华北克拉通东部云蒙山变质核杂岩的剪切带

华北克拉通东部云蒙山变质核杂岩的剪切带

夜间中华人民共和国成立以来，中国北方克拉通东部经历了巨大的克拉通破坏和岩石圈的减小[1.13]。岩石圈的厚度从早古生代的200公里减少到今天的80.60公里[14.18]。中国北方克拉通东部的峰期破坏发生在早白垩世，出现了大量的岩浆活动和沉降盆地[19.24]。在其北缘的燕山褶皱带中，也形成了许多不同的变质核岩，如呼和浩特[25.27]、云梦山[28.30]、楼子店、瓦子峪（医学吕山）[33.37]和辽南[38.40]。这些变质核岩石是了解华北克拉通峰期破坏过程的重要窗口，也是理解华北克拉通破坏机制的重要方面。云蒙山变质核杂岩位于燕山褶断带的中部,地处北京东北部密云水库附近.该核杂岩主体围绕早白垩世初的云蒙山岩基发育,岩体北侧为主体EW向、N倾、逆冲型四合堂剪切带,东侧为NE向、SE倾的大水峪剪切带.关于该核杂岩的发育机制一直存在争论和疑问.Zheng等人曾用热隆升导致的重力滑动构造解释云蒙山周围剪切带成因.Davis等人早期认为大水峪剪切带为四合堂剪切带的南延部分,后期又认为属于伸展型的拆离剪切带.白志民、许继峰等人、张建新等人及朱大岗等人皆主张云蒙山岩基的侵位隆升导致了其东缘大水峪剪切带的伸展运动.Passchier等人及张家声等人认为伸展活动与云蒙山岩基的侵位共同导致了该核杂岩的形成,并将四合堂剪切带与大水峪剪切带解释为同期伸展剪切带.由此可见,关于云蒙山变质核杂岩的发育模式目前仍不清楚.云蒙山变质核杂岩的发育时间也一直没有被可靠地限定.王玉芳等人从大水峪剪切带糜棱岩中获得过113~106Ma的黑云母K-Ar年龄,从脆性河防口断层断层泥中获得的伊利石K-Ar年龄为89~72Ma.Davis等人报道了大水峪剪切带内钾长石40Ar/39Ar年龄为118Ma.Wang等人从大水峪剪切带糜棱岩中获得的角闪石40Ar/39Ar年龄为125Ma,黑云母年龄为120Ma,钾长石年龄为114Ma;而旁侧未变形岩体的锆石U-Pb年龄为127Ma,未变形花岗伟晶岩岩脉及未变形花岗岩体的黑云母40Ar/39Ar年龄分别为118和122Ma,且认为它们主要是核杂岩的快速抬升时间.本文通过对云蒙山变质核杂岩内大水峪剪切带几何学、运动学和年代学的系统研究,详细分析了区内韧性至脆性构造的变形规律,从而有效地限定了其发育机制与演化模式,为认识华北克拉通峰期破坏中的详细地壳过程提供了一个较好的实例.1云蒙山岩基南缘晚侏罗-早白垩世岩基断裂带及南缘断裂带特征位于华北克拉通北缘的云蒙山地区,出露的岩石主要有太古代变质基底、中-新元古代及寒武纪海相盖层、中侏罗世陆相沉积及晚侏罗-早白垩世陆相火山岩.变质基底出露在云蒙山岩基的北部与东部,主要为各类高级变质的片麻岩、片岩与斜长角闪岩.区内中-新元古代盖层包括长城系、蓟县系和青白口系,为碳酸岩及浅变质砂岩,呈环状分布在基底的周围,在北部地层产状陡倾(倾角约70°),在南部倾角较缓(约30°).一系列逆冲断层沿盖层与基底及盖层与晚侏罗世火山岩接触面发育.东南部出露的寒武系主要为灰岩、白云岩及粉砂岩.区内的中生界发育在陆相盆地内.云蒙山岩基西北部四海盆地出露晚侏罗世髫髻山组火山岩.云蒙山岩基东南部怀柔盆地内出露中侏罗世九龙山组砂、砾岩及早白垩世张家口组火山岩.后者与元古代盖层以正断层接触.