辽西地区燕山板内造山带东段中生代逆冲推覆构造

本文厘定并阐述了辽西地区燕山中生代板内造山带东段发育的逆冲推覆构造的宏观构造格局、运动学特征、形成时代和形成过程;探讨了形成该构造体系的区域构造背景及其大地构造意义。该区的逆冲构造系统由6条主干逆冲断层组成。分布于西北和东南缘的两条最外缘道冲断层走向为ENE,居于其间的逆冲断层呈NNE—NE,而且,向东北和南西方向这些断层具有汇合的趋势。在东北端收敛于凌源—东官营子断裂(“内蒙地轴”南缘断裂)上,而在西南端则汇拢于大屯—锦州断裂及其西延的密云—喜峰口断裂。总体上构成一个类似于双重构造(duplex)的巨型逆冲系统。该区边冲作用始于中侏罗世之前,于侏罗纪末达到高峰并基本形成了本区的推覆构造格局。本区逆冲断层系统,总体逆冲方向指向南东,与燕山板内造山带中段、西段以向北、北西逆冲为主的逆冲推覆构造明显不同。结合燕山中段发现的近东西向右行走滑断裂系统及其与本区逆冲推覆构造体系的时-空关系分析,指出本区逆冲推覆构造的形成,是沿燕山东西向构造带右行走滑作用因构造方向的改变发生构造转换的结果。

燕山板内造山带中段中生代构造格局与构造演化

燕山板内造山带中段中生代构造格局由近东西向丰宁-隆化断裂、古北口-平泉断裂和密云-喜峰口-青龙断裂及马兰峪背斜组成。丰宁-隆化断裂为由北向南的低角度逆冲断层经后期改造而形成。古北口-平泉断裂系由柳河-承德县断层、乌龙矶-小料北沟断层、寿王坟-大杖子-下杖子断层组成的断裂系统,在剖面上呈正花状构造,具右行斜压性质,活动时代为148～132Ma。密云-喜峰口-青龙断裂为一右行走滑断裂。马兰峪背斜不具有变质核杂岩的构造组合特征,深部岩浆活动主导的、基底薄弱带控制的断块差异隆升可能是其形成的重要机制。三叠系砾岩中的砾石绝大多数具再生砾石特征,主要来自石炭系—二叠系,其中火山岩砾石的年代(240～248Ma)表明其沉积时间应明显小于240Ma。下板城盆地北部及西部王家店-小梁后盆地原所谓的早侏罗世南大岭组火山岩的时代分别为161Ma和126～127Ma。因此,原标志印支期变形的角度不整合的时代已被否定,印支运动构造表现需重新认识。

燕山板内造山带中段近东西向中生代右行走滑构造系统

阐述了分布于燕山板内造山带中段的近东西向中生代右行走滑构造系统的几何学与运动学特征 .指出该右行走滑断裂系统由古北口 -平泉断裂和密云 -喜峰口 -锦西断裂两条主干断裂 ,以及夹于其间的北西向张性断层和张裂脉、北东向压性断层和褶皱等共同组成 .近东西向主干断裂具有右行右列“P破裂”结构形式 ,北西向的张性断层和张裂脉则具有“T破裂”性质 .主干断裂与北东向压性断裂和褶皱构成了一幅右行走滑双重构造 (strike slipduplexes)格局 ,而不是不同期次变形的产物 .该走滑断裂系统形成于侏罗纪末—早白垩世初( 14 7～ 13 2Ma) .由于它恰好构成了位于辽西的走向北东、向南东逆冲的逆冲推覆构造系统与冀北、冀西北地区北东走向、上盘向北西逆冲的推覆构造的转换和调节部位 ,所以本文提出了一个右行走滑构造系统的统一构造模式 .在该模式中 ,辽西和冀北、冀西北同时代而运动方向相反的逆冲构造系统分别构成了近东西向右行走滑系统的断盘前缘挤压逆冲构造区 .认为形成该时期燕山板内造山带总体构造格局的区域构造作用方式是 :在总体北西 -南东向挤压的一级构造应力场作用下 ,造山带北部的块体相对于中生代华北地台为主体的块体做向东的右行运动 .从更大尺度上看 ,在华北克拉通与西伯利亚板块之间的构造?

