792 世界地质第 37 卷 374 2±2 6Ma),EarlyPermianNEE left lateralductileshear(theageofthestructuralporphyryveinsis 270 3±1 7Ma),LateTriasicNWW left lateralobli

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1 第 37 卷第 3 期 2018 年 9 月 世界地质 GLOBALGEOLOGY Vol 37 No 3 Sept 2018 文章编号 : (2018) 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的构造形迹及其演化特征 马国祥 核工业二四三大队, 内蒙古赤峰 摘要 : 为研究赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的性质, 笔者在 1 5 万朝阳地幅 姜家营子幅区调工作中, 利用岩石学 岩石地球化学 LA ICP MS 锆石 U Pb 测年等方法, 对构造控制的多期次侵入岩进行构造环境研究 结果表明, 晚泥盆世二长花岗岩年龄为 382 8±2 1Ma, 形成于同碰撞挤压环境 ; 晚泥盆世超基性岩年龄为 378 4±3 2Ma, 形成于碰撞后裂谷拉张环境 ; 早二叠世二长花岗岩 石英闪长岩年龄分别为 280 1±1 5Ma 275 7±1 8Ma, 形成于同碰撞挤压环境 ; 晚三叠世 早白垩世花岗斑岩年龄分别为 206±25Ma 和 128 8±1 3Ma, 形成于非造山伸展拉张环境 构造带上带状构造的野外地质调查发现构造带经历了 3 期韧性和 1 期脆性变形, 分别为晚泥盆世至晚石炭世北东东向右行正斜滑韧脆性剪切 ( 构造内花岗斑岩脉年龄 374 2±2 6Ma), 早二叠世北东东向左行正斜滑韧性剪切 ( 构造内花岗斑岩脉年龄 270 3±1 7Ma), 晚三叠世北西西向左行正斜滑韧脆性剪切 ( 构造内辉长岩年龄 ±7 4Ma) 和中侏罗世至早白垩世北东和北西向脆性断裂 显示赤峰 开源断裂在赤峰西部地段表现为多期次挤压 间歇伸展, 并以挤压造山为主的构造 岩浆岩带 关键词 : 赤峰 开源断裂 ; 侵入岩 ; 构造行迹 ; 演化阶段 ; 构造 岩浆岩带中图分类号 :P542 文献标识码 :A doi: /j isn Structurestyleandevolutionfeaturesinwesterndistrict ofchifengofchifeng KaiyuanFault MAGuo xiang GeologicalPartyNo 243,ChinaNationalNuclearCorporation,Chifeng024000,InnerMongolia,China Abstract:TostudythepropertiesofwesternChifengsectionofChifeng Kaiyuanfault,thepetrology,rock geochemistryandla ICP MSzirconU Pbdatingareundertakenduringthegeologicalmappingof ChaoyangandJiangjiayingmapstoexplorethetectonicenvironmentofmulti stagestructuralycontroledintrusive rocks.theresultsshowthattheageofthelatedevonianmonzoniticgranitesis382 8 ±2 1Ma,whichwere formedinthesyn colisionalcompresionenvironment.theageofultrabasiclatedevonianrocksis378 4±3 2 Ma,whichwereformedintheextensionalenvironmentofpost colisionalrift.theagesofearlypermian monzograniteandquartzdioriteare280 1±1 5Maand275 7±1 8Marespectively,whichwereformedinthe syn colisionalandextrudingenvironment.theagesoflatetriasicandearlycretaceousgraniteporphyriesare 206±25Maand128 8±1 3Marespectively,whichwereformedinthenon orogenicstretchingandextensional environment.thefieldgeologicalinvestigationofthebandstructureonthetectonicbeltshowsthatthetectonicbelt hasexperiencedthreestagesofductiledeformationsandonestageofbritledeformation,namely,late Devonianto LateCarboniferousNEE trendingright lateralobliqueslipductileshear(theageofthestructuralporphyryveinsis 收稿日期 : ; 改回日期 : 基金项目 : 中国地质调查局项目 ( ) 资助.

