从多岛弧盆系构造看西特提斯造山系构造演化

本文通过综述近年西特提斯带主要缝合带的研究进展及所代表洋盆的发育特征,提出了古特提斯缝合带可能的位置和俯冲消亡方式。结合区域资料探讨了西特提斯带古生代末-中生代洋陆构造格局,认为东、西古特提斯洋完全可以类比,自晚古生代末西特提斯带主要受古特提斯大洋双向俯冲制约,在俯冲带后缘以二叠纪裂谷带为基础逐渐发展成中生代多岛弧盆系的新特提斯构造格局,西特提斯造山系主要表现为弧后洋盆消减造山作用。

黑龙江嫩江地区科洛杂岩伸展构造特征

黑龙江省嫩江县科洛杂岩位于大兴安岭北段。详细的构造解析揭示,科洛杂岩内发育一处大型滑脱构造,其中包括鞘褶皱、层间柔皱、不对称褶皱、S-C组构、眼球状构造等构造样式,整体反映杂岩体向SE伸展滑脱的特征。结合年代学和岩石学方面的证据,认为科洛杂岩伸展滑脱始于中侏罗世晚期或稍后,其隆升机制应源于大兴安岭地区中、晚侏罗世岩浆的强烈底侵作用,导致整体隆升造山,伴随区域伸展滑脱,形成变质核杂岩。这为大兴安岭北段隆升机制和构造样式的研究提供了新证据。

关于额尔古纳地块基底性质和东界的讨论

中国东北地区是解决东亚大陆构造演化的关键地区,备受众多学者关注。近年来,关于额尔古纳地块基底性质和东界问题一直存在争议。本文对太平林场花岗片麻岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,锆石年龄主要集中在840~830 Ma、800~780 Ma和730~720 Ma的3个时间段内,可能为新元古代时期的3期岩浆热事件时间。其中21个锆石测点^(206)Pb/^(238)U年龄的加权平均值为779±20 Ma(MSWD=8.3),表明原岩在新元古代就已侵位结晶;1个锆石测点U-Pb同位素年龄为494±10 Ma,Th/U比值为0.06,暗示了锆石应为变质成因,可能为花岗片麻岩的变质年龄。结合前人已报道额尔古纳地块和兴安地块上花岗质岩石年龄数据,对比发现仅额尔古纳地块经历了新元古代岩浆热事件作用;同时对比两地块上花岗岩Hf同位素特征发现,二者具有不同的地壳早期演化阶段。因此,在早古生代早期二者应该沿塔河—喜桂图缝合带拼合并共同经历了古生代以来的岩浆作用改造,而不是传统观点认为的德尔布干断裂作为两地块的边界。

黑龙江省嫩江地区科洛杂岩隆升时代

科洛杂岩出露于黑龙江省嫩江县大兴安岭北段,构造解析指示其为一大型伸展滑脱构造,整体反映杂岩体向南东伸展滑脱的特征。依据杂岩体显微构造特征,推测科洛地区伸展滑脱变形带变形温度约为300～450℃。滑脱带中变形花岗片麻岩样品中黑云母单矿物的^(40)Ar/^(39)Ar年龄为118.39～117.37 Ma,指示伸展滑脱带形成时代为早白垩世晚期。结合大兴安岭地区中生代岩浆活动特征和南北变质核杂岩对比研究,认为大兴安岭整体经历了早白垩世中晚期的快速隆升,形成一系列变质核杂岩,发育大规模伸展变形作用,与松辽盆地坳陷期具有良好的耦合关系。

