大兴安岭晚侏罗世-早白垩世挤压构造事件

2021-07-02 14:36:30华嵘辉
甘肃科技 2021年8期
关键词:大兴安岭地区侏罗世漠河

华嵘辉

(江西省地质矿产勘查开发局赣中地质大队,江西 南昌 330013)

大兴安岭地区位于西伯利亚板块与华北板块之间的中亚构造带的东端(如图1 所示)。它是中国晚中生代岩浆岩最发达的地区之一。大面积的晚中生代火山岩和侵入岩都暴露在外。该地区的构造环境和动力过程一直是国内外专家学者们的研究重点。

图1 大兴安岭区域构造图(张作伦等,2010)

中国的大兴安岭地区位于西太平洋构造成矿区位置,其构造位置是研究构造叠加、复合、转换的理想部位。因此,大兴安岭地区便以成矿地质条件优越,成矿多期多阶段性,成矿强度大,矿床类型多样等闻名世界而被国内外学者所研究。据目前资料,已发现有Sn、Pb、Zn、Fe、Cu、Mo、W、Ag、稀土等多金属矿床(点)多达325 余处。该地区的成矿年龄与岩浆活动密切相关,主要以海西期和燕山期两个时期为主,其中有几个阶段由海西与燕山联合作用,以燕山期的花岗岩为主,分布范围最广。根据燕山期花岗岩的分布及产出状态可以反演晚侏罗世-早白垩世时期大兴安岭的构造挤压事件成因。

1 区域地质背景

东北大兴安岭是我国北方火山岩及沉积盆地发育的主要地区,以晚中生代时期为主,前人对大兴安岭的构造环境及石油地质方面做了大量的研究(张兴洲等,2017)。大兴安岭地区在晚泥盆纪至晚侏罗世时期曾经历板块碰撞-造山这一演化阶段。早中生代时期,大兴安岭全面隆起。由于大兴安岭及其两侧的基底构造在中生代早期得到了利用和改造,因此大兴安岭地区形成了一系列规模大小不一的断层断陷盆地,自北向东分布。由于盆地受NE 走向断裂控制,盆地分布在NE 带中。从西向东可分为二连盆地群,大兴安岭山区群和辽西盆地群。侏罗纪晚期,大兴安岭地区上地壳的延伸得到加强,形成了强烈的火山喷发,形成了举世闻名的火山岩带。晚侏罗世是我国重要的岩浆演化时期,大兴安岭地区由于地壳表面的拉张作用的影响,导致火山岩浆喷发,形成一系列的火山岩带。至白垩世早期,其南北两侧分别为二连盆地群及海拉尔盆地群,东西两侧发育一系列含油气盆地(佘宏全等,2012)。

2 挤压构造的证据

漠河盆地位于我国东北地区的大兴安岭山脉,在山脉的最北端。该盆地在中生代时期以发育推覆构造为主,期间卷入变形地质体系盆地内的陆相沉积岩系(赵书跃等,2016)。导致盆地中逆冲推覆构造形成的主要原因为:127Ma 时期,即晚侏罗世晚期—早白垩世早期,蒙古-鄂霍茨克构造带晚期推覆造山过程中,早期沉积的陆源沉积盆地受到北西方向的大地构造挤压应力的作用整体向东南方向逆冲变形。漠河逆冲推覆构造的形成与中亚蒙古-鄂霍次克构造带的晚造山时代和动力学背景相吻合(赵书跃等,2016)。

蒙古-鄂霍次克海闭合同时形成造山带是古亚洲构造域最新的构造活动。古亚洲构造域构造活动的结束与滨太平洋构造域构造活动的开始反映了漠河逆冲推覆构造活动的结束。前人对于古亚洲构造域向滨太平洋构造域转化的机制有着不同的认知(赵书跃等,2016)。

