大陸邊緣演化一直是地球科學(xué)領(lǐng)域研究的前沿與核心問題。東北亞陸緣作為太平洋板塊與歐亞板塊相互作用的直接地區(qū)，已成為研究板塊俯沖作用過程和大陸邊緣演化的經(jīng)典地區(qū)。古近紀(jì)晚期-新近紀(jì)早期日本海盆地的打開與日本島弧體系的形成標(biāo)志著東北亞陸緣從活動陸緣已經(jīng)轉(zhuǎn)換為溝-弧-盆體系。目前，盡管對東北亞陸緣構(gòu)造屬性的這一轉(zhuǎn)換過程與太平洋板塊俯沖作用密切相關(guān)的認(rèn)識得到了多數(shù)研究者的共識。但是，對這一構(gòu)造屬性轉(zhuǎn)換的時間卻一直沒有得到很好的回答。

針對上述問題，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院許文良教授團隊的張晉瑞（副教授）等人，對日本北海道地區(qū)Hidaka變質(zhì)帶（圖1）的泥質(zhì)麻粒巖開展了精細的巖相學(xué)、變質(zhì)作用和金紅石-鋯石年代學(xué)剖析，在該泥質(zhì)麻粒巖中識別出兩期變質(zhì)熱事件并厘定了這兩期變質(zhì)熱事件與區(qū)域巖漿事件的耦合關(guān)系，為東北亞陸緣亞陸緣構(gòu)造屬性轉(zhuǎn)換時間提供了更好限定。取得了以下主要認(rèn)識：

圖1. 日本北海道地區(qū)Hidaka變質(zhì)帶地質(zhì)圖和泥質(zhì)麻粒巖的采樣位置

（1）Hidaka泥質(zhì)麻粒巖中發(fā)育兩期變質(zhì)礦物組合：早期組合為十字石+夕線石+黑云母+斜長石+金紅石/鈦鐵礦，晚期組合為石榴石+黑云母+堇青石+斜長石+石英+金紅石/鈦鐵礦以及石榴石內(nèi)部的尖晶石+堇青石±夕線石后成合晶（圖2）。

圖2. 日本北海道地區(qū)Hidaka泥質(zhì)麻粒巖的顯微鏡下特征

（2）Hidaka泥質(zhì)麻粒巖中兩期礦物組合分別記錄兩期變質(zhì)事件：①早期角閃巖相變質(zhì)，其峰期條件為6kbar/620–670 °C，變質(zhì)時代約為37Ma；②晚期麻粒巖相變質(zhì)，P-T軌跡表現(xiàn)為等壓升溫至6kbar/850°C的峰期條件后發(fā)生近等壓冷卻，對應(yīng)的峰期變質(zhì)時代為24–19Ma，冷卻時代為 14Ma （圖3）。

圖3. 日本北海道地區(qū)Hidaka泥質(zhì)麻粒巖的變質(zhì)P-T-t軌跡

（3）Hidaka泥質(zhì)麻粒巖的兩期變質(zhì)事件與區(qū)域巖漿作用具有很好的時間耦合性：① ~37Ma的角閃巖相變質(zhì)時代與日本北海道同期的鈣堿性巖漿事件（~37Ma）相一致，此時構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換已經(jīng)啟動，該變質(zhì)作用應(yīng)與太平洋板塊俯沖作用有關(guān)；② 24–19Ma的麻粒巖相變質(zhì)與我國東北東部OIB型玄武巖（~21Ma）、日本海的MORB型玄武巖以及日本北海道的弧型玄武巖巖漿事件（~22Ma）一致，并與日本北海道同期的輝長巖、堇青石花崗巖的形成時代（19.0–17.9Ma）相吻合，此時日本海已經(jīng)打開，該麻粒巖相變質(zhì)事件與弧后伸展背景下幔源熱物質(zhì)上涌有關(guān)。

（4）Hidaka泥質(zhì)麻粒巖很好地記錄了東北亞陸緣在板片后撤背景下由活動陸緣轉(zhuǎn)換為溝-弧-盆體系的過程。

  上述研究成果已發(fā)表于國際地學(xué)權(quán)威期刊《Journal of Metamorphic Geology》。Zhang, J.R.（張晉瑞）, Xu, W.L.（許文良）, Dong, Y.（董玉）, Ji, Z.（紀(jì)政）, Wei, C.J.（魏春景）, Tang, S.（唐爽）, Li Y.B.,（李毅兵） Niida, K., 2022. Repeated metamorphism in the pelitic granulites of the Hidaka metamorphic belt, Hokkaido, Japan: Implications for the formation of the present-day trench-arc-basin system in NE Asia.  Journal of Metamorphic Geology.  原文鏈接https://doi.org/10.1111/jmg.12701

  該項研究受到國家自然科學(xué)基金（91858211, 42002055）和中國地質(zhì)調(diào)查項目（DD20190358）的聯(lián)合資助。