燕山褶断带下板城盆地

从杏石口组碎屑锆石的年龄主要分布在2.5Ga～ 2.0Ga、1.9Ga～1.7Ga和193Ma～302Ma之间，这3组年龄 的峰值分别为2505±5Ma、1783±8Ma和251±4Ma表明， 约2.5Ga峰值年龄说明杏石口组中部分碎屑物质来自于 新太古代晚期的陆壳物源区，这与华北克拉通太古宙基 底时代组成的有关认识相吻合。 除了有太古宙碎屑锆石外，还有峰值约为1.8Ga碎 屑锆石存在，这表明物源区存在相应时代的构造热事件。 近年来，华北克拉通基底相当于吕梁运动的构造热事件 已受到广泛关注（郭敬辉等，2001；耿元生等，2000； 毛德宝等，1999）。这一构造热事件代表了华北最终克 拉通化（Rogers J J W et al.,2002；Zhao Guochun et al.,2002）。杏石口组砂砾岩中1.9Ga～1.7Ga碎屑 锆石的存在，进一步说明了这一构造热事件的存在。
前人（1：5万平泉幅区域调查报告）获得花岗岩的 K-Ar全岩等时线年龄为175±10Ma及王季亮等（1994） 后来获得花岗岩的Rb—Sr全岩等时线年龄约为198±10 Ma。上述同位素测年结果表明花岗岩的冷却年龄值与其 侵位年龄在误差范围内非常相近，暗示了该岩体可能在 早侏罗世发生了快速冷却过程。因此，早侏罗世内蒙古 隆起可能发生了快速隆升，致使在早侏罗世与王土房杂 岩体同期侵入的岩体被剥露至地表并为盆地提供物源， 这一构造作用过程暗示在早侏罗世平泉－古北口断裂向 南逆冲以及杏石口组砾岩快速沉积相伴随。结合前人 （Davis et al.，2001）对燕山褶断带早中生代前构造 变形时期的认识，更为合理的变形时代是在197～180Ma 之间。
前人（赵越，1990；Davis et al.，2001）认 为燕山褶断带在前燕山期发生过强烈的构造活动。 由于燕山褶断带常被晚侏罗世甚至更新时代地层所 掩盖以及后期构造叠加改造等，致使长期以来人们 对其构造演化历史存在不同的认识（赵越，1990； Davis et al.，1998，2001）。但是，不同时期盆 地的充填记录和原型盆地的特征是受控于区域构造 演化（Cloetingh S. et al. 1999，Alfredo A et al.1999，刘少峰等，2004）。本文通过冀北典型 盆地—下板城盆地沉积记录、物源分析以及杏石口 组中的花岗岩砾石和碎屑锆石年代学分析，初步探 讨了杏石口组的形成时代及其指示盆缘山脉隆升和 剥露过程。
四、杏石口组底部砂砾岩碎屑锆石 LA-ICPLA-ICP-MS 测年结果
样品的采集地点：
锆石U Pb年龄 锆石U-Pb年龄 样品xbc35中共分析了60粒锆石的LA-ICP-MS分析结 果。由上图可知，大多数据点沿谐和线或其附近分布， 部分数据点存在明显铅丢失。按碎屑锆石年龄分布范围， 该样品中碎屑锆石年龄可划分为3个年龄范围。 （1）2025Ma～2565Ma，该年龄范围中有18粒碎屑锆石。 （2）1659Ma～1888Ma，该年龄范围中有25粒碎屑锆石 。 （3）193Ma～691Ma，该年龄范围共有17粒碎屑锆石。
请各位专家杏石口组沉积物的成分古水流和砾岩及其砂岩的碎屑锆石laicpmsupb测年结果分析并结合来源区的构造与岩浆作用的调查表明下板城盆地杏石口组沉积期砾石成分及古水流与其下覆的早中生代地层发生了显著的变化
燕山褶断带下板城盆地杏石口 组沉积特征及其构造意义
刘健1 赵越1 柳小明2
六、结论
