摘要
克拉通破坏与岩石圈减薄是近年来地球动力学研究的热点，在构造上主要表现为伸展活动。变质核杂岩作为地壳强烈拉伸的浅部响应方式，是岩石圈减薄重要的构造证据之一。位于燕山构造带东端的医巫闾山变质核杂岩，由于其特殊的构造位置和较低的研究程度，成为研究华北克拉通东部中生代地壳具体减薄过程的理想对象。 根据野外详细调查，首次厘定出围绕着核部医巫闾山岩基周缘变质基底中发育一条长环形韧性剪切带，称为医巫闾山剪切带。剪切带产状围绕岩体连续变化，东段、南段分别向东、南缓倾（约20°），北段、西段分别向北、北西陡倾（约40°），整体呈背形穹窿状。整条剪切带发育基本一致的NNE-SSW向矿物拉伸线理，露头构造、显微构造及石英C组构皆指示剪切带不同部位都具有相同的上盘向SSW运动指向，表明剪切带形成之初产状平缓，后经穹窿作用形成现今长环形格局。剪切带上盘底部和下盘杂岩也被卷入这期塑性变形，其中下盘片麻岩与剪切带变形连续，面理产状总体平缓，并且靠近剪切带时产状趋于一致。下盘变质岩内侵入有大量长英质岩脉，与围岩一起被构造置换，不同阶段岩脉呈现强、弱不同的置换程度，显示同构造侵位特征。核部晚侏罗世医巫闾山岩基的变形现象也指示为同构造侵位岩基。上盘基底变形相对较弱，尤其是远离剪切带的南侧与北侧。盖层与基底之间的接触带多被此次变形利用成为构造滑脱带。上、下盘杂岩中的矿物线理主要以NNE-SSW向为主，运动方向与剪切带一致，表明为同期变形的产物，并且下盘变质基底内广泛发生了分散流动变形。 显微构造分析表明，医巫闾山剪切带糜棱岩类石英和长石都普遍经历了动态重结晶。石英以颗粒边界迁移型重结晶(GBM)为主，而长石主要表现为嵌入型重结晶(BLG)，部分呈现与亚颗粒旋转型(SR)共存，两者一致指示了约600±50℃的变形温度。石英C轴组构特征也指示变形温度为526±50～637±50℃。由此表明该剪切带形成于中地壳角闪岩相环境。采用旋转残斑和形态因子法获得该剪切带不同部位运动学涡度值介于0.60～0.71，指示为一般剪切变形，且共轴组分占优势，指示剪切带活动期间受上覆荷载和下伏岩浆穹窿共同贡献的纯剪成分影响较大。 本次对尖砬子岩体的锆石ICP-MS U-Pb定年，显示其侵位年龄为160～159Ma，与区内医巫闾山岩基和观音洞岩体同期。医巫闾山剪切带及下盘基底内同构造岩脉定年限定这期变形发生在157～147Ma间，证实了晚侏罗世变质核杂岩的存在。本次获得的剪切带糜棱岩与基底片麻岩的角闪石、白云母和黑云母40Ar/39Ar年龄为159～125Ma，呈现从东至西逐渐年轻的变化规律。这指示核杂岩东部在晚侏罗世伸展变形中就发生了隆升，但幅度＜5km;而西部在早白垩世再次活动中才隆升至封闭温度。 本次在岩脉锆石定年中发现存在多种成因类型热液锆石，包括流体的溶解—再沉淀、富Zr热液流体的直接结晶及热液流体的交代改造。它们高度富集U、Pb、P、Y、Nb、Hf、Ta等元素，但Th元素含量不高，致Th/U比值总体在0.1左右，明显不同于岩浆锆石。前两种成因热液锆石还强烈富集REE，其球粒陨石配分曲线平坦，位于岩浆锆石之上，Ce无明显异常，Eu负异常。后一种热液成因锆石高度富集HREE，但普通铅与LREE含量很低，与岩浆锆石相当，稀土元素球粒陨石配分曲线非常倾斜，Ce强烈正异常，Eu负异常。