辽东半岛河栏镇火山-沉积岩构造研究——对古元古代弧后盆地张裂与闭合的启示
发布时间：2021-08-29 19:36
前寒武纪盆地演化及造山作用一直是造山带研究中的热点和难点,通过对华北克拉通东部陆块胶-辽-吉构造带中辽东半岛河栏镇火山-沉积岩进行深入的野外及室内研究,反演该地区古元古代大地构造演化过程.通过对辽河群里尔峪组火山岩、高家峪组钙质泥岩以及大石桥组碳酸盐岩野外的详细构造解析,识别出各类岩石单元中发育同沉积伸展构造(D1-0),包括同沉积不对称褶皱、层间平卧褶皱和滑脱面理及线理,指示辽吉弧后盆地早期伸展张裂过程.通过对河栏镇蒲石河地区基性侵入岩及喷出枕状熔岩进行详细的野外构造填图及解析,提出伴随基性枕状熔岩的喷发,辽吉弧后盆地张裂到最大程度.此外,在各组相关岩石中观察到大量逆冲推覆构造及不对称断展褶皱,构造归为D1-1或者D1-2,指示辽吉弧后盆地受挤压应力影响发生收缩.锆石年代学研究指示高家峪组沉积物物源主要来自于～2.5 Ga基底,少量来自古元古代（2 172 Ma）火山弧.综合区域内已有岩石地球化学及年代学资料,研究表明辽吉弧后盆地的拉张及闭合过程伴随着古元古代增生造山作用,并暗示板块构造在古元古代已经开启.
【文章来源】：地球科学. 2020,45(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：22 页
【部分图文】：
北辽河群柱状图
华北克拉通主要包含3条重要的构造带：西部孔兹岩带，中部中央造山带和东部胶-辽-吉构造带（Zhao et al.,2005）（图1）.胶-辽-吉构造带位于东部陆块中，形成于古元古代龙岗陆块和狼林陆块的相互作用（刘福来等，2015）.对该构造带的形成模式，目前主要有以下两种看法：（1）俯冲增生模式，白瑾（1993）结合现代板块构造理论，基于岩石、构造和古地热等几个方面的证据，认为胶-辽-吉构造带的形成与岛弧增生作用相关，造山带形成于弧后盆地的关闭；（2）大陆裂谷张裂-闭合模式（张秋生和杨振升，1988；刘永江等，1997;Li et al.,2005），该模式主张胶-辽-吉构造带形成于大陆裂谷张裂，后接受沉积随即发生闭合的陆内造山过程，未强调板块构造作用.位于胶-辽-吉构造带中段辽东半岛地区的辽河群作为胶-辽-吉构造带内代表性岩石地层单元，其构造现象复杂、发育多期变质变形作用，蕴含矿床种类多样，是全面认识该地区古元古代造山作用演化的重要研究对象（刘福来等，2015）.故此，近年来对辽河群内酸性火山岩、基性侵入岩以及变沉积岩变质变形作用的研究，为古元古代辽吉地区大地构造演化及造山过程带来新的思路和新的证据.首先，值得一提的是对辽河群内酸性火山岩的研究具有重大突破.研究区酸性火山岩发现较早（张秋生和杨振升，1988），但限于当时的研究手段，前人并未对其进行深入的工作.陈井胜等（2017）通过对火山岩进行锆石U-Pb年代学测定，将其分为3期：2 190～2 180 Ma、2 110～2 100 Ma和1 970～1 960 Ma.并进一步认为火山岩组成了古元古代岩浆岩的酸性喷出端元，辽吉地区大量基性岩为基性侵入端元，以此推测辽吉地区“双峰式火山岩”存在，暗示辽河群及相关岩浆岩形成于古元古代伸展拉张环境.与之不同的是，Bi et al.(2018）对这套酸性火山岩进行了全岩主微量元素、锆石年代学及Lu-Hf同位素研究，地球化学特征显示火山岩为铝质到过铝质钙碱性I型火山岩，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，其形成时代为2 184～2127 Ma，显示具有活动大陆边缘构造背景特征.此外，εHf(t）指示火山岩重熔于中太古代至新太古代地壳，综合地化结果说明辽河群内酸性火山岩形成于狼林地块向龙岗地块的俯冲作用（Bi et al.,2018）.经过详细的野外填图（1:5万）及室内研究工作，Xuet al.(2020）对这套酸性火山岩进行详细的全岩地球化学、年代学及其Sm-Nd同位素研究，得出其确切形成时代为2 170 Ma（锆石U-Pb,SHRIMP）.地球化学也显示其钙碱性特征，富集LREE，亏损Nb、Ta和Ti，此特征与岛弧安山岩一致，εNd(t）（-2.6～+3.4）指示其来源为基性岩浆与酸性岩浆的混合，综合区域资料，Xu et al.(2020）认为火山岩形成于俯冲作用下与弧相关的弧后盆地拉张过程.
