缝合带作为两个地体早期拼合形成的构造薄弱带，极易受后期构造事件影响而发生活化。缝合带活化的研究意义在于：(1) 缝合带活化可揭示构造体制的作用及深浅部物质交换的过程，是研究洋陆俯冲和陆陆碰撞深部过程及物质响应的重要窗口；(2) 缝合带活化是构造体制对岩石圈改造作用的“指示剂”，可直接或间接揭示构造体制的影响范围及影响程度；(3) 缝合带活化影响浅部资源形成与环境变化，可揭示深地资源末端效应的深部驱动机理。

牡丹江缝合带位于中亚造山带的最东端，它的形成受控于二叠纪至侏罗纪期间牡丹江洋的俯冲闭合作用，代表了松嫩地块和佳木斯地块的构造边界。特殊的构造位置导致其随后又受到了中生代古太平洋板块以及新生代太平洋板块俯冲作用直接且强烈的影响，从而表现出更为显著的活化特征。另外，关于牡丹江缝合带的俯冲模式也一直存在争议。因此，牡丹江缝合带是认识地块深部汇聚过程以及缝合带活化特征的天然实验室。

图1 牡丹江缝合带及邻区构造地质背景

图2 三维反演电阻率模型

结果显示，牡丹江缝合带下方地壳存在较为复杂的高导结构(图2)，具有大洋板块俯冲相关的成因。牡丹江断裂东侧的高阻体R2，规模和位置与区域出露的黑龙江杂岩一致，代表了牡丹江洋俯冲过程中从海床剥削并吸积到俯冲大洋板块和上覆大陆之间的增生楔物质。西倾的高导体C3在黑龙江杂岩东侧，结合俯冲前缘的构造特征，C3体现了牡丹江洋的古俯冲带，高导的特征代表了俯冲通道内积累的硫化物或石墨，指示了牡丹江洋西向俯冲的极性。

俯冲带是熔体、流体和挥发物形成、输送和交换的重要通道，这些物质的聚集能够显著降低岩石的电阻率。在俯冲过程中，会在俯冲前缘弧下位置形成一系列的高导结构，而缝合带作为俯冲之后地体碰撞拼合的产物，会将这些导电相保留到碰撞带区域的地壳中。牡丹江断裂下方的小规模高导体C1，代表了聚集于俯冲前缘弧下地壳的固体导电矿物，这也和区域存在的多个金矿床相吻合。

下地壳高导体C2为弧下熔融物质上侵的通道。牡丹江洋于侏罗纪彻底闭合，地壳经过了漫长的冷却过程，通道内的物质本应冷却固结。经过分析，高导结构体现了缝合带的活化特征。多种证据表明，牡丹江缝合带在地体碰撞之后受到了来自幔源物质上涌导致的强烈改造作用，在深部地幔物质的上侵过程中，热和动力的持续供给导致原本已经冷凝固结的通道内物质重熔。因此，在缝合带区域存在后续强烈构造事件的情况下，古缝合带下方和地幔物质上涌有关的大尺度高导结构表征了古缝合带的活化行为。

图3 牡丹江缝合带演化示意图

研究表明，牡丹江缝合带经历了两期主要构造演化阶段：1. 牡丹江洋俯冲导致增生楔物质的吸积，弧下物质上侵导致固体导电矿物的聚集(图3a)；2. 松嫩地块和佳木斯地块汇聚之后，太平洋板块俯冲导致牡丹江缝合带的活化(图3b)。

该文第一作者为吉林大学辛中华博士，中国地质科学院侯贺晟研究员以及吉林大学韩江涛教授为共同通讯作者。吉林大学刘立家工程师、刘财教授以及王天琪博士也参与了这项工作。该研究工作得到了国家自然科学基金项目(42230303，41504076，41874125)，中国地质调查项目(DD20190010)以及中央高校基本科研基金(JLUXKJC2021ZZ11)等的资助。

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中文版：辛中华, 侯贺晟, 韩江涛, 刘立家, 刘财, 王天琪. 2023. 大地电磁数据揭示中国东北地区牡丹江缝合带俯冲极性及活化特征. 中国科学: 地球科学, 53(6): 1316–1327