地质历史时期的地壳运动与构造-热事件

燕山地区在早前寒武纪结晶基底形成时期、中新元古代—古生代克拉通盖层形成时期及中新生代陆内造山时期，发育强度不同、特点不同的地壳运动，伴有多期区域性构造－热事件。通过对不同时期的古构造－建造鉴别与筛分及同位素年龄的统计分析，能够良好地揭示出漫长地质历史时期与区域成矿作用密切相关的主要地壳运动与重要构造－热事件（孙殿卿、崔盛芹，1980；崔盛芹、吴珍汉，1997）。

一、太古宙—古元古代克拉通基底形成时期的主要地壳运动与构造－热事件

太古宙—古元古代，是包括燕山及邻区在内的中朝地台的结晶基底形成时期，发生了多期强烈的区域性地壳运动，如迁西运动、阜平运动、五台运动、吕梁运动等，伴有多期、不同方向的构造变形与区域中、深变质作用及火山喷发、岩浆侵入等热事件。

1.迁西运动

迁西期地壳运动由于受到后期多次地壳运动的改造与晚期构造－热事件的叠加，因此，野外难以准确地鉴别出其对应的角度不整合，但在相关构造－热事件年龄的统计分布图上，仍有明显显示（图1-8）。

迁西运动发生于3000～2900Ma，对华北地块范围内的冀东、辽西、辽东、吉林、五台、集宁、胶东等很多地区均有不同程度的影响。迁西运动使迁西群、密云群、集宁群、桑干群、下鞍山群、龙岗群、泰山群与建平群下部、胶东群下部等杂岩系发生了麻粒岩相—高角闪岩相区域变质作用和复杂的塑性流变，伴有紫苏花岗岩、花岗岩与基性—超基性岩浆侵入作用，形成冀东迁西渔户寨、太平寨、上营等地的紫苏花岗岩、迁安的军屯山片麻状花岗岩（2960Ma）（刘敦一，1991）与辽东的弓长岭花岗岩（3000～2900Ma）（刘敦一，1991）等岩体。

图1-8　燕山（a）与华山地块北缘（b）克拉通基底形成时期构造-热事件年龄统计分布图

Fig.1-8　Statistical diagrams of isotopic ages of Yanshan and north marginal area of NorthChina Craton during the formation of cratonic basement

统计资料包括变质岩与侵入岩的Rb-Sr等时线年龄、Sm-Nd等时线年龄、锆石U-Pb法年龄与³⁹Ar-⁴⁰Ar法年龄

2.阜平运动

阜平运动发生于2600～2400Ma（图1-8），是中朝地台早前寒武纪最强烈的地壳运动之一，导致山西五台山地区阜平群、龙泉关群与上覆五台群之间的角度不整合接触关系，使单塔子群、乌拉山群、阜平群、上鞍山群、中上建平群、中上胶东群及夹皮沟群发生角闪岩相为主的区域变质作用，伴有强烈的片麻岩穹状隆起、固态塑性流变、韧性剪切变形与广泛的片麻理、片理化等构造变形及强烈的混合岩化与岩浆侵入作用，形成迁安、迁西、鞍山、清源、海城等地区的卵形构造（穹隆构造）与山海关—绥中混合花岗岩带（2403～2475Ma）、辽东齐大山花岗岩（2400Ma）（曹熹，1992）、乌拉山花岗岩（2370～2470Ma）（马杏垣等，1990）等岩体及冀东、冀北、辽北、胶东、五台、吉南、夹皮沟、乌拉山等地区的花岗岩-绿岩带（沈保丰等，1994）。

3.五台运动

五台运动近似对应于冀东地区的双山子运动，发生于2200～2000Ma，导致五台山群与上覆滹沱群之间的角度不整合接触关系，使五台群、双山子群、红旗营子群、色尔腾山群、下辽河群与集安群等发生广泛的高绿片岩相-角闪岩相区域变质作用，伴有韧性剪切、紧闭褶曲与片理化等构造变形及强烈的岩浆侵入作用，形成大量韧性剪切带与多种类型的褶皱构造及都山花岗岩（2000Ma）（赵敦敏，1990）、张家沟辉绿玢岩（2265Ma）（孙家树，1994）等岩浆侵入体。在内蒙古西部与五台山等地区，形成一些花岗岩-绿岩带。

