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兴蒙造山带新发现构造混杂岩的地质意义探讨
王果胜1 李红英2 周志广1 吴 晨3
(1. 中国地质大学(北京),地球科学与资源学院 北京 100083;2. 四川轻化工大学,经济学院 四川自贡 643002;3. 中国科学院青藏高原研究所,大陆碰撞与高原隆升实验室 北京 100101)
摘 要 兴蒙造山带发育多条蛇绿混杂岩带,为研究古亚洲洋闭合及造山带形成与演化提供了珍贵的地质资料,由于各蛇绿混杂岩带的板块构造意义以及晚石炭—早二叠世的大地构造属性至今仍未达成共识,导致兴蒙造山带晚古生代的板块构造格局存在争议。笔者近年来新发现了近东西向展布的卫境、补力太、准木布台和大石寨构造混杂岩,它们与晚石炭世—早二叠世海相沉积—火山地层及苏左旗—西乌旗岩浆岩带具有近一致的空间展布特征。本次研究主要通过构造混杂岩中玄武安山岩、辉长岩岩块和闪长岩的年龄,初步限定混杂岩带的时代为晚石炭世—早二叠世,应代表了新生洋盆闭合的产物,并初步探讨其与索伦山—满都拉、温都尔庙—图林凯、柯单山—小苇塘、达青牧场—迪彦庙和二连—贺根山蛇绿混杂岩的时空关系,为研究兴蒙造山带板块构造演化及晚石炭世—早二叠世的构造属性提供新的约束,进而对古亚洲洋闭合模式和陆壳增生机制提供研究支撑。
关键词 构造混杂岩 兴蒙造山带 中亚造山带 古亚洲洋 构造环境
蛇绿混杂岩是板块汇聚过程中在板块边缘上形成的古老的大洋岩石圈的残片(Dewey and Bird, 1971;Dilek and Furnes, 2011),它可为我们研究其形成的大地构造背景提供依据(Dilek and Flower, 2003;李锦轶等,2006;Dilek et al., 2007;Pearce and Robinson, 2010;Dilek and Furnes, 2011),其变形特征甚至能为我们提供洋壳形成阶段的信息(敖松坚等,2017)。中亚造山带是古亚洲洋于晚古生代闭合形成的地球上最大的增生型造山带(Sengör et al.,1993;Windley et al.,2007;Eizenhöfer et al.,2014,2017;徐备等,2014;Wu et al.,2016a,2016b;Xiao et al.,2018),兴蒙造山带位于中亚造山带的东南部(张拴宏等,2010),其中发育有多条蛇绿混杂岩带,为研究古亚洲洋闭合与中亚造山带形成演化提供了宝贵的地质资料。但由于多条蛇绿混杂岩带的大地构造属性争议颇大,导致兴蒙造山带的板块构造格架至今未达成共识。
采用板块构造理论研究兴蒙造山带构造演化取得了丰富的成果,但各类资料之间的不一致甚至相冲突,导致兴蒙造山带板块构造格局的认识尚无定论。解决这一科学问题最直接、最有效的方法就是研究清楚造山带内蛇绿混杂岩的时空关系和构造意义。这些蛇绿岩被视为古亚洲洋的残片(Xiao et al.,2003,2015,2018),可能代表西伯利亚板块和华北板块碰撞缝合的位置。从空间分布来看,兴蒙造山带中部的蛇绿岩散乱分布,可构成蛇绿混杂岩带的自西向东、自南向北依次为索伦山—满都拉、温都尔庙—图林凯、柯单山—小苇塘、苏尼特左旗—锡林浩特、二连浩特—贺根山蛇绿岩带(图1)。这些蛇绿岩带向西在索伦山一带收敛汇聚,但是向东的延伸仍存在争议,扎鲁特旗(刘建雄等,2006)及西乌旗地区(李英杰等,2012,2013,2015)蛇绿岩的发现显示这些蛇绿岩带在内蒙古中部向东并未收敛汇聚。
关于兴蒙造山带中部蛇绿岩的形成时代,目前同位素研究获得的年龄大致集中在两个阶段,Song et al.(2015)提出早古生代与晚古代蛇绿岩的形成时间上有约90 Ma的间隔,可能代表了古亚洲洋多阶段的演化,两次事件的间隔时代正是晚泥盆世—早石炭世。这究竟暗示兴蒙造山带可能经历两个期次的俯冲与碰撞,还是指示了古亚洲洋洋壳发育存在间断? 晚古生代蛇绿岩的大地构造属性可为解决这一重大地质问题提供支撑,兴蒙造山带内蛇绿岩的主要类型为俯冲带上盘型(SSZ),部分为洋中脊型(MORB)。索伦山—满都拉地区蛇绿岩主要为洋中脊型蛇绿岩(陶继雄等, 2003;Luo et al., 2016);二连—贺根山蛇绿岩带则认为属SSZ(Miao et al., 2008;Jian et al., 2012;黄波等, 2016)或弧后盆地背景(Zhang et al., 2015);苏尼特左旗—锡林浩特蛇绿岩带形成于俯冲带上盘(SSZ)(李英杰等, 2012, 2013;Song et al., 2015)。那么,索伦山—满都拉地区的洋中脊型蛇绿岩是否可向东延伸?
图1 兴蒙造山带新发现构造混杂岩发育的位置图
Fig.1 Location map of the new tectonic mélanges within the Xingmeng orogenic belt
笔者近年新发现的4处构造混杂岩中已知部分岩块形成于晚石炭世—早二叠世,其空间展布与兴蒙造山带的同期海相地层及苏左旗—西乌旗岩浆岩带展布一致(图1),为研究造山带内不同蛇绿或构造混杂岩之间关系、其与地层和岩浆岩的成因联系,以及其形成的大地构造背景提供了新的资料。
* 王果胜,男,1964年生,博士,教授,构造地质学专业。E-mail: wanggsh@cugb.edu.cn
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