华北板块北缘中元古代造山带的确立及其构造演化_刘正宏

文章编号:1008-0058(2000)02-0110-05

华北板块北缘中元古代造山带的

确立及其构造演化

刘正宏,刘雅琴,冯本智

(长春科技大学地球科学学院,吉林长春 130026)

摘要:华北板块北缘发育一条中元古代晚期大陆边缘碰撞造山带,它由内蒙西部狼山起向东延伸到辽西和吉林东部一带,全长2000余km 。造山带内部发育了不同类型变质的沉积岩、火山沉积岩,以及各种类型深成侵入岩。在1.0Ga 左右,由西伯利亚板块和华北板块对接碰撞,形成了巨大陆缘碰撞造山带。这次构造事件是Rodinia 超大陆拼合事件的一部分,表明了在Ro dinia 超大陆时期华北板块和西伯利亚板块是连在一起的。

关键词:华北板块北缘;造山带;中元古代中图分类号:P542.4 文献标识码:A

收稿日期:1999-10-08

基金项目:国家自然科学基金项目(49872071)与国土资源部地调局内蒙古大青山地区6幅1B 5万区调项目

(0199209031)

作者简介:刘正宏,男,1960年生,副教授,博士,主要从事构造地质学和区域地质研究工作1

华北板块是我国最大、最古老的古陆,其北缘地区的区域构造研究是我国区域大地构造研究的重要内容之一。多年来,许多著名的地质学家对该区的大地构造单元划分和归属进行了论述[1~8],对该区的大地构造研究起了极大推动作用。近年来在该区开展了一系列的区域地质调查研究,取得了许多地质成果和发现。在华北板块北缘相继发现和厘定出许多中元古代变质沉积地层,变质火山沉积地层,以及各种类型的深成侵入岩和各种样式的构造形迹[9,10]。对这些变质地层和岩体形成的构造环境及构造事件日益引起了人们的关注。作者自90年代初一直在该区进行区域地质调查工作,结合前人研究成果和近年来新的发现,确定出在华北板块北缘存在一条巨型的中元古代大陆边缘造山带。

1 大陆边缘造山带的确立及其地质特征

在绵延2000余km 的华北板块北缘,由于加里东期以来的地壳构造变形和岩浆活动的改造与破坏,使得该区中元古代变质地层、深成侵入体和构造形迹残缺不全,出露不连续,加之以往对这些地质体缺乏深入详细的研究工作,对它们形成的构造环境

和变质变形时间一直没有统一的认识。

中元古代变质地层在华北板块北缘西部内蒙地区出露多、发育齐全。渣尔泰山群和白云鄂博群是由一套碎屑岩、碳酸岩和火山沉积岩建造构成,形成于大陆边缘构造环境中。过去认为是加里东弧沟体系的白乃庙群和温都尔庙群,经过详细野外地质关系和同位素年代学研究之后,认为它们形成于中元古代晚期,是中元古代大陆边缘弧沟体系的产物

[7,11]

。在中部赤峰、建平和阜新北部一带,在新

的区域地质调查过程中,将原内蒙地轴之上的太古宙建平群进行了解体,划出一套中元古代变质沉积地层、变质火山沉积地层,并命名为魏家沟岩群[9],其原岩建造为陆缘碎屑岩、碳酸岩和火山沉积岩,形成于被动陆缘到活动陆缘构造环境中。在华北板块北缘东段龙岗地块北部边缘也发育一套中元古代变质地层,即色洛河群,西从山城镇,经色洛河、五间房,向东延伸到海沟一带,全长180km 。向西进入辽北开原清河流域,向东进入朝鲜青岩一带。该群由变质沉积地层、变质火山沉积地层组成,不整合在太古宙夹皮沟群和古元古宙集安群之上,同时又被古生代黄泥河岩体侵入[12]。

第30卷 第2期 2000年4月

长春科技大学学报JOURNAL OF CHANGCHU N UNIVERS IT Y OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Vol.30 No.2

