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燕山-太行山北段中生代收缩变形与华北克拉通破坏.pdf

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中国科学: 地球科学 2011 年 第41 卷 第5 期: 593 ~ 617 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 燕山-太行山北段中生代收缩变形与华北克拉通 破坏 * 张长厚, 李程明, 邓洪菱, 刘阳, 刘磊, 魏波, 李寒滨, 刘孜 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京 100083 * E-mail: changhou@ 收稿日期: 2010-08-05; 接受日期: 2011-01-30 国家自然科学基金重大研究计划(批准号:和国家自然科学基金面上项目(批准号:资助 摘要 燕山-太行山中生代收缩构造变形主要表现为基底卷入的逆冲构造、基底为核的大型 关键词 纵弯褶皱构造, 以及韧性逆冲推覆构造. 构造形迹展布方向主要有近WE, NWW 和NE-NNE 向. 华北克拉通 燕山 在总体构造线呈NNE 向展布的太行山构造带和辽西燕山东段, 均发现有近WE 向和NWW 向 太行山 收缩构造变形. 收缩变形发生在二叠纪晚期、三叠纪、侏罗纪及早白垩世. 它们的发生已经使 收缩变形 克拉通遭受破坏. 燕山中部近NS 向构造剖面复原表明, 在135 Ma 之前的构造变形缩短率约为 重力垮塌 38%. 华北东部晚古生代和早中生代岩相古地理研究显示, 收缩变形前的地壳厚度约为35 km. 如果将上述地质历史时期韧性剪切收缩变形反映的变形深度(20~25 km)作为卷入收缩变形的 地壳厚度, 并假定水平缩短变形量由垂向地壳加厚所调节, 则在南北向缩短变形之后地壳厚度 可达47~50 km, 已经接近拆沉构造模型下地壳榴辉岩化所需的地壳厚度. 同时, 加厚地壳均衡 抬升产生的重力势能差, 与地壳加厚期间持续不断的岩浆活动导致的岩石圈强度弱化, 为在区 域构造应力状态不发生改变的情形下产生中浅部地壳的伸展垮塌创造了充分条件. 因此, 燕山- 太行山中生代收缩构造变形, 一方面直接导致了克拉通岩石圈浅层稳定状况的破坏, 另一方面 为在深部可能发生的拆沉作用和在浅部产生强烈伸展变形创造了有利条件. 拆沉作用和伸展 变形可能同是早期收缩变形导致地壳强烈加厚的结果. 伸展变形既可以与拆沉作用相伴发生, 也可以单独出现, 不宜将浅层伸展变形作为深部拆沉作用曾经发生的直接证据. 华北克拉通的破坏包含了岩石圈厚度的巨量 比较一致的认识[9~13]. 但是, 关于岩石圈减薄的起始 (120 km)减薄、地幔物质组成及热状态的剧烈变化 时间, 则有古生代末[13] [14] 、晚石炭-晚三叠世 、晚三 以及强烈的构造变形[1~8]. 主要基于岩浆活动特征研 叠世[11](225~205 Ma)、早侏罗世[9,10,12](190~180 Ma)、 究, 在克拉通岩石圈减薄的时空范围、减薄的过程与 晚侏罗世[1,15](160 Ma)、晚侏罗-早白垩世初(160~140 机制等方面取得了一系列重要进展和成果. 关于克 Ma)[5]和早白垩世末(100 Ma)[16]等不同认识. 关于岩 拉通岩石圈减薄的峰期时间(130~110
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