林偉 李金雁

1. 巖石圈演化國家重點實驗室，中國科學院地質與地球物理研究所;中國科學院地球科學研究院，北京 100029

2. 中國科學院大學地球與行星科學學院，北京 100049

中國東部中生代經(jīng)歷了復雜的擠壓和伸展的構造演化。以“燕山運動”為代表的幕式擠壓構造將中生代的伸展構造分成晚三疊世-早侏羅世、中侏羅世-晚侏羅世、早白堊世早期和早白堊世晚期-晚白堊世早期四個階段，其中白堊紀兩階段伸展構造影響范圍最廣、表現(xiàn)形式多樣、巖石圈減薄最為顯著(林偉等, 2021)。這一時期，中國東部表現(xiàn)為廣泛發(fā)育的巖漿活動、火山作用、地塹-半地塹盆地、巨型走滑斷裂、伸展穹隆或變質核雜巖等，代表了巖石圈尺度上的強烈伸展(Wangetal., 2011a; 索艷慧等, 2012, 2017; 林偉等, 2013a, 2019; Liuetal., 2013; Lin and Wei, 2020; 李三忠等, 2018)。其中，伸展穹隆或變質核雜巖是在地殼厚度較厚(約為60km)、地表熱流值非常高(100mW/m2)的背景下形成的一種特殊的寬裂谷，反映了中下地殼具有較大的伸展幅度和強度。同時，作為“華北克拉通破壞”最為典型的地殼尺度上的響應，位于中國東部的伸展穹隆或變質核雜巖得到了國際地質學界的廣泛關注，也是目前研究程度較高的一類伸展構造，二十余年來積累了大量的研究成果(Davisetal., 1996, 2002; Liuetal., 2005a, 2013; Lin and Wang, 2006; Linetal., 2007, 2008, 2013; Wangetal., 2011a, 2012; Lietal., 2013; Zhuetal., 2015; Yinetal., 2017; Lin and Wei, 2020; Chuetal., 2019, 2020; Wuetal., 2020; Meng and Lin, 2021)。作為伸展構造的典型樣式，科迪勒拉型變質核雜巖具有明確的指代性，且具有一定的解釋成分，易引起爭議。因而，本文中對“變質核雜巖”使用描述性的“伸展穹隆構造(extensional domal structure 或extensional dome)”來表述其幾何學形態(tài)(林偉等, 2019)。事實上，代表廣域NW-SE向伸展穹隆構造廣泛分布在從俄羅斯的泛貝加爾地區(qū)到我國的華南南嶺地區(qū)。正是這種類型的伸展構造使地殼深部巖石沿穹隆邊緣的拆離斷層折返至地表，使中下地殼結構發(fā)生了強烈的改造，構成了全球最為典型的“克拉通不穩(wěn)定”地區(qū)。本文綜合現(xiàn)有的研究成果及我們的最新認識，將歐亞大陸東部晚中生代中下地殼尺度的伸展構造發(fā)育區(qū)劃分為泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶、華北西部帶、華北東部帶、華北南緣及秦嶺-大別帶和華南中部帶，并對各帶伸展穹隆的結構樣式、時空分布和發(fā)育過程進行了系統(tǒng)分析、歸納和總結，進而討論這一大規(guī)模巖石圈尺度上的伸展構造形成的動力學機制。

值得指出的是，前人籠統(tǒng)地將白堊紀的伸展構造作為一個從135Ma到90Ma的持續(xù)過程(Dongetal., 2018及其相關的參考文獻)。事實上，早白堊世晚期(120Ma左右)的收縮構造可以將白堊紀的伸展構造及其伴隨的巖漿作用劃分為兩個較為鮮明的不同階段(張岳橋等, 2004; Zhuetal., 2018)。這兩個階段的伸展構造在野外的表現(xiàn)不易區(qū)分，均為NW-SE向伸展構造體系下產(chǎn)生的應變。早期的伸展構造發(fā)生在早白堊世早期(130～120Ma)，以伸展穹隆為主要表現(xiàn)，具有“對稱性”、“等時性”和“等深性”的特點(Lin and Wei, 2020)。而早白堊世晚期到晚白堊世早期(118～85Ma)的伸展構造以拆離斷層為主，時空分布上具有從NE向SW遷移的趨勢，即從遼東地區(qū)經(jīng)膠東-膠南-大別山-大云山-衡山至越城嶺地區(qū)，伸展構造形成時間從118Ma漸變?yōu)?5Ma左右(圖1)。

圖1 歐亞大陸東部晚中生代伸展穹隆構造展布圖(據(jù)Lin and Wei, 2020修改)各項相關數(shù)據(jù)的參考文獻參見正文.MCC-變質核雜巖Fig.1 Setting and distribution of the Late Mesozoic extension at the eastern part of Eurasia continent (modified after Lin and Wei, 2020)Data come from references that are mentioned in the text. MCC-metamorphic core complex

1 歐亞大陸東部白堊紀伸展構造特征

早白堊世，歐亞大陸東部發(fā)育有眾多伸展穹隆構造，從俄羅斯泛貝加爾-鄂霍茨克地區(qū)到蒙古國乃至中俄邊境地區(qū)，經(jīng)我國東北的松遼盆地，華北北部的陰山-燕山地區(qū)及華北南緣、秦嶺-大別-蘇魯超高壓造山帶至華南中部地帶(圖1)。從區(qū)域上，歐亞大陸東部晚中生代伸展構造由北向南大致可以分為以下幾個區(qū)域：(1)泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶；(2)華北西部帶；(3)華北東部及朝鮮半島北部帶；(4)華北南緣及秦嶺-大別帶；(5)華南中部帶。不同地區(qū)伸展穹隆的構造特點既有相似性，又存在一定的差別。

1.1 白堊紀伸展穹隆構造

大量晚中生代伸展穹隆構造(變質核雜巖、巖漿穹隆、滾動樞紐構造)在貝加爾湖南、蒙古國北部和中部、中俄邊境及松遼盆地北部廣泛發(fā)育(Van der Beeketal., 1996; Zorin, 1999; 張曉東等, 2000; Donskayaetal., 2008; Mazukabzovetal., 2011; Wangetal., 2011a, 2012)。從其發(fā)育的構造位置來看，它們主要位于中亞造山帶(CAOB)內，少量發(fā)育在西伯利亞地盾(Shield)的南緣，由NW向SE依次為Ulan-Ude(Selenga)變質核雜巖(Mazukabzovetal., 2011; Wangetal., 2011a, 2012)、Buteel-Burgutui變質核雜巖(Mazukabzovetal., 2006; Donskayaetal., 2008)、Zagan變質核雜巖(Donskayaetal., 2008)、Yablonovy變質核雜巖(Zorin, 1999)、Ereendavaa變質核雜巖(Daoudeneetal., 2009, 2013)、Nartyn巖漿穹隆(Daoudeneetal., 2009)、Altanshiree 巖漿穹隆(Daoudeneetal., 2009)、松遼盆地中央隆起和新開嶺穹隆(張曉東等, 2000; 趙海濱等, 2007; 圖1)。伴隨著這些中下地殼尺度上的伸展穹隆的發(fā)育，上地殼尺度上的伸展構造樣式表現(xiàn)為發(fā)育地塹-半地塹盆地(例如：泛貝加爾盆地群、東戈壁盆地群、二連和海拉爾盆地、松遼盆地；圖1)，這些盆地中充填了白堊紀陸相紅色碎屑沉積(Traynor and Sladen, 1995; van der Beeketal., 1996; Lambetal., 2008; Donskayaetal., 2008; Daoudeneetal., 2009)。這些伸展構造表現(xiàn)為近NE-SW長軸方向的穹隆，核部雜巖由變質程度較高的巖石(變砂巖-火山巖、云母片巖及片麻狀花崗質巖石)組成，并伴隨有同構造花崗巖的侵入(Zorin, 1999; Donskayaetal., 2008; Daoudeneetal., 2009)。穹隆邊緣通常發(fā)育有超過百米厚的低角度強應變帶將核部雜巖與變質程度較低的巖石分隔開來，體現(xiàn)了拆離斷層的特點，同時，強應變帶具有一致的NW-SE向礦物拉伸線理 (Mazukabzovetal., 2006; Donskayaetal., 2008; Daoudeneetal., 2009)。

