Västra blocket av North China Craton

Fig. 1. En enkel karta som visar tektoniska komponenter i Kina. Platsen för det västra blocket i norra Kina Craton är markerat med rött. Ändrad från Zhao, 2001.

Det västra blocket av norra Kinas kraton är ett uråldrigt mikrokontinentalt block som huvudsakligen består av Neoarchean och Paleoproterozoic stenkällare, med vissa delar överlagrade av kambriska till kenozoiska vulkaniska och sedimentära bergarter . Det är ett av två sub-block (det östra blocket och det västra blocket) inom North China Craton, beläget i öst-centrala Kina. Gränserna för det västra blocket skiljer sig något mellan olika modeller, men formerna och områdena är lika. Det finns en bred enighet om att det västra blocket täcker en stor del av östra och centrala Kina.

Magmatiska , sedimentära och metamorfa bergarter finns i det västra blocket. De äldsta geologiska uppgifterna i det västra blocket är 2,7 miljarder år gamla påträngande magmatiska bergarter som hittades i Xiwulanbulang i Inre Mongoliet. De yngsta stenarna är 23 miljoner år gamla extrusiva magmatiska bergarter, som finns i Sanyitang (i Hebei) i det orogena bältet tvärs över blocket. De sedimentära bergarterna fördelar sig övervägande i Ordosbassängen som ligger i södra delen av det västra blocket. Exponeringar av metamorfa bergarter är mestadels utspridda i norra delen av blocket.

Den tektoniska miljön och utvecklingen av det västra blocket diskuteras. Det finns olika modeller med hypoteser om blockets underavdelningar och tektoniska historia och de utesluter i allmänhet varandra. De flesta modeller håller dock med om närvaron av ett paleoproterozoiskt orogent bälte som skär över det västra blocket i öst-västlig riktning, trots att det har olika namn på det.

Sedan de geologiska händelserna i det västra blocket startade under prekambrisk tid, då mer än 80 % av den nuvarande volymen av kontinental skorpa bildades, kan komplex geologisk evolution och tidig tektonisk historia studeras genom de geologiska uppgifterna i det västra blocket.

Litologier

Prekambrisk källare (4600–539 miljoner år sedan)

Arkeiska stenar (4,0–2,5 miljarder år sedan)

De tidigaste geologiska enheterna som finns i det västra blocket bildas i Neoarchean , när den stora jordskorpans ansamling och omarbetning ägde rum. De Neoarchean vaggar i den prekambriska källaren består huvudsakligen av grönstenar , högkvalitativa metamorfa stenar och granitoider . Mineralundersökningar visar en isobarisk kylningstyp moturs tryck-temperatur (PT) bana , vilket indikerar att det förekom intrång och underpläteringshändelser under jordskorpans tillväxt i Neoarchean.

Guyang granit-grönsten terräng

Fig. 2. En förenklad geologisk karta över det västra blocket av North China Craton, modifierad från Wang et al., 2012 och 2016. Kartan visar fördelningen av stenar i olika åldrar. Arkeiska och paleoproterozoiska bergarter exponeras i den norra delen av det västra blocket medan resten av blocket är täckt av fanerozoiska bergarter. GY-Guyang granit-grönsten terräng; WC-Wuchan högklassigt komplex.

Guyang - granit -grönstensterranen ligger i den norra delen av det västra blocket och sprider sig från berget Serteng till Donghongsheng i öst-västlig riktning. Terrängen domineras av metamorfa och granitoida bergarter. Det föreslås att terrängen kan representera gammal metamorfos i den övre skorpan.

Grönstenar är sekvenser av prekambriska metamorfoserade ultramafiska till maffiska bergarter och sedimentära bergarter. De är väl exponerade i berget Serteng i Guyang granit-grönsten terräng. Det finns tre underenheter i grönstenssekvensen i denna terräng. Det lägre lagret domineras av metamorfoserade mafiska och ultramafiska vulkaniska stenar, med interlayered banded järnbildning . Den mellersta bergarten består av en serie metamorfoserade vulkaniska bergarter med sammansättningar som varierar från sura till maffiska. Det översta lagret är tillverkat av meta-sedimentära bergarter, till exempel kvartsit och marmor . Enligt data från zirkondatering bildades det nedre lagret av grönstenssekvensen för cirka 2,54 miljarder år sedan, medan de mellersta och övre lagren har en ålder senare än 2,51 miljarder år.