云蒙山地区大面积出露了晚侏罗-早白垩世岩体,岩性主要为闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩(图1).闪长岩集中在东北部,包括变形的石城闪长岩及冯家峪附近未变形的闪长岩体.石城闪长岩的锆石U-Pb年龄为159~155Ma.冯家峪与西白莲峪复式岩体(包括花岗岩和闪长岩)分布在冯家峪镇附近,为早白垩世未变形岩体,锆石U-Pb年龄为127Ma.大东沟未变形花岗岩位于北部基底内,锆石U-Pb年龄为127Ma.石城岩体东北侧的沙陀子花岗岩体为变形岩体,其锆石U-Pb年龄为151Ma.长园花岗闪长岩位于云蒙山岩基南侧,广泛出现了塑性变形,锆石U-Pb年龄为151Ma.该地区最大侵入体为云蒙山复式岩体,至少有8个小岩体,包括二长花岗岩、花岗闪长岩及含石榴子石花岗岩等.该复式岩体总体呈NE-SW向椭圆形展布,长约25km,宽约12km(图1).研究表明其侵位深度约7km.云蒙山复式岩体内所获得的一系列锆石年龄介于145~141Ma之间,皆属于早白垩世早期.云蒙山岩基北缘与东缘分别出现了四合堂剪切带和大水峪剪切带.陈印等人的研究表明,四合堂剪切带为一发育在143~137Ma的逆冲型剪切带,紧接着云蒙山岩基侵位后出现,上盘向SSW运动.该剪切带内岩体和基底变质岩一致地被强烈的面理化,广泛出现糜棱岩化,及透入性的矿物拉伸线理.由于云蒙山岩基的后期隆升,四合堂剪切带目前呈弧形围绕岩体北缘展布(图1).NNE至NE走向的大水峪韧性剪切带位于云蒙山岩基的东南侧(图1),向SE倾,为上盘向SE运动的伸展型韧性剪切带(图2).此外,较大型NNE向脆性河防口断层与崎峰茶-琉璃庙断层分布在云蒙山岩基的东、西两侧.2大石桥剪切带的显微变形特征大水峪剪切带呈NE至NNE向沿河防口-石城-冯家峪一线展布,分别穿过长园、云蒙山与石城岩体东南缘及北部变质基底与元古代盖层之间(图1和2).在云蒙山岩基的东北部,大水峪剪切带延伸至太古代基底内部,呈现为脆性正断层,向北切过冯家峪岩体及西白莲峪岩体边缘,最终止于盖层与基底之间的滑脱面上.该剪切带韧性部分主要出现在云蒙山与石城岩体内,以及长园岩体与盖层之间.该剪切带宽约1km,所切割的岩体面理化显著,矿物拉伸线理发育,常发育初糜棱岩、糜棱岩甚至超糜棱岩.剪切带下盘(西侧)仅可见1~3km宽的韧性变形带,表现为岩体的面理化现象.在长园岩体东南缘,剪切带所切割的元古界变质灰岩层面上常发育阳起石针状矿物线理(图3(a)),岩层出现强烈的片内褶皱和钩状褶皱.在南段河防口一带,剪切带切过太古代基底与元古代长城系之间的接触带(图3(g)).该处韧性剪切带后期被河防口脆性正断层所切.在云蒙山与石城岩体接触面附近,石城岩体内花岗岩脉多与云蒙山岩基同期侵位,受大水峪剪切带变形而多被置换到面理方位(图3(h)).在云蒙山岩基西侧,本次工作未发现NE走向的伸展韧性剪切带,早期的四合堂剪切带得以较好地保存(图1).本次工作对大水峪剪切带露头上的变形组构进行了系统的测量(图1).结果显示,该剪切带自南向北,走向上呈NE至NNE向变化,指示受到了后期不均匀隆升的影响.剪切带一致向SE倾,具有北缓南陡的变化规律,优势倾角由北部的30°逐渐变化为南部的60°左右.矿物拉伸线理一致向SE倾,以倾向或近倾向线理为主,倾伏角随面理产状而变化.大水峪剪切带内部一系列S-C组构、残斑拖尾、不对称布丁、C′构造等(图3~5)均指示上盘向SE运动.