梁晓：西藏羌塘增生楔伸展变形样式与低温高压变质岩折返【GSA Bulletin, 2022】

发布时间：2022-11-16       阅读：99次

活动大陆边缘岩石圈变形、岩浆及沉积等地质过程是理解板块构造作用与驱动机制的重要窗口。增生楔/增生杂岩（accretionary wedge/complex）夹持于弧前盆地和海沟之间，大洋洋俯冲期间经历了强烈的壳幔相互作用，显著促进了显生宙大陆地壳生长。增生楔核部出露的榴辉岩（eclogite）等低温高压变质岩（low temperature and high pressure metamorphosed rocks; LT–HP rocks）被认为是记录俯冲带构造作用和板块动力学过程的黑匣子，它们自地幔或下地壳的快速折返通常是俯冲板片运动学转变或俯冲通道热扰动的结果。

青藏高原是研究特提斯构造域地质过程和板块构造的天然实验室。羌塘中央变质杂岩带（Central Qiangtang metamorphic belt; CQMB）位于青藏高原腹地，E-W向延伸大于500 km、N–S向宽可达100 km，被认为是为东古特提斯洋二叠纪–三叠纪俯冲形成的增生杂岩/混杂岩。杂岩带核部的二叠纪–三叠纪含榴辉岩低温高压变质岩出露规模位居世界最大之列。然而，关于低温高压岩石的折返机制和CQMB构造成因仍存在争议（图2）。主要观点包括：（1）CQMB起源于金沙江缝合带混杂岩或岛弧地体，南向远距离俯冲后被低角度正断层剥露于羌塘中部；（2）CQMB是龙木错-双湖缝合带增生杂岩，洋壳俯冲北向俯冲于北羌塘地块（NQB）之下；（3）CQMB是龙木错-双湖缝合带洋壳双向俯冲形成的复合增生杂岩，低温高压变质岩产于南向俯冲带。

针对上述科学问题，我校地球科学与资源学院副教授梁晓，基于王根厚教授区调项目、岩石圈构造群体及地质过程与矿产资源国家重点实验室支持，选择羌塘中部蓝岭高压变质岩地体，以解析榴辉岩、蓝片岩等低温高压变质岩构造变形及折返机制为研究目标，采用地质填图与构造解析、⁴⁰Ar/³⁹Ar与锆石U–Pb同位素年代学、变质岩石学等方法，查明了蓝岭高压变质岩地体的构造样式、变质与变形历史，厘定了折返期变形时代及同期基性岩浆活动特征，建立了羌塘低温高压变质岩的折返模型，探讨了羌塘中央杂岩带成因及构造演化历史。经过长期调查分析，取得以下成果认识：

（1）蓝岭低温高压变质岩地体与两侧晚古生代–三叠纪浅变质蛇绿混杂岩以低角度拆离断层分离，榴辉岩及蓝片岩主要呈现5个变形期次，折返期伸展构造呈现变质核杂岩（mcc）样式。拆离断层呈现顶部向W的剪切运动学，榴辉岩及蓝片岩平面上呈现走滑式剪切变形，分别发育顶部向SW及向S的的韧性剪切条带。退变榴辉岩及蓝片岩的岩石学、矿物学分析和视剖面模拟揭示发卡状P–T–t轨迹，同折返期变质矿物剪切条带⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄表明变质核杂岩及核部低温高压变质岩的折返剥露发生在244–215 Ma，早于南羌塘地块（SQB）和北羌塘地块（NQB）的陆陆碰撞。

（2）蓝岭高压变质岩地体构造样式及北部增生杂岩同时代基性岩墙群指示低温高压变质岩及周围增生杂岩形成于古特提斯洋北向俯冲带。

（3）基于蓝岭低温高压变质岩地体折返期（244–215 Ma）变质核杂岩构造样式和同期地幔岩浆基性活动（约243–230 Ma），认为羌塘中部增生楔/增生杂岩（CQMB）在中-晚三叠世经历了NW–SE向岩石圈尺度伸展变形。

图1.羌塘中部变质杂岩带（CQMB）构造格架及其地质背景。缩写：JSSZ，金沙缝合带；LSSZ，龙木错–双湖缝合带；BNSZ、班公湖–怒江缝合线；YZSZ，雅鲁藏布江缝合带

图2. 羌塘中央变质杂岩带（CQMB）和低温–高压变质岩（LT-HP rocks）的3种构造成因模型

图3. 蓝岭低温高压变质岩地体的总体构造样式和折返期（D₁）构造变形

图4. 蓝岭高压变质岩地体不同变形期次（D₁、D₂、D₄和D₅）构造特征及其叠加样式

图5. 蓝岭低温高压变质岩地体榴辉岩和蓝片岩露头及显微尺度折返期剪切变形条带（D₁）

图6.  羌塘中央变质杂岩带（CQMB）三叠纪岩石圈尺度斜向伸展变形样式及俯冲带低温高压变质岩折返模式示意图

上述研究成果发表在地质学国际著名刊物《Geological Society of America Bulletin》上：Liang, X., Wang G.H., Cao, W.T., Forster, M. A., Lister, G.S., Gao, X., Du, J.X., Li, J.B., Li, J.S., Wang, Y.X. 2022. Lithospheric extension of the accretionary wedge: An example from the Lanling high-pressure metamorphic terrane in Central Qiangtang, Tibet. GSA Bulletin, https://doi.org/10.1130/B36476.1

全文链接：https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article-abstract/doi/10.1130/B36476.1/618837/Lithospheric-extension-of-the-accretionary-wedge?redirectedFrom=fulltext