论文部分内容阅读
东北亚晚中生代发育大规模伸展构造，如变质核杂岩、地堑盆地和岩浆作用，伸展方向主体为NW-SE向。这些伸展构造在华北板块的东部报道较多，在西部腹地除亚干变质核杂岩外，目前还基本没有报道。内蒙古西部英巴（英格特-巴格毛德）地区发育一条北东走向的韧性剪切带-英巴剪切带，它可能是东北亚晚中生代大规模伸展构造在西部腹地的组成部分。我们选择英巴剪切带进行系统的几何学、运动学、变形样式、年代学等方面的研究，限定剪切带的构造特征和形成时限，并进一步探讨英巴剪切带在东北亚晚中生代大规模伸展中的区域地质意义。英巴地区发育元古代变质杂岩、石炭纪沉积地层、白垩纪沉积地层、晚古生代花岗质岩体、早中生代岩脉等构造单元。英巴剪切带出露于晚古生代英巴花岗质岩体的北西边界，切穿了除白垩纪沉积地层之外的几乎所有构造单元。剪切带发育典型伸展拆离模式下的构造岩组合，含有糜棱岩化片麻岩、糜棱岩、碎裂岩、角砾岩、断层泥等构造岩。花岗质糜棱岩是剪切带内的主要构造岩，其糜棱面理和糜棱线理都主体低角度向北西倾;不对称运动学标志，如错断标志体、C-和C-型剪切条带、不对称褶皱、不对称残斑系、“矿物鱼”、石英晶格优选方位等，均指示向北西的滑移方向。所以，英巴剪切带的构造特征为脆-韧性NW向伸展型正断层。剪切带内的矿物普遍经受了较为低温得变形，石英和长石的显微组构，如脆性破裂、膨突和亚颗粒旋转动态重结晶作用及石英的c轴优选方位极密图等，指示剪切带的变形温度具有由南东(～500℃)向北西(＜350℃)逐渐降低的规律，主体变形温度为400-500℃。剪切带的有限应变和运动学涡度，以优化的Fry法为基础，进行计算，即对定向糜棱岩样品XZ和YZ面内大量出现的长石残斑系观测，获取应变椭圆的长短轴比(RsXZ和RsYZ)和长轴与剪切面之间的夹角（θ）。通过RsXZ和RsYZ计算的54组有限应变Rs值绝大部分落在了弗林图解的压扁区，总体RsYZ＞ RsXZ＞1。通过RsXZ和θ计算的30个运动学涡度Wm主要来自横切剪切带的两条剖面。两剖面的Wm值具有相似的变化规律，即由南东(～0)向北西(～1)逐渐增加。所以，纯剪切控制剪切带的南东部，并逐渐向北西转变为简单剪切。结合变形温度的变化规律，可以反演剪切带的应变路径，即早期地壳加厚带来的共轴压缩变形，被后期的重力垮塌和应变集中表现的非共轴变形叠加，最终形成低角度的高应变带内增加的简单剪切组分的两阶段演化模式。最终获得剪切带的变形样式为拉长-加宽和加宽-变薄剪切之间的一种应变相(RsYZ＞RsXZ＞1)。剪切带的形成时限由变形的和未变形的伟晶岩锆石U-Pb定年，结合变形矿物，如角闪石、白云母、黑云母的40Ar/39Ar定年进行限定。两个变形伟晶岩的形成年龄分别为144.0±4.1 Ma和145.6±1.4 Ma;角闪石的40Ar/39Ar年龄为141.0±3.0Ma，因角闪石的钾-氩体系封闭温度(500-550℃)较高于剪切带的主体变形温度(400-500℃)，这些年龄较接近于剪切带的启动时间。一个未变形伟晶岩的形成年龄约为134 Ma;两个白云母的40Ar/39 Ar年龄分别为131.4±1.5 Ma和130.8±1.6 Ma，因白云母的钾-氩体系封闭温度(350-420℃)较低于剪切带的主体变形温度，这些年龄更接近与剪切带的结束时间。黑云母的40Ar/39Ar年龄为115.0±7.0 Ma，应该记录的是剪切带抬升时的冷却过程。上述年代学数据反映英巴剪切带的形成时限为145-131Ma。所以英巴剪切带记录了早白垩世华北板块西部腹地的伸展事件，是东北亚晚中生代大规模伸展构造的重要组成部分。对于这些伸展构造的成因机制解释很多，我们认为英巴剪切带和亚干变质核杂岩所处的中蒙边界地区的大规模伸展与蒙古-鄂霍茨克洋的闭合有关，是闭合后造山垮塌的产物。在早中生代，北东走向的蒙古-鄂霍茨克造山带受到NW-SE向的挤压作用，引起地壳不断加厚，重力不断增加，达到临界点后，重力会突然代替水平挤压，成为最大主压应力，从而引发大规模重力垮塌式伸展，伸展方向与前期挤压方向一致，形成了NW-SE向伸展的亚干变质核杂岩和英巴剪切带。