2 792 世界地质第 37 卷 374 2±2 6Ma),EarlyPermianNEE left lateralductileshear(theageofthestructuralporphyryveinsis 270 3±1 7Ma),LateTriasicNWW left lateralobliqueslipductileshear(theageofthestructuralgabbrois ±7 4Ma)andMiddleJurasictoEarlyCretaceousNEandNW britlefault.theresultsshowthatthe Chifeng KaiyuanFaultappearsinthewesternpartofChifengasatectonic magmaticbeltwithmultiplestagesof compresionsandintermitentextensionsandisdominatedbyextrudingorogens. Keywords:Chifeng Kaiyuanfault;intrusiverock;tectonictrail;evolutionstage;tectonic magmaticrock belt 0 引言赤峰 开源断裂在 万沈阳幅中首次提出, 以后开展的 1 50 万张家口幅称之为康宝 赤峰 ( 推测 ) 大断裂,1 20 万赤峰幅为赤峰 铭山大断裂,1 20 万敖汉旗幅 下洼幅称为赤峰 开源大断裂, 其是作为槽台理论, 以内蒙地槽与华北地台之界线提出来的, 主要是以南侧出露前寒武纪地质体 ( 建平群 ) 为标准, 为前寒武纪地质体 ( 建平群 ) 与古生界地层交接地带, 局部发育断层或韧性变形带 [1] 板块理论将该断裂作为华北陆块区与天山 兴蒙造山系之一级大地构造分区界线, 认为不存在规模性断裂, 是古生代盆地的界限 [2] 大多数学者常以赤峰 开源断裂带代之, 并特指中生代以后发育的脆性断裂带 对于该断裂带构造性质的研究, 目前主要集中在区域地球物理方面 [3 5], 通过布格重力异常 航磁异常 深反射剖面研究, 大致确定了断裂带的展布形态 由于赤峰 开源断裂沿线覆盖严重, 基性脉岩或韧性变形带少量断续出露, 部分学者认为其形成于震旦纪, 表现为北东东向的幔源基性岩墙 [6], 还有部分学者只提出其韧性变形带存在, 对其性质没有深入的研究 [7] 到目前为止赤峰 开源断裂带以构造形式存在被多数学者认可, 但对其存在形式 形成时间 演化及性质等问题存在较大争议 笔者通过 1 5 万朝阳地幅 姜家营子幅区调工作, 在对构造带内带状构造进行了系统的野外地质调查, 利用岩石学 岩石地球化学 LA ICP MS 锆石 U Pb 测年等方法, 对构造控制的多期次侵入岩进行构造环境分析的基础上, 对赤峰 开源断裂赤峰西部地段进行了系统研究 [8], 提出了赤峰 开源断裂在赤峰西部地段表现为多期次挤压 间歇伸展的, 并以挤压造山为主的构造 岩浆岩带的新认识, 对赤峰 开源断裂带的整体 系统研究具有重要意义 1 地质概况赤峰 开原断裂带在研究区内表现为 23~28 km 宽的构造 岩体隆起带, 走向北东东 南北两侧以断裂接触形式与中生代盆地地层接触, 隆起带内出露的地质体以侵入岩为主, 少量变质岩 侵入岩有晚泥盆世二长花岗岩 超基性岩 ; 早二叠世二长花岗岩 黑云母二长花岗岩 石英闪长岩 ; 晚三叠世花岗斑岩及早白垩世花岗斑岩, 变质岩为新太古代变质深成岩和早元古代明安山岩群表壳岩, 呈残体形式零星分布于晚泥盆世 早二叠世侵入岩中 构造行迹主要表现为北东东向晚泥盆世右行正斜滑韧性剪切带 1 条 早二叠世北东东向左行正斜滑韧性剪切带 2 条 晚三叠世北北西向张扭韧脆性断裂带 3 条和晚侏罗世北东东向早期张扭 中期压扭推覆 晚期张扭的脆性断裂带 7 条, 构造主要分布于隆起带内, 少量脆性断层沿至北部中生代火山盆地底层中, 其中在晚泥盆世和早二叠世两期韧性剪切带内, 发育大量宽带 <1m, 雁列式展布并已强烈糜棱岩化 片理化的闪长岩脉和花岗斑岩脉, 晚三叠世北北西向张扭韧脆性断裂带有辉长岩脉侵位, 且边缘见糜棱岩化现象 隆起带南部为小牛群中生代火山断陷盆地, 下白垩统白音高老组 义县组小面积出露 ; 北部为姜家营子中生代火山断陷盆地, 出露地层为中侏罗统塔木兰沟组, 上侏罗统土城子组 满克头鄂博组 玛尼吐组和下白垩统白音高老组 新生代地层沿沟谷分布 ( 图 1) 2 侵入岩构造环境分析岩石及岩石组合是在一定的构造环境下形成的, 是构造演化的物质记录, 利用不同岩石及其组合的岩石学 地球化学特征是判断其形成构造环境的重要手段 研究区内构造带控制着晚泥盆世 早二叠世 晚三叠世和早白垩世四期侵入岩