沿著NW-SE向的礦物拉伸線理，泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶不同部位體現(xiàn)出不同的運動學特征。具有上部向SE的巖石剪切變形的伸展穹隆在其西北部發(fā)育，如貝加爾湖南部地區(qū)的Ulan-Ude變質核雜巖、Buteel-Burgutui變質核雜巖、Zagan 變質核雜巖和Yablonovy變質核雜巖(Zorin, 1999; Mazukabzovetal., 2006, 2011; Donskayaetal., 2008; Wangetal., 2011a, 2012)；上部向NW的運動學特征則表現(xiàn)在東南部的伸展穹隆中，如蒙古和俄羅斯邊境地區(qū)發(fā)育的Ereendavaa變質核雜巖、Nartyn和Altanshiree巖漿穹隆(Daoudeneetal., 2009, 2013)。因此，從幾何學和運動學的表現(xiàn)上看，該區(qū)伸展構造似乎具有沿蒙古-鄂霍茨克帶中部“對稱性”展布的特征(圖2)。但是，對于我國境內的松遼盆地中央隆起和新開嶺穹隆，目前缺乏對其周緣發(fā)育的拆離斷層運動學的研究，使得這種空間分布上的“對稱性”需要進一步研究和證實。

一般地，伸展穹隆快速隆升的過程被核部雜巖的快速冷卻所記錄，進而可以從其冷卻史推斷拆離斷層活動的時間或是伸展穹隆形成的時間(Linetal., 2011a, 2013)。相應的研究結果指示130～125Ma為這些伸展穹隆構造快速冷卻時間(圖3a)。這與我們在這些伸展穹隆的拆離斷層帶中收集到的17個黑云母40Ar/39Ar定年給出的130～122Ma的年齡范圍相吻合(圖2)。這一時限可能代表著泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶伸展構造發(fā)生的峰期時間，體現(xiàn)了這些伸展構造具有“等時性”的特點(圖2)。

圖3 歐亞大陸代表性伸展穹隆冷卻史及相關年代學圖解(a)泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶；(b)華北西部帶；(c)華北東部及朝鮮半島北部帶；(d)華北南緣和秦嶺-大別及華南中部帶Fig.3 Cooling paths and related geochronological data from representative extensional domes at the eastern part of Eurasia continent(a) Transbaikalia-Mongol-Okhotsk belt; (b) western part of the NCC; (c) eastern part of the NCC and Korea Peninsula; (d) Qingling-Dabie belt and interior of SCB

核部雜巖折返的幅度是衡量伸展穹隆的一個重要指標。礦物平衡溫壓計算表明Buteel-Burgutui變質核雜巖核部含夕線石黑云角閃片麻巖形成的溫壓條件為T=590～640℃，P=3.2～4.0kbar，且由全巖+夕線石+黑云母Rb-Sr定年的結果為129±9.3Ma，標示角閃巖相變質作用發(fā)生時間(Izbrodinetal., 2010)。Mazukabzovetal.(2006)也進行了相似的研究，給出的變質溫度較為相似(T=620～650℃)，但是壓力稍高(P=5.2～6.8kbar)，并推斷角閃巖相的峰期變質作用發(fā)生時間稍老，為134～126Ma。無論如何，以上結果均表明Buteel-Burgutui變質核雜巖的拆離正斷層將位于中下地殼大約20km深的核部巖石拆離-折返至地表。相似的研究方法表明Ulan-Ude核部雜巖從超過15km(P=3.5～4.6kbar)的深度折返到了地表(Mazukabzovetal., 2006)。令人遺憾的是，蒙古-鄂霍茨克帶SE部的伸展穹隆核部雜巖的折返歷史缺乏相應的研究工作，但是從角閃石40Ar/39Ar體系的封閉溫度可以推算Nartyn和Ereendavaa穹隆的核部雜巖在白堊紀早期(約130Ma)從超過18km的深度折返至地表(Daoudeneetal., 2012, 2013)。以上數(shù)據(jù)表明，核部雜巖折返的歷程具有“等深性”的特點，即由于拆離斷層的作用使核部雜巖從中-下地殼的深度回返至淺表。

1.2 華北西部帶白堊紀伸展穹隆構造

從內蒙古西部地區(qū)到燕遼地區(qū)西部，白堊紀伸展穹隆構造不僅發(fā)育于陰山-燕山褶沖帶所代表的陸內構造帶之中，同樣發(fā)育在華北穩(wěn)定克拉通的內部，我們命名為華北西部帶(林偉等, 2013a)。由西向東依次為亞干變質核雜巖(Zhengetal., 1991; Webbetal., 1999; Wangetal., 2004)、英巴變質核雜巖(Zhouetal., 2012; Yinetal., 2017)、呼和浩特變質核雜巖(Davisetal., 2002; Davis and Darby, 2010; Guoetal., 2012)、云蒙山變質核雜巖(Zhengetal., 1988; Davisetal., 1996, 2001; 劉翠等, 2004; Zhuetal., 2015)、喀喇沁穹隆(Hanetal., 2001; 王新社和鄭亞東, 2005; 林少澤等, 2014; Yangetal., 2020)，并包含沿太行山展布的西山(房山)同構造巖漿穹隆(Yangetal., 2005; Yanetal., 2006; Wangetal., 2011b)和紫荊關同構造巖漿穹隆等(Wang and Li, 2008; 圖1)。

華北西部帶的伸展穹隆構造幾何形態(tài)呈NE-SW向橢圓狀(圖1)。穹隆核部主要由不同時代的斜長角閃片麻巖、變質火山巖-沉積巖及花崗巖或片麻狀花崗巖組成。最為典型的特征是核部的二疊紀-侏羅紀花崗巖的邊緣發(fā)育了較為明顯的面理化，局部甚至糜棱巖化；而巖體內部呈塊狀，局部面理化或未變形(Hanetal., 2001; Wangetal., 2004; Zhouetal., 2012; Yinetal., 2017)。早白堊世花崗巖體邊緣則發(fā)育與拆離斷層相關的高溫韌性剪切變形，并被后期脆性破裂所改造，被解釋為“同構造巖體”(Hanetal., 2001; Wang and Li, 2008)。這些糜棱巖化巖石構成了伸展穹隆邊緣不同厚度的糜棱巖帶(米級到百米級不等)，糜棱巖面理呈中-低角度傾角，并使不同變質級別和年代相差很大的巖石并置在一起，顯示出了典型拆離斷層的特點(Davisetal., 1996, 2002; Webbetal., 1999; Wangetal., 2004, 2011a; Davis and Darby, 2010; Lin and Wang, 2006)。其典型特征是與伸展穹隆相關的拆離斷層中發(fā)育了一致的NW-SE向礦物拉伸線理(喀喇沁穹隆除外, Wangetal., 2011a; 林偉等, 2013a)。拆離斷層的上盤主要由未變質的二疊紀-侏羅紀火山巖和沉積巖構成(Davisetal., 1996; Hanetal., 2001; Wangetal., 2004; Davis and Darby, 2010; Guoetal., 2012)。淺部高角度正斷層疊加在韌性剪切帶之上，使穹隆核部雜巖和拆離斷層中的巖石發(fā)生破碎并充填在早白堊世上疊半地塹盆地(supradetachment basin)之中，值得指出的是，這些盆地主要分布在伸展穹隆的SE側(Renetal., 2002; Mengetal., 2003; Meng, 2003; Lin and Wang, 2006; 圖1)。

伸展過程中的不均一性在華北西部帶晚中生代伸展構造中表現(xiàn)最為突出。拆離斷層常表現(xiàn)為NE-SW向的“弧形(arching)構造”，表明拆離斷層在核部雜巖的折返過程中發(fā)生彎曲(Davisetal., 2002; 圖1)，這一特征在內蒙阿拉善地區(qū)的亞干穹隆、英巴穹隆和大青山地區(qū)的呼和浩特穹隆中表現(xiàn)最為典型。具體表現(xiàn)為拆離斷層分布在這些穹隆的NW翼和SE翼，且發(fā)育NW-SE向礦物拉伸線理。沿此線性構造，巖石表現(xiàn)出較一致的運動學特征，亞干和呼和浩特穹隆表現(xiàn)為上部向SE的剪切變形(Webbetal., 1999; Davisetal., 2002; Wangetal., 2004; Guoetal., 2012; 圖1)，而英巴穹隆卻體現(xiàn)了上部向NW的運動學特點(Zhouetal., 2012; Yinetal., 2017; 圖1)。與上述穹隆構造不同，位于更東部的云蒙山穹隆具有單側拆離的特點，其拆離斷層僅在SE翼發(fā)育，具有NW-SE向的礦物拉伸線理和上部指向SE的運動學特征(Davisetal., 1996, 2001; Lin and Wang, 2006; 圖1)。此外，雖然喀喇沁穹隆同樣具有單側拆離的特點，但其東緣的拆離斷層發(fā)育與穹隆的延伸方向近直交的NE-SW向的礦物拉伸線理和上部指向NE的剪切變形(Hanetal., 2001; 王新社和鄭亞東, 2005)。

