增生弧基本特征与地质意义

• 作者: 陈艺超 张继恩 侯泉林 闫全人 肖文交
• 来源期刊: 地质科学
• 关键词: 增生弧 增生型造山带 增生杂岩
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 页码范围: 615-634
• 页数: 20页
• 分类号: P597|P541
• 语种: 中文
• DOI: 10.12017/dzkx.2021.031

摘要

增生弧是发育在增生楔基底之上的岩浆弧,是由于海沟后撤、新的弧岩浆前缘向着洋的方向迁移至早期增生杂岩基底之上.增生弧的发育是?eng?r(1992)提出的增生型(突厥型)造山带的核心动力学过程,然而对其识别与大地构造意义尚存诸多争议.日本岛弧是?eng?r用以建立增生弧模式的范例,其白垩纪以来的岩浆弧发育在侏罗纪和更早的增生杂岩基底之上.日本岛弧的增生弧岩浆具有典型的岛弧型微量元素地球化学特征,包括富集的LREE和LILE、以及亏损的HFSE,但其Sr-Nd同位素随着海沟后撤和增生弧演化不断变亏损.地球物理剖面显示日本增生弧岩浆来自两个截然不同的岩浆源区,一个位于弧前俯冲大洋岩石圈莫霍面之上,一个位于弧岩浆轴部的莫霍面之下,这可能暗示了日本增生弧具有增生楔重熔和增生弧地幔楔部分熔融两种不同的岩浆形成机制,但增生弧的地幔楔如何形成这一问题尚未得到解决.中亚造山带是增生型造山带,其西段的西准噶尔地区出露早古生代成吉斯弧和晚古生代萨吾尔弧,均为增生弧.萨吾尔弧晚石炭世的弧岩浆岩以Ⅰ型花岗岩、花岗闪长岩—闪长岩岩墙、中-基性火山熔岩等为代表,发育在包括有蛇绿混杂岩、OPS混杂岩、连续单元浊积岩的增生杂岩基底之上这些侵入岩和喷出岩与增生楔物质分别呈侵入和不整合覆盖接触关系.成吉斯弧早泥盆世的弧岩浆岩以中-基性火山熔岩为代表,不整合覆盖在混杂带基底之上;其中混杂带的基质为晚志留世砂岩,夹持有晚奥陶世—晚志留世灰岩、硅质岩等岩块.以上案例展示了增生弧具有典型的二元结构:上盘为晚期增生弧弧岩浆、下盘是早期增生杂岩基底,二者被一个大型的不整合面分隔或构成岩浆侵入接触关系.萨吾尔增生弧岩浆岩具有典型的岛弧型微量元素地球化学特征,花岗岩端元Nd同位素亏损、Sr同位素富集,而玄武岩端元的Sr-Nd同位素均表现为亏损特征,表明基性岩端元直接源自新生的增生弧地幔楔的部分熔融,继承了亏损地幔的同位素特征;酸性岩端元则受到增生楔物质重熔的混染,如富集的Sr同位素,源自增生楔中大洋沉积物和蛇绿岩.增生弧的发育可能是增生型造山带大量年轻地幔物质加入和大规模地壳生长的原因.这一现象还可以进一步地探讨增生弧地幔楔的成因:即随着海沟后撤,原海沟位置的俯冲大洋岩石圈并不会发生断离下沉,而是保留在原位、形成新的增生弧地幔楔.