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陈卓等ESR---中国东北缝合带的性质及其对三大构造域时空演化的制约

发布时间:2023-05-10来源:浏览次数:

20234月,吉林大学周建波教授团队在国际知名地学期刊 Earth-Science Reviews 上发表新成果,系统研究和总结了中国东北缝合带的性质及其对三大构造域时空演化的制约

中国东北位于中亚造山带东段,有多个微陆块及其间的缝合带构成(图1)。独特的大地构造位置与多个古大洋构造体制的叠加作用使得中国东北地区保存了大量洋-陆相互作用、陆-陆碰撞以及陆壳增生等大量关键地质记录。这些古缝合带不仅是分隔微陆块的界限,更是东北地区大陆增生的地质证据的关键载体。总结中国东北缝合带的组成与性质,对明确中国东北的演化历史和古亚洲洋–古太平洋的构造叠加与转换过程具有重要意义。

1. a欧亚大陆东缘构造单元图;b中国东北大地构造简图


2023澳门精准一码发财周建波教授团队在新的研究思路基础上,系统总结了中国东北五条主要缝合带的空间分布、岩石组成、构造变形特征、地球化学与年代学信息,深入探讨了中国东北缝合带的性质与时空演化过程,在此基础上,将中国东北古生代–中生代的构造演化划分为古亚洲洋、泛大洋(或蒙古-鄂霍茨克洋)和古太平洋三大构造域(图2)。


01.中国东北缝合带

中国东北的主要缝合带包括头道桥–新林缝合带、贺根山–黑河缝合带、索伦–西拉木伦–长春缝合带、吉林–黑龙江高压带以及那丹哈达增生杂岩带(图1)。

头道桥–新林缝合带位于额尔古纳与兴安地块之间,沿头道桥、喜桂图、吉丰、塔源、新林等地区呈北东–南西向分布,带内岩石组成包括蛇绿岩、辉长岩、蓝片岩以及一系列俯冲碰撞成因的岩浆岩。本文系统的总结了带内蛇绿岩、辉长岩、蓝片岩以及相关岩浆岩的岩相学、地球化学和地质年代学特征,指示了头道桥–新林缝合带形成于晚寒武世(~500 Ma),记录了额尔古纳地块与兴安地块的拼合过程。

贺根山–黑河缝合带位于兴安与松辽地块之间,沿二连浩特、贺根山、大石寨、嫩江、黑河等地区与头道桥–新林缝合带近平行展布,带内岩石组成包括蛇绿岩、辉长岩、蓝片岩以及一系列俯冲碰撞成因的岩浆岩,可划分为西段二连浩特–贺根山蛇绿岩带和东段贺根山–黑河岩浆弧带。本文系统总结了带内蛇绿岩、辉长岩、蓝片岩、岩浆岩以及沉积盖层的岩相学、地球化学和地质年代学特征,指示了贺根山–黑河缝合带形成于晚石炭世(~300 Ma),记录了兴安地块与松辽地块的拼合过程。

索伦–西拉木伦–长春缝合带位于松辽地块与华北克拉通之间,沿索伦、满都拉、苏尼特右旗、林西、长春等地区近东西向分布,带内岩石组成以露头不连续的带状蛇绿岩为特征。本文系统总结了带内蛇绿岩的岩相学、地球化学和地质年代学特征,指示了索伦–西拉木伦–长春缝合带形成于二叠纪末(~250 Ma),记录了松辽地块与华北克拉通的拼合过程。索伦–西拉木伦–长春缝合带夹持于古亚洲洋俯冲形成的南北两侧增生杂岩带之间,保存了古亚洲洋的特征性多期次双向俯冲地质记录,是古亚洲洋最终闭合的位置。

吉林–黑龙江高压带位于松辽地块、佳木斯-兴凯地块与华北克拉通之间,沿萝北、依兰、长春、吉林、延吉等地区南北向弧形展布,带内岩石组成以大量典型增生杂岩为特征,可划分为佳木斯地块西缘的黑龙江高压带和兴凯地块南缘的长春–延吉缝合带。本文系统总结了带内蓝片岩和增生杂岩的岩相学、地球化学和地质年代学特征,指示了吉林–黑龙江高压带形成于晚三叠–早侏罗世(230180 Ma),记录了佳木斯-兴凯地块与松辽地块和华北克拉通的拼合过程。

