华北晚中生代变质核杂岩构造及其对岩石圈减薄机制的约束pdf
华北东部晚中生代伸展构造作用
第２２卷 第２期地 球 物 理 学 进 展Ｖｏｌ．２２ Ｎｏ．２２００７年４月（页码：４０３～４１０）ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＩＮ ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＡｐｒ． ２００７华北东部晚中生代伸展构造作用段秋梁１， 谭未一２， 杨长春１， 张延玲１， 闫 臻１（１．中国科学院地质与地球物理研究所，北京１０００２９； ２．中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京１０００８３）摘 要 本文在对华北东部晚中生代变质核杂岩、原型裂陷盆地群分布特征研究的基础上，结合区域地壳和上地幔的地球物理场特征，分析了变质核杂岩构造、裂陷盆地群的主要控制因素和岩石圈巨大减薄作用的形成机理，阐明了华北东部晚中生代的构造演化受太平洋板块俯冲效应、扬子板块碰撞挤压和软流圈大规模上涌联合作用的控制，而地表、中－上地壳分界和Ｍｏｈｏ界面是深部地质过程和浅部地质构造之间耦合的关键界面．关键词 华北东部，晚中生代，变质核杂岩，原型盆地群，岩石圈减薄中图分类号 Ｐ６３１ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００４ ２９０３（２００７）０２ ０４０３ ０８犃狉犲狏犻犲狑狅狀狋犺犲犾犪狋犲犕犲狊狅狕狅犻犮犲狓狋犲狀狊犻狅狀犪犾狋犲犮狋狅狀犻犮狊狅狀狋犺犲犲犪狊狋犲狉狀犖狅狉狋犺犆犺犻狀犪犆狉犪狋狅狀ＤＵＡＮＱｉｕ ｌｉａｎｇ１， ＴＡＮＷｅｉ ｙｉ２， ＹＡＮＧＣｈａｎｇ ｃｈｕｎ１， ＺＨＡＮＧＹａｎ ｌｉｎｇ１， ＹＡＮＺｈｅｎ１（１．犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犼犻狀犵１０００２９，犆犺犻狀犪；２．犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿犈狓狆犾狅狉犪狋犻狅狀牔犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋，犛犐犖犗犘犈犆，犅犲犻犼犻狀犵１０００８３，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋 ＢａｓｅｄｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｔｅＭｅｓｏｚｏｉｃｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｃｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘｅｓａｎｄｐｒｏｔｏｔｙｐｅｂａｓｉｎｓａｎｄｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｒｕｓｔａｎｄｕｐｐｅｒｍａｎｔｌｅｉｎｔｈｅｅａｓｔｅｒｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｔｅｃｔｏｎｉｃａｎｄｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｔｈｉｎｎｉｎｇａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔＭｅｓｏｚｏｉｃｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄａｒｅａｓｈｏｕｌｄｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｏｆＰａｃｉｆｉｃｐｌａｔｅ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＹａｎｇｔｚｅｐｌａｔｅａｎｄＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｐｌａｔｅａｎｄａｓｔｈｅｎｏｓｐｈｅｒｅｕｐｗｅｌｌｉｎｇａｎｄｔｈｅｅａｒｔｈ’ｓｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙｂｅｔｗｅｅｎｕｐｐｅｒａｎｄｍｉｄｄｌｅｃｒｕｓｔａｎｄＭｏｈｏｓｈｏｕｌｄｂｅｔｈｅｋｅｙｃｏｕｐｌｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｄｅｅｐｇｅｏｌｏｇｉｃｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｓｈａｌｌｏｗｇｅｏｌｏｇｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊 ｔｈｅｅａｓｔｅｒｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎ，ｌａｔｅＭｅｓｏｚｏｉｃ，ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｃｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘｅｓ，ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｂａｓｉｎｓ，ｌｉｔｈｏｓ ｐｈｅｒｉｃｔｈｉｎｎｉｎｇ收稿日期 ２００６ １１ １８； 修回日期 ２００７ ０２ ２８．基金项目 中国科学院知识创新工程重大项目（ＫＺＣＸ１ ＳＷ １８ ０４）资助．作者简介 段秋梁，男，１９６８年９月生，工程师，现为中国科学院地质与地球物理研究所博士后，主要从事油气区域构造研究．（Ｅ ｍａｉｌ：ｄｑｌ＠ｍａｉｌ．ｉｇｇｃａｓ．ａｃ．ｃｎ）０ 引 言渤海湾盆地是华北地台的重要组成部分，是我国东部主要的油气产区之一；其北、西、南分别与燕山、太行山、鲁西隆起接壤，东以郯庐断裂为界．盆地包括６个坳陷和５个隆起，它们是辽河坳陷、渤中坳陷、济阳坳陷、埕宁隆起、黄骅坳陷、沧县隆起、冀中坳陷、沙垒隆起、邢衡隆起、临清坳陷和内黄隆起，构成了隆－坳相间分布的格局．渤海湾盆地内发育数百米－近万米厚的新生代陆相沉积层，具有丰富的油气资源，现已建成陆上辽河、黄骅（包括冀东）、冀中、济阳、东濮等６个油气勘探开发基地．渤海湾盆地内各坳陷中的第三系油气勘探已取得了很大成功，而广泛分布的前新生代海相碳酸盐岩，虽然经历了中、新生代期间的印支、燕山、喜马拉雅（济阳运动、东营运动）等多期构造运动的叠加和改造，仍然具有巨大的油气资源潜力，构成了我国陆内断陷盆地下伏以古生界碳酸盐岩为主的残留盆地的主体［１，２］，勘探难点也集中在勘探思路、勘探程度和勘探技术三个方面［３］．我国于１９５９年在酒西盆地的鸭儿峡志留系内发现了第一个潜山油藏，但真正有突破意义的是１９７３～１９７４年在冀中坳陷任丘构地 球 物 理 学 进 展２２卷造的上元古界碳酸盐岩中发现“古潜山”型高产油气流，并为华北油田的形成起了重要作用［４］．近年来，在辽河、冀中、黄骅、济阳等坳陷和渤海海域的古潜山油气勘探中均取得了突破，展示了前第三系、特别是古潜山油气勘探非常诱人的前景．虽然，古潜山的油气勘探已经取得了令人瞩目的成绩，对华北东部残留前第三系分布特征和区域构造演化的认识也随着勘探的不断深入而深化，但影响与控制华北东部中、新生代构造演化的主要因素，特别是晚中生代伸展构造作用的主控因素存在多种不同的认识，如太平洋板块的俯冲效应［５］、周围块体夹击所引发的区域性大规模地幔隆起［６］、西太平洋古陆与亚洲大陆的碰撞［７］、陆内壳下拆沉和壳内挤出逃逸构造的综合作用［８］或岩石圈去根作用［９］等，使得对渤海湾地区中、古生代地层展布规律缺乏深入理解，为此极大地限制了华北地区前第三系油气勘探的进一步发展．本文就是利用华北东部晚中生代期间发育的变质核杂岩、原型盆地分布特征、岩石圈减薄现象并结合深部地球物理场特征来讨论影响晚中生代以来华北东部地区盆地构造演化和前新生代地层构造样式的区域和深部地质构造作用．１ 变质核杂岩变质核杂岩作为大陆伸展构造的重要表现形式和特征产物，首先在研究北美科迪勒拉造山带过程中提出并得到发展［１０，１１］．随后，Ｃｏｎｅｙ进行了系统研究［１２］，并指出科迪勒拉变质核杂岩是一群由变质岩和侵入岩组成的穹形或拱形孤立隆起与其上覆不变质盖层组成．随后，“变质核杂岩”引起了地学界的广泛关注，并被确认为大陆断裂过程的基本模式之一［１３］．变质核杂岩往往与大型岩浆侵入体相伴生，然而究竟是地壳伸展过程控制了岩浆的侵入和核杂岩的形成，还是地幔上隆和岩浆侵入导致了地壳的伸展作用，始终是变质核杂岩成因研究的基本问题．在８０年代的文献中大多强调伸展作用的主导性，其中以Ｌｉｓｔｅｒ和Ｄａｖｉｓ［１４］的模式为代表．随着研究工作的不断深入，幔源熔体引起的异常热的软流圈上隆所产生的岩浆衬垫作用受到了重视，Ｌｉｓｔｅｒ和Ｂａｌｄｗｉｎ［１５］进一步探讨了侵入作用与变质核杂岩的成因，认为连续的席状侵入体加入可导致核杂岩的差异隆升和岩浆热作用下围岩在应力作用下可能发生糜棱岩化和韧性剪切，为岩浆作用与糜棱岩化的时空配置关系提供了合理的解释．华北东部作为晚中生代以来伸展构造发育的地区之一，形成了大量的变质核杂岩构造［１６～２５］，如分布于华北板块内部的辽西医巫闾山变质核杂岩、北京房山变质核杂岩、北京云蒙山变质核杂岩、马兰峪变质核杂岩、太行山阜平和赞皇变质核杂岩，分布于华北板块北缘的亚干变质核杂岩、呼和浩特变质核杂岩和南缘的桐柏山变质核杂岩、熊耳山变质核杂岩、小秦岭变质核杂岩等．这些学者在讨论变质核杂岩的成因中，一般强调区域水平拉伸应力场为伸展构造和岩浆作用提供了条件，而岩浆作用则是形成伸展构造的必要因素．关于变质核杂岩和岩浆侵入体的关系，以前倾向于以伸展构造为主导，但越来越多的研究表明岩浆侵位在变质核杂岩的形成过程中起着决定作用［２６］．依据核部同构造侵入岩放射性同位素年龄，确定这些变质核杂岩均形成于燕山期以来［１６～２５］，这个时限与我国东部火山作用或岩浆作用在１１０～１０３Ｍａ达到高超［５］、早白垩世时华北地块岩石圈减薄到了峰期［２７］和我国多数变质核杂岩成型于燕山期［２８］相一致，表明华北东部乃至于整个中国在燕山期具有广泛而强烈的岩浆活动．对华北东部地区变质核杂岩进行露头构造研究的同时，地球物理方法的应用更加明确了中、上地壳之间存在的明显差异性，而该界面可能构成了浅部拆离的深部滑脱面并为变质核杂岩的发育创造了条件．１９８０年代实施的全球地学断面（ＧＧＴ）计划为不同学科共同探索广阔的基础性问题以及解释大陆岩石圈构造演化作了成功尝试，江苏响水至内蒙古满都拉地学断面就是国际岩石圈全球地学断面之一，该剖面显示了新生代盆地区与基岩出露区（或稳定地块）的地壳、岩石圈之间除存在厚度方面的差异外，地壳、上地幔的速度、电性、重力、磁场和大地热流等方面也存在很大差异，而盆地区古近纪伸展形成的铲式正断层向下可能归并于新生代沉积基底或显生宙地层与前寒武纪基底之间变缓的低角度滑脱面上［２９］．