3 第 3期 马国祥 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的构造形迹及其演化特征 793 渐新世 全新世构造层 2 晚侏罗 早白垩世构造层第二亚层 3 晚侏罗 早白垩世构造层第一亚层 4 中侏罗世构造层 5 古元古代构造层 6 早 白垩世花岗斑岩 7 晚三叠世花岗斑岩 8 早二叠世二长花岗岩 9 早二叠世黑云母二长花岗岩 0 早二叠世石英闪长岩 晚泥盆世二长花岗岩 2 晚泥盆世超基性岩 3 新太古代花岗岩 4 闪长岩脉 5 辉绿岩脉 6 推测 解绎性质不明断层 7 实测正断层 8 实测平移正断层 9 实测逆断层 2 0 实测平移逆断层 2 碎裂岩带 2 2 晚泥盆世构造 2 3 早二叠世构造 2 4 中三叠世构造 2 5 中 晚侏罗世构造 2 6 火山口 图 赤峰西部地区区域地质略图 F Sk hm p f n m pf w Ch f n

4 794 世界地质第 37 卷 2 1 晚泥盆世侵入岩晚泥盆世侵入岩岩性为二长花岗岩 超基性岩 二长花岗岩以岩基形成产出, 构造带内大面积出露, 北东向展布, 侵入于新太古代变质深成岩及古元古代变质表壳岩中, 锆石 U Pb 同位素年龄为 382 8±2 1Ma 岩石内普遍含闪长质包裹体, 且黑云母 角闪石含量较高, 为壳幔混合源 该期岩石地球化学特征见表 , 在侵入岩 Q A P 图解中, 样品投点落在二长花岗岩区 ( 图 2) 在 A/CNK A/NK 图解中 ( 图 2), 样品投点落在过铝质区, 少数落在准铝质区, 为高钾钙碱性系列 ( 图 3) 岩石 REE 值较高, 配分曲线右倾, 轻稀土富集, 铕无明显亏损 ( 图 4), 微量元素 Th Sr Sm 相对富集,U Nb Z Ti 相对亏损 ( 图 5), 具壳源熔融特点 在花岗岩 Rb Y 图解中 ( 图 6), 样品投点落在 VAG+COLG 区, 属同碰撞花岗岩 花岗岩 R1 R2 图解中 ( 图 7), 样品投点落在同碰撞区 S 型花岗岩区, 因此推断晚泥盆二长花岗岩形成于同碰撞挤压环境 超基性岩呈脉状岩墙产出, 侵入于新太古代变质深成岩中, 岩体延长方向与韧性剪切带及围岩混合花岗岩的糜棱线理及片麻理方向一致, 主要蚀变矿物为蛇纹石 阳起石 透闪石和叶绿泥石等, 为超铁镁质岩石典型的气液蚀变矿物 锆石 U Pb 同位素年龄为 378 4±3 2Ma 该期岩石地球化学特征见表 , 在侵入岩 Q A P 图解中, 样品投点落在为辉长区 ( 图 2), 为拉斑系列, 稀土分配曲线平直, 分馏不明显, 结合脉岩产状, 判断其形成的构造环境为碰撞后裂谷 2 2 早二叠世侵入岩早二叠世侵入岩岩性为二长花岗岩 黑云母二长花岗岩 石英闪长岩, 二长花岗岩 黑云母二长花岗岩呈岩基产出, 石英闪长岩呈岩株产出, 侵入 表 1 研究区侵入岩常量元素含量表 Table1 Concentrationofmajorelementsofintrusiverocksinstudyarea /% 时代样号 SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O P 2 O 5 los DI SI AR σ 早白垩世晚三叠世早二叠世晚泥盆世 PM PM PM D D PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM 注 : 测试数据由河北省区域地质矿产调查研究所实验室分析所得

5 第 3 期 马国祥 : 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的构造形迹及其演化特征 795 表 2 研究区侵入岩稀土元素含量表 Table2 ConcentrationofREEsofintrusiverocksinstudyarea /10-6 时代 样号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y PM 早白 PM 垩世 PM 晚三 D 叠世 D PM 早 PM 二 PM 叠 PM 世 PM PM PM PM PM PM 晚 PM 泥 PM 盆 PM 世 PM PM 注 : 测试数据由河北省区域地质矿产调查研究所实验室分析所得. 表 3 研究区侵入岩稀土元素参数表 Table3 ConcentrationofREEselementsofintrusiverocksinstudyarea 时代 样号 REE LREE HREE LR/HR δeu δce La/Sm La/Yb Ce/Yb Eu/Sm Sm/Nd(La/Yb) N (Ce/Yb) N (Sm/Eu) N PM 早白 PM 垩世 PM 晚三 D 叠世 D PM 早 PM 二 PM 叠 PM 世 PM PM PM PM PM PM 晚 PM 泥 PM 盆 PM 世 PM PM