华南地块雪峰山中生代板内造山带构造样式及其形成机制

华南大地构造核心问题之一是江南—雪峰山造山带的属性。在前人工作基础上,对横切雪峰山造山带的地质剖面进行了详细的区域地质、构造变形和部分重点区段地震反射剖面深部构造解释,划分出5个大地构造单元:(1)湘中复合逆冲构造带。该带位处雪峰山造山带东部,以龙山复合构造穹隆等为代表,是近EW向加里东造山带与NE向燕山造山带复合叠加的结果;其中燕山期构造样式总体为倾向SE逆冲断层控制的尖棱背斜构造。(2)雪峰山厚皮逆冲构造带。该带西以大庸逆冲断裂为界,带内板溪群浅变质褶皱基底大面积出露,总体发育指向NW的断层-褶皱组合。断坪-断坡式逆冲断层从板溪群内部薄弱层发育,向浅部产状明显变陡,并导致新元古界板溪群逆冲于古生界之上,控制了沅麻等中生代盆地的形成,沿断坡形成紧闭背斜和沿断坪形成宽缓向斜;表明其为典型的断层相关褶皱。断层褶皱组合与地表剥蚀共同作用,形成飞来峰和构造窗。(3)以梵净山构造穹隆为代表的梵净山—走马构造穹隆带。该带呈NE向长垣状,核部出露新元古界下部梵净山群。断坪-断坡式逆冲断层深切梵净山群,在断层上盘形成不对称箱状背斜。因此总体为典型的厚皮逆冲作用下的断层相关褶皱。(4)隔槽式逆冲构造带。此带主要发育一系列轴向NE的箱状背斜和尖棱向斜。箱状背斜核部为寒武系,向深部卷入震旦系—板溪群,形成基底卷入的断层-褶皱组合,其浅部形成叠瓦状逆冲断层-褶皱组合,从而构成主动双重逆冲构造。(5)华蓥山断裂与齐岳山断裂间的隔档式薄皮构造带。带内以发育尖棱背斜和箱状向斜为特征,是倾向SE断坪-断坡控制下的断展褶皱组合。上述5个构造单元变形区域卷入了上三叠统—下侏罗统,但为上白垩统角度不整合覆盖,表明变形时间为中生代中晚期,并且有从SE向NW渐次变新的趋势。将各构造单元及不同构造层次构造组合联系起来,建立起以断层相关褶皱为基本构造样式,从SE向NW,从深部向浅部发展的雪峰山中生代板内造山带的递进演化运动学新模式。

燕山板内造山带早期构造变形演化——以辽西凌源太阳沟地区为例

燕山地区位于华北板块的东北部 ,自晚古生代华北板块与蒙古板块的拼合后 ,燕山地区进入板内构造演化阶段。以往燕山造山带的研究主要集中于中侏罗世开始的燕山运动 ,而对已经发现的印支期构造的详细研究比较缺乏。通过对辽西凌源太阳沟地区进行详细的构造解剖分析和大比例尺地质填图 ,揭示出在晚三叠世到早侏罗世期间 ,该区经历了三次重要的构造变形。即晚三叠世到早侏罗世早期 ,发育由东往西逆冲的后展式逆冲推覆 ,早侏罗世晚期由西往东逆冲的前展式逆冲推覆和早侏罗世晚期崩塌滑覆构造。三期构造变形显示了燕山造山带早期构造的非极性演化特征 ,也显示了燕山地区的快速抬升和剥露过程。短时期内三期逆冲构造推覆方向的反转 ,显示了板内变形的特征 ,结合已经确定的变形时代及构造指向 。