亞干穹隆邊緣強應變帶中糜棱巖產(chǎn)出的黑云母具有129～126Ma的40Ar/39Ar年齡 (Webbetal., 1999; Wangetal., 2012)，與核部雜巖的快速冷卻時間(130～125Ma)相吻合，代表了拆離斷層的發(fā)育時間(Wangetal., 2012; 林偉等, 2013a; 圖2和圖3b)。英巴穹隆拆離斷層中僅有132～117Ma的白云母40Ar/39Ar年齡報道，單一種類的礦物定年和寬泛的年齡結果很難揭示穹隆快速冷卻的過程(Zhouetal., 2012; 圖2)。呼和浩特穹隆拆離斷層給出了122～119Ma的40Ar/39Ar年齡，代表了穹隆在折返過程中的快速冷卻時代(Davisetal., 2002; Davis and Darby, 2010; Guoetal., 2012; 林偉等, 2013a; 圖2和圖3b)。此外，喀喇沁穹隆、西山穹隆和紫荊關穹隆也分別記錄了134～125Ma、133～125Ma和129～128Ma的的快速冷卻過程(Zhangetal., 2002a; 王新社和鄭亞東, 2005; Wang and Li, 2008; 紀新林等, 2010; Wangetal., 2011b; 圖2和圖3b)。總體而言，以上年代學工作揭示了位于華北西部帶的伸展穹隆形成峰期為130～120Ma，體現(xiàn)了“等時性”的特征，并不具有向SE變年輕的趨勢(Wangetal., 2012)。

云蒙山伸展穹隆核部晚侏羅世閃長巖和花崗閃長巖的溫壓條件計算結果為T=662～772℃，P=6～12kbar，表明其侵位深度在21～42km(張家聲等, 2007)。此外，前人通過計算獲得云蒙山伸展穹隆東側糜棱巖的變形條件為T=450～630℃，P=4.3～6.9kbar(張慧等, 2018)。結合以上結果，我們認為云蒙山伸展穹隆東部的拆離正斷層將位于中下地殼15～25km的巖石折返至地殼。顯微構造觀察、石英c-軸組構分析和二長石溫度計計算指示了英巴穹隆西北緣韌性剪切帶的變形溫度為400～650℃，以33℃/km的正常地溫梯度為參照，英巴穹隆拆離斷層的發(fā)育深度為12～19km(Yinetal.，2017)。盡管呼和浩特伸展穹隆缺乏相關的溫壓計算，但是冷卻曲線表明其在早白堊世(122～119Ma)從角閃石40Ar/39Ar體系的封閉溫度(約550℃)快速冷卻至黑云母40Ar/39Ar體系的封閉溫度(約350℃)，同樣揭示了核部巖石從超過18km的深度折返至近地表(Davisetal., 2002; Davis and Darby, 2010; 林偉等, 2013a; 劉江等, 2014)?；贏l角閃石壓力計的分析，西山(房山)同構造巖漿穹隆核部早白堊閃長巖和花崗閃長巖的結晶壓力為2.5～4.5kbar，對應于9～16km的侵位深度(張哲坤, 2020)。同樣地，針對紫荊關同構造巖漿穹隆核部晚三疊世中-基性捕擄體開展的Al角閃石壓力計工作揭示其結晶壓力為3.8～6.3kbar，表明早白堊世巖體侵位時將位于13～22km的中-基性巖包裹其中(翟媛媛等, 2014)。以上結果說明華北西部帶伸展穹隆核部雜巖的折返同樣具有“等深性”的特點，即在伸展構造的作用下使得中-下地殼的巖石折返至近地表。

1.3 華北東部及朝鮮半島北部帶白堊紀伸展穹隆構造

華北東部帶指分布在郯廬斷裂附近和朝鮮半島北部地區(qū)的伸展穹隆構造，由北向南依次為遼西地區(qū)的醫(yī)巫閭山變質核雜巖(Darbyetal., 2004; Linetal., 2013)、遼東中部的岫巖巖漿穹隆 (Linetal., 2007, 2011b)、古道嶺和飲馬灣山同構造巖漿穹隆(關會梅等, 2008)、遼南變質核雜巖(Liuetal., 2005a; Yangetal., 2007)、朝鮮北部的Nampho穹隆(同構造巖漿穹隆，Wuetal., 2007a)、山東半島的玲瓏-郭家?guī)X穹隆(Wuetal., 2020)、鵲山伸展穹隆(夏增明等, 2016)及膠南滾動樞紐構造(Linetal., 2015; 圖1)。這些長軸呈NE-SW向展布的伸展穹隆核部主要由新太古代-古元古代片麻巖、云母片巖及不同程度面理化的中生代花崗巖組成。膠南穹隆內部主要由經(jīng)歷了晚三疊世高壓-超高壓變質的片麻巖和榴輝巖組成。這些伸展穹隆核部均被早白堊世巖漿巖侵入，巖體表現(xiàn)為不同程度的面理化，具有“同構造巖體”的特征(Zhaietal., 2004; 楊進輝等, 2008; Linetal., 2011b)。在穹隆邊緣，面理化甚至糜棱巖化巖石構成的低角度強應變帶將核部雜巖同未變質-淺變質的沉積巖分隔開來，被認為是拆離斷層(Yin and Nie, 1996; Liuetal., 2005a; Linetal., 2007, 2008, 2013, 2015; Charlesetal., 2011, 2012; Wuetal., 2020; Meng and Lin, 2021)。早白堊世地塹-半地塹阜新-義縣盆地、瓦房店盆地和膠萊盆地構成了NW側與伸展穹隆相耦合的上疊盆地(李思田, 1988; 圖1)。

與華北西部帶一樣，東部帶的伸展穹隆也體現(xiàn)出了不均一性。在最北部的醫(yī)巫閭山穹隆中，拆離斷層表現(xiàn)出明顯的單側拆離的特征，即以中等-緩傾面理、NW-SE向的礦物拉伸線理和上部向NW的剪切指向為特征的強應變帶僅發(fā)育在穹隆NW翼(Linetal., 2013)。盡管南部的遼南穹隆和岫巖穹隆邊緣的韌性剪切帶也具有NW-SE向的礦物拉伸線理和上部向NW的剪切變形，但其分布于二者的NW翼和SE翼，體現(xiàn)了拆離斷層呈“弧形(arching)構造”的特征(Lin and Wang, 2006; Linetal., 2007, 2008; 林偉等, 2013a; 圖1)。位于膠東半島的玲瓏-郭家?guī)X穹隆的SE翼和NNW翼均有糜棱巖帶的出露，且均具有NW-SE向的礦物拉伸線理，但運動學截然相反(Charlesetal., 2011; Wuetal., 2020)。穹隆SE翼拆離斷層具有上部向SE的運動學特征; 而NNW翼早白堊世郭家?guī)X花崗巖發(fā)育上部向NW的剪切變形，體現(xiàn)了同構造巖體的特征(Charlesetal., 2011)。鵲山穹隆和膠南滾動樞紐構造表現(xiàn)出單側拆離的特點，即拆離斷層僅在穹隆西緣發(fā)育，表現(xiàn)為近水平的面理、NW-SE向的礦物拉伸線理和上部向NW的剪切變形(Linetal., 2015; 夏增明等, 2016; Meng and Lin, 2021)。從幾何學和運動學上看，華北東部帶和西部帶的伸展穹隆構成非常“完美”的鏡像對稱，體現(xiàn)出區(qū)域上的“對稱性”。幾何學的“對稱性”表現(xiàn)為華北西部帶的拆離斷層及相關的上疊盆地多數(shù)發(fā)育在伸展穹隆的SE翼，而在華北東部帶，其主要發(fā)育在伸展穹隆的NW翼；運動學的“對稱性”體現(xiàn)為華北西部帶多數(shù)伸展穹隆具有上部向SE的剪切變形，東部帶伸展穹隆則以上部向NW的剪切變形為主(Charlesetal., 2011, 2012)。

醫(yī)巫閭山穹隆西緣糜棱巖40Ar/39Ar年代學研究表明其在125～120Ma經(jīng)歷了一個明顯的快速冷卻過程，揭示了伸展穹隆的折返歷史(Zhangetal., 2002b; Darbyetal., 2004; 張岳橋等, 2012; Linetal., 2013; 圖2和圖3c)。岫巖穹隆邊緣強應變帶中糜棱巖的白云母和黑云母40Ar/39Ar年齡為130～122Ma(林偉等, 2011)。40Ar/39Ar年代學研究也揭示了遼南穹隆經(jīng)歷了118～110Ma的快速冷卻過程(Linetal., 2011a; 圖3c)。郭家?guī)X巖體的榍石U-Pb和黑云母40Ar/39Ar年齡分別為130Ma和120Ma，反映了其同構造侵位過程中的快速冷卻(Charlesetal., 2013; Jiangetal., 2016; 圖3c)。玲瓏穹隆SE翼糜棱巖中含K礦物40Ar/39Ar年代學結果也記錄了該穹隆在130～120Ma的快速冷卻歷史(Charlesetal., 2013; Yangetal., 2014; 圖3c)。膠南背形帶中已有的40Ar/39Ar定年也給出了128～115Ma的結果，代表了穹隆折返過程中的快速冷卻(圖3c)。通過對上述東部帶伸展穹隆年代學結果的統(tǒng)計與分析，這些穹隆似乎經(jīng)歷了130～120Ma和118～110Ma兩期冷卻過程(圖2)，且早期伸展構造發(fā)生的時代具有“等時性”的特點(圖1)。

