大兴安岭呈北北东向贯穿我国东北地区,在构造上位于中亚造山带东段,与两侧的松辽盆地、海拉尔-二连盆地形成鲜明的盆-山地貌,是我国地势二三级阶梯的分界线,同时也是重要的重力异常梯度带、地壳厚度梯度带。该区域先后经历了古亚洲洋的闭合,蒙古-鄂霍茨克洋的俯冲及闭合以及古太平洋板块的多阶段持续俯冲过程。不同构造体系的叠加改造使得大兴安岭地区成为东北亚构造演化最为复杂且关键的区域,是中亚造山带东段构造演化研究中最重要的部分。大兴安岭地区广泛出露的中生代火山岩的构造背景,常被解释为与蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的大陆伸展或古太平洋板块反复的俯冲-后退有关,但作用过程中的构造表现以及两个构造域是否叠加等问题还存在着广泛的争议。大兴安岭中段柴河地区晚中生代逆冲断层的发现为以上争议的解决提出了新的素材。本文在对该逆冲断层进行的野外地质观察和有限应变测量的基础上,结合分析与其同时形成的木瑞组砂岩的物源特征,揭示研究区晚中生代时期所处的大地构造背景,为理解整个东北地区中生代的地质构造演化历史提供了依据。柴河逆冲断层位于内蒙古自治区扎兰屯市西南的柴河镇附近,总体呈北东向展布,延伸几十公里。野外观测显示断层面倾向北西(约310°),倾角在45°-50°之间。断层下盘为中侏罗统塔木兰沟组安山岩,上盘为奥陶系裸河组变质粉砂岩,覆盖断层最古老的地层为下白垩统满克头鄂博组火山岩,由地层接触关系推测其活动时间为晚侏罗世。断层附近岩石强烈变形,褶皱、劈理等构造现象十分发育,利用断层两盘劈理面产状确定其运动方向为由北西向南东方向(约135°)推覆,而飞来峰和构造窗表明推覆距离至少为2km。同时,对下盘变形强烈的塔木兰沟组安山岩的有限应变测量分析表明,K小于0.67,落在挤压应变区内,靠近平面应变附近,以压扭变形为主,形成了SL构造岩。柴河地区木瑞组砂岩的下伏地层为塔木兰沟组,上覆地层为满克头鄂博组,且在空间位置和层序上均显示与逆冲断层相关,推断其与逆冲断层拥有相同的大地构造成因,二者是一次构造事件的产物。Dickinson点计法骨架成分分析表明,木瑞组砂岩含有较多的岩屑,石英含量中等,可能是来源于其近源的前陆隆升,并伴有快速的沉积过程,没有经历长距离的搬运。这与样品的化学风化强度分析结果相一致,砂岩的CIA指数和CIW指数都在较低的范围,表明碎屑沉积物在经历了短时间和近距离的搬运后快速就位并固结成岩。8件木瑞组砂岩样品的全岩地球化学分析指示其在形成过程中,物源区主要处于活动大陆边缘的构造背景。结合区域已有研究成果和本次对柴河逆冲断层、木瑞组沉积岩的分析结果得出柴河逆冲断层形成于晚侏罗世晚期。期间大兴安岭地区板块构造活动频繁,位于研究区北西侧的地体受构造挤压而隆升,随后逐渐向南东推覆作用于研究区内,导致逆冲断层的形成。这一构造过程的动力学背景是蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的陆陆碰撞。在中侏罗世-晚侏罗世早期,蒙古-鄂霍茨克大洋板块俯冲发生了板块的回退,大兴安岭地区处于伸展减薄的构造背景中,这也解释了发现于这一时期的碱性火山岩的形成原因。蒙古-鄂霍茨克洋约在晚侏罗世晚期-早白垩世早期闭合,陆陆之间的碰撞产生了强烈的挤压作用,形成了柴河逆冲断层。随后,大陆碰撞后的伸展背景影响了中国东北的大部分区域,导致强烈的岩浆喷发和酸性岩浆岩侵入,形成壮丽的大兴安岭火山岩带。