廣州地化所揭示中亞造山帶弧-弧碰撞拼貼動力學過程
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地球歷史的演化過程，并以長期的側向俯沖、陸殼生長為特征。增生型造山帶的形成機制與造山模式一直以來是地球科學的熱門研究課題。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，是研究增生造山機制的天然實驗室。上世紀90年代以來，國際地質對比計劃多次立項（IGCP 662, 592, 480 and 420）研究中亞造山帶的構造演化，提出了多島弧拼貼模式，有效解釋了多個巖漿弧、微陸塊并存的構造格局。但目前對這些地質體的拼合時間及動力學過程缺少精確限定，制約了我們對中亞造山帶構造演化與增生模式的認識。
鑒于此，中國科學院廣州地球化學研究所博士生胡萬萬，在導師李鵬飛研究員的指導下，與國內外合作者一起對位于中亞腹地的額爾齊斯構造帶開展了以變形構造解析為基礎的大地構造重建工作。該構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噶爾地體的構造邊界，是認知中亞造山帶地體碰撞拼貼過程的重要窗口。本項研究通過系統(tǒng)解析額爾齊斯構造帶東段（青河地區(qū)）的變形樣式，結合年代學研究，限定阿爾泰大陸邊緣弧與東準噶爾洋內弧在石炭紀末期初始碰撞，之后經歷了擠壓、平行造山帶伸展以及轉換壓縮三個階段的動力學演化過程（對應著區(qū)域上的三期變形構造；見圖1）。本項研究工作為同碰撞伸展提供了關鍵構造地質學證據，并在綜合解析阿爾泰南緣變形、變質及巖漿活動的基礎上，提出平行造山帶伸展作用控制著阿爾泰南緣二疊紀高溫變質作用及巖漿活動的新認識。
圖1 阿爾泰造山帶與東準噶爾地體沿額爾齊斯構造帶碰撞拼貼三階段演化模式圖。
階段一：石炭紀末期，阿爾泰造山帶與東準噶爾初始碰撞，地殼加厚，形成SCA1面理構造；
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造（SCA2），對應著一期平行造山帶的伸展事件；
階段三：早-中二疊世，額爾齊斯構造帶以壓扭性變形為主，產出一系列NW-SE向褶皺構造(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噶爾之間以斜向匯聚為特征。
（a）阿爾泰南緣低應變區(qū)局部殘留的SCA1面理，受SCA2變形疊加形成無根褶皺；
（b）阿爾泰南緣主期SCA2面理上產出的NW-SE向近水平的拉伸線理構造；
（c）阿爾泰南緣NW-SE向FCA3褶皺疊加SCA2面理構造；
（d-g）糜棱巖帶1-4產出的不對稱旋轉碎斑、云母魚指示左行走滑的運動學特征。
上述研究成果為中亞造山帶古縫合帶研究提供了一個研究范例，豐富了增生型造山環(huán)境下弧-弧碰撞拼貼的動力學演化模式，研究成果發(fā)表在國際構造地質學期刊《Journal of Structural Geology》。研究工作得到了國家自然科學基金項目、國家重點研發(fā)計劃、中科院一帶一路等項目的資助。
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