通过一系列定向薄片的显微镜下观察,其中长石残斑拖尾、长石书斜构造等也指示上盘向SE运动(图5).对该剪切带5处糜棱岩进行了石英C轴组构分析(图4),指示上盘向SE运动.这些石英C轴组构图案显示石英在变形过程中以棱面<a>滑动为主,属于中高温变形.其中MY140样品接近于以柱面<a>滑移为主,指示变形温度更高.糜棱岩中石英与长石的动态重结晶类型与变形温度具有较好的对应关系,可以用于变形温度的估计(误差约50℃)[58~62].根据本次对大水峪剪切带糜棱岩的显微变形特征观察,表明石英主要呈亚颗粒旋转与颗粒边界迁移动态重结晶现象,而长石多表现为晶内显微破裂,局部边缘出现亚颗粒化(图5).由此推断大水峪剪切带变形温度为300~520℃(表1),与Davis等人的认识基本一致.3断层擦痕特征河防口正断层主体沿大水峪剪切带东缘发育,倾向SE,倾角20°~70°.该断层的南段沿长园岩体东缘发育,东侧还出现了一条平行的正断层,控制了早白垩世张家口组火山岩充填的盆地.河防口断层的中段发育于云蒙山与石城岩体的东南缘,下盘直接出露大水峪剪切带内糜棱岩化岩体.野外观察发现,多处变形岩体的面理面被利用为脆性正断层滑动面,其上具有与主干正断层相同产状的擦痕,皆指示上盘向SE的正断层运动.剪切带内的这些脆性断层擦痕的产状与旁侧矿物拉伸线理平行,显示两者是同一变形事件早、晚阶段的产物(图4Ⅱ和Ⅲ).在一些部位河防口正断层平行于大水峪剪切带顶面发育,两者产状一致;而另一些部位可见前者产状陡于后者,显示前者对后者的切割.向北离开石城岩体后,河防口正断层逐渐替代了大水峪剪切带,其下盘不再有剪切带变形组构.北部的河防口断层仍为向SE倾的正断层,发育在长城系与变质基底接触带上,更向北出现在冯家峪岩体和西白莲峪岩体边缘(图1).崎峰茶-琉璃庙断层发育在云蒙山岩基西侧变质基底内,呈NE走向,倾向NW,倾角在60°左右.野外根据擦痕、阶步等判断,该断层为一右行平移正断层.断层带内发育断层角砾岩与碎裂岩.该断层右行错断元古界长城系,错距可达3km左右.断层东侧变质基底内还出现了多条NE向正断层,多处见小型正断层沿片麻理发育.西侧这些脆性正断层多向NW倾,其上以倾向或近倾向擦痕为主(图4Ⅰ).本次工作中对河防口正断层和崎峰茶-琉璃庙正断层不同部位进行了断层与擦痕产状的系统测量,进而应用Angelier古应力场分析软件对断层发育时的古应力场进行了分析(图4).结果显示两断层均是在NW-SE向的区域拉张背景下发育的.通过对比可见(图4),这2条脆性正断层的拉张方向与大水峪韧性剪切带拉伸线理指示的拉张方向是一致的,表明脆性正断层与大水峪剪切带是同一伸展动力作用下的产物,是该核杂岩由早期韧性变形演化为后期脆性变形的结果.4la-icp-ms同位素测定及分析方法为了限定大水峪韧性剪切带的变形时间,本次工作中进行了核杂岩区变形与未变形岩脉与岩体锆石U-Pb的LA-ICP-MS同位素定年及变形岩石内角闪石与黑云母40Ar/39Ar定年.4.1岩脉侵位时代工作中采集了大水峪韧性剪切带内1个变形岩脉、1个变形岩体、北段脆性断层旁的3个未变形的岩体以及1个剪切带外未变形岩脉进行了锆石U-Pb定年(图1和6,表S1).锆石测试工作是在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产国家重点实验室完成的.锆石原位U-Pb同位素定年采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)分析.