北票地区的侏罗纪地层层序及燕山期火山活动_地壳运动及构造形态的几个问题

华北北缘燕山褶断带早中生代地层年代学格架及其意义

华北北缘燕山褶断带早中生代地层年代学格架及其意义 华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,自¹.8 Ga克拉通化之后保持了长期的相对稳定,直到中生代以来开始活化, 导致了复杂的构造变形、频繁的岩浆活动和剧烈的地貌差异,并形成 了一系列火山–碎屑沉积的山间盆地。中生代是华北克拉通从相对稳定状态到开始活化的关键时间节点。燕山褶断带位于华北克拉通北缘,是一条近东西向自内蒙古延伸到辽宁西部的板内造山带。它在中生代经历了从古亚洲洋到古太平洋构造域的重要构造体制变革,是华北克 拉通北缘中生代岩浆活动、构造变形、盆地演化、生物与环境的协同演化及板块动力学研究的经典地区。而对上述问题的讨论都要以精准的地层年代学格架为基础,这有赖于详细、系统的地质调查以及对关 键地层和岩体的精确定年。此前在燕山褶断带的研究多集中在中生代晚期,因此本文聚焦于中生代早期（三叠纪–侏罗纪）。我们在燕山褶断带的盆地内选择经典剖面对关键层位和重要岩体展开系统的地质 调查和测年工作,并结合前人的研究成果,建立精确的中生代早期的 地层年代学格架。燕山褶断带三叠系多为陆源碎屑沉积,缺少可以限 定地层时代的生物化石及火山岩夹层,这严重制约了地质工作者对该 区域地层时代及盆地演化的认识。笔者在冀北下板城盆地上三叠统的辉石安山岩中获得了229±3 Ma的锆石LA–ICP–MS U–Pb年龄和232.6±0.6 Ma的黑云母⁴⁰Ar–³⁹Ar坪年龄。同一样品使用不同的测年方法获得了误差范围内一致的同位素年龄,

该套火山岩覆盖在蓟县系燧石条带白云岩验证了测年结果的可靠性。．之上,为下板城盆地最底部地层,其喷发年龄为²30 Ma, 岩性和时代均可与辽西凌源上三叠统水泉沟组火山岩对比。该套上三叠统火山岩长期被当做侏罗系南大岭组,对该套火山岩时代和层位的 新认识将引发对地层划分和对比、盆地演化和构造事件的重新思考和讨论。Wong（1927,1929）在北京西山和辽西北票的工作基础上提出 了“燕山运动”。现在该术语被认为代表广泛发育在中国东部的侏罗 –白垩纪的重要构造活动,对中国东部大地构造的发展和地貌轮廓的 奠定具有决定性作用。然而,关于“燕山运动”的地层年代学格架、 构造分期及时限、活动方式、构造演化特征等仍然众说纷纭。北京西山是“燕山运动”研究的经典地区,该地区侏罗纪有两期重要的火山 喷发,分别形成了早期的南大岭组和晚期的髫髻山组。作为北京西山 最早的一期火山活动,南大岭组火山岩的喷发被认为代表了燕山期的 开始,然而其时代长期没有得到准确限定。其上的窑坡组因含有可与 中侏罗世英国约克郡植物群对比的植物化石而被认为是早–中侏罗世,进而南大岭组的时代被定为早侏罗世。我们在北京西山进行详细 的野外调查后选择了五条剖面,对南大岭组火山岩系统取样并进行锆 石U–Pb和⁴⁰Ar–³⁹Ar同位素定年。彩虹 桥剖面所取南大岭组火山岩样品自下而上分别给出了170±1 Ma（安山岩段底部）、169±3 Ma（安山岩段中部）、168±2 Ma（安山岩段顶部）和175±1 Ma（火山碎屑岩段中部）的锆石U–Pb年龄。采自法城口剖面的安山岩样品（下部）给出了172±2 Ma的谐和年龄。锆石