燕山板内造山带逆冲推覆构造格局

燕山地区自晚三叠世以来进入了板内造山带的形成演化阶段 ,基本构造格局为一由大型逆冲推覆系统组成的构造楔形体 ,尖端指向北 ,形成于早侏罗世—早白垩世 (J1—K1)。兴隆、承德、大庙、隆化和围场等 5条主干逆掩断层及其上驮的推覆体 ,在同一底界滑动拆离面上由南向北呈前展式扩展 ,造成的地壳缩短量达 4 4 1%。从造山带后端至前缘 ,褶皱形态由以箱状褶皱为主转变成以斜歪褶皱为主 ;断裂构造性质也从脆性断层转变为韧性断层 ,在造山带后缘还形成了三角带构造和突起构造。造山期后的构造变形对已形成的构造格局进行了改造和破坏 ,但未能从根本上改变这种逆冲推覆的构造格局。

辽西地区燕山板内造山带早中生代构造变形的年代学限定

在辽西进行的构造研究确认了这里曾经在早中生代期间发生过几次重要的构造变形事件,地质上,这几次构造变形的时代被限定在中三叠世老虎沟组沉积之后到晚侏罗世髫髻山/蓝旗组火山岩喷发之前。期间,第一期逆冲推覆构造被水泉沟组不整合覆盖,第二期逆冲推覆构造被髫髻山组/蓝旗组不整合覆盖。本文通过对水泉沟组火山岩、邓杖子组火山岩砾石、髫髻山组底部火山岩以及侵位到逆冲构造岩片中的安山玢岩脉体进行锆石SHRIMP法U-Pb定年,比较准确地限定了燕山板内造山带早中生代几次构造变形的时代。这对于研究燕山板内造山带早期变形特征和变形历史、研究整个燕山造山带的变形过程都具有重要的意义。

燕山式板内造山带基本特征与动力学探讨

板内造山带的基本特征是前期已经固结的岩石圈重新活化。前期地壳基底的复活对后期构造的控制和造山期新生的构造对前期地壳的改造是板内造山作用的两大特征。燕山地区元古宙东西向基底断裂带在中生代的复活控制了区域盖层的构造，表现为沿古断裂的斜滑作用形成的正花状和负花状构造对中生代盖层沉积盆地及其构造的控制，形成盆缘逆冲断层；在基底和盖层中形成羽列式断层及大型ＳＣ 式排列的褶皱和断裂组合。其中的逆冲推覆构造也与发育于板缘的不同，主要为基底卷入型。幔源热活动导致强烈的岩浆活动和地壳被加热、软化，从而诱发变形是造山期新生的特点。燕山的纬向构造被ＮＮＥ向太行山构造带所叠加，以及许多以变质核杂岩和岩浆底辟为代表的垂向构造穿插其中，组成了燕山式板内造山带的主要构造格局。地球内部物质的垂向调整，幔源物质和热流的上升是板内造山带的主因。

初论板内造山带

讨论了关于板内造山带含义的不同认识。指出板内造山带是一种特殊类型的造山带，而不是板缘造山带或板间造山带持续发展的结果。简要介绍分别发育在４ 个大陆的不同时代的板内造山带，总结板内造山带在区域大地构造位置、造山带构造格局、构造变形与变质作用、岩浆活动与沉积作用、造山带构造演化等方面与板缘造山带的差异。板内造山带形成于相对较老且强硬的岩石圈板块内部，造山带内部构造单元不具有平行于造山带走向分布的特征，即不具有线状构造格局，构造变形具有地台基底乃至整个地壳卷入的厚皮构造性质，同造山区域变质作用微弱，同造山岩浆活动、沉积作用和构造变形均无极性演化趋势。岩石圈拆沉作用（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ） 可较好地解释板内造山带的火山活动特征。尽管板块间相互作用（ 俯冲或碰撞）所产生的水平挤压应力似乎更易于阐明板内造山带的收缩变形特征；但是，板块间相互碰撞或俯冲产生的边界应力可否有效地被远程传递，尚有待进一步研究和解决。将板块间相互作用的水平应力场与岩石圈纵向物质与能量调整（ 重力、热力等） 因素作综合考虑。

