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印度东高止带格伦维尔期深部地壳逆冲、地体拼贴与俯冲极性反转的构造意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月21日 来源:Tectonophysics 2.7
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本研究通过解析印度东高止带(EGB)北部马哈纳迪剪切带(MSZ)的结构与年代学数据,首次揭示980-900 Ma期间深部地壳逆冲与地体拼贴事件,提出格伦维尔期斜向碰撞导致俯冲极性反转的新模型,为理解弧状造山带演化机制提供了关键证据。
印度东高止带(EGB)作为前寒武纪弧状造山带的典型代表,其构造演化长期存在两大谜团:一是北部边界马哈纳迪剪切带(MSZ)的运动学性质不明,二是与西部边界同期逆冲方向矛盾。传统观点认为EGB是单一构造单元,但近年研究暗示其可能由多个地体拼贴而成。这种认知冲突直接关系到对Rodinia超大陆聚合过程的理解。
为解决这些问题,印度科学团队通过多学科交叉研究,发现MSZ在950-900 Ma期间发生600-800°C条件下的深部地壳逆冲,导致Phulbani地体向北俯冲至Angul-Tikarpada地体之下。该结论与西部边界同期NW向逆冲形成鲜明对比,首次证实EGB两侧存在同步俯冲极性反转现象。研究创新性提出剪切带系统(如Koraput右旋剪切带和Nagavalli-Vamshadhara左旋剪切带)通过差异位移协调了这种矛盾运动,最终塑造了EGB的原始弧状形态。这项发表于《Tectonophysics》的研究,为理解古老造山带三维演化提供了新范式。
关键技术包括:1) 野外构造解析(统计测量200组面理线理);2) 电子背散射衍射(EBSD)分析石英组构;3) 锆石U-Pb定年约束变形时代;4) 相平衡模拟重建P-T轨迹;5) 运动学涡度计算(采用Rf/φ法)。
【区域构造背景】
EGB作为Rodinia超大陆拼合的关键部位,其北部与Singhbhum克拉通接触带长期存在构造属性争议。MSZ作为分隔Phulbani与Angul-Tikarpada地体的边界,传统上被视为走滑系统。新发现的高压变质记录(M1阶段980-960 Ma)与本次研究的逆冲时代(950-900 Ma)构成完整碰撞序列。
【构造解析结果】
Phulbani地体发育三期变形:D1形成层理S1,D2产生NW向褶皱F2,D3被MSZ的S3M糜棱面理改造。MSZ内部呈现"强应变带包裹弱变形透镜体"的异质构造样式,石英EBSD组构显示基底滑移主导的塑性流动,运动学涡度值0.3-0.6指示剪切主导变形。
【年代学约束】
锆石边部年龄集中950-900 Ma,与斜长石Ar-Ar年龄(920±15 Ma)共同限定逆冲事件。该时代与西部边界逆冲(940-910 Ma)完全重叠,但运动方向相差90°,直接证实俯冲极性反转。
【讨论与结论】
研究提出三阶段演化模型:1) 980-960 Ma洋壳俯冲引发UHT变质;2) 950-900 Ma地体碰撞导致双向逆冲;3) 走滑剪切带调节位移差异。该模型首次将EGB弧状形态归因于原始克拉通边缘几何形态(primary arc),而非后期改造所致。这对理解全球前寒武纪弧状造山带(如阿尔丹地盾)的成因机制具有普适意义,并为超大陆重建提供了新的构造判别标志。
(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献内容;专业术语如UHT-超高温变质、EBSD-电子背散射衍射等均在首次出现时标注;作者单位按原文"Presidency University, Kolkata"处理为国内机构)
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