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华北板块中生代受北部古亚洲构造域、南部特提斯构造域和东部古太平洋三大显生宙构造域的叠加作用,具有复杂的构造演化背景,致使华北中生代尤其是侏罗纪期间的地球动力学背景及构造-古地理格局认识存在诸多争议。碎屑沉积岩记录着源区隆升过程、造山事件和地貌演化的重要信息。本文重点选取华北东部鲁西和胶东地区出露良好的侏罗-白垩纪沉积剖面,在区域年代地层格架和沉积格架构建的基础上,运用综合的碎屑物源研究方法来恢复其沉积物源体系,为认识华北东部侏罗-白垩纪构造-古地理演变提供沉积学依据。 华北东部下-中侏罗统含煤碎屑岩沉积具有良好的区域对比性,中-上侏罗统北缘转变为粗粒辫状河和扇三角洲沉积,鲁西地区以中粒河流相沉积为主。鲁西地区侏罗系砂岩碎屑骨架模式和重矿物组成及变化反映物源区以隆升加剧的高级变质基底和岩浆岩剥露区为主。除典型的华北板块基底古老年龄之外,特征的晚古生代年龄(393~250Ma、εHf(t)值分为-22~-3和-1~+13)的碎屑锆石源区仅匹配于华北北缘内蒙古隆起及其以北的兴-蒙造山带,碎屑石榴石中高级变质岩来源组分与华北北缘麻粒岩相带所产石榴石特征吻合。以上碎屑物源记录共同指示鲁西侏罗系碎屑物源主要来自华北北缘(内蒙古隆起)和兴-蒙造山带的混合物源,源区隆升活动在侏罗纪从早至晚有所增强。 鲁西早白垩世早期蒙阴组在重矿物组合、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成以及碎屑石榴石化学组成上均与侏罗系大体相似,最小锆石年龄接近地层沉积时限,指示侏罗纪的总体物源格局延续至早白垩世早期,碎屑骨架和重矿物组分相对变化反映亲兴-蒙造山带物质减少、而华北北缘中生代火成岩来源增多。早白垩世中晚期砂岩显示明显近源火山碎屑物质组分,但晚三叠世和晚侏罗世年龄锆石和亲华北北缘的碎屑石榴石在西洼组下段中依然存在,暗示至少130Ma以前鲁西可能与燕辽构造带仍有物源联系;130-120Ma之后砂岩显示绝对含量的早白垩世年龄岩浆锆石和火成岩来源石榴石,指示碎屑物源基本来自近源、近同期中基性火成岩。上述结果表明华北东部受华北北缘和兴-蒙造山带隆起控制发育的自北向南碎屑物源体系由侏罗纪延续到早白垩世早期(约136Ma,蒙阴组沉积上限),之后区域性伸展构造和火山活动逐渐发育,在130Ma之后形成盆-岭结构显著的近物源沉积格局。 胶东地区白垩系中新元古代碎屑锆石年龄(700~900Ma)的普遍存在指示亲扬子板块源区(包括苏鲁造山带)是南北两侧下白垩统的持续物源,不同的是胶菜盆地(130Ma之后)河流相沉积还具有明显的胶北地体物源碎屑特征;而近海灵山岛和崂山-八仙墩扇三角洲沉积砂岩相应碎屑锆石年龄峰值均匹配于扬子板块基底。上述物源来源与野外观测的古流指示方向一致。研究表明现今苏鲁带南北两侧近同期碎屑岩在沉积环境和碎屑物源组成上均有一定差异,说明两地不会是统一联合的沉积盆地,而是分别受控于临近隆起带断陷活动的伸展裂陷盆地。苏鲁带特征碎屑(包括诊断性的新元古代年龄锆石和三叠纪超高压变质矿物)在鲁西侏罗系-白垩系中均无发现,在苏鲁带南北两侧下白垩统碎屑沉积中超高压变质碎屑信息也仅微弱显示,指示苏鲁带超高压变质地体在侏罗纪时期并无大规模剥露,甚至在早白垩世时期剥露情况也极为有限,呈现出与大别造山带不一致的隆升剥露演化。 综合地层年代格架和沉积格架的约束以及区域源汇体系和构造背景的认识,本文认为受蒙古-鄂霍次克海缝合带的连续缝合影响,华北北缘及其北部的兴-蒙造山带在侏罗纪从早到晚隆升作用有所增强、至早白垩世早期136Ma前一直处于较高地势,与华北东部挠曲沉降区构成一大型山-盆耦合体系,华北东部腹地接收大量主要源自华北北缘和兴-蒙造山带深部隆升基底与岩浆岩的剥蚀碎屑;早白垩世中-晚期,由太平洋板块俯冲引起的华北乃至东北亚大规模伸展构造的发育使华北东部逐渐转变为近物源快速堆积的盆-岭结构古地理格局。华北东部早白垩世沉积物源体系“逐步向南萎缩”的演变可能正是华北晚中生代重大构造体制转折的地表沉积响应。