关于中生代华北克拉通破坏前状态的再认识

关于中生代华北克拉通破坏前状态的再认识

中生代中国北方克拉通破坏的研究引起了国内外的广泛关注，在各个方面取得了重要进展。我在阅读《大地构造与成矿学》上林舸等的文章《华北克拉通构造活化的动力学机制与模型》(2008,32(2):133-142)后,很受启发,同时也希望对该文中图1(引自Zhaoetal.,1999,华北克拉通在古元古代的东、西陆块拼合模式图,见图3)用来描述华北克拉通的地质概略图发表意见。其实,在此前听到的有关学术报告和项目申请答辩中,我已经不止一次看到用类似的图解来表示古生代以前的华北克拉通状态,或者表达目前的华北克拉通。这样的表达忽略了华北克拉通从古至今不同阶段的演化,不能正确的表达克拉通在破坏之前或之后的状态。1.a、c、e的克拉通构造格局是世界上著名的克拉通,虽然它的面积不大,但最近10年来越来越受到国际同行的重视,主要原因如下:(1)它是最古老的克拉通之一,有3.8Ga的古老陆壳存在;(2)它经历了复杂的地质记录,在太古宙末(～2500Ma)基本完成克拉通化,在古元古代(～1900Ma)整体受到了高级变质作用,最终形成稳定的克拉通;(3)它的东部在中生代发生了重大的构造机制的转变,克拉通基底发生了破坏、置换和再造。由此可见,华北克拉通的演化可以分为两个最基本的阶段,即华北克拉通的形成和华北克拉通的破坏与再造(Zhaietal.,2007;Kuskyetal.,2007)。2.至新生代所发生的破坏在太古宙末基本形成并在古元古代终极形成后,直至中生代才发生破坏。也正因为有从古元古代到中生代之前的长期稳定,以及晚侏罗纪和早白垩纪的重大改变,才引发克拉通中生代破坏这一科学命题。3.华北太古洲的地质可以看出华北克拉通的基本构造格局,它们是勾画华北克拉通古陆块的依据(图1,管志宁等,1987;伍家善等,1998)。相应地对华北太古宙古陆块的地质也有一些文献给与描述(图2,沈其韩等,1992;白瑾等,1993;刘建忠等,1998;李江海等,2000;ZhaiandLiu,2004;钱祥麟等,2005)。华北克拉通演化的主要阶段是:(1)古岛弧带的识别虽有不同的意见,但几个主要微陆块的划分得到一些研究者的认可,它们是胶辽陆块(JL)、迁怀陆块(QH)、阜平陆块(FP)、许昌陆块(XCH)和阿拉善陆块(ALS)。这些陆块的划分是由重要的古老构造边界的识别为依据的,主要是2.6～2.7Ga的古老绿岩带和2.5～2.45Ga的花岗岩带,与现代的磁性界面相一致。它们的性质被视为古岛弧(如红透山-山海关,伍家善等,1998)或古蛇绿混杂岩带(李江海等,2000;KuskyandLi,2003),并以大量的花岗岩侵入和镁铁质岩墙就位为克拉通化的标志(图2,Windey,1995;Condieetal.,2001;RogersandSantosh,2003;Passchieretal.,1990;Goodwin,1991;钱祥麟,1994)。(2)混合构造的沉积相2300～1950Ma期间,华北克拉通经历了一次基底陆块的拉伸-破裂事件,随后在1950～1900Ma期间,华北克拉通经历了一次挤压构造事件,导致了裂陷盆地的闭合和焊接,形成晋豫、胶辽和丰镇等类似于现代陆-陆碰撞型的造山带(Zhaoetal.,1999,2005;翟明国和彭澎,2007),造成东部陆块(迁怀陆块)以及集宁陆块和胶辽陆壳等在碰撞及碰撞后造成的基底掀翻,使下地壳岩石抬升,由含高压麻粒岩相的变质杂岩和高温麻粒岩相的变质杂岩代表。对该期构造有不同的模式,如图3a(Zhaoetal.,1999)和图3b(ZhaiandLiu,2003),这期高级变质作用伴随着强烈的混合演化,伟晶岩脉密集的侵入到变质岩中。紧接着出现遍布全区的镁铁质岩墙群(Pengetal.,2005,图4),标志着华北克拉通化最终完成。此后华北克拉通进入陆内地台演化阶段。4.岩石圈界面变化地质与地球物理研究(FanandMenzies,1992;樊棋诚等,2002;Gaoetal.,2002;支霞臣和秦协,2004;AiandZheng,2003;Chenetal.,2008;许文良等,2004;张宏福等,2006;Wuetal.,2006;Zhengetal.,2006),作者假设太行山重力梯度带以西的华北克拉通受中生代构造转折的改造程度较低,它们的下地壳和岩石圈地幔结构,大致可以代表华北克拉通破坏前的状态(另文发表)。推测岩石圈约厚200km,地壳厚度约45～50km,是古元古代(～1.9Ga)终极克拉通化作用形成的,其厚度和结构与全球典型的元古宙克拉通岩石圈相同(Jamesetal.,2001;WittlingerGérardandFarraVéronique,2007)。没有迹象表明在华北克拉通破坏前,其东、西和中部的地质状态有明确的不同。5.破坏前的状态描述可以看出,图1～4分别表示出华北克拉通破坏前随地质时代由老至新的岩石分布和相关的地质情况,它们分别是克拉通古老微陆块分布图、太古宙末绿岩带分布图、古元古代古老陆块拼合示意图和古元古代活动带分布图、以及古元古代镁铁质岩墙群和裂谷带分布图,单独每一张图都不能全面表示华北克拉通破坏前的状态。因此我们在用图解来表示华北克拉通破坏前状态时,应选择合适的图件。有两个可以被选择的图