趙奇、閆義等-Tectonics: 臺(tái)灣“古墾丁混雜巖”的識(shí)別揭示早白堊世東亞大陸邊緣存在一條連續(xù)的古太平洋板片俯沖-增生體系
????晚中生代時(shí)期,古太平洋板片向東亞大陸邊緣俯沖,在日本西南部、琉球群島和巴拉望都留下了明確的俯沖-增生雜巖的地質(zhì)證據(jù),但臺(tái)灣的構(gòu)造基底是否保留中生代增生雜巖記錄長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議(圖1),影響對(duì)東亞大陸邊緣俯沖溝-弧體系和古太平洋板片俯沖過(guò)程的理解和重建。恒春半島墾丁混雜巖作為臺(tái)灣地區(qū)的兩條重要混雜巖帶之一,其形成過(guò)程的多解性指示其可能代表經(jīng)歷多階段演化的多成因混雜巖(polygenic mélange),有望保留早期古太平洋板片俯沖信息,但仍需進(jìn)一步的年代學(xué)研究予以證實(shí)。
????鑒于此,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所閆義研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合日本高知大學(xué)藤內(nèi)智士博士等,通過(guò)對(duì)臺(tái)灣恒春半島墾丁混雜巖中不含標(biāo)準(zhǔn)化石的鱗片狀構(gòu)造開展顯微結(jié)構(gòu)、顯微化學(xué)成分分析以及伊利石K-Ar定年,識(shí)別出一部分墾丁混雜巖基質(zhì)實(shí)際上是早白堊世經(jīng)壓溶作用形成的(圖2)。結(jié)合其“巖塊-基質(zhì)(block-in-matrix)”結(jié)構(gòu)及此前報(bào)道的老洋殼巖塊(~135 Ma),認(rèn)為墾丁混雜巖并不完全形成于新生代南海俯沖過(guò)程,其中有一部分實(shí)際上代表早期與古太平洋俯沖增生相關(guān)的OPS(Ocean‐Plate Stratigraphy)型混雜巖,可稱之為“古墾丁混雜巖”。這些“古墾丁混雜巖”在新生代南海俯沖過(guò)程中,被卷入墾丁混雜巖,但并未明顯受到新生代變形事件的疊加改造,因?yàn)槠浠|(zhì)的伊利石K-Ar年齡依然保存了早白堊世剪切變形(96.7 ± 8.6 Ma和108 ± 18.4 Ma)的原始記錄。這一發(fā)現(xiàn)意味著臺(tái)灣部分構(gòu)造基底可能為中生代俯沖增生雜巖體,而“古墾丁混雜巖”代表這些構(gòu)造基底單元在初始弧-陸碰撞過(guò)程中,沿恒春斷層和墾丁斷層局部剝露到地表的產(chǎn)物(圖3)。
????該研究成果識(shí)別出早白堊世末期的“古墾丁混雜巖”,明確了臺(tái)灣地區(qū)中生代增生雜巖的存在,指示日本-琉球群島至北巴拉望地塊之間具有長(zhǎng)達(dá)3000公里的早白堊世古太平洋板片俯沖增生體系,為東亞大陸邊緣構(gòu)造演化提供了關(guān)鍵信息。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際地學(xué)期刊《Tectonics》,研究受國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-地球系統(tǒng)與全球變化專項(xiàng)(2023YFF0803403)、國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(C類)(42202248)及廣東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2023A1515011786)聯(lián)合資助。
論文信息:Zhao, Q., Yan, Y., Tonai, S., Dilek, Y., Carter, A., Clift, P. D.,?Wu, J., Sibuet, J.C., Zhang, X. C.?(2025). A newly identified “Proto-Kenting Mélange (S. Taiwan)” represents a missing link for a continuous Early Cretaceous Paleo–Pacific subduction–accretion system. Tectonics, 44, e2024TC008456. https://doi.org/10. 1029/2024TC008456

圖1. (a)臺(tái)灣區(qū)域構(gòu)造背景圖,展示東亞大陸邊界中生代-早新生代 OPS型混雜巖分布情況;(b)臺(tái)灣主要構(gòu)造單元分布圖。

圖2. (a)定年樣品的背散射電子(BSE)圖像和元素分布圖(Si、Al、K、Mg、Ti、Fe)。元素分布圖指示,與相鄰的泥巖透鏡體相比,基質(zhì)中鱗片狀構(gòu)造的硅、鋁和鉀元素虧損,指示壓溶變形;(b)自生伊利石的微觀結(jié)構(gòu)特征; (c)伊利石年齡分析,指示混雜巖基質(zhì)變形時(shí)間為早白堊世末期。

圖3. (a)“古墾丁混雜巖”形成于早白堊世末期古太平洋板片西向俯沖增生過(guò)程;(b)中新世多成因墾丁混雜巖的形成過(guò)程。注意沉積混雜巖(或滑塌堆積體)和“古墾丁混雜巖”在新生代南海俯沖過(guò)程中卷入墾丁混雜巖。

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