燕山板内造山带中生代构造演化特征

燕山地区自晚三叠世以来进入了板内造山带形成演化阶段 ,并具有分期演化的幕式特征。在时间演化序列上 ,可分出造山前期 (T3)、造山主期 (J1～J3)和造山后期 (K1)等 3个阶段。构造变形方面 ,燕山板内造山带的基本构造格局为一大型逆冲推覆系统组成的构造楔形体 ,呈前展式扩展 ,造成的地壳缩短量可达 44 1 %。动力变质作用以高压动力变质为特征 ,发育高压动力变质岩(榴辉岩和高压麻粒岩 ) ,形成于构造应力集中的逆掩断层上盘 ,由中 上地壳长英质岩石转变而成。岩浆岩属钙碱性岩石系列、中酸性岩石组合 ,其中岩石类型、稀土元素配分型式及所反映的构造运动强度均具有一定的特征。在造山带形成过程中伴生 3期同造山磨拉石 :杏石口期磨拉石 (T3x)、后城期磨拉石 (J3h)和青石砬期磨拉石 (K1q) 。

辽西中生代板内造山带构造基本特征及构造演化

辽西中生代构造运动可划分为印支早期(早、中三叠世)、印支晚期(晚三叠世)、燕山早期(早侏罗世)、燕山中期(中、晚侏罗世)、燕山晚期(早白垩世)、燕山末期(晚白垩世)6个构造幕。中生代造山带有别于板缘或板间造山带的一种特殊类型的造山带,也不是板缘或板间造山带的一个发展阶段。因此,具有独特的大地构造背景、造山期前演化历史,以及造山带构造变形变质、岩浆活动、沉积作用等特点。中生代板内造山过程是复杂的、多阶段的、非单一的过程,三叠纪以来,共经历了多次裂陷与伸展、挤压与收缩作用和多阶段的盆地发展历史。在每一次盆地演化过程中,在早期表现为裂陷与伸展作用,并有中基性—中酸性火山岩浆喷发和侵入,具有从早期向晚期岩浆由偏基性向偏酸性演化的特点,同时形成断陷盆地,沉积陆源粗碎屑建造;中期,断陷盆地向坳陷盆地转化,沉积陆源细碎屑和含煤及红色建造;晚期表现为挤压和收缩的造山作用,使地层褶皱,并发育逆冲断层,盆地抬升遭受剥蚀,从此构成了一个火山喷发—沉积盆地从形成→发展→萎缩→消亡的完整过程。这样多旋回的变化,塑造了辽西地区的中生代板内造山过程。

燕山造山带东段——辽西地区薄皮逆冲推覆构造

辽西地区为华北北缘中生代燕山造山带东延部分。地表地质调查和新的地震剖面资料的构造解释表明辽西地区逆冲推覆构造系为大型薄皮构造组成的楔形体,主要由凌源—北票逆掩断层、牛营子—郭家店逆掩断层、汤神庙逆掩断层和建昌—朝阳逆掩断层,以及在这些逆掩断层上盘发育的大型推覆体组成。逆冲构造的扩展方式为背驮式,逆冲指向南东,定型时代为早白垩世中期,即早白垩世义县组火山碎屑岩(110Ma)和早白垩世九佛堂组之间。中侏罗世—早白垩世中期形成的辽西地区道冲推覆构造系既与西伯利亚板块与华北板块之间蒙古—鄂霍茨克大洋最终闭合碰撞有关,同时也与古太平洋板块向西俯冲在东亚大陆之下有关。