松辽盆地西缘边界断裂带中北段尼尔基L型构造岩构造年代学及其构造意义

松辽盆地西缘与大兴安岭东缘的边界断裂带,又称嫩江-八里罕断裂带,位于东北地区中部,中亚造山带东段。断裂带呈NNE走向,沿内蒙古自治区、黑龙江省与吉林省的交界,一直向南延伸至河北省境内与平场-桑园大断裂相接,全长1200km。该断裂带传统认识上被认为是一条NNE向的大型正断层或拆离断层。目前对于断裂带性质的研究主要集中在其北段的嫩江断裂,但侧重区域地球物理方面,通过布格重力异常、航磁异常、深反射剖面研究确定了断裂带的走向、展布位置,及伸展拆离断层或大型低角度正断层的性质;其南段断裂带（红山-八里罕断裂）的研究,主要与喀喇沁隆起的形成时间、性质、演化阶段等方面相联系;然而对断裂带中段的嫩江-八里罕断裂的研究少有报道。近期,我们报导了嫩江-白令海断裂带岭下及白城地区发现的具有左旋走滑性质的韧性剪切带,并同断裂带南段的红山-八里罕断裂带楼子店地区进行系统的对比。通过对岭下地区韧性剪切带详细的野外调查、构造要素测量、显微构造研究、同构造变形岩石的有限应变分析、石英EBSD组构分析以及白云母40Ar/39Ar年代学研究,我们认为岭下韧性剪切带与楼子店韧性剪切带的变形特征一致,证实了红山-八里罕断裂带至少可以向北延伸至中段岭下地区,其性质同为左行走滑韧性剪切带,并具有相同的早期走滑时限（~130Ma）。本次,我们进一步对嫩江-白令海断裂带中北段尼尔基地区韧性剪切带进行研究,通过对带内韧性变形岩石构造要素系统测量和统计、显微构造观察、有限应变测量等方面的研究,表明其岩石类型属L型构造岩,具左行剪切特征。综合分析发现除构造岩的类型（岭下与楼子店地区发育S-L型构造岩）,其余与岭下与楼子店地区韧性剪切带性质相同。另外,年代学表明L型花岗质岩石中发育的锆石,1）呈自形具有致密的韵律环带,且Th/U比值介于0.06至1.25之间,显示了岩浆成因特点;2）年龄大体分为两个区间258~403Ma（n=5）和207~174Ma（n=15,加权平均年龄为190.0±6.1Ma）;3）较老年龄258~403Ma的锆石普遍具有＂核-边＂结构,证实了该区域存在多期古生代岩浆事件。207~174Ma的锆石中,两粒锆石呈现~190Ma核部年龄,反映了区域内曾经历了早侏罗世的一次强烈的岩浆侵入事件,此后尼尔基地区韧性剪切带形成于中侏罗世（~170Ma）,而并非是前人认为的二叠纪。白云母激光40Ar/39Ar年代学显示了一个稳定的年龄坪为158.99±0.61Ma。通过显微构造的观测发现长石残斑与S-C组构指示了左行韧性剪切特征,其动态重结晶主要为膨凸式特点（BLG）。而石英颗粒边界相嵌现象明显,为亚晶粒旋转（SR）向颗粒边界迁移（GBM）重结晶过渡阶段。综合长石和石英的重结晶特征指示,其变质条件为高绿片岩相,变形温度在500℃左右,显然高于白云母的封闭温度（300~400℃）,故此我们认为尼尔基左行韧性剪切带的快速隆升时间应为中晚侏罗世（158.99±0.61Ma）。结合最新发表的东北地区黑龙江蓝片岩（前人称之＂黑龙江群＂）与郯庐断裂带北段两个分支（佳依断裂与敦密断裂）的年代学数据,以及西太平洋板块的俯冲速度和方向的相关证据,我们认为1）嫩江-八里罕断裂可能经历了三期变形演化阶段,包括中-晚侏罗世左行伸展走滑阶段（~160Ma）,早白垩世中期左行走滑/斜滑剪切阶段（~130Ma）及早白垩世晚期的伸展阶段;2）两期走滑剪切阶段与郯庐断裂带及其北段两个分支具有相似性,其中早期~160Ma的走滑剪切事件相对于佳木斯地块与松嫩地块的拼合时间（~170Ma）晚近10Myr;3）松辽盆地形成早期受到中-晚侏罗世的左行走滑断裂的控制,该左行走滑断裂的成因应归功于侏罗纪时西太平洋板块向欧亚大陆下快速的斜向俯冲有关。