4.吕梁运动

吕梁运动发生于1900～1800Ma，是中朝地台早前寒武纪的另一次最重要的地壳运动（J.S.Lee,1939；任纪舜等，1980；孙殿卿、崔盛芹，1980），在冀东朱杖子—双山子、五台山、太行山、吉南、胶东等地区形成区域性褶皱幕，使朱杖子群、滹沱群、粉子山群、上辽河群、甘陶河群、二道洼群、老岭群发生强烈的构造变形与绿片岩相—低角闪岩相区域变质作用，形成了紧闭同斜褶皱、倒转褶皱、韧性剪切带与广泛分布的片理-劈理化带，伴有四子王旗花岗岩、兰营花岗岩（1790Ma）、半壁山花岗斑岩（1757Ma）等花岗质岩浆侵入作用，形成朱杖子花岗岩-绿岩带（李锦蓉，1997）。中朝地台统一的结晶基底也最终形成于吕梁期。

以上四期地壳运动与构造-热事件相互叠加、改造，形成颇为复杂的区域构造格局（图1-9）。

二、中新元古代—古生代克拉通盖层形成时期的地壳运动及相关的构造-热事件

吕梁运动之后，包括燕山地区在内的中朝地台进入了相对稳定的克拉通沉积盖层发育时期，直到古生代末。其间，地壳运动以地块升降运动（造陆运动）为主，形成多期沉积间断与区域性平行不整合接触关系；中新元古代尚伴有较强烈的裂谷作用、海底火山喷发与同沉积断裂活动，部分地区发育区域性浅变质作用。

中元古代—新元古代早期（1800～1000Ma），华北地块地壳差异运动仍比较强烈，总体处于坳拉槽（坳拉谷、古裂谷）演化阶段，形成若干裂陷中心（图1-10）。阴山与燕山坳拉槽呈近东西向，以近万米巨厚滨浅海相碎屑岩-碳酸盐岩-泥质岩建造为主，夹有多层海底中基性火山岩，在辽东北铁岭地区尚发育中元古代典型的枕状熔岩。以大同—沽源断裂与郯庐断裂为界，坳拉槽系自西向东分为三段，即西段的狼山-白云鄂博坳拉槽、中段燕山-辽西坳拉槽及东段的泛河坳拉槽。这些坳拉槽均发育于古克拉通基础之上，地层与沉积作用有一定的可对比性，但各自发育时期、空间上坳拉槽展布特点与建造类型都存在一定的差异性。

西段阴山坳拉槽系包括狼山-白云鄂博与渣尔泰坳拉槽，呈东西向线性展布，东西长超过500km，南北宽约100km，两侧均受近东西向同沉积断裂所控制。该坳拉槽形成时代可能较燕辽坳拉槽早。北部的白云鄂博坳拉槽沉积厚达9000m的白云鄂博群含铁-稀土元素沉积建造，夹有尖山组碳酸岩-中基性火岩系；而南部的渣尔泰坳拉槽沉积了厚达3200m的渣尔泰群含铁碳酸盐岩-碎屑岩建造，书记沟组夹有偏碱性中基性火山岩（王楫等，1989）。二者的沉积环境以滨浅海相为主，一些地段具半深海古环境，形成多个碎屑岩-碳酸盐岩-泥质岩沉积旋回。渣尔泰群与白云鄂博群形成之后，经历了一次较强烈的地壳运动（渣尔泰运动），使白云鄂博群与渣尔泰群发生绿片岩相浅变质作用和褶皱变形、韧性剪切变形；这次地壳运动时代约为1400Ma。1400Ma后，形成什那干群滨浅海相碎屑岩-碳酸盐岩-泥质岩系，其厚度较小，未变质，呈角度不整合覆于坳拉槽阶段地层之上，属典型的稳定盖层沉积。

