蒙古-鄂霍茨克洋打開與泥盆紀地幔柱有關(guān) |朱明帥等-GRL

蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造帶從蒙古中部杭愛山地區(qū)呈北東向延伸至俄羅斯遠東烏地（Uda）灣，長度超過3000千米，被認為是蒙古-鄂霍茨克洋消減閉合的產(chǎn)物（Zorin, 1999；Bussian et al., 2011；Tang et al., 2016；Zhang et al., 2019）。蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造帶“截切”中亞造山帶北部造山區(qū)的構(gòu)造幾何學關(guān)系，暗示蒙古-鄂霍茨克洋是在中亞造山帶早古生代增生造山區(qū)的基礎(chǔ)上發(fā)生大陸裂解產(chǎn)生的新洋盆（Bussian et al., 2011；Wilhem et al., 2012；Domeier, 2018）。蒙古-鄂霍茨克洋的開啟有別于經(jīng)典的“威爾遜旋回”超大陸內(nèi)部裂解形成大洋的動力學過程，具有其獨特的張裂模式、控制因素和動力學機制，故是認知增生造山區(qū)大陸裂解-洋盆開啟動力學機制的理想對象。然而，目前關(guān)于蒙古-鄂霍茨克洋開啟的時間和動力學機制存在較大爭議，主要有三種觀點：早石炭世-早二疊世古太平洋的巨大海灣（Zorin, 1999）；晚奧陶世-早志留世古亞洲洋的弧后伸展（Bussien et al., 2011）；晚元古代-寒武紀洋盆（Seng?r et al., 1993）。

針對這一問題，中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所朱明帥副研究員、苗來成研究員、張福勤研究員等，聯(lián)合西班牙國家研究委員會的Daniel Pastor-Galán和加拿大英屬哥倫比亞大學Matthijs A. Smit副教授等以蒙古西北部烏列蓋地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的雙峰式火山巖和相關(guān)沉積巖為研究對象（圖1），通過詳細的野外地質(zhì)、巖石學、地球化學和同位素年代學等綜合研究（圖2，圖3）。

圖1 中亞地區(qū)大地構(gòu)造簡圖

圖2 蒙古烏列蓋地區(qū)雙峰式火山巖和相關(guān)沉積巖野外照片及鋯石U-Pb定年結(jié)果

圖3?蒙古烏列蓋地區(qū)雙峰式火山巖和玄武巖地球化學分析結(jié)果

主要研究結(jié)果如下：

（1）確定該雙峰式火山巖系形成于早泥盆世（415-410 Ma），與區(qū)域上的阿爾泰—薩彥大火成巖?。◣r漿巖的總面積約為0.35×106 km2）的性質(zhì)和時代一致，與泥盆紀地幔柱活動有關(guān)；

（2）蒙古-鄂霍茨克洋南側(cè)大陸邊緣艾倫達瓦（Ereen Davaa）地區(qū)發(fā)育泥盆紀基性巖墻群、雙峰式火山巖和堿性鈉閃花崗巖（418-409 Ma），表明蒙古-鄂霍茨克洋構(gòu)造域早泥盆世同樣為伸展構(gòu)造背景；結(jié)合區(qū)域分析，提出蒙古-鄂霍茨克洋的打開與泥盆紀地幔柱有關(guān)，蒙古烏列蓋地區(qū)泥盆紀地層中識別出的E-MORB性質(zhì)玄武巖代表初始洋殼；

（3）蒙古-鄂霍茨克洋展布總體位于中亞造山帶內(nèi)微陸塊之間，暗示增生造山區(qū)在地幔柱作用下新洋盆打開的位置處于增生的剛性微陸塊之間。

該研究為探討增生造山構(gòu)造環(huán)境下大陸裂解-洋盆開啟的動力學過程和機制提供了有效的制約。

研究成果發(fā)表于國際學術(shù)期刊Geophysical Research Letters（朱明帥*，Pastor-GalánD，SmitMA，SanchirD, 張福勤，劉成浩，羅曄，苗來成*. The beginning of a Wilson cycle inan accretionary orogen: The Mongol–Okhotsk Ocean opened assisted by aDevonian mantle plume[J].Geophysical Research Letters, 2024, 51: e2024GL109028. DOI: 10.1029/2024GL109028.）。研究受中國科學院戰(zhàn)略先導項目(XDB 41000000)和國家自然科學基金項目(42272262)資助。

編輯：劉強