La formación del macizo Jia-Meng y su importancia geotectónica
La propuesta del cinturón plegado geosinclinal varisco o cinturón orogénico de colisión se basa principalmente en que esta zona está compuesta por un cinturón plegado geosinclinal en forma de arco en el borde sur de la plataforma siberiana o de Asia Central. Cinturón orogénico entre Siberia y la placa del norte de China. Comprensión parcial. Una evidencia más directa proviene de la comprensión de la edad de formación de grandes áreas de granito en el noreste y del metamorfismo de los estratos paleozoicos. En el pasado, basándose en el fondo tectónico regional y algunos datos cronológicos de isótopos K-Ar y R b-Sr, se determinó que la edad de formación de estos granitos era el Paleozoico tardío. También se creía que el Paleozoico ampliamente distribuido sufrió de Varisco. función del metamorfismo de la fase del esquisto verde (Dong Shenbao et al., 1986).
(1) Granito fanerozoico en el noreste de China
1. Marco cronológico del granito
Con el fin de revelar el marco cronológico del granito en el noreste de China, el proyecto El grupo llevó a cabo una datación sistemática con circón de alta precisión en granitos en áreas clave, y también elaboró estadísticas sobre los datos de datación con circón publicados en los últimos años y, basándose en esto, estableció un marco cronológico para los granitos fanerozoicos en el noreste de China (Figura 1-2). y compiló el mapa de distribución espaciotemporal del granito (Figura 1-3). Los resultados muestran que el granito distribuido en una gran superficie en el noreste de China tiene dos características obvias. En primer lugar, el cuerpo principal de granito se formó en la Era Mesozoica, no en el Paleozoico Tardío como se creía tradicionalmente. En segundo lugar, la evolución espaciotemporal del granito tiene etapas y divisiones obvias. Según la edad máxima del granito y los antecedentes de la evolución tectónica regional, el granito fanerozoico en el noreste de China se puede dividir claramente en cinco eventos tectónico-magmáticos. La edad máxima del magma corresponde al momento en que ocurrieron importantes eventos tectónicos regionales.
Figura 1-2 Estadísticas de edad de Zircon U-Pb del granito fanerozoico en el noreste de China
(1) Evento tectónico-magmático del Paleozoico temprano
Período pico La edad es 500 Ma, el rango de edad es 530-450 Ma y la edad geológica correspondiente es Cámbrico Medio-Ordovícico Medio. Este evento ha sido registrado en el Macizo Jiamusi, Macizo Songnen y Macizo Ergun-Xing'an. Este evento tectónico-magmático es básicamente consistente en el tiempo con la ocurrencia de lo que se conoce como Movimiento Xingkai en la región, o Movimiento Salail y Movimiento Panafricano en la región más amplia.
(2) Eventos tectónico-magmáticos del Paleozoico tardío
La edad máxima es 330 Ma, y el rango de edad es 340-310 Ma, correspondiente a la edad geológica de finales del Carbonífero Inferior. hasta principios del Carbonífero Tardío, se desarrolla principalmente en el bloque Ergun-Xing'an y se extiende al noreste a lo largo de las Grandes Montañas Khingan. Este evento es básicamente consistente con el momento de la fusión del bloque Songnen y el bloque Ergun-Xing'an.
(3) Eventos tectónico-magmáticos del Paleozoico tardío-Mesozoico temprano
La edad máxima es 260 Ma, el rango de edad es 270-240 Ma y la edad geológica correspondiente es el Tardío Pérmico-Mundo temprano de la Tercera Edad tras generación. Este evento es básicamente consistente con el tiempo de colisión y fusión de la Placa del Norte de China y la Placa del Noreste.
(4) Eventos tectónico-magmáticos del Mesozoico Temprano
La edad máxima es 190 Ma, el rango de edad es 210-160 Ma y la edad geológica correspondiente es el Triásico Tardío-Medio. Jurásico. Distribuido principalmente en las áreas de Xiaoxinganling-Zhangguangcai Ridge y Dongning-Yanbian. Antiguamente este conjunto de granitos se clasificaba como cinturón granítico hercínico. Este evento es básicamente consistente con el momento en que el antiguo dominio tectónico del Océano Asiático se transformó en el dominio tectónico peri-Pacífico.
