燕山－太行山北段中生代构造变动精细过程及其与华北克拉通破坏的关系

运用构造变形分析与同构造沉积分析、平衡地质剖面编制与复原技术、同位素地质年代学及构造－热－年代学理论与技术相结合的方法，研究燕山造山带收缩构造变形的几何学、运动学特征、形成时代与演化过程，收缩构造变形造成的浅表层次地壳缩短与加厚幅度，不同方向和体系收缩构造变形之间的相互关系，收缩与伸展构造变形之间的时－空关系，揭示和定量评价克拉通破坏过程中收缩构造变形的贡献与作用，探索不同构造域相互作用在克拉通破坏过程中的地位；研究太行山北部中生代构造格局及其演变过程，收缩构造变形空间分布、几何学与运动学特征及形成时代，赞皇隆起和阜平隆起构造特征与形成机制，高角度断裂系统构造特征、形成时代及其与其它构造之间的相互关系；充实和深化对华北克拉通破坏浅部响应的认识，为探索克拉通破坏的构造基础和破坏过程，建立克拉通破坏构造动力学模型提供扎实的区域构造研究基础。

通过对太行山北部和燕山造山带收缩变形系统观测及关键区域详细填图，代表性剖面编制与平衡复原，关键地质体年代学测试以及同构造沉积物源区示踪，对收缩变形特征及其对华北克拉通破坏的贡献进行了研究。收缩变形表现为基底卷入的大型逆冲构造，基底为核的大型纵弯褶皱，韧性逆冲推覆构造以及散布式小型、多方向、多极性逆冲断层和相关褶皱。收缩变形主要有近NS向和NW-SE向。近NS向缩短变形最早发生于260Ma之前，最晚持续到125Ma之后，其中最主要的有两期：一期发生在髫髻山组火山活动（165-152Ma）之前，另一期发生在土城子组（152-139Ma）之后、张家口组火山活动（136-130Ma）之前。NW-SE向缩短变形，在太行山北段东麓至少存在约157Ma和137-131Ma之间的两期，在燕山西段发生于162-141Ma期间。收缩变形显示华北克拉通东部在整体破坏之前已逐步失却克拉通的稳定性。.燕山中段承德-丰润剖面主体反映了136Ma之前近NS向缩短变形，平衡复原显示近NS向浅部地壳变形缩短率为37.94%。根据对华北克拉通收缩变形前地壳厚度及卷入收缩变形的上部地壳厚度估算,136Ma之前近NS向缩短变形后地壳厚度可达47-50km，接近拆沉模型下地壳榴辉岩化所需地壳厚度。辽西南部凌源一带主要记录和保存了130Ma之前NW-SE向的缩短变形。变形剖面线长平衡复原显示，NW-SE向缩短变形引起的浅部盖层地壳缩短率约为41-51.25%，缩短变形导致盖层加厚量约4.7-7.3km，即可使盖层加厚至11.6-14.2km。.酸性为主的张家口组火山活动（136-130Ma）发生于近NS向收缩变形之后、NW-SE向收缩变形仍在持续的背景之上。基性为主的义县组火山活动（125-120Ma）期间或之后，才发生以广泛的断陷盆地和局部的变质核杂岩为代表的伸展变形。缩短变形导致的地壳加厚及由此产生的重力势能差，与岩浆活动引起的岩石圈热弱化，为中浅部地壳的伸展垮塌创造了充分条件。因此，研究区的收缩构造变形，既直接导致了克拉通岩石圈浅层稳定状态的破坏，又为在深部可能发生的拆沉作用和在浅部产生强烈伸展变形创造了有利条件。这种重力垮塌条件叠加于俯冲板块回撤产生的应力场之上，则更有利于华北克拉通东部的最终整体破坏。拆沉作用和伸展变形可以视作早期收缩变形地壳强烈加厚的结果。据此重塑了华北克拉通破坏的变形过程。