具体分析流程及仪器参数见文献.锆石测定点的同位素比值、U-Pb表面年龄和U-Th-Pb含量计算采用ICPMSDataCal6.2程序计算,并采用Andersen的方法进行普通铅校正.锆石年龄的计算及谐和图的编制采用Isoplot(4.0版)软件.年龄谐和图及CL图像见图6.变形岩脉样品MY52-2采自于石城闪长岩体内剪切带的花岗岩脉.该花岗岩脉被剪切带变形完全置换,平行于面理产出.锆石定年结果包含3组年龄,分别是155~153Ma(黑色)、143~140Ma(红色)及125.6±4.3Ma的加权平均年龄(绿色).前2组年龄对应的锆石皆呈岩浆锆石环带,且Th/U比值大于0.7,并分别与石城岩体和云蒙山岩基的年龄一致,表明为捕获锆石年龄.最后一组(125.6±4.3Ma)所对应锆石分为2类.一类锆石长轴大于200uf06dm,没有岩浆环带,Th/U比值在0.01~0.03之间,CL图像显示斑点状花纹,应是早期岩浆锆石受热液蚀变的热液锆石.另一类锆石长轴约为100uf06dm,呈岩浆环带,Th/U比值大于1,为岩浆锆石.这2类锆石具有较为一致的年龄,本文解释它们的加权平均年龄(125.6±4.3Ma)代表了该岩脉的侵位时代.未变形岩脉样品MY396为北部四合堂剪切带内侵位于闪长岩岩体与长城系大理岩之间的花岗岩脉.该样品包含2组年龄,分别是160~147和124.8±1.1Ma的加权平均年龄.前一组年龄与围岩石城闪长岩年龄一致,为捕获锆石年龄.后一组(124.8±1.1Ma)对应的锆石呈柱状,长轴约为100uf06dm,具有岩浆环带,Th/U比值在0.22~0.65之间,指示其为岩浆锆石年龄.因而,这后一组年龄记录了岩脉侵位时间.样品MY145为大水峪剪切带内糜棱岩化的云蒙山花岗岩.该样品包含2组年龄,分别是146~141和134.5±1.5Ma的加权平均年龄.锆石均呈长柱状,具有很好的岩浆环带.前一组年龄记录了云蒙山岩基的侵位时间.而后一组岩浆环带出现明显的锯齿化,为后期热液改造所致.其Th/U比值在0.42~1.12之间,仍然保留了岩浆锆石的特征.本文认为,该处花岗岩在134.5±1.5Ma时经历了一次构造-岩浆热液事件.样品MY28-1采自于冯家峪复式岩体内的未变形闪长岩.其锆石U-Pb年龄为127.0±1.0Ma.所测试锆石具有岩浆环带,Th/U比值在0.59~2.47之间,为典型的岩浆成因锆石.因此,其结果记录了未变形闪长岩岩体的侵位时间.样品MY29为冯家峪复式岩体内另一处未变形花岗质岩体.其锆石U-Pb年龄为130.7±0.72Ma.所测试锆石具有岩浆环带,Th/U比值在0.56~0.99之间,为典型的岩浆成因锆石.该结果记录了冯家峪岩体内未变形花岗岩的侵位时间.样品MY30-1为未变形的西白莲峪花岗岩.锆石U-Pb年龄为130.4±1.3Ma.所测锆石具有岩浆环带,Th/U比值在0.38~1.44之间,绝大多数大于0.6,表明为岩浆成因锆石.因而该结果记录了西白莲峪花岗岩的侵位时间.据前人资料,石城闪长岩的锆石U-Pb年龄为159~151Ma,云蒙山花岗岩的锆石U-Pb年龄为145~141Ma,北部未变形大东沟花岗岩的锆石U-Pb年龄为127Ma.陈印等人通过四合堂剪切带内同构造岩脉锆石U-Pb定年限定其活动时代为143~137Ma,略晚于云蒙山岩基的侵位.