礦物平衡溫壓計算指示遼南穹隆邊緣卷入韌性變形的侏羅紀花崗閃長巖的結晶溫度和壓力分別為T=569±8℃、P=8.7±0.4kbar，表明該巖體侵位深度為29～32km，并由早白堊世拆離斷層折返至近地表(Linetal., 2011a)。古道嶺穹隆邊部糜棱巖中新生礦物(角閃石)的出現(xiàn)指示了巖體韌性變形過程中伴隨著角閃巖相變質作用，也表明其邊緣的拆離斷層發(fā)育于中下地殼層次(楊進輝等, 2008)?；诘V物平衡溫壓計算，玲瓏-郭家?guī)X穹隆核部晚侏羅世黑云母二長花崗巖和早白堊世似斑狀花崗閃長巖的結晶壓力分別為3～4kbar和4.2～5.4kbar，分別對應于10～15km和15～19km的侵位深度；同樣地，位于鵲山穹隆核部的晚侏羅世黑云母二長花崗巖的結晶壓力為3～4kbar，對應于10～15km的侵位深度(張華鋒等, 2006; 豆敬兆等, 2015; 賽盛勛等, 2016; Douetal., 2018)。這些結果表明玲瓏-郭家?guī)X穹隆和鵲山穹隆邊緣早白堊世拆離斷層的活動使得位于中地殼的花崗巖體折返至近地表。位于膠南拆離斷層下盤的榴輝巖的鋯石U-Pb年齡表明超高壓變質作用發(fā)生在晚三疊世(232～208Ma; Leechetal., 2006)，早白堊世的年齡也為金紅石的U-Pb定年所揭示(Linetal., 2015)。鑒于金紅石U-Pb體系的封閉溫度為500～600℃，該榴輝巖被認為在早白堊世之前位于中-下地殼(15～20km)，隨后被早白堊世膠南拆離斷層折返至近地表(Lin and Wei, 2020)。依據(jù)醫(yī)巫閭山穹隆西緣韌性剪切帶(拆離斷層)中-低溫(300～400℃)的變形溫度及其角閃石、白云母40Ar/39Ar封閉溫度和年代學結果，我們認為其同樣形成于中地殼尺度(～15km; Linetal., 2013)。以上數(shù)據(jù)表明“等深性”的特征在華北東部帶同樣表現(xiàn)鮮明。

1.4 華北南緣及秦嶺-大別帶白堊紀伸展穹隆構造

與其他帶的伸展構造不同的是，華北南緣及秦嶺-大別帶中展布的伸展穹隆總體呈橢圓狀，沿WNW-ESE方向延伸，由NW向SE依次為小秦嶺變質核雜巖(Zhangetal., 1996)、熊耳山巖漿穹隆(王志光和張錄星, 1999)、桐柏山變質核雜巖(許光和王二七, 2010; Cuietal., 2012)和北大別變質核雜巖(Wangetal., 1998, 2011c; 冀文斌等, 2011; 圖1)。其中，小秦嶺和熊耳山穹隆發(fā)育在華北克拉通之上，而桐柏山和北大別穹隆發(fā)育在高壓-超高壓造山帶之中(圖1)。

以上穹隆核部由變質程度較高的巖石組成，主要包括變沉積-火山巖、花崗質片麻巖、混合巖和少量榴輝巖，并發(fā)育大量早白堊世花崗質巖石。伸展穹隆周緣則主要出露淺變質-未變質的沉積巖，并以較厚的糜棱巖帶與核部雜巖所分隔。糜棱巖帶具有使不同變質級別巖石并置的特征，故而被解釋為伸展穹隆的拆離斷層(Zhangetal., 1996; Wangetal., 2011c; 冀文斌等, 2011)。平行于穹隆長軸方向的NW-SE向礦物拉伸線理廣泛分布于強應變帶的糜棱巖中，記錄了區(qū)域伸展方向 (圖1)，且體現(xiàn)了上部指向NW的運動學特征(Zhangetal., 1996; 許光和王二七, 2010; Wangetal., 2011c; 冀文斌等, 2011; Cuietal., 2012)。伴隨著伸展穹隆的形成，淺部層次發(fā)育的早白堊世半地塹盆地也沿著伸展穹隆的周緣展布，并充填了紅色陸相碎屑巖(許光和王二七, 2010; 冀文斌等, 2011)。從運動學的角度來看，華北南緣及秦嶺-大別帶伸展穹隆表現(xiàn)出的上部向NW的剪切變形與華北東部帶及泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶SE部具有很好的一致性，但并未表現(xiàn)出其余兩帶具有的“對稱性”特點。

在華北南緣及秦嶺-大別帶中獲得的絕大多數(shù)早白堊世年齡被認為是超高壓造山帶晚期熱事件的重置(Ratschbacheretal., 2000及相關的參考文獻)。但是，目前越來越多的學者將其與東亞地區(qū)早白堊世的伸展構造相對應(Wangetal., 2011c; Jietal., 2014, 2017, 2018)。結合我們與前人的構造地質學和年代學研究，小秦嶺、桐柏山和北大別穹隆均記錄了伸展方向相似、構造層次截然不同的兩期伸展事件(圖3d)：早期(142～130Ma)伸展構造以伸展穹隆為表現(xiàn)形式，且伴隨著混合巖和巖漿巖的發(fā)育，代表了中地殼尺度的伸展(許光和王二七, 2010; 冀文斌等, 2011; Linetal., 2015; Jietal., 2017; Lietal., 2020); 晚期(110～100Ma)滾動樞紐構造形成于較淺的地殼層次，與郯廬斷裂的脆性正斷層形成于統(tǒng)一的構造背景(Ratschbacheretal., 2000)。同時，早期伸展穹隆構造同華北東西部帶及泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶內發(fā)育的伸展穹隆一樣，也表現(xiàn)出“等時性”的特點，進一步說明這一巨型伸展體系的廣域性(圖2和圖3d)

北大別伸展穹隆核部出露的巖石主要為早白堊世花崗巖和混合巖，以及晚三疊世的高壓-超高壓榴輝巖(Liuetal., 2005b)。其中，榴輝巖中金紅石的U-Pb年齡為130～127Ma(李秋立等, 2013)；麻粒巖相的變質作用在榴輝巖中也有體現(xiàn)(Liuetal., 2005b)。依據(jù)以上特征，我們認為榴輝巖在晚三疊世處于中-下地殼(25～30km)，隨后在早白堊世伸展構造的作用下折返至近地表。同時，Ratschbacheretal.(2000)利用角閃石壓力計獲得了北大別穹隆核部早白堊世花崗巖的結晶壓力為5.1kbar左右，也說明了拆離斷層將位于中地殼尺度(18km)的巖體折返至地表。桐柏穹隆核部混合巖的年齡為135～131Ma，表明核部巖石在早白堊世處于中下地殼尺度，并發(fā)生過深熔作用(劉曉春等, 2011; 林偉等, 2013b)。同時，混合巖中包裹了一定數(shù)量的晚三疊世退變榴輝巖，角閃巖相退變質的溫壓條件為T=600～700℃、P=8～10kbar(Liuetal., 2010; 劉曉春等, 2011)，暗示榴輝巖在晚三疊世(232～220Ma)折返至中-下地殼(28～35km)的位置，隨后在早白堊世伸展構造的作用下折返至近地表。綜合以上結果，分布于華北南緣及秦嶺-大別帶內的穹隆構造也體現(xiàn)出了“等深性”的特征。

