华北克拉通北缘东段辽东地区中生代构造演化

论文摘要

辽东地区位于华北克拉通北缘东段,中生代开始受到古太平洋板块俯冲作用影响,经历了古太平洋构造域的演化,是研究华北克拉通中生代时期构造-岩浆活动的理想地区。本文以辽东地区早白垩世岩浆岩、断陷盆地和区域主干断裂为研究对象,结合前人的年代学资料和本文锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果,将研究区中生代燕山期的构造-岩浆活动划分为三期:晚三叠世-早侏罗世时期（弱伸展作用）、中侏罗世-晚侏罗世时期（俯冲挤压）和早白垩世时期（区域伸展）。本文通过对岩浆岩的岩石组合、岩石地球化学特征、Lu-Hf同位素年代学特征等方面的研究,讨论了它们的岩浆源区性质和其形成时的构造环境。同时,对辽东地区断陷盆地的发展演化过程与主干断裂的空间分布、变形发展进行研究,并综合区域上前人各项研究成果,探讨华北板块北缘东段辽东地区的中生代构造演化史,也对华北克拉通岩石圈减薄与克拉通破坏的机制与动力学原因进行讨论。早白垩世时期,华北板块北缘东段地区岩浆活动十分活跃,在辽东地区形成了众多的侵入岩体。大营子地区的帽盔山二长花岗岩、关门山地区的花岗斑岩-碱长花岗岩-石英正长岩、凤城地区的凤凰山二长花岗岩、桓仁地区的太平哨碱长花岗岩都属于弱过铝质、高钾钙碱性系列A型花岗岩,它们具有富集轻稀土元素和不相容元素（K、Rb、Th）,亏损重稀土元素和高场强元素（Nb、Ti）的岩石地球化学特征,岩浆起源于古老的中-下地壳的部分熔融。大营子地区的荒地花岗闪长岩与凤城地区的大兴二长花岗岩则是准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性的I型花岗岩,轻重稀土分馏明显,富集K、Rb等大离子亲石元素,亏损高场强元素（Nb、P、Ti）,岩浆起源于因地幔底侵作用发生垂向增生加厚的、在高压条件下加热部分熔融的下地壳。朝阳岩体为苏长辉长岩,属于准铝质系列岩石,微量元素富集大离子亲石元素（K、Ba、Sr）,亏损高场强元素（Nb、U、P、Ti）,轻稀土元素富集,岩浆起源于在源区或上升过程中有地壳物质加入的上地幔熔融。上述早白垩世岩浆岩的发现和确定表明华北克拉通在早白垩世期间正处于伸展构造背景。辽东地区中生代断陷盆地的演化过程与构造活动紧密相关,根据盆地内沉积的不同时代地层,可以将盆地的构造演化分为侏罗纪时期和早白垩世时期。其中,田师傅-赛马-叆阳断陷盆地自早侏罗世开始沉积,中间经历了数次地壳隆升和下降,盆地内部地层不连续,存在沉积间断。而大营子-朝阳-黄花甸断陷盆地、刘家河断陷盆地及桓仁断陷盆地则都形成于早白垩世时期,盆地内发育小岭组火山-沉积建造。上述中生代断陷盆地演化过程明显受控于构造活动的影响和改造。通过对辽东地区燕山期构造研究,并结合中生代岩浆活动的时间规律,辽东地区燕山期构造-岩浆活动可以划分为三个时期。晚三叠世-早侏罗世时期,研究区受到古亚洲洋与华北板块碰撞后拉伸应力作用,处于较弱的伸展构造环境。中侏罗世-晚侏罗世时期,古太平洋板块以低角度缓速向欧亚大陆俯冲,研究区内以挤压应力作用为主,并形成了典型的挤压作用产物—逆冲推覆构造,而同时期的岩浆岩也以具有加厚地壳背景的活动大陆边缘弧花岗岩为主。早白垩世时期,古太平洋板块发生俯冲速度、方向和角度的变化,并产生回退效应,导致研究区内形成了大量的伸展构造。早白垩世时期,研究区产生的区域性的伸展构造与古太平洋俯冲关系密切。研究区近乎同时发生了拆沉作用与软流圈上涌,它们的共同作用造成了岩石圈的减薄现象的发生。综上所述,早三叠世-中三叠世时期,与辽东地区相邻的开原地区、吉林东部地区经历了古亚洲洋持续俯冲,并最终闭合,而后陆-陆碰撞的构造演化过程。但上述过程对辽东地区影响较弱。晚三叠世-早侏罗世时期华北克拉通北缘东段处于古亚洲洋闭合后的后碰撞伸展环境,整个区域为岩石圈减薄和克拉通破坏的初始阶段。中侏罗世-晚侏罗世时期,古太平洋板块开始向欧亚大陆板块进行俯冲,陆壳发生加厚,辽东地区处于活动大陆边缘弧环境。早白垩世时期,古太平洋板块发生俯冲退回和俯冲方向的改变,区域挤压转变为区域伸展,华北克拉通发生了强烈的岩石圈减薄和克拉通破坏。

