东南亚陆缘巴拉望陆块形成和古地理演化
2020年10月，国际地学杂志《GSA Bulletin》以“Formation and paleogeographic evolution of the Palawan continental terrane along the Southeast Asian margin revealed by detrital fingerprints”为题在线发表了我院曹立成副教授的研究成果。
在全球大型板块的内部和边界上往往镶嵌着微板块，它们的起源、生长、消亡和残留过程差异极大，在地球动力学和区域构造研究中具有举足轻重的作用。东南亚地区长期、大规模的俯冲消亡使其成为复杂的微板块构造拼合带，其中包括巴拉望陆块（图1）。该陆块主要包含菲律宾西部的巴拉望岛、卡拉棉群岛、民都洛岛、朗布隆群岛及班乃岛西北端，此处发育的晚古生代-早新生代地层普遍显示陆壳的成分，与东侧菲律宾活动带广泛分布的岛弧和蛇绿岩体截然不同。
图1 南海地区地形图、主要构造单元及样品分布
巴拉望陆块的新生代演化与南海密切相关，渐新世至早中新世南海洋壳不断扩张使得巴拉望陆块向南漂移，南海洋壳及其南北两侧大陆边缘的沉积层序对此已有详细的记录。然而，巴拉望陆块的起源和早期古地理演化还存在诸多争议和不确定性，特别是针对如下问题：该陆块最古老岩层的年龄和成因；该陆块对古太平洋俯冲和岛弧活动的沉积响应；该陆块与南海北部陆缘早期的共轭关系以及同时代地层之间的地质联系；该陆块与中生代亚洲东部主动陆缘的联系。
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图2 研究结果示例：南海地区白垩系样品碎屑锆石U-Pb年龄信号对比 |
从碎屑物源的角度对巴拉望陆块的起源和古地理演化问题进行了系统的综述和研究，针对巴拉望岛出露的和南海北部钻井揭示的中生代-新生代地层开展了元素地球化学、重矿物、碎屑锆石U-Pb测年综合分析。借助广泛收集和整理的锆石U-Pb年龄数据集以及最年轻锆石年龄对样品沉积年龄的约束，对南海共轭陆缘的物源信号进行对比分析（图2）。研究结果发现巴拉望陆块的物源信号发生了多次转折，指示其古地理位置从侏罗纪的俯冲增生背景演化至新生代早期的裂陷陆缘再至新生代中期的微陆块（图3）。根据物源信号的相似性，巴拉望陆块被解释为巴拉望陆块中生代时期可能拼贴于南海东北部地区，直至南海洋壳扩张发生漂移。白垩纪末至早新生代，巴拉望陆块可能作为古南海的北部被动陆缘，至始新世末古南海洋中脊再活化并发生强制俯冲，随着古南海的逐渐消亡，残余洋壳最终于渐新世-中新世侵位于巴拉望陆块之上。
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图3 南海地区侏罗纪-新生代古地理演化示意图 |
本文第一作者为我院曹立成副教授，通讯作者为同济大学邵磊教授。该项研究得到国家自然科学基金资助项目（41576059，41874076，41674069，91528302）和国家科技重大专项（2016ZX05026004-002）、国家重点研发计划（2018YFE0202400）、中央高校基本科研基金（162301192662）的联合资助。