应县～淄博地震测深剖面的重力反演表明，这个地壳内部的滑脱面上、下存在较明显的密度差异［３０］；郑炳华和马宗晋［３１］应用地震转换波测深资料对华北北部变质花岗层之上的Ｇ面和地壳底界Ｍ面的隆、凹格局进行了研究，初步确认了中、下地壳之间存在普遍的、定向的构造滑脱现象，其中在冀东断块上Ｇ界面隆起相对向西南方向偏移达到了２０～３０ｋｍ；华北中西部冀中坳陷内临城－巨鹿深地震反射剖面［３２］在５ｋｍ～１０ｋｍ深度（双程旅行时２．５～５ｓ）的滑脱断层表现为一系列连续性好、能量强的低角度反射事件，其向东倾角变缓，向西可能以４０４２期段秋梁，等：华北东部晚中生代伸展构造作用高角度出露地表，呈现出典型的铲式断裂特征，并控制了其上束鹿和晋县两个晚中生－新生代断陷盆地的发育；有限元模拟也显示了滑脱面上、下应力场特征的差异性，其下以一致的近水平的北东－北北东的最大主压应力场为特征，而其上一致性很差［３３］．华北板块内部和边缘均有变质核杂岩分布的事实，说明晚中生代伸展作用具有区域性特点，且可能与基底构成无关．而渤海湾盆地内部与西缘太行山、北缘阴山、燕山隆起区的地壳结构的巨大差异［２９，３４］以及盆地内深部广泛分布的大型滑脱面［２９］可能指示了新生代盆地与深部滑脱面之间的耦合效应．软流圈上涌和岩石圈加热使地幔驱动的岩浆增生到地壳中去的底侵作用及其热源驱动了大陆裂谷岩浆作用的发生和变质核杂岩的形成，并引起造山带地壳增厚上隆和裂陷盆地的发育，其中造山带的隆升剥蚀为裂陷盆地提供了碎屑物质，而深部壳幔物质作为补偿向隆起区迁移，太行山东缘断裂附近地壳中不连续高导体的存在［３５］可能为此提供证据，构成了大陆裂陷盆地与变质核杂岩块断山岭之间的耦合效应［３６］．因此，晚中生代以来华北东部地区广泛分布的变质核杂岩和深层次滑脱界面的发育是区域伸展作用的结果，而软流圈上涌和岩石圈加热所产生的底侵作用是这种区域伸展作用的动力来源．２ 晚中生代原型盆地分布原型盆地是指一定地质历史时期内发育的尚未经过后期构造作用改造的盆地，具体包括两种，其一为盆地形成后尚未经历后期构造改造或改造轻微，现存盆地即为原型盆地；其二为后期较为强烈构造改造，但经地层展布、沉积相、构造形态、构造发育史等进行恢复的原型盆地．华北东部的晚中生代盆地已经历了燕山末期、喜马拉雅期强烈的构造改造作用，现存的盆地形态与原始沉积盆地之间存在较大差异，必须进行盆地原型的恢复工作．华北东部晚中生代原型盆地的恢复，特别是原型盆地分布格局的恢复，是阐明华北东部晚中生代构造发育过程、分析区域地球动力学背景的基础．早－中侏罗世（Ｊ１－２）除在辽西地区发育一些北东－北北东向原型盆地外，其它广大地区均为近东西向盆地，而晚侏罗－早白垩世（Ｊ３ Ｋ１）的原型盆地分布（图１）显示了以北东－北北东向盆地为主体的格局，是东部太平洋构造域影响程度不断加强的体现［３７］．图１ 华北东部Ｊ３ Ｋ１原型盆地的分布图［３７］盆地名称：１．陆家堡；２．哲中；３．双辽；４．张强；５．铁岭～昌图；６．赤峰～元宝山；７．平庄；８．建昌～喀佐；９．阜新；１０．下辽河；１１．水泉；１２．花吉营；１３．风山；１４．滦平；１５．北京；１６．大厂；１７．葛渔城；１８．黄骅；１９．五号桩；２０．惠民～东营；２１．东广；２２．饶阳；２３．石家庄；２４．临清；２５．沂源；２６．莱芜；２７．蒙阴；２８．平邑；２９．郯庐断裂中断；３０．莱阳；３１．汶泗；３２．巨野；３３．济宁；３４．商丘；３５．宿县；３６．泗县；３７．合肥～横川；３８．霍山；３９．晓天；４０．义乌；４１．济源；４２．沈丘；４３．临泉；４４．阜阳；４５．瓦穴子；４６．南召；４７．白湾；４８．汝南；４９．任店Ｆｉｇ．１ ＰｒｏｔｏｙｐｅｂａｓｉｎｓｄｉｓｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｌａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃｔｏｅａｒｌｙＣｒｅｔａｃｅｏｕｓｉｎｔｈｅｅａｓｔｅｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎ 华北东部的晚侏罗－早白垩世（Ｊ３ Ｋ１）原型盆地，依据盆地的展布特征及其总体走向以济源－徐州一线为界明显地分为北、南两个区，二者之间的盆地走向存在较大差异．北区的原型盆地除鲁西隆起上的沂源、莱芜等５个盆地的走向呈北西向或近东西向外，其它均为北东－北北东走向，而南区的原型盆地除临近郯庐断裂的宿县、泗县两个盆地为北东走向外，其它均为北西西走向．济源－徐州一线以北可分为松辽南部、辽西和渤海湾等三个盆地群，其中松辽南部盆地群为褶皱基底，而辽西、渤海湾两个盆地群均为地台型基底，虽然存在盆地基底的差异，但盆地群的总体展布特征、各盆地的形态、走向基本一致，说明这些盆地的形成可能受到统一的地球动力学过程控制，即太平洋板块俯冲的影响．该线以南的祁连－秦岭盆地群５０４地 球 物 理 学 进 展２２卷基底的主体为褶皱带，以北西西走向为主的盆地群展布格局显示了其与秦岭造山带有关，但由西向东盆地规模的增大则可能指示了其与太平洋板块俯冲效应之间的内在联系．郯庐断裂强烈的走滑活动虽然对华北东部晚中生代盆地的形成演化起到非常重要的作用，尤其是对邻近郯庐断裂的盆地，但对远离郯庐断裂的盆地来说，这种影响作用随着距离的增加迅速减弱，因此，华北东部地区晚中生代济源－徐州一线以北以北东－北北东向盆地为主和该线以南以北西西走向为主的盆地群展布格局的形成，不能单纯用郯庐断裂的走滑作用得到圆满解释，而可能更多地与太平洋板块的俯冲效应有关．虽然，华北东部地区晚中生代以来在区域上主要受到东部太平洋板块俯冲、华北板块与西伯利亚板块、扬子板块碰撞挤压作用的共同影响，但华北板块与西伯利亚板块的碰撞对接作用在古生代末就已结束［３８］，而华北板块与扬子板块的碰撞时间为早中生代［３９］，前者的时间要早于后者，当太平洋板块俯冲强烈影响华北东部期间，华北板块与西伯利亚板块之间的挤压造山作用已经终止，而祁连－秦岭一带则仍然受到来自扬子板块的强烈挤压作用，正是造山作用完成的先后和挤压作用的强烈程度的差异导致了华北东部晚中生代裂陷盆地分布的这种区域性展布特征．太行山重力异常梯度带的形成可能是印支晚期华北与华南板块碰撞时形成的南北向区域挤压应力的结果［４０］，也可能是印度板块、欧亚大陆和太平洋板块之间相互运动、深部地幔流动和地幔热柱三种因素联合作用的结果［４１］，但集中表现华北克拉通中部特征的该重力异常梯度带［４２］构成了与太平洋板块俯冲、消减有关伸展张裂构造体系分布的西界［３４］，可能代表了太平洋板块俯冲作用所能影响到的范围．由于裂谷的形成与地球深部地壳与地幔结构、深层过程及其动力学机制密切相关［４３］，而渤海盆地现今较低的大地热流值和较高的古热流以及典型的裂谷型构造沉降样式等支持了渤海盆地板内裂谷盆地的大地构造属性［４４］，因此，晚中生代以来地幔底侵熔浆活动与太平洋板块俯冲、扬子板块的挤压一起导致了华北东部地区的裂陷盆地分布格局．３ 岩石圈减薄华北东部地区早古生代的岩石圈厚约２００ｋｍ，而新生代的岩石圈厚约８０～１２０ｋｍ，说明显生宙期间岩石圈减薄近百余ｋｍ，这一岩石圈的巨量减薄作用［９，４５］虽然在减薄时间、减薄幅度、减薄机制和减薄控制因素等方面仍存在争议［４６］，但所导致的结果为大家所熟知：东部地区“冷壳热幔”型岩石圈结构的形成［４７］、碱性花岗岩的发育［４８］、渤海－鲁西地区的白垩纪火山岩来源于Ⅱ型富集地幔［４９］、渤海盆地较高的大地热流值［５０］、东部中生代成矿大爆发［５１］、胶东金矿以及华北东部的许多其它金矿床的形成［５２］，这种作用是壳幔物质和能量大循环的必然结果，而深部地幔柱对岩石圈的突变机制控制了燕山期地质生态的大变革［５３］．华北东部中新生代岩石圈减薄机制中，交代和拆沉是文献中经常提及的两个模型［４６，５４］．拆沉作用是指岩石圈因重力不稳定（如岩石圈因含有榴辉岩而比重大于软流圈）而被拆沉到软流圈中，这一过程通常是大尺度的且在相对较短时间内完成［５４］，是岩石圈机械“去根”作用的有效机理之一［９］．所谓交代是指岩石圈最底部物质在上涌软流圈的热传导“烘烤”下发生软化、在软流圈水平流动所产生的水平方向剪切应力作用下转变为软流圈的一部分，具体过程包括了化学侵蚀和机械热侵蚀两部分［４６］．华北东部中生代构造作用的转折可能是一个从深部开始的、长期的地质过程，其可能起始于约１５０～１４０Ｍａ［２７］或中侏罗世（～１６０Ｍａ）［５５］，而峰值可能是早白垩世［５６］、１２０Ｍａ［２７］、１２０～１３０Ｍａ［４６］，转折过程可能经历了早中生代岩石圈结构的深部调整和底侵作用、中晚侏罗世的断块差异隆升和火山喷发、早白垩世的地壳伸展和岩石圈减薄［５７］，这一构造转折的峰期与地表热流～１１０Ｍａ的变更［５５］以及引起地球最近一次脉动的超级地幔柱高潮时段（１２５～１００Ｍａ）［５８］基本一致．拆沉作用需要加厚的岩石圈，而关于中国东部高原的讨论可能为此提供线索，张旗等［５９］根据化学性质类似于埃达克岩的花岗岩的大量出露，推测由陆内事件形成了中生代中国东部高原，任纪舜［６０］认为西太平洋古陆与古亚洲大陆的碰撞造成了晚侏罗世晚期－白垩纪初亚洲东部“宏伟的中生代高原－山脉系统”，吴根耀等［６１］则认为位于苏皖地块与华北克拉通之间苏鲁洋于晚侏罗－早白垩世的最终闭合导致了中国东部燕山期高原的形成．关于全球中白垩世超级地幔柱起因的研究可能对正确认识东部岩石圈减薄具有重要的启示意义［４６］．新生代中国东部可能存在以大别－苏鲁为中心的地幔热柱上升所导致的热减薄作用［９］，而渤海６０４２期段秋梁，等：华北东部晚中生代伸展构造作用湾盆地的形成可能受地幔柱活动所控制［６２］．不仅高精度的地球物理观测和岩石圈内壳幔精细结构的刻划是当今中国岩石圈物理学研究重要问题之一［６３］，而且以地震层析成像为主体的地震、地球物理观测资料成为认识地幔对流的强有力工具之一［６４］，为此对深部进行地球物理观测就成为揭示华北东部地区构造演化的有效途径之一．东亚及西太平洋边缘海的高分辨率面波层析成像研究表明，东经１１０°Ｅ以东地区为软流圈上涌（地幔物质上升）引起的岩石圈拉张减薄区［６５］；华北地区Ｌｇ尾波Ｑ０值具有隆起区高、盆地区低的特征，但总体应该属于低值异常区，可能是地壳减薄、热物质上升导致构造活动强烈的结果［６６］；华北地区大的构造断裂与热岩石圈底部的隆起相对应，犕ｓ＞６．５的地震大都发生于岩石圈底部隆起区附近和莫霍面温度高值区［６７］．正是由于深部上地幔软流层的大规模上涌，使得华北东部地区的地壳、岩石圈内部结构显示出多样性的特点．依据深地震测深资料，华北地区的地壳在太行山－阴山－燕山隆起区与裂谷盆地区之间存在显著差异，其中前者的中地壳和下地壳仅局部发生轻微速度逆转，而后者则表现为基底下陷、破碎、壳内介质松散、速度低、减薄横向结构差异明显的特征［３４］．渤海湾盆地北西盆山边界处的泊松比值，在山区侧分布均匀，而在盆地侧虽存在小范围（１００～２００ｋｍ）的一致性但总体变化剧烈的特点［６８］．华北东部重力梯度带两侧壳 幔结构的地震层析成像研究表明，以东盆地区的下地壳厚度减薄至１２ｋｍ左右，而以西厚度达到２０ｋｍ左右［６９］．