本次野外观察表明,大水峪剪切带切割云蒙山岩基与四合堂剪切带,指示其活动时间晚于137Ma.本次对大水峪剪切带内1个同构造变形岩脉(MY52-2)的锆石U-Pb定年,获得了其岩浆锆石与热液锆石的加权平均年龄为126Ma,为韧性剪切带正在活动的时间.区内另一处剪切带外未变形岩脉的岩浆锆石年龄为125Ma,也记录并验证了这一期岩脉侵位时间.大水峪剪切带内变形的云蒙山岩基样品(MY145)热液锆石年龄为135Ma,代表了大水峪剪切带的开始活动时间,是剪切带活动时同构造岩浆热液交代的结果.北部未变形冯家峪岩体与西白莲峪岩体的侵位时间为131~127Ma,两者皆属于同构造侵位岩体.这些年龄数据限定了剪切带活动的开始时间应为135Ma.总之,本文的变形与未变形岩脉与岩体的锆石定年,指示大水峪韧性剪切带的开始时间应为135Ma,至少持续至126Ma.区内135~125Ma期间发生了同构造岩浆侵位.4.24大物造山的变质核杂岩的开始时间和年龄本次工作共采集了4个黑云母和1个角闪石样品进行了40Ar/39Ar同位素定年,其中2个样品来自于大水峪剪切带糜棱岩,3个样品来自于云蒙山岩基西侧的变形岩石(图7).定年的单矿物样品经人工提纯后,颗粒均大于100uf06dm.测试工作是在中国地质科学院地质研究所40Ar/39Ar年代学实验室完成的,具体仪器参数和分析过程详见陈文等人.坪年龄及反等时线采用Isoplot4.0软件.具体Ar同位素分析数据见表S2,40Ar/39Ar年龄谱与反等时线见图7.MY41-5黑云母来自于云蒙山岩基西侧变质基底内的斜长角闪岩.该样品的坪年龄为120.2±0.4Ma,反等时线年龄为120.21±0.40Ma,总气体年龄为119.9Ma,三者相吻合.其40Ar/36Ar初始值为291±19Ma,与尼尔值(295.55Ma)一致.120.2±0.4Ma可用于地质解释.同一样品分选的MY41-6角闪石样品,没有构成理想的年龄坪,6~11加热阶段给出的加权平均年龄为135.5±3.9Ma(39Ar释放量大于80%).该样品反等时线年龄为129.8±5.4Ma,总气体年龄为133.6Ma,40Ar/36Ar初始值为397±170Ma.样品MY51-1来自于大水峪剪切带内糜棱岩化闪长岩.其黑云母样品坪年龄为119.6±0.4Ma,反等时线年龄为121.3±1.6Ma,总气体年龄为119.1Ma,三者在误差范围内相互一致.样品MY51-3为同一点另一相似糜棱岩化闪长岩.其黑云母坪年龄为116.41±0.76Ma,反等时线年龄为117.8±1.4Ma,总气体年龄为115.1Ma,三者在误差范围内相互一致.这2个样品的坪年龄均可用于地质解释.样品MY169-2采自于云蒙山岩基东北缘基底内的斜长角闪岩.其坪年龄为120.2±0.4Ma,反等时线年龄为122.2±0.8Ma,总气体年龄为118.6Ma.40Ar/36Ar初始值为234±29Ma.该坪年龄均可用于地质解释.黑云母同位素体系的封闭温度为300±50℃,角闪石同位素体系的封闭温度为500±50℃.本文分析认为大水峪剪切带变形温度为300~520℃.故其中黑云母40Ar/39Ar年龄指示的是剪切带冷却年龄.采自大水峪剪切带内部的MY51-1和MY52-3黑云母40Ar/39Ar坪年龄分别为119.6±0.4和116.4±0.4Ma,记录了剪切带抬升至黑云母封闭温度的时间.这与Wang等人从该剪切带获得的120~118Ma的黑云母40Ar/39Ar年龄相吻合.