Figura 1-3 Mapa de distribución espaciotemporal del granito fanerozoico en el noreste de China
(5) Evento tectónico-magmático del Mesozoico tardío
Edad máxima 115 Ma, rango de edad 140~110Ma, correspondiente a la edad geológica del Cretácico Inferior. El granito se distribuye principalmente en el área de las Grandes Montañas Khingan, extendiéndose en dirección noreste. Este evento coincide con el importante período de formación de cuencas del Mesozoico en el noreste de Asia y el tiempo de formación de la gran provincia volcánica del Cretácico en el noreste de Asia.
2. Entorno tectónico del granito del Paleozoico temprano
El granito del Paleozoico temprano se distribuye en el macizo de Jiamusi, el macizo de Songnen y el macizo de Ergun-Xing'an, pero los tipos son diferentes.
Los granitos de esta edad en el Macizo de Jiamusi se pueden dividir en dos tipos. Un tipo es el granito granate que se emplazó al mismo tiempo que el metamorfismo en fase de granulita (Wilde et al., 2001). 502~507Ma; el otro tipo es el pórfido y el granito de pórfido gigante que se emplazaron ligeramente antes del pico del metamorfismo de la fase granulita, con una edad de 515~534Ma. Este tipo de granito alguna vez se consideró granito mixto neoproterozoico. Los cuerpos rocosos representativos incluyen Dapandao y Baoqing Sanchahe.
El granito del Paleozoico temprano en el macizo Songnen se desarrolló en el área de la cresta Yichun-Zhangguangcai. "Geología regional de la provincia de Heilongjiang" (1993) informó que la edad isócrona R b-Sr de los cuerpos de granito Jiling, Xiaoxilin y Chaoshantun es de 440-370 Ma, y en base a esto, se estableció y propuso el movimiento Caledonio de la provincia de Heilongjiang. El Macizo de Jiamusi y el Macizo de Songnen fueron unidos por el Movimiento Caledoniano. Los resultados de la datación U-Pb con circón de alta precisión de estos granitos muestran que su tiempo de formación es de 508 a 460 Ma. También se encontró granito del Paleozoico temprano en el pico principal de la cresta Zhangguangcai, con una edad de 497-445 Ma. Entre ellos, también se encontraron circones heredados con edades de 912 Ma y 1700 Ma, lo que indica que puede haber un basamento precámbrico en lo profundo. la zona.
Los granitos del Paleozoico temprano en el macizo de Ergun son principalmente monzogranito y monzodiorita. Los cuerpos rocosos representativos incluyen el macizo rocoso de Tahe, el macizo rocoso de Luoguhe en el oeste de Mohe y el macizo rocoso de Gulian, etc., circón. La edad U-Pb es 504 ~ 517 Ma. También hay granitos subalcalinos de color claro con una edad U-Pb de 472-467 Ma en el macizo de Ergun en Rusia.
La evidencia anterior muestra que el granito del Paleozoico Temprano prevalece en varios bloques de basamento. Aunque los tipos de granito formados son diferentes debido a las diferentes composiciones de los bloques de basamento, refleja la existencia de orogenia del Paleozoico Temprano en el área. Debería ser sí. El metamorfismo de la fase anfibolita-granulita y la intrusión de magma granítico que acompañaron a la orogenia del Paleozoico temprano marcan que los bloques de basamento en esta área experimentaron un importante evento de consolidación de la corteza en el Caledonia temprano. Desde el Ordovícico tardío hasta el Carbonífero temprano (450-340 Ma), la región nororiental estuvo en un período relativamente tranquilo de actividad magmática granítica, lo que indica que los bloques de basamento en el noreste entraron en un período relativamente tranquilo después de experimentar el evento de consolidación de la corteza de Caledonia temprana. Ambiente tectónico estable, que acepta sedimentación marina somera estable.