中新生代地台的“活化”和改造形成了具有不同地质和地球物理特征的以鄂尔多斯为代表的残存的克拉通型岩石圈、以燕山－太行山为代表的残留造山带型岩石圈和以华北裂谷盆地为代表的裂谷型岩石圈三种类型［７０］．与地壳中基性岩体或其它侵入体有关的多重拱弧地震构造在东部广泛分布，并具有与向上通道不通畅时幔源岩浆由下而上逐步分异形成的简单的垂直型、盆地多次扩张伴随着玄武岩浆侵位而形成的弥漫型多重拱弧地震构造和与幔源玄武岩浆快速渗入上地壳形成的花束型多重拱弧地震构造等多种类型［７１］．在１２０ｋｍ深度上，渤海湾盆地、太行山及其胶东半岛大范围低速异常的出现和燕山北部、下辽河、辽河东部以及鲁西地区的高速体的存在就与地幔上涌的动力背景有关［７２］．华北岩石圈演化的数值模拟表明，热扰动对于华北东部岩石圈减薄起到关键作用［７３］．华北东部晚中生代岩石圈深部主要表现为岩石圈的减薄和软流圈的上涌，减薄峰值与地球最近一次超级地幔柱活动时间上相一致，而岩石圈增厚和东部高原（或高原－山脉系统）的形成尚缺乏直接的地质证据．深部地幔剪切波速度结构研究也表明，华北东部地区的软流层及其更深层次的地幔中没有发现埋深或厚度比较统一的高速或低速体，因此可能没有岩石圈或下地壳拆沉进入地幔中［７４］，因此，华北东部岩石圈减薄机制更可能为由深部软流圈上涌引起的交代作用而不是由岩石圈增厚所诱发的拆沉作用．正是这种长期逐渐发展的岩石圈减薄过程导致了华北东部晚侏罗－早白垩世比早－中侏罗世的裂陷盆地群更为发育和北京房山、太行山阜平和赞黄、桐柏山等变质核杂岩构造的形成，正如劭济安等［７５］所指出的“深部作用是构造格局转换过程的主导因素，地表的变形和建造是对它的响应”．４ 结 论综上所述，华北东部晚中生代（晚侏罗－早白垩世）是变质核杂岩构造和裂陷盆地群的重要形成期，表明该区经历了广泛的伸展构造作用，裂陷盆地群分布西界北北东向重力异常梯度带和整个中国东部构造岩浆带的发育以及裂陷盆地的规模由西向东增大是华北东部受到太平洋板块俯冲作用影响的结果；而以北西西走向和盆地规模向东增大为特征的祁连－秦岭盆地群的发育则显示了扬子板块挤压应力场和太平洋板块俯冲影响共同作用的结果．深部地球物理研究表明，软流圈地幔的上涌不仅为岩石圈的巨大减薄作用和裂谷盆地的发育提供动力来源，而且改造了地壳和岩石圈地幔的内部结构并导致了中、上地壳之间显著的物理性质差异和其间区域滑脱面的发育，为区域变质核杂岩的发育创造了条件．因此，由深部软流圈上涌所引起的岩石圈减薄作用是变质核杂岩构造和裂陷盆地群相互耦合过程的深部控制因素，而太平洋板块俯冲效应、扬子板块的碰撞挤压则构成了区域性控制因素．深部地质过程对浅部地质构造的影响是通过壳幔物质的垂向和横向迁移来实现的，垂向物质迁移表现在伴随岩石圈的减薄、软流圈融浆上涌并侵入到Ｍｏｈｏ面附近，并进一步上侵到地壳浅部、甚至喷出地表形成火山岩；而横向物质的迁移则包括地球表面变质核杂岩区隆升剥蚀的物质向裂陷盆地内搬运沉积和壳幔内物质由裂陷盆地区向隆升区迁移两个过程（图２）．因此，华北东部晚中生代的构造演化７０４。
华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制中生代火成岩和深源捕虏体证据
华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制中生代火成岩和深源捕虏体证据一、本文概述《华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制：中生代火成岩和深源捕虏体证据》一文旨在深入探索华北克拉通东部中生代时期岩石圈减薄的具体过程与机制。
通过对该区域中生代火成岩和深源捕虏体的详细研究，文章期望揭示岩石圈减薄的地质历史、动力学背景以及可能的影响因素。
文章将首先概述华北克拉通东部的基本地质背景和中生代火成岩的时空分布特征，接着深入探讨岩石圈减薄的具体过程和可能机制，包括岩浆活动、构造运动、热体制变化等。
文章将总结中生代火成岩和深源捕虏体提供的证据，对华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制提出新的认识和解释。
这一研究不仅有助于深化对华北克拉通岩石圈演化的理解，也为全球范围内类似地质现象的研究提供借鉴和参考。
二、华北克拉通东部中生代火成岩研究华北克拉通东部中生代火成岩的研究，为我们理解岩石圈减薄的过程与机制提供了重要的证据。
这些火成岩广泛分布于研究区域，包括花岗岩、闪长岩、辉长岩等多种类型。
它们不仅在空间上呈现出一定的分布规律，而且在时间上也有明显的演化趋势。
在华北克拉通东部，中生代火成岩的岩石学特征表现为高钾、富硅、贫镁、铁等特征，这些特征暗示了岩浆源区可能位于地壳较深处。
火成岩中的微量元素和同位素组成也为我们提供了岩浆源区性质的线索。
例如，高场强元素（如Nb、Ta、Zr、Hf等）的富集和稀土元素的亏损，表明岩浆源区可能受到了地壳物质的混染。
同时，Sr-Nd 同位素组成的变化也反映了岩浆源区的复杂性。
在岩浆演化方面，华北克拉通东部的中生代火成岩显示出明显的岩浆分异和混合作用。
这些过程不仅影响了岩浆的成分和性质，也进一步影响了火成岩的岩石学特征。
岩浆的分异作用可能导致了岩浆中不同组分的分离和聚集，而岩浆的混合作用则可能使得不同源区的岩浆相互融合，形成新的岩浆类型。
中生代火成岩的时空分布规律也是我们理解岩石圈减薄过程的关键。
华北地块北缘晚古生代-早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景
华北地块北缘晚古生代-早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景张拴宏;赵越;刘建民;胡健民;宋彪;刘健;吴海【期刊名称】《岩石矿物学杂志》【年(卷),期】2010(29)6【摘要】通过对华北陆块北缘近年来获得的晚古生代-早中生代岩浆岩锆石U-Pb及部分39Ar-40Ar测年结果的分析,认为该区晚古生代-早中生代期间至少经历了泥盆纪、早石炭世晚期-中二叠世及二叠纪末-三叠纪等3期明显的岩浆作用过程.泥盆纪岩浆活动时限在400～360 Ma左右,岩性主要为碱性岩(正长岩及二长岩),其次为基性-超基性岩、二长闪长岩、碱性花岗岩及流纹岩,出露面积较少.早石炭世晚期-中二叠世岩浆活动时限在330～265 Ma左右,岩性主要为闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩,其次为辉长岩及英云闪长岩.二叠纪末-三叠纪岩浆活动(250～200 Ma),岩性主要为钾长花岗岩、二长花岗岩及碱性杂岩,其次为基性-超基性岩及少量中酸性火山岩.华北地块北缘晚古生代-早中生代岩浆岩呈近东西走向的带状分布,其中泥盆纪及早石炭世晚期-中二叠世岩浆岩主要分布在内蒙古隆起上,而二叠纪末-三叠纪岩浆岩分布范围更大,其南界可以到达燕山构造带最南端的蓟县盘山及太行山北段的河北涿鹿矾山地区.这些广泛分布的多期次岩浆活动表明华北地块北缘在晚古生代-早中生代期间经历了复杂的岩浆及构造作用过程.泥盆纪岩浆活动可能与白乃庙岛弧岩带与华北克拉通弧-陆碰撞后的伸展作用有关.早石炭世晚期-中二叠世岩浆活动的形成与古亚洲洋向华北地块的俯冲作用有关.而二叠纪末-三叠纪岩浆活动的形成与华北地块与西伯利亚南缘蒙古增生褶皱带拼合后的伸展及岩石圈拆沉作用有关.【总页数】19页(P824-842)【作者】张拴宏;赵越;刘建民;胡健民;宋彪;刘健;吴海【作者单位】中国地质科学院,地质力学研究所,北京,100081;中国地质科学院,地质力学研究所,北京,100081;中国地质科学院,地质力学研究所,北京,100081;中国地质科学院,地质力学研究所,北京,100081;北京离子探针中心,中国地质科学院,地质研究所,北京,100037;中国地质科学院,地质力学研究所,北京,100081;国土资源部,实物地质资料中心,河北,燕郊,065201【正文语种】中文【中图分类】P588.1;P54【相关文献】1.华北北缘早中生代岩浆底侵作用的年代学记录:来自辽西晚中生代安山岩锆石U-Pb定年结果 [J], 邵济安;张宏福;柳小明;李之彤2.扬子地块北缘晚古生代-早中生代裂谷系统的分布及成因分析 [J], 毛黎光;肖安成;魏国齐;沈中延;王亮;张林;钱俊锋3.华北地块北缘晚古生代-中生代花岗岩体侵位深度及其构造意义 [J], 张拴宏;赵越;刘健;胡健民;陈正乐;李淼;裴军令;陈振宇;周剑雄4.内蒙古四子王旗地区古生代-早中生代侵入岩活动期次、特征及构造背景 [J], 柳长峰;刘文灿;周志广5.张晓晖等在国际地学期刊发表华北板块北缘古生代—早中生代标志性幔源岩浆事件研究成果 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北地台中生代地壳减薄成因机制探讨
华北地台中生代地壳减薄成因机制探讨高伟;罗安;李粒【期刊名称】《中山大学研究生学刊：自然科学与医学版》【年(卷),期】2012(033)002【摘要】华北中生代克拉通破坏是现今地学界研究的前沿热点，然而却依然存在着诸多问题未解决，本文对现今关于华北地台中生代地壳减薄、克拉通破坏的证据、幅度、时间、成因机制等进行了总结，对各种模型存在的问题浅要分析。
在国内外发表的相关资料基础上，探讨了中生代华北地台地壳减薄的机制，提出地球深部的动力学效应与浅部的表现存在时空上的耦合效应，同样华北地台地壳减薄与中生代其岩浆、成矿大爆发亦是相互耦合的，寻求减薄的成因机制将有助于了解地球深部的动力效应，并为成矿理论和找矿方法的突破提供新的思路；华北地区岩石圈的减薄应该是拆沉作用、机械一化学侵蚀作用、地幔柱三者相互作用的结果；并将华北岩石圈减薄的时空分布划分为酝酿期一高峰期一衰弱期一寂灭期四个时期；文章末就将来研究的方向提供了一点建议和展望。
【总页数】12页(P30-41)【作者】高伟;罗安;李粒【作者单位】中山大学地球科学系,广州510275【正文语种】中文【中图分类】P183.2【相关文献】1.鄂东南地区晚中生代侵入岩的地球化学和成因及对岩石圈减薄时限的制约 [J], 谢桂青;李瑞玲;蒋国豪;赵财胜;侯可军2.辽西阜新-义县盆地及附近地区早白垩世地壳大规模减薄及成因探讨 [J], 张宏;柳小明;李之彤;杨芳林;王晓蕊3.粤东中生代火山—侵入杂岩的地壳深熔成因——Pb-Nd-Sr多元同位素体系制约[J], 徐晓春;岳书仓4.从中生代花岗岩的形成机制探讨水系的成因──珠江下游为例 [J], 张珂5.国家自然科学基金研究专著《中国东南部晚中生代花岗质火山-侵入杂岩成因与地壳演化》 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北东部晚中生代伸展构造作用
华北东部晚中生代伸展构造作用
华北东部晚中生代伸展构造作用
本文在对华北东部晚中生代变质核杂岩、原型裂陷盆地群分布特征研究的基础上,结合区域地壳和上地幔的地球物理场特征,分析了变质核杂岩构造、裂陷盆地群的主要控制因素和岩石圈巨大减薄作用的形成机理,阐明了华北东部晚中生代的构造演化受太平洋板块俯冲效应、扬子板块碰撞挤压和软流圈大规模上涌联合作用的控制,而地表、中一上地壳分界和Moho界面是深部地质过程和浅部地质构造之间耦合的关键界面.
