华北地块北缘晚古生代盆地演化及盆山耦合关系

【摘要】： 华北地块北缘晚古生代聚煤盆地自西至东包括内蒙古大青山、河北兴隆、 平泉、辽西南票等聚煤盆地，它们紧邻于内蒙古造山带的南侧。这些聚煤盆地 中的石炭二叠含煤岩系均平行不整合于下古生界寒武奥陶系以碳酸盐岩为主的 沉积地层之上。盆地的形成、沉积充填及发展演化均受控于内蒙古造山带的板 块构造作用，因而是研究造山带与盆地耦合关系的良好场所，具有大陆动力学 探索意义。 本次研究以板块构造理论和大陆动力学探索为学术指导思想，从活动论观 点出发，以沉积作用研究为主线，重点选择具代表意义的内蒙古大青山和辽西 南票两个晚古生代聚煤盆地，并把盆地的形成、沉积充填与内蒙古造山带的造 山作用过程联系起来，综合分析研究，主要取得以下认识： 1.华北北缘晚古生代聚煤盆地形成于华北板块北部陆缘发生向北向西伯 利亚南缘南蒙微板块之下强烈俯冲的挤压构造背景之中，并随内蒙古造山带板 块构造作用的演化而盆地性质发生转化。晚石炭世-早二叠世早期华北北缘晚 古生代聚煤盆地是在统一华北晚古生代克拉通盆地背景下的断坳陷盆地；早二 叠世中晚期-晚二叠世由先期的断坳陷盆地转化成为前陆盆地。因而华北北缘 晚古生代聚煤盆地是复合性叠合盆地。 2.华北北缘两个晚古生代聚煤盆地的砂、砾岩古流向测量、砾岩的物源 分析、砂岩的骨架颗粒类型及其量比统计分析，表明陆源剥蚀区在盆地以北， 且不同时期陆源区母岩组合呈规律性变化。证实石炭二叠纪时盆地北侧陆源区 的风化剥蚀具有先从下古生界寒武奥陶系开始，逐渐过渡到中、新元古代沉积 盖层和出现大面积的太古界变质岩及侵入其中的花岗岩为主的风化剥蚀时空演 摘 要 化特点．早二叠世末－晚二叠世，内蒙古造山带先期喷发的中酸性火山熔岩也 成为重要的母岩类型．陆源区的母岩组合及其变化决定于内蒙古造山带不同时 期的板块构造作用。 3．华北北缘两个晚古生代聚煤盆地石炭二叠煤系地层中赋存有34－39层 火山碎屑沉积事件层，可划分出12个火山事件沉积序列，且不同时期的火山 碎屑沉积事件层中的主要微量元素值或比值呈规律性的变化，具有可对比性。 通过与内蒙古造山带区晚石炭世、早二叠世火山岩的岩石学、岩石化学、稀土 元素对比分析研究，确认华北北缘晚古生代聚煤盆地中的火山碎屑物来源于内 蒙古造山带C厂P；的大规模＞酸性火山喷发．盆地中的火山碎屑物是在强烈的 火山爆发过程中由大气流顺并降落于盆地中、得以保存，固结成岩而成．为 华北北部晚古生代聚煤盆地煤系地层的煤岩层精细对比提供了新的依据，同时 也为研究盆山关系提供了证据． 个“阴山古陆”并非是古老隆升的古陆．它是在晚石炭世华北板块北部陆 缘向西伯利亚板块南缘南蒙微陆块俯冲碰撞的挤压构造背景中发生拱起隆升， 成为华北北缘晚古生代聚煤盆地的物源区．随造山作用的演化，在早二叠世末 期－早三叠世的强烈诬撞全面造山与隆升的过程中转化成为造山带的前陆诏皱 冲断带，并后又遭受中新生代构造运动的强烈叠加改造，始才成为现今古老变 质结晶基底岩系广泛剥露的隆起带． 5．内蒙古造山带和华北北缘晚古生代聚煤盆地是在统一的构造框架和动 力学体制下形成的孪生体，它们的形成和发展演化都受控于西伯利亚和华北两 大板块构造作用，山－盆两者之间存在着耦合关系．具体表现为华北北缘晚古 生代聚煤盆地伴随北侧造山带造山作用的发生和演化而形成；盆地的性质随内 蒙古造山带板块作用的演化而转化；盆地的沉降、沉积充填速率及其变化、砂 踞的碎屑成分变化均受控于内蒙古造山带不同时期的板块作用，同时也客观 地记录和反映了内蒙古造山带的造山与隆升过程．因而内蒙古造山带和华北北 缘晚古生代聚煤盆地两者之间存在着造山带与盆地在同一动力学过程中相伴共 生的构造演化关系．显然，具有重要的大陆动力学探索意义．