中国东南极地质考察20年进展与展望

在1998—2017年期间,我国组织了14次东南极地质考察,将考察的范围从中山站所在的拉斯曼丘陵向外扩展了约400 km,主要包括格罗夫山、埃默里冰架东缘-西南普里兹湾、北查尔斯王子山、布朗山、赖于尔群岛和西福尔丘陵等露岩区。通过大、中比例尺的地质编图和多学科综合研究,取得如下重要进展:(1)确定格罗夫山冰下高地为泛非期(~570—500 Ma)单相变质地体,发现镁铁质和泥质高压麻粒岩并刻画了泛非期造山的精细过程,为普里兹造山带的碰撞造山成因以及冈瓦纳超大陆的多陆块汇聚模型提供了岩石学支撑;(2)论证在印度克拉通与东南极陆块之间存在一个延长>2 000 km的中元古代长寿命大陆岛弧,岛弧岩浆作用从~1 500 Ma一直持续到~1 000 Ma,提出雷纳造山带格林维尔期(~1 000—900 Ma)的构造演化可能经历了从弧陆碰撞到陆陆碰撞的过程;(3)在赖于尔群岛超高温变泥质岩中识别出早期蓝晶石的残留,确定了超高温变质作用顺时针演化的精细P-T轨迹;(4)在西福尔丘陵西南部基性岩墙群中发现了格林维尔期(~960—940 Ma)不均匀麻粒岩化,变质条件达820—870℃、0.84—0.97 GPa,认为西福尔陆块也卷入到印度克拉通与东南极陆块的碰撞造山过程;(5)在西福尔丘陵东南部浅变质冰川漂砾和松散砂中获得~3.5—3.3 Ga的古老锆石U-Pb年龄,推测在西福尔丘陵东南方向存在一个从前未知的古太古代冰下陆块。建议今后在东南极面向印度洋构造域的地质考察要进一步扩展到南查尔斯王子山、内皮尔杂岩和登曼冰川,研究工作的重点仍聚焦在南极大陆如何响应地质历史时期里超级大陆的聚散过程这一关键科学问题上,并可在以下几个方面展开:(1)太古宙古老地壳及陆核的识别与全球对比;(2)格林维尔期造山记录与罗迪尼亚超大陆汇聚;(3)泛非期造山记录与冈瓦纳超大陆汇聚;(4)显生宙冈瓦纳超大陆裂解及陆块分离。通过这些考察和研究工作,可以促使我国对南极地质科学的研究达到国际先进水平。

西澳平贾拉造山带中元古代-早古生代地质事件及其与东南极雷纳造山带地质事件对比

澳大利亚西缘的平贾拉造山带遭受了格林维尔期和泛非期两期高级构造热事件的影响,其构造演化过程与罗迪尼亚超大陆的聚散和冈瓦纳超大陆的拼合密切相关。本文系统总结和评述了平贾拉造山带在中元古代–早古生代期间经历的三期主要地质事件及其构造意义,并与东南极雷纳造山带的地质事件进行了对比研究。平贾拉造山带中记录的三期主要地质事件包括:(1)中元古代晚期岩浆/变质事件(1090—1020 Ma),与全球格林维尔期造山作用有关,但对其详细的构造含义争议较大;(2)新元古代中期岩浆事件(780—660 Ma),具有伸展/裂谷岩浆作用特征,可能与罗迪尼亚超大陆的裂解有关;(3)新元古代晚期–早古生代(即泛非期)岩浆/变质事件(540—520 Ma),与东冈瓦纳大陆的聚合有关。地质对比研究表明,平贾拉造山带与东南极雷纳造山带所记录的中–新元古代地质事件存在明显的差别,两者不能连成一个统一的格林维尔期造山带。平贾拉造山带与普里兹湾地区的雷纳造山带部分(即普里兹造山带)都遭受到新元古代晚期–早古生代构造热事件的强烈改造,两者可能存在内在的联系。但是,普里兹湾地区新元古代中期岩浆事件的缺失表明两者可能还不能直接相连。因此,关于西澳平贾拉造山带向东南极的延伸问题尚存争议,这也是今后需要进一步研究的方向。