廣州地化所揭示中亞造山帶弧-弧碰撞拼貼動(dòng)力學(xué)過(guò)程
增生型造山帶發(fā)育于板塊匯聚邊界,其形成演化伴隨著整個(gè)地球歷史的演化過(guò)程,并以長(zhǎng)期的側(cè)向俯沖、陸殼生長(zhǎng)為特征。增生型造山帶的形成機(jī)制與造山模式一直以來(lái)是地球科學(xué)的熱門(mén)研究課題。中亞造山帶位于西伯利亞、東歐、塔里木以及華北克拉通之間,是研究增生造山機(jī)制的天然實(shí)驗(yàn)室。上世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)際地質(zhì)對(duì)比計(jì)劃多次立項(xiàng)(IGCP 662, 592, 480 and 420)研究中亞造山帶的構(gòu)造演化,提出了多島弧拼貼模式,有效解釋了多個(gè)巖漿弧、微陸塊并存的構(gòu)造格局。但目前對(duì)這些地質(zhì)體的拼合時(shí)間及動(dòng)力學(xué)過(guò)程缺少精確限定,制約了我們對(duì)中亞造山帶構(gòu)造演化與增生模式的認(rèn)識(shí)。
鑒于此,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士生胡萬(wàn)萬(wàn),在導(dǎo)師李鵬飛研究員的指導(dǎo)下,與國(guó)內(nèi)外合作者一起對(duì)位于中亞腹地的額爾齊斯構(gòu)造帶開(kāi)展了以變形構(gòu)造解析為基礎(chǔ)的大地構(gòu)造重建工作。該構(gòu)造帶是中亞造山帶中十分重要的古縫合帶,代表著阿爾泰造山帶與東西準(zhǔn)噶爾地體的構(gòu)造邊界,是認(rèn)知中亞造山帶地體碰撞拼貼過(guò)程的重要窗口。本項(xiàng)研究通過(guò)系統(tǒng)解析額爾齊斯構(gòu)造帶東段(青河地區(qū))的變形樣式,結(jié)合年代學(xué)研究,限定阿爾泰大陸邊緣弧與東準(zhǔn)噶爾洋內(nèi)弧在石炭紀(jì)末期初始碰撞,之后經(jīng)歷了擠壓、平行造山帶伸展以及轉(zhuǎn)換壓縮三個(gè)階段的動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程(對(duì)應(yīng)著區(qū)域上的三期變形構(gòu)造;見(jiàn)圖1)。本項(xiàng)研究工作為同碰撞伸展提供了關(guān)鍵構(gòu)造地質(zhì)學(xué)證據(jù),并在綜合解析阿爾泰南緣變形、變質(zhì)及巖漿活動(dòng)的基礎(chǔ)上,提出平行造山帶伸展作用控制著阿爾泰南緣二疊紀(jì)高溫變質(zhì)作用及巖漿活動(dòng)的新認(rèn)識(shí)。

圖1 阿爾泰造山帶與東準(zhǔn)噶爾地體沿額爾齊斯構(gòu)造帶碰撞拼貼三階段演化模式圖。
階段一:石炭紀(jì)末期,阿爾泰造山帶與東準(zhǔn)噶爾初始碰撞,地殼加厚,形成SCA1面理構(gòu)造;
階段二:早二疊世,阿爾泰南緣發(fā)育近水平面理及~NW-SE向平行造山帶的拉伸線理構(gòu)造(SCA2),對(duì)應(yīng)著一期平行造山帶的伸展事件;
階段三:早-中二疊世,額爾齊斯構(gòu)造帶以壓扭性變形為主,產(chǎn)出一系列NW-SE向褶皺構(gòu)造(DCA3)及與之近平行的左行走滑糜棱巖帶,顯示阿爾泰造山帶與東準(zhǔn)噶爾之間以斜向匯聚為特征。
(a)阿爾泰南緣低應(yīng)變區(qū)局部殘留的SCA1面理,受SCA2變形疊加形成無(wú)根褶皺;
(b)阿爾泰南緣主期SCA2面理上產(chǎn)出的NW-SE向近水平的拉伸線理構(gòu)造;
(c)阿爾泰南緣NW-SE向FCA3褶皺疊加SCA2面理構(gòu)造;
(d-g)糜棱巖帶1-4產(chǎn)出的不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)碎斑、云母魚(yú)指示左行走滑的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。
上述研究成果為中亞造山帶古縫合帶研究提供了一個(gè)研究范例,豐富了增生型造山環(huán)境下弧-弧碰撞拼貼的動(dòng)力學(xué)演化模式,研究成果發(fā)表在國(guó)際構(gòu)造地質(zhì)學(xué)期刊《Journal of Structural Geology》。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41872222)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2017YFC0601205)、中科院一帶一路(132744KYSB20190039)等項(xiàng)目的資助。
Hu, W., Li, P., Rosenbaum, G., Liu, J., Jourdan, F., Jiang, Y., Wu, D., Zhang, J., Yuan, C., and Sun, M., 2020, Structural evolution of the eastern segment of the Irtysh Shear Zone: implications for the collision between the East Junggar Terrane and the Chinese Altai Orogen (northwestern China): Journal of Structural Geology,139, doi:https://doi.org/10.1016/j.jsg.2020.104126
文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0191814120301899
(同位素國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供稿)

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