3. Entorno tectónico de granito del Paleozoico tardío
Los resultados de las pruebas de edad de Zircon U-Pb muestran que el tradicional cinturón de granito varisco en la Gran Cordillera Khingan debe desintegrarse en dos partes, una parte es Granito mesozoico, parte del cual es granito del Paleozoico tardío. Según el análisis exhaustivo de nuevos datos cronológicos y datos petrográficos de cuerpos rocosos representativos, los granitos del Paleozoico tardío se dividen en dos categorías: una es la combinación calco-alcalina de diorita-granodiorita-granito monzonítico, que pertenece al granito tipo I. Se distribuye principalmente en Xing'an, Taguan, Baoshan, Langfeng y Tarqi en la región central de la Gran Cordillera Khingan, y se formó entre 340 y 320 Ma. Las características geoquímicas muestran que se formaron en el ambiente de subducción antes de la colisión de placas y tienen las características típicas de los arcos de magma calco-alcalinos del margen continental activo. El gabro del Paleozoico tardío aparece localmente, como el gabro cristalino del montón de Tahe (340-333 Ma) con plagioclasa rica en calcio (An=90), que también muestra las propiedades estructurales del gabro del margen continental activo. El segundo tipo es el granito monzonita-feldespato potásico calcoalcalino con alto contenido de potasio. El conjunto de rocas se superpone espacialmente al primer tipo de conjunto de rocas, y la edad del circón U-Pb es de 310-299 Ma. Las características geoquímicas muestran que la composición es de Tipo I, la cual es de origen post-colisión. Están ampliamente distribuidos pero aparecen esporádicamente. Estos dos tipos de granitos se distribuyen a lo largo de la dirección noreste de la Gran Cordillera Khingan. Evolucionan continuamente en el tiempo, se superponen en el espacio y disminuyen gradualmente en escala. En particular, las características de evolución continua de los tipos genéticos desde la subducción hasta la poscolisión. ilustran plenamente que a lo largo de la Hay una importante zona de colisión y fusión en el borde oriental de la Gran Cordillera Khingan.
(2) La sedimentación del Paleozoico superior y sus características de evolución estructural-térmica
1 Medio ambiente estructural-sedimentario del Paleozoico tardío
Ambiente estructural-sedimentario del Paleozoico tardío Es. una cuestión científica importante que restringe la comprensión de los atributos geotectónicos y la evolución de las cuencas en el noreste de China.
La investigación muestra que después del metamorfismo y magmatismo de Caledonia temprano, hay principalmente dos conjuntos de Paleozoico superior con características de distribución regional en el noreste de China. Uno es el Devónico-Carbonífero Inferior de sedimentación marina, que se desarrolla principalmente en las Grandes Montañas Hinggan. a lo largo de la línea Heihe-Arong Banner-Wunur-Yirbi-Dongwu Banner (representada por la Formación Niluhe y la Formación Hongshuiquan), también hay una pequeña cantidad de exposiciones en el borde oriental del bloque Jiamusi, distribuidas a lo largo de la línea Baoqing-Mishan ( Representado por la Formación Heitai), pero las características del conjunto biológico de fósiles de los dos son obviamente diferentes ("Geología Regional de la Provincia de Heilongjiang", 1993; el otro conjunto es el Pérmico Medio, que está dominado por sedimentos marinos, principalmente distribuidos); en el noreste En las partes central y meridional de la región, las exposiciones están muy extendidas a lo largo de la cuenca de Songliao y la cuenca de Erlian. Well Du 101 en el condado de Duerbot, al noroeste de la cuenca de Songliao, encontró fósiles de Spiriferella en la marga gris-negra a una profundidad de 1662-1946 m. Sus características son similares a las de la Spiriferella del Pérmico Medio expuesta alrededor de la cuenca de Songliao. del grupo Si son iguales. En el área de Xiaoxing'anling, en la parte norte de la cuenca de Songliao, también se han encontrado fósiles de almejas del Pérmico Medio en contacto con rocas metamórficas que originalmente se pensaba que eran Precámbricas. Estas evidencias demuestran plenamente que no hay duda de que el Pérmico Medio de sedimentos marinos