论文目录

• 中文摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与选题依据
•   1.2 研究现状与存在问题
•     1.2.1 华北克拉通岩石圈减薄与克拉通的破坏研究现状
•     1.2.2 辽东地区中生代岩浆活动研究现状
•     1.2.3 辽东地区中生代伸展构造研究现状
•   1.3 研究思路及拟解决的关键问题
•     1.3.1 研究思路
•     1.3.2 拟解决的关键问题
•     1.3.3 本论文依托的项目
•   1.4 研究方法及主要工作量
•     1.4.1 研究方法
•     1.4.2 主要工作量
• 第2章 区域地质概况
•   2.1 区域构造
•   2.2 区域地层
•     2.2.1 古元古界
•     2.2.2 新元古界
•     2.2.3 古生界
•     2.2.4 中生界
•     2.2.5 新生界
•   2.3 区域岩浆岩
•     2.3.1 侵入岩
•     2.3.2 火山岩
• 第3章 辽东中东部地区早白垩世花岗质岩浆活动特征及构造背景
•   3.1 辽东大营子地区早白垩世花岗质岩浆活动特征
•     3.1.1 岩相学特征
•     3.1.2 年代学特征
•     3.1.3 岩石地球化学特征
•     3.1.4 锆石Hf同位素特征
•     3.1.5 源区性质及岩石成因
•   3.2 辽东关门山地区早白垩世花岗质岩浆活动特征
•     3.2.1 岩相学特征
•     3.2.2 年代学特征
•     3.2.3 岩石地球化学特征
•     3.2.4 锆石Hf同位素特征
•     3.2.5 源区性质及岩石成因
•   3.3 辽东凤城地区早白垩世花岗质岩浆活动特征
•     3.3.1 岩相学特征
•     3.3.2 年代学特征
•     3.3.3 岩石地球化学特征
•     3.3.4 锆石Hf同位素特征
•     3.3.5 源区性质及岩石成因
•   3.4 辽东太平哨地区早白垩世花岗质岩浆活动特征
•     3.4.1 岩相学特征
•     3.4.2 年代学特征
•     3.4.3 岩石地球化学特征
•     3.4.4 源区性质及岩石成因
•   3.5 辽东中东部地区白垩纪岩浆活动构造背景
• 第4章 辽东地区中生代断裂活动
•   4.1 北东向断裂构造
•     4.1.1 鸭绿江岩石圈断裂带
•     4.1.2 太平哨断裂带
•     4.1.3 庄河-桓仁岩石圈断裂带
•     4.1.4 刘家河-青堆子断裂带
•     4.1.5 寒岭-偏岭岩石圈断裂带
•   4.2 东西向、南北向逆冲推覆构造
•     4.2.1 赛马双重逆冲推覆构造
•     4.2.2 玄羊-叆阳双重逆冲推覆构造
•     4.2.3 太子河叠瓦扇推覆构造
•   4.3 拆离断层
•     4.3.1 大营子-黄花甸拆离断层
•   4.4 断裂构造小结
• 第5章 辽东中生代断陷盆地空间分布与演化
•   5.1 大营子-朝阳-黄花甸断陷盆地
•     5.1.1 盆地宏观地质特征
•     5.1.2 盆地的岩石组合特征
•     5.1.3 控盆断裂
•     5.1.4 断陷盆地的形成时代
•   5.2 刘家河断陷盆地
•     5.2.1 盆地宏观地质特征
•     5.2.2 盆地的岩石组合特征
•     5.2.3 控盆断裂
•     5.2.4 断陷盆地的形成时代
•   5.3 本溪田师傅-赛马-叆阳断陷盆地
•     5.3.1 盆地宏观地质特征
•     5.3.2 盆地的岩石组合特征
•     5.3.3 控盆断裂
•     5.3.4 断陷盆地的形成时代
•   5.4 桓仁断陷盆地
•     5.4.1 盆地宏观地质特征
•     5.4.2 盆地的岩石组合特征
•     5.4.3 控盆断裂
•     5.4.4 断陷盆地的形成时代
•   5.5 辽东地区中生代断陷盆地构造演化
•     5.5.1 侏罗纪时期盆地的构造演化
•     5.5.2 白垩纪时期盆地的构造演化
• 第6章 辽东地区中生代构造演化
•   6.1 辽东地区中生代岩浆活动
•     6.1.1 三叠纪岩浆活动
•     6.1.2 侏罗纪岩浆活动
•     6.1.3 早白垩世岩浆活动
•   6.2 构造活动
•     6.2.1 晚三叠世-早侏罗世时期（弱伸展作用）
•     6.2.2 中侏罗世-晚侏罗世时期（俯冲挤压）
•     6.2.3 早白垩世时期（区域伸展）
•   6.3 区域性伸展构造与岩石圈减薄的机制及动力学原因的讨论
•   6.4 辽东地区中生代构造演化
• 第7章 结论
•   7.1 结论
•   7.2 创新点
•   7.3 存在的主要问题及建议
• 参考文献
• 作者简介及科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 刘杰勋

导师: 刘正宏

关键词: 华北克拉通北缘东段,辽东地区,中生代,构造岩浆活动,古太平洋,火成岩,断陷盆地

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 吉林大学

基金: 国家自然科学基金项目“中国东北和俄罗斯远东东南部深部构造及构造-沉积演化”(项目批准号:41211120171),“医巫闾山变质核杂岩形成与岩浆活动”(项目批准号:41272223),中国地质调查局项目“本溪—临江地区深部地质调查”(项目编号:1212011220246,1212011220247)

分类号: P542

DOI: 10.27162/d.cnki.gjlin.2019.000095

总页数: 145

文件大小: 13981K

下载量: 259