Метаморфическая эволюция Восточно-Тетисского тектонического домена и её тектонические следствия

Исследование под руководством профессора Йонг-Фей Чжэна из Научно-технического университета Китая, опубликованное в Science China Earth Sciences, систематизирует данные о температуре (T), давлении (P) и времени (t) метаморфизма высокобарических пород Центрально-Китайской орогенной системы (ЦКОС). Эта работа позволила реконструировать тепловую и тектоническую эволюцию конвергентных окраин континентов.

ЦКОС включает Прото-Тетисский тектонический домен на западе Китая и Палео-Тетисский домен на востоке, образовавшиеся при закрытии одноимённых океанов. Породы в этих зонах, сформированные на разных стадиях — от субдукции континентальной коры до постколлизионного растяжения, — являются ключевыми архивами для восстановления термической эволюции окраин. Анализ показал, что отношения T/P и соответствующие геотермические градиенты для высокобарических пород обоих доменов демонстрируют тенденцию к увеличению с возрастом.

Были выделены три типа регионального метаморфизма по соотношению T/P: 1) ранняя стадия низкого T/P альпийского типа (голубосланцевая и эклогитовая фации высокого и сверхвысокого давления); 2) средняя стадия среднего T/P барровского типа (средне- и высокобарическая амфиболит-гранулитовая фация); 3) поздняя стадия высокого T/P букенского типа (низкобарическая амфиболит-гранулитовая фация). Возраст этих событий составляет 500–400 млн лет (палеозой) для Прото-Тетиса и 250–120 млн лет (мезозой) для Палео-Тетиса.

Эволюция конвергентных окраин связана с изменением геотермических градиентов от сжатия к растяжению. На стадии океанической субдукции низкие градиенты приводят к образованию холодных пород альпийского типа. При субдукции/коллизии континентальной коры формируются как низкотемпературные альпийские, так и умеренные барровские фации. На постколлизионной стадии утонение литосферы и подъём астеносферы создают высокие градиенты, ответственные за метаморфизм букенского типа.

На основе P-T-t данных реконструирована тектоническая эволюция доменов. В Прото-Тетисской системе континентальная коллизия/субдукция произошла около 500–490 млн лет назад (орогены Алтын, Северный Циньлин, Северный Тунбай) или 450–430 млн лет назад (орогены Северный Цайдам, Восточный Куньлунь), а рифтинг — около 460–450 или 410–400 млн лет назад соответственно. В Палео-Тетисской системе коллизия датируется 250–220 млн лет, а рифтинг — 140–120 млн лет.

Хотя продолжительность глубокой субдукции или жёсткой коллизии ограничена 10–30 млн лет, временной интервал между метаморфизмом альпийского и букенского типов различен: всего около 40–60 млн лет для Прото-Тетиса и около 110 млн лет для Палео-Тетиса. Это указывает, что высокобарические породы фиксируют тектонический переход окраин от холодной субдукции через тёплую коллизию к горячему рифтингу, сопровождаемый метаморфической трансформацией от альпийской к барровской и затем букенской фациальным сериям.