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东北完达山增生杂岩构造演化及其指示的俯冲—增生过程

东北完达山增生杂岩构造演化及其指示的俯冲—增生过程

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作者：梁勇中南大学

学位级别：硕士

完达山增生杂岩(AC)是锡霍特-阿林增生杂岩带在中国境内出露的部分,是古太平洋板块俯冲-增生作用产物的最西部单元。区内保存完好的蛇绿岩和大洋板块地层(OPS),记录了晚古生代至中生代期间古太平洋板块向西俯冲-增生的过程。因此,它是... 详细信息

完达山增生杂岩(AC)是锡霍特-阿林增生杂岩带在中国境内出露的部分,是古太平洋板块俯冲-增生作用产物的最西部单元。区内保存完好的蛇绿岩和大洋板块地层(OPS),记录了晚古生代至中生代期间古太平洋板块向西俯冲-增生的过程。因此,它是研究东亚大陆与古太平洋板块相互作用的绝佳场所。然而,完达山AC的原岩性质和构造演化仍是一个存在争议的科学问题。本文利用地层学、岩相学、年代学、(同位素)地球化学、综合对比研究等手段阐明完达山AC中蛇绿岩形成的构造背景与演化过程,恢复古完达山增生楔的形成机制与构造演化,综合探讨古太平洋板块的俯冲-增生时限与过程。饶河杂岩中均质辉长岩样品的结晶年龄为166.2±2.4 Ma,锆石Lu-Hf同位素组成ε(t)=+8.1～+12.3,指示来源于新生地壳。全岩地球化学特征和全岩Sr-Nd-Pb同位素组成表明,本研究中均质辉长岩样品为洋岛玄武岩和火山弧型玄武岩。跃进山杂岩中堆晶辉长岩样品的结晶年龄为约280～278 Ma和220 Ma,样品中含约2000 Ma和441～414 Ma的捕获锆石以及约85 Ma的变质锆石。锆石Lu-Hf同位素结果指出,约441～414 Ma锆石ε(t)值为+5.6～+8.9;约280～278 Ma锆石ε(t)值为+1.6～+6.7;约220 Ma锆石ε(t)值为–19.4～–19.0。结合全岩地球化学特征和全岩Sr-Nd-Pb同位素组成表明,跃进山杂岩中堆晶辉长岩样品为弧后盆地玄武岩。饶河杂岩的原岩是一套相对完整的OPS,其代表了古太平洋板块从洋中脊到海沟的整个迁移过程,在此过程中,OPS经历了滑脱作用、海底地滑、底辟作用、刮削作用、底垫作用、乱序逆冲和渐进破裂等构造作用。最终形成了一套砂岩-泥岩-硅质页岩-硅质岩的有序单元以及玄武岩-硅质岩-砂岩混杂岩和砂岩-泥岩-灰岩混杂岩等两个混乱单元。跃进山杂岩重建的OPS为混乱单元,与饶河杂岩重建后的OPS并不具有连续性。跃进山杂岩重建的OPS与具有海盆基底特征的弧后盆地上的OPS类似。综合研究为东北亚大陆边缘晚古生代至中生代期间的造演化历史提供了线索。古太平洋板块的俯冲起始于晚古生代。早二叠世至晚三叠世期间,持续的俯冲导致了古跃进山区域弧后盆地的形成和闭合。跃进山杂岩是弧后盆地闭合的产物,古跃进山弧后盆地在晚三叠世闭合。跃进山杂岩就位于晚三叠世至早侏罗世期间。饶河杂岩是古太平洋板块俯冲-增生的直接产物,其在中侏罗世开始增生并在早白垩世最终就位。此后,在敦密断裂的左旋走滑活动的影响下,完达山AC形成了现今向西凸出的弧形构造格架。研究结果可进一步为探究洋-陆汇聚背景下的大洋板块俯冲-增生机制提供有价值的信息。

