华北克拉通晚中生代岩石圈减薄过程中的地壳拆离作用与岩石流变学约束

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
90814006
项目类别：
重大研究计划
资助金额：
240.0万
负责人：
刘俊来
依托单位：
中国地质大学（北京）
学科分类：
D0211.大地构造学与构造地质学
结题年份：
2012
批准年份：
2008
项目状态：
已结题
起止时间：
2009-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
刘正宏；余心起；徐仲元；程素华；张宏远；魏红红；纪沫；曹淑云；陈美勇；
关键词：
岩石流变浅部响应实验变形克拉通破坏地壳拆离与减薄

项目摘要

围绕华北克拉通破坏的浅部构造响应这一总体目标，以华北克拉通中-东部晚中生代岩石圈减薄过程中形成的、反映地壳不同层次变形作用的7条拆离断层带为研究对象，开展拆离断层带的几何学与运动学、伸展构造岩、拆离断层带应变局部化机制、发育环境、活动年龄与组合规律，以及构造-岩浆关系的研究，查明天然拆离断层带发育特点、组合规律、形成条件与形成过程；同时，开展多变量高温高压实验岩石变形研究，模拟中上地壳环境条件下岩石强度变化规律与流变机制。综合阐释岩石圈减薄过程中物理化学条件变化对于地壳岩石流变性与流动规律的影响；地壳拆离、破坏和减薄的主要型式、制约因素与基本过程；进而从浅部构造响应来揭示岩石圈减薄机制与克拉通破坏的基本过程，为加深对华北克拉通破坏与岩石圈减薄过程与机理的认识提供构造分析与实验证据。

结项摘要

华北克拉通在晚中生代时期遭受了强烈的破坏和岩石圈减薄。在减薄过程中，形成了一系列的伸展构造，如变质核杂岩，拆离断层和断陷盆地，与之相伴而来的是伸展断裂带下盘发育的大面积侵入岩和上盘盆地中发育的火山岩。辽东和胶东地区的伸展构造均经历了两个阶段的伸展构造演化，130-120Ma的早期和120Ma之后的晚期。对辽东半岛侏罗纪和白垩纪岩浆岩进行地质年代学和地球化学分析，发现：侏罗纪花岗岩的侵位与Izanagi板块向欧亚大陆的俯冲，挤压有关；而白垩纪花岗岩则明显处于伸展减薄构造背景之下。由此，推出辽东半岛从挤压到伸展的构造体制转换时限为154-135Ma。同时，白垩纪时期，辽西、胶东和辽东地区不同源区岩浆岩共存的现状，暗示其形成过程中经历了复杂的物质交换，并与伸展构造不同演化阶段壳－幔解耦、伸展与拆离具有密切成因联系。这一复杂过程可归纳为“壳－幔拆离模型”，这也是晚中生代华北克拉通横向的拆离破坏和岩石圈纵向的减薄在中国东部的一次重要耦合事件。根据高温高压实验岩石变形研究，可以阐释岩石圈减薄过程中物理化学条件变化对岩石圈流变性的影响。综合分析突出强调了地壳各圈层的流变性变化、伸展环境中中下地壳流动性及其对于地壳伸展构造发育的制约以及壳幔拆离过程对于岩石圈减薄和克拉通破坏的重要作用。