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大别造山带碰撞后构造热/岩浆演化过程

许长海  
【摘要】: 本论文借助于热年代学、构造解析与地球化学等手段,对大别造山带晚后期(晚侏罗世以来)构造热/岩浆过程进行研究: (1)热年代学分析表明:140~85Ma大别造山带进入热窿伸展时期,由此引发广泛基底熔融、火山剧烈喷溢与盆地断陷作甩,这次热窿事件包括强热伸展阶段(140~105Ma)和晚期衰退阶段(105~85Ma)。在强热伸展阶段,热窿作用集中在大别/红安地块,并以大别地块最为强烈。大别热窿鱼括麻城-岳西热轴、穹核组合以及外围下滑系统,热轴平行造山带延向展布,北淮阳与(超)高压单元构成下滑系统,岳西、罗田热窿核占据麻城-岳西热轴东、西两端,它们最终成型时代不一致。热窿伸展进程伴随着大别强热中心沿着热伸展轴迁移摆动,这说明造山根拆沉过程以间歇性、迁移性、规模性与区域差异性为特征。在伸展退阶段,大别山仍显现穹状轮廓,但伸展强度与岩浆作用显著减弱。 (2)构造解析表明:在现今剥露面内,大别山以伸热窿格局(140~85Ma)为主导,包括热窿核→剥离断裂带→下滑系统配置单元,热窿作用在商麻断裂两侧差异性显著。红安区热窿包括福田河/卡房窿核与红安群/北淮阳下滑系统,平天畈、熊店-浒湾、丰店-七里坪以及大悟-浠水等断裂构成滑脱带,(低)角闪岩相热伸展集中在窿核处,在下滑系统中发育绿片岩相伸展。大别区热窿由罗田/岳西窿核与北淮阳/南大别(超)高压下滑单元构成,其间(内)存在英山-新洲、磨子潭-晓天、太湖-浠水等滑脱带。大别热窿由中深到浅层次剥露过程对应着角闪岩相、低角闪岩相到绿片岩相退变质序列。 (3)低温年代学分析表明:90Ma±造山带热窿构造最终被热断陷交切短轴热隆格局所取代,这种构造格局可一直延续到K~E(90~32Ma)时期(后期出现热分异与穹窿组合),其形成机制应该与西太平洋域汇聚特性引发区域差异推隆作用相关,这种推隆过程对于大别山现代地形建立有重要贡献。大别山AFT模拟热史还记录其它三次热构造事件:古新世(58~65Ma)热事件在造山带南北侧近边界断裂处影响显著,并在北淮阳与北缘盆地最为强烈;渐新世(30~34Ma)热事件广泛影响到整个造山带与北侧盆地;中新世(13~20Ma)热扰动集中在大别、红安两地块,而在北淮阳与合肥盆地相当微弱;推测这些热构造事件应该与西部碰撞域、东部汇聚域以及南海盆地扩张/关闭远场响应有关。 (4)地球化学分析表明,大别造山带构造/岩浆事件(中生代以来)包括六期,汇聚“岛弧”事件(〉240Ma)、板块“断离”事件(210Ma±)、挤压“加厚”事件(早~中侏罗世)、造山带“去根”事件(早白垩世)、远场“扩张”事件(85~53Ma)与“地幔羽”事件(渐新世以来)。大别山热窿伸展与造山带“去根”作用密切相关,岩浆显示TiO_2、Nb、P_2O_5亏损、Ba、La、K_2O富集特点,岩浆源区显著亲合于EMI端元和下地壳。进入晚白垩世~古新世,由于受西太平洋汇聚域弧后扩张作用制约,火山岩钾质含量减少,岩浆源区位于BSE与EMI之间。渐新世以来,地幔羽事件以岩浆显著亲合PREMA幔源和洋岛玄武岩为标志。 (5)对比邻区表明:①晚侏罗世~早白垩世,大别山源源(EMI)岩浆形成与造山根拆沉熔入地幔再循环有关,东南区幔源(EMI与EMII过渡)岩浆特性应该与洋壳俯冲沉积物加入、西太平洋汇聚域弧后扩张、以及大陆地幔上隆作用相联系,而下扬子岩浆兼有“拆沉”混合幔源(大别山)与弧后扩张幔源(东南区)过渡性质。大别造山带演化与东部大陆边缘显现构造制约关系,造山带“去根”作用属于造山晚后期构造与西太平洋域弧后扩张叠置产物。②晚白垩世~古新世,大别山与下扬子、东南区火山岩趋向洋岛玄武岩组成,同位素向着εNd增加、~(87)sr~(86)Sr减少方向演化,地幔源区与BSE端元大致亲合。这一时期,我国东部火山作用逐渐趋于统一幔源与统一扩张环境,而大别山晚后造山期演化渐趋于终结。③渐新世以来,统一构造环境与同一幔源区控制着我国东部火山作用,该时期火山岩显著亲合于PREMA幔源和洋岛玄武岩组成,橄榄岩包体指示深部存在PREMA地幔端元,这种特性应该与西太平洋域弧后扩张、地幔羽作用密切相关。 (6)构造剥离分析表明:大别造山带具有双侧造山特点,(超)高压单元与灰色片麻岩之间为热窿核与下滑系统配置关系,南北大别界限可能不存在。麻城-岳西热轴指示加厚造山根深部延向与规模拆沉轮廓,磨子潭-晓天断裂属于伸展后造山带主缝合线残留。斜向汇聚使得大别区俯冲深度深于红安区,由此导致大别区(超)高压折返要比红安区更具规模性,这种差异折返还有助于理解大别造山带差异热窿伸展作用。大别造山机制经历过由早期俯冲型造山(Subduction)到晚期挤入型造山(Indentation)的转变过程。


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