兴安-蒙古陆内造山带晚古生代构造架构、变形特征与地球动力学机制

针对陆内造山带构造架构与动力学机制这一地质学难题，研究人员以中亚造山带东段的兴安-蒙古陆内造山带(XMIOB)为研究对象，通过地质填图、构造解析、石英EBSD组构分析、地震反射剖面解释和锆石U-Pb年代学等多学科手段，揭示了该造山带由伸展构造反转形成的褶皱-冲断带与变质带交替架构特征，提出"伸展弱化-地幔俯冲驱动反转-侧向挤出"三阶段演化模型，为理解全球陆内造山作用提供了重要范式。

　　

地球内部板块边界的造山作用机制已较为明确，但远离板块边界的陆内造山带如何形成却始终是地质学家面临的重大挑战。这类造山带虽具有与碰撞造山带相当的缩短量和地壳加厚程度，却缺乏明显的板块俯冲证据。中亚造山带作为全球最大的显生宙增生型造山带，其东段在晚古生代表现出典型的陆内造山特征，成为破解这一科学难题的理想窗口。

中国地质科学院地质研究所的研究团队选择兴安-蒙古陆内造山带(XMIOB)这一典型区域，通过多学科交叉研究揭示了陆内造山作用的奥秘。研究发现，XMIOB的构造架构呈现变质带与构造带交替展布的特征：北部为阿日哈萨-锡林浩特变质带(AXZ)，中部是索伦-林西构造带(SLB)，南部为温都尔庙-西拉木伦河变质带(OXZ)。这种独特的"三明治"结构，正是理解陆内造山作用的关键密码。

研究团队运用了五大关键技术方法：1) 大比例尺地质填图构建区域构造格架；2) 显微构造分析与石英EBSD组构测试确定变形温压条件；3) 地震反射剖面解释深部构造特征；4) 锆石U-Pb年代学限定构造事件时序；5) 基于721件锆石样品的Eu/Eu*比值定量重建地壳厚度演化史。

研究结果揭示出三个重要发现：

1. 构造架构特征：浅部发育以索伦-林西构造带为代表的褶皱-冲断系统，深部存在拆离滑脱带，形成上下解耦的变形样式。石英EBSD分析显示达400-500°C的中温变形条件，地震剖面揭示出约23km深处的滑脱面控制着构造变形分区。

2. 三阶段演化过程：

• 晚石炭世-早二叠世(300-280Ma)：软流圈上涌导致地壳从50km减薄至35km，形成AXZ和OXZ两个伸展弱化带，伴随布坎型高温低压变质作用(660-790°C/0.5-0.6GPa)；
• 晚二叠世-中三叠世(280-235Ma)：地幔俯冲引发构造反转，地壳加厚至55km，早期正断层逆转为"拉腊米式"高角度逆冲断层，发育巴罗型中压变质作用(0.7-0.79GPa/470-475°C)；
• 中三叠世之后(235Ma)：西拉木伦剪切带发生右行走滑(227-209Ma)，造山带进入侧向挤出阶段。

1. 全球对比启示：通过与澳大利亚Alice Springs、欧洲Pyrenees等典型陆内造山带对比，提出陆内造山作用的普适性模型——先期伸展阶段形成弱化带并诱发布坎型变质作用；地幔俯冲驱动构造反转阶段发育巴罗型变质作用；持续汇聚阶段通过滑脱带调节变形并最终形成变质带-构造带交替的架构样式。

这项发表在《Geomechanics for Energy and the Environment》的研究具有三重重要意义：首先，建立了首个完整的兴安-蒙古陆内造山带四维演化模型，填补了中亚造山带晚古生代构造演化研究的空白；其次，提出的"伸展弱化-地幔俯冲-侧向挤出"三阶段模型，为理解全球陆内造山作用提供了统一的理论框架；最后，研发的锆石Eu/Eu*比值定量重建地壳厚度方法，为造山带研究提供了新的技术手段。正如Xu et al. (2018)和Zhang et al. (2024)强调的，这项研究不仅解决了关于XMIOB构造属性的长期争议，更为探索大陆内部变形机制开辟了新途径。