1.5 華南中部帶白堊紀伸展穹隆構造

與華北克拉通一樣，華南在晚中生代處于巖漿活動的峰期，反映了區(qū)域性的伸展(Lietal., 2007)。但前人對華南地區(qū)晚中生代伸展構造關注較少，主要集中在同構造巖漿穹隆和拉張程度有限的伸展盆地，而代表強烈伸展作用的變質核雜巖鮮有報道(舒良樹和周新民, 2002; 舒良樹等, 2004; 舒良樹和王德滋, 2006; 張岳橋等, 2012及其相關的參考文獻)。同時，華南中部帶也有伸展穹隆構造為學者所關注，由北向南依次為洪鎮(zhèn)伸展穹隆(Zhuetal., 2010)、廬山同構造巖漿底劈穹隆(Linetal., 2000)、大云山滾動樞紐構造(Jietal., 2018)、連云山穹隆(Lietal., 2016)、衡山滾動樞紐構造(張岳橋等, 2012; Lietal., 2013; Weietal., 2016)、滸坑同構造巖漿穹隆(Faureetal., 1996)、鄧阜仙穹隆(宋超等, 2016; Weietal., 2018)和越城嶺穹隆(Chuetal., 2019, 2020)。這些伸展穹隆在華南中部帶的郴州-臨武斷裂附近分布，展布區(qū)域由北向南逐漸變窄，整體呈現(xiàn)出一個向NE開口的“V”型，表明華南晚中生代伸展構造分布的區(qū)域向SW逐漸變小(圖1)。

華南中部帶多數(shù)伸展穹隆呈長軸為NE-SW向的近橢圓狀(除大云山穹隆長軸呈NW-SE向以外，圖1)。穹隆核部巖石主要為花崗質片麻巖，少量元古界淺變質沉積巖，并被晚志留世到早白堊世的花崗巖侵入(Linetal., 2000; Zhuetal., 2007; 張岳橋等, 2012; Weietal., 2016, 2018; Jietal., 2018; Chuetal., 2019, 2020)。核部巖石的邊緣存在不同程度的面理化，而內部面理化較弱或未變形(Faureetal., 1996; 喻愛南等, 1998; 張岳橋等, 2012; Lietal., 2013; Weietal., 2016)。華南中部帶的伸展穹隆具有單側拆離的特點，除鄧阜仙穹隆的拆離斷層發(fā)育在SE翼以外，其余穹隆的拆離斷層主體上分布在穹隆的NW翼(圖1)。與其它構造帶相比，該帶內伸展穹隆邊緣的強應變帶只有幾米到十幾米厚，反映了其有限的發(fā)育規(guī)模。典型的拆離斷層在連云山穹隆、鄧阜仙穹隆和廬山穹隆的邊緣發(fā)育不明顯，這些穹隆主體發(fā)育形成于較淺地殼層次的正斷層或低溫的上部向NW的滑脫構造(Linetal., 2000; Lietal., 2016; Weietal., 2018)。大多數(shù)的伸展穹隆具有NW-SE向礦物拉伸線理和上部向NW或W的運動學特征(Faureetal., 1996; 張岳橋等, 2012; Lietal., 2016; Weietal., 2016; Jietal., 2018)。洪鎮(zhèn)穹隆和滸坑巖漿穹隆較為特殊，二者發(fā)育NE-SW向的礦物拉伸線理和上部向S或SW的剪切變形，似乎表明NE-SW向伸展也在該帶局部發(fā)育(Faureetal., 1996; 舒良樹等, 1998; Zhuetal., 2007, 2010; 圖1)。伴隨著有限拉張的同構造巖漿穹隆和局部發(fā)育的拆離斷層之外，穹隆的NW側常分布有規(guī)模有限的早白堊世半地塹盆地，盆地受控于東部的正斷層，并充填了典型的紅色的陸相碎屑巖(Renetal., 2002; 張岳橋等, 2012)。早白堊世伸展幅度的不均一性在華南中部帶具有明顯的表現(xiàn)。華南中部帶西部的大云山-幕阜山、衡山和越城嶺等伸展穹隆，其邊緣發(fā)育的拆離斷層說明伸展幅度較大(Lietal., 2016; Jietal., 2018; Chuetal., 2019)。伸展幅度向東減弱，華南中部帶東部較淺層次伸展構造的發(fā)育證明了這一點。其中，廬山穹隆為經(jīng)歷復雜演化的巖漿底辟和低溫的順層拆離-滑脫構造(Linetal., 2000)，滸坑巖漿穹隆為典型的同構造花崗巖(Faureetal., 1996)，鄧阜仙穹隆東部的強應變帶表現(xiàn)出脆-韌性剪切的特點(Weietal., 2018)。從幾何學的角度來看，華南中部帶的伸展穹隆均未體現(xiàn)出“弧形”拆離斷層的特征，似乎表明了該帶的伸展幅度十分有限。從運動學的角度來看，上部向NW的剪切變形同華北南緣及秦嶺-大別帶具有很好的一致性，但并沒有表現(xiàn)出典型的“對稱性”特點。

年代學研究表明華南中部帶在晚中生代發(fā)育了兩期伸展構造，其發(fā)育時間分別為140～125Ma和110～80Ma。廬山穹隆中的126Ma同構造巖漿活動代表了早期伸展，而其東部韌性剪切帶40Ar/39Ar年齡為98Ma，代表了更晚期的伸展(Linetal., 2000; 圖3d)。洪鎮(zhèn)穹隆西緣強應變帶中糜棱巖的白云母40Ar/39Ar定年結果為126Ma，代表了拆離斷層的形成時間(Zhuetal., 2007, 2010; 圖2)。大云山穹隆的年代學研究表明其存在兩期冷卻過程，分別發(fā)生在132Ma和95Ma左右(圖3d)，西緣韌性剪切帶黑云母和白云母40Ar/39Ar定年給出了109～92Ma的年齡結果(Jietal., 2018)。連云山西部變形巖石白云母和鉀長石40Ar/39Ar定年分別給出了128Ma和92Ma的結果，似乎暗示了該穹隆經(jīng)歷了兩階段的冷卻過程(Lietal., 2016; 圖2)。依據(jù)鋯石U-Pb和云母40Ar/39Ar的年代學研究，兩期冷卻過程在更南部的衡山地區(qū)也表現(xiàn)明顯，其發(fā)育時間分別為～136Ma和～90Ma。值得指出的是，衡山穹隆晚期伸展構造發(fā)育的時間(108～86Ma)也為拆離斷層中白云母和黑云母40Ar/39Ar定年結果所揭示(Lietal., 2013; 圖3d)。滸坑穹隆邊緣的糜棱巖則給出了一個131.7±1.7Ma的40Ar/39Ar年齡(Faureetal., 1996; 舒良樹等, 1998)，指示了同構造巖體就位的時間(圖2)。越城嶺穹隆同樣表現(xiàn)為兩期伸展構造，其中穹隆東緣的韌性剪切帶中記錄了140～120Ma的中低溫韌性變形(～350℃)，而穹隆西部的拆離斷層記錄了晚期(100～85Ma)的中溫韌性變形(400～500℃; Chuetal., 2019; 圖2)。綜合以上年代學特征，華南中部帶早期伸展構造發(fā)育的峰期大致為130～120Ma，與其他構造帶的伸展穹隆一致，體現(xiàn)出了“等時性”的特征。晚期伸展構造的發(fā)育時間則隨空間展布發(fā)生變化，即從廬山、大云山、連云山、衡山、鄧阜仙至越城嶺穹隆，晚期伸展構造的時間呈現(xiàn)出從NE向SW逐漸變年輕的特征(圖2)。

在華南中部帶，衡山穹隆西緣和越城嶺穹隆西緣的韌性剪切帶變形溫度均為400～500℃，暗示拆離斷層形成于中地殼尺度(Lietal., 2013; Chuetal., 2019)。通過角閃石壓力計獲得的大云山穹隆內部晚侏羅世花崗閃長巖(幕阜山巖體)的結晶壓力約為4.05kbar，大致對應14km的侵位深度(鄒慧娟等, 2011)。盡管華南中部帶關于穹隆折返過程的數(shù)據(jù)有限，但是典型的早白堊世伸展構造(如衡山、越城嶺和大云山穹隆)同樣具有“等深性”的特征，即伸展構造的發(fā)育使得中下地殼的巖石折返至近地表。

2 白堊紀兩期伸展構造的識別和表現(xiàn)——以北大別穹隆為例

從已有的年代學數(shù)據(jù)來看，華北東部帶、秦嶺-大別帶和華南中部帶發(fā)育的早白堊世伸展穹隆明顯經(jīng)歷了兩期伸展構造，即早白堊世早期(130～120Ma)和早白堊世晚期-晚白堊世早期(118～85Ma)。如何從伸展穹隆的幾何學和運動學的角度來區(qū)分這兩期構造事件，前人對此的研究程度并不高。因此，我們以北大別穹隆為例，結合我們開展的構造解析工作和前人已有年代學數(shù)據(jù)對穹隆中記錄的兩期伸展構造進行簡要概述。

