東亞大陸邊緣中生代構(gòu)造演化主要受古太平洋板塊俯沖作用影響這一認(rèn)識(shí)幾乎得到了共識(shí)。然而,古太平洋板塊在歐亞大陸下的俯沖歷史一直存在爭(zhēng)論,尤其是由于東北亞陸緣晚侏羅世-早白堊世早期巖漿活動(dòng)的缺乏,致使東北亞大陸邊緣晚侏羅世-早白堊世構(gòu)造屬性的認(rèn)識(shí)存在較大爭(zhēng)論。
針對(duì)上述問題,中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李宇博士后與吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院許文良教授(通訊作者)等合作,在對(duì)俄羅斯遠(yuǎn)東哈巴雜巖碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf同位素研究的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)總結(jié)了東北亞陸緣侏羅紀(jì)增生雜巖中碎屑巖鋯石U-Pb定年結(jié)果和Hf同位素組成,并與陸緣區(qū)同時(shí)代中生代地層碎屑鋯石U-Pb年齡對(duì)比(圖1),同時(shí)結(jié)合生物地層學(xué)和古地磁證據(jù),重建了晚侏羅世-早白堊世東北亞陸緣構(gòu)造演化歷史。取得的主要認(rèn)識(shí)如下:

圖1 東亞構(gòu)造簡(jiǎn)圖與采樣位置圖
(1)東北亞陸緣侏羅紀(jì)增生雜巖經(jīng)歷的海山(洋島)形成階段主要由石炭-二疊紀(jì)—晚侏羅世沉積-巖漿作用產(chǎn)物所組成(圖2)。
(2)侏羅紀(jì)增生雜巖(包括饒河雜巖、哈巴雜巖和美儂雜巖等)中陸緣碎屑巖的碎屑鋯石物源分析表明,饒河雜巖和哈巴雜巖中陸源碎屑物主要來源于華南板塊的東北緣,而日本美儂雜巖中陸源碎屑物主要來源于華夏地塊的東緣(圖3a)——即低緯度地區(qū)。
(3)日本美儂雜巖經(jīng)歷了約160 Ma區(qū)域低級(jí)變質(zhì)作用的改造,該期變質(zhì)事件標(biāo)志著洋島(海山)與歐亞大陸的碰撞,并完成了侏羅紀(jì)雜巖的第一次構(gòu)造就位(圖3b)。
(4)侏羅紀(jì)增生雜巖(包括饒河雜巖和哈巴雜巖)之上的早白堊世早期(約137Ma之后)陸緣碎屑巖的沉積物主要來源于中亞造山帶東部,這不僅說明早白堊世早期侏羅紀(jì)增生雜巖已經(jīng)從低緯度地區(qū)到達(dá)高緯度地區(qū),同時(shí)也暗示侏羅紀(jì)增生雜巖的北向走滑發(fā)生在160-137 Ma之間(圖3c)。
(5)侏羅紀(jì)增生雜巖上早白堊世早期陸緣碎屑巖的強(qiáng)烈變形以及被未變形早白堊世(130Ma)花崗巖的穿切,揭示了侏羅紀(jì)雜巖的最終構(gòu)造就位發(fā)生在137-130 Ma之間(圖3d)。
上述研究成果不僅揭示了侏羅紀(jì)增生雜巖復(fù)雜的演化歷史【包括海山的形成(P—J3)— 海山與陸緣的碰撞(~160 Ma)— 增生雜巖的北向運(yùn)移(160-140 Ma之間)—早白堊世陸緣的沉積(~137 Ma之后)—增生雜巖的最終構(gòu)造就位(137-130 Ma之間)】,而且更為重要的是它揭示了古太平洋板塊在歐亞大陸下早侏羅世的初始俯沖、晚侏羅世-早白堊世早期構(gòu)造走滑以及早白堊世西向俯沖的演化歷史。

圖2 東北亞大陸邊緣中生代大洋板塊地層的重建(a)與形成過程(b)

圖3 古太平洋板塊侏羅紀(jì)-早白堊世構(gòu)造演化模式
該項(xiàng)研究由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李宇博士后、吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院許文良教授(通訊作者)、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所朱日祥院士、吉林大學(xué)王楓副教授、葛文春教授和俄羅斯遠(yuǎn)東分院地質(zhì)與自然管理研究所Sorokin A.A.研究員合作完成。相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(91858211,41688103, 41902054)資助。研究成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威地學(xué)期刊Earth-Science Reviews上,論文信息如下:
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,全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103042