成语大全网 - 四字成语 - 古洋盆的性质和消亡的特征

古洋盆的性质和消亡的特征

1.古洋盆的时空展布特征

在西伯利亚板块和华北-塔里木板块之间从新元古代末到中古生代(晚泥盆世)存在一个复杂的古亚洲洋(图3-1),实际上是一个此开彼合、由若干个次生的洋盆组合起来的大洋,有人将它们分别命名为古亚洲洋Ⅰ、古亚洲洋Ⅱ、古亚洲洋Ⅲ、古亚洲洋Ⅳ,认为这里不存在一个统一的原始大洋(何国琦等,1996)。大兴安岭中-南段涉及到的主要是发育在华北陆台北缘内蒙古境内的古洋盆,从时空角度大体可以将蛇绿岩带分成南侧的早古生代和北侧晚古生代早期(或称为中古生代)两个带。

南侧早古生代蛇绿岩主要分布在西拉木伦河附近的柯单山、克什克腾旗的五道石门以及林西二八地一带,该带的介形虫、牙形石、放射虫等化石经安泰庠教授的鉴定认为更多具有奥陶纪色彩(何国琦等,1983),而柯单山蛇绿岩的同位素年龄显示古洋盆最早打开的时间可能为新元古代末665Ma左右(陈森煌等,1991)。该区保留了标志着古洋壳向南俯冲的蓝闪石片岩(位置见图3-1),作者们近年在温都尔庙哈尔哈达沟西岸采集的蓝闪石片岩,由国家地震局李大明测定的蓝闪石Ar-Ar等时线年龄是(441.8±12)Ma(邵济安等,2007),与唐克东在温都尔庙乌兰沟东岸采集并由法国蒙伯利埃大学H.Mulusri测定的蓝闪石Ar-Ar等时线年龄(445.6±15)Ma(唐克东等,1992)十分相近。

图3-1 古生代古蒙古洋地壳演化格局

(据唐克东等,1992,略有改动)

晚古生代早期蛇绿岩分布在东乌珠穆沁旗之南的贺根山一带,贺根山玄武岩与硅质岩互层中还夹有含早-中泥盆世珊瑚化石的灰岩透镜体(唐克东等,1996),蛇绿岩的Sm-Nd年龄为403Ma(包志伟等,1994)。苏尼特左旗标志弧-陆碰撞事件的富钾花岗岩,其锆石SHRIMP U-Pb年龄为423~424Ma(石玉若等,2005)。苏尼特左旗脑木浑尼呼都格的蓝片岩Ar-Ar等时线年龄为383Ma,可能记录了洋壳消减或碰撞的时代(徐备等,2001)。该区普遍发育了晚泥盆世法门阶下伏的不整合面,2004年国际地层委员会标定的法门阶底界年龄为(374.5±2.6)Ma,标志着从此古洋盆闭合并进入造山演化阶段,但是不排除局部地区可能存在残余洋盆。

2.古洋盆的性质

作者曾根据蛇绿岩的时空分布、蛇绿岩与老陆壳碎块的***存关系、蛇绿岩的产出状态以及蛇绿岩钾质和LREE偏高及含富铝尖晶石和橄长岩的特征,认为该洋盆的扩张规模有限,主要是早古生代的陆间小洋盆(邵济安等,1996;刘敦一等,2003),局部残留到晚古生代早期或中古生代。

前文提到古亚洲洋是一个此开彼合、由若干个次生的洋盆组合起来的洋盆,在西伯利亚板块和华北-塔里木板块之间有许多大小不一的古老微大陆,南蒙微大陆就是其中最大的一块,在华北板块北缘的古生代陆壳增生带中就可以划分出若干小的老陆块或称古地体,它们由前寒武纪的变质岩系组成,不同陆块之间的地层组成不尽相同,陆块周边常可发现有蛇绿混杂岩相伴(邵济安等,1990)。

1984年在莫斯科召开的27届国际地质大会上哈因最早提出“陆间型洋盆”(简称MKГ)和“大洋型洋盆”(简称OKГ)的名词,并且阐述了十个方面的区别,其中微大陆或陆壳碎块的存在是陆间型洋盆的最大特点(Хайн,1984)。陆间型洋盆的特征极好地概括了古亚洲洋的特色。实际上我国学者后来的一些提法,如“有限洋盆”(肖序常等,2000)、“多岛、多地体洋”(许志琴等,2006)、“陆内洋盆”(钟大赉等,2002)、“小洋盆”(李昌年等,1996)与哈因的“陆间型洋盆”的提法有某些类似之处,在板块构造研究初期注意到洋盆的多样性是十分重要的。正是这种陆间型洋盆的性质,造就了板块闭合阶段独有的特征。

3.古洋盆消减特征

华北板块和属于西伯利亚板块的南蒙微大陆之间的缝合带两侧尽管局部地区存在泥盆纪火山岩,但并不构成明显的岛弧火山链,表明最后阶段的洋盆并没有发生大规模消减。张旗曾认为内蒙古索伦山可能存在玻安岩(张旗等,1992)。玻安岩是一种富含玻璃质并含橄榄石、斜方辉石的喷出岩,通常被认为是洋内俯冲的产物(陈雨,1996),它们在古亚洲洋多处存在。

此外,有些地方如贺根山,玄武岩层之上覆盖了含大化石的灰岩、凝灰岩、英安岩的现象早已引起人们的注意。更为典型的现象出现在蒙古境内戈壁阿尔泰达兰扎达嘎德(见图3-1),在达兰扎达嘎德的库尔班赛汉保存了一个层序较好、厚度较大的蛇绿岩剖面(邵济安等,1996)(图3-2):自上而下为巨厚的夹含放射虫的硅质岩(图版Ⅰ-5)、枕状熔岩(图版Ⅰ-6)和蛇纹岩。作者曾将硅质岩标本送日本名古屋大学鉴定,因化石保存较差,无法给出早或中泥盆统的精确层位。引人注目的是枕状熔岩中出现的凝灰质火山岩和凝灰质火山碎屑岩夹层,越往上夹层出现越频繁,且粒度越来越粗,最后过渡到含海百合茎的陆源杂砂岩。该剖面显示正是通过陆源碎屑的充填、堆积结束了洋盆演化的历史,即洋壳未经过典型的过渡壳阶段便直接转换成陆壳。在库尔班赛汉另一处见到中泥盆统的底砾岩,灰岩砾石中含珊瑚化石(图版Ⅰ-4)。在我国内蒙古苏尼特左旗敖木根呼都格的色日巴彦敖包见到不整合面之上的晚泥盆统底砾岩,砾石中也含大量珊瑚、腕足类化石,时代为晚泥盆世(邵济安,1991)。结合蒙古达兰扎达嘎德底砾岩的研究,推测古洋盆有自西向东呈剪刀式逐渐敛合的趋势。角度不整合面及其底砾岩和底砾岩中生物化石年代是确定古洋盆闭合时间的第一手证据。

图3-2 蒙古库尔班赛汗蛇绿岩剖面

1—蛇纹岩;2—含放射虫的红色碧玉岩;3—辉绿岩席;4—凝灰质熔岩和粉砂岩、灰岩;5—枕状玄武岩;6—含海百合茎的杂砂岩

从古洋最后阶段的演化和前述富铝尖晶石的形成条件推测,当时古洋壳下部的软流圈顶面位置比较高,也可能正是由于软流圈的隆起,在某种程度上阻碍了华北板块与南蒙微大陆的强烈碰撞和快速对接,造成了“软碰撞”的结局,致使缝合带两侧地层并未发生强烈变形和变质。