图1-9　华北地块北缘及邻区太古宙—古元古代古构造图（据崔盛芹等（1980），稍作补充、修改）

Fig.1-9　Palaeotectonic map of the Archean-Paleoproterozoic of north marginal North China Craton

1～2—古元古代：背斜及倒转背斜、向斜及倒转向斜；3～4—太古宙：背斜及倒转背斜、向斜及倒转向斜；5—古元古代：片理、片麻理；6—太古宙：片理、片麻理；7—后期断裂、隐伏断裂；8—古元古代：中酸性侵入岩；9—太古宙：中酸性侵入岩；10—绿岩带；11—古元古代：碳酸盐岩层；12—后燕辽运动（1000Ma）磨拉石建造；13—太古宙与古元古代岩系分界线；14—正磁异常；15—负磁异常；16—卵形构造；17—韧性剪切带；18—郯庐断裂带磁异常线

图1-10　华北地块北缘中新元古代古构造图（据崔盛芹等（1976），稍作补充、修改）

Fig.1-10　Palaeotectonic map of the Meso-Neo-Proterozoic of north marginal North China Craton

1—隆起带；2—同沉积断裂带；3—中新元古界地层等厚线；阴山地区：白云鄂博群、渣尔泰山群，燕山、泛河地区：长城群、蓟县群、青白口群，辽东吉南地区：青白口群、震旦系；4—海底中、基性火山岩；5—中酸性侵入岩；6—基性侵入岩；7—显生宙断裂；8—后燕辽运动（1000Ma）磨拉石建造；9—地层厚度测点

中段燕辽坳拉槽总体上呈北东东向展布，明显受张家口—承德—北票同沉积断裂所控制。其中新元古代沉积地层厚达万米，其裂陷中心在蓟县—朝阳一带，北部沉积厚，向南向西沉积厚度具有逐步变薄的趋势。沉积地层自下而上依次为长城群、蓟县群，属一套滨浅海相沉积建造，在中元古代早期形成大红峪组偏碱质中基性海底火山岩系。该裂陷中心四周被隆起带所包围，它们大部分为水下隆起。裂陷作用始于1800Ma，其间发育多次上升运动；如1400Ma发生的滦县运动，造成蓟县群与长城群之间的沉积间断与平行不整合；1000Ma发生的芹峪运动，造成青白口群与蓟县群之间的沉积间断与平行不整合。新元古代下马岭组沉积之后，景儿峪组海绿石石英砂岩建造的广泛超覆，标志着本区开始转入稳定的克拉通盖层发育阶段。

东部泛河坳拉槽分布于郯庐断裂以东地区，其裂陷作用的开始时代较燕辽坳拉槽晚，缺失长城纪常州沟期、串岭沟期与团山子期沉积，裂陷沉积作用自长城纪大红峪期开始。裂谷期形成的长城群大红峪组、高于庄组、蓟县群为一套碎屑岩-碳酸盐岩系，其沉积特征、地层时代与燕山坳拉槽有很大的一致性，也存在一定差异性，如泛河坳拉槽雾迷山期发育枕状中基性熔岩，反映这一时期的活动性较大。泛河坳拉槽结束时代为中元古代末，燕辽运动（1000Ma）之后形成殷屯组粗碎屑岩，其岩性特点类似于后造山期磨拉石建造。

东段胶东地区、辽东南部与吉南地区，在中元古代（1800～1000Ma）长达800Ma的时期内，一直处于隆起剥蚀状态。经过新元古代初期燕辽运动之后，大连—复县地区形成了永宁群的磨拉石建造及细河群、五行山群与金县群的克拉通盖层；吉南浑江地区形成了白房子组磨拉石建造及细河群与浑江群的盖层沉积物。上述各期沉积建造具有良好相似性，均以较稳定的滨浅海相沉积建造为主，发育碎屑岩-碳酸盐-泥质岩沉积旋回。这套地层受中生代早期地壳运动的影响，局部发生了区域性浅变质作用，如旅大地区的细河群、胶东蓬莱群。