秦岭构造带的形成及其演化

秦岭构造带的形成及其演化秦岭构造带在中国大陆地壳的形成与演化中占据着突出地位。它对于八十年代国际岩石圈计划中关于大陆地质的研究具有重要意义，也是探索大陆造山带地质演化规律的重要地区。 一晚太古宙统-克拉通地块的形成和早元古宙的分裂，古秦岭构造带的初始形成现今秦岭带内部及其南北两侧相邻地块边缘地区，目前确认和基本认为是太古宙的岩系主要有：华北地块南缘基底中的安徽蚌埠地区的下五河群、霍邱群，河南与陕西的太华群、登封群，山西中条山的氵束水群等；杨子地块北缘的大别群，黄陵地块的崆岭群结晶杂岩系，乃至川中地块的基底部分。 1、华北地块南部晚太古宙地壳组成 华北地块南缘紧邻秦岭构造带，其古老基底是华北地块统一基底的重要组成部分，它主要由太古宇和下元古宇组成。概括本区晚太古宙地壳主要由二类地体构成，即位于本区北部的以登封群为代表的花岗——绿岩区和南部以太华群为代表的高级片麻岩区，二者以逆冲推覆断裂相邻接，共同组成华北地块南部太古宙统一地块。 登封花岗——绿岩区和太华高级片麻岩区以鲁山——午阳一带的青草岭断裂为标志，表现为一种逆冲推覆构造关系，沿古老的青草岭断裂太华群可能叠置在登封群之上。现今太华高级区成为华北地块古老基底出露的最南边界，但并非是华北地块太古宙时古老陆壳的南界。 2、扬子地块北缘的太古宙地块 大别地块核部出露大别群，它是一套经多期变形变质的复杂结晶岩系，变质达角闪岩相，局部为麻粒岩相。其岩石组合、构造变形，近似太华群的组成与构造特征。大别群出露区的区域磁场特征与华北地块太古宙基底的高值正异常场十分相似。据新近同位素年龄结果看(最大年龄数据在25～29亿年左右)，其形成时代为晚太古宙较为合适。 黄陵地块位于杨子地块中部。崆岭杂岩系岩层中有28．5亿年，(U—Pb一致线)同位素年

