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地质地球所揭示弧前盆地的形成过程和早期演化机制

文章来源:地质与地球物理研究所    发布时间:2017-05-19  【字号:      】

  弧前盆地形成于活动大陆边缘,通常位于岩浆弧和增生杂岩之间,因此可以免受俯冲相关的岩浆-构造作用的影响,它是人们了解活动大陆边缘演化的重要沉积储库。然而,由于弧前盆地的基底常被覆盖在数千米的浊积岩之下,或在后期的碰撞造山作用中遭受严重破坏,目前关于弧前盆地这一重要盆地类型的形成过程和机制尚了解较少。

  针对弧前盆地的形成和早期演化问题,中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室副研究员王建刚及其合作者对西藏南部日喀则弧前盆地的基底地层冲堆组进行了详细的地层学、SIMS年代学和物源分析研究。研究表明,日喀则弧前盆地沉积于日喀则蛇绿岩基底之上。蛇绿岩形成(131-124 Ma)之后,盆地经历了一个饥饿沉积阶段(ca. 123-113 Ma)。在这一时期,沉积物以远洋硅质岩、硅质页岩和火山灰为主,陆源输入少,反映此时亚洲南缘较低的海拔(大多位于海平面之下,发育浅海碳酸盐沉积)。弧前盆地浊积岩的输入发生在ca. 113-110 Ma,与亚洲活动大陆边缘的快速地貌抬升一致。

  此外,日喀则蛇绿岩的形成(为弧前盆地形成提供空间)和亚洲活动大陆边缘的地貌生长(为弧前盆地提供物源)共同控制了日喀则弧前盆地的形成和早期演化,而这些地表过程可能都受控于新特提斯洋壳的早期俯冲过程。有趣的是,地球上许多弧前盆地(比如美国西海岸的Great Valley弧前盆地、菲律宾的Luzon Central Valley弧前盆地)的早期演化历史与日喀则弧前盆地非常相似,都是在蛇绿岩基底形成之后,经历ca. 10-15 Ma的饥饿沉积阶段(远洋沉积+火山灰),然后源自岩浆弧的浊积岩开始沉积。这暗示了日喀则弧前盆地的形成模型可能具有普适性。

  上述研究成果近期发表于国际学术期刊《地球与行星科学通讯》(Wang et al. The birth of the Xigaze forearc basin in southern Tibet. Earth and Planetary Science Letters, 2017, 465: 38-47)。

  论文链接

 

图1 日喀则弧前盆地基底地层柱状图和SIMS年代学

 

图2 日喀则弧前盆地的形成过程




(责任编辑:叶瑞优)

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