A pr.2000

上述这些地质事实表明了中元古代时期华北板块北缘一直处于活动状态,发育了不同类型的沉积建造,同时伴随着岩浆侵入和火山喷发。在中元古代末期发生了一次地壳变形作用和区域动力变质作用,形成了巨大中元古代大陆边缘造山带(图1)。

现在所划分的中元古代大陆边缘造山带包括了西部内蒙渣尔泰山)白云鄂博裂谷系、原内蒙地轴一部分和原天山)兴蒙褶皱带一部分。该构造带从内蒙西部起,向东延伸至赤峰、建平和阜新一带,东到吉林海沟、红旗沟地区,全长2000余km,宽约

100余km 。造山带的北侧与古生代褶皱带相接触,并受到了该构造带改造与破坏。南侧以断层与华北板块早前寒武纪结晶基底相接触。根据该构造带在不同地段出露和发育的情况,将该构造带划分为西

段、中段和东段。西段位于内蒙狼山、白云鄂博、白乃庙、温都尔庙和化德地区,区内中元古代变质地层和侵入岩体十分发育,构造形迹保留较好。中段位于赤峰、建平和阜新北部旧庙一带,发育有魏家沟岩群。东段位于吉林东部海沟、红旗沟和色洛河一带,

出露有色洛河群。

图1 华北板块北缘不同构造单元划分简图

Fig.1 The different tectonic unites map in north m argin of North China plate

1.准噶尔)兴安陆缘褶皱带;

2.锡林浩特微陆块;

3.嫩松)佳木斯微陆块;

4.古生代增生褶皱带;

5.中元古代大陆边缘造山带;

6.华北板块早前寒武纪结晶基底;

7.西伯利亚板块与华北板块分界线;

8.华北板块构造单元分界线;

9.西伯利亚板块构造单元分界线;10.国界线

造山带的南界位于五原、集宁、张家口、丰宁、赤峰和阜新北部旧庙一带,其南侧为华北板块早前寒武纪结晶基底。沿着该分界线是一条呈东西方向略向北东偏转的重力梯度带,重力反演计算表明,其西段莫霍面深度为38~45km,波动幅度达7km 。由于东部地区被大面积中、新生界火山-沉积岩覆盖和我国东部地幔陡带的穿插影响,故使东部的重力反映不够明显。在重力梯度带南北两侧的航磁磁场特点明显不同,北侧为相对平稳的磁场背景上出现沿走向的条带状异常,而南侧磁场强度大。沿该线航磁转换呈近东西方向拉长的条带异常,并有100nT 等值线封闭的异常群呈串珠状。从重力和航磁的特点表明造山带南侧为一岩石圈断裂,该断裂带在地表总体表现为向北陡倾的正断层,倾角60b ~80b ,按其所处的构造部位判断,它是板块边缘引张背景下的正断层,与它相关的中元古代沉积建造空间分布严格受其控制。造山带北界位于乌拉特

后旗、化德、库伦和开原一带,由于古生代以来地质作用的强烈破坏,使界限不规则、不明显。

2 造山带内部的物质组成和其构造环境

华北板块北缘从中元古代伊始地壳伸展变形,到末期造山作用结束,经历了0.8Ga 复杂地质演化历史。依据该区中元古代变质地层原岩建造的特点和岩浆活动特征分析,本区古大陆边缘经历了陆缘裂谷、被动陆缘和活动陆缘演化过程。在不同发展阶段和不同的构造环境中,其沉积建造组合和岩浆活动特点也各不相同。

2.1 造山带内沉积建造及其特征

通过对该区中元古代变质地层岩石组合、同位素年代和构造环境分析,在华北板块北缘从中元古代早期到晚期,变质地层原岩建造可以分为陆缘裂谷型、被动陆缘型和活动陆缘型,分别代表古大陆边缘不同演化阶段构造环境特点。

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第2期 刘正宏,刘雅琴,冯本智:华北板块北缘中元古代造山带的确立及其构造演化