大別山地體中部被混合巖-片麻巖(稱之為北大別雜巖，殘留有高壓-超高壓變質巖石)以及大規(guī)模早白堊世花崗巖體所占據(jù)，在幾何學形態(tài)上形成地殼尺度上的穹隆構造，即北大別穹隆(王國燦和楊巍然, 1996; Wangetal., 1998, 2011c; Xuetal., 2001; 侯泉林等, 2007)。詳細的野外及室內構造分析表明，北大別穹隆為我國東部伸展構造區(qū)少見的科迪勒拉型變質核雜巖，穹隆的兩翼發(fā)育非常完整的拆離斷層，形成于歐亞大陸東部總體的NW-SE向伸展構造體制(圖4; Hackeretal., 1998; Ratschbacheretal., 2000)。

圖4 大別山早白堊世伸展穹隆的構造要素和運動學圖解(據(jù)Ji et al., 2017修改)XMF：曉天-磨子潭斷裂；SMF：商-麻斷裂；SWF：水吼-五河剪切帶；XSF-N和XSF-S：浠水剪切帶北支和南支；XGF：襄樊-廣濟斷裂；UHP：超高壓單元；HP：高壓單元；SS：宿松群；ZBL：張八嶺群Fig.4 The structural elements with kinematics of the Early Cretaceous extensional dome in the Dabieshan (modified after Ji et al., 2017)XMF: Xiaotian-Mozitan fault; SMF: Shangchang-Machang fault; SWF: Shuihou-Wuhe fault; XSF-N and XSF-S: north-Xishui fault and south-Xishui fault; XGF: Xiangfan-Guangji fault; UHP: Ultra-high pressure metamorphic unit; HP: High pressure metamorphic unit; SS: Susong Group; ZBL: Zhangbaling Group

北大別雜巖的混合巖化程度總體上從穹隆邊部向核部增強，而變形程度則由穹隆核部向邊部增強，核部巖石主要表現(xiàn)出部分熔融狀態(tài)下的塑性流變特征，而邊部則發(fā)育強烈的片麻理及糜棱巖化。早白堊世的拆離斷層體系環(huán)繞北大別雜巖發(fā)育，包括北界的曉天-磨子潭斷裂(XMF)，西界的商-麻斷裂(SMF)，東南界的水吼-五河斷裂(SWF)以及西南界呈馬尾狀的浠水斷裂(分為北支XSF-N和南支XSF-S)。這些具拆離斷層性質的邊界斷裂或剪切帶雖不同程度受到晚期脆性變形的疊加，但其早期韌性變形均表現(xiàn)為一致的NW-SE向礦物拉伸線理和上部指向NW的運動學(圖4)。

相關年代學研究表明，曉天-磨子潭斷裂和水吼-五河斷裂韌性變形主要發(fā)生在142～130Ma，而商-麻斷裂則可能經(jīng)歷了～131Ma和～108Ma兩期韌性變形(Wangetal., 2011c; Jietal., 2017及其參考文獻)。值得指出的是，商-麻斷裂中段的白鴉山花崗巖于～120Ma侵入到糜棱巖化-片麻巖化的早白堊世早期混合巖之中，同時白鴉山巖體的西部邊緣也發(fā)生了糜棱巖化，內部則未變形，明確指示了該斷裂在巖體侵位之前和之后均發(fā)生過韌性剪切活動。正是白鴉山花崗巖同構造侵位的表現(xiàn)使我們認識到雖然兩期伸展構造均為NW-SE向，但是從同位素年代學上可以很好地區(qū)分出變形期次。類似地，盡管浠水剪切帶北支XSF-N和南支XSF-S具有相同的運動學特點，但總體上北支表現(xiàn)出比南支更深的構造變形層次，因而兩者在活動時間上可能存在先后次序。同時，從北大別雜巖到南大別超高壓片麻巖單元韌性變形的溫壓條件也具有降低的趨勢。結合年代學研究結果，我們推斷浠水剪切帶北支XSF-N的韌性變形發(fā)生在125Ma之前，而南支XSF-S的活動時間約為112～102Ma(Jietal., 2017)。熱演化史研究也顯示出北大別伸展穹隆的快速冷卻及折返主要發(fā)生在130～120Ma，并在約105Ma經(jīng)歷了晚期的抬升和冷卻(圖3d)。此外，北大別伸展穹隆的形成過程中伴隨著大量的巖漿活動，依據(jù)年代學和地球化學研究可大致將其分為兩期(Wangetal., 2007; Xuetal., 2007, 2013; Zhaoetal., 2007, 2011a; Heetal., 2011): 早期的花崗巖類(143～130Ma)疊加了不同程度的變形,多具埃達克質特征，從地球化學的角度似乎暗示著加厚下地殼部分熔融成因；晚期巖漿作用(130～115Ma)以未變形的塊狀花崗巖類和一定程度的基性-超基性巖侵入體為主，似乎對應著地球化學家所傾向于解釋的造山帶山根垮塌后軟流圈上涌的響應(Zhengetal., 2011)。同樣地，兩期部分熔融事件也為廣泛發(fā)育在北大別中～140Ma和～125Ma的混合巖化作用所揭示，對應于上述兩期巖漿事件(Wuetal., 2007b)。

考慮到北大別穹隆及其拆離斷層系具有協(xié)調一致的構造特點，我們認為該穹隆兩期伸展構造共用了部分早期拆離斷層，并有新生拆離斷層的形成。從構造解析的角度，我們推斷早白堊世早期北大別所代表的中國東部伸展構造帶中，中地殼存在一近水平的強應變帶(拆離面)。其構成了早白堊世早期部分熔融并塑性流動的中下地殼物質與上部早中生代折返的高壓/超高壓變質巖(榴輝巖相巖石)之間的間斷面。具體表現(xiàn)為早期(145～130Ma)高溫條件下的近水平拆離，代表了北大別穹隆的主期變形；在核部雜巖折返過程中，拆離面發(fā)生了弧形褶曲從而形成環(huán)繞北大別雜巖的拆離斷層系。在晚期(110～90Ma)遞進變形過程中拆離斷層系還可能發(fā)生了調整或二次拆離，具體表現(xiàn)為商麻斷裂晚期韌性變形的發(fā)育和浠水剪切帶南支XSF-S的形成。

我們將大別山伸展作用所表現(xiàn)的穹隆構造劃分為兩個階段。(1)大別山地區(qū)NW-SE向伸展構造可能始于～145Ma，附帶有大規(guī)?；旌蠋r化并伴隨埃達克質巖漿巖的侵位；同時，近水平的拆離面在中地殼尺度發(fā)育，表現(xiàn)為中高溫韌性剪切變形，并使得核部雜巖發(fā)生快速折返。(2)在120Ma之后，晚期的地殼均衡調整作用可能還導致了部分拆離斷層系的二次活動及較淺層次拆離斷層的發(fā)育。其中，白鴉山同構造巖體的侵位使我們認識到穹隆西部的商-麻韌性剪切帶是兩期拆離斷層共同作用的結果。浠水剪切帶的南北分支及其不同的冷卻年齡也使我們認識到伸展穹隆核部雜巖的年代學數(shù)據(jù)是區(qū)分兩期伸展構造的有效方法。

3 白堊紀兩期伸展構造時空展布特點

在歐亞大陸東部晚中生代伸展穹隆中，絕多數(shù)呈NE-SW向展布并發(fā)育NW-SE向的礦物拉伸線理，記錄了廣域的NW-SE向的伸展構造，反映了伸展構造空間展布的“一致性”(Ratschbacheretal., 2000; Wangetal., 2011a)。通過區(qū)域上含K礦物40Ar/39Ar冷卻年齡的統(tǒng)計，早期的伸展穹隆在形成時間上具有“等時性”的特征，即主要集中在130～120Ma(圖2和圖3)。華北克拉通及周緣地區(qū)所代表的歐亞大陸東部大規(guī)模的巖漿作用也發(fā)生在這一階段，顯示其巖石圈尺度的動力學過程(Wuetal., 2005)。正如我們近期研究工作所表明的那樣：早期伸展穹隆在幾何學和運動學上存在“對稱性”拆離的特點。在伸展構造域最北部的泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶，這種“對稱性”表現(xiàn)為向NW拆離(運動學特征為上部指向SE)的伸展穹隆主要分布在伸展構造帶NW部的貝加爾湖及貝加爾盆地群地區(qū)，伸展構造帶SE部的俄蒙邊境地區(qū)及蒙古國中部地區(qū)的伸展構造則表現(xiàn)為上部向NW的剪切變形(圖1)。似乎沿蒙古-鄂霍茨克斷裂帶具有“軸對稱拆離”的構造表現(xiàn)(圖1)。從這個角度分析，蒙古-鄂霍茨克斷裂帶并不能直接代表西伯利亞板塊同蒙古微陸塊之間的縫合帶。華北西部帶多數(shù)伸展構造相關的拆離斷層和上疊盆地發(fā)育在穹隆的SE翼，并具上部向SE的剪切變形(圖1)。相反，華北東部及朝鮮半島北部帶伸展穹隆的拆離斷層和上疊盆地多數(shù)位于穹隆的NW翼，運動學特征為上部指向NW(圖1)。這種伸展構造的變化沿渤海灣盆地中殘余的白堊紀盆地、阜新盆地、松遼盆地呈現(xiàn)“對稱性”展布并體現(xiàn)了相反的拆離方向(圖1)。與同期伸展構造相關的拆離斷層上疊盆地也沿軸線“對稱”展布。這種“對稱性”同樣表現(xiàn)在拆離斷層的構造幾何學的空間展布上，具有單側拆離特征的“旋轉樞紐”構造發(fā)育在靠近對稱中心的穹隆邊緣(如醫(yī)巫閭山和云蒙山)，而具有彎曲“弧形構造”的拆離斷層發(fā)育稍遠的位置(如位于西部帶的呼和浩特、英巴、亞干穹隆和東部帶的岫巖、遼南穹隆)。總體而言，東亞晚中生代伸展穹隆呈面狀分布，具有“對稱性”、“等時性”及“等深性”的特點(Lin and Wang, 2006)。相反南部伸展構造域(華北南緣-秦嶺-大別帶-華南中部)并沒有表現(xiàn)出上述討論的“對稱性”，這似乎體現(xiàn)了歐亞大陸東部早白堊世早期這個巨型的伸展構造發(fā)育的核心構造部位位于北部伸展構造域(泛貝加爾-蒙古-鄂霍茨克帶、華北西部帶和華北東部-朝鮮半島北部帶)。向S或SW伸展構造體現(xiàn)出伸展幅度和范圍減弱的趨勢，華南中部帶向NE開口的“V”型伸展構造展布區(qū)為其具體的表現(xiàn)(圖1和圖2)。