燕山运动部分

定义翁文灝（Wong，1926,1927,1929）最早命名的燕山运动，是指发生在华北燕山地区中晚侏罗世期的重大构造事； 中-晚侏罗世初期(165±5 Ma)东亚多板块拼贴运动学发生重大调整, 构造体制发生重大转换, 启动了以中朝地块为中心、来自北、东、南西不同板块向东亚大陆“多向汇聚”的构造新体制, 形成以陆内俯冲和陆内造山为特征的东亚汇聚构造体系。同时大陆地壳岩石圈发生显著增厚, 并紧随早白垩世以剧烈的大陆岩石圈伸展和火山-岩浆活动为特征的岩石圈巨量减薄和克拉通破坏, 导致燕辽生物群灭绝和热河生物群兴盛的重 大生物群更替, 成为中国大陆和东亚重大构造变革事件, 这是燕山运动的基本内涵。[1]发生时间关于燕山运动发生的时限,张宏仁（1998）曾以《燕山事件》为题发表了一篇文章，认为燕山运动源于一次强烈的构造事件，其发生事件采纳了翁文灝最初定义的界面，即九龙山组和髫髻山组之间的不整合面所代表的时间。[2]赵越等(2004)根据中侏罗世日本海沟增生楔和东亚火山弧的出现, 认为作为燕山运动主幕构造转换时代为中侏罗世。龙门组砾岩含有元古界砾石的事实说明，在龙门组最下面一层砾岩沉积之前，极强烈的断块运动已经发生，不整合面应该在龙门组之下。另一方面，上、下窑坡组含煤组及相应时代的地层在华北广泛分布，直到煤系地层的顶部，未发现有北东向断块活动的破坏，断块活动应发生在上窑坡组之后，代表燕山运动起始发生的界面不是原来翁文灝提出的侏罗系九龙山祖和髫髻山组之间，而是在门头沟煤系或上窑坡组与龙门组之间[2]。任纪舜等(1999)以张家口组火山岩系喷发之前约145±5 Ma 作为中国东部构造体制转换时期。牛宝贵等(Niuetal. , 2004)在张家口火山岩底部获得锆石U-Pb SHRIMP 年龄, 将135 Ma 定为从挤压构造体制向伸展构造体制转换时间。[1] 成因崔盛芹等(1999 , 2002)提出印支运动与燕山运动之间连续性的观点, 认为自印支运动开始，濒太平洋构造带的活动性加强, 到燕山期达到高潮, 将印支运动视为燕山运动的前奏。董树文等(2000)曾构想, 燕山运动记录了侏罗纪来自北、东、西南3 个方向向东亚汇聚挤压的变形图像。Davis 等(2001)则解释燕山运动是北方蒙古—鄂霍次克海关闭、向南推挤缩短和太平洋向西俯冲作用交替影响的结果。翟明国等(Zhai e t al ., 2004)强调华北中生代构造转换不是陆内造山结果, 而是与周边块体夹击引起华北地幔大规模上隆有关。张宏仁(2000)则提出了中侏罗世天体事件引发燕山运动的观点。燕山运动定义为周邻板块向亚洲大陆汇聚引起的广泛的多向陆内造山与陆内变形，是板块多向汇聚而不是太平洋板块单向作用的结果。[1] 我国学者强调燕山运动的实质是特提斯构造域向濒太平洋构造域的转换,也就是原三叠纪形成的近东西向的构造系统在侏罗纪转变成北东—北北东向的构造系统, 环太平洋构造主导了我国东部或亚洲东部的构造演化(赵越等,2004；任纪舜等,1999)。显然,华北地块的构造演化离不开周边块体对其的相互作用, 近年来随着华北地块周边和中国东部侏罗纪构造变形与演化研究的深入, 发现侏罗纪变形存在多方位、多层次和多幕次的特点。[1] 分期翁文灝提出的燕山运动包括中侏罗世晚期的构造运动A 幕、侏罗纪末期的构造运动B 幕和晚侏罗世期间的中间幕。崔盛芹等(2002)将燕山地区的燕山运动分为两个时期, 即早—中侏罗世的早燕山期和晚侏罗世—白垩纪的晚燕山期。任纪舜等(1999)将燕山运动分为早、中、晚3 个旋回, 时限包括整个侏罗纪和白垩纪。有的学者将燕山期构造演化划分为初始造山(J1), 早期造山(J2), 峰期造山(J3), 晚期造山(K1), 后造山(K2)5 个构造幕, 同样概括侏罗纪与白垩纪全部。[1] 概况北京地堑不同构造部位的地热勘查资料表明，该地堑基地能直接看到的主要是中元古代蓟县纪雾迷山组灰岩，局部可见中元古代长城纪高于庄组灰岩和蓟县纪铁岭组灰岩。元古宙基地之上直接覆盖着巨厚的地堑充填物，从侏罗纪髫髻山组火山岩开始到白垩系、第三系。由此可见，在北京地堑范围内，元古宇顶部，整个古生界及燕山运动前的整个中生代

中生代-燕山运动(形成中国地貌格局)

