华北地块、胶辽地块和郯庐断裂
乔秀夫张安迪
原文发表在《中国地质》2002年第29卷第4期。本文强调郯庐断裂带是震旦纪以来的构造地震带,而不是中生代的平移构造带。本文将地表地质记录、地震记录和深部地质联系起来,讨论郯庐断裂的平移问题。这篇文章发表后立即被广泛引用。
华北地块(NCB)和胶辽地块(JLKB)是中朝板块东部两个不同的构造单元,它们在震旦纪(630 Ma)开始裂解。这两个地块之间的边界被称为郯庐断裂(PTLF)。古郯庐断裂的位置与现今郯庐断裂(TLF)重合,即自合肥向北延伸,过渤海,过沈阳东,北东向至吉林南部。郯庐断裂带附近震旦系碳酸盐岩中的强震记录及相应的辉绿岩侵位是中朝板块内部裂解的基本地质证据,郯庐断裂带(板内地震带)的裂解期与元古宙超大陆罗迪尼亚的裂解期一致。
两个地块的太古宙基底岩石不同;元古界和古生代的发展历史不同,两个地块在晚石炭世莫斯科期重新闭合。朝鲜半岛中部的临津河带曾被认为是大别-胶南造山带的向东延伸,但这只是一条一般性的断层,朝鲜半岛尚未发现胶南超高压带。朝鲜半岛南部与辽东半岛古生代相似。因此,中朝板块的南边界,也就是胶辽地块的南边界,位于朝鲜半岛的南部,并通过黄海转换断层(YSTF)与胶南造山带相连。
辽宁瓦房店(原名富县)和山东蒙阴为含金刚石金伯利岩,分布于郯庐断裂带东西两侧,南北距离约550km。两地金伯利岩年龄在500 ~ 450Ma之间,即侵位于中奥陶世末期。鉴于两地金伯利岩在岩相学、矿物学和侵位年龄上的相似性,且靠近郯庐断裂两侧,一些地质学家认为它们可能侵位时相当接近,属于同一个岩省,所以瓦房店与蒙阴金伯利岩的距离总是用郯庐断裂的巨大平移来解释。
郯城-庐江断裂是一条切割岩石圈的深断裂。对比瓦房店和蒙阴的岩石圈剖面,应该是判断郯庐断裂是否有巨大平移的重要依据。通过对金伯利岩中地幔样品的研究,揭示了两地交叉的古岩石圈剖面非常不一致,表明当时它们并不相连或非常接近。基于区域地质构造研究获得的新认识,作者发现它们实际上侵入在中朝板块两个不同的构造单元上,两地距离与平移无关,不支持郯庐断裂左旋走滑有巨大平移的观点。本文希望这一跨学科研究提供的材料能有助于讨论中国东部这一巨型断裂系统的性质。
中朝板块东部分为两个地质历史不同的地块,即华北地块(NCB)和胶辽地块(JLKB)。
1区块基岩成分及边界
中朝板块东部两个地块基底的太古宙岩石分布见图1。根据吴家山的研究成果(表1),裂谷活动一直延续到现代。
近年来,万天峰和王晓峰对郯庐断裂中生代的历史演化进行了详细的研究,但对郯庐断裂古生代和新元古代的研究很少。郯庐断裂是一条自太古代以来长期发展的地壳断裂带,至今仍是一条活动地震带。
图3蒙阴和瓦房店奥陶纪古岩石圈剖面结论一致,不支持郯庐断裂平移740km的观点。地幔地质学提供的资料解释了郯庐断裂两侧不相连的岩石圈古地幔和前白垩纪地质体是由两个不同地块(图1中的NCB和JLKB)的基底岩石成分、构造性质和板块盖层发育的差异造成的,而不是平移的结果。
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