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燕山东段~下辽河盆地中新生代盆岭构造及应力场演化

马寅生  
【摘要】: 燕山东段~下辽河盆地位于华北地块北部,在以往的构造单元划分上分属燕山造山带和下辽河盆地两个不同的构造单元。长期以来,许多研究者都是把燕山造山带和下辽河盆地分开来进行研究的。本文从从历史演化的角度把燕山东段~下辽河盆地中新生代以来的造山作用和成盆作用统一起来进行综合分析,详细论述了该区的地球物理和地质构造特征、中新生代盆岭构造演化和中新生代构造应力场演化。认为造山带和沉积盆地是岩石圈构造演化过程中的不同表现形式,二者在构造形式上虽然有所不同,但二者的形成是相互关联的。燕山东段~下辽河地区中新生代地质构造的演化过程是一个造山、成盆作用在时间和三维空间上的相互转换过程。 燕山东段~下辽河盆地中新生代的地质构造是在前中生代华北克拉通岩石圈基础之上发育起来的克拉通内(陆内或板内)盆岭构造带与造山带。中新生代以来该区的构造演化过程,经历了早中三叠世残留克拉通盆地、晚三叠世-早侏罗世上叠式盆地、中晚侏罗世断陷盆地、白垩纪断陷盆地和新生代裂谷盆地五个盆地演化阶段和中三叠世末、早侏罗世末、晚侏罗世末和白垩纪末、老第三纪末五个挤压作用时期。其构造作用过程具有类似“手风琴式”演化特点。 在燕山东段~下辽河盆地中新生代构造演化过程中,挤压作用和伸展作用均占有重要位置,总体来讲,挤压作用由强变弱,伸展作用由弱变强。挤压作用和伸展作用交替出现,挤压构造和伸展构造间互发育。中新生代的伸展构造既有变质核杂岩,又有盆岭构造及裂谷盆地,还表现在新生代的玄武岩喷发方面。中新生代的挤压作用在中三叠世末、早侏罗世末、晚侏罗世末、白垩纪末和老第三纪末形成了五期相应的挤压构造形迹。它们使得早期盆地萎缩或消亡,对早期盆地进行改造或造成盆地反转。 在此基础上,作者经过野外宏观观测和室内显微分析,基本厘定医巫闾山是一个白垩纪形成的变质核杂岩。根据区域构造演化综合分析及同位素年龄测定,认为医巫闾山花岗岩体时代并非前人所定的早燕山期,而是晚燕山期岩体。首次系统划分出该区中新生代以来不同时期的断裂活动,编制了下辽河盆地沙四期、沙三期、沙一+二期、东营期和老第三纪末的同沉积或同生断裂图。经过野外实地观测、断层泥的ESR法年龄测定和断层上盘黄土的光释光法年龄测定,确定辽宁北票发生于中生代燕山期的南天门断裂,也是一条切割了更新世马兰黄土的第四纪活动断裂。根据燕山东段~下辽河盆地中新生代以来造山、成盆作用过程中形成的构造形迹反推,结合对该区中新生代以来古应力及现今应力的系统测定和对该区中新生代构造应力场的光弹实验模拟,系统的论述了燕山东段~下辽河盆地中新生代以来的构造应力场演化。


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