云蒙山岩基西侧2个黑云母样品一致给出了120Ma的坪年龄,指示了较均匀的抬升过程.虽然,西侧MY41-6角闪石样品没有形成理想的坪年龄,但其135.5Ma的加权平均年龄与大水峪剪切带内变形云蒙山岩基的热液锆石年龄(135Ma,MY145)相一致,两者相互验证,皆指示这一时间应代表了核杂岩开始活动的时间.总之,本次工作中锆石U-Pb定年与角闪石、黑云母40Ar/39Ar定年表明,云蒙山变质核杂岩的开始时间为135Ma,135~125Ma期间发生了同构造岩浆侵位,126Ma时大水峪剪切带仍在活动,而120~116Ma期间该剪切带快速抬升至300℃等温面.4.3变质核杂岩的冷却曲线根据本次工作的角闪石、黑云母40Ar/39Ar年龄,并结合前人的工作,可以构建该核杂岩的冷却曲线.对于东侧的大水峪剪切带,其开始冷却时间选择125Ma的角闪石40Ar/39Ar年龄.而核杂岩西侧的开始冷却时间选择本次获得的135.5Ma的角闪石40Ar/39Ar年龄.应用两侧不同封闭温度矿物的40Ar/39Ar年龄可以构建该变质核杂岩东、西两侧各自的冷却曲线(图8).该核杂岩东侧的冷却速率为28.6℃/Ma(500~300℃)和50.0℃/Ma(300~200℃)(图8),而西侧的冷却速率为17.3℃/Ma(500~300℃).东侧冷却曲线显示在低温阶段的冷却速率明显大于在高温阶段的冷却速率,指示该处的大水峪剪切带在晚阶段经历了快速抬升,而早阶段为剪切带伸展活动引起的相对较慢的下盘抬升.对比云蒙山核杂岩东、西两侧高温阶段冷却曲线表明,东侧的冷却速率显著大于西侧,指示早阶段的抬升受东侧的大水峪剪切带活动控制,其下盘抬升速率自东向西降低.5云蒙山变质核杂岩的形成阶段和构造环境通过对云蒙山变质核杂岩的详细构造分析与同位素定年,可以总结其演化历史与形成机制(图9).该变质核杂岩形成之前,区内于145~141Ma期间(早白垩世初)发生了大型云蒙山岩基侵位,紧接着因区域性挤压(燕山运动B幕)在岩体的北缘形成了原始近东西向的逆冲型四合堂韧性剪切带(143~137Ma)(图9(a)).后期大水峪剪切带较高的变形温度(300~520℃)指示云蒙山岩基(侵位深度约7km)在变质核杂岩形成之前并没有发生侵位之后的显著隆升.由此可见,该核杂岩核部大型的云蒙山岩基属于核杂岩发育之前侵位的岩体.本次定年结果表明,云蒙山变质核杂岩的开始时间为135Ma(图9(b)).该变质核杂岩是因伸展型大水峪剪切带的发育而形成.这一NNE走向、向SE倾的剪切带利用了石城、云蒙山、长园岩体东缘的薄弱带而发育.该剪切带中、南段下盘目前所出露的是核杂岩发育早期的中地壳层次,韧性变形带的影响宽度仅为1~3km,远离剪切带的云蒙山、长园岩体没受到该期韧性变形影响,显示中地壳没有足够软而发生广泛的塑性流动.大水峪剪切带南段(长园岩体东侧)上盘目前仍残存早白垩世张家口组充填的怀柔断陷盆地,应属于该核杂岩在地壳浅部发育的上叠盆地.依据该核杂岩发育晚期较强的隆升剥蚀,推断东侧这一上叠盆地的原始范围应显著超过其目前的残留范围.核杂岩西北侧目前仅残留晚侏罗世髫髻山组充填的四海盆地,估计早期也应有局部的早白垩世上叠盆地存在,但规模应小于东南侧正断层控制的盆地.云蒙山变质核杂岩在135~125Ma期间发生了较强的岩浆活动,形成了冯家峪(131,127Ma)、西白莲峪(130Ma)、大东沟(127Ma)等花岗岩与闪长岩岩体侵位、125Ma的岩脉侵位及同期张家口组火山岩喷发(图9(b)).