Granitoider är påträngande magmatiska bergarter som främst tillverkas av kvarts , fältspat och glimmer . De granitoidbergarter som finns i Guyangs granit-grönstensterrane är mestadels tonalit-trondhjemit-granodiorit (TTG) och sanukitoid . Det fanns två faser som bildar TTG:er , med det första steget för cirka 2,53 miljarder år sedan och det andra för mellan 2,52-2,48 miljarder år sedan. Sanukitoiden i denna terräng bildades mellan de två faserna av TTG- bildningen, för cirka 2,53-2,52 miljarder år sedan.

Wuchuan högkvalitativt komplex

Wuchuans högklassiga komplex sträcker sig från Zhulagou i väster till Xiwulanbulang i öster. Komplexet inkluderar granitoider, granuliter och charnockit . De granitoida bergarterna är övervägande medelhög (550-650 °C) - till höggradig (650-900 °C) metamorfoserad diorit och granuliterna är högvärdiga metamorfoserade TTG-bergarter. I likhet med Guyang granit-grönsten terräng, klipporna i Wuchuan har en ålder av 2,55-2,50 miljarder år. Det högvärdiga komplexet tolkas som den omvandlade nedre skorpan för 2,55-2,50 miljarder år sedan.

Proterozoiska bergarter (2500–539 miljoner år sedan)

Många forskare föreslog att det västra blocket av North China Craton monterades i Paleoproterozoic (2,5-1,6 miljarder år sedan), vilket skapar en linjär struktur bestående av khondalit som skär över det västra blocket. Khondalitbältet sträcker sig från Helanshan i väster till Jining Complex i öster. Pelitiska granuliter, kvartsit, felsisk paragneiss och marmor, som är medlemmar i "khondalitserien", exponeras längs detta bälte. Khondalitserien omvandlas från sedimentära protoliter som bildats under stabila kontinentala marginalförhållanden . Genom zirkondatering avsattes de sedimentära protoliterna för 2,3-2,0 miljarder år sedan och upplevde sedan metamorfos för 1,95-1,87 miljarder år sedan. Mineralerna i khondaliten uppvisar isotermisk dekompressionstyp medurs PT-banor, vilket antyder att de sedimentära protoliterna metamorfoserades i en kollisionsmiljö.

Fanerozoisk stratigrafi (539 miljoner år sedan–nuvarande)

Västra blocket blev mycket stabilare efter prekambrium. Sedimentära bergarter avsattes och täckte en del av den prekambriska källaren. Det fanns även magmatism i fanerozoikum. Under kambrium till mellanordovicium bildades omfattande karbonater i det västra blocket . Avlagringar var i allmänhet frånvarande från sen ordovicium till tidig karbon . Emellertid började karbonater med vissa kolhaltiga bergarter att avsättas igen mellan sen karbon och tidig perm . I senperm bildades konglomerat såväl som röd järnbärande sandsten , siltsten och lersten ( röda bäddar) . I Trias och Jurassic dominerades stratigrafin av sandsten och lersten. Sandstensavsättning, tillsammans med magmatism , ägde rum i den tidiga krita , och bildade extrusiva magmatiska bergarter i det västra blocket, till exempel ryolit , andesit , basalt och dacit . Från sen krita och framåt blev magmatiska bergarter mindre. Sen krita till kenozoisk sediment med kenozoisk basalt täcker de redan existerande skikten .

Sammanfattande tabell över litologier
Geologisk period	Tid för stenbildning	Litologier	Plats
Neoarchean	2,7 Ga	Tonalite-trondhjemit-granodiorit	Xiwulanbulang
Neoarchean	2,55–2,50 Ga	Grönschist, amfibolit , bandjärnbildning, hornblende - plagioklas gnejs , paragneiss , glimmerskifer , kvartsit, marmor, tonalit-trondhjemit-granodiorit, kvartsdiorit , adakit , sanukitoider, granitoider, granuliter och charnockit	Guyang granit-grönsten terräng och Wuchuan högkvalitativt komplex
Paleoproterozoikum	1,95–1,87 Ga	Pelitiska granuliter, kvartsit, felsisk paragneiss och marmor	Khondalite bälte
Kambrium	539–488 Ma	Karbonatstenar	Främst i Ordos Basin
Ordovicium	488–460 Ma	Karbonatstenar	Främst i Ordos Basin
Ordovicium	460–443 Ma	Allmänt frånvarande	/
Silur	443–416 Ma
Devon	416–359 Ma
Karbon	359–318 Ma
Karbon	318–299 Ma	Karbonatbergarter och kolhaltiga bergarter	Främst i Ordos Basin
Permian	299–270 Ma	Karbonatbergarter och kolhaltiga bergarter
Permian	270–251 Ma	Röda bäddar och konglomerat
Trias	251–228 Ma	Sandbärande lersten, medel- till finkornig sandsten med grå lerstensskikt
Trias	228–199 Ma	Finkornig sandsten och lersten med kollager
Jurassic	199–145 Ma	Medel- till finkorniga sandstenar, siltstenar, konglomerat, argilliter och kol
Krita	145–65 Ma	Basalt, andesit, dacit, ryolit och fossiliserade sedimentära bergarter
Kenozoikum	65–nuvarande	Sediment och basalter