作者：段秋梁谭未一杨长春张延玲闫臻 DUAN Qiu-liang TAN Wei-yi YANG Chang-chun ZHANG Yan-ling YAN Zhen 作者单位：段秋梁,杨长春,张延玲,闫臻,DUAN Qiu-liang,YANG Chang-chun,ZHANG Yan-ling,YAN Zhen(中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029)
谭未一,TAN Wei-yi(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京,100083)
刊名：地球物理学进展ISTIC PKU英文刊名：PROGRESS IN GEOPHYSICS 年，卷(期)：2007 22(2) 分类号：P631 关键词：华北东部晚中生代变质核杂岩原型盆地群岩石圈减薄。
【听文献】郑永飞等：华北中生代镁铁质岩浆作用与克拉通减薄和破坏
【听文献】郑永飞等：华北中生代镁铁质岩浆作用与克拉通减薄和破坏克拉通指古老的、自形成以来一直保持稳定的大陆岩石圈构造体系。
它包括古老的大陆地壳及其下伏的岩石圈地幔，其厚度一般可高达200至300公里。
进入显生宙以来，有些克拉通的岩石圈地幔发生了显著减薄，但是其构造格架并未发生根本改变，例如印度克拉通；有些克拉通不仅发生了显著的岩石圈减薄，而且出现了大规模岩浆作用，改变了克拉通的基本构造格局，导致克拉通破坏，例如华北克拉通。
大陆岩石圈减薄在地质历史上是一个常见现象，在汇聚板块边缘尤为突出。
但是，减薄的克拉通岩石圈未必都发生了破坏，例如印度、西伯利亚和巴西克拉通。
华北克拉通是世界上最古老的陆核之一，也是中国最大的克拉通块体。
它在中生代时期经历了重大的构造再活化过程，这个过程伴随着岩石圈厚度的显著变化，表现为华北克拉通东部区域的减薄。
大量研究表明，中生代时期华北大陆岩石圈的厚度已经由大于200公里锐减为克拉通东部的60至80公里，并且古老、较冷和难熔的大陆岩石圈地幔被新生、较热和饱满的岩石圈地幔所替代。
在二十世纪末和二十一世纪初，前人对华北克拉通东部破坏的地球动力学机制提出了两类模型: 第一类，软流圈地幔底垫引起的热或化学侵蚀；第二类，大陆下地壳重力拆沉。
侵蚀模型认为，华北克拉通岩石圈的减薄是受到下伏软流圈衍生熔体的热或化学侵蚀所造成的，减薄是一个自下而上的缓慢过程。
拆沉模型认为，克拉通岩石圈的减薄是由榴辉岩化下地壳连同古老岩石圈地幔一起在重力作用下拆沉进入下伏对流地幔所致，减薄是一个自上而下的快速过程。
然而，越来越多的观察表明，华北克拉通岩石圈东薄西厚现象与古太平洋板片由东向西的俯冲方向吻合。
这个观察表明，俯冲大洋板块对大陆岩石圈地幔的物理和化学侵蚀作用可能是华北克拉通岩石圈减薄的一级构造机制，而侵蚀和拆沉过程可能只是华北克拉通破坏的二级机制。
随着研究的逐渐深入，特别是国家基金委重大研究计划“华北克拉通破坏”项目的实施，发现虽然古太平洋板块的西向俯冲是华北克拉通破坏的一级机制，但是在具体构造机制上有两种模型：一是在古太平洋板块西向俯冲过程中，首先引起华北克拉通岩石圈地幔自东向西侧向减薄，然后才发生克拉通破坏，因此是一个自上而下的缓慢过程；二是停滞在地幔过渡带的西太平洋板片脱水，结果引起上覆软流圈不稳定流动导致华北克拉通破坏，因此是一个自下而上的快速过程。
华北地块北缘晚古生代-中生代花岗岩体侵位深度及其构造意义
Ａ ｃ ｔ ａＰ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａＳ ｉ ｎ ｉ ｃ ａ 岩石学报
华北地块北缘晚古生代 中生代花岗岩体侵位深度 及其构造意义
张Leabharlann 宏１ 赵越１ 刘健１ 胡健民１ 陈正乐１ 李淼１ 裴军令１ 陈振宇２ 周剑雄２
１ １ １ １ １ １ １ ２ ２ Ｚ Ｈ Ａ Ｎ ＧＳ ｈ ｕ ａ ｎ Ｈ ｏ ｎ ｇ ，Ｚ Ｈ Ａ ＯＹ ｕ ｅ ，Ｌ Ｉ ＵＪ ｉ ａ ｎ ，Ｈ ＵＪ ｉ ａ ｎ Ｍｉ ｎ ，Ｃ Ｈ Ｅ ＮＺ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｌ ｅ ，Ｌ Ｉ Ｍｉ ａ ｏ ，Ｐ Ｅ Ｉ Ｊ ｕ ｎ Ｌ ｉ ｎ ｇ ，Ｃ Ｈ Ｅ ＮＺ ｈ ｅ ｎ Ｙ ｕ ａ ｎ ｄＺ Ｈ Ｏ ＵＪ ｉ ａ ｎ Ｘ ｉ ｏ ｎ ｇ
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华北东部岩石圈减薄中的下地壳过程:岩浆底侵、置换与拆沉作用
华北东部岩石圈减薄中的下地壳过程：岩浆底侵、置换与拆沉作用翟明国;樊祺诚;张宏福;隋建立【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2005(021)006【摘要】最近研究表明,华北中生代岩石圈减薄不仅是岩石圈地幔减薄,而且下地壳也发生了一定程度的减薄和置换.本文强调下地壳过程,如岩浆底侵、置换和拆沉作用是理解岩石圈减薄机制的关键因素之一.火山岩及其捕虏体的信息似乎支持在华北东部南、北缘存在局部造山带型的下地壳与岩石圈的拆沉作用.但是华北东部整体上的减薄机制难以用造山带的拆沉模式来解释.华北东部克拉通内部的火山岩中的下地壳捕虏体有两类,一类是经历了麻粒岩相变质的底侵辉长岩和辉石岩以及榴辉岩相变质的石榴辉石岩,形成时代约在140～120Ma;另一类是经过了中生代变质叠加的前寒武纪麻粒岩.中生代华北东部曾发生过大规模的岩浆底侵作用,现今的下地壳很可能已大部分不是前寒武纪的下地壳,它们由中生代变质的辉长岩、镁铁质岩石以及经历了很强烈改造的前寒武纪下地壳麻粒岩组成.此外,在华北东部普遍存在着化学成分类似于"埃达克岩"的中生代高锶花岗岩类岩石,它们的形成与岩浆底侵作用和镁铁质下地壳的部分熔融有关,其熔融残留应是榴辉岩或石榴角闪岩.尽管如此,要通过下地壳部分熔融形成一个厚的密度很大的榴辉岩层,由它的重力不均衡来带动80～120公里厚的岩石圈地幔一起拆沉进入软流圈的机制很难发生在华北克拉通内部.岩浆底侵和置换作用是下地壳过程非常重要的形式,与岩石圈的减薄具有密切联系,其具体机制尚不完善.【总页数】18页(P1509-1526)【作者】翟明国;樊祺诚;张宏福;隋建立【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院矿产资源研究重点实验室,北京,100029;中国地震局地质研究所,北京,100029;中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;岩石圈演化国家重点实验室,北京,100029;中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】P542【相关文献】1.大洋岩石圈拆沉与大陆下地壳拆沉:不同的机制及意义——兼评"下地壳+岩石圈地幔拆沉模式" [J], 张旗;金惟俊;王元龙;李承东;王焰;贾秀勤2.数值模拟华北克拉通岩石圈减薄的一种可能机制——下地壳榴辉岩重力失稳引起的拆沉 [J], 乔彦超;郭子祺;石耀霖3.华北东部橄榄岩与岩石圈减薄中的地幔伸展和侵蚀置换作用 [J], 郑建平;路凤香;W.L.GRIFFIN;余淳梅;张瑞生;袁晓萍;吴秀玲4.关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄的机制与过程的讨论:是拆沉,还是热侵蚀和化学交代? [J], 邓晋福;苏尚国;刘翠;赵国春;赵兴国;周肃;吴宗絮5.岩石圈伸展的壳/幔拆离模型(Parallel Extension Tectonics):华北克拉通东部早白垩世岩石圈减薄与破坏机理 [J], 刘俊来;倪金龙;陈小宇;Craddock JP;郑媛媛;孙彦琪;季雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
东北地区中生代岩石圈减薄时间上限的厘定:来自松辽盆地营城组火山岩年代学约束
东北地区中生代岩石圈减薄时间上限的厘定：来自松辽盆地营城组火山岩年代学约束徐岩;陈汉林;章凤奇;董传万;余星;肖骏;庞彦明;舒萍;丁日新【期刊名称】《地质科学》【年(卷),期】2010()1【摘要】松辽盆地是我国东北地区一个大型的晚中生代含油气沉积盆地。
在盆地发育早期阶段受强烈伸展作用影响形成了大规模的断陷和大量的火山活动。
本文以松辽盆地北部徐家围子断陷区火山岩的年代学研究为切入点,通过对徐家围子断陷升深更2井和徐深9-2井营城组(K_1y)火山岩的岩芯样品进行SHRIMP U-Pb定年,获得了营城组火山岩年龄为114～112 Ma,并认为该年龄结果代表了松辽盆地区域晚中生代岩浆作用的上限时间。
通过对松辽盆地及邻区的火山年代学的对比发现:中国东北地区晚中生代曾发生过多期的岩浆事件,时间分别为:166～150 Ma;140～130 Ma;130～120 Ma;114～109 Ma。
松辽盆地内早白垩世营城组火山岩年龄与我国东北地区中生代最后一期岩浆作用时间一致,指示了东北地区中生代最后一期岩浆事件年龄。
松辽盆地营城组火山岩年龄的厘定将为本区中生代岩石圈减薄的上限时间提供进一步可靠的年代学约束。
【总页数】13页(P194-206)【关键词】中国东北;松辽盆地;晚中生代;锆石SHRIMP;岩石圈减薄【作者】徐岩;陈汉林;章凤奇;董传万;余星;肖骏;庞彦明;舒萍;丁日新【作者单位】浙江大学地球科学系;教育部含油气盆地构造研究中心;大庆油田勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】P597;P588【相关文献】1.山东汤头盆地钾质及钠质火山岩的年代学与地球化学:对华北克拉通岩石圈减薄的启示 [J], 邱检生;刘亮;李友连2.长江中下游庐枞盆地火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄:对扬子克拉通东部晚中生代岩石圈减薄机制的约束 [J], 薛怀民;董树文;马芳3.安徽庐枞火山岩盆地橄榄玄粗岩系的地球化学特征及其对下扬子地区晚中生代岩石圈减薄机制的约束 [J], 薛怀民;董树文;马芳4.松辽盆地北部断陷区营城组火山岩锆石SHRIMP年代学、地球化学及其意义 [J], 章凤奇;庞彦明;杨树锋;董传万;陈汉林;舒萍5.火山岩定容充注物理模拟实验研究\r——以松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩为例 [J], 张学娟;荣鹏飞;卢双舫;张曦;郭天然;王民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄的机制与过程的讨论_是拆沉_还是热侵蚀和化学交代_
第13卷第2期2006年3月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Earth Science Frontiers (Chin a University of Geosciences,Beijing;Peking University)Vol.13No.2M ar.2006收稿日期:20051129;修回日期:20060108基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(40234048),中国地质调查局资助项目(200113900018);国家科学技术部国际合作项目(2001cb711002);IGC P-430项目;教育部211工程项目作者简介:邓晋福(1935) ),男,教授,博士生导师,岩石学专业。
关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄的机制与过程的讨论:是拆沉,还是热侵蚀和化学交代?邓晋福, 苏尚国, 刘 翠, 赵国春, 赵兴国, 周 肃,吴宗絮11中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京10008321中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室,北京10008331中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083DENG Jin -fu, SU Shang -g uo, LIU Cui, ZH AO Guo -chun, ZH AO Xing -guo, ZH OU Su, WU Zong -xu11S ta te K ey L aboratory of Geolog ical P rocesses and M ineral Resource s,China Univ ersity of G eosc ienc es,Be ij ing 100083,China21K e y L abor atory of L ith osp her e T ectonics and L ithopr obing T ech nology of M inistry of Ed ucation ,China Unive rsity of Ge oscience s,B eij ing 100083,China 31S chool of Ear th S cience and M inera l Resourc es,China Univ er sity of Geosciences ,B eij ing 100083,Ch inaDENG Jin -fu,SU Shang -guo,LIU C ui,et al 1Discussion on the lithospheric thinning of the North China craton:delamination?or thermal erosion and chemical metasomatism?Earth Science Frontiers ,2006,13(2):105-119Abstract:T here ar e tw o prevailing mo dels fo r the lithospheric thinning of the N or th China cr aton:(1)delam-i nation,(2)thermal er osio n and chem ical metasomatism 1T o assess them,o n the basis of bo th mag matism and tectonic defo rmation,w e hav e consider ed the follo wing :(1)structur al elements,o ro genic episodes,and the P -T-t path of or ogenic processes in Yanshan belt;(2)cr ustal tecto nic thickening based on evidence fro m co nt -ractio nal defor matio n,igneous r ock assemblages and lo wer cr ustal x eno liths;and (3)thermal models and mo d -els of cr ust -mantle interactio n for igneous petro genesis 1F rom these consideratio ns w e discuss r easo ns fo r the transfor mation of buoy ant cr atonic litho sphere to a denser o ne,and fav or delaminat ion as the model for litho s -pheric t hinning,rat her than thermal ero sion and chemical metaso matism 1A n input o f a larg e amount of co n -vective astheno spheric mat er ials int o the cr aton w as needed to make the crust par tially molten 1U nderplat ing basaltic magma w eakened the prev ious co ld and stro ng cr ust and facilitated its contractio nal defor matio n and thickening 1A la rg e v olume of eclo git e in the lo wermo st cr ust and w ithin the lithospheric mantle was pro duced by the tectonic thickening,tr ansfo rming the buoyant co nt inental r oot into a dense o ne and leading to delamination 1Key words:No rth China craton;Yanshanian (J -K );under plating basaltic mag ma;t ecto nic thickening ;litho -sphere delaminatio n摘 要:关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄作用,主要有两种模型:(1)岩石圈拆沉;(2)热侵蚀和/或化学交代。
数值模拟华北克拉通岩石圈减薄的一种可能机制——下地壳榴辉岩重力失稳引起的拆沉
数值模拟华北克拉通岩石圈减薄的一种可能机制——下地壳榴辉岩重力失稳引起的拆沉乔彦超;郭子祺;石耀霖【摘要】We carried out numerical simulation to show the possibility that basalt in the thickened lithosphere may subject to phase transition and produce eclogite extensively in the lower crust, the eclogite of high density then may induce gravitational instable delamination, resulting in the thinning of North China Craton lithosphere. The extent of eclogite affects the mode of delamination. Large width of eclogite coverage tends to induce two-channel delamination, while small scale of eclogite can produce a single sinking channel only. The results show when the width of eclogite is 100 km, 200 km, and 300 km, the lithosphere thickness is 92 km, 105 km, and 136 km, respectively after delamination thinning. The different bottom temperature influences are small compared to the eclogite gravity instability. Numerical simulation suggestsrn that both thermal convection and delamination are possible cause of the North China Craton thinning, but they have different geological consequences which may be recognized on the earth surface. Thermal convection is characterized by a heated and thinned central extension area of metamorphic core complex, with magmatism beginning from the central area and expanding to both sides; while single channel delamination is characterized by a central area of compression of thickened and cold crust, with two extension areas of core complex beside the central zone, and the magmatism develops from bothsides of the central zone, but not at the central zone.%通过数值模拟研究,论证了中生代华北拉通岩石圈受挤压,下地壳玄武岩相变为密度较大的榴辉岩,榴辉岩重力失稳能够引起下地壳的拆沉,造成岩石圈的大规模减薄的可能性,通过对比不同规模的榴辉岩减薄方式发现,当榴辉岩规模较大时可能发生双管道拆沉,而规模小时发生单管道拆沉.计算结果表明当榴辉岩的水平尺度为100 km,200 km,300 km时,岩石圈拆沉减薄后厚度分别可达92 km,105 km,136 km.对比中生代华北克拉通岩石圈热侵蚀减薄和拆沉减薄机制,从力学机制上都能造成岩石圈减薄,但它们的结果对应着不同的地表地质特征.热对流减薄,中心区域变热变薄,中心区域是一个伸展区域,发展一个大的变质核杂岩区,岩浆的发展时序是从中心向两侧对称分布,并且向两侧减弱拆沉减薄结果中,中心区域受到挤压加厚,反而变冷.在中心区域的两侧发生两个减薄伸展区域,可能对应两个变质核杂岩区域,岩浆的发展时序是从两侧向中心减弱发展.【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2012(055)012【总页数】8页(P4249-4256)【关键词】华北克拉通;岩石圈减薄;拆沉;榴辉岩【作者】乔彦超;郭子祺;石耀霖【作者单位】中国科学院遥感应用研究所,北京100101;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院遥感应用研究所,北京100101;中国科学院研究生院,北京100039【正文语种】中文【中图分类】P312;P5411 引言大陆岩石圈一直被认为是相对稳定的构造单元，然而并不是所有的前寒武纪克拉通从它们形成以后都是处于稳定状态.近期的研究发现，如北美的Wyoming克拉通自中元古代以来发生了减薄和破坏［1－2］，南非的 Kapvaal克拉通在3.1Ga 时由于岩石圈地幔的拆沉作用而被改造［3］，Seber等研究发现地中海Alboran海盆及其周围摩洛哥北部Rif造山带和西班牙南部Betic造山带（两者均属阿尔卑斯造山期产物）岩石圈地幔现今正在发生拆沉作用［4］，很多结果也表明［5－18］华北克拉通在古生代再活化而发生减薄，克拉通岩石圈的改造和破坏已经成为大陆动力学研究的一个热点.也正是如此，华北克拉通岩石圈破坏已成为继青藏高原和大别—苏鲁超高压变质带之后，我国又一在国际地球动力学界引起广泛关注的重大科学问题，已成为国际地球科学前沿研究领域.关于华北克拉通岩石圈减薄机制还是有比较多的争议［6－8，12，17－20］，高山等［17－18］通过研究在华北克拉通发现高镁安山岩、英安岩、和埃达克岩，并认为这些岩石是部分熔融的榴辉岩和地幔岩石相互反应生成，是华北克拉通拆沉的主要证据.拆沉作用泛指由于重力的不稳定性导致岩石圈地幔、大陆下地壳或大洋地壳沉入下伏软流圈或地幔的过程.俯冲大洋岩石圈中榴辉岩的拆沉再循环是板块构造的直接产物［21－23］.拆沉理论认为岩石圈加厚是大陆岩石圈和下地壳拆沉的前奏.岩石圈加厚促使基性下地壳转变为榴辉岩［17－18］；榴辉岩的密度比岩石圈地幔的密度高200～400kg／m3［24－26］.这种差异将造成重力上的不稳定性，使榴辉岩拆沉再循环进入地幔中［27－32］.本文研究通过数值计算的方法，结合华北克拉通已有的地质成果，模拟华北克拉通岩石圈拆沉机制，通过研究讨论能够发生拆沉需要榴辉岩的厚度，不同规模榴辉岩造成拆沉的不同模式，以及对比热侵蚀和拆沉所造成的地表不同反应，来揭示华北克拉通岩石圈不同减薄机制的动力所对应的不同地质构造特征.2 模型2.1 数值计算的基本原理我们曾对计算原理、使用公式以及所使用程序的验证进行过论述［23］，本文不再详述.研究基于粘滞系数、密度与温度相关的二维上地幔小尺度地幔对流［33－40］，其关系式为其中η0是等效粘滞系数，b是经验系数，Ttop和Tbottom分别是计算区域上下边界的温度，ρ0是等效密度，α是膨胀系数.我们使用了有限差分方法，并结合MIC技术［34－36］求解连续性方程，动量守恒方程和能量守恒方程.计算中使用无限大Prandtl数假定，这样忽略动量方程中的惯性项，假定流体是不可压缩的，并且引入 Boussinesq假设［41，42］.计算的二维模型是长700km，宽700km的方盒子，网格为71×71，共有400×400个示踪点.边界条件：所有的边都为自由边界条件；左右两个边界是绝热边界条件（∂T／∂x ＝0）；顶边界温度为Ttop＝273K；底边界温度为Tbottom ＝1773K.克拉通拆沉过程中的第一步是岩石圈加厚玄武岩相变为密度比较大的榴辉岩.计算中我们使用由Wylllie［43］提出，Anderson［44］修改的玄武岩－榴辉岩相变图，如图1.因此大于50km的地壳被认为是榴辉岩质的，小于25km是玄武质，深度在25～50km之间且温度达到Teclo（z）（公式3，图1）的玄武岩转变为榴辉岩.图1 岩石圈加厚玄武岩相变为榴辉岩相变图Fig.1 Phase transition of basalt toeclogite when lithospheres thicken当温度达到固相线时岩石开始融化，计算温度，选择 McKenzie［45］公式（图1）：本文使用的是温度场定义的岩石圈厚度.岩石圈加厚前的地温曲线为图1中黑线，上地壳地温梯度为25℃／km，则20km处为500℃；岩石圈100km厚，温度为1350℃［46］；最底边200km 处温度为1400℃，如图1中Told.地壳厚度为35km，即图中原来Moho的深度.假定岩石圈快速挤压增厚一倍到200km深，那么新的地温曲线为图1中绿色曲线，上地壳变为40km，温度为500℃；岩石圈变为200km，温度为1350℃，如图1中Tnew.Tnew与Telo的交点深度约为34km，加厚的Moho深度为70km，那么从34km到70km都为相变区域，我们首先考虑极端情形，假定这一区域都变为榴辉岩.2.2 模型初始温度场和物质组成我们计算区域为700km×700km，温度场主要参考Tnew的值，在底边界700km处温度为1500℃，如图2.关于物质组成，我们考虑极端的情形，数值模拟中我们往往对现实的模型或者资料进行很多简化或者合理的假设，从而专注于我们研究的问题，并且数值模拟的一大优势是，在保证正确的前提下，我们可以进行，不同参数，不同条件，不同模型的讨论.使我们得到研究问题的全面资料.本研究中我们假定初始地壳厚度为70km，榴辉岩厚度为34～70km，首先计算横向榴辉岩规模200～500km，如图3.我们将讨论横向榴辉岩不同规模，如300～400km，200～500km，100～600km，即水平尺度分别为100km，200km，300km时所造成不同的拆沉模式.图2 计算的初始温度场Fig.2 Initial thermal state图3 初始物质组成Fig.3 Initial density2.3 参数计算中使用的参数如表1.计算中关键的参数是不同组分密度的选取，榴辉岩的密度取3500kg／m3［47］，地壳的密度取2800kg／m3，地幔的密度取3340kg ／m3［48］.表1 计算中用到的参数Table 1 Parameters used in computation3 计算结果榴辉岩的厚度为34～70km，我们横向上采用三种不同规模的榴辉岩分别为200～500km，300～400km，100～600km，讨论了不同规模的榴辉岩造成的不同拆沉结果.其温度场等值线不同时刻结果如图4.图4中第一横排为中等规模榴辉岩（200～500km）情况下，不同时刻温度场拆沉的等温线结果，依次第二横排为较小规模榴辉岩（300～400km），第三横排为较大规模榴辉岩（100～600km）.通过对比这三种情况，我们可以发现，榴辉岩的规模越大拆沉的越剧烈，最终能发生拆沉的区域也越大.为了更好的观察拆沉的过程，同时我们给出了不同模型密度的随时间的变化过程如图5.图5的横排次序如图4.