6 796 世界地质第 37 卷 表 4 研究区侵入岩微量元素含量表 Table4 Concentrationoftraceelementsofintrusiverocksinstudyarea /10-6 时代样号 Cs Rb Sr Ba Ga Nb Ta Zr Hf Th V Cr Co Ni Li Sc 早白垩世晚三叠世早二叠世晚泥盆世 PM PM PM D D PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM PM 注 : 测试数据由河北省区域地质矿产调查研究所实验室分析所得. 1a 硅英岩 ;1b 富石英花岗岩类 ;2 碱长花岗岩 ;3a 花岗岩 ( 钾长花岗岩 );3b 花岗岩 ( 二长花岗岩 );4 花岗闪长岩 ;5 英云闪长岩 ;6 石英碱长正长岩 ;6 碱长正长岩 ;7 石英正长岩,7 正长岩 ;8 石英二长岩 ;8 二长岩 ;9 石英二长闪长岩 石英二长辉长岩 ;9 二长闪长岩 二长辉岩 ;10 石英闪长岩 石英辉长岩 石英斜长岩 ;10 闪长岩 辉长岩 斜长岩. 图 2 侵入岩 Q A P 分类命名图解及 A/CNK A/NK 图解 Fig 2 Q A Pclasificationdiscriminationdiagram anda/cnk A/NK diagram ofintrusiverocks

7 第 3期 马国祥 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的构造形迹及其演化特征 797 于新太古代变质深成岩 古元古变质表壳及晚泥盆 世二长花岗岩中 被晚三叠世 早白垩世岩株侵 入 二长花岗岩和黑云母二长花岗岩内普遍含闪长 质包裹体 且黑云母 角闪石含量较高 为壳幔混 合源 二 长 花 岗 岩 锆 石 U Pb同 位 素 年 龄 为 2 80±5M 黑云母二长花岗岩为 2 7 6 ±4 石英闪长岩为 2757± 8M 该期岩石地球 M 化学特征见表 2 3 4 在侵入岩 Q A P图解 中 样品投点落在二长花岗岩 二长花岗岩和二长 闪长岩区 图 2 在 A CNK A NK图解中 图 2 样品投点落在过铝质区 为高钾钙碱性系列 图 3 岩石 REE值较高 配分曲线右倾 轻稀 S m 土富集 铕略亏损 图 4 微量元素 Th S 图 5 微量元素蛛网图 F 5 Sp d d m f m n 相对富集 U Nb Z T相对亏损 图 5 具壳 源 熔 融 特 点 在 花 岗 岩 Rb Y图 解 中 图 6 样 图 3 K2O S O2 图解 F 3 K2O S O2 d m ORG洋脊花岗岩 WPG板内花岗岩 VAG火山弧花岗岩 COLG 同碰撞花岗岩 图 6 Rb Y图解 F 6 Rb Yd m 品投点落在 VAG COLG区 属同碰撞花岗岩 花 R2图解中 图 7 样品投点落在同碰撞 岗岩 R 区 S型花岗岩区 因此推断早二叠世侵入岩形成于 同碰撞挤压环境 为华北陆块区 TTG岩的组成部 分 9 23 晚三叠世侵入岩 晚三叠世侵入岩岩性为花岗斑岩 呈岩株产 出 侵入于晚泥盆世和早二叠世花岗岩中 锆石 图 4 稀土元素配分模式图 F 4 D bu np nd m f h m n U Pb同位素年龄为 2 06±25M 在侵入岩 Q A P 图解中 样品投点落在正长花岗岩区 图 2 在 A CNK A NK图解中 图 2 样品投点落在过铝