existe bajo la cuenca Songliao, y que la variedad de sedimentos marinos se extiende hacia el norte hasta las Montañas Menores Khingan (Figura 1-4). Combinando datos geológicos regionales de las tres provincias (regiones) de Heilongjiang, Jilin y Mongolia Interior, se puede ver que desde finales del Carbonífero Temprano hasta principios del Carbonífero Tardío, excepto por el desarrollo de sedimentos marinos en la región sur, el todo el norte estuvo en un ambiente de levantamiento y denudación; desde el Carbonífero Tardío hasta el Segundo Medio. Durante la época intersticial, toda el área estuvo en un fondo tectónico extensional. Desde el Carbonífero Tardío hasta el Pérmico Temprano, una cuenca dominada por clásticos volcánico-normales. Se formó la sedimentación. La parte norte de la cuenca todavía era un ambiente continental, y la parte sur era un ambiente marino. El rango de sedimentación continental se movió hacia el oeste, cubre la zona de falla Heihe-Zhalaite con tendencia noreste (Figura 1-). 5); en el Pérmico Medio, la gama sedimentaria marina se expandió hacia el norte, formando una cuenca sedimentaria marina que era estrecha en el norte y abierta hacia el sur, los sedimentos continentales contemporáneos se desarrollaron en el noroeste y este de la cuenca (Figura 1). -6). Las características anteriores prueban que el patrón paleogeográfico sedimentario de Hokuriku y el Mar de China Meridional en la región noreste ya había aparecido en el Carbonífero Superior, y que el rango de sedimentación marina fue el más grande en el Pérmico Medio.
Figura 1-4 Mapa de distribución del Paleozoico Superior en el Noreste de China
Figura 1-5 Mapa simple de la paleogeografía de litofacies del Carbonífero Tardío en el Noreste de China y áreas adyacentes
Rocas Las características paleogeográficas de las facies muestran que después de la formación del arco magmático del Carbonífero Temprano (359-318 Ma) en la Gran Cordillera Khingan, el ambiente sedimentario del Paleozoico tardío en la región Noreste sufrió cambios importantes, con el cuerpo principal elevado hasta convertirse en un continente. , y el sur conectado con el antiguo Océano Asiático. En el norte, se desarrolló una cuenca sedimentaria volcánica-clástica continental durante el Carbonífero Superior durante el Pérmico Temprano al Medio, la cuenca se hundió aún más y recibió sedimentación marina; La parte sur siempre estuvo en un ambiente sedimentario marino desde el Carbonífero Superior hasta el Pérmico Medio, extendiéndose de este a oeste. Este patrón estructural-sedimentario muestra que una enorme cuenca sedimentaria del Paleozoico tardío se desarrolló en la región noreste durante el Carbonífero Superior al Pérmico Medio. La parte sur de la cuenca siempre estuvo conectada al océano (Océano Paleoasiático) y continuó recibiendo sedimentación marina. . Esto implica que existía un continente en el lado norte del antiguo Océano Asiático. Según el análisis de la relación entre unidades tectónicas de basamento y cuencas, este continente estaba compuesto por el bloque Ergun-Xing'an, el bloque Songnen y el Jiamusi. bloquear.
Figura 1-6 Un diagrama simplificado de la paleogeografía de las litofacies del Pérmico temprano a medio en el noreste de China y áreas adyacentes
2 Evolución térmica del Paleozoico superior
En la naturaleza Las investigaciones y los estudios de interior han demostrado que, excepto por el impacto parcial del metamorfismo de contacto o el metamorfismo dinámico, el Paleozoico superior en el noreste de China se encuentra principalmente en las etapas diagenética a diagenética avanzada y no se ha visto afectado por el metamorfismo regional.
(1) Evidencia fósil estratigráfica y biológica
Los estratos marinos del Paleozoico tardío en el noreste de China son principalmente del Devónico-Carbonífero Inferior y del Pérmico Medio, y la litología es principalmente clástica y rocosa. calizas, entre las que se desarrollan lutitas oscuras y calizas bioclásticas. Los estratos son de apariencia estable, bien estratificados, ricos en fósiles, bien conservados y no han sido transformados por metamorfismo. Hay muchos tipos de fósiles en los estratos del Devónico-Carbonífero temprano (Figura 1-7).