佳—伊断裂带韧性变形特征

佳木斯—伊通(佳—伊)断裂带是郯—庐断裂带北段的西支,控制着佳—伊地堑内各盆地的展布。笔者在佳—伊断裂带中部舒兰水曲柳地区发现一条近NNE向的韧性剪切带。结合显微构造分析认为,该剪切带主要由初糜棱岩—糜棱岩组成,具有左行走滑的特征。对研究区内韧性剪切带中的糜棱岩进行有限应变测量(Fry法),认为该剪切带应变类型为伸展应变,岩石类型表现为L/LS型构造岩;对糜棱岩样品进行石英C轴EBSD分析,同样指示佳—伊断裂带中段具有左行走滑的构造特征,石英组构以中低温菱面为主,滑移系为{101}<110>。结合前人研究资料,推测佳—伊断裂带中段左行走滑时间为早白垩世中、晚期,形成机制与西太平洋伊泽纳崎板块由NWW转变为NNW向欧亚大陆的高速俯冲有关。

吉林—延吉—朝鲜咸北地区晚古生代沉积特征及其构造演化意义

中国吉林东部与朝鲜半岛北部地区对比研究,无疑对揭示朝鲜半岛的地质属性、中朝板块北缘东延及演化有着重要的贡献。针对中国吉林东部延边地区和朝鲜咸北地区的晚古生代地层进行化石组合、沉积特征、基底性质以及岩浆序列等方面的对比研究认为:朝鲜二叠纪鸡笼山腕足动物群与中国北方二叠纪哲斯腕足动物群有明显差异,与吉林地区范家屯组,尤其是延边地区庙岭组有较强的可对比性;中国吉林—延吉褶皱带和朝鲜咸北地块均以元古宇为基底,没有太古宙岩石出露;在晚古生代期间,中国吉林东部—延边地区和朝鲜咸北地区沉积环境、岩浆活动相似;朝鲜咸北地块和狼林地块的边界断裂——输城川断裂带应与华北地块和吉黑造山带之间缝合线的东端—古洞河断裂相连接,吉黑造山带东部地块和朝鲜咸北地块在晚古生代时期应处于同一个大地构造单元。

柴北缘-南祁连地区构造热事件

对柴北缘路乐河剖面新生代沉积物和山前现代河沙中碎屑的锆石U-Pb同位素热年代学研究表明:研究区物源区发育～260、～450、500～600、800～900Ma 4个主要年龄峰值和～1.8、2.5～2.6Ga 2个较小的年龄峰值。结合研究区已有的同位素年龄数据提出:柴北缘—南祁连地区在二叠纪中—晚期遭受了一次较强烈的低温区域构造热事件的改造;柴北缘高压榴辉岩及其相关的地质体隆升到地表的时间晚于上新世;柴北缘—南祁连地区先后主要经历了800～900 Ma的Rodinia超大陆裂解事件,500～600 Ma的泛非区域变质事件和～450Ma的俯冲碰撞变质事件;柴北缘—南祁连地区的主要构造热事件发生在元古代,主要集中在500～600Ma和800～900Ma,表明柴北缘—南祁连地区的前寒武纪基底性质与扬子板块相似,与华北板块完全不同。

