东亚大陆边缘中生代构造演化主要受古太平洋板块俯冲作用影响这一认识几乎得到了共识。然而,古太平洋板块在欧亚大陆下的俯冲历史一直存在争论,尤其是由于东北亚陆缘晚侏罗世-早白垩世早期岩浆活动的缺乏,致使东北亚大陆边缘晚侏罗世-早白垩世构造属性的认识存在较大争论。
针对上述问题,中国科学院地质与地球物理研究所李宇博士后与bv伟德国际体育bevictor伟德许文良教授(通讯作者)等合作,在对俄罗斯远东哈巴杂岩碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究的基础上,系统总结了东北亚陆缘侏罗纪增生杂岩中碎屑岩锆石U-Pb定年结果和Hf同位素组成,并与陆缘区同时代中生代地层碎屑锆石U-Pb年龄对比(图1),同时结合生物地层学和古地磁证据,重建了晚侏罗世-早白垩世东北亚陆缘构造演化历史。取得的主要认识如下:
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图1 东亚构造简图与采样位置图
(1)东北亚陆缘侏罗纪增生杂岩经历的海山(洋岛)形成阶段主要由石炭-二叠纪—晚侏罗世沉积-岩浆作用产物所组成(图2)。
(2)侏罗纪增生杂岩(包括饶河杂岩、哈巴杂岩和美侬杂岩等)中陆缘碎屑岩的碎屑锆石物源分析表明,饶河杂岩和哈巴杂岩中陆源碎屑物主要来源于华南板块的东北缘,而日本美侬杂岩中陆源碎屑物主要来源于华夏地块的东缘(图3a)——即低纬度地区。
(3)日本美侬杂岩经历了约160 Ma区域低级变质作用的改造,该期变质事件标志着洋岛(海山)与欧亚大陆的碰撞,并完成了侏罗纪杂岩的第一次构造就位(图3b)。
(4)侏罗纪增生杂岩(包括饶河杂岩和哈巴杂岩)之上的早白垩世早期(约137Ma之后)陆缘碎屑岩的沉积物主要来源于中亚造山带东部,这不仅说明早白垩世早期侏罗纪增生杂岩已经从低纬度地区到达高纬度地区,同时也暗示侏罗纪增生杂岩的北向走滑发生在160-137 Ma之间(图3c)。
(5)侏罗纪增生杂岩上早白垩世早期陆缘碎屑岩的强烈变形以及被未变形早白垩世(130Ma)花岗岩的穿切,揭示了侏罗纪杂岩的最终构造就位发生在137-130 Ma之间(图3d)。
上述研究成果不仅揭示了侏罗纪增生杂岩复杂的演化历史【包括海山的形成(P—J3)— 海山与陆缘的碰撞(~160 Ma)— 增生杂岩的北向运移(160-140 Ma之间)—早白垩世陆缘的沉积(~137 Ma之后)—增生杂岩的最终构造就位(137-130 Ma之间)】,而且更为重要的是它揭示了古太平洋板块在欧亚大陆下早侏罗世的初始俯冲、晚侏罗世-早白垩世早期构造走滑以及早白垩世西向俯冲的演化历史。
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图2 东北亚大陆边缘中生代大洋板块地层的重建(a)与形成过程(b)
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图3 古太平洋板块侏罗纪-早白垩世构造演化模式
该项研究由中国科学院地质与地球物理研究所李宇博士后、bv伟德国际体育bevictor伟德许文良教授(通讯作者)、中国科学院地质与地球物理研究所朱日祥院士、bv伟德国际体育王枫副教授、葛文春教授和俄罗斯远东分院地质与自然管理研究所Sorokin A.A.研究员合作完成。相关工作得到了国家自然科学基金项目(91858211,41688103, 41902054)资助。研究成果发表在国际权威地学期刊Earth-Science Reviews上,论文信息如下:
Li, Y., Xu, W.L.* , Zhu, R.X., Wang, F., Ge, W.C., Sorokin, A.A. 2020. Late Jurassic to early Early Cretaceous tectonic nature on the NE Asian continental margin: Constraints from Mesozoic accretionary complexes,全文链接:https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103042