8 798 世界地质第 37 卷 3 构造行迹特征 1 地幔斜长花岗岩 ( 拉斑玄武质花岗岩 ) 地幔分异的花岗岩 (T 型花岗岩 );2 钙碱性更长花岗岩 ( 消减的活动板块边缘花岗岩 ) 碰撞前花岗岩 (I 型科迪勒拉花岗岩 );3 高钾钙碱性花岗岩 ( 加里东型深熔花岗岩 ) 碰撞前花岗岩 (I 型加里东花岗岩 );4 亚碱性二长花岗岩 ( 造山晚期 晚造山期花岗岩 );5 碱性 过碱性花岗岩 ( 非造山区的 A 型花岗岩 );6 地壳熔融花岗岩 ( 同造山花岗岩 ) 同碰撞花岗岩 (S 型花岗岩 )7 碱性 过碱性花岗岩 ( 造山区的 A 型花岗岩 ). 图 7 侵入岩 R1-R2 图解 Fig 7 R1-R2diagram ofintrusiverocks 质区, 为高钾钙碱性系列 ( 图 3) 岩石 REE 值较高, 分配曲线右倾, 轻稀土富集, 铕无明显亏损 ( 图 4), 微量元素 Th Sr Sm 相对富集,U Nb Z Ti 相对亏损 ( 图 5), 在花岗岩 Rb Y 图解中 ( 图 6) 样品投点落在 VAG+COLG 区, 属同碰撞花岗岩 在花岗岩 R1 R2 图解中 ( 图 7), 属非造山区 A 型花岗岩 因此, 该期花岗岩形成于非造山伸展拉张环境 2 4 早白垩世侵入岩 早白垩世侵入岩岩性为花岗斑岩, 近东西向展布, 呈脉状岩墙产出, 侵入岩于晚泥盆世和早二叠世花岗岩中 锆石 U Pb 同位素年龄为 128 8±1 3 Ma 在侵入岩 Q A P 图解中, 样品投点落在正长花岗岩区 ( 图 2), 在 A/CNK A/NK 图解中 ( 图 2), 样品投点落在过铝质区, 为高钾钙碱性系列 ( 图 3) 岩石 REE 值较高, 配分曲线右倾, 轻稀土富集, 铕无明显亏损 ( 图 4), 微量元素 K Sm Lu 相对富集,U Nb Sr Ti 相对亏损 ( 图 5), 在花岗岩 Rb Y 图解中 ( 图 6) 样品投点落在 VAG+COLG 区, 属同碰撞花岗岩 在花岗岩 R1 R2 图解中 ( 图 7), 属非造山区 A 型花岗岩 因此, 该期花岗岩形成于非造山伸展拉张环境 构造 岩体隆起带内构造行迹主要表现为北东东向晚泥盆世右行正斜滑韧性剪切带 1 条 早二叠世北东东向左行正斜滑韧性剪切带 2 条 晚三叠世北北西向张扭韧脆性断裂带 3 条和晚侏罗世北东东向早期张扭 中期压扭推覆 晚期张扭的脆性断裂带 7 条 3 1 晚泥盆世北东东向右行正斜滑韧性剪切带特征分布于构造 岩体隆起带的南部, 研究区内出露长度 20 9km, 向东 西延伸至区外, 宽 1 2~ 3 5km, 总体走向 80, 倾向南东, 卷入剪切带的地质体为新太古代深成变质岩 古元古界明安山岩组表壳岩 晚泥盆世二长花岗岩 晚泥盆世超基性脉岩, 被早二叠世黑云母二长花岗岩侵位 韧性变形带内发育大量带宽 <1m, 雁列式展布并已强烈糜棱岩化 片理化的闪长岩脉和花岗斑岩脉, 构造岩以糜棱岩化岩石为主, 少量糜棱岩, 具有弱分带性和对称性, 自边缘至中心岩石变形强度逐渐增强, 岩性由弱糜棱岩化 ( 或碎裂岩化 ) 初糜棱岩 糜棱岩和片岩渐变演化, 在中心部位的糜棱岩 构造片岩中, 石英拉长 长石压碎现象明显, 发育 S 型线理 S C 组构, 云母鱼及压力影构造 ( 图 ), 多点统计, 变形透镜体上盘面糜棱面理产状 110 ~ ~45, 拉伸线理侧伏向 200 ~220 侧伏角 30 ~40, 为右行正斜滑韧性剪切带 构造内花岗斑岩脉年龄 374 2±2 6Ma, 卷入该剪切带的新太古界的混合岩具有变质增生边的锆石同位素 U Pb 年龄为 373±3 7Ma, 推断韧性剪切作用发生于晚泥盆世 3 2 早二叠世北东东向左行正斜滑韧性剪切带特征分布于构造 岩体隆起带中 南部, 由 2 条斜列式韧性剪切带组成, 出露长度分别为 14km 20 9km, 宽度 0 5~1 8km, 总体走向 80, 倾向北北西, 卷入剪切带的地质体为新太古代深成变质岩 晚泥盆世二长花岗岩 早二叠世黑云母二长花岗岩 自边缘至中心岩石变形强度逐渐增强, 岩性由弱糜棱岩化 ( 或碎裂岩化 ) 初糜棱岩 糜棱岩和片岩渐变演化, 在中心相的糜棱岩 构造片岩中石英拉长 长石压碎现象明显, 发育 S 型线理 S C 组构及压力影构造 ( 图 12 图 13),

9 第 3期 马国祥 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的构造形迹及其演化特征 图 8 构造片岩带的 S 型线理 镜头方向 8 0 图 9 舒缓波状的擦痕面理 镜头方向 3 4 0 F 8 S y p n n f n h z n F 9 Undu y hf n 图 0 眼球状糜棱岩显微特征 F 0 M p h fmy n w h u n u u 799 图 云母鱼及压力影构造显微特征 F M p h fm f h u u ndp u h d w 图 2 石英的压力影构造 图 3 花岗质糜棱岩中 S C组构 F 2 P u h d w u u fqu z F 3 S Cf b f n dmy n

