中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士生令佳琪,、研究員李鵬飛和袁超及其合作者,,研究了蒙古鄂霍茨克造山帶彎曲過程中上覆板塊三維變形協(xié)調(diào)樣式,,揭示了俯沖帶大規(guī)模彎曲驅(qū)動地殼增厚與巖漿弧遷移機制,。近日,,相關(guān)成果發(fā)表于《通訊-地球與環(huán)境》(Communications Earth & Environment),。
全球匯聚板塊邊緣造山帶常常發(fā)生不同程度的彎曲,,形成弧形展布的山彎構(gòu)造,,影響著造山帶的古地理格局、深部地球動力學(xué)過程及淺表地形起伏,。山彎構(gòu)造的形成演化,,涉及到整個造山帶沿著鉛直軸的大規(guī)模彎曲,其彎曲過程中的應(yīng)變協(xié)調(diào)機制對于理解匯聚板塊邊緣四維動力學(xué)演化及淺表地形地貌演變具有重要指示意義,。
傳統(tǒng)研究主要基于中小尺度構(gòu)造解析反演山彎構(gòu)造形成演化過程中的應(yīng)變協(xié)調(diào)機制,,但在整個地殼乃至巖石圈尺度如何響應(yīng)造山帶的大規(guī)模彎曲一直缺乏有效的限定手段。近年來,,基于地球化學(xué)大數(shù)據(jù)分析提出了一系列地殼古厚度重建指標,,為深化這一研究帶來契機。
該研究以蒙古山彎構(gòu)造為研究對象,,利用巖漿巖La/Yb比值,,重塑其彎曲過程中轉(zhuǎn)折端地殼厚度演變軌跡,并在此基礎(chǔ)上揭示了俯沖帶大規(guī)模彎曲過程中的應(yīng)變協(xié)調(diào)機制及其對巖漿弧時空演變的影響,。
蒙古山彎構(gòu)造位于中亞造山帶中東部,,呈向東開口的U型幾何學(xué)形態(tài),涉及近6000千米安第斯型俯沖體系∽180°的彎曲,,是全球規(guī)模巨大且彎曲程度最高的山彎構(gòu)造,。已有地質(zhì)與地球物理資料表明,蒙古山彎構(gòu)造形成于二疊紀至侏羅紀,,并伴隨著蒙古鄂霍茨克洋持續(xù)俯沖及自西向東的剪刀式閉合,,在此過程中圍繞山彎構(gòu)造發(fā)育了大量巖漿巖,為探究俯沖帶彎曲過程中地殼厚度時空演變提供了良好條件,。
研究團隊圍繞蒙古山彎構(gòu)造轉(zhuǎn)折端(即:彎曲程度最大的杭愛山地區(qū))杭愛巖基,,開展了廣泛的野外觀察、年代學(xué)與地球化學(xué)方面的研究工作,。結(jié)果顯示,,在二疊紀-三疊紀期間蒙古山彎構(gòu)造轉(zhuǎn)折端平均地殼厚度從∽50千米逐漸增加至∽65千米,而同期巖漿弧朝向海溝方向逐漸遷移,。這一結(jié)果指示,,在蒙古山彎構(gòu)造形成過程中,其轉(zhuǎn)折端內(nèi)側(cè)(杭愛山地區(qū))經(jīng)歷了大規(guī)模壓縮,,驅(qū)動上覆造山帶垂向地殼增厚和橫向大規(guī)模加寬,,而海溝受此影響被迫后撤,巖漿弧隨之向著海溝方向逐漸年輕化,。
該項研究工作明確了地殼尺度的壓縮變形是協(xié)調(diào)造山帶大規(guī)模彎曲的重要方式,,合理解釋了蒙古杭愛山相較于周緣地區(qū)地殼明顯更厚的現(xiàn)象,也為揭示蒙古杭愛山脈隆升機制與歷史提供了新的視角,。
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