华北克拉通基底花岗质片麻岩变形和流变学研究——以辽西寺儿堡地区为例

辽西寺儿堡镇新太古代花岗质片麻岩内发育的宏观、微观构造变形特征表明该地区曾遭受了强烈的韧性变形改造。花岗质岩石变形程度在初糜棱岩–糜棱岩之间,岩石经历了SWW向左行剪切作用改造。岩石中石英有限应变测量判别结果表明,构造岩类型为L-S型,为平面应变。岩石的剪应变平均值为1.43,运动学涡度值为0.788~0.829,指示岩石形成于以简单剪切为主的一般剪切变形中。此外,石英颗粒以亚颗粒旋转重结晶和颗粒边界迁移重结晶作用为主,长石颗粒塑性拉长,部分发生膨凸式重结晶作用;石英组构特征(EBSD)揭示石英以中–高温柱面滑移为主;石英颗粒边界具有明显的分形特征,分形维数值为1.151~1.201,指示了中高温变形条件。综合石英、长石的变形行为、石英组构特征以及分形法Kruhl温度计的判别结果,推断辽西寺儿堡镇新太古代花岗质片麻岩经历过480~600℃的中高温变形,其同构造变质相为高绿片岩相-低角闪岩相。花岗质岩石的古差异应力为10.62~12.21 MPa,估算的应变速率为10^(–11.67)~10^(–13.34) s^(–1),即缓慢的变形,可能记录早期中高温、低应变速率的韧性变形过程,反映华北克拉通基底中下部地壳变形特征。

西拉木伦河缝合带北侧二叠纪砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及其构造意义

研究区位于西拉木伦河缝合带北侧,地理位置位于内蒙古东部草原区、大兴安岭南段,构造部位介于苏尼特左旗-锡林浩特-西乌珠穆沁旗南缝合线和西拉木伦河缝合带之间,是讨论华北地块北缘与其北侧地块拼贴过程的关键地区.通过对西拉木伦河缝合带北侧克什克腾旗(简称克旗)和林西地区二叠纪砂岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,认为克旗地区原中二叠世"哲斯组"可能为一套晚二叠世甚至早三叠世沉积.克旗、林西地区二叠纪的沉积物源主要来自其北侧的苏尼特左旗-锡林浩特-西乌旗南的岩浆弧,并有华北板块北缘物源混入,华北板块北缘与其北侧地块应在晚二叠世林西组沉积时期已经开始碰撞,导致林西地区林西组沉积具有南北两侧混合物源特征,板块碰撞的最终闭合的时间应在250 Ma左右.

舒兰韧性剪切带应变分析及石英动态重结晶颗粒分形特征与流变参数估算

舒兰北东向韧性剪切带位于佳木斯-伊通断裂带（佳-伊断裂带）中南段,剪切带内糜棱岩具有明显左行走滑特征,片麻理产状近 NNE 向.糜棱岩中长石有限应变 Flinn 图解判别岩石类型为 L-S 型构造岩,属拉长型应变.石英 C 轴 EBSD 组构分析表明,石英组构以中低温菱面为主,滑移系为{0001}〈110〉.剪切带内糜棱岩的剪应变为0.44,不同方法计算所得运动学涡度值均大于0.95,指示剪切变形以简单剪切为主.综合矿物变形温度计、石英 C 轴 EBSD 组构、石英的粒度-频数图及 Kruhl温度计综合估计该韧性剪切带变形机制以位错蠕变机制为主,变质相为低绿片岩相,发生韧性变形和糜棱岩化温度范围在400~500℃之间.糜棱岩内石英动态重结晶新晶粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构,利用分形方法对其重结晶新晶边界研究表明,这些晶粒边界具有自相似性,表现出分形特征,分形维数值为1.195~1.220.根据石英重结晶粒径估算差应力值为24.35~27.59 MPa,代表了舒兰韧性剪切带糜棱岩化作用过程的差异应力下限.使用不同实验方法估算、比较和分析了该剪切带古应变速率,认为该速率应为10^-12.00~10^-13.18 s^-1,与区域性应变速率10^-13.00~10^-15.00 s^-1对比,说明舒兰韧性剪切带的应变速率与世界上大多数韧性剪切带中的糜棱岩应变速率一致,是缓慢变形的结果,其形成可能与早白垩世伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲发生转向有关.