10 800 世界地质第 37 卷 变形透镜体上盘面糜棱面理产状 335 ~ ~65, 拉伸线理侧伏向 245 ~260 侧伏角 30 ~40, 为左行正斜滑韧性剪切带 构造带内花岗斑岩脉年龄 270 3±1 7Ma, 卷入该剪切带的古元古界的变质安山岩具有变质增生边的锆石同位素 U Pb 年龄为 299 1±5 3Ma, 反映韧性剪切作用发生于早二叠世 3 3 中三叠世北北西向张扭韧脆性断裂带特征构造 岩体隆起带有 3 条晚三叠世北北西向张扭韧脆性断裂带, 延伸严格受控在北东东向构造 岩体隆起带的范围内, 宽 20~200m, 由数条斜列或平行的强片理化闪长岩脉 糜棱岩化花岗斑岩脉构成, 局部有辉绿岩脉充填, 强片理化闪长岩中组构 S-C 发育 ( 图 14), 形成明显的 S L 构造岩, 剪切叶理产状为 105 ~ ~70, 拉伸叶理产状为 130 ~ ~56, 所含糜棱岩化花岗岩角砾椭圆状, 糜棱线理产状为 和 45 70, 上盘构造面产状为 构造面上盘见镜面 擦痕, 擦痕侧伏角 34 ~38, 为左行平移韧脆性构造带 图 14 S L 构造岩中的 S C 组构 Fig 14 S CfabricofS Ltectonite 侵入该剪切带的辉长岩脉中岩浆锆石同位素 U Pb 年龄为 ±7 4Ma, 说明韧性剪切作用发生于中三叠世 3 4 中 晚侏罗世北东东向脆性断裂带特征中 晚侏罗世北东东向断裂构造带, 在研究区见有 7 条, 以构造 岩体隆起带南北两侧界限构造最为发育, 北侧构造活动期次反映明显 构造长度 >24km, 宽度 30~400m, 切穿中侏罗统塔木兰沟组 上侏罗统土城子组 满克头鄂博组 新太古代变质深成岩 晚泥盆世二长花岗岩 早二叠世黑云母二长花岗岩, 被下白垩统白音高老组覆盖 走向 60 ~80, 产状 325 ~ ~75, 为具多期活动性质的断裂带 北部断裂带为现今的所谓赤 峰 开源断裂的主构造, 构造面产状 305 ~ ~70, 断裂活动分三个期次, 先张扭, 后推覆, 再张扭 ( 图 15) 该断裂波及最早的地层为中侏罗世, 被早白垩世地层覆盖, 由此推测该构造主要活动期为中晚侏罗世, 早白垩世结束 4 建造 构造的演化历史赤峰 开原构造 岩浆岩带是多期变化的应力场作用的产物, 是特定应力环境下建造 构造的组合带, 根据研究区地质记录, 其发展可归纳为 8 个阶段 ( 图 16) (1) 研究区最早的构造 岩浆岩带地质记录为晚泥盆世, 晚泥盆世本区受西伯利亚板块与华北板

11 第 3 期 马国祥 : 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的构造形迹及其演化特征 土城子组 ;2 塔木兰沟组 ;3 中二叠斑状二长花岗岩 ;4 复成分砾岩 ;5 碎裂玄武安山岩 ;6 玻玄岩 ;7 断裂构造 图 15 构造 岩浆岩带北缘北东东向脆性断裂带剖面示意图 Fig 15 Sectionofnorth east eastextendingbritlefracturebeltinnorthernpartoftectonic magmaticbelt 块俯冲的影响, 处于北西 南东向挤压环境, 使早期的新太古代变质深成岩及古元古代明安山岩群沉积岩发生重熔, 沿北东东向构造带主动侵位, 形成研究区的沿北东东向带状展布的 S 型花岗岩 (2) 晚泥盆世晚期, 应力场转化为拉张, 使诱发研究区 S 型花岗岩侵位的南缘断裂下切至地幔, 玄武质地幔物质上侵, 形成北东东向展布的辉橄岩 橄辉岩 透辉岩及辉石岩等超基性岩杂岩体, 在远离诱发 S 型花岗岩喷发带的南北断裂带之间的夹持区 ( 岩体内部 ) 形成北东东走向的壳幔混染成岩的闪长脉 (3) 晚泥盆世至晚石炭世, 区域上由于陆 陆碰撞, 在贺根山 扎兰屯俯冲带以南形成宽广的前陆沉积盆地, 华北板块包括其北部增生带南移, 使研究区处于北西 南东向挤压环境, 构造 岩体带发生隆起, 沿南部边缘发生走滑, 形成右行正斜滑韧性剪切带, 诱发花岗斑岩脉侵位, 并使已形成的北东东向闪长岩脉发生强烈的片理化 (4) 早二叠世西伯利亚板块与华北板块靠近, 在西拉木伦河一带南北两侧俯冲消减, 研究区处于北西 南东向挤压应力场, 诱发 S 型花岗岩沿构造带侵位, 岩体岩性为中细粒二长花岗岩 中细粒黑云母二长花岗岩和细粒石英闪长岩, 即岛弧相的 TTG 组合 (5) 中 晚三叠世古亚洲洋已闭合成陆, 华北板块与西伯利亚板块合并为欧亚板块, 研究区处于北北东 南南西的挤压环境, 形成北北西走向的 具强张扭性质 切穿地壳诱发辉长岩脉侵位的韧脆性断裂, 形成 A 型花岗斑岩的侵位 (6) 中侏罗世由于太平洋板块自东向西俯冲欧亚板块, 研究区处在南东 北西向挤压 北东 南西拉张应力场环境下, 使构造 