追踪苏禄造山带的协同汇聚挤压构造及其对华北-华南碰撞的影响

《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》：Tracing the Syn-Convergence Extrusion Tectonics of the Sulu Orogenic Belt and Its Implication for North China–South China Collision

大陆俯冲过渡机制及Sulu造山带Wulian组构造演化研究。该组非HP-UHP岩石记录了SCB向NCB俯冲前的拆离事件，同位素年代学（40Ar/39Ar、U-Pb）显示其源岩属SCB，微结构分析和EBSD揭示260-250Ma NNE向伸展，伴随400-500℃低温流变，证实俯冲初始阶段SCB与NCB边界位于Wulian组北侧。

　　地质学研究揭示了板块碰撞过程中从海洋俯冲向大陆俯冲转变的复杂机制，这对于理解造山带的构造演化以及确定古代板块边界具有重要意义。以中国东部的苏鲁造山带为例，该造山带的形成与三叠纪时期华南板块（SCB）向华北板块（NCB）下方深部俯冲密切相关。然而，由于随后的多期高压（HP）至超高压（UHP）变质作用，这一早期的碰撞过程记录被部分掩盖，使得识别板块边界和理解海洋俯冲向大陆碰撞的过渡成为一项挑战。为了更好地解析这一过程，研究团队对苏鲁造山带南部的“无（U）HP”构造单元——吴岩群（Wulian group）进行了详细的结构、电子背散射衍射（EBSD）和年代地化研究。这些数据不仅有助于确定吴岩群的构造亲缘关系，还为理解苏鲁造山带的演化历史提供了新的视角。

吴岩群的构造特征表明，其经历了晚二叠纪至早三叠纪（约260–250 Ma）的正向剪切变形，表现为向东北方向的运动学。这一剪切作用可能是由于海洋板块剥离（slab break-off）引发的，使得吴岩群从深部俯冲区向地表上升。通过分析吴岩群的碎屑锆石U–Pb年龄和Lu–Hf同位素数据，研究发现其主要来源于华南板块，而非华北板块。这一结论支持了吴岩群在构造演化过程中可能作为前深俯冲阶段的记录单元，而非后期碰撞的直接产物。同时，吴岩群的变形温度数据也表明，其上部单元经历了约280–400°C的低温变形，而下部单元则在400–500°C的较高温度条件下发生了变形。这种温度差异可能与不同阶段的构造运动有关，例如正向剪切和随后的压缩变形。

在构造分析的基础上，结合微观观察和EBSD数据，吴岩群的变形机制得到了进一步确认。上部单元的碎屑石英显示出由基底滑动主导的变形特征，而下部单元的变形则与菱面滑动有关。这种变形模式与吴岩群所处的构造环境密切相关，即在海洋板块剥离之后，吴岩群从深俯冲带向地表抬升，同时华北板块继续俯冲并经历HP–UHP变质作用。这一过程表明，吴岩群的变形机制是大陆碰撞背景下多阶段构造演化的一部分，而非碰撞后期的简单响应。

吴岩群的年代学和地化研究提供了重要的证据，支持其与华南板块的亲缘关系。通过分析吴岩群中的碎屑锆石，研究发现其年龄分布主要集中在新元古代至古元古代（约2.9 Ga至2.5 Ga），并且在1.0–1.2 Ga区间表现出显著的正εHf(t)值，这与华南板块的岩浆活动和沉积特征相符。相比之下，华北板块的碎屑锆石在这一时期则呈现出更为复杂的年龄分布，且εHf(t)值具有更多的负值和正值。这种差异进一步确认了吴岩群可能来源于华南板块，而非华北板块。此外，吴岩群中的石英和斜长石的40Ar/39Ar年龄数据也提供了重要的时间信息，表明其在晚白垩纪经历了进一步的构造热事件。

吴岩群的构造亲缘关系及其变形历史对于理解苏鲁造山带的演化过程至关重要。研究表明，吴岩群的变形可能与华南板块和华北板块之间的碰撞过程有关。在碰撞过程中，海洋板块的剥离导致吴岩群从深俯冲带向地表抬升，而华南板块的剩余部分则继续俯冲，形成了HP–UHP变质作用。这一过程表明，苏鲁造山带的构造演化并非单一事件，而是由多个阶段的构造活动共同作用的结果。吴岩群作为“无（U）HP”构造单元，可能记录了碰撞早期的变形事件，而HP–UHP变质作用则主要发生在碰撞后期。

研究还发现，吴岩群的变形与华北板块的构造演化存在一定的关联。例如，在苏鲁造山带的南部，吴岩群与洪安-大别-苏鲁造山带的上部单元之间可能存在构造联系，即吴岩群可能在碰撞过程中被华北板块推挤到地表。这种构造联系可能为确定苏鲁造山带的板块边界提供了新的线索。此外，吴岩群的变形特征表明，其可能经历了从海洋俯冲向大陆碰撞的过渡，即在海洋板块剥离之后，吴岩群从深俯冲区向地表抬升，而华南板块继续俯冲并形成HP–UHP变质岩。这一过程可能与苏鲁造山带中其他构造单元的演化密切相关，如“化石岭群”（Foziling group）。

从构造演化角度来看，苏鲁造山带的形成可能经历了从海洋俯冲到大陆碰撞的多阶段过程。首先，华南板块可能在三叠纪早期向华北板块下方俯冲，形成HP–UHP变质作用。随后，由于海洋板块的剥离，吴岩群等构造单元被推挤到地表，而华南板块的剩余部分继续俯冲，形成更深层次的变质作用。这种多阶段的构造演化模型有助于解释苏鲁造山带中不同构造单元之间的关系，以及其在板块边界处的定位。

研究还指出，吴岩群的构造特征可能对理解整个苏鲁造山带的演化提供了新的视角。吴岩群的正向剪切和变形温度特征表明，其可能经历了与华北板块碰撞相关的构造活动，而其亲缘关系则表明其可能属于华南板块。这种亲缘关系可能与吴岩群在碰撞过程中的位置有关，即其可能位于华北板块和华南板块之间的边界地带。此外，吴岩群的变形机制与“化石岭群”相似，表明两者可能经历了类似的构造演化过程。

总体而言，苏鲁造山带的构造演化涉及多个阶段的构造活动，包括海洋俯冲、大陆碰撞、板块边界迁移以及后期的构造热事件。吴岩群作为“无（U）HP”构造单元，可能记录了碰撞早期的变形事件，而HP–UHP变质作用则主要发生在碰撞后期。这种多阶段的构造演化模型不仅有助于理解苏鲁造山带的形成机制，还为确定华北板块和华南板块之间的边界提供了新的证据。通过整合吴岩群的结构、EBSD和年代地化数据，研究团队提出了苏鲁造山带的多阶段演化模型，这一模型将有助于进一步研究中国东部的构造演化历史。