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来源:曾敏 | 作者:曾敏 | 发布日期:2021-11-05 10:03:05 
 

必赢国际游戏登录曾敏课题组在通过重建大洋板块地层理解青藏高原地质演化方面取得进展

 

    近期,必赢国际游戏登录曾敏课题组在基于大洋板块地层重建以理解特提斯洋俯冲增生过程及青藏高原地质演化方面取得新进展。其中题为“Reconstructing Ocean‐Plate stratigraphy (OPS) to Understand Accretionary Style and Mélange Fabric: Insights from the Bangong‐Nujiang Suture (Tibet, China)”的文章发表在Geophysical Research Letter(Nature index期刊; IF=4.72; JCR 1区;曾敏为第一作者及通讯作者);题为“Provenance evolution during passive-to active-margin transition unraveled from an accretionary complex from the Bangong-Nujiang suture zone: Insights into Early Mesozoic Meso-Tethys subduction and source-area tectonics”的论文发表于Gondwana Research(IF=6.12; JCR 1区;成都理工大学博士研究生李晨伟为第一作者,曾敏为唯一通讯作者)。         

洋壳俯冲作用是全球板块构造活动的重要驱动机制,其细节过程对了理解全球板块重构、物质循环及全球环境和气候均有关键意义。在俯冲过程中,洋壳顶部的物质会被剥离,从而拼贴到俯冲带之上的增生楔中。增生楔中保存有不同类型的海洋沉积物以及玄武质洋壳基底,且这些物质可以以有序层序或混杂岩(非史密斯地层)的形式存在——这都是增生楔杂岩构造多样性的重要表现形式。这些玄武质洋壳基底及上覆沉积物的垂向叠加序列被称为大洋板块地层学(Ocean-Plate Stratigraphy,OPS)。OPS保留了俯冲洋壳上部基本岩石学特征及沉积物相关信息,是洋壳俯冲消减后唯一能保留下来的实物信息载体。此前,OPS的玄武质部分是增生造山带的重点研究内容,并为解释大洋板块在俯冲之前的演化历史提供了关键信息。但是,将OPS用于理解地质历史时期的洋壳俯冲-增生过程却是相对较少触及到的研究方向。现代俯冲带的相关研究已明确显示俯冲沉积物厚度及对应的洋壳基底起伏特征是增生楔构造样式及物质组成的关键控制因素。因此,重建OPS并回复俯冲沉积物厚度等俯冲下盘关键性质可为理解俯冲-增生过程提供诸多细节。然而,前人对这种方法的探究目前尚处于起步阶段。
位于青藏高原中部的班公湖-怒江缝合带(班怒带)为研究中特提斯洋的起源和消亡、冈瓦纳北缘的裂解过程以及亚洲板块的增生等重要地质过程提供了关键素材。木嘎岗日岩群代表了班怒带的增生楔杂岩,保存了班公湖-怒江中特提斯洋威尔逊旋回的关键信息。木嘎岗日岩群由外来的俯冲洋壳残片和原地的海沟沉积物组成。其中增生的海沟沉积物可以恢复重建为晚三叠世-早侏罗世连续复理石层序。然而,目前仍然不清楚其内部岩性-构造不均一性的分布特征及形成机制。另一方面,关于班怒带的演化历史还存在大量的争议,重建木嘎岗日岩群所记载的OPS将会为解决这些争议提供新的思路。

    针对上述科学问题,必赢国际游戏登录曾敏课题组及合作者以西藏中部改则-洞错地区的班怒带增生楔杂岩(木嘎岗日岩群及仲岗洋岛杂岩)为研究对象,通过开展大比例尺野外岩性-构造填图,结合沉积物源分析及年代学研究,对其OPS进行重建并深入探讨了重建结果的科学意义。其中,Geophysical Research Letters论文(Zeng et al., 2021)表明,对OPS的结构进行精细构建可用于揭示洋壳俯冲的时代、俯冲洋壳地形特征以及俯冲的运动学特征,并能解释相关增生杂岩在构造和岩性等方面的各向异性以及不同成因的混杂岩组构(图1)。该项研究为基于OPS理解俯冲增生体系提供了一个示范性案例,并对于理解自晚三叠世开始的中特提斯洋壳俯冲过程及其所产生的增生杂岩构造多样性提供了关键证据(Zeng et al., 2021)。


       

图1 改则-洞错地区OPS重建反映的俯冲洋壳地形特征所导致的增生杂岩构造样式及混杂岩组构示意图


    此外,Gondwana Research论文基于OPS的重建结果,对改则地区木嘎岗日岩群增生杂岩中的复理石沉积序列进行系统研究,并基于砂岩颗粒组分、砂岩地球化学及碎屑锆石年代学等方法开展了精细的沉积物源分析(图2;Li et al., 2021)。研究结果反映了南羌塘地体南缘在三叠纪晚期-侏罗纪早期从被动陆缘到活动陆缘的转化过程中海沟沉积序列及对应的物源演化历史。该研究相关认识进一步明确了班公湖-怒江中特提斯洋的北向初始俯冲发生在~220Ma时期,研究成果为还原南-北羌塘地体在晚三叠时期的碰撞拼贴过程及其远源物源效应提供了证据,并为理解羌塘中央变质带在此碰撞造山过程中的剥露历史提供了线索。本案例可为研究全球被动-活动陆源转换过程中的物源演化及解释提供参考模型。

 


图2 基于精细海沟沉积序列重建及物源分析所反映的晚三叠世-早侏罗世羌塘南缘被动-活动陆缘转换过程及沉积-构造演化模式



以上研究得到了国家自然科学基金、云南大学高层次人才引进项目以及成都理工大学珠峰科学研究计划等项目的大力资助。    


 

供稿人:曾敏


 

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