華北地塊在石炭世——早侏羅世的巖漿作用

趙振荃 周杰 華永成

摘要：本文以內蒙古大老虎店、阿拉善和正鑲白旗研究區(qū)為例，通過對大老虎店、阿拉善和正鑲白旗巖漿巖的出露，沉積巖的分布特征以及礦體及礦點的分布特征來說明華北克拉通在晚石炭世——早侏羅世拉張——裂解性巖漿作用。晚石炭世——早二疊世古亞洲洋向華北克拉通（地塊）俯沖，此時巖漿活動應該相對較弱，這一時期的巖漿活動及侵入巖主要為中酸性的巖漿巖，通過大老虎店、阿拉善和正鑲白旗研究區(qū)侵入巖來分析；二疊紀末——三疊紀俯沖板片斷離，軟流圈上涌，巖漿活動強烈，且多為幔源物質，這一時期的巖漿巖應該大面積的出露，礦產(chǎn)資源大部分在這一時期形成。

關鍵詞：華北克拉通；板塊俯沖；巖漿作用

1. 前言

華北克拉通的北鄰為近東西走向的古生代興蒙——吉黑造山帶（也稱中亞造山帶）；南鄰由西向東依次為北祁連造山帶，古生代秦嶺造山帶和三疊紀大別——蘇魯造山帶（見圖1），華北克拉通是我國最大、也是最古老的一個克拉通，大老虎店、阿拉善和正鑲白旗工作區(qū)對華北克拉通拉張裂解性巖漿活動有不同程度的反應，因此本文通過大老虎店、阿拉善和正鑲白旗工作區(qū)為研究對象，以侵入巖的出露和分布特征、礦產(chǎn)的分布規(guī)律及形成年代和沉積巖的分布規(guī)律為主要的研究方法驗證了華北克拉通北緣在這一時期的巖漿作用。

2. 華北克拉通巖漿作用的巖體

早石炭世末——二疊紀是華北克拉通北緣構造演化的重要階段，以往認為在太古宙——古元古代結晶基底巖系內，存在大量的早石炭世末——二疊紀片麻狀閃長巖-花崗閃長巖侵入體。早石炭世晚期——中二疊世侵入巖近東西向帶狀分布，平行于華北地塊北緣邊界。早石炭——二疊紀火山巖在華北克拉通北緣似乎不發(fā)育，研究區(qū)在這一時期幾乎不見火山巖出露，但在華北克拉通北緣的內蒙古大青山的早石炭——二疊系地層中發(fā)現(xiàn)有凝灰?guī)r層的記錄（趙越，陳斌，2010）。說明這一時期的火山巖被剝蝕殆盡。

2.1 早石炭世末——二疊紀階段

早石炭世末——二疊紀古亞洲洋向華北克拉通俯沖階段，巖漿活動相對較弱，部分熔融形成的巖漿多為中酸性的殼源物質，由于俯沖導致巖石圈加厚，巖漿活動距地表較深，火山巖剝蝕殆盡，侵入巖在地表出露的面積應該較少，通過對大老虎店等四幅1∶5萬礦調、阿拉善等1∶5萬四幅礦調、正鑲白旗等1∶5萬四幅礦調工作區(qū)的研究表明，形成的侵入巖為殼源的中性輝長巖以及酸性的黑云母斜長花崗巖和黑云母二長花崗巖，且相對于整個工區(qū)來說其出露的巖體是極少的，大老虎店等四幅1∶5萬礦調圖幅中，早石炭世末——二疊世出露的中酸性的侵入巖（輝長巖、黑云斜長花崗巖、黑云二長花崗巖）只占工區(qū)面積的很少一部分（圖2）。

2.2 二疊紀末——三疊紀俯沖板片斷離階段

克拉通是地殼上相對穩(wěn)定、具有明顯雙層結構的地區(qū)。上結構層有未變質的、產(chǎn)狀平緩和厚度較小的沉積巖層組成，一般稱為沉積蓋層；下構造層有巨厚的、強烈褶皺的變質巖和巖漿巖組成的復雜巖系，通常稱為結晶基底或褶皺基底（趙越，2010）。這一時期主要為板內伸展作用，這種作用導致晚三疊——早侏羅世的區(qū)域褶皺和逆沖構造的發(fā)育，使華北克拉通北緣大規(guī)模抬升，這種抬升必定導致華北克拉通北緣的巖石和地層剝蝕，使深部結晶基底或褶皺基底暴露，而且由于抬升華北克拉通從北向南必然出現(xiàn)有規(guī)律的巖石分布，通過對大老虎店等四幅1∶5萬礦調、阿拉善等1∶5萬五幅礦調、正鑲白旗等1∶5萬四幅礦調工作區(qū)的研究華北克拉通的巖石分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)從研究區(qū)北——南依次出現(xiàn)結晶基底的深成變質巖——相對年齡較輕的侵入巖區(qū)——沉積巖區(qū)。這必然是華北克拉通北緣大規(guī)模抬升，導致華北克拉通北緣的巖石和地層剝蝕，使深部結晶基底或褶皺基底暴露。

3. 華北克拉通巖漿作用的沉積巖證據(jù)

華北克拉通北緣的大規(guī)模抬升必將導致沉積巖沉積的先后順序的變化和有規(guī)律的分布特征，當華北克拉通北緣抬升時，其北部遭受剝蝕，先在海拔最低的南部沉積成巖，隨著時間的推移沉積成巖過程逐漸向北部擴展。當后期地殼抬升沉積間斷，遭受剝蝕后，從南——北在測一條大的剖面的話，其沉積巖的沉積時代必然是由老到新有規(guī)律的展布，基于這種想法，通過對大老虎店等四幅1∶5萬礦調資料、阿拉善等五幅1∶5萬礦調資料、正鑲白旗等四幅1∶5萬礦調資料的沉積巖研究，確實存在沉積巖的這種展布規(guī)律。從而在沉積巖方面驗證了華北克拉通北緣的大規(guī)模抬升所表現(xiàn)出的巖漿作用（圖3）。

4. 華北克拉通巖體與礦產(chǎn)的關系

由于晚三疊——早侏羅世華北克拉通北緣大規(guī)模抬升，導致晚石炭世——早二疊世時期的礦產(chǎn)剝蝕殆盡。說明在晚石炭世——早二疊世時期礦產(chǎn)資源幾乎沒有或者已經(jīng)剝蝕到了礦體的底部，通過對大老虎店等四幅1∶5萬礦調所有收集的礦產(chǎn)資源進行投點，我們看到在晚石炭世——早二疊世時期的巖石中均不見礦產(chǎn)資源的分布（圖3）。間接的驗證了晚石炭世——早二疊世時期的礦產(chǎn)剝蝕特征。

5. 結論

通過對研究區(qū)的分析，華北地塊在晚石炭——早侏羅世的巖漿作用經(jīng)歷了俯沖、板片斷離階段，這種巖漿作用在大老虎店、阿拉善和正鑲白旗研究區(qū)有不同程度的反映。因此，對大老虎店、阿拉善和正鑲白旗等工作區(qū)的深入研究對于揭露華北地塊在石炭世——早侏羅世的巖漿作用具有重要意義。

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