7、燕山运动（约1.5亿年）：侏罗纪和白垩纪期间中国广泛发生的地壳运动。 该运动形成了大量褶皱断裂山地和大量小型断陷盆地，并伴以岩浆活动，特别在东南沿海一带花岗岩侵入和火山岩的喷发尤为剧烈，显示了太平洋沿岸地带构造活动的加强。 经过燕山运动，中国地貌的构造格局已清晰地显现出来。 1927年翁文灏在《中生代以来中国东部的地壳运动和火山活动》中，将中国东部造山运动分为4期：秦岭期（古生代末）、燕山期（侏罗纪末、白垩纪初）、南岭期（白垩纪末、第三纪初）和陇山期（第三纪后半期）。 燕山运动以北京附近的燕山为标准地区而得名。此后中国地质学家对燕山运动不断进行研究，并提出不同的分期意见。燕山运动对中国大地构造的发展和地貌轮廓的奠定，都具有重要意义。此时中国陆域又有扩大，古地中海继续后撤。 由于构造背景不同，燕山运动的强度和表现形式有明显的东、西差异。 西部：在大兴安岭、太行山、雪峰山一线以西，为相对稳定的一些大型内陆盆地所在，如鄂尔多斯、四川、准噶尔、塔里木等盆地，它们在中生代期间几乎连续地接受河、湖相沉积；盆地外围已固结了的古生代地槽带，普遍发生基底褶皱。 东部：上述一线以东，构造活动较强烈，造成许多北北东或北东向平行斜列的褶皱断裂山地和大量小型断陷盆地，并伴以岩浆活动，特别在东南沿海一带花岗岩侵入和火山岩的喷发尤为剧烈，显示了太平洋沿岸地带构造活动的加强。 经过燕山运动，中国地貌的构造格局已清晰地显现出来。 褶皱、岩浆侵入和喷出活动，以及陆内碰撞、张裂拗陷和挤压推覆等现象，所有这些构造活动即相当于燕山运动在中生代环太平洋地带是构造运动最强烈的地带。特别是在侏罗纪和白垩纪，由于太平洋洋壳板块不断向大陆板块俯冲，引起

海西印支燕山喜山构造旋回

1 海西运动 1.1介绍： 海西运动又称华力西（Varisian）运动。由德国海西山得名。其所形成的褶皱带，称海西或华力西褶皱带。海西运动起初在德国用于不同时期褶皱、断裂作用造成的任何山地，后限指晚古生代造山运动。海西运动使西欧的海西地槽、北美东部的阿帕拉契亚地槽、欧亚交界的乌拉尔地槽、中亚哈萨克地槽及中国的天山、祁连山、南秦岭、大兴安岭等地槽褶皱回返，形成巨大山系。此时北半球各古地台之间的地槽带变为剥蚀山地。海西运动的完成，标志着古生代的结束。 地质运动： 海西构造期，包括泥盆纪、石炭纪和二迭纪。当加里东运动因褶皱造山而终结后，即转入整个地壳比较稳静的泥盆纪，这时没有褶皱运动，只有升降运动。因此在加里东造山带上，形成了许多陷落盆地群，如库兹涅茨盆地、米努辛斯克盆地。在这些盆地里，后来都沉积有泥盆纪、石炭纪和二迭纪地层。泥盆纪末期，海侵现象又为陆地上升所代替，但到下石炭纪时，在大地槽和地台上，又有大规模的海侵，一直延到中石炭纪，这一时期为海西运动的前半期。 1.2对大陆的影响 1.2.1中石炭纪 中石炭纪开始海退，接着在中石炭纪和上石炭纪之间，就开始了海西褶皱运动。这个造山运动在二迭纪结束，从石炭纪末到二迭纪，为海西运动的后半期。海西运动形成的山脉主要有乌拉尔山脉和哈萨克斯坦、蒙古、长白—兴安褶皱带、秦岭—昆仑褶皱带、祁连山、天山等。海西褶皱运动，将俄罗斯地块和西伯利亚地块连接起来，这样就形成了亚欧大陆的雏形。至此，亚洲大陆的面积又一次扩展，而地槽却又一次缩小了。 海西构造期形成的山脉和加里东构造期形成的山脉都可称之为旧褶皱山，由于山脉硬化较早，久经侵蚀，地势已大为降低；而今日的地形，主要是阿尔卑斯期以后所隆起的山块。