贵阳分部广州分部
网站地图联系我们所长信箱建议留言内部网English中国科学院
 
 
首页概况简介机构设置研究队伍科研成果实验观测合作交流研究生教育学会学报图书馆党群工作创新文化科学传播信息公开
  新闻动态
  您现在的位置:首页 > 新闻动态 > 研究亮点
张畅等-EPSL:新特提斯洋濒死洋脊处俯冲带的重新启动
2019-09-29 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  蛇绿岩是指保存在缝合带中的一套基性-超基性岩石组合,通常被认为是古大洋岩石圈的残片。蛇绿岩是进行古板块重建的岩石学证据,也是研究古大洋形成演化最直接的岩石载体。在蛇绿岩底部,经常出露有一套变质岩,其原岩以俯冲洋壳物质为主,变质级别从下往上为绿片岩相至角闪岩相,甚至可达麻粒岩相。由于这套变质岩通常出露蛇绿岩底部的橄榄岩之下,因此它又被称为变质底板 (Metamorphic Sole)。岩石学研究表明,这些变质岩的原岩性质与蛇绿岩上部的洋壳岩石具有一致性,而且对应的变质作用通常发生在蛇绿岩形成之后的10 Ma之内。传统观点认为,变质底板代表了洋壳形成后不久,其中一侧的洋脊俯冲到另一侧洋脊之下,由于俯冲上盘的地幔仍具有非常高的温度,从而导致与其接触的下盘洋壳发生高温变质。因此,近来这些变质底板又被认为是俯冲起始的标志。 

  在西藏南部的雅鲁藏布蛇绿岩带底部,断断续续出露有一套以蛇纹岩为基质的混杂岩带,其中的岩块包含有被肢解的变质底板。前人的研究结果表明,雅江的变质底板岩石也符合全球其它变质底板的规律,如变质时代与蛇绿岩形成时代接近、变质岩原岩与蛇绿岩洋壳岩石的成分类似等。但是对其发生变质作用的温压条件(即P-T轨迹)以及它们所形成的构造背景还存在较大争议,这些问题直接或间接阻碍了对于雅江蛇绿岩形成构造背景的认识。 

  针对以上问题,中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室博士后张畅与合作导师刘传周等,对出露在雅江蛇绿岩带中段拉孜蛇绿混杂岩中的变质底板进行了详细的野外考察,并综合开展了岩石学、地球化学及锆石年代学等方面的研究工作。结果表明这套变质岩主体上包括(石榴石)斜长角闪岩和石榴辉石岩,它们的原岩与雅江蛇绿岩的洋壳岩石具有非常相似的地球化学特征,锆石年代学表明其原岩的形成时代约为125 Ma,与雅江蛇绿岩的主体形成时代以及通过角闪石Ar-Ar定年获得的变质时代非常一致。石榴辉石岩和斜长角闪岩的温度-压力计算结果显示,这些岩石经历了高温变质作用,对应的地温梯度高达25/km。在这些观察的基础之上,作者提出在洋中脊发生俯冲重新起始(Subduction Re-Initiation)的模型来解释这套变质岩石的成因(图1)。 

1 雅江蛇绿岩形成模式卡通图

  在该模型中,新特提斯洋在130-120 Ma时由于接近扩张末期而转变为超慢速扩张洋脊。与现今西南印度洋类似,通过拆离断层在洋中脊处形成大洋核杂岩。前人古地磁结果表明在该时期,新特提斯洋脊非常接近亚洲大陆,因而可能发生了洋脊与活动陆缘的碰撞作用。由于大洋核杂岩具有高的正地形,从而被阻塞于海沟而保存下来。但是印度大陆持续向北漂移,在远场应力作用下,新提斯洋脊中原本属于伸展性质的拆离断层转变为俯冲带,使得新特斯洋南侧的洋壳继续向北俯冲并最终消亡,从而引发欧亚与印度大陆之间的碰撞。

  该模型可以更好地耦合和解释目前在地质关系、岩石学、地球化学、年代学以及古地磁等方面的观察和测试结果。最近,Gülcher et al.(2019) Beaussier et al.(2019) 利用3D数字模拟的方法,提出洋脊附近的大洋拆离断层体系可以为集中应力和启动俯冲提供软弱带,从而说明慢速-超慢速洋脊的拆离断层在挤压环境可以转变为俯冲带。本研究的另一项意义在于提出雅江蛇绿岩代表了在超慢速扩张脊形成的大洋核杂岩,后来由于俯冲位置发生了跃迁使得其构造就位于弧前位置。     

  研究成果发表于Earth and Planetary Science Letters. (Zhang C*, Liu C Z*, Xu Y, Ji W B, Wang J M, Wu F Y, Liu T, Zhang Z Y, Zhang WQ. Subduction re-initiation at dying ridge of Neo-Tethys: Insights from mafic and metamafic rocks in Lhaze ophiolitic mélange, Yarlung-Tsangbo Suture Zone[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2019, 523: 115707. DOI: 10.1016/j.epsl.2019.07.009)(原文链接 

 
地址:北京市朝阳区北土城西路19号 邮 编:100029 电话:010-82998001 传真:010-62010846
版权所有© 2009- 中国科学院地质与地球物理研究所 京ICP备05029136号 京公网安备110402500032号