位于胶-辽-吉构造带中段辽东半岛地区的辽河群作为胶-辽-吉构造带内代表性岩石地层单元，其构造现象复杂、发育多期变质变形作用，蕴含矿床种类多样，是全面认识该地区古元古代造山作用演化的重要研究对象（刘福来等，2015）.故此，近年来对辽河群内酸性火山岩、基性侵入岩以及变沉积岩变质变形作用的研究，为古元古代辽吉地区大地构造演化及造山过程带来新的思路和新的证据.首先，值得一提的是对辽河群内酸性火山岩的研究具有重大突破.研究区酸性火山岩发现较早（张秋生和杨振升，1988），但限于当时的研究手段，前人并未对其进行深入的工作.陈井胜等（2017）通过对火山岩进行锆石U-Pb年代学测定，将其分为3期：2 190～2 180 Ma、2 110～2 100 Ma和1 970～1 960 Ma.并进一步认为火山岩组成了古元古代岩浆岩的酸性喷出端元，辽吉地区大量基性岩为基性侵入端元，以此推测辽吉地区“双峰式火山岩”存在，暗示辽河群及相关岩浆岩形成于古元古代伸展拉张环境.与之不同的是，Bi et al.(2018）对这套酸性火山岩进行了全岩主微量元素、锆石年代学及Lu-Hf同位素研究，地球化学特征显示火山岩为铝质到过铝质钙碱性I型火山岩，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，其形成时代为2 184～2127 Ma，显示具有活动大陆边缘构造背景特征.此外，εHf(t）指示火山岩重熔于中太古代至新太古代地壳，综合地化结果说明辽河群内酸性火山岩形成于狼林地块向龙岗地块的俯冲作用（Bi et al.,2018）.经过详细的野外填图（1:5万）及室内研究工作，Xuet al.(2020）对这套酸性火山岩进行详细的全岩地球化学、年代学及其Sm-Nd同位素研究，得出其确切形成时代为2 170 Ma（锆石U-Pb,SHRIMP）.地球化学也显示其钙碱性特征，富集LREE，亏损Nb、Ta和Ti，此特征与岛弧安山岩一致，εNd(t）（-2.6～+3.4）指示其来源为基性岩浆与酸性岩浆的混合，综合区域资料，Xu et al.(2020）认为火山岩形成于俯冲作用下与弧相关的弧后盆地拉张过程.其次，除酸性火山岩外，辽东半岛地区还发育有大规模的基性侵入岩，主要以变辉长岩和变辉绿岩为主.Meng et al.(2014）通过对这套变质基性岩的研究，认为其就位时代为2 154 Ma，变质时代为1 897 Ma，地球化学特征显示其来自于一个亏损的地幔源区，受到俯冲流体交代的影响.该结果与Faure et al.(2004）的观点相同，认为辽东半岛存在一条较大的基性岩浆带，发育于活动大陆边缘，并与一个向南的俯冲带相关.故此，对酸性火山岩及基性侵入岩的研究，都支持辽东半岛地区古元古代2.15 Ga左右发育活动大陆边缘弧，其形成可能与俯冲作用相关.
