林成发：华北赤城盆地同构造沉积对燕山褶皱-逆冲构造带西段变形过程的指示

晚侏罗世-早白垩世是研究中国东部，乃至整个东亚地区地质演化的一个关键窗口。该时期内的重大地质事件包括华北克拉通破坏、东亚构造体系域转变，以及古气候和古生物群演变等。其中，华北克拉通北缘的燕山褶皱-逆冲构造带完整记录了东亚地区中生代由古亚洲洋体系域向古太平洋体系域转变所引起的构造演化历史，从而受到国内外地质学家的广泛关注。然而，关于燕山构造带在晚侏罗世-早白垩世所处的构造环境和经历的构造演化过程，以及不同构造环境下沉积盆地的发育和演化历史，地质学家之间仍然存在巨大的争议。

针对燕山构造带构造-沉积演化的科学问题，我校地球科学与资源学院林成发博士及合作者，在“岩石圈构造”求真研究群体刘少峰教授指导下，在燕山构造带西段赤城盆地开展精细的沉积学分析和构造解析，结合生长地层的概念，取得以下新认识：

1、赤城盆地内充填的下侏罗统-上白垩统发育完整的冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积。其中，下侏罗统-上白垩统下部主要发育厚度达100 m的扇三角洲砾岩沉积，而上部则以巨厚（>300 m）冲积扇砾岩为主。针对这2套砾岩的沉积相和物源分析指示了盆地早期发育由北往南和由南往北的双向古流控制的沉积体系，而晚期主要发育由北往南古流控制的沉积体系。

2、在赤城盆地内的早期和晚期砾岩中揭示了2套断层相关褶皱作用控制的生长地层。早期生长地层的同沉积变形受控于盆地北缘近E-W向展布的尚义-平泉断层的右旋走滑式逆冲活动，其变形机制为断层下盘的牵引褶皱作用（图1）；而晚期生长地层的变形过程则受控于盆地边缘NE-SW向展布的逆冲断层的逆冲作用，如千家店逆冲断层，其变形机制为三角剪切断展褶皱作用。

3、结合锆石U-Pb年代学测试，通过生长地层的最大沉积年龄约束早期E-W走向右旋压扭式生长构造的活动时间为157-147 Ma，而晚期NE-SW走向的逆冲式生长构造的活动时间为140-135 Ma。综合上述的沉积相和物源分析，以及生长地层研究，本文提出赤城盆地晚侏罗世-早白垩世的3期盆地演化过程（图2）。

赤城盆地的沉积-构造演化历史显示，燕山构造带中侏罗世、晚侏罗世-早白垩世整体处于NW-SE向的挤压构造环境。而燕山构造带在早侏罗世（>175 Ma）则处于近N-S向的挤压构造环境。燕山构造带在侏罗纪的这种重要构造转换可能与古太平洋板块向北西方向俯冲于东亚大陆之下有关。

该项研究表明，燕山构造带在晚侏罗世-早白垩世期间整体处于古太平洋板块向北西方向俯冲引起的NW-SE向挤压环境，构造带内的多期次逆冲构造活动控制了赤城盆地发育及演化。

图1 赤城盆地梁家沟生长地层剖面

图2 赤城盆地晚侏罗-早白垩世沉积-构造3阶段演化模型

上述研究成果发表在构造地质学国际权威期刊《Tectonics》上：Lin, C.F., Liu, S.F.*, Shi, X.F., Zhuang, Q.T., 2019. Late Jurassic-Early Cretaceous Deformation in the Western Yanshan Fold-Thrust Belt: Insights From Syntectonic Sedimentation in the Chicheng Basin, North China. Tectonics, doi: 10.1029/2018TC005402

全文链接：https://doi.org/10.1029/2018TC005402