东特提斯构造域的变质演化及其构造意义

虾仔123

(a)中国西部的原特提斯构造域。(b)中国东部古特提斯构造域。“Sub”、“Col”、“Exh”和“P-co”分别表示俯冲、碰撞、折返和后碰撞阶段。“C”和“O”分别代表大陆和海洋俯冲。鸣谢:科学中国出版社

（）据科学中国出版社：中国科学技术大学郑永飞教授领导的一项综合研究发表在《科学·中国地球科学》上。它基于华中造山系统(CCOS)高级变质岩的变质温度(T)、压力(P)和时间(T)信息的系统概述，重点研究会聚大陆边缘区域变质作用的热演化和构造演化。

CCOS包括中国西部的原特提斯构造域和中国东部的古特提斯构造域，它们分别由原特提斯洋和古特提斯洋闭合而成。

CCOS的变质岩产生于从大陆俯冲到碰撞后伸展的不同阶段，是会聚大陆边缘变质温压信息的可靠记录，对恢复其热演化和构造演化具有重要意义。

来自原特提斯和古特提斯构造域的高级变质岩的变质温压比和相应的地温梯度随年龄呈上升趋势。

根据变质T/P比值，这些高级变质岩经历了三种类型的区域变质作用:(1)低T/P阿尔卑斯型蓝片岩-榴辉岩相的早期高P-超高P变质作用；(2)中温压巴罗型中磷角闪岩至高磷麻粒岩相变质作用的中期阶段；(3)高T/P布坎型低P角闪岩至MP麻粒岩相变质作用的晚期阶段。

对于原特提斯构造域，阿尔卑斯型、巴罗型和布坎型变质作用发生在古生代的500～400Ma，对于古特提斯构造域，发生在中生代的250～120Ma。

会聚型大陆边缘在从动态挤压到伸展的构造演化过程中，地热梯度发生了变化，形成了具有不同T/P比值的变质岩。在大洋俯冲阶段，低地温梯度使冷俯冲产生低T/P的高山型变质岩。

在大陆俯冲/碰撞阶段，大陆地壳的深俯冲发生在低地温梯度，但其碰撞增厚发生在中等地温梯度。因此，这一阶段会产生低T/P的阿尔卑斯型和中等T/P的巴罗型变质岩。

在后碰撞阶段，增厚的大陆岩石圈由于其重力或流变不稳定性而变薄，导致软流圈上涌，并导致变薄的岩石圈达到高地温梯度，形成高T/P布坎型变质作用。

根据CCOS不同造山带变质岩的P-T信息和它们之间的时空关系，原特提斯和古特提斯构造域的构造演化可以重建如下。

原特提斯造山带的大陆碰撞/俯冲发生在阿尔金、北秦岭和北桐柏造山带的500-490Ma，或柴北缘和东昆仑造山带的450-430Ma，大陆裂谷作用发生在阿尔金、北秦岭和北桐柏造山带的460-450Ma，或柴北缘和东昆仑造山带的410-400Ma。

另一方面，古特提斯造山带的大陆俯冲/碰撞发生在250-220Ma，大陆裂谷作用发生在140-120Ma。

尽管大陆深俯冲或硬碰撞的时间尺度被限制在10-30 Myr，但对于原特提斯构造域，低T/P阿尔卑斯型变质作用和高T/P布坎型变质作用之间的时间间隔短至约40-60 Myr，但对于古特提斯构造域，时间间隔却长达约110 Myr。

这些异同表明，两个不同特提斯构造域的高级变质岩记录了会聚大陆边缘从冷俯冲、热碰撞或折返到热裂陷的构造转变。这与早期阿尔卑斯型相系向晚期巴罗型相系的变质转化以及随后布坎型相系的叠加有关。