大规模岩浆活动对地壳的加热会诱发核杂岩的均衡隆升.大水峪剪切带上125Ma角闪石40Ar/39Ar年龄、120~116Ma的黑云母40Ar/39Ar年龄(文献及本次工作)与118~114的钾长石40Ar/39Ar年龄皆记录了这一快速冷却事件(图8).由此推断该核杂岩在125~114Ma期间发生了快速隆升(图9(c)).正是核杂岩发育后期的快速隆升,使石城、云蒙山、长园及北部的一系列岩体逐渐剥露地表.早期的四合堂剪切带在这期间也与大水峪剪切带一同被抬升剥露.云蒙山变质核杂岩演化后期(125Ma以后)的抬升主要由均衡隆升所贡献.云蒙山岩基侵位深度表明该区至少抬升了7km.而依据大水峪剪切带的变形温度推算该区至少抬升了10~15km.如此大规模的抬升幅度显然不能仅通过大水峪剪切带的下盘上升而实现.其上盘没有发育同等沉降幅度的断陷盆地,并且上盘冯家峪岩体也呈现了相似的抬升幅度.另外,云蒙山岩基两侧黑云母冷却年龄的一致性也支持这一推断.该地区在125Ma以后的隆升中没有伴随岩浆活动,表明也不是岩浆侵位直接导致的隆升.目前大水峪剪切带走向上的波状弯曲现象(NE-NNE向)显然是核杂岩发育后期该剪切带被动地不均匀隆升的结果.其中矿物拉伸线理倾伏向及面理倾向沿剪切带走向上的变化也应是这一被动隆升造成的(图1和4).该剪切带变形特征显示,向北剥露深度降低,更北段只暴露浅层次脆性正断层.该韧性剪切带倾角南陡(60°左右)北缓(30°左右).较陡的南段(长园岩体东缘)是因经历了较强的隆升所致,而较缓的中段北部(石城岩体东缘)经历的隆升相对较小而更接近于原始产状.这些特征表明,该剪切带原始在中地壳层次应为低角度(<30°)伸展剪切带,后期的隆升使其倾角变化,与滚动枢纽核杂岩模式中拆离剪切带产状变化规律相吻合.本次详细的野外工作中发现,所出露的大水峪剪切带被一系列脆性正断层所叠加或切割.出露的云蒙山岩基内也被NE向脆性正断层切割.该岩体西侧发育了一系列NE走向、NW倾的脆性正断层(图1),但未见韧性剪切带.且前文已提到河防口正断层活动的时间为早白垩世.这些现象表明,该核杂岩后期隆升至地壳浅部脆性域时伸展活动仍在继续,隆升至浅部的核杂岩随即被一系列脆性正断层所切割,抬升的大水峪韧性剪切带转变为脆性拆离正断层活动.由此推断,在抬升过程中该剪切带仍处于韧性域的部分还应继续活动.对比大水峪韧性剪切带矿物拉伸线理产状与脆性正断层应力场反演的拉张方向发现,两者方位上相吻合,指示整个核杂岩发育阶段均处于NW-SE向拉伸.这一拉伸方向与华北克拉通东部其他变质核杂岩及断陷盆地所指的拉张方向相吻合,反映了该时期在很大区域范围内存在着十分稳定的拉张方向.综上所述,云蒙山变质核杂岩起始于135Ma,其后经历了135~126Ma的大水峪剪切带强烈活动阶段及125~114Ma的快速隆升阶段.根据区域资料对比[71~74],推断114Ma之后的早白垩世可能为该核杂岩缓慢抬升与弱伸展活动阶段,随后就停止了活动(图9(d)).该核杂岩的演化过程反映其以滚动枢纽模式演化.通过对比发现,相对于典型的科迪勒拉型变质核杂岩,云蒙山变质核杂岩缺乏显著的中-下地壳塑性流动,拆离剪切带下盘未出露变形的同构造侵位岩体与大规模的中-下地壳高级变质岩,并且上叠盆地规模较小.科迪勒拉型变质核杂岩发育于具有加厚地壳的造山带内,而云蒙山变质核