华北燕辽裂谷盆地中元古代构造古地理演化——来自蓟县地区下马岭组碎屑锆石年代学的证据

燕辽裂谷盆地位于华北克拉通北部,记录了华北克拉通古元古代碰撞拼合之后的陆内伸展、中元古代Nuna超大陆裂解和全球大气海洋增氧等重大地质事件,但燕辽裂谷盆地中元古代古地理与构造演化研究一直较为薄弱。对该盆地蓟县地区下马岭组标准剖面开展了沉积学与碎屑锆石U-Pb年代学研究,获取了下马岭组地层沉积特征与碎屑锆石的U-Pb年龄。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示下马岭组石英砂岩样品中的碎屑锆石207 Pb/206 Pb年龄范围为3270~1806 Ma,且展示2530 Ma和1880 Ma两个显著峰值,表明下马岭组碎屑岩地层主要由新太古代和古元古代晚期的碎屑物组成,而且这两个显著的年龄峰分别对应于华北克拉通新太古和古元古代两期重大地质事件。此外,另有少量~2750 Ma和3200 Ma的碎屑锆石,分别对应两期华北克拉通太古宙岩浆事件。碎屑锆石年龄分布特征显示下马岭组沉积于伸展背景。该文结合蓟县系和其下伏长城系沉积组合与盆地古地理分析,提出燕辽裂谷盆地的构造演化可大致分为4个阶段,分别是①碰撞后伸展转换阶段(1.85~1.60 Ga);②早期陆内伸展阶段(1.60~1.40 Ga);③对应于全球Nuna超大陆裂解事件的裂谷作用阶段(1.40~1.30 Ga);④整体抬升阶段(1.32~1.0 Ga)。

燕辽坳拉槽古—中元古代裂谷盆地演化及其对锰矿沉积的控制作用

燕辽坳拉槽中元古界高于庄组桑树鞍亚组底部为锰富集层段,虽然对于锰质来源、锰矿成因及形成环境存在认识分歧,但多数学者均认为高于庄组锰矿的形成与燕辽坳拉槽的盆地裂谷背景有着密不可分的联系。在搜集前人锰矿勘查资料的基础上,重点对典型锰矿床——迁西秦家峪锰矿进行了矿床地质特征、矿石类型及元素地球化学分析,结果显示其锰质主要来源于海底热液。通过分析主要锰矿点分布与燕辽裂谷盆地主要断裂之间的关系,发现在裂谷盆地内北东向主断裂与北西向传递断裂的交汇处,或被断裂所围限的闭塞、深水滞流环境,是高于庄组锰矿形成的最有利部位,矿层厚度大,品位相对较高。该研究表明燕辽坳拉槽裂谷盆地结构对高于庄组锰矿的形成具有重要的控制作用,且同沉积断裂作为热液活动的通道,为成锰盆地提供了主要的矿质来源。

华北克拉通破坏对地表地质与陆地生物的影响

晚中生代古太平洋板块俯冲导致东亚古大地幔楔形成和华北克拉通破坏,该动力过程引发华北克拉通发生强烈伸展和岩浆活动,广泛形成裂谷盆地和变质核杂岩,并造成燕辽和热河生物群的繁盛与消亡.古太平洋板块俯冲角度的变化导致东亚大陆经历了三次短暂挤压事件和两次强烈伸展构造.多学科综合研究进一步揭示,晚中生代燕辽和热河生物群的演化与华北克拉通的破坏强度、岩浆活动强弱以及盆地发展存在明显的时空相关性.上述现象表明地球深部动力过程不仅控制了克拉通破坏和地壳构造演化,而且也极大地影响了地表环境的变迁和陆地生态系统的演变.因此,地球生命是与环境协同演化,并且共同受地球深部过程的控制.