岩体隆起带南北缘断裂形成, 诱发塔木兰沟期中基性火山岩喷发, 并在隆起带内形成一系列北东向张性断裂, 使前期的继续隆起, 沿界限发生滑动, 形成山势陡峻的带状地貌 (7) 晚侏罗世, 在太平洋向北西向俯冲和鄂霍次克海板块南东向俯冲作用下, 研究区处于南西 北东向挤压应力场, 在构造 岩体隆起带南部两侧形成北东向右行逆断层 (8) 早白垩世以后研究区处于南北向拉张 东西向挤压环境下, 构造 岩浆岩带内形成了轴相东西和北东东的 A 型花岗斑岩的侵位, 花岗岩侵位后构造活动减弱或结束, 花岗斑岩成岩年龄代表构造活动的下限 5 结论 (1) 赤峰 开源断裂带是一条复杂的构造 岩浆岩带, 其构成华北陆块区与天山 兴蒙造山系之一级大地构造分区界线 (2) 是华北陆块北缘长期活动的构造软弱带, 有多期岩浆沿构造带侵位 (3) 深断裂的活动先后经历了晚泥盆世南北向挤压诱发 S 型花岗岩侵位 ; 晚泥盆世晚期南

12 世 802 界 地 质 第 37卷 义县组上段 2 白音高老组 3 玛尼吐组 4 满克头鄂博组上段 5 土城子组 6 塔木兰沟组 7 明安山岩群 8 早二叠世石英闪长岩 9 早二叠 世黑云母二长花岗岩 0 晚泥盆世超基性岩 晚泥盆世二长花岗岩 2 新太古代侵入岩 3 花岗斑岩脉 4 花岗岩脉 5 闪长岩脉 6 闪长 7 复成分砾岩 8 玄武安山岩 9 安山岩 2 0 流纹岩 2 二长花岗岩 2 2 断层 2 3 剪切挤压带 2 4 韧性剪切带 玢岩脉 图 6 赤峰 开源 构造 岩浆带演化示意图 F 6 S h m d m fch f n K y u n n m m b 北向拉张 构造下切至地幔 诱发玄武质地幔物质 压 形成北北西走向的具强张扭性质 切穿地壳诱 上侵 晚泥盆世至晚石炭世北西 南东向右行正斜 发辉长岩脉侵位 并形成 A 型 花 岗 斑 岩 的 侵 滑韧性剪切 早二叠世板块俯冲消减 形成岛弧相 位 中侏罗世北东 南西拉张 诱发塔木兰沟期中 的 TTG岩组合 中晚三叠世北北东 南南西的挤 基性火山岩喷发 并形成一系列北东向张性断裂

13 第 3 期 马国祥 : 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段的构造形迹及其演化特征 803 晚侏罗世, 南西 北东向挤压, 形成北东向右行逆断层 ; 早白垩世, 东西向挤压, 形成 A 型花岗岩侵位, 构造活动较弱等 8 个发展阶段 (4) 在漫长的地史时期, 断裂活动既具有特殊性, 又有继承性 断裂活动带在垂向上由深层次 中层次 浅层次 表层次发展, 构造变形则从韧 脆性剪切变形到脆性变形演化 ; 在横向上构造活动带位置有从南向北迁移趋势 (5) 赤峰 开源断裂在赤峰西部地段表现为多期次挤压 间歇伸展, 以挤压造山为主的构造 岩浆岩带 参考文献 : [1] 内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区岩石地层 [M]. 武汉 : 中国地质大学出版社,1996: GeologyandMineralBureauofInnerMongolia.Lithos tratigraphyofinnermongolia[m].wuhan:chinauni versityofgeosciencespres,1996: [2] 方署, 张忠, 于海洋, 等. 内蒙古东部大地构造 [M]. 北京 : 地质出版社,2013: FANGShu,ZHANGZhong,YUHai yang,etal.geo tectonicsineasterninnermongolia[m].beijing:geo logicalpublishinghouse,2013: [3] 孟宪森, 关玉辉, 姜锦华. 开源 赤峰断裂两侧地震序列活动的差异 [J]. 东北地震研究,2007,23 (2): MENG Xian sen, GUAN Yu hui, JIANG Jin hua. Diferenceoftheearthquakesequencesactivityoftheboth sidesofkaiyuan Chifengfault[J].SeismologicalRe searchofnortheastchina,2007,23(2): [4] 王兆国, 刘财, 冯癶, 等. 中国东北地区地震空间分布与主要断裂带 深部构造及应力场关系 [J]. 