比较东、中、西三段中元古代坳拉槽，可看出它们在多方面都具有一定的可对比性，但也存在较大的差异性。

新元古代晚期—古生代，中朝地台构造活动性进一步减小，地壳构造运动微弱，大部分时间（寒武纪—中奥陶世与中石炭世—二叠纪）全区处于稳定的滨、浅海相与海陆交互相沉积环境，其间发生了多次海平面升降事件；晚奥陶世—早石炭世发生以总体隆升为主要特点的造陆运动，形成较长时期的沉积间断与区域性平行不整合。这一时期没有发生激烈的构造-热事件。

三、中新生代陆内造山时期地壳运动及其相关的构造-热事件

在经历中新元古代—古生代漫长的沉积盖层发育时期之后，燕山及邻区中新生代进入了一个新的构造活动时期，即陆内造山时期；其间的印支运动、燕山运动不仅对燕山地区，而且对东亚广大地区，均产生了强烈的影响，是地质历史时期中最重要的地壳运动之一。燕山及邻区中新生代构造运动及与其相关的形变作用、反转构造及岩浆活动等，常以幕式事件（episodic events）形式反映出来。

通过长期的地质调查与研究工作，在燕山及邻区鉴别出5～6期中生代的区域性角度不整合，每期区域性角度不整合代表一期褶皱幕或造山幕（Cui Shengqin and Li Jinrong,1983;Cui Shengqin et al.,1985;Cui Shengqin et al.,1990;Cui Shengqin and Wu Zhen-han,1997；崔盛芹等，1998）（表1-2、1—4）。燕山造山带印支期发育1～2个构造幕，包括发生于中三叠世末期的“前杏石口组构造幕”与发生于晚三叠世末期的“前南大岭组构造幕”，标志着本区中生代陆内造山作用的开始。燕山期（侏罗—白垩纪）产生四个区域性构造幕，包括早燕山期的“前髫髻山组构造幕”与“前东岭台组（前义县组）构造幕”及晚燕山期的“前孙家湾组构造幕”与上白垩统、下第三系之间的构造幕。与前述5～6期构造幕或造山幕相关的主要地质事件包括同造山幕时期的类磨拉石建造的形成与不同性质的岩浆侵入事件、与较强的挤压作用相关的褶皱变动和逆冲断裂活动、后造山幕时期的岩浆喷发事件、与较缓的伸展作用有关的一批新沉积盆地或火山-沉积盆地的产生、同沉积褶皱与同沉积断裂活动等。

表1-4　燕山造山带中生代火山沉积建造与区域性角度不整合发育时期简表

图1-11　燕山陆内造山带中生代构造-建造分布略图

Fig.1-11　Tectonic map of the Mesozoic of the Yanshan intracontinental orogenic belt

1—太古宙—古元古代构造层；2—中新元古代—古生代构造层；3～6—中生代火山-沉积建造：3—砂砾岩系，4—含煤岩系、含油页岩建造，5—酸性—中酸性火山-沉积岩系，6—基性—中性火山-沉积岩系；7—中生代区域性逆冲-推覆断裂构造带；8—花岗岩；9—碱性花岗岩；10—中性侵入岩；11—碱性岩；12—基性侵入岩；13—角度不整合；14—隐伏、推断地质界线

中生代多期、多幕地壳运动与构造-热事件的叠加，造成燕山陆内造山带颇为复杂的区域构造格局（图1-11）。

燕山造山带由于新生界发育不全，而且分布有限，难于直接观察到其内部明显的角度不整合界面。燕山造山带东南缘的下辽河及华北裂谷盆地内，在早第三纪断陷与晚第三纪—第四纪坳陷沉积物之间，广泛存在角度不整合关系（李国玉等，1988）。估计这次发生在早、晚喜马拉雅期之间的构造幕事件，也应对燕山造山带产生一定的影响。此外，伴随着喜马拉雅期燕山山脉的不协调隆升作用，其内部在不同的海拔高度，保存有北台期（早第三纪早期）、唐县期（中新世晚期）两级夷平面（易明初等，1991）。