Las características fósiles representativas son que los fósiles de trilobites son enormes, con la cabeza, el tórax y la cola no separados (Figura 1-7A); los braquiópodos están muy diferenciados, con más de 35 géneros (Figura 1-7B); el cuerpo está bien conservado (Figura 1-7C, D); los arrecifes biológicos están desarrollados; la estructura bioclástica de la piedra caliza bioclástica está bien conservada (Figura 1-8). El Pérmico Medio se caracteriza por la fauna de braquiópodos Zess, con fósiles bien conservados (Figura 1-9). Well Du 101, en el noroeste de la cuenca de Songliao, encontró pequeños fósiles de golondrinas bien conservados de la Formación Zhesi en el Pérmico Medio, lo que indica que incluso el Paleozoico superior debajo de la cuenca, con una profundidad de entierro de casi 2000 m, no se vio afectado por el metamorfismo.
Figura 1-7 Principales características fósiles del Devónico al Carbonífero Inferior en el noreste de China
Figura 1-8 Características de la microestructura de la piedra caliza bioclástica del Paleozoico superior en el noreste de China
p>
Figura 1-9 Características fósiles representativas del grupo de braquiópodos Zhes en el Pérmico Medio
(2) Evidencia de indicadores de evolución térmica de las rocas
Para comprender el Pérmico Superior Diagénesis paleozoica Para estudiar la relación entre el grado de metamorfismo y la formación de metamorfismo, se recolectaron 47 muestras de lutita de los estratos del Paleozoico tardío y se analizaron para determinar la cristalinidad de la illita. Los resultados mostraron que el rango de distribución de la cristalinidad de la illita es de 0,28 a 0,89. Según el estándar de clasificación comúnmente utilizado de más de 0,42 como diagénesis de alto grado y menos de 0,42 como casi metamorfismo de bajo grado (Tabla 1-1), el 66% de las muestras analizadas tienen una cristalinidad de illita superior a 0,42, lo que indica que la mayoría Las lutitas se encuentran en la etapa diagenética avanzada. R de rocas paleozoicas en 19 pozos existentes en la cuenca de Songliao. En los datos, 11 pozos tienen valores de Ro inferiores a 2,5 (Figura 1-10). Según el esquema de clasificación de diagénesis y metamorfismo de Frey (1987) (menos de 2,5 es la etapa de diagénesis y mayor de 2,5 es la etapa de metamorfismo), el cuerpo principal del Paleozoico Superior en la cuenca no ha alcanzado la etapa de metamorfismo.
Tabla 1-1 Zonificación de la diagénesis de rocas-metamorfismo de grado muy bajo
Figura 1-10 Características de la reflectancia de vitrinita (Ro) de rocas del Paleozoico superior en la cuenca de Songliao
La evidencia macroscópica y microscópica anterior muestra que ni el área de afloramiento ni el Paleozoico superior en la cuenca sufrieron metamorfismo regional en el noreste. En el pasado, las rocas metamórficas regionales que se clasificaban como Paleozoicas eran en su mayoría rocas metamórficas de contacto o rocas metamórficas dinámicas relacionadas con actividades de intrusión o fractura del macizo rocoso mesozoico. Las rocas metamórficas de contacto se caracterizan por la aparición de minerales metamórficos característicos como la andalucita y la cordierita y el carpe. (Figura 1-11, Figura 1-12). A medida que nos alejamos del macizo rocoso, el metamorfismo de contacto térmico desaparece gradualmente y pasa a estratos sedimentarios normales. El ancho de la zona metamórfica de contacto suele ser de 300 a 700 m. Las rocas dinámicamente metamórficas se desarrollan principalmente en y cerca de grandes zonas de fallas, con diversos grados de deformación dúctil-frágil.
Figura 1-11 Microestructura de los hornfels andalusitas en Qianxinglong, Molidawa Banner, Mongolia Interior
Figura 1-12 Medición real de la zona metamórfica de contacto de la Formación Bembatu del Carbonífero Superior en el Sección de las Grandes Montañas Hinggan
A partir de esto se puede determinar que el atributo estructural del Paleozoico tardío de la región noreste no era un cinturón orogénico plegado activo, sino una unidad tectónica relativamente estable.