关键词：完达山增生杂岩蛇绿岩大洋板块地层古太平洋板块俯冲-增生构造演化

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中国东北部完达山增生杂岩特征及其构造意义

中国东北部完达山增生杂岩特征及其构造意义

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2015年全国沉积学大会

作者：许欢柳永清旷红伟彭楠安伟王能盛中国地质科学院地质研究所

中国东北地区位于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块之间,大地构造位置属于中亚-蒙古巨型造山带的东缘和太平洋构造域的叠加部位,是研究板块构造俯冲过程与机制的重点地区。完达山造山带位于中国东北地区东部,为典型的由太平洋板块俯... 详细信息

中国东北地区位于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块之间,大地构造位置属于中亚-蒙古巨型造山带的东缘和太平洋构造域的叠加部位,是研究板块构造俯冲过程与机制的重点地区。完达山造山带位于中国东北地区东部,为典型的由太平洋板块俯冲拼贴而形成的增生杂岩带。与前人所称的那丹哈达地体或完达山地体相当,该区以发育中生代蛇绿岩为标志,是我国研究蛇绿岩的典型地区之一。最近,国内外相继有数篇文章报道了对完达山增生杂岩的研究成果,这使得完达山地区再次成为相关研究的热点,但以往这些研究多重点集中在岩石地球化学和年代学上,而对杂岩物质组成、岩石组合和沉积、构造复合发育特征缺乏系统解析和研究。笔者在前人工作和成果基础上,针对饶河地区增生杂岩进行了详细的地质调查和研究,恢复了增生杂岩的OPS地层序列,并进一步探讨了完达山造山带形成构造背景及古太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲增生过程。完达山增生杂岩主要由7部分组成,包括未变形沉积岩、剪切变形沉积岩、剪切变形火山岩、浊积岩、变形硅质岩、灰岩团块和基性-超基性岩。未变形沉积岩主要由弱变形粉砂岩和泥岩组成,局部含锰,代表了深海沉积环境。剪切变形沉积岩和火山岩剪切变形构造发育,剪切方向近E-W,初步推测可能与古太平洋板块俯冲方向一致,为增生楔主要组成物质。浊积岩由中薄层细-粉砂岩与泥岩组成,以A-B-C段和B-C段组合为主,为海沟沉积产物。变形硅质岩呈薄层状,褶皱构造非常发育,枢纽方向近S-N,推测也可能与古太平洋板块由西向东的挤压作用有关。灰岩团块呈块状产出于碎屑岩中,具有典型外来岩块特征,为洋壳俯冲过程中构造卷入的产物。基性-超基性岩由橄榄岩、辉石岩、堆晶辉长岩、层状辉长岩、辉绿岩和枕状玄武岩等组成,具有蛇绿岩典型特征,代表了洋壳残片,而玄武岩、硅质岩和灰岩则组成了洋岛/海山。虽然这些不同的岩石组合在平面上现今多表现为构造接触关系,但其所代表的沉积环境或构造属性却能够提供丰富的OPS信息。结合前人同位素年代学、地球化学、古生物、古地磁资料、数据及相关研究成果,该研究认为,中三叠世时期的完达山地块可能与日本美浓地区相连或相邻,且同处于低纬度地区的古太平洋。随着古太平洋洋脊的扩张,完达山地块开始快速向北漂移。晚三叠世,形成了大顶子山这套具有蛇绿岩性质的堆晶辉长岩。中侏罗世,在地幔热点的作用下,在古太平洋板块上形成了一系列洋岛/海山。晚侏罗世中晚期,古太平洋板块俯冲作用开始,完达山地区首先形成了一套海沟环境下的深海复理石沉积,伴随着俯冲作用的进行,这些浊积岩不断被刮削并仰冲到大洋板块之上,同时原来的海山(玄武岩、灰岩)也卷入到了浊积岩之中,与此同时,蛇绿岩也通过构造形式就位到增生楔中。早白垩世中期洋壳俯冲结束,并以壳源花岗岩的出现为标志之一。因此,完达山增生杂岩是记录晚三叠世-早白垩世古太平洋板块扩张并向欧亚大陆(黑龙江完达山)俯冲、拼合全部过程的岩石载体。

关键词：完达山增生杂岩古太平洋 OPS地层序列洋岛/海山增生楔

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