古大洋俯冲隧道的变质变形演化——以北祁连-北阿尔金为例

The typical HP/LT metamorphic belts, which are related to the oceanic subduction, have been recognized in the North Qilian and North Mountains, respectively. The preliminary data show that they have the characteristic of mélanges and possibly represent the fossil subduction channels. The proposed research will focus on the HP/LT melanges related to the oceanic subduction in the two areas. Based on detailed field survey, together with studies on metamorphism and deformation, and in combination with geochemical and multi -geochronological methods, the aims of this proposal are 1) to confirm the rock assemblies, architecture and the field relationship of the paleosubduction channels; 2) to determine the protolith character, protolith age and original geodynamic settings of various rocks in the paleosubduction channels; 3) to unravel the metamorphic and deformational sequences, processes and reprinting relationship, and thus reconstruct the PTD evolution of different type rocks in the paleosubduction channels; 4) to explore the features of material flow and the exhumation mechanism of HP/LT metamorphic rocks in the paleosubduction channels. Finally, we also will try to provide some new idea for subduction channel model and its geodynamic mechanism.

北祁连和北阿尔金存在典型的与洋壳俯冲有关的HP/LT变质带，初步的研究资料显示它们具有混杂岩特征，可能代表了与早古生代洋壳俯冲有关的古俯冲隧道。本项申请拟以这两个地区与洋壳俯冲有关的HP/LT混杂岩带为研究对象，以详细的野外观察为基础，以变质和变形作用为主线，结合地球化学及多种同位素年代学方法，1) 查明两个地区的古俯冲隧道的物质组成、结构、空间展布及野外关系；2) 确定古俯冲隧道内主要类型岩石的原岩性质、原岩形成时代及形成的地球动力学背景；3) 解析不同类型岩石的变质变形期次、过程及相互叠加关系，从而恢复其各自的峰期变质及PTD演化历史; 4) 探究俯冲隧道内物质运移（流通）特征及HP/LT变质岩石的折返机制；结合相关领域研究资料，力争在古俯冲隧道结构模型的建立及形成动力学机制方面有所创新。

俯冲隧道是指汇聚板块边界上下板片之间具有独立运动学特征的相对窄的薄弱带，主要由低密度、低粘度、高度剪切变形的基质（沉积物或蛇纹岩）和少量相对能干的块体所组成，具有典型混杂岩特征。出露在造山带中HP/LT混杂岩是古俯冲隧道的重要标志，其记录的变质变形作用是研究板块界面相互作用过程的重要手段。本项目以北阿尔金和北祁连两个地区与洋壳俯冲有关的HP/LT混杂岩带为研究对象，以详细的野外地质填图、构造地质观察为基础，结合岩石学和年代学工作，取得了一些重要研究成果：1)查明了北祁连和北阿尔金HP/LT变质带的空间分布、岩石组成及不同岩石之间的野外关系，2)明确了HP/LT变质带具有典型的块体-基质结构，为典型的HP/LT混杂岩；结合已有研究资料，确定HP/LT混杂岩中不同类型岩石的原岩形成于不同的构造背景，其原岩性质和原岩形成时代存在明显差异；3)对HP/LT混杂岩的变形构造进行了解析，划分了变形期次，明确提出北祁连HP/LT混杂岩中从南向北的剪切变形与岩石的折返有关，代表了俯冲隧道中物质的回流；4)岩相学研究和相平衡模拟显示HP/LT混杂岩中不同岩石经历了不同的峰期变质条件及P-T演化历史，并在晚期经历了共同的蓝片岩-绿片岩相条件下的变质变形作用; 5)综合构造地质、岩石学、地球化学及年代学资料，建立了早古生代与大洋俯冲有关的俯冲隧道模式：在早古生代大洋俯冲过程中，来源于俯冲洋壳和上覆板片的不同物质在俯冲带的不同深度被拆离进入俯冲隧道，并沿俯冲界面经历了各自独立的构造热历史，在折返过程中，在相对浅的俯冲隧道中构造叠置在一起，共同经历蓝片岩-绿片岩相的变质变形叠加。