孙求实等(2016)结合鄂霍次克邦北部关断事件及对漠河盆地晚侏罗世锆石裂变径迹年龄系统的分析,进一步对漠河盆地的断裂系统、构造特征和区域地质背景的解释,认为中生代晚侏罗世时期漠河盆地属于近南北向挤压的前陆盆地。通过对伸展背景下断裂和沉积地层分布的特点进行研究表明漠河盆地是早白垩世时期的裂谷盆地。至白垩纪中晚期时,漠河盆地再次由伸展环境向挤压环境转变,这一阶段构成强烈的构造隆升(如图2 所示)。

图2 老沟林场向南逆冲的叠瓦状断层组成(赵书跃,2016)

LA-ICP-MS 锆石U-Pb 测年结果显示,大兴安岭晚侏罗世可分为侵入作用和喷出作用(林强等,2003),获得的晚侏罗世花岗岩年龄为153~147Ma,晚侏罗世中基性火山岩年龄为157~147Ma,晚侏罗世酸性火山岩年龄为155~145Ma,限定了晚侏罗世岩浆活动的时限为157~145Ma。早白垩世岩浆作用包括侵入作用和喷出作用,获得的早白垩世花岗岩年龄为138~118Ma,早白垩世早期中性火山岩年龄为141~131Ma,中期酸性火山岩年龄为133~117Ma,中期中基性火山岩年龄为125~120Ma,限定了早白垩世岩浆活动的时限为141~117Ma。

前人对华北地区凝灰岩年龄进行测定得出,辽西朝阳土城子组顶部凝灰岩年龄(137.4±1.3)Ma、冀北围场凝灰岩年龄(153.7±1.1)Ma 和北京延庆后城组顶凝灰岩年龄(129±4)Ma、底部凝灰岩(153±1.1)Ma(许欢等,2017)。我国东北大兴安岭地带火山岩在晚侏罗世-早白垩世时期呈北东走向分布,范围广。据前人对大兴安岭地区中基性火山岩的年代学统计得出塔木兰沟组、满克头鄂博组、玛尼吐组和白音高老组的锆石年龄在164~124Ma 之间,为中生代产物,表明当时大兴安岭地区中基性火山岩处于相同的构造挤压环境(吴根耀等,2014;许欢等,2014;司秋亮等,2015)。

3 挤压构造事件成因

笔者根据大兴安岭的产出的花岗岩来分析挤压构造事件,具体如下:

早燕山早期(205~160Ma):这一阶段地壳运动以差异抬升为主,受到NE 向盆地的挤压构造作用产生强烈的褶皱及构造断裂,与此同时在嫩江深大断裂的西侧位置发生大规模的火山岩浆演化侵入活动,受嫩江深断裂的控制形成以闪长玢岩-石英二长闪长岩组合和英云闪长斑岩-花岗闪长岩-花岗斑岩组合为主的铜多金属矿床成矿系列,主要产地为断隆与火山喷发盆地地区。以铜为主的多金属成矿带,其特点是具有来源深、SiO2含量较低的特点,成矿时间多集中在180~160Ma 之间。

早燕山晚期(160~130Ma):这一时期区内主要以构造运动为主,火山岩浆运动为辅。由构造运动造成的断裂具有典型的继承性,同时对前期的成矿事件有叠加和改造作用;由火山岩浆演化所形成的中酸性火山岩,其活动强度由东向西缓缓减弱,最后以酸性和碱性花岗岩的侵入而结束。这一阶段时期,大兴安岭矿床的分布呈西坡富Pb-Zn-Ag、主脊富Sn-Pb-Zn-Fe-Cu-W-Ag 和东坡富Cu-Pb-Zn-Mo-Ag等特点。

4 结论

1)大兴安岭地区早白垩世与晚侏罗世期间存在挤压构造事件。

2)大兴安岭地区是研究古生代古亚洲构造成矿域与北北东向中新生代环太平洋构造成矿域强烈叠加、复合、转换的理想位置,对于推测古生代古亚洲构造成矿域的构造成因及其岩浆活动具有重要指示意义,也是研究华北地区区域成矿特征的完美环境。

3)中生代大兴安岭岩浆岩带火山侵入岩浆活动广泛,并伴随有多期多阶段性的热液活动。

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