【参考文献】：
期刊论文
[1]辽东半岛古元古代北辽河群浪子山组巴罗式变质带分布、变质特征及其构造意义[J]. 文飞,田忠华,刘平华,向华. 地球科学. 2020(09)
[2]辽东半岛隆昌地区～2113 Ma变辉长岩地球化学与Hf同位素研究：对胶辽吉造山带构造演化的制约[J]. 赵岩,寇林林,张朋,毕中伟,李东涛,陈聪. 地球科学. 2019(10)
[3]辽东半岛丹东地区中生代花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义[J]. 张朋,赵岩,寇林林,沙德铭,毕中伟,杨凤超. 地球科学. 2019(10)
[4]辽东半岛北部三家子石榴斜长角闪岩变质演化P-T-t轨迹及其地质意义:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束[J]. 刘平华,蔡佳,邹雷. 岩石学报. 2017(09)
[5]辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义[J]. 陈井胜,邢德和,刘淼,李斌,杨浩,田德欣,杨帆,汪岩. 岩石学报. 2017(09)
[6]胶-辽-吉古元古代造山/活动带巨量变沉积岩系的研究进展[J]. 刘福来,刘平华,王舫,刘超辉,蔡佳. 岩石学报. 2015(10)
[7]华北克拉通胶—辽—吉带古元古代条痕状花岗岩成因及其构造意义[J]. 杨明春,陈斌,闫聪. 地球科学与环境学报. 2015(05)
[8]辽北辽河群碳酸盐岩碳-氧同位素特征及其地质意义[J]. 汤好书,陈衍景,武广,赖勇. 岩石学报. 2008(01)
[9]辽东-吉南地区早元古代两种类型变质作用及其构造意义[J]. 贺高品,叶慧文. 岩石学报. 1998(02)
[10]辽东-吉南地区早元古代变质地体的组成及主要特征[J]. 贺高品,叶慧文. 长春科技大学学报. 1998(02)
本文编号：3371253
【文章来源】：地球科学. 2020,45(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：22 页
【部分图文】：
北辽河群柱状图
华北克拉通主要包含3条重要的构造带：西部孔兹岩带，中部中央造山带和东部胶-辽-吉构造带（Zhao et al.,2005）（图1）.胶-辽-吉构造带位于东部陆块中，形成于古元古代龙岗陆块和狼林陆块的相互作用（刘福来等，2015）.对该构造带的形成模式，目前主要有以下两种看法：（1）俯冲增生模式，白瑾（1993）结合现代板块构造理论，基于岩石、构造和古地热等几个方面的证据，认为胶-辽-吉构造带的形成与岛弧增生作用相关，造山带形成于弧后盆地的关闭；（2）大陆裂谷张裂-闭合模式（张秋生和杨振升，1988；刘永江等，1997;Li et al.,2005），该模式主张胶-辽-吉构造带形成于大陆裂谷张裂，后接受沉积随即发生闭合的陆内造山过程，未强调板块构造作用.位于胶-辽-吉构造带中段辽东半岛地区的辽河群作为胶-辽-吉构造带内代表性岩石地层单元，其构造现象复杂、发育多期变质变形作用，蕴含矿床种类多样，是全面认识该地区古元古代造山作用演化的重要研究对象（刘福来等，2015）.故此，近年来对辽河群内酸性火山岩、基性侵入岩以及变沉积岩变质变形作用的研究，为古元古代辽吉地区大地构造演化及造山过程带来新的思路和新的证据.首先，值得一提的是对辽河群内酸性火山岩的研究具有重大突破.研究区酸性火山岩发现较早（张秋生和杨振升，1988），但限于当时的研究手段，前人并未对其进行深入的工作.陈井胜等（2017）通过对火山岩进行锆石U-Pb年代学测定，将其分为3期：2 190～2 180 Ma、2 110～2 100 Ma和1 970～1 960 Ma.并进一步认为火山岩组成了古元古代岩浆岩的酸性喷出端元，辽吉地区大量基性岩为基性侵入端元，以此推测辽吉地区“双峰式火山岩”存在，暗示辽河群及相关岩浆岩形成于古元古代伸展拉张环境.与之不同的是，Bi et al.(2018）对这套酸性火山岩进行了全岩主微量元素、锆石年代学及Lu-Hf同位素研究，地球化学特征显示火山岩为铝质到过铝质钙碱性I型火山岩，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，其形成时代为2 184～2127 Ma，显示具有活动大陆边缘构造背景特征.此外，εHf(t）指示火山岩重熔于中太古代至新太古代地壳，综合地化结果说明辽河群内酸性火山岩形成于狼林地块向龙岗地块的俯冲作用（Bi et al.,2018）.经过详细的野外填图（1:5万）及室内研究工作，Xuet al.(2020）对这套酸性火山岩进行详细的全岩地球化学、年代学及其Sm-Nd同位素研究，得出其确切形成时代为2 170 Ma（锆石U-Pb,SHRIMP）.地球化学也显示其钙碱性特征，富集LREE，亏损Nb、Ta和Ti，此特征与岛弧安山岩一致，εNd(t）（-2.6～+3.4）指示其来源为基性岩浆与酸性岩浆的混合，综合区域资料，Xu et al.(2020）认为火山岩形成于俯冲作用下与弧相关的弧后盆地拉张过程.