部分热液锆石给出了147Ma左右的可靠年龄，略晚于岩脉的侵位时间(159～147Ma)，有效记录了区内晚侏罗世构造－岩浆事件的结束时间。 在经历晚侏罗世核杂岩发育之后，医巫闾山地区遭受了一期短暂的挤压变形事件。区内多个地区出现了NE-SW向褶皱与逆冲构造。综合分析认为这期构造事件发生在147～136Ma之间，应是燕山运动B幕在区内的表现。 核杂岩早白垩世期间再次发生了伸展活动，形成的瓦子峪剪切带出现在西侧杂岩与上覆盆地或长城系盖层之间，呈NNE向延伸，切割了早期医巫闾山剪切带西南段，使后者呈不完整环形样式。瓦子峪剪切带除北段产状较陡外，总体低角度向北西缓倾，发育有波瓦状褶皱。该剪切带具有一致的上盘向NWW运动学指向，显示是在NWW-SEE向拉伸中形成的，与早期拉伸方向近垂直。远离该剪切带的下盘变质岩内，保留了大量早期组构信息，没有出现同期大规模塑性流动变形现象，表现为中地壳集中变形特征。 矿物变形温度计、石英C轴组构特征和糜棱岩中常见的绿泥石化退变质现象，共同指示瓦子峪剪切带的变形温度在550～250℃之间，表明其起源于中地壳，并经历过从深部向浅部的剥露过程。对比发现，该剪切带峰期变形温度仅比医巫闾山剪切带低50～100℃，两者起源深度相近，表明瓦子峪剪切带开始发育时医巫闾山剪切带西侧仍处于中地壳环境，与40Ar/39Ar定年结果相吻合。 本次从瓦子峪剪切带糜棱岩与相邻片岩中获得的白云母与黑云母40Ar/39Ar年龄介于127～116Ma，记录了变形冷却年龄。剪切带内完全置换岩脉锆石U-Pb定年结果为151～147Ma，限制其活动发生在147Ma之后。同构造侵位的石山岩体，其锆石年龄为125～123Ma。再结合剪切带所控制的上叠盆地（阜新—义县断陷盆地）内火山岩的同位素年龄，认为瓦子峪剪切带的活动时间为135～100Ma。 通过上叠盆地内同火山活动正断层和张裂脉的应力场反演，指示地壳浅部的拉伸方向为NWW-SEE，以单向拉伸机制为主，与韧性剪切带所记录的中地壳拉伸方向一致，表明区内地壳不同层次当时处于统一的拉伸应力场中。 本次工作发现，医巫闾山变质核杂岩分别经历过晚侏罗世与早白垩世两阶段伸展演化，呈现非常独特的伸展构造组合。晚侏罗世核杂岩发育中出现了大规模的中地壳流动，类似于渠流模式，相应形成近水平的拆离韧性剪切带—医巫闾山剪切带。这是由于同期大规模的壳源岩浆活动使中-下地壳被加热软化，从而出现分散的流动变形，发生了重力垮塌。该阶段核杂岩仅发生过有限的均衡隆升。早白垩世时，岩浆活动相对较弱，加之地壳先期已发生过减薄，从而中地壳没有软到可以流动的程度，结果表现为仅沿瓦子峪剪切带的集中变形。早白垩世核杂岩以滚动枢纽模式发育，是区域拉伸与均衡隆升共同作用的结果。 晚侏罗世医巫闾山变质核杂岩的厘定，指示华北克拉通在晚侏罗世时已经从北部开始发生破坏，到早白垩世遍及整个华北克拉通东部，并达到峰期。晚侏罗世与早白垩世两期伸展活动可能都是发生在与太平洋有关的弧后拉张背景下。拉伸方向从晚侏罗世NNE-SSW向转变为早白垩世NWW-SEE向，可能与海沟后退方向的转变有关。
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