迪彥廟蛇綠巖剖面和馬里亞納前弧、Troodos蛇綠巖、 Semail 蛇綠巖剖面對比(據(jù)Li 等, 2020)
起始俯沖作為板塊構(gòu)造理論中研究最為薄弱的環(huán)節(jié),成為固體地球科學領(lǐng)域研究的前沿課題。由于俯沖起始發(fā)生的過程極其短暫,且本身是一個破壞過程,在古造山帶中很難發(fā)現(xiàn)起始俯沖地質(zhì)記錄,特別是SSZ型蛇綠巖中前弧巖石組合的確切實例,成為導致研究板塊初始俯沖機制的難點所在。
10多年來,河北地質(zhì)大學地球科學學院李英杰教授團隊通過在中亞造山帶東段開展3項中國地質(zhì)調(diào)查局1:5萬區(qū)調(diào)項目(12幅)、2項國家自然科學基金項目和1項蛇綠巖專題填圖項目,首次發(fā)現(xiàn)和填繪出內(nèi)蒙古迪彥廟蛇綠巖帶和梅勞特烏拉蛇綠巖帶。在進一步開展國家自然科學基金項目中,又從中首次識別出洋內(nèi)弧前弧玄武巖組合,進行了精細的大比例尺填圖,對其地質(zhì)特征、巖相學、地球化學和年代學等進行了系統(tǒng)的調(diào)查研究,取得了一系列具有重要地質(zhì)意義的原創(chuàng)性成果。
首次發(fā)現(xiàn)中亞造山帶東段早石炭世內(nèi)蒙古迪彥廟SSZ型蛇綠巖帶和前弧巖石組合。該帶位于中亞造山帶東段內(nèi)蒙古西烏旗,由北部白音布拉格蛇綠巖和南部孬來可吐蛇綠巖兩個亞帶組成,各帶寬約3~5 km,控制延伸約100 km,近EW向轉(zhuǎn)NEE向展布。巖石組合自下而上為方輝橄欖巖、層狀輝長巖、均質(zhì)輝長巖、斜長巖、枕狀前弧玄武巖(FAB)、過渡型玄武質(zhì)熔巖、玻安巖和高鎂安山巖等,薄層硅質(zhì)巖覆蓋在火山熔巖之上,局部見斜長花崗巖侵入枕狀玄武巖,其蛇綠巖層序完整、組合齊全、典型,與現(xiàn)代伊豆—小笠原—馬里亞納前弧巖石組合可以對比(如圖)。該發(fā)現(xiàn)填補了中亞造山帶東段前弧玄武巖系野外識別空白,為古亞洲洋初始俯沖精細過程研究提供了范例。相關(guān)成果發(fā)表在《巖石學報》《Gondwana Research》《Earth and Planetary Science Letters》等刊物。
首次發(fā)現(xiàn)中亞造山帶東段晚石炭世—早二疊世內(nèi)蒙古梅勞特烏拉SSZ型蛇綠巖帶和洋內(nèi)弧,該帶位于迪彥廟前弧蛇綠巖北側(cè)梅勞特烏拉一帶,呈ENE-NE向展布,寬約6~11 km,延伸約24 km,蛇綠巖各單元出露較齊全,巖性主要為蛇紋石化方輝輝橄巖、層狀塊狀輝長巖(~308 Ma)、輝綠巖脈(墻)、高鎂安山巖/閃長巖(~282 Ma)、埃達克巖(~294 Ma)、枕狀前弧拉斑玄武巖、玻安巖和富鈮玄武巖/輝長巖等,提出了古亞洲洋東段晚石炭世—早二疊世初始俯沖至島弧演化的新模式。相關(guān)成果發(fā)表在《巖石學報》《Geological Journal》等。
探索和創(chuàng)新了一套造山帶蛇綠混雜巖填圖的新思路與工作方法。從蛇綠巖的完整層序和巖石組合的角度對蛇綠巖進行系統(tǒng)的野外識別、發(fā)現(xiàn)、追索和室內(nèi)研究,揭示出蛇綠巖的完整層序與齊全的巖石組合,糾正了長期以來對蛇綠巖認識和研究中“蛇綠巖殘缺不全,發(fā)育不完整”的誤區(qū)。
項目成果顯著,受到國內(nèi)外地質(zhì)科研院校和地調(diào)機構(gòu)的重視和應(yīng)用,推動了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作在造山帶的精細填圖和洋內(nèi)初始俯沖研究,李英杰教授被遴選為中國地質(zhì)調(diào)查局首批“圖幅填圖科學家”,被評為 “河北省三八紅旗手”,團隊獲批“全國黃大年式教師團隊”。