《中国区域地质研究的十大进展》(⑥)
我国取得多项岩浆岩创新性科研成果
李廷栋1,2,刘勇1,丁孝忠1,庞健峰1
作者简介:李廷栋,研究员,中国科学院院士,长期从事区域地质研究及地质编图。
1 鉴别岩浆事件,重建年代学格架,建立中国及邻区侵入岩时空演化框架
图1 中国大陆>3200Ma岩石和锆石分布图
图2 中国侵入岩图(据王涛等,2021)
图3 亚洲主要造山带岩浆岩图
2 依据岩浆时空迁移和成分演变揭示多陆块汇聚、多重板块构造叠加作用及其成矿背景
3 通过岩浆岩同位素填图揭示深部物质架构、大陆地壳生长及其成矿制约
地球深部过程是地球科学最后前沿。岩浆岩是来自地球深部的“使者”,可以示踪深部物质特征。近年来,很多学者探索性地提出应用岩石探针和同位素示踪探测深部物质并构建技术方法体系的构想。研究显示,岩浆岩“探针”及区域同位素示踪填图可以揭示岩石圈物质架构,确定不同类型深部物质时空分布范围,确定不同类型地壳省,划分大地构造边界,探索地壳生长量、方式,刻画增生造山带到碰撞造山带,以及不同类型造山带连续演化过渡的阶段和过程,揭示区域成矿规律,并以时间“切片”,揭示深部物质的时空演变特点。
4 探索性提出花岗岩(或侵入岩)大地构造
5 初步建立了中国火山岩时空分布格架
图4 中国陆域不同时期火山岩分布图
6 中国东部晩中生代巨型火山岩带时空演化特征及成因构造背景
南段北起江南断裂带,包括了整个华南东部及海南岛,该段的晚中生代火山岩主要分布范围包括浙江、福建及广东东部,向内陆延伸到江西中部和南部、广西东南部、湖南南部及海南岛中部。总体平行于当前海岸线形成了一条长超过1000km,宽达600km,其中火山岩覆盖的面积超过了220000km2,露头面积达到同期侵入岩出露面积的两倍以上。空间上,该段的晚中生代火山岩以丽水-余姚断裂、政和-大浦断裂及莲花山断裂分为东南沿海地区和华南内陆地区,并以江山-绍兴断裂和赣中断裂将赣杭带(或称江南造山带东段)与上述两个带区分开来,前者的基底是扬子地块,后两者的基底是华夏地块。时间上,该段的晚中生代火山活动幕与北段类似,也可分为4个幕:①初期,时代为早一中侏罗世,火山活动规模不大,主要分布在南岭北侧,西起湖南南部的宁远—新田,经湘东南的宜章、江西南部的龙南—寻乌、广东北部的兴宁,一直延伸到福建西南部的永定,总体呈近东西向的带状展布。另外,在赣东北断裂带附近的德兴银山地区、浙江东南部松阳等地也有零星分布。岩性以玄武岩为主,或玄武岩与中酸性火山岩构成双峰式,其他类型的岩石相对较少。②早期,时代主要为早白垩世,部分为晚侏罗世,火山活动的规模大、爆发剧烈,火山岩主要呈大范围的面状展布,岩性以英安质-流纹质火山碎屑岩为主。③晚期,时代为早白垩世末期—晚白垩世初期,火山活动的规模也较大,火山岩主要局限在一些孤立的断陷盆地内,岩性以双峰式为主,偏碱性的流纹质火山岩单独出现的现象。④末期,时代为晚白垩世初,火山岩分布很零星,岩性主要为偏碱性的玄武岩或基性岩墙群(脉)。该段内火山活动存在着明显的迁移性,其中华南内陆地区晚中生代的火山活动从〜200Ma一直持续到〜95Ma,并在〜135Ma出现强峰,另在〜190Ma、〜158Ma、〜102Ma出现弱峰。与其相对比,东南沿海晚中生代的火山活动从〜175Ma—直持续到〜80Ma,并在〜130Ma和〜99Ma出现两个强峰,另在〜172Ma、〜158Ma、〜143Ma、〜110Ma出现强度不等的峰。火山活动总体呈现自内陆向沿海迁移的趋势,且火山活动期间没有出现过明显休眠的现象,暗示可能见于北段的古太平洋板块的平板俯冲,在南段没有发生过。而火山活动随时间向沿海方向的迁移性可归因于深部岩石圈的拉张自内陆向沿海扩展(俯冲板块后撤或地幔向东流动导致?)。中段北起燕山山脉的南侧,南止于江南断裂带。该段晚中生代火山作用明显不同于南北两段,表现为火山岩的分布上明显受断裂控制,由若干火山岩盆地构成不连续的带状展布,包括沿郯庐断裂及其两侧派生断裂分布的胶东和鲁西地区的火山岩带、大致沿长江中下游两侧分布的火山岩带以及大别山北麓的北淮阳火山岩带;时间上不同于南北两段晚中生代火山活动持续的时间长,幕式活动的特征显著,该段火山活动持续的时间短,其中郯庐断裂及其两侧火山活动介于130〜92Ma之间,长江中下游火山活动介于145〜122Ma之间,北淮阳地区火山活动介于145〜115Ma之间,时间仅相当于南北两段的火山活动晚期。
doi:10. 19762/j. cnki. dizhrxuebao. 2022145.