通过对冀北下板城盆地杏石口组沉积物的 成分、古水流和砾岩及其砂岩的碎屑锆石LAICP-MS U-Pb测年结果分析，并结合来源区的构 造与岩浆作用的调查，表明下板城盆地杏石口 组沉积期砾石成分及古水流与其下覆的早中生 代地层发生了显著的变化。杏石口组一段至二 段的沉积特征记录了该时期内蒙古隆起上的太 古界和元古界地层依次被抬升剥露过程。
一、区域地质背景 燕山褶断带位于华北地块北缘，由于晚 古生代华北地块与蒙古地块碰撞拼合，华北－ 蒙古联合板块最终形成，华北地块北缘由板缘 逐步转变为板内构造环境（Davis et al.， 2001）。燕山褶断带以平泉－古北口断裂分为 南北两大构造单元（赵越，1990）。断裂以北 广泛出露太古宙片麻岩，以南主要是中、新元 古界地层以及其上沉积的古生代、中生代地层。
二、下板城盆地杏石口组充填记录
杏石口组为一套由砾岩、砂岩夹煤层组 成的陆相粗碎屑含煤岩系，底部砾岩与下伏中 三叠世二马营组紫红色地层具明显的冲刷侵蚀 特征，属于微角度不整合或平行不整合接触。 根据岩性结构、垂向序列变化特点进一步划分 为三个段。
三、杏石口组沉积物源与源区剥露过程
下侏罗统杏石口组一段中的砾石成分是 以石英砂岩类和碳酸岩类为主，其次为片麻岩 类，花岗岩类和火山岩类仅占少量。杏石口组 二段砾岩的砾石成分则以片麻岩和石英砂岩为 主，花岗岩类和火山岩类仍为次要组份。
对比杏石口组一、二 段砾岩砾石成分含量变化， 可以发现：从一段到二段，石英砂岩类砾石含量逐渐减 少，而片麻岩类砾石由较少或不含变为砾岩中的主要部 分；碳酸岩类砾石仅出现在杏石口组一段中，在二段中 基本没有出现，而花岗岩、火山岩由下向上含量略有增 加。这种砾石成分在纵向上的变化规律以及结合其古流 向整体向南及南东方向反映了位于其北部和北西部物源 区长城系地层和太古代结晶基底大面剥露，早期侵入的 花岗岩也已经被剥露至地表。另外，火山岩砾石的出现 说明晚古生代内蒙古隆起上可能存在火山喷发活动。
内蒙古隆起上发育的晚古生 代侵入岩普遍发育片麻状构造 （张栓红，2004b），而杏石口 组的花岗岩砾石却保持原岩结构 构造。这种花岗岩砾石的原岩是 否是早中生代侵入岩？笔者曾经 对平泉－古北口断裂上盘出露规 模最大的早中生代侵入岩体－王 土房杂岩体进行了野外调查，该 杂岩体呈块状构造，未见有韧性 变形的迹象，曾对其花岗岩锆石 LA-ICP-MS U-Pb定年，结果表明 其侵位年龄为190±1Ma（刘健， 2006b）。值得注意的是该花岗 岩体的侵位年龄与杏石口组中最 年轻碎屑锆石的加权平均年龄 197±6Ma在误差范围内一致。
五、讨论
1）杏石口组沉积时代
杏石口组早期被推定为早－中侏罗世。后 来由于在北京西山地区杏石口组中采集以 Danaeopsis－-Cladophlebis为代表的真蕨类植 物化石，该植物化石与我国北方以延长植物群 为代表的晚三叠世植物群特征相近，其时代被 认定为晚三叠世（河北省地质局，1976；河北 省地质矿产局，1989，1996；）
根据最新公布的“国际地层 表”（Gradstein F. M. et al.,2004）把侏罗系下限年龄 限定为199.6±0.6Ma，早侏罗 世与中侏罗世界线年龄定为 175.6±2.0Ma。因此，杏石口 组的沉积时代应为早侏罗世。
2、早侏罗世内蒙古隆起剥露过程探讨
