辽东半岛位于华北板块东北部,在晚中生代经历了强烈的构造变形,尤其是研究构造体制从挤压转换为伸展的关键区域。构造窗的三维构造解析和钻孔数据清晰地显示寒武系灰岩覆盖在侏罗系碎屑岩之上,由此厘定了辽东半岛南部的瓦房店地区的元台逆冲推覆构造。通过对侵入该逆冲推覆构造的花岗闪长岩岩墙进行年代学分析,获得的了128.3+1.3Ma的锆石U-Pb年龄,进一步将逆冲推覆的时间限定在晚侏罗世至早白垩世早期。为了详细解剖辽东半岛发生区域伸展前这期逆冲推覆构造所代表的挤压变形,本次研究选取了出露条件极佳的砟窑构造窗的逆冲断层带露头进行了精细的三维构造解析,其主要构造特征包括:(1)在变形的中寒武统中发育米级不对称褶皱;(2)在变形的中侏罗统内发育分米级斜卧褶皱和次级叠瓦式逆冲断层;(3)断层带中可见无面理化角砾岩、断层泥和脆性碎斑系。根据露头的这些脆性-韧性变形特征,我们推测断层带的形成位置接近地表。我们将环绕在砟窑构造窗周缘的逆冲断层解释为元台逆冲推覆构造的前缘褶皱逆冲带。并且利用断层相关褶皱理论,我们推断这一褶皱逆冲带可能是一个次级的双重构造,并提出了辽东半岛南部褶皱逆冲带的叠瓦式逆冲模型。此外,构造数据显示元台逆冲推覆构造的运动学为向南东逆冲,其符合该区域在晚中生代古太平洋板块向西北俯冲的动力学背景。该项成果为华北中生代大规模成矿期的构造背景及构造演化分析提供了新的数据。
图1.元台逆冲推覆系统中砟窑构造窗。a和b为两个倾向平行的剖面的拼接照片,c为剖面a的素描图,d为剖面b的素描图,e为走向平行的剖面拼接照片。下半球极射赤平投影图显示了砟窑剖面中构造要素的方位。C1中的经向大圆弧表示了褶皱两翼的产状,蓝色的点代表了褶皱枢纽。C-2、C-4和D-1是褶皱的π圆图解。C5中同时表示了褶皱枢纽和擦痕线理。这些图解中的黑色圆圈和蓝色三角形分别代表了褶皱的两翼和褶皱的枢纽。C-3中的大圆弧和蓝色点分别表示断层面和擦痕线理的产状。
图2 侵入逆冲推覆构造的花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄
图3 重建的逆冲推覆构造的大地构造背景
Qiu, L., Kong, R., Yan, D.P., Wells, M.L., Wang, A., Sun, W., Yang, W.X., Han, Y.G., Li, C., Zhang, Y. and Ariser, S., 2018. The Zhayao tectonic window of the Jurassic Yuantai thrust system in Liaodong Peninsula, NE China: geometry, kinematics and tectonic implications.?Journal of Asian Earth Sciences 164, 58-71.
该研究工作受“华北克拉通成矿系统的深部过程与成矿机理”(2016YFC0600102)第一资助