变质核杂岩形成的关键条件及其对华北克拉通破坏过程的约束:数值模拟研究

摘要：

变质核杂岩是伸展作用下深部地壳物质沿大型拆离断层出露到地表的独特构造,对于研究区域伸展的时代和运动学特征具有重要的指示意义.华北克拉通地区广泛发育变质核杂岩,大量地质学观测已经对它们的组成、结构和演化进行了研究,但对其成因机制以及与克拉通破坏的关系还存在不同解释.本文采用数值模拟方法研究伸展条件下地壳黏度分层结构对形成变质核杂岩的影响.研究发现,当地壳包含弱层时,地壳伸展呈现三种端元变形模式:变质核杂岩模式、拆离-抬升模式和纯剪模式.强上地壳、弱下地壳的结构利于变质核杂岩的形成;当下地壳强度过大(＞1.3×1021Pa s)时能够形成拆离断层但不能发育变质核杂岩(成为拆离-抬升模式),而当上地壳强度太弱(＜7.8×1021Pa s)时地壳以纯剪模式发生均匀伸展.对于通常具有强地壳的克拉通地区,下地壳弱化是形成变质核杂岩的必要条件.结合地质学、岩石学和地球物理学观测研究结果,我们推断华北东部在中生代经受古太平洋俯冲板块作用,发生强烈的岩浆和变质作用,致使下地壳弱化、地壳伸展,发育了变质核杂岩.

关键词：变质核杂岩、数值模拟、华北克拉通、伸展作用

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资助基金：国家自然科学基金项目批准号:41304074,91014006,91414301资助

在线出版日期：2016-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1278-1290