華北東部晚期的伸展穹隆主要形成于118～110Ma，而且與早期伸展構造相比，伸展的幅度明顯減弱，主要表現(xiàn)為巖漿穹隆，如古道嶺、海陽和韋德山巖漿穹隆(圖1和圖2)。秦嶺-大別帶的晚中生代伸展穹隆具有100～90Ma的快速冷卻過程，也指示了晚期伸展構造的疊加(圖2和圖3)。從巖石變形所代表的構造深度上看，早期伸展構造可以認為發(fā)育在中地殼或中下地殼尺度；而晚期伸展發(fā)生在上地殼或中上地殼的構造部位，表現(xiàn)為脆-韌性的滾動樞紐構造；同時伸展發(fā)生的幅度也明顯弱于早期的表現(xiàn)。華南中部帶晚期伸展穹隆的發(fā)育時間主要集中在100～85Ma(圖2和圖3)。與秦嶺-大別帶不同的是，華南中部帶的晚期伸展構造似乎比早期伸展構造層次更深，伸展的幅度更大，如越城嶺穹隆(Chuetal., 2019, 2020)?？傮w而言，古道嶺穹隆晚期伸展時間為118～114Ma，遼南穹隆拆離斷層晚期活動的時間為118～110Ma；膠東半島北部的玲瓏穹隆中郭家?guī)X同構造花崗巖黑云母給出了103Ma的冷卻年齡(胡世玲等, 1987)，而更南部的膠南伸展背形構造黑云母給出了100Ma的冷卻年齡(李錦軼等, 2004)。繼續(xù)向南，北大別、桐柏山穹隆晚期伸展的時間在100Ma左右，體現(xiàn)了更加年輕的特點(圖1和圖2)。在華南中部帶，從拆離斷層的冷卻年齡來看，大云山、連云山、衡山和越城嶺穹隆晚期伸展構造發(fā)育的時間分別為95Ma、92Ma、90Ma和88Ma，體現(xiàn)了向SW逐漸變年輕的趨勢(圖2和圖3)。總體而言，不同于早期伸展穹隆表現(xiàn)出“等時性”的特點，晚期伸展穹隆的發(fā)育時間具有自遼東半島向華南中部帶逐漸變年輕的趨勢(圖5)。

圖5 歐亞大陸東部早白堊世晚期-晚白堊世早期伸展穹隆時空遷移圖解箭頭指示穹隆年齡向SW變年輕，東北地區(qū)塊體旋轉參見Lin et al. (2003). Gdl：古道嶺穹??；LN：遼南穹?。籊jl：郭家?guī)X穹??；Hy：海陽穹??；Wds：韋德山穹隆；Jn：膠南穹?。籘bs：桐柏山穹??；Bdb：北大別穹隆；Dys：大云山穹??；Lys：連云山穹??；Hs：衡山穹隆；Ycl：越城嶺穹隆Fig.5 The spatial and temporal migration of late stage of Early Cretaceous to early stage of Late Cretaceous extensional domes at the eastern part of Eurasia continentThe arrow showing the southwestward younging of the ages of domes, the block rotation modified from Lin et al. (2003), Gdl: Gudaoling dome; LN: Liaonan dome; Gjl: Guojialing dome; Hy: Haiyang dome; Wds: Weideshan dome; Jn: Jiaonan dome; Tbs: Tongbaishan dome; Bdb: Beidabie dome; Dys: Dayunshan dome; Lys: Lianyunshan dome; Hs: Hengshan dome; Ycl: Yuechengling dome

4 白堊紀兩期伸展構造動力學機制的討論

4.1 早期(早白堊世早期)伸展構造動力學機制

廣泛分布于歐亞大陸東部早期(早白堊世早期)伸展構造所體現(xiàn)出來的“對稱性”、“等時性”和“等深性”的特點似乎揭示了它們具有相似成因的構造背景或力學機制(mechanism)。事實上，研究和討論這期伸展構造的動力學機制歷來為諸多地質學家所關注，并提出多種模式和假說(索艷慧等, 2012, 2017; Linetal., 2013; 李三忠等, 2018及其相關的參考文獻)，如：(1)古太平洋或依澤奈崎(Izanagi)板塊向西俯沖導致板內或弧后擴張(Watsonetal., 1987; Traynor and Sladen, 1995; Renetal., 2002; Zhuetal., 2012)，或古太平洋向西的俯沖板塊發(fā)生回撤(roll-back)，使先期存在的加厚地殼發(fā)生垮塌(Davisetal., 2001; 李三忠等, 2018)；(2)蒙古-鄂霍茨克洋在晚中生代向S和SE俯沖，導致仰沖板塊一側深部收縮和淺部伸展(Wangetal., 2002, 2011a, 2012)。科迪勒拉變質核雜巖被廣泛認為是受大洋俯沖影響的典型實例，表現(xiàn)為變質核雜巖平行俯沖帶呈帶狀分布，變形時間上與區(qū)域火山活動一樣表現(xiàn)出從大陸邊緣向內陸逐漸遷移的特點(Lister and Davis, 1989)。而東亞地區(qū)晚中生代的伸展穹隆呈面狀分布，其中貝加爾湖的伸展穹隆遠離古太平洋俯沖帶，而華南中部帶的伸展穹隆遠離蒙古-鄂霍茨克帶。而且伸展穹隆的變形時間具有等時性(130～120Ma)，并不具有向西或向南變年輕的趨勢(圖2)。不少學者也提出多板塊的相互作用，認為拉薩-緬甸西部板塊同羌塘-印支板塊碰撞作用而產(chǎn)生向東放射狀的“逃逸”和在古太平洋或依澤奈崎(Izanagi)向西俯沖導致的弧后擴張綜合作用(Schmidetal., 1999; Ratschbacheretal., 2000)。但這一結論并沒有被近期的地球物理深部結構勘測所支持(Zhaoetal., 2011b, 2013)。此外，一些學者提出華北南北碰撞造山產(chǎn)生南北向的縮短進而導致E-W向的伸展(Yin and Nie, 1996; Gaoetal., 2002; Zhang and Sun, 2002)，或者造山后發(fā)生重力垮塌而產(chǎn)生的伸展作用(Zorin, 1999; Webbetal., 1999; Grahametal., 2001; Mengetal., 2003; Yangetal., 2005); 抑或由于地幔柱或巖漿作用等(Zhaoetal., 2004; Dengetal., 2004; Darbyetal., 2004)。很顯然，直接的板緣的動力學機制很難解釋前面論述的巨型伸展構造域所展現(xiàn)的“對稱性”、“等時性”及“等深性”特點。