位于胶-辽-吉构造带中段辽东半岛地区的辽河群作为胶-辽-吉构造带内代表性岩石地层单元，其构造现象复杂、发育多期变质变形作用，蕴含矿床种类多样，是全面认识该地区古元古代造山作用演化的重要研究对象（刘福来等，2015）.故此，近年来对辽河群内酸性火山岩、基性侵入岩以及变沉积岩变质变形作用的研究，为古元古代辽吉地区大地构造演化及造山过程带来新的思路和新的证据.首先，值得一提的是对辽河群内酸性火山岩的研究具有重大突破.研究区酸性火山岩发现较早（张秋生和杨振升，1988），但限于当时的研究手段，前人并未对其进行深入的工作.陈井胜等（2017）通过对火山岩进行锆石U-Pb年代学测定，将其分为3期：2 190～2 180 Ma、2 110～2 100 Ma和1 970～1 960 Ma.并进一步认为火山岩组成了古元古代岩浆岩的酸性喷出端元，辽吉地区大量基性岩为基性侵入端元，以此推测辽吉地区“双峰式火山岩”存在，暗示辽河群及相关岩浆岩形成于古元古代伸展拉张环境.与之不同的是，Bi et al.(2018）对这套酸性火山岩进行了全岩主微量元素、锆石年代学及Lu-Hf同位素研究，地球化学特征显示火山岩为铝质到过铝质钙碱性I型火山岩，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，其形成时代为2 184～2127 Ma，显示具有活动大陆边缘构造背景特征.此外，εHf(t）指示火山岩重熔于中太古代至新太古代地壳，综合地化结果说明辽河群内酸性火山岩形成于狼林地块向龙岗地块的俯冲作用（Bi et al.,2018）.经过详细的野外填图（1:5万）及室内研究工作，Xuet al.(2020）对这套酸性火山岩进行详细的全岩地球化学、年代学及其Sm-Nd同位素研究，得出其确切形成时代为2 170 Ma（锆石U-Pb,SHRIMP）.地球化学也显示其钙碱性特征，富集LREE，亏损Nb、Ta和Ti，此特征与岛弧安山岩一致，εNd(t）（-2.6～+3.4）指示其来源为基性岩浆与酸性岩浆的混合，综合区域资料，Xu et al.(2020）认为火山岩形成于俯冲作用下与弧相关的弧后盆地拉张过程.其次，除酸性火山岩外，辽东半岛地区还发育有大规模的基性侵入岩，主要以变辉长岩和变辉绿岩为主.Meng et al.(2014）通过对这套变质基性岩的研究，认为其就位时代为2 154 Ma，变质时代为1 897 Ma，地球化学特征显示其来自于一个亏损的地幔源区，受到俯冲流体交代的影响.该结果与Faure et al.(2004）的观点相同，认为辽东半岛存在一条较大的基性岩浆带，发育于活动大陆边缘，并与一个向南的俯冲带相关.故此，对酸性火山岩及基性侵入岩的研究，都支持辽东半岛地区古元古代2.15 Ga左右发育活动大陆边缘弧，其形成可能与俯冲作用相关.
【参考文献】：
期刊论文
[1]辽东半岛古元古代北辽河群浪子山组巴罗式变质带分布、变质特征及其构造意义[J]. 文飞,田忠华,刘平华,向华. 地球科学. 2020(09)
[2]辽东半岛隆昌地区～2113 Ma变辉长岩地球化学与Hf同位素研究：对胶辽吉造山带构造演化的制约[J]. 赵岩,寇林林,张朋,毕中伟,李东涛,陈聪. 地球科学. 2019(10)
[3]辽东半岛丹东地区中生代花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义[J]. 张朋,赵岩,寇林林,沙德铭,毕中伟,杨凤超. 地球科学. 2019(10)
[4]辽东半岛北部三家子石榴斜长角闪岩变质演化P-T-t轨迹及其地质意义:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束[J]. 刘平华,蔡佳,邹雷. 岩石学报. 2017(09)
[5]辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义[J]. 陈井胜,邢德和,刘淼,李斌,杨浩,田德欣,杨帆,汪岩. 岩石学报. 2017(09)
[6]胶-辽-吉古元古代造山/活动带巨量变沉积岩系的研究进展[J]. 刘福来,刘平华,王舫,刘超辉,蔡佳. 岩石学报. 2015(10)
[7]华北克拉通胶—辽—吉带古元古代条痕状花岗岩成因及其构造意义[J]. 杨明春,陈斌,闫聪. 地球科学与环境学报. 2015(05)
[8]辽北辽河群碳酸盐岩碳-氧同位素特征及其地质意义[J]. 汤好书,陈衍景,武广,赖勇. 岩石学报. 2008(01)
[9]辽东-吉南地区早元古代两种类型变质作用及其构造意义[J]. 贺高品,叶慧文. 岩石学报. 1998(02)
[10]辽东-吉南地区早元古代变质地体的组成及主要特征[J]. 贺高品,叶慧文. 长春科技大学学报. 1998(02)
本文编号：3371253
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