《增生楔与混杂带》专辑序言

张继恩^1,2　王军鹏³　田忠华⁴　戴紧根⁵　冯志强^6,7　陈艺超⁸

（1. 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈国家重点实验室 北京 100029；2. 中国科学院地球科学研究院 北京 100029；3. 中国地质大学地球科学学院　武汉 430074；4. 中国地质科学院地质研究所 北京 100037；5. 中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，青藏高原地质研究中心 北京 100083；6. 太原理工大学地球科学与工程系 太原 030024；7. 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室 长春 130026；8. 中国科学院大学 北京 100049）

宜居地球的演化通过洋—陆转换实现，洋—陆转换表现为裂解和会聚过程，会聚相关的造山过程的主要场所和信息载体是增生楔。增生楔记录了会聚板块边缘一系列地质过程、并叠加有后期陆内改造信息。混杂带是增生楔的核心组成部分，是残存的四维地质综合体。其详细解析可以精细刻画出系统地球演化历史，了解地球历史，解读地球今日，探索地球未来。

1968年许靖华先生研究了加利福尼亚混杂岩(Hsü, 1968)，该混杂岩后来被纳入到板块构造体系中，并将其作为汇聚板块边缘的标志之一。上世纪80年代以来，国外学者在多个期刊上刊登相关专辑文章，定义了混杂岩，介绍了其特征及在解读板块会聚过程中的意义。专辑召集人自2019年开始在“构造地质学与地球动力学青年学术论坛”上连续两年组织《增生楔与混杂带》专题，对造山带的共性科学问题进行研讨，取得了较好的反响。为此，在《地质科学》组织本专辑，集中展示增生楔和混杂带的研究成果及对相关问题的思考。

专辑共征集12篇文章，包括两位国外相关领域专家John Wakabayashi和Koji Wakita，围绕增生楔和混杂带/岩是不同区域、不同时代造山带的共性这一认识，从多个角度对它们进行了论述，尤其对其复杂性开展了广泛地讨论，强调大比例尺岩性—构造精细填图是解剖它们的有效手段和基础。会聚板块边缘是一系列变形—变位—变质—岩浆—沉积作用的场所，包括增生楔和与俯冲有关的岩浆岩等；为此，本专辑主要从以下4个方面进行了研讨：

（1）增生楔组成、特征及识别。增生楔是研究最为广泛的地质体，分为连续单元和混杂带（岩）两部分。Wakabayashi（本专辑）以加州海岸增生楔为例，详细介绍了连续单元从区域宏观尺度到显微镜下微观尺度的结构特征，并探讨了连续单元和弧前盆地沉积的相似性，为其它古老造山带的研究提供了很好的借鉴。

混杂带可依据其成因分为沉积混杂带、底辟混杂带和构造混杂带(Raymond, 2019)，而依据残存的洋壳物质可进一步划分为大洋板块地层（OPS）混杂带和蛇绿混杂带，与它们对应的概念是OPS和蛇绿岩。OPS于1990年由Isozaki等提出，指洋壳上部的岩浆岩（玄武岩和部分辉长岩）及上覆远洋沉积物和海沟沉积物(Isozaki et al., 1990)。Wakita（本专辑）和闫臻等（本专辑）分别以日本和南祁连山为例，详细论述了OPS。依据其岩浆岩构造属性，可在OPS之前冠以相应的修饰语，如海山/洋岛OPS、洋中脊OPS等。也可按卷入的岩石类型进行分类，如砂岩-硅质岩型混杂岩和玄武岩—灰岩型混杂岩（Wakita，本专辑）；Wakita（本专辑）重点论述了OPS及OPS混杂岩的联系与区别，闫臻等（本专辑）探讨了增生楔与OPS的关系、野外如何识别海山OPS、以及增生楔-岩浆弧大地构造相配置对于解析俯冲极性的积极作用。

蛇绿岩则是指含有超基性岩组份的洋壳残片，主要包括超基性岩、辉长岩、玄武岩和上覆远洋沉积物的“三位一体”岩石组合(Anonymous, 1972)。因此，OPS和蛇绿岩的概念所涉及到的物质组成存在一定的差异，但它们都是刮削洋壳物质的残留（Wakita，本专辑；闫臻等，本专辑）。Isozaki等（1990）还统计了日本增生楔的物质组成，留意到OPS的产出频次比蛇绿岩的更高，可以说OPS是增生楔中残余洋壳物质的主体（闫臻等，本专辑）。