從動力學角度分析，我們更傾向于利用巖石圈地幔對流移離或沉墜作用(foundering)來解釋上述構造表現(xiàn)，這或許可以將地殼不同層次上發(fā)生的伸展構造與巖石圈尺度上的華北克拉通破壞建立直接的關聯(lián)性(圖6)。通過我們的總結，歐亞大陸東部各個研究區(qū)伸展穹隆發(fā)育時間均在130～120Ma。這種短時間內發(fā)育廣域的NW-SE向伸展構造的特征，表明華北克拉通破壞峰期發(fā)生在早白堊世，并為以巖石圈沉墜作用為主導的動力學機制提供了支持。深部巖石圈地幔的丟失勢必會造成巖石圈地殼反彈，進而在地表形成隆起(Turneretal., 1996)。雖然一些學者認為地理上的遠東地區(qū)東部(我國東北及蒙古國東部)在早白堊世晚期之前存在一個規(guī)模巨大的高原，正如埃達克巖的研究工作所揭示的那樣(Yin and Nie, 1996; 張旗等, 2001; Mengetal., 2003)。但并沒有同期的古生物和沉積記錄來約束高原的存在(李思田, 1997)，這就使得歐亞大陸東部白堊紀的古地理恢復具有重要意義。同時，深部結構探測將有助于我們理解地幔在大陸演化中的重要作用。

圖6 歐亞大陸東部早白堊世早期伸展構造動力學成因機制的三維示意圖圖中展示了伸展穹隆、巖漿穹隆和地塹-半地塹的位置(為了突出穹隆構造, 圖中所示位置與實際位置有所偏差，并省略了新生代構造的疊加)Fig.6 Geodynamic diagram of early stage of Early Cretaceous extensional tectonics at the eastern part of Eurasia continentThe diagram showing the distribution of Early Cretaceous extensional dome, magmatic dome and graben-half graben basins (dome locations have been displaced to make it clear, the Cenozoic tectonics is neglected)

4.2 晚期(早白堊世晚期-晚白堊世早期)伸展構造動力學機制

在120Ma左右，中國東部經(jīng)歷了一次明顯的擠壓構造，發(fā)育位置集中在郯廬斷裂及其附近，表現(xiàn)為NW-SE擠壓體制形成的一系列壓扭斷層(Zhangetal., 2003; Mercieretal., 2007; Vergelyetal., 2007)。在膠東半島，NW-SE向的擠壓形成的NE-SW向斷裂則構成了玲瓏金礦的容礦構造(Luetal., 2007)，并造成了早白堊世晚期沉積盆地(八仙墩盆地)的沉降(Wangetal., 2016)。這期擠壓構造的動力學機制則歸結為古太平洋俯沖對內陸造成的影響(Mercieretal., 2007; Sunetal., 2007; Wangetal., 2016)。在短暫的擠壓構造結束之后，早白堊世晚期-晚白堊世早期歐亞大陸東部再次發(fā)育了一次顯著的NW-SE向伸展構造。

從華北東部帶到華南中部帶，晚期伸展穹隆具有向SW逐漸變年輕的趨勢。遼東和膠東的這些代表晚期構造發(fā)生的時間多集中在118～110Ma，桐柏山和北大別則體現(xiàn)在105～95Ma，華南中部帶(大云山、連云山、衡山、越城嶺)主要集中在95～85Ma(圖2和圖3)。這顯然與早白堊世早期沉墜作用(foundering)所引起的伸展構造所具有的“對稱性”、“等時性”和“等深性”明顯不同。相反這一構造過程同美國西部科迪勒拉變質核雜巖的遷移規(guī)律相類似(Dickinson, 2002, 2006)。俯沖大洋板片的回撤會造成上覆大陸板塊巖石圈的伸展，形成大規(guī)模的伸展構造，如變質核雜巖、盆嶺省構造及劇烈的巖漿活動(索艷慧等, 2012; 李三忠等, 2018)。北美科迪勒拉第三紀變質核雜巖及愛琴海晚中新世變質核雜巖通常被解釋為受這一過程的影響(Dickinson, 2002; Ringetal., 2010)。尤其是，北美科迪勒拉變質核雜巖的發(fā)育體現(xiàn)出穿時性的特點，即表現(xiàn)出從美加邊境地區(qū)向南到Snake River平原逐漸變年輕的規(guī)律；結合北美西海岸中酸性火山弧(55～20Ma)向南遷移的規(guī)律，Dickinson (2002, 2006)認為北美變質核雜巖的穿時性與法拉隆板塊的回撤有關。從古板塊重建的角度來看，124Ma之后作用于歐亞大陸的古太平洋板塊的洋殼生長最為明顯(Engebretsonetal., 1985; Northrupetal., 1995; Maruyamaetal., 1997)，可能為歐亞大陸東部早白堊世晚期-晚白堊世早期的伸展構造提供了動力學成因。古太平洋板塊對歐亞大陸東部影響最強的區(qū)域集中在我國東部的圖們江口及其NW延伸的地區(qū)。正是由于這種洋-陸相互作用造就了遼東半島-朝鮮地塊(EKL block)順時針22.5°的旋轉，并使得松遼盆地張開(Linetal., 2003; 圖5)。同時，日本的古地磁學者Otofujietal.(2006)用這個模型建立了東北亞地區(qū)白堊紀塊體旋轉的“雙開門”模型。我們推斷這一作用造成了巖石圈尺度的伸展構造在空間上沿郯廬斷裂及湘中斷裂(修水-永州斷裂)向SW延伸，時間上具有向SW變年輕的趨勢(118～85Ma; 圖5)。從板塊尺度來看，可能正是由于俯沖板塊的“回撤”，為塊體旋轉或弧后擴張?zhí)峁┝丝臻g，進而造成了“旋轉拉張”的效果。同時，在朝鮮半島上廣泛分布的早白堊世晚期-晚白堊早期(114～90Ma)花崗巖顯示出了向東變年輕的特征; 在華南地區(qū)主要分布有135～100Ma和100～70Ma兩個階段的A型花崗巖，同樣顯示出向東變年輕的趨勢(李三忠等, 2018; Lietal., 2019)。對應美國西部盆嶺省伸展構造發(fā)育的動力學背景，我們認為西向俯沖的古太平洋板塊在早白堊世晚期發(fā)生的板片回撤(roll-back)對上覆仰沖的歐亞大陸板塊的作用可以解釋遼東半島-朝鮮地塊的旋轉和伸展構造、巖漿作用的遷移規(guī)律(圖7)。

圖7 歐亞大陸東部早白堊世晚期-晚白堊世早期伸展構造動力學成因機制的三維示意圖圖中展示了伸展穹隆、巖漿穹隆和地塹-半地塹的位置(為了突出穹隆構造, 圖中所示位置與實際位置有所偏差，并省略了新生代構造的疊加)Fig.7 Geodynamic diagram of late stage of Early Cretaceous-early stage of Late Cretaceousextensional tectonics at the eastern part of Eurasia continentThe diagram showing the distribution of Early Cretaceous extensional dome, magmatic dome and graben-half graben basins (dome locations have been displaced to make it clear, the Cenozoic tectonics is neglected)

5 結論

晚中生代，以穹隆抑或變質核雜巖為代表的伸展構造廣泛分布于俄羅斯泛貝加爾到我國華南地區(qū)，它們“呈面狀”分布于歐亞大陸東部。其絕大多數(shù)發(fā)育在巖石圈薄弱帶之上，如中亞造山帶，陰山-燕山陸內褶沖帶、華北南緣的超高壓造山帶及郯廬斷裂帶；少數(shù)發(fā)育在“克拉通”之上，如紫荊關穹隆、西山穹隆和華南中部穹隆體系。這些穹隆構造記錄了區(qū)域上一致的NW-SE伸展方向，從時間上可以劃分為早晚兩期。兩期伸展構造所具有不同的特點決定了他們的動力學機制的不同。早期(早白堊世早期)伸展構造所具有的“對稱性”、“等時性”和“等深性”的特點，揭示了華北克拉通破壞峰期為早白堊世早期，動力學機制以“沉墜”作用為主導。這一巨型伸展構造表明，在華北克拉通巖石圈性質和厚度發(fā)生變化的過程中，地殼的結構受到強烈的改造，為華北克拉通破壞提供了獨立的構造地質學證據(jù)。晚期(早白堊世晚期-晚白堊世早期)伸展構造向S或SW的遷移規(guī)律類似于美國西部盆嶺省變質核雜巖的時空分布規(guī)律，或指示了古太平洋板塊的俯沖回撤(roll-back)過程對仰沖的歐亞大陸板塊漸次影響。

致謝作者十分感謝李三忠教授、侯泉林教授及方愛民博士對文稿所提出建設性的修改意見和大力幫助。

本文作者深深緬懷李繼亮老師。第一作者第一次見到李老師是在南京大學讀研的時候在大別山跑野外，在短短的十幾分鐘的交流中，李老師的教導至今歷歷在目；來所工作后，時不時去李老師辦公室聆聽先生教誨。本文的第二作者追隨李老師多年，曾經(jīng)單車同李老師十余次闖蕩藏北無人區(qū)。李老師的謙遜、豁達與嚴謹使晚輩永生難忘。值此之際，表達對李老師的深深哀悼，李繼亮老師千古！