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碰撞造山带一般由早期挤压增厚转换为后期伸展减薄,该转换对其后续构造框架、构造一热事件发展和矿产分布等起决定作用,因此挤压一伸展构造体制转换研究具有重要意义.大青山地处华北北缘,大陆动力学体制在中生代经历了由挤压向伸展的转换;转换期间,既形成大规模逆冲推覆构造,又发育为数众多的伸展构造,使本区成为研究大陆动力学体制转换的有利地区.
本文研究区位于大青山东段,西起楼华山东至苏勒图,主体构造形迹呈近东西向展布,共发育三条平行山系的南倾大型逆冲断层,由北向南依次是:①大青山逆冲断层(DT):将元古代浅变质岩推覆于原地体系中生代地层之上;②黄土窑子一马家店一德胜营逆冲断层(HT):将元古代片麻状花岗岩推覆于元古代浅变质岩之上;③乌素图一黄花窝铺一苏勒图逆冲断层(WT):使区内最南部太古代变质结晶岩席推覆在片麻状花岗岩带之上.区内广泛发育飞来峰、构造窗等典型逆冲推覆构造;断层及两侧常见S-C面理、不对称褶皱及碎斑系等运动学标志,并指示上盘自南南东向北北西的逆冲推覆.
上述三条逆冲断层将研究区分割成一系列近东西向展布的构造单元,由北向南依次是:①外缘构造带:DT下盘,为受逆冲推覆影响的原地系,主要由侏罗系地层组成;②浅变质带:DT与HT之间,为一套浅变质片岩、千枚岩夹大理岩;③片麻状花岗岩带:HT与WT之间,为元古界片麻状花岗岩;④变质结晶逆冲岩席:WT、上盘,由太古界片麻岩、大理岩构成.四个构造单元由北向南依次变老,表现为一系列向北北西推覆叠置的构造岩片,并与逆冲断层一起构成一个完整的逆冲推覆体系.该构造体系的顶部为大青山拆离断层(DDF),而最上部的变质结晶逆冲岩席因受该拆离断层的切割而被定义为呼和浩特变质核杂岩.
大青山逆冲推覆体系主期变形发生于燕山期,与顶部拆离断层活动年代基本相同,使其构造格局与喜马拉雅造山带具有可比性,而喜马拉雅造山带逆冲与伸展同时形成的构造模式对本区研究具有启示作用.
本区片麻花岗岩带内SHRIMP定年得到1.95Ga和1.85Ga两组锆石U-Pb变质年龄,分别反映了华北克拉通经历的两次早期变质事件:前者为鄂尔多斯地块与阴山地块的拼接,后者为吕梁运动.