这项综合研究由中国科学技术大学郑永飞教授领导。它基于中国中部造山系沿线高级变质岩的变质温度(T)、压力(P)和时间(t)信息的系统概述,重点研究汇聚大陆边缘区域变质作用的热和构造演化。 CCOS)。CCOS包括中国西部的原特提斯构造域和中国东部的古特提斯构造域,分别是原特提斯洋和古特提斯洋闭合产生的。由于CCOS沿线的变质岩是在大陆俯冲到碰撞后伸展的不同阶段产生的,因此它们是汇聚大陆边缘变质温压信息的有力记录者,对于重建其热演化和构造演化具有重要意义。
原特提斯和古特提斯构造域的高级变质岩的变质T/P比值和相应的地温梯度均随年龄的增长而呈现增加的趋势。从变质T/P比来看,这些高级变质岩经历了3种区域变质作用:(1)低T/P高山型蓝片岩-榴辉岩相高P-超高早期-P变质作用;(2)中T/P巴罗维式中磷角闪岩到高磷麻粒岩相变质作用中期;(3)高T/P Buchan型低P角闪岩到MP麻粒岩相变质作用的晚期。对于高山型、巴罗夫型和巴肯型变质作用的时代,原特提斯构造域发生在古生代500~400 Ma,古特提斯构造域发生在中生代250~120 Ma。 。
辐合大陆边缘的特点是构造演化过程中地温梯度从动态挤压到伸展的变化,产生不同T/P比的变质岩。大洋俯冲阶段,低地温梯度使冷俯冲产生低T/P的高山型变质岩。在大陆俯冲/碰撞阶段,低地温梯度时大陆地壳深俯冲发生,中地温梯度时大陆地壳碰撞增厚。因此,这一阶段将产生低T/P高山型变质岩和中T/P巴罗夫型变质岩。在碰撞后阶段,增厚的大陆岩石圈由于重力或流变不稳定而变薄,诱发软流圈上涌,导致变薄的岩石圈达到高地温梯度,发生高T/P巴肯型变质作用。
根据CCOS沿线不同造山带变质岩的PT信息和时空关系,可以重建原特提斯和古特提斯构造域的构造演化过程。原特提斯造山系的大陆碰撞/俯冲作用可能发生在阿尔金、北秦岭和北桐柏造山带的500~490 Ma,或者柴北缘和东昆仑造山带的450~430 Ma,大陆裂谷将发生。阿尔金、北秦岭、北桐柏造山带发生在460~450 Ma,柴达木北、东昆仑造山带发生在410~400 Ma。另一方面,古特提斯造山系的大陆俯冲/碰撞将发生在250~220 Ma,大陆裂谷将发生在140~120 Ma。
尽管大陆深俯冲或硬碰撞的时间尺度被限制在10-30 Myr,但低T/P Alpine型变质作用和高T/P Buchan型变质作用之间的时间间隔短至约40-60 Myr。原特提斯构造域,而古特提斯构造域则长达110 Myr左右。这些异同表明,两个不同特提斯构造域的高级变质岩记录了汇聚大陆边缘从冷俯冲经热碰撞或折返到热裂谷的构造转变。这与早期Alpine型相系列向晚Barrovian型相系列的变质转变,以及Buchan型相系列的叠加有关。
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