（2）混杂带（岩）结构及物质组成的复杂性。混杂带在就位过程中常被构造肢解，其组构记录了相应的动力学过程，王军鹏等（本专辑）通过大比例尺岩石-构造精细填图和组构运动学分析，研究了华北克拉通赞皇和遵化地区混杂带，揭示了新太古代晚期的俯冲-增生运动学过程，使得混杂带组构研究拓展到了更为古老的造山带中。刘洋等（本专辑）、王果胜等（本专辑）和冯志强等（本专辑）分别解剖了甘肃北山雀儿山、兴蒙造山带中段和大兴安岭阿尔山迈罕特乌拉蛇绿岩的结构特征，不仅解析了显生宙中亚造山带的洋—陆格局，而且拓宽了研究区混杂带和增生楔的发育范围，表明它们是造山带中广泛发育的地质体，在造山带结构研究时需要更为慎重。

随着蛇绿岩的就位，仰冲的橄榄岩与下方的岩石（包括玄武岩和硅质岩等）接触而发生高温变质，形成变质底板。沈洁等（本专辑）综述了变质底板的结构特征、侵位机制，以及它与板块初始俯冲的关联性。同时提出确定变质底板原岩年龄或许是刻画更精细的俯冲过程时需要特别留意之处。

通过分析大比例尺野外填图资料和室内测试结果，张继恩等（本专辑）除了介绍了蛇绿岩与蛇绿混杂带的异同，还提出蛇绿混杂带内不仅有蛇绿岩组份，还可能有其它时期的岩石，如后期侵入的岩脉等。黄波等（本专辑）以内蒙古贺根山蛇绿混杂带内基性岩为例，详细研究了其锆石特征，显示一些基性岩捕获有围岩的锆石，指出它们可能是蛇绿岩就位后侵入的岩浆岩。这些后期构造改造和侵入的岩石使得混杂带内岩石组成更为复杂，表现为经历过多阶段演化的一种现时状态的四维地质综合体（张继恩等，本专辑）。专辑文章区分了蛇绿混杂带与蛇绿岩、以及OPS混杂带，同时讨论和建立了它们的联系。它们都是会聚板块边缘就位的洋壳残余，是大洋曾经存在过的直接证据。另外，如马里亚纳洋内弧产出有安山岩和安山质玄武岩，虽然与SSZ型蛇绿岩同处俯冲环境，但二者岩石组合不同，且洋内弧具有明确的构造环境，不宜将其归纳为蛇绿岩。

（3）俯冲带有关岛弧。大洋的消减除了拼贴出增生楔，还会产生岛弧岩浆活动。一类位于陆壳内，形成大陆弧；一类位于洋内，形成洋内弧。然而，随着增生楔的加宽或俯冲板块角度的变化，弧岩浆可以刺穿到早期增生楔之中，形成增生弧，这是增生型造山带中标志性的一类岛弧。陈艺超等（本专辑）系统介绍了增生弧，介绍了它侵入到增生楔中的特征，并提出基性端元与酸性端元的Sr-Nd同位素存在着解耦现象。增生弧的厘定拓宽了增生楔与岩浆弧之间的关系。洋内弧具有与增生弧相似的岩石组合特征，但与增生弧表现出不同的造山过程，二者的区分需要考虑到它们与增生楔的关系，如洋内弧与增生楔呈断层接触，而增生弧则是侵入在增生楔之中。增生弧的Sr-Nd同位素解耦现象也为区分洋内弧和增生弧提供了依据。

（4）缝合带结构的复杂性。当大洋闭合后，造山带还常会经历多期晚期构造作用，缝合带被改造，结构复杂化，影响对造山过程的解读，给造山带研究带来挑战。田忠华（本专辑）以胶东半岛乳山地区变质带为例，厘定出苏鲁地区缝合带呈东西走向、并被NE-SW走向走滑断层改造，有别于该区域构造演化的传统认识。该工作还表明造山带中的一些大型断裂不一定是缝合带，造山带解剖时不能简单地将这类断层等同于缝合带。

本专辑综合以上4方面，系统解剖和对比增生楔—混杂带，以期深化对它们的认识，为一些造山带研究的某些薄弱之处起到借鉴作用，对地球的历史演化提供更多节点式信息。

参 考 文 献

Anonymous, 1972. Penrose field conference ophiolites. Geotimes, 17(12): 24-25.

Hsü, K.J., 1968. Principle of melanges and their bearing on the Franciscan-Knoxville paradox. Geological Society of America Bulletin, 79: 1063-1074.

Isozaki, Y., Maruyama, S. and Furuoka, F., 1990. Accreted oceanic materials in Japan. Tectonophysics, 181(1-4): 179-205.

Raymond, L.A., 2019. Perspectives on the roles of melanges in subduction accretionary complexes: A review. Gondwana Research, 74: 68-89.

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