Tektonisk underavdelning

Den tektoniska indelningen av det västra blocket är fortfarande under intensiv diskussion bland geologer. Det finns flera modeller som illustrerar den tektoniska indelningen av det västra blocket och dessa modeller ger olika namn till komponenterna och strukturerna i de västra blocken. Formerna och områdena på Western Block i dessa modeller är liknande men de kanske inte helt överensstämmer med varandra.

Zhao och hans kollegor föreslog att det västra blocket av North China Craton kan delas upp i två underblock: Yinshan Block och Ordos Block . Mellan underblocken finns ett paleoproterozoiskt bälte mellan kontinenten och kontinenten som definieras som Khondalite-bältet. Khondalitbältet sträcker sig över hela blocket i öst-nordost (ENE) och väst-sydvästlig (WSW) riktning.

Fig. 3a. Tektonisk underavdelning av det västra blocket av North China Craton i Zhao et al:s modell.

Kusky och hans medarbetare delade upp det västra blocket i tre delar, inklusive Inre Mongoliet-Norra Hebei Orogen, Hengshan- platån och ett mikrokontinentalt block. Den södra gränsen för Hengshan-platån markeras av de normala förkastningarna , som har en allmän trend av öst-nordost (ENE) och väst-sydvästlig (WSW) riktning. Det finns ett nordost-sydväst trendande fel som kallas Datong -Wuqi Fault, som skär över det västra blocket.

Fig. 3b. Tektonisk underavdelning av det västra blocket av North China Craton i Kusky et al:s modell. Trianglarna indikerar att Hengshan-platån rör sig norrut, mot Inre Mongoliet-Norra Hebei Orogen. Prickade linjer visar fel.

I likhet med Zhao et al.s modell delade Santosh upp det västra blocket i Yinshan-blocket och Ordos-blocket i norr respektive söder. Men istället för Khondalite-bältet döpte han kollisionsområdet för de två delblocken till Inner Mongolia Suture Zone. Diskontinuerliga Khondalite-bältsexponeringar ligger inuti söder om Suturzonen i Inre Mongoliet.

Fig. 3c. Tektonisk underavdelning av det västra blocket av North China Craton i Santoshs modell. Trianglarna visar att Yinshan Block rör sig söderut.

Tektonisk evolution

Prekambrisk historia

Det finns olika evolutionära modeller av det västra blocket föreslagna av olika geologer. De tre mest populära modellerna som förklarar den tektoniska utvecklingen av den prekambriska källaren diskuteras nedan.

Zhao et al:s modell

Zhao et al.s modell kan delas in i två huvudstadier: Neoarchean crustal accretion och Paleoproterozoic amalgamation av de två sub-blocken (Yinshan Block och Orods Block). Zhao och andra forskare föreslog att det fanns en stor jordskorpatillväxt av det juvenila Yinshan-blocket för cirka 2,7 miljarder år sedan, vilket bildade en tjock maffisk skorpa, även om det fortfarande är osäkert om den magmatiska händelsen inträffade i en kontinental eller en oceanisk miljö . För 2,55-2,50 miljarder år sedan smältes det unga Yinshan-blocket delvis för att producera enorma mängder TTG-stenar, som täckte hela Yinshan-blocket. För cirka 2,45 miljarder år sedan fördes Ordos-blocket under Yinshan-blocket. Den partiella smältningen av den subducerande plattan bildade graniter och vulkaniska stenar som adakiter och sanukitoider. För mellan 2,0-1,95 miljarder år sedan avsattes sedimentära bergarter på kontinentens stabila passiva marginaler i norra Ordosblocket. Den slutliga monteringen av det västra blocket ägde rum för cirka 1,95 miljarder år sedan. Det antika havet stängdes när kontinenterna i södra Yinshan-blocket och norra Ordos-blocket kolliderade. Det höga trycket och temperaturen vid kontinent-kontinentkollision bildade Khondalite Belt mellan de två delblocken och ledde till metamorfos i andra delar av det västra blocket.