造山带构造研究中几个重要学术概念问题的讨论

简要分析和评述了造山带构造研究中的几个重要学术概念问题:造山带,造山带类型、造山作用和造山过程、造山带构造格局、造山作用模式。指出不宜将造山带定义直接与板块边缘构造位置和板块间相互作用联系在一起;造山作用和造山带不仅出现在板块之间相互作用的地带,而且可以出现在远离板块边界的地方——即所谓板内造山带。强调了板内造山带研究的重要性,提出了确定板内造山带的主要依据,指出在造山带分类、造山带构造格局和造山作用过程研究中应充分注意板内造山带的客观存在,以及板内造山带成因动力学机制研究中需要着重考虑的重要方面。

板内扭压造山机制

据中国大陆板块内部构造特征提出两种扭压造山机制：（１） 扭压滑脱褶皱造山作用；（２） 扭压斜滑断裂岩浆造山作用。前者以扬子板块内的武陵山台褶带为例，后者以华北板块内的太行山断裂岩浆带为例。扭压滑脱褶皱造山作用表现为沉积盖层呈隔档式及隔槽式褶皱；结晶基底呈大型隆起和拗折，莫霍面下降，从而使地壳增厚，构成造山带。值得注意的是，这类滑脱褶皱带的整体形状呈Ｓ状展布，其中的次级褶皱呈雁行状斜列，表明这类造山带的形成除受水平挤压作用外，还伴有左行剪切作用。扭压斜滑断裂岩浆造山作用表现为沿断裂带有一系列花岗质深成岩体展布。这些断裂不仅深切地幔，而且导致下地壳局部融熔形成花岗岩浆，驱动岩浆斜向上升，并控制岩体侵位。与此同时地壳在平面上缩短，垂向上增厚，构成造山带。上述两种造山作用一致表明。

燕山式板内造山作用在北京西山的表现特征及若干启示

尽管在造山模式、成因机制方面存在分歧 ,但板内造山作用及其表现特征在现阶段业已引起众多学者的关注并进行了深入研究。受到燕山式板内造山带研究思路和成果的启示 ,经对比研究认为 ,北京西山地区在大地构造位置、大地构造属性及大地构造演化等方面具有板内造山的特征 ;逆冲推覆构造、变质核杂岩及独特的区域构造组合样式等构成了该区燕山式板内造山的基本地质构造要素 ;基于北京西山的地质实践 ,提出了对用板内造山的观点在该区深入研究若干新方向。

“造山带研究”笔谈会

《地学前缘》编辑部遵循"百花齐放，百家争鸣"的方针，以笔谈会形式邀请10多位地质学家从不同角度阐述造山带研究的意义、理论和方法等。文中主要论述了下列内容：（1）关于造山带的涵义。对造山带的涵义有两种不同的认识：一种意见把造山带与板块间的相互作用密切联系，强调只有会聚板块边缘构造作用形成的地质体，才能称为造山带；另一种意见认为板内造山带是客观存在的，对大陆造山带的研究是大陆动力学的关键。（2）关于中国造山带的特点。中国地处3大体系──印度板块、太平洋板块和西伯利亚板块的交汇处，是古亚洲、特提斯和太平洋3大洋盆体系和其间诸多地块开裂、演化、增生、碰撞和消亡的结果。它们通常经历了长期的地质演化，形成了许多多期复合型造山带，而不完全与地球上一些典型的造山带相同。另一个特点是老造山带和已稳定地块在后期可再次卷入构造运动而活化。因此，中国是研究大陆开裂、增生、碰撞和拼贴作用的理想场所。（3）我们应当在总结中国各类造山带的地质。地球物理和地球化学等特征的基础上，结合东亚以至全球构造研究，创建大陆造山带的新理论。