从图5中可见，当榴辉岩规模较大时，拆沉开始阶段的过程更倾向于双管道向下拆沉，模型较短时为单管道拆沉的模式.为了得到更精确的定量数据，我们给出了三种模型的榴辉岩最终时刻的温度彩图叠加速度矢量图.其结果如图6—8.图6中三条黑色线从上到下分别为500，1000，1350℃时的温度等值线图，绿色线为拆沉前的岩石圈底边界，即200km处.因此从绿色线到最下面的黑线之间的区域为华北克拉通岩石圈能够发生拆沉的区域.通过计算我们能够知道减薄后的岩石圈最大厚度为64km，发生拆沉的最大厚度为136km.从流体场可以看出最终时刻发育两个比较完整的对流环.整个流体场比较稳定.图7中的线代表的意义如图6.通过计算我们能够知道减薄后的岩石圈最大厚度为95km，发生拆沉的最大厚度为105km.可以看到最终时刻1350℃等温线以上两端局部有小的对流环，中心区域则是比较稳定，这样两端可能会热流更高，对应着比较强烈，时间比较长的岩浆活动.同华北克拉通岩浆分布地质资料［51］相比也比较符合.图8中的线代表的意义如图6.通过计算我们能够知道减薄后的岩石圈最大厚度为108km，发生拆沉的最大厚度为92km.可以看到最终时刻流体场发育多管道向下拆沉.图4 三种模型不同时刻温度场等值线图Fig.4 Temperature contours of three models at different times图5 三种模型不同时刻密度场变化图Fig.5 Density variations of three models at different times图6 较长模型时最终时刻拆沉的结果Fig.6 Delamination result of the big model at last图7 模型为中等时最终时刻拆沉的结果Fig.7 Delamination result of the middle model at last图8 模型为最小时最终时刻拆沉的结果Fig.8 Delamination result of the small model at last4 拆沉减薄与热侵蚀减薄的对比讨论通过对华北克拉通岩石圈热对流减薄机制的计算［32］及本文对华北克拉通岩石圈拆沉减薄机制的研究对比，我们可以知道在力学机制上这两种机制都是可能发生的，即华北克拉通岩石圈由于热扰动引起对流减薄和由于榴辉岩密度不稳定引起对流减薄都是可能发生的.但是通过细致的对比如图9，我们可以发现不同的减薄机制的结果是不一致的，对应的地表地质特征也完全不同.图9 热对流减薄和拆沉减薄结果对比图Fig.9 Comparison of heat convection thinning and delamination从图9中左图为热对流减薄的结果，右图是拆沉减薄的结果，从图中蓝色箭头标志我们可以发现，热对流减薄，中心区域变热变薄，中心区域是一个伸展区域，发展一个大的变质核杂岩区，岩浆的发展时序是从中心向两侧对称分布，并且向两侧减弱；热拆沉减薄结果中，中心区域受到挤压加厚，反而变冷，但是我们知道，对于地质历史上发生过的加热事件通过地质手段，如探针等方法是可以得到信息的，对于变冷的过程我们是没有办法得到信息的.在中心区域的两侧发生两个岩浆活动中心，岩浆的发展时序是从两侧向中心减弱发展.通过上面讨论，何种减薄机制在这一过程中起主导作用，要更多的分析地表的地质资料，来找到足够的证据.5 结论本文研究表明，中生代华北拉通岩石圈受挤压，玄武岩相变为密度较大的榴辉岩，榴辉岩重力失稳能够引起下地壳的拆沉，造成岩石圈的大规模减薄.对比不同规模的榴辉岩减薄方式发现，当榴辉岩较大规模时更可能发生双管道拆沉，而规模小时发生单管道拆沉.榴辉岩模型最大时候（100～600km）减薄后的岩石圈最大厚度为64km，发生拆沉的最大厚度为136km；规模中等时候（200～500km）岩石圈最大厚度为95km，发生拆沉的最大厚度为105km；规模比较小时候（300～400km）岩石圈最大厚度为108km，发生拆沉的最大厚度为92km.通过对比中生代华北克拉通岩石圈热减薄和拆沉减薄机制可知，从力学机制上都能造成岩石圈减薄，但他们的结果对应着不同的地质特征.对比我们的计算，热侵蚀最多能减薄100km［32］，拆沉最多能够减薄136km，但是很多资料都表明华北东部最多减薄了120km以上，所以单从减薄量上来看拆沉减薄机制更符合实际地质资料.根据华北克拉通岩浆分布规律［7，49－50］我们可以发现有东北部和南部两个比较大的中心，这与我们文中讨论的中等规模的榴辉岩拆沉减薄机制能够在中心两侧发展两个岩浆活动中心比较一致.同时如果我们单纯考虑热侵蚀减薄机制，它所对应的底部热扰动太过于偶然性，为什么不在其他地方，而只在华北克拉通，相比较于热侵蚀，由于拆沉理论得到了很多地质学的证据，如高山等的地球化学证据证明华北发生拆沉进入地幔的榴辉岩存在，所以我们更倾向于榴辉岩重力失稳引发拆沉是主导华北克拉通岩石圈减薄的机制.参考文献（References）［1］Sleep N H.Evolution of the continental lithosphere.Annual Review of Earth and Planetary Sciences，2005，33：369－393.［2］Carlson R W，Pearson D G，Physical，chemical and chronological characteristics of continental mantle.Reviews of Geophysics，2005，43：RG1001，doi：10.1029／2004RG000156.［3］Moser D E，Flowers R M，Hart R J.2001.Birth of the 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华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义
华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义王涛;郑亚东;张进江;王新社;曾令森;童英【期刊名称】《地质通报》【年(卷),期】2007(26)9【摘要】总结了华北克拉通及周边以变质核杂岩和穹隆为代表的伸展构造研究的进展和存在的问题,提出了值得进一步研究的几个重要问题及其在华北克拉通破坏和岩石圈减薄研究中的意义.以变质核杂岩和穹隆为窗口,开展推覆向伸展的转化机制、区域性伸展运动学特征、剪切应变类型、伸展构造发育的时间和过程的研究,有助于深入探讨增厚地壳向伸展减薄转化的起因和过程,确定减薄的区域运动学方式及时限,查明伸展构造变形对地壳及岩石圈减薄的贡献.这方面的研究将提升华北伸展构造研究的水平,有助于查明岩石圈减薄的地壳响应,为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学问题提供直接的构造证据.【总页数】13页(P1154-1166)【作者】王涛;郑亚东;张进江;王新社;曾令森;童英【作者单位】中国地质科学院地质研究所,北京,100037;北京大学地球与空间科学学院,北京,100871;北京大学地球与空间科学学院,北京,100871;中国地质科学院地质研究所,北京,100037;中国地质科学院地质研究所,北京,100037;中国地质科学院地质研究所,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】P542+.4【相关文献】1.华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据 [J], 许文良;王清海;王冬艳;裴福萍;高山2.华北克拉通重力梯度带两侧晚中生代火山岩地球化学特征对比研究及其对岩石圈减薄的时空制约 [J], 刘金菊;叶蕾;牛耀龄;郭鹏远;孙普;崔慧霞3.华北中-新生代大陆岩石圈转型的研究现状与方向——兼评"岩石圈减薄"和"克拉通破坏" [J], 周新华4.木吉村斑岩铜矿成矿作用:华北克拉通中生代岩石圈减薄的响应 [J], 高永丰;魏瑞华;侯增谦;马国玺;赵荣升;陈志宽;吴金乱;彭玉旋;高明5.中生代华北克拉通岩石圈减薄的证据——以河北武安固镇杂岩体为例 [J], 霍延安;苏尚国;杨誉博;顾大鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北克拉通东部中生代高Mg闪长岩--对岩石圈减薄机制的制约
华北克拉通东部中生代高Mg闪长岩--对岩石圈减薄机制的制约华北克拉通东部中生代高Mg闪长岩--对岩石圈减薄机制的制约在华北克拉通东部鲁西-徐淮地区,存在一套辉石闪长岩-二长闪长岩-花岗闪长岩组成的adakitic岩石.锆石SHRIMP和LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明它们形成于早白垩世(130～132 Ma).该类岩石具有较高的MgO含量(质量分数为1.46%～9.76%)、高的Mg#值(0.46～0.68)和高的Sr/Y值(主体介于30～52之间,个别高达410).这些特征类似于由俯冲大洋板片部分熔融形成的adakitic岩石.然而,它们所表现出来的相对较高的87Sr/86Sr初始比值(0.705 1～0.707 7)和较低的εNd(t) 值 (-4.43～ -15.92)则反映岩浆形成或演化过程中应有陆壳物质的参与.徐淮地区该类岩石中榴辉岩类捕虏体和石榴石捕虏晶的存在和鲁西辉石闪长岩中众多地幔橄榄岩捕虏体的发现,以及这些捕虏体中普遍发育富硅质交代作用,由此可以判定该类岩浆应起源于拆沉下部大陆地壳的部分熔融及其在上升过程中与地幔橄榄岩的反应,石榴石作为残留相.华北克拉通东部早白垩世adakitic岩石的存在以及榴辉岩类捕虏体的年代学表明,中生代早期曾存在一次重要的陆壳加厚过程,之后相继出现的加厚岩石圈的拆沉应是中生代岩石圈减薄的主导机制.作者：许文良杨承海杨德彬裴福萍王清海纪伟强XU Wen-liang YANG Cheng-hai YANG De-bin PEI Fu-ping WANG Qing-hai JI Wei-qiang 作者单位：吉林大学,地球科学学院,吉林,长春,130061 刊名：地学前缘 ISTIC PKU英文刊名：EARTH SCIENCE FRONTIERS 年，卷(期)：2006 13(2) 分类号：P588.12 关键词：中生代高Mg闪长岩岩石圈减薄华北克拉通。
华南中生代变质核杂岩构造及其与岩石圈减薄机制的关系初探
华南中生代变质核杂岩构造及其与岩石圈减薄机制的关系初探沈晓明;张海祥;张伯友【期刊名称】《大地构造与成矿学》【年(卷),期】2008(32)1【摘要】变质核杂岩是岩石圈伸展减薄的典型构造形式,也是研究岩石圈减薄机制的"窗口".在大量前人研究的基础上,对华南中生代岩石圈减薄的时间与机制和华南变质核杂岩的研究现状进行了综述.变质核杂岩是华南中生代岩石圈伸展与减薄的重要产物,它在华南地区的广泛出现为讨论岩石圈伸展与减薄作用提供了重要约束.同位素地质年代统计表明,华南地区变质核杂岩主体形成与剥露的峰期介于140-120Ma的早白垩世,它们的出现与华南大规模岩石圈减薄、岩浆活动及大规模成矿作用的时间非常吻合.本文还介绍了一些关于变质核杂岩和岩石圈减薄机制研究的最新进展,这些研究进展表明,加强对变质核杂岩等伸展构造的研究,对研究岩石圈板块演化的时间、机制、运动学,进而建立更加完善的岩石圈演化模型具有重要意义.【总页数】9页(P11-19)【作者】沈晓明;张海祥;张伯友【作者单位】中国科学院广州地球化学研究所,广东,广州,510640;中国科学院研究生院,北京,1000493;中国科学院广州地球化学研究所,广东,广州,510640;中国科学院广州地球化学研究所,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】P542【相关文献】1.华北晚中生代变质核杂岩构造及其对岩石圈减薄机制的约束 [J], 刘俊来;关会梅;纪沫;胡玲2.华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义 [J], 王涛;郑亚东;张进江;王新社;曾令森;童英3.长江中下游庐枞盆地火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄:对扬子克拉通东部晚中生代岩石圈减薄机制的约束 [J], 薛怀民;董树文;马芳4.华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据 [J], 许文良;王清海;王冬艳;裴福萍;高山5.皖南太平岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄和地球化学特征--对华南中生代岩石圈伸展减薄的启示 [J], 周术召;徐生发;余心起;邱骏挺;杨鑫朋;陈子微;刘秀因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北克拉通岩石圈减薄
中山大学研究生学刊（自然科学、医学版）第37卷第1期JOUＲNAL OF THE GＲADUATES VOL.37ɴ12016SUN YAT-SEN UNIVEＲSITY（NATUＲAL SCIENCES、MEDICINE）2016华北克拉通岩石圈减薄*陈耀明（中山大学地球科学与地质工程学院，广州）【内容提要】本文针对于目前处于地质学中讨论的比较多的华北克拉通岩石圈减薄这一科学问题进行了相关资料的搜集，并从华北克拉通减薄发生的时间、减薄的程度、过程的时空不均一性以及其发生机制进行了相关探讨。
【关键词】华北克拉通；岩石圈减薄；热侵蚀作用引言克拉通是形成于地球表面、由上部古老的大陆地壳和下部的岩石圈地幔所组成的相对稳定的构造单元。
在地球演化的初期，由于地幔中的镁和铁在熔融温度和密度这两个物理性质的不同，导致在部分熔融的过程中，具有较低熔点的富铁组分会先于镁组分熔出而形成玄武岩浆，剩余富镁的残余组分。
而后又由于富镁的残余组分相对于富铁组分具有更小的密度，因此富镁的残余组分得以漂浮于富铁的软流圈之上，形成岩石圈地幔。
因此，克拉通岩石圈，尤其是古老的岩石圈地幔，由于分异程度大，都普遍具有较低的密度，因此能够稳定的存在于软流圈之上，加之本身具有巨大的岩石圈厚度（大于200公里）以及较低的热流，因此能够使其受到更少的其他地质作用的影响，得以保持其长期的稳定性，成为地球上最稳定的构造单元。
但是，我国的华北东部克拉通因其显生宙以来的再度强烈活动而与全球其他地区的古老克拉通有所区别。