三叠纪，冀北下板城出现了开阔谷地环境下的曲流河相沉积。 总体沿东西向展布，受构造线方向所控制。杏石口早期沉积环境 和构造背景开始明显改变，砾石成分和古水流均发生了显著的变 化。随着平泉－古北口断裂向南强烈逆冲,其南侧盆地普遍发育 与断裂相关的扇状砾岩体，呈长条带状，其分布明显与三叠纪东 西向河流谷地展布相一致，但分布范围较小。杏石口组物质成分 研究显示其从一段到二段石英砂岩砾石含量逐渐减少，而片麻岩 类（包括花岗片麻岩）砾石由较少或不含逐渐变为砾岩中的主要 部分，并且花岗岩类砾石由下向上含量有增加的趋势。该套砾岩 沉积特征及古流向显示为冲积扇相结合其古流向整体向南及南东 方向反映了平泉－古北口断裂北部和北西部内蒙古隆起被“剥蚀 去顶”的构造作用过程。
1.中国地质科学院地质力学研究所，北京，100081 1.中国地质科学院地质力学研究所，北京，100081 2.西北大学大陆动力学重点实验室，西安710069 2.西北大学大陆动力学重点实验室，西安710069
盆地沉降和沉积充填是构造作用的结果（刘少 峰等，2001），区域大地构造背景对沉积盆地的形 貌和充填起影响和控制作用（Cloetingh S. et al.， 1999），沉积物的充填及其形态也反映了盆地的形 貌和构造动力过程（Alfredo A et al.，1999）。盆地 快速充填代表了其周缘山脉的快速剥露。盆地沉积 的物质成分信息记录了盆地沉积物源与源区剥露过 程，为揭示盆缘邻区山脉岩石隆升和侵蚀演化提供 了重要证据(Hendrix M S et al.1996，2000)。而盆地 碎屑沉积物中的锆石不但广泛分布而且具有极强稳 定性（闫义等，2003），已成为近年来国际上通过 沉积岩碎屑锆石年龄分布确定碎屑沉积岩物质来源、 沉积时代和形成构造环境的热点之一（Wysoczanski R J et al.,1997；Geslin J K et al.,1999；Bohm C O et al.,2000；Cawood P A.,2000）。 •
193Ma～302Ma范围碎屑锆石存在说明物源区晚古生代 －早中生代侵位的岩体在早侏罗世已被剥露出地表。近年 来，燕山地区早中生代之前构造变形问题已得到国内外研 究者的重视（崔盛芹等，2000；Davis et al.,2001；胡 玲等，2002；张栓宏等2004a,b；Zhang S H et al.,2006）。内蒙古隆起发育大量的晚古生代－早中生代 构造变形带及岩浆活动（张栓宏等2004a,b），其代表了 燕山中生代板内变形带是在晚古生代板缘构造变形的基础 上发育起来的（Davis et al.2001）。Davis et al. （2001）将该地区这一时期的构造笼统地确定为前180Ma 构造幕。杏石口组中193Ma～302Ma的碎屑锆石存在，进一 步说明内蒙古隆起晚古生代－早中生代发育岩体在早中生 代已被剥露出地表，并且开始为盆地提供物源。
杏石口组底部砂砾岩中的碎屑锆石U-Pb年龄 主要分为3组：2025 Ma～2565Ma 、1659 Ma～ 1888Ma 和193Ma～691Ma 。其中最年轻的两粒 碎屑锆石的加权平均年龄为197±6Ma，表明杏 石口组的砂砾岩沉积时代应晚于197±6Ma，即 其沉积时代应为早侏罗世。碎屑锆石年代学分 析进一步表明华北克拉通太古界基底、元古界 侵位的岩体以及晚古生代－早中生代侵位岩体 在早侏罗世已被抬升至地表并为盆地提供物源。
王土房杂岩体中花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄191±1Ma与杏石口组中最年轻碎屑锆石的加 权平均年龄197±6Ma在误差范围内一致，表明与 王土房杂岩体同期侵位的岩体发生了快速抬升及 剥露。暗示了内蒙古隆起在早侏罗世发生了快速 抬升及剥露的构造作用过程。结合前人对燕山褶 断带早中生代前构造变形时代的认识，更为合理 的变形时代是在197～180Ma期间。