世界地质,2009,28(4): WANGZhao guo,liucai,fengxuan,etal.earth quakespacedistributionanditsrelationshipsmainfaults deepstructureandstresfieldinnortheastchina[j]. GlobalGeology,2009,28(4): [5] 郝福江, 杜继宇, 王璞臖, 等. 深大断裂对松辽断陷盆地群南部的控制作用 [J]. 世界地质,2010, 29(4): HAOFu jiang,du Ji yu,wang Pu jun,etal.con trolofdeep largefaulttosouthernsongliaofaultbasin group[j].globalgeology,2010,29(4): [6] 陈井胜, 卢崇海, 李斌, 等. 内蒙古敖汉旗辉绿岩 脉体 LA ICP MS 年代学 : 对赤峰 开源深断裂活动的指示 [J]. 地质与资源,2015,24(6): CHENJing sheng,luchong hai,libin,etal.zir conla ICP MSU Pbgeochronologyofthediabase dikesinaohanqi,innermongolia:indicationfortheac tivityofchifeng Kaiyuandeepfault[J].Geologyand Resources,2015,24(6), [7] 王荃, 刘雪亚, 李锦轶. 中国内蒙古中部的古板块构造 [J]. 中国地质科学院院报,1991,22:1 15. WANGQuan,LIU Xue ya,lijin yi.paleoplatetec tonicsinneimonggolofchina[j].buletinofthechi neseacademyofgeologicalsciences,1991,22:1 15. [8] 马国祥, 王之晟, 王晓奇, 等. 中华人民共和国区域地质调查报告 (1 5 万. 朝阳地幅 姜家营子幅 娘娘庙后身幅 大六份幅 )[R]. 赤峰 : 核工业二四三大队,2015: MAGuo xiang,wangzhi sheng,wangxiao qi,et al.regionalgeologicalsurveyreportofthepeople sre publicofchina( TheChaoyangdiamplitude, thejiangjiayingziamplitude,theniangniangmiaohoushen amplitude,thedaliufenamplitude) [R].Chifeng: GeologicalPartyNo.243,ChinaNationalNuclearCor poration,2015: [9] 翟明国, 卞爱国. 华北克拉通新太古代末超大陆拼合及古元古代末 中元古代裂解 [J]. 中国科学 (D 辑 ),2000,30( 增刊 ): ZHAIMing guo,bianai guo.theamalgamationofthe supercontinentofnorthchinacratonattheendofneo ArchaeananditsbreakupduringLatePalaeoproterozoic andmeso Proterozoic[J].ScienceinChina(Ser D), 2000,30(Suppl.): [10] 邓晋福, 罗照华, 苏尚国, 等. 岩石成因 构造环境与成矿作用 [M]. 北京 : 地质出版社,2004:95. DENG Jin fu,luo Zhao hua,su Shang guo,etal. Petrogenesis,structuralenvironmentandmineralization [M]. Beijing: GeologicalPublishing House, 2004: 95. [11] 葛玉辉, 郗爱华, 路孝平, 等. 中华人民共和国区域地质调查报告 (1 25 万. 赤峰幅 )[R]. 呼和浩特 : 内蒙古自治区地质调查院,2012: GEYu hui,xiai hua,luxiao ping,etal.regional geologicalsurveyreportofthepeople srepublicofchina ( TheChifengamplitude) [R].Hohhot: GeologicalSurveyInstituteofInnerMongolia,2012:

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