广州地化所揭示中亚造山带弧-弧碰撞拼贴动力学过程

  

  增生型造山带发育于板块汇聚边界,其形成演化伴随着整个地球历史的演化过程,并以长期的侧向俯冲、陆壳生长为特征。增生型造山带的形成机制与造山模式一直以来是地球科学的热门研究课题。中亚造山带位于西伯利亚、东欧、塔里木以及华北克拉通之间,是研究增生造山机制的天然实验室。上世纪90年代以来,国际地质对比计划多次立项(IGCP 662, 592, 480 and 420)研究中亚造山带的构造演化,提出了多岛弧拼贴模式,有效解释了多个岩浆弧、微陆块并存的构造格局。但目前对这些地质体的拼合时间及动力学过程缺少精确限定,制约了我们对中亚造山带构造演化与增生模式的认识。

  鉴于此,中国科学院广州地球化学研究所博士生胡万万,在导师李鹏飞研究员的指导下,与国内外合作者一起对位于中亚腹地的额尔齐斯构造带开展了以变形构造解析为基础的大地构造重建工作。该构造带是中亚造山带中十分重要的古缝合带,代表着阿尔泰造山带与东西准噶尔地体的构造边界,是认知中亚造山带地体碰撞拼贴过程的重要窗口。本项研究通过系统解析额尔齐斯构造带东段(青河地区)的变形样式,结合年代学研究,限定阿尔泰大陆边缘弧与东准噶尔洋内弧在石炭纪末期初始碰撞,之后经历了挤压、平行造山带伸展以及转换压缩三个阶段的动力学演化过程(对应着区域上的三期变形构造;见图1)。本项研究工作为同碰撞伸展提供了关键构造地质学证据,并在综合解析阿尔泰南缘变形、变质及岩浆活动的基础上,提出平行造山带伸展作用控制着阿尔泰南缘二叠纪高温变质作用及岩浆活动的新认识。

  

  

图1  阿尔泰造山带与东准噶尔地体沿额尔齐斯构造带碰撞拼贴三阶段演化模式图。

    阶段一:石炭纪末期,阿尔泰造山带与东准噶尔初始碰撞,地壳加厚,形成SCA1面理构造;

    阶段二:早二叠世,阿尔泰南缘发育近水平面理及~NW-SE向平行造山带的拉伸线理构造(SCA2),对应着一期平行造山带的伸展事件;

  阶段三:早-中二叠世,额尔齐斯构造带以压扭性变形为主,产出一系列NW-SE向褶皱构造(DCA3)及与之近平行的左行走滑糜棱岩带,显示阿尔泰造山带与东准噶尔之间以斜向汇聚为特征。

  (a)阿尔泰南缘低应变区局部残留的SCA1面理,受SCA2变形叠加形成无根褶皱;

  (b)阿尔泰南缘主期SCA2面理上产出的NW-SE向近水平的拉伸线理构造;

  (c)阿尔泰南缘NW-SE向FCA3褶皱叠加SCA2面理构造;

  (d-g)糜棱岩带1-4产出的不对称旋转碎斑、云母鱼指示左行走滑的运动学特征。

  上述研究成果为中亚造山带古缝合带研究提供了一个研究范例,丰富了增生型造山环境下弧-弧碰撞拼贴的动力学演化模式,研究成果发表在国际构造地质学期刊《Journal of Structural Geology》。研究工作得到了国家自然科学基金项目(41872222)、国家重点研发计划(2017YFC0601205)、中科院一带一路(132744KYSB20190039)等项目的资助。 

  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 

  文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0191814120301899 

(同位素国家重点实验室供稿)   

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