克拉通内部奥陶世含金刚石金伯利岩、石榴石橄榄岩捕虏体的出现，以及对橄榄岩捕虏体、地幔矿物捕虏体、地幔矿物捕虏晶的稳压计算结果和Ｒe-Os 同位素资料都表明，华北东部在古生代时期是一个古老的、巨厚的、冷的岩石圈。
其岩石圈地幔主要由主量元素亏损的方辉橄榄岩和二辉橄榄岩组成，即具有典型的克拉通岩石圈地幔特征［1］。
然而，对新生代玄武岩所携带的二辉橄榄岩捕虏体的主微量元素和Sr-Nd同位素的研究表明，新生代华北东部岩石圈相对薄（小于80公里）、地温梯度高，且岩石圈地幔具有饱满的主量元素组成，具有构造活动带地区的”大洋型”岩石*收稿日期：2016－03－10作者简介：陈耀明，男，1993年3月生，福建福州，中山大学地球科学与地质工程学院2015级硕士研究生，地质学；E-mail：342553680@华北克拉通岩石圈减薄圈地幔的特征［2－5］。
18659165_中生代华北克拉通岩石圈减薄的证据———以河北武安固镇杂岩体为例
１０００ ０５６９／２０１９／０３５（０４） ０９８９ １４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０１９ ０４ ０２中生代华北克拉通岩石圈减薄的证据———以河北武安固镇杂岩体为例霍延安 苏尚国 杨誉博 顾大鹏ＨＵＯＹａｎＡｎ，ＳＵＳｈａｎｇＧｕｏ ，ＹＡＮＧＹｕＢｏａｎｄＧＵＤａＰｅｎｇ中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 １０００８３ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ２０１９ ０１ ０６收稿，２０１９ ０３ ０５改回ＨｕｏＹＡ，ＳｕＳＧ，ＹａｎｇＹＢａｎｄＧｕＤＰ ２０１９ ＴｈｅｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｔｈｉｎｎｉｎｇｏｆＭｅｓｏｚｏｉｃＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎ：ＴａｋｉｎｇＧｕｚｈｅｎｉｎｔｒｕｓｉｖｅｃｏｍｐｌｅｘａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３５（４）：９８９－１０１４，ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０１９ ０４ ０２Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓｔｈｅＧｕｚｈｅｎｉｎｔｒｕｓｉｖｅｃｏｍｐｌｅｘｗｈｉｃｈｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅｉｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｐａｒｔｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎ（ＮＣＣ）ａｓａｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｃｏｎｄｕｃｔｅｄｄｅｔａｉｌｅｄｆｉｅｌｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｖｅｙ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｉｎｄｏｏｒｒｅｓｅａｒｃｈ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｙ，ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ，ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｓｒ Ｎｄｉｓｏｔｏｐｅ，Ｌｕ ＨｆｉｓｏｔｏｐｅａｎｄＵ Ｐｂｚｉｒｃｏｎｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｏａｓｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｇｅ，ｓｏｕｒｃｅａｒｅａ，ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆＧｕｚｈｅｎｉｎｔｒｕｓｉｖｅｃｏｍｐｌｅｘ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｒａｗｎｅｗｉｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＭｅｓｏｚｏｉｃｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｔｈｉｎｎｉｎｇｉｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌＮＣＣ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｔｉｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｇｅｏｆｔｈｅＧｕｚｈｅｎｃｏｍｐｌｅｘｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｒｏｃｋ Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｇｅｏｆｔｈｅｒｏｃｋｗｉｔｈｅｑｕａｌｇｒａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｅａｒｌｉｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｒｏｃｋｗｉｔｈｐｏｒｐｈｙｒｉｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｍａｇｍａｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｐｈａｓｅｓ：ｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔａｇｅ（１３０～１３５Ｍａ）ｍａｇｍａｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒｍｓｐｌｕｔｏｎｉｃｂｏｄｉｅｓｗｉｔｈｅｑｕａｌｇｒａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｅｄｉｕｍ ｆｉｎｅｄｉｏｒｉｔｅ，ｍｏｎｚｏｎｉｔｅ，ｑｕａｒｔｚｍｏｎｚｏｎｉｔｅａｎｄｓｙｅｎｉｔｅ；ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｔａｇｅ（１２７Ｍａ）ｍａｇｍａｔｉｓｍｆｏｒｍｓｈｙｐａｂｙｓｓａｌｂｏｄｉｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｏｒｐｈｙｒｉｔｉｃｄｉｏｒｉｔｅａｎｄｐｏｒｐｈｙｒｉｔｉｃｑｕａｒｔｚｍｏｎｚｏｎｉｔｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｆｉｅｌｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｙ，ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆｔｈｅＧｕｚｈｅｎｃｏｍｐｌｅｘｉｓａｎａｌｙｚｅｄ ＴｈｅＧｕｚｈｅｎｇｄｉｏｒｉｔｅｈａｓＨＭＡｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｇｕｚｈｅｎｄｉｏｒｉｔｅｉｓａｐｒｏｄｕｃｔｏｆｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｎｔｌｅｐｅｒｉｄｏｔｉｔｅｍｅｔａｓｏｍａｔｉｚｅｄｂｙｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｓｌａｂｍｅｌｔａｎｄｆｌｕｉｄ，ａｎｄｔｈｅｍａｇｍａｈａｓｗｅａｋａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｃｒｕｓｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｏｎｔｈｅａｓｃｅｎｄｉｎｇｒｏｕｔｅ ＴｈｅＧｕｚｈｅｎｓｙｅｎｉｔｅｉｓａｐｒｏｄｕｃｔｏｆｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｉｎｇｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｅｎｅｄｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｃｒｕｓｔｗｉｔｈｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆ４０～６７ｋｍ ＴｈｅＧｕｚｈｅｎｍｏｎｚｏｎｉｔｅｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｔｈｅｍｉｘｉｎｇｏｆｓｙｅｎｉｔｅａｎｄｄｉｏｒｉｔｅｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ ＴｈｅＧｕｚｈｅｎｑｕａｒｔｚｍｏｎｚｏｎｉｔｅｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｍｉｘｉｎｇｏｆＧｕｚｈｅｎｄｉｏｒｉｔｅａｎｄａｎｏｔｈｅｒｓｉｌｉｃｏｎ ｒｉｃｈｍａｇｍａ Ｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌ（ｆｌｕｉｄ＋ｍｅｌｔ）ｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＧｕｚｈｅｎｇｈｉｇｈ Ｍｇｄｉｏｒｉｔｅ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰａｌｅｏ ＰａｃｉｆｉｃｐｌａｔｅａｌｓｏｉｎｖｏｌｖｅｓｔｈｅｃｅｎｔｒａｌＮＣＣ，ｂｕｔｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｉｍｐａｃｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｅａｓｔｅｒｎＮＣＣ ＴｈｅＧｕｚｈｅｎｓｙｅｎｉｔｅｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｉｎｇｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｃｒｕｓｔ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｔｈｉｎｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅＮＣＣｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｉｎｔｈｅＭｉｄｄｌｅＭｅｓｏｚｏｉｃ Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅａｍｐｈｉｂｏｌｅｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｅｒａｎｄｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓ，ｉｔｃａｎｂｅｉｎｆｅｒｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｉｍｅｎｏｄｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｍｏｆｔｈｅｃｅｎｔｒａｌＮＣＣｉｓ１２７ＭａＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｇｕｚｈｅｎｉｎｔｒｕｓｉｖｅｃｏｍｐｌｅｘ；Ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓ；ＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｔｈｉｎｎｉｎｇｏｆｔｈｅＮＣＣ；Ｐａｌｅｏ Ｐａｃｉｆｉｃｐｌａｔｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ；Ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ摘 要 本文对位于华北克拉通中部的固镇侵入杂岩体（闪长岩、二长岩、石英二长岩和正长岩）进行了野外地质调查、岩相学、矿物学、地球化学、锆石Ｕ Ｐｂ定年、Ｓｒ Ｎｄ同位素和Ｌｕ Ｈｆ同位素研究，进而探讨其形成时代、源区和成因，以期得到关于华北克拉通中部中生代岩石圈减薄研究的新启示。
华北克拉通岩石圈减薄机制_来自山_省略_e_Os同位素地球化学特征的制约_杨红梅