Fig. 4. Ett tektoniskt evolutionsdiagram från 2,45 Ga till 1,95 Ga, föreslagit av Zhao et al. (1) Vid cirka 2,45 Ga subducerades den oceaniska skorpan av Ordos Block under Yinshan Block, vilket gjorde magmatiska stenar. (2) Sedimentära bergarter avsatta i Ordos Block mellan 2,0-1,95 Ga. (3) Båda kontinenterna Yinshan Block och Ordos Block möttes vid cirka 1,95 Ga och ett orogent bälte kallat Khondalite Belt bildades mellan de två delblocken.

Kusky et al:s modell

I Kusky et al.s modell bildade antika kontinentala block det unga västra blocket för 3,5-2,7 miljarder år sedan. Före för 2,3 miljarder år sedan subducerades Wutai Arc under den östra delen av det unga västra blocket, medan en exotisk båge subducerades under det östra unga västra blocket. För mellan 2,3-2,0 miljarder år sedan kolliderade det västra blocket med de två bågarna på båda sidor, vilket skapade Hengshan granulitbälte i sydost och Inre Mongoliet-Norra Hebei Orogen med khondalitbälte inuti i nordväst. Slutligen superkontinenten Columbia i den norra marginalen av North China Craton för 1,8 miljarder år sedan.

Fig. 5. Tektonisk utveckling av det västra blocket föreslagen av Kusky et al. (1) Wutai-bågen i öster och en exotisk båge i väster subducerad under det unga västra blocket före 2,3 Ga. (2) Inre Mongoliet-North Hebei Orogen bildades när den exotiska bågen kolliderade med det unga västra blocket. (3) Superkontinenten Columbia kolliderade med det västra blocket. IMNHO-Inre Mongoliet-Norra Hebei Orogen.

Santoshs modell

Till skillnad från Zhaos och Kuskys modeller fokuserade den tektoniska utvecklingen av det västra blocket som föreslagits av Santosh främst på sammanslagning av det västra blocket, med färre diskussioner om den tidiga tektoniska utvecklingen före kollisionshändelser. Santosh betraktade Ordosblocket som en kontinental båge sammansatt av TTG:er och charnockiter. Med stöd av zirkondatering och tomografiska data föreslog Santosh att Yinshan-blocket och Ordos-blocket kolliderade för cirka 1,92 miljarder år sedan, med Yinshan-blocket under Ordos-blocket. En ackretionär kil bildades när de två delblocken kolliderade. En del av den basaltiska oceaniska skorpan införlivades i den accretionära kilen. Santosh namngav accretionary wedge-regionen som Inre Mongolia Suture Zone . Khondalitbälte bildades också i suturzonen.

Fig. 6. Tektonisk utveckling av det västra blocket föreslagen av Santosh. Yinshan-blocket subducerades under Ordos-blocket vid 1,92 Ga, vilket bildade Suturzonen för Inre Mongoliet med en viss basaltisk oceanisk skorpa däremellan.

Fanerozoisk historia

Västra blocket blev tektoniskt stabilt efter sammanslagningen i Prekambrium. Sedimentavlagringar och vulkaniska aktiviteter började bilda stenar som täckte den prekambriska källaren. Förutom en lucka i geologiska rekord under sen ordovicium till tidig karbon, från kambrium till jura, bildade olika typer av sedimentär bergart ett tjockt skikt.

I tidig krita utvecklades omfattande magmatiska aktiviteter i den östra delen av det västra blocket på grund av kratonisk förstörelse. Vid den tiden var en stor del av North China Craton eliminerad och instabil. Den kratoniska förstörelsen inducerades av subduktionen av Stillahavsplattan under den asiatiska kontinenten, följt av jordskorpans förtjockning och följaktligen gravitationskollaps av jordskorpan. Kratonen var alltså i förlängning. Processerna ledde till uttunning av skorpan, deformation och magmatiska händelser över North China Craton. Även om de flesta av de magmatiska aktiviteterna ägde rum i det östra blocket, ägde vulkanutbrott också rum i den östra delen av det västra blocket för att producera vulkaniska bergarter som basalt, andesit, dacit och rhyolit. Under kenozoikum, på grund av den tunna skorpan, bröt lava ut till ytan och de vulkaniska händelserna producerade basalter.

Se även

Anteckningar

a. ^ Ga hänvisar till miljarder år sedan; Ma syftar på miljoner år sedan.