那丹哈达增生杂岩带位于佳木斯-兴凯地块东缘,沿关门、大岱、跃进山、东方红等地区近南北向分布,带内岩石组成以典型增生杂岩为特征,可划分为西部的跃进山杂岩和东部的饶河杂岩。本文系统总结了带内跃进山杂岩和饶河杂岩的岩相学、地球化学和地质年代学特征,指示了那丹哈达地体形成于早白垩世(~130 Ma),记录了古太平洋西向俯冲的地质过程。


02.中国东北三大构造域的时空演化

根据缝合带的时空演化特征,中国东北构造演化自西向东划分为古亚洲洋、泛大洋(或蒙古-鄂霍茨克洋)和古太平洋三大构造域。构造域演化时间如图2所示,详细的演化过程如下:



2.中国东北缝合带年龄谱及构造域演化时限


1)古亚洲洋构造域(500–250 Ma):晚寒武世(~500 Ma),头道桥新林缝合带闭合,额尔古纳地块与兴安地块拼合,代表了古亚洲洋构造域在中国东北演化的第一阶段(图3a–3b)。晚石炭世(~300 Ma),贺根山黑河缝合带就位,额尔古纳兴安地块与松辽地块拼合,代表了古亚洲洋构造域在中国东北演化的第二阶段(图3c)。二叠纪末(~250 Ma),索伦西拉木伦长春缝合带就位,额尔古纳兴安松辽地块与华北克拉通拼合,古亚洲洋闭合,代表了古亚洲洋构造域在中国东北演化的第三阶段(图3d–3e)。

2)泛大洋构造域(315–230 Ma):晚石炭世(~315 Ma),泛大洋(或蒙古-鄂霍茨克洋)俯冲佳木斯-兴凯地块东缘形成早二叠世岩浆弧带,同时为地块西缘弧后扩张作用提供原始驱动力;晚二叠世晚三叠世(260–230 Ma),弧后扩张作用沿佳木斯-兴凯地块西缘打开黑龙江洋,形成大量洋中脊和洋岛型玄武岩,佳木斯-兴凯地块从中亚造山带分离并向东漂移(图3d),代表了泛大洋构造域在中国东北演化的拉张作用标志。

3)古太平洋构造域(230–130 Ma):晚三叠世(~230 Ma),古太平洋西向俯冲,驱动佳木斯-兴凯地块向西漂移,佳木斯-兴凯地块西缘应力由拉张转为挤压,泛大洋构造域转为古太平洋构造域。晚三叠世(230–220 Ma),长春延吉缝合带形成,兴凯地块与华北克拉通拼合(图3f),晚三叠早侏罗世(210–180 Ma),黑龙江高压带形成,佳木斯地块与松辽地块拼合(图3g),指示了吉林黑龙江高压带两阶段演化特征,代表了古太平洋构造域在中国东北演化的第一阶段。晚三叠早侏罗世(220–190 Ma),古太平洋西向俯冲形成跃进山杂岩,早白垩世(~130 Ma),古太平洋持续俯冲,饶河杂岩就位,跃进山杂岩和饶河杂岩构成那丹哈达增生杂岩带就位于佳木斯-兴凯地块东缘,代表了古太平洋构造域在中国东北演化的第二阶段。早白垩世(~130 Ma),中国东北最终就位于欧亚大陆东缘(图3h

3.中国东北微陆块演化古地理重建


2023澳门精准一码发财博士生陈卓为论文第一作者,吉林大学周建波教授和澳大利亚科廷大学Simon A. Wilde教授为论文共同通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金项目(418881014223030341730210)的资助。


论文链接:Zhuo Chen (陈卓),Jian-Bo Zhou*(周建波), Gong-Yu Li (李功宇), Simon A. Wilde*. The nature and spatial–temporal evolution of suture zones in Northeast China. Earth-Science Reviews, 241(2023): 104437

https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104437