重磅丨我们的发现改动了华北板块的北部边界与碰撞时间
上周在科学网发布了《中文发表重要发现，深度体验学术生态》的博文，获得广大同仁们热情关注。本周我们的论文终于上线了：现将主要野外证据以照片和图片形式展示出来，以接受大小同行的质疑和检验
大陆上有两种构造单元：古板块及其边界的造山带。
中国大陆是欧亚板块的重要组成部分，中部和东部的板块格局是：华南有扬子板块，华北有华北板块（这里基本上等同于“华北克拉通”，NCC = North China Craton），二者以秦岭—大别—苏鲁造山带为界，而华北板块北边是中亚造山带（CAOB = Central Asian Orogenic Belt），再北则是俄罗斯的西伯利亚板块了。下面两张示意图基本上反映了地学界主流观点对中国东部两大板块边界的划分方案：
中国划分华北古板块边界的开山之作都是用中文发表的，后面的人只是引用而已。我们在论文中严格遵从引用“原创”的原则。看我们论文中的简单介绍：
自从板块构造概念引入中国以来，华北古板块的北部边界就被地质学家们认定位于白云鄂博北侧到西拉木伦河一线，北侧的中亚造山带早期曾称为天山兴安地槽褶皱区及额尔古纳褶皱系（黄汲清等，1977；李春昱，1980；王鸿祯，1981；李春昱，汤耀庆，1983；李春昱等，1984；王荃，1986）。后来根据贺根山发现的蛇绿岩将该碰撞边界扩大为一个近东西向延伸的带（李春昱等，1984），再后来则有更多的蛇绿岩带发现而进一步加宽（王荃等，1991）。从那以后，华北板块北部边界的轮廓基本上都延续着类似的版本（王鸿祯等，2006；董树文等，2007；王树庆等，2008；Darby and Ritts, 2007；Wang et al, 2016），成为中国北方大地构造划分的理论支柱。
与这条经典的华北古板块边界形成鲜明对比的是，位于其南部一百余千米的阴山山脉，却形成非常明显的东西向延伸的地貌分界线：北侧是海拔1300—1600m的内蒙古高原，而南侧是东部海拔不足百米的华北平原和西部海拔千米的鄂尔多斯地块北缘，南北地貌高差至少在300m，局部上千米。阴山山脉向东延伸与燕山山脉相接，然后是向东北延伸的大兴安岭，将内蒙古高原与华北平原和东北平原分割开来（图1）。
因为阴山造山带内一直没有发现碰撞造山的典型标志—蛇绿岩套，前人没有将其看作碰撞造山带，更未将其当作华北克拉通的北部边界。然而，该造山带以北的内蒙古高原与造山带南边典型的华北克拉通之间却有着明显的差别：第一是地貌上北高南低，第二是中生代及以前的地层也存在着明显的差异，从岩性组合到沉积环境都属于不同的分区（内蒙古自治区地质矿产局，1991）。人们将阴山南北地层和构造都明显不同的两个带看作同一个构造单元，然而却无法说明二者明显差别的根本原因，这就是阴山造山带给地质学家出的难题。
根据东西向延伸的一系列逆冲断裂，葛肖虹（1989）首次将阴山、燕山山脉的巨型构造带称为华北古板块（North China Paleoplate）北缘的板内造山带（intraplate orogenic belts）。赵越（1990）也将燕山地区看作是燕山期陆内造山的结果。此后中外地学界就将阴山—燕山一带看作经典的板内造山带，并用相似的远距离效应模型解释其形成机制（Davis et al., 1998; Darby et al., 2001；Davis et al., 2002; Darby and Ritts, 2007; Yan et al., 2006; 赵重远和靳久强，2007；杜菊民等，2009；Zhang Jin et al., 2014; Zhang et al., 2014; Gong et al., 2015；Wang et al., 2015; Wang et al., 2016）。在讨论蒙古高原南部边缘逆冲回返机制的最新论文中，也仍沿用前人观点将狼山南缘、大青山南缘断裂带统统当作板内变形的结果，而且都用远距离效应解释其动力机制（Darby and Ritts, 2007; Feng et al., 2017）。
今天地貌上明显隆起的阴山造山带到底是什么时候形成的什么性质的造山带？有什么关键证据？这是需要地质学家回答的重要问题。为了探讨狼山的隆起时代，2014年开始笔者等对狼山的重要露头进行了较为系统的野外地质考察，并于2015年9月在狼山中段的穿山公路（获各琦—青山线）南坡峡谷旁发现典型的构造混杂岩，其主要组合具有蛇绿岩套的特征。据此初步判断：狼山乃至整个阴山山脉才是华北克拉通与内蒙古—蒙古造山带（即中亚造山带）之间最后一期碰撞的造山带，也是华北克拉通北部的最终边界，而狼山的碰撞隆起时间应该在晚白垩世晚期。
结论：
本文作者于2015年9月在内蒙古西部、阴山山脉西段的狼山南坡（获青线公路进山口附近）发现白垩纪蛇绿混杂岩。经过两年多的持续研究获得如下认识：
第一、狼山中段南坡由一系列北倾的叠瓦状构造逆冲片组成，而蛇绿混杂岩本身就是其中的一个逆冲片，其露头南北宽近500米、东西长超过3千米。
第二、该蛇绿混杂岩基质以灰绿色的绿泥石片岩为主，而构造岩块包括：紫红色硅质岩、石英角斑岩、蚀变辉绿岩、玄武岩、变质辉长岩等。
第三、全岩地球化学分析显示：混杂岩基质（绿泥石片岩）、玄武岩、蚀变辉绿岩三种岩石都属于高铝玄武岩类，是在与俯冲带相关的岩浆弧背景下喷发的。其岩浆喷发时代为早白垩世晚期到晚白垩世早期（大约120—80Ma之间）。
第四、狼山蛇绿混杂岩为华北克拉通西北部的鄂尔多斯地块在晚白垩世向北俯冲造山所捕获的洋壳碎片，代表着华北克拉通与其北侧的中亚造山带之间最后一次碰撞的板块边界。
第五、根据构造地貌相似性原理，本文作者推测：华北克拉通与其北部的中亚造山带之间最后的俯冲碰撞边界应该从白云鄂博到西拉木伦河一线南移到阴山—燕山一线，中亚造山带的宽度也相应地向南扩张到阴山—燕山造山带一线。
第六、阴山—燕山造山带不再是前人所认为的板内造山带，而是华北克拉通北部边界的碰撞造山带，其造山隆起时间应为晚白垩世末期。
第七、狼山蛇绿混杂岩的发现也为狼山造山带内铜—铅—锌（铁）多金属硫化物矿床的成矿机制和来源探讨奠定了大地构造基础。
第八、狼山蛇绿混杂岩的发现也为促进华北克拉通中生代破坏理论的改进提供了新的信息和思路。
来源：吕洪波科学网博客
编辑：地质论坛网
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