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敦化-密山断裂带(敦密断裂带)是郯庐断裂带在东北地区(北段)的两条分支之一,呈NE–SW走向,长约1000 km,宽达10 km左右。这一重要的大型断裂带是认识东北地区中-新生代大地构造演化的重要窗口。然而,由于该断裂带经历了长期而复杂的构造活动,关于其起源及演化历史一直认识不清,长期存在着较大的争议。详细的野外观察与室内分析表明,敦密断裂带的第一期构造(起源期,D1)表现为一系列NE–SW走向的韧性剪切带。这些剪切带具有陡倾的糜棱面理和缓倾的矿物拉伸线理,露头和显微构造均指示为左行走滑剪切带,是区域南北向挤压的产物。显微构造和石英C轴组构指示,这些起源期韧性剪切带的变形温度为450℃~500℃。一系列剪切带内变形与未变形岩体与岩脉的锆石U–Pb年龄结果,再结合区域地质,可以限定这期左行走滑活动发生在早白垩世初。因而,敦密断裂带起源于早白垩世初,而不是前人认为的三叠纪或侏罗纪。正是早白垩世初的左行平移活动才使得郯庐断裂带向北扩展进入到东北地区。随后的早白垩世期间,敦密断裂带转变为强烈的伸展活动(D2),一方面发育了一系列NE–SW走向的脆性正断层,另一方面控制了多个早白垩世断陷盆地的发育。断层滑动矢量反演指示,这期伸展活动的区域应力状态为NW–SE向拉张。继早白垩世期间伸展活动之后,敦密断裂带又经历了一期左行平移活动(D3)。这期左行平移断层不但切割早期走滑韧性剪切带,还切入早白垩世盆地内部。部分平移断层是利用D2期正断层而发育。断层滑动矢量反演指示,这期左行平移活动发生在区域南北向挤压的应力状态下。一系列盆地火山岩与错断岩脉的锆石U–Pb定年,限定了这期左行平移活动发生在102~96 Ma之间,更可能是晚白垩世初。敦密断裂带在晚白垩世期间(D4)和古近纪期间(D5),又转变为伸展活动,并控制了断陷盆地的发育。这两期伸展活动中,敦密断裂带本身呈现为右行正断活动,成为盆地的边界断层。而各期盆地内部,却主要发育近东西向正断层,呈现为张扭性地堑或半地堑特征。断层滑动矢量反演表明,这两期伸展活动中的区域应力状态皆为近南北向拉张。这些盆地内上白垩统与古近系之间的角度不整合接触关系,反映晚白垩世末发生过盆地反转与沉积间断。依据一系列锆石U–Pb年龄、εHf(t)值以及Hf的二阶模式年龄分析,可以确定辽源增生带在敦密断裂带以东仍然存在。通过详细确定辽源增生带与华北克拉通的边界位置,本次工作可靠地限定了敦密断裂带的累计左行位移量为170 km。再结合前人确定的依兰-伊通断裂带35 km的左行位移量,郯庐断裂带北段共左行错移华北克拉通北界达205 km。区域对比表明,敦密断裂带白垩-古近纪的5期活动,是区域动力学作用的结果。这期间周期性的挤压与伸展活动,指示了活动大陆边缘弧后地区大地构造演化的特征。它们的动力源为古太平洋板块的俯冲作用。正是大洋板块俯冲方式的交替变化,才导致了活动大陆边缘挤压与伸展活动的交替,相应出现了敦密断裂带的多期演化。