摘要华北克拉通前寒武纪地质构造演化具有明显的阶段性差异特征,克拉通主体形成于新太古代陆壳增生与碰撞造山过程。
华北克拉通在太古宙末期首次经历强烈的裂解作用,在古元古代晚期涉及强烈的陆缘再造作用。
在古元古代末期发生第二次大规模的裂解活动,随后以中元古代末期的造山带拼合为超大陆的组成部分。
详细的区域构造对比证明,华北克拉通长期以来与波罗的地盾、东南极克拉通、印度南部克拉通、巴西克拉通等具有构造亲缘关系。
关键词:华北; 构造演化,前寒武纪,克拉通
1.前言
华北克拉通出露面积不大,但经历了复杂的多阶段的构造演化,记录了几乎所有的地球早期发展的重大构造事件。
长期以来,华北克拉通早前寒武纪基底的形成及其大地构造演化备受国内外学者的关注,近二十年来更是将研究的重点聚焦于新太古代-古元古代基底构造格局的划分上。
目前,对华北克拉通前寒武纪基底构造格架的研究,虽然在某些划分细节上有所差别,但已经形成一个基本共识,即华北克拉通前寒武纪基底是由先存的数个微陆块后期拼贴而成的。
2.华北克拉通前寒武纪构造格局演变
在对华北克拉通构造图分析的基础上,结合同位素年龄数据库的基本制约。
初步可以将华北新太古代—元古宙的构造演化划分为5个阶段,其主要的构造热事件与其他古陆具有良好的对应关系。
2. 1 新太古代末期的造山带及其陆块聚合格局
大量的同位素年代学研究表明,华北克拉通主要形成于2. 80~ 2. 50Ga ,
通过大量TTG-花岗岩增生与侵位来完成大陆地壳生长。
华北在新太古代主要由若干造山带及其两侧的古陆块和陆块边缘组成。
从北西向南东, 华北新太古代依次出现以下构造单元: 西部陆块(鄂尔多斯陆块)及其被动大陆边缘、中部碰撞造山带(五台-登封岛弧杂岩带、缝合带、弧后前陆盆地)、太行山沉积增生楔、鲁西-遵化岛弧及弧后盆地( 2. 70~2. 55Ga )及东部陆块(胶辽陆块)等。
它们总体上构成东西陆块之间出现两列岛弧杂岩带(均向东俯冲)的基本构造格局。
在新太古代末期华北北部还出现冀北古元古代初造山带,为活动大陆边缘持续增生的产物,造成华北克拉通最后的增生。
2. 2 古元古代初期的裂解事件
古元古代初期,克拉通化的华北陆块中部发生南北-北东向的裂谷系的张开( 2. 50~ 2. 40Ga) ,并伴随基底内大规模的基性岩墙群及层状杂岩侵位。
基性-超基性层状侵入体及变基性岩墙群, 出现于华北中北部及南部广大的地域内,现今产状以北东-北北东向为主,局部为北西向,很少侵位于滹沱群及其以上地层,普遍经历后期构造、变质作用改造。
上述裂谷系的出现明显受到新太古代中部造山带岩石圈软弱带的继承性影响。
2. 3 古元古代末的构造聚合及其再造事件
2. 00~ 1. 85Ga期间华北克拉通再次经历陆壳增生及与其他陆块的构造拼合作用,至少识别出了2条这一时期的造山带( 2. 00~ 1. 85Ga ): 克拉通北缘的丰宁造山带(增生型深成岩带)和东部的辽吉碰撞造山带。
胶辽造山带以半环形围绕北朝鲜陆块,并分隔它与华北东部陆块。
上述两条造山带出现于华北陆块主体的西北与东南两侧,造成新太古代克拉通边缘的强烈改造。
丰宁造山带的最终拼合造成华北西北部强烈的再造作用, 包括走滑剪切变形、高级变质及大量花岗岩体侵位等。
2. 4 中元古代初期的伸展构造状态及大陆裂解
华北克拉通中元古代初以伸展-裂解构造为主, 广泛发育拗拉谷系、大规模基性岩墙群、非造山深成岩(环斑花岗岩、花岗岩类、伟晶岩脉、斜长岩、辉长岩及超镁铁质岩等)。
在克拉通南北边缘出现中条、燕辽拗拉谷及白云鄂博-渣尔泰裂谷,其中的火山沉积演化为克拉通沉积盖层。
大量的基性岩墙群侵位于拗拉谷之间的变质基底,并切割早期造山带构造线。
克拉通南缘经历了强烈伸展作用,发育多个拗拉谷分支,并形成以蛇绿岩套为标志的北祁连小洋盆。
2. 5 中元古代末期的构造聚合与新元古代裂解
在经历中元古代初期裂解之后,华北中元古代中期以稳定的沉积盖层发育为特点,在中元古代晚期,克拉通南缘形成北秦岭-祁连增生型造山带, 由弧后盆地(以宽坪岩群、变辉长岩体为主)、岛弧花岗岩杂岩(秦岭杂岩、中祁连杂岩)及松树沟蛇绿岩套残片组成,并有高压变质带。
它们普遍记录了强烈的构造-岩浆-热事件。
华北克拉通内部的中元古界(蓟县系)顶部被上元古界青白口系平行不整合, 记录了克拉通显著抬升及海退事件。
此后,华北克拉通开始东西(以郯庐为界)构造分异,西部上升而东部开始下沉接受沉积。
在新元古代华北克拉通又开始了伸展裂解作用。
参考文献
李江海, 钱祥麟, 黄雄南, 刘树文. 2000. 华北基底构造格局及早期
大陆克拉通化过程. 岩石学报, 16( 1) , 1- 10
孙大中, 胡维兴(主编) . 1993. 中条山前寒武纪年代构造格架和年代地壳结构. 北京: 地质出版社, 77- 117
赵国春. 2009.华北克拉通基底主要构造单元变质作用演化及其若干问题讨论.岩石学报,25( 8) : 1772 - 1792
耿元生,万渝生,沈其韩,李惠民,张如心. 2000.吕梁地区早前寒武纪主要地质事件的年代构架.地质学报,74( 3) : 216 - 223
白瑾,余致信,严耀阳等. 1997.中条山前寒武纪地质.天津: 天津科学技术出版社
邓晋福,吴宗絮,赵国春,赵海玲,罗照华,莫宣学. 1999.华北地台前寒武
花岗岩类、陆壳演化与克拉通形成.岩石学报,15( 2) : 190 - 198
金文山, 管爱莲. 1999. 北京地区太古宙岩石同位素年龄及其意义.前寒武纪研究进展, 22( 3): 1- 13。