辽西早白垩世义县组火山岩的地质特征及其构造背景

早白垩世义县组火山岩是辽西地区分布最为广泛的中生代火山岩。岩石学、元素-同位素地球化学研究表明,义县组火山岩主要为高钾钙碱性系列,相容元素(Cr、Co、Ni、V等)和大离子亲石元素(如Rb、Sr、Ba等)相对富集,高场强元素(如Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等)和放射性元素(U、Th)相对亏损,轻重稀土元素分馏明显,δEu弱负异常,放射成因的Nd、Sr、Pb同位素较低,具有板内和活动大陆边缘弧地球化学特点。作者认为辽西早白垩世义县组火山岩起源于富集的岩石圈地幔的部分熔融,岩浆在演化过程中以结晶分异作用为主,伴有少量的地壳混染作用,即AFC过程。结合区域构造,作者认为义县组火山岩形成于权内岩石圈的不均匀拉伸环境,是燕山板内造山作用的产物,与中生代古太平洋板块向欧亚板块俯冲没有直接关系。

新疆博格达山分段及深浅构造转换关系

研究表明 ,天山及邻区自中生代以来一直处于热衰减状态 ,博格达山新生代再造山具有“冷隆升”性 ,盆山边界断裂多限于上地壳内 ,而非直通中地壳低速体甚至上地幔的“深大断裂”。造山带内的韧性剪切带是在古生代形成的 ,而不是再造山期的断裂 ,它对造山带隆升及盆山耦合无贡献 ,博格达山的隆升为复式背斜构造所支持。博格达山与准东的关系为背斜北翼与盆地平缓基底构成的挠曲构造 ,而不是被深大断裂分隔的断块。博格达山具有独特鲜明的分段性 ,造山带的两个弧形构造与新生代再生前陆盆地构成独特的“斜方对称”分布样式。以板条观点为指导 ,从盆山单元的平面配置关系和深浅构造转换关系入手 ,探讨了博格达山板内造山阶段的几何学和运动学分段性的成因 。

辽西建平县义县组火山岩形成构造环境的地球化学鉴别

对辽西建平县平庄-马厂盆地的火山岩进行了岩石学、地球化学、同位素年代学研究.结果表明,火山岩属白垩纪.义县组火山作用可分为2个亚旋回.火山岩主要为流纹岩类、粗面岩类和粗安岩类.义县旋回火山岩属高钾钙碱性岩石系列.火山岩具有高SiO2,Al2O3,K2O,Na2O和低MgO,TiO2的特征.火山岩富集大离子亲石元素(LILE)K,Rb,Sr,Zr,Ba,Pb,Li等,高场强元素(HFSE)Nb,Ti,P及相容元素Co,Ni,Cr,V亏损.火山岩为轻稀土富集型,总体显示弱负铕异常、无铈异常.对火山岩形成的构造环境的地球化学判别,表明义县组火山岩成岩物质主要来源于下地壳的部分熔融,岩浆在上升过程中受到了一定程度的上地壳物质的混染.火山岩形成于板内岩石圈不均匀伸展作用环境,具有大陆板内造山带火山岩的基本特征.

辽西朝阳地区张家口组火山岩地球化学特征及构造背景

朝阳地区张家口火山旋回可分为3个亚旋回,火山岩主要为流纹岩类、粗面岩类和粗安岩类.地球化学特征表明,张家口旋回火山岩属高钾钙碱性岩石系列.火山岩具有高SiO2,Al2O3,K2O,Na2O和低MgO,TiO2的特征,里特曼指数均值为2.59.火山岩富集大离子亲石元素K,Rb,Sr,Zr,Ba,Pb,Li等,相容元素Ti,Co,Ni,Cr,V亏损.火山岩为轻稀土富集型,总体显示弱负铕异常、弱负铈异常.综合研究认为,张家口组火山岩成岩物质主要来源于地壳,火山岩的成因以部分熔融为主.火山岩形成于挤压造山与伸展构造的过渡环境,具有大陆板内造山带火山岩的基本特征.