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!第!"卷!第!期!#$$"年!月华北晚中生代变质核杂岩构造及其对岩石圈减薄机制的约束"刘俊来!关会梅!纪!沫!胡!玲中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室!岩石圈构造%深部过程及探测技术教育部重点实验室!北京!"""#)!%""&’")’%)收稿!%""&’"#’"&收修改稿!"国家自然科学基金资助项目"批准号#$"%*%"#$!$"$*%!"&$!+’,-./#a /.6!960U 3786395摘要!!变质核杂岩是华北地区晚中生代岩石圈伸展与减薄的重要产物#以辽南$瓦子峪!医巫闾山"$云蒙山等为代表的变质核杂岩具有各自的特性与共性%运动学极性$几何学不对称性$形成时间的跨越性$不分布均匀性和规模的级序性3变质核杂岩所具有的众多特点#直接为讨论区域岩石圈伸展与减薄过程提供重要约束#揭示出许多与现有盛行的地幔柱$拆沉作用$加厚造山带地壳伸展垮塌等成因模式相驳的证据3文中提出建立完善的区域岩石圈伸展与减薄模型#必须考虑到岩石圈深部的极性运动!或单向剪切"$岩石圈板块破坏的渐进性发展$伸展作用’岩浆作用关系#以及变质核杂岩发育与郯庐断裂的同时活动性3关键词!!华北!晚中生代!变质核杂岩!岩石圈伸展与减薄!!华北板块的中’新生代演化处于非常独特的环境中!受复杂的边界条件制约!尤其晚中生代以来!其演化更具有特殊性3古元古宙"大约在!#""L -左右$强烈的构造’岩浆’变质事件使得华北固结成为稳定的克拉通后!印支期由于北部古亚洲洋闭合和南部扬子板块与华北板块的对接使得它与西伯利亚板块%扬子板块拼合并焊接成一个统一的古陆&!!%’"图!"-$$3自中生代中晚期以来!华北板块又受到来自古太平洋板块的俯冲作用&%!)’以及印度板块与欧亚板块碰撞的重要影响&$’3在晚中生代至新生代华北地区出现以典型的板内变形与调整为特点的区域伸展作用!并导致东部某些地区出现大于!""X ,的岩石圈减薄&&(*’3在这种错综复杂的背景下发生的区域岩石圈伸展作用!形成了众多既具差异性又具统一性的变质核杂岩!它们的出现为深入探讨岩石圈板块的板内演化%岩石圈减薄的动力学过程提供了良好的天然实验室3!!岩石圈减薄及成因讨论华北东部晚中生代时期发生了大规模岩石圈减薄已成为无可争议的事实&*(!!’3应用古生代和新生代金伯利岩%玄武岩和其他火山岩及其中所含地幔岩包体所提供的信息表明古生代和新生代大陆岩石圈地幔之间存在着巨大差异!结合现今地球物理与大地热流测量证明现今华北板块下有着一个薄而热的岩石圈!同时证明古生代时期厚"%!#"X ,$而冷的岩石圈和新生代时期薄"&!""X ,$而热的岩石圈&&!!%’之间存在的巨大差异3对于华北地区岩石圈板内过程与减薄机制的分析长期以来存在着争议3多年来有几种盛行的认识占据着主导地位&!)(!&’#地幔热柱%拆沉作用以及太平洋板块俯冲有关的机制3邓晋福等&!(’提出存在华北岩石圈根及去根作用!并认为岩石圈去根作用可能包括了地幔热柱和拆沉作用两种不同机制3由于去!%图!!华北地区变质核杂岩的分布"-$区域大地构造格架与变质核杂岩分布"D R’呼和浩特+>L H’云蒙山+C;’赤峰+P‘>’瓦子峪+A[’辽南+_^’胶东+=S’朝鲜半岛+c Q A’小秦岭+^:’大别$+"U$变质核杂岩拉伸线理投影图"乌尔夫网!下半球$根作用过程中岩石圈’软流圈系统的大灾变!而导致中生代时期众多事件的响应3基于造山相关过程的模式更多地强调了中生代深成岩和火山岩提供的地球化学信息!并认为是造山加厚形成岩石圈根!发生拆沉和断离作用致使其减薄&!$!!*!!#’3太平洋板块俯冲类模式强调西太平洋板块或Y b-5-0.板块的回退"S?//U-9X$或更加斜向"向北的左行滑移$的俯冲过程的出现&!&!!<’3P6等&<’认为中国东北早白垩世K型花岗岩明显具有非造山属性!其形成可能与古太平洋板块俯冲引起的岩石圈拆沉作用之后出现的中国东部伸展’裂谷作用密切相关3张旗等&%"!%!’在中国东部识别出大量燕山期埃达克质岩!提出产生大规模埃达克质岩岩浆的热源与拆沉作用有着直接关系!拆沉作用导致地壳拉张环境下的岩石圈减薄!并引起软流圈地幔上涌与玄武岩浆底侵作用3他们同时引用&%!’对于Y b-5-0.板块的古地磁研究结果!认为太平洋板块向东亚大陆边缘的俯冲作用最早也在晚白垩世之后!并据此排除了中国东部燕山期岩浆活动与太平洋板块俯冲之间的成因关系3注意到大陆岩石圈与软流圈的密度差异及由此造成的力学不协和性问题!徐义刚&%%’对于流行的拆沉机制提出质疑3同时!他提出了岩石圈热’机械侵蚀和化学侵蚀的耦合模式!认为由软流圈抬升引起岩石圈的热传导加热!并伴随有软流圈熔体渗透岩石圈底部的作用过程+并提出!华北克拉通的破坏与华北克拉通’扬子克拉通在三叠纪时期的板块拼贴与碰撞有着直接的联系&!!!!%’3从盆地演化与盆地沉积分析角度出发!N75等&!<’提出中国东部及相邻地区在晚中生代和新生代时期经历了数次伸展作用的改造!裂谷作用是伸展作用的主要表现形式3他们认为!太平洋板块%欧亚板块和印度板块之间的相互作用是大陆伸展作用的主要动因!而其直接原因在于板块相互作用背景下地幔微循环",-54/7’97//$的存在3结合应用对于东北亚地区开展的古地磁资料的分析与研究成果!A.6等&%)’系统开展了辽南变质核杂岩的构造分析与剥露机制分析!同时考虑到郯庐断裂的早期演化及其两侧伸展构造的发育"包括辽南与瓦子峪变质核杂岩&%$’$!提出区域岩石圈板块的旋转作用是导致华北东部和东北地区岩石圈板块%%!第!"卷!第!期!#$$"年!月伸展的重要动力来源3上述是对于华北东部晚中生代’新生代岩石圈结构与演化研究的几种典型认识3上述认识的取得!更多地是基于岩石学%岩石地球化学分析%盆地分析和热模拟等完成的3对于岩石圈减薄相应产生的板内伸展构造’变质核杂岩的研究工作仍然是一个薄弱环节3对其深入研究将对于华北地区中生代’新生代岩石圈演化的研究工作!从岩石圈演化几何学%动力学和运动学等方面提供最为直接和有说服力的证据3"!岩石圈减薄的构造证据!!!变质核杂岩广义的伸展构造包括了伸展断层构造%变质核杂岩%伸展盆地以及相关的岩浆岩"火山岩和深成岩$!它们是区域伸展环境与减薄过程最直接的证据3作为伸展构造的典型构造型式!变质核杂岩遍布华北克拉通的不同构造域"图!"-$$!包括#呼和浩特%云蒙山%松辽%赤峰%小秦岭&%&’%瓦子峪"医巫闾山$%辽南等变质核杂岩!相伴出现具有类似特点的伸展构造包括胶东&%(’%朝鲜半岛和大别伸展构造系&%*’3目前!对于这些伸展构造开展的研究#"!$厘定了变质核杂岩与伸展构造体系的存在+"%$确定了某些伸展构造形成的时间+")$阐明了伸展构造的几何学结构及其运动学特点+ "$$同时部分探讨了伸展构造的成因机制3在华北板块北部!亚干变质核杂岩&%#()"’的主要伸展与运动方向为!(&o"H H+$&)!’3下盘花岗质侵入岩锆石f’M U年龄为"!$&p&$L-!"!)&p!3*$ L-&)%!))’!而糜棱岩内黑云母的K S)K S年龄在!%<(!%(L-之间&)!’3它们代表了核杂岩隆升过程中岩体结晶%就位年龄与伸展隆升年龄3呼和浩特变质核杂岩上盘沿拆离带运动主要集中在!%((!$"o!就位于核部的花岗质岩石侵位于!)*(!!<L-&)$’该核杂岩的形成归咎于早白垩世加厚地壳的后期重力垮塌作用&)$’3应用深层地震资料和大量钻孔资料确定的松辽盆地北部徐家围子变质核杂岩&)&’!初步确定形成始于晚侏罗世"!$&L-$!到早白垩世成型3对于变质核杂岩的形成!张晓东等&)&’认为与伊泽奈奇’欧亚板块的碰撞及其所致的岩石圈拆沉作用%岩浆底侵作用以及伸展垮塌作用密切相关3华北板块的东部!瓦子峪"医巫闾山$变质核杂岩的剥露与阜新上叠盆地的发育密切相关&%$!)(’!同构造侵入岩体锆石f’M U及主拆离断层带糜棱岩黑云母K S)K S年龄揭示出核杂岩在!%*至!!(L-时期的演化&)(!)*’3辽南变质核杂岩是迄今为止在华北发现的最东部的变质核杂岩!它具有C?S8.//7S-变质核杂岩的典型结构!并且具有!)"()!"o方向的运动学!其伸展隆升发生在!)"(!!$L-&)#!)<’3胶东地区伸展构造系统中!不同构造单元岩石内普遍发育一组!)"(!("o的拉伸线理构造!这些线状构造及其产状关系与具有!&"(!("L-年龄的玲珑岩体具有统一性3但是!K S)K S测年资料揭示出其中最晚期的变形事件发生在<"(!!"L-&%$’3华北板块南缘的小秦岭变质核杂岩群&%&!$"’总体上呈东西向展布!但是其内部结构!尤其是核杂岩上盘的运动学与区域伸展构造具有统一的方向3核杂岩内糜棱状岩石及同生深成侵入岩的记年表明伸展主期发育于!%"(!)"L-之间3造山后的伸展作用是由于早期南北向收缩变形引起的造山与地壳加厚所致的垮塌型伸展变形作用3另外!华北板块南部的大别伸展构造%板内云蒙山变质核杂岩%太行与赞皇&$!’伸展构造等也具有相似的特点3综合起来!这些变质核杂岩与伸展构造具有以下共同特点#"!$运动学极性#虽然也有例外"呼和浩特$!但多数变质核杂岩都具有统一运动学规律3核杂岩与主拆离断层的延伸方向可以有很大变化"+P向% [[+向为主$!但伸展构造上盘的运动方向则以[PP’H++为主!拉伸线理的统计平均方向以!)"()!"o为主"图!"U$$!充分说明伸展构造的形成是在同一应力场中完成的3"%$几何学上的不对称性#变质核杂岩的上叠盆地常常为箕状盆地!边缘断裂或拆离断层表现出铲状特点3它们普遍具有不对称结构型式!充分反映单剪作用的重要性3")$形成时间的跨越性#华北地区中生代变质核杂岩构造的形成时间跨度很大!从!$"L-左右或更早到<"L-左右3不同地区%不同构造部位其发育时间有所差别"图%$3依据现有伸展拆离断层糜棱岩%伴生侵入岩与伸展早期变质岩的测年资料分析!表明变质核杂岩主体形成与剥露时间介于!)"(!%"L-之间3它们的出现与中国东部大规模)% !第!"卷!第!期!#$$"年!月岩浆活动&<’%大规模成矿爆发&$%!$)’及岩石圈减薄时间对应3图"!华北地区变质核杂岩发育时间统计规律"数据来自文献&<!%)()*!)<($!’$"$$分布普遍但具有不均匀性#晚中生代变质核杂岩等伸展构造型式!零散分布于华北板块不同构造部位!不具有宏观分带性3考虑到伸展构造的型式%形成时间等基本因素!又表现出不同地区的差异性特点3"&$规模具有分级序"具有级次与次序$特点#区域性的大规模伸展构造!往往为一系列次级规模的伸展构造的组合3以白垩纪松辽盆地群为例!大型盆地的发育往往是许多次级盆地的集成3盆地发育是一个渐变过程!即由拆离断层扩展%联合形成较大规模盆地3’!变质核杂岩对岩石圈减薄作用的约束对于华北东部中生代岩石圈伸展与减薄作用的研究!早期地幔对流%地幔柱%拆沉作用等动力学模型的建立主要依赖于岩石学和岩石地球化学分析!对于深部过程的动力学%运动学%几何学等方面考虑尚欠深入3同时!鉴于晚中生代时期岩石圈尺度上地质作用的统一性与复杂性!仅以此为基础建立的各种模型和模式!很难合理地解释所有浅%表层响应3尤其伸展构造所具有的一些共性特点!由目前建立的地球化学模型和岩石学模型很难解释3或者说!不考虑伸展与减薄的直接效应(((伸展构造发育建立的模型!总是不完全的或片面的3归纳起来!下述问题的解决!对于探讨华北克拉通岩石圈演化的动力学过程及建立完善的岩石学’地球化学’力学"流变学$模型是非常关键的3变质核杂岩的几何学与运动学为建立区域岩石圈减薄模型提供了基本的约束3以变质核杂岩为代表的伸展构造的出现是岩石圈伸展与减薄作用在中浅部层次的重要表现3华北地区晚中生代变质核杂岩构造具有统一的几何不对称性与运动学极性!无论主拆离断层面延伸%产状如何!在整个华北地区表现出P[P ’+H +向的运动学指向!充分表明整个华北板块区岩石圈深部物质具有P[P ’+H +单向运动的表现3由此显示了与地幔柱%拆沉等岩石圈深部过程相驳的事实依据3伸展构造与变质核杂岩发育的年龄记载了岩石圈软化历史!记录了岩石圈从受应力作用到失稳%软化与劳损的全过程3尽管在!%"(!)"L -华北东部地区经历了一次突发事件的影响!岩石圈减薄作用最为显著3但是!%"(!)"L -突发事件的发生!具有一个较长时间间隔的前奏阶段"最早始于!$"L -左右$!也就是在大规模爆发伸展%岩浆和成矿之前不均匀发育着局部性的类似事件3实验岩石变形声发射记录的岩石破裂过程%地震事件的前震%主震和余震与变质核杂岩主拆离断层的扩展与联合"如松辽盆地徐家围子变质核杂岩的徐西断裂与宋西断裂的发展$可以认为是华北岩石圈演化在不同尺度上的表现3因此!华北岩石圈在晚中生代时期的破坏!是一个渐进过程!是由很多微小过程的发生%发展到最终积累并使得岩石圈整体上在短时间内突然性破坏3构造’岩浆关系一直是困扰构造地质学家的一个重要问题!但却为探讨岩石圈减薄的动力学因素提供了佐证3后者是长期以来制约华北地区岩石圈动力学研究的一个关键问题3几种可能的动力学因素包括区域差应力作用%岩浆底垫与上隆作用%收缩加厚岩石圈的调整与垮塌3结合岩石地球化学与同位素测年开展的岩浆岩体构造分析工作!似乎是解决这一问题的基础3对于与伸展构造有关的岩浆活动性的测年资料都显示出早于主拆离断层的岩体冷却年龄!但是由于目前尚缺乏对于深部构造过程"如深层次糜棱岩化作用$起始时间精确定年的有效方法!因而不少学者得出结论认为岩浆作用是诱发区域性伸展作用的主导因素3实际上!伸展构造相关岩浆岩体的构造分析!在某种意义上对此提供了重要的约束3对辽南变质核杂岩下盘侵入的饮马湾山花岗质杂岩的分析表明!一方面岩石化学揭示出花岗岩属于K 型花岗岩!具有伸展环境就位的属$%!第!"卷!第!期!#$$"年!月性+另一方面对岩体构造分析揭示出岩体就位具有晚期同运动特点3从而证实了伸展作用实际上从岩浆生成%初始上侵与最终就位的不同阶段一直起着积极的作用3在讨论华北晚中生代岩石圈伸展与减薄作用时!无法避免的一个重要问题在于变质核杂岩的区域极性运动性与郯庐断裂走滑运动之间的关系!它们是华北晚中生代构造演化的两个重要方面3目前所提出的几乎所有的动力学模型!都未能合理地解释两者之间的耦合关系3尤其是尚未获得合理的动力学环境以解释区域构造运动学上的变化!这一点还需要开展充分的区域构造分析与研究工作!是未来一个时期有待进一步深入研究的重要科学问题之一3(!结论华北板块在晚中生代时期经历的强烈区域伸展与岩石圈减薄过程!伸展与减薄过程诱发了众多区域性地质事件的发生!包括大规模岩浆活动%成矿作用%火山爆发%生物灭绝等事件3其中很重要的一方面在于很多地区发生了区域性或局部性的伸展作用!并进而形成伸展构造"变质核杂岩与伸展盆地$3华北地区的变质核杂岩具有许多共性!如运动学极性%几何不对称性%形成时间跨越性%分布不均匀性和规模的级序性3变质核杂岩的广泛出现为讨论区域岩石圈伸展与减薄作用提供了重要的约束!揭示出许多与现有地幔柱%拆沉作用等成因模式相驳的证据3建立完善的区域岩石圈伸展与减薄作用模型!必须考虑到岩石圈深部的极性运动"或单向剪切$%岩石圈板块破坏的渐进性%伸展作用’岩浆作用关系!以及变质核杂岩发育与郯庐断裂同时活动性3对变质核杂岩构造为华北岩石圈过程提供的约束的考虑将进一步深化对中国东部大陆岩石圈结构的认识!加深对于大陆岩石圈动力学演化与板内造山过程与机理的认识!从而建立合理而全面的华北型岩石圈动力学演化模型3参!考!文!献!!万天丰3中国大地构造学纲要3北京#地质出版社!%""$!!( )#*%!车自成!刘!良!刘洪福!等3中国及邻区区域大地构造学3北京#科学出版社!%""%!!(&!<)!R-X-2-12.L3H W-97’4.,78.14S.U64.?5?TA-47L71?b?.94?+-S/V C75?b?.9,-0,-4.1,.5+-14K1.--58.414794?5.9.,W/.9-4.?513 Y5#D-12.,?4?L!f 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