沉积记录约束班公湖-怒江缝合带东巧蛇绿岩的仰冲过程

马安林,胡修棉

(1.成都理工大学沉积地质研究院,四川 成都 610059;2.南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210023)

蛇绿岩是大洋岩石圈的残片。大洋岩石圈包括洋壳和岩石圈地幔,主要由铁镁质岩石构成,完整的岩石序列从底部到顶部包括地幔橄榄岩、堆晶橄榄岩、堆晶辉长岩、均质辉长岩、席状岩墙群、枕状熔岩等。大洋岩石圈大多沿着海沟俯冲消减,只有少数可以最终逆冲到比它轻的大陆壳之上。大洋岩石圈逆冲至陆壳之上即为蛇绿岩仰冲,或称之为蛇绿岩就位(Coleman,1971;Dewey and Bird,1971;Dewey,1976;Wakabayashi and Dilek,2003)。

蛇绿岩仰冲是大洋岩石圈消减的重要方式之一,对仰冲过程的研究对于揭示大洋关闭过程及其动力学机制具有重要意义。

蛇绿岩仰冲可以追溯到大洋初始俯冲阶段。大洋岩石圈板块沿着其内部的薄弱带发生岩石圈尺度的逆冲,这一过程在事实上产生了上盘和下盘岩石圈,因此意味着初始俯冲。此时,上盘大洋岩石圈的高温地幔逆冲至下盘冷的大洋表层物质之上,导致下盘岩浆岩和沉积岩变质形成变质底板(或称变质晕,metamorphic sole或aureole;Spray,1984;Wakabayashi and Dilek,2003;Agard et al.,2020)。变质底板的厚度通常较小,多小于500 m(Guilmette et al.,2018),在后期会“焊接”到上盘大洋岩石圈的底部,并随其仰冲(Dewey and Casey,2011;van Hinsbergen et al.,2015)。因此,变质底板的顶部,即靠近蛇绿岩位置,是高温变质作用形成的岩石,如麻粒岩和斜长角闪岩,变质温度为850～900℃,压强为10～15 kbar,相当于洋底之下30～45 km的深度;而变质底板底部,即远离蛇绿岩处,则为低温条件下的变质岩,如绿片岩(600℃,～5 kbar)(Hacker and Gnos,1997;Morris et al.,2017;Agard et al.,2020)。通过对变质底板的温压历史研究以及定年,可以探讨初始俯冲过程(Morris et al.,2017;Guilmette et al.,2018;Stern and Gerya,2018)。……