中国主要高压-超高压变质带的大地构造背景及俯冲/折返机制的探讨

摘要

造山带中发现超高压矿物柯石英和金刚石,被认为与洋壳或陆壳岩片的深俯冲(>100km)有关.但探讨这些岩片是如何俯冲和折返的?却是一个极具挑战的难题.目前,中国境内含榴辉岩的高压超高压(HP/UHP)变质带已经发现11条,此外,世界各地发现的高压超高压变质带还有至少20条.高压超高压变质带,特别是中国众多的HP-UHP变质带,在什么特定的大地构造条件中形成?又是在怎样的构造背景下折返而剥露地表?中国大陆上为什么出现众多规模可观的HP-UHP变质带?为什么出现洋壳(深)俯冲与陆壳(深)俯冲不同类型的HP-UHP带?这是本文试探讨的问题.根据中国境内的11条高压/超高压变质带形成时代和区域构造背景,将其分为4类:Ⅰ.始特提斯(早古生代)高压/超高压变质带,包括(1)柴北缘-南阿尔金超高压变质带,(2)北祁连-北阿尔金高压变质带,(3)东秦岭超高压变质带;Ⅱ.古特提斯高压/超高压变质带,包括(4)大别高压/超高压变质带,(5)苏鲁高压/超高压变质带,(6)西藏羌塘高压变质带;(7)西藏松多(超)高压变质带;Ⅲ.新特提斯高压/超高压变质带,包括(8)雅鲁藏布江东构造结南迦巴瓦(超)高压变质带;Ⅳ.古亚洲域南缘高压/超高压变质带,包括(9)新疆西南天山超高压变质带,(10)甘肃北山高压变质带,和(11)冀北高压变质带.中国高压/超高压变质带形成的大地构造背景有洋壳(深)俯冲和陆壳(深)俯冲两大成因类型,认为前者大都与始-古特提斯洋盆中微陆块之间的汇聚碰撞有关;后者为大陆块之间剪式碰撞和撕裂式岩石圈舌形板片深俯冲的产物.由于中国(邻区)大陆是三大陆块与许多小陆块聚集构成的巨大拼合体,小陆块在特提斯洋盆(特别是始、古特提斯洋盆)中的独特位置,使陆块之间的刚性洋盆岩石圈得以(深)俯冲插入小陆块之下.而大陆块之间特殊部位的碰撞为陆壳(深)俯冲创造条件.研究表明,高压/超高压变质岩石和蛇绿岩、混杂堆积、俯冲增生楔一起构成俯冲/折返杂岩带;认为代表印支造山带山根物质的大别-苏鲁高压/超高压俯冲/折返杂岩带,呈面形推覆岩片的构造样式叠置在扬子陆块之上,提出汇聚陆块边缘深部地幔物质折返的"斜向挤出"和"沿岩石圈板片的多层隧道的多重/分片挤出"的两种模式;认为走滑断裂在高压/超高压变质岩石的快速折返中起重要作用,即阿尔金走滑断裂、郯庐走滑断裂和喀喇昆仑走滑断裂,分别制约了阿尔金和祁连山中的南北两条早古生代高压/超高压变质带、大别-苏鲁印支期超高压变质带和喜马拉雅西构造结的喜山期超高压变质带的快速折返.