蒙古-鄂霍茨克洋打開與泥盆紀地幔柱有關 |朱明帥等-GRL

蒙古-鄂霍茨克構造帶從蒙古中部杭愛山地區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物（Zorin, 1999；Bussian et al., 2011；Tang et al., 2016；Zhang et al., 2019）。蒙古-鄂霍茨克構造帶“截切”中亞造山帶北部造山區的構造幾何學關系，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的基礎上發生大陸裂解產生的新洋盆（Bussian et al., 2011；Wilhem et al., 2012；Domeier, 2018）。蒙古-鄂霍茨克洋的開啟有別于經典的“威爾遜旋回”超大陸內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大陸裂解-洋盆開啟動力學機制的理想對象。然而，目前關于蒙古-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新發現的雙峰式火山巖和相關沉積巖為研究對象（圖1），通過詳細的野外地質、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 中亞地區大地構造簡圖

圖2 蒙古烏列蓋地區雙峰式火山巖和相關沉積巖野外照片及鋯石U-Pb定年結果

圖3?蒙古烏列蓋地區雙峰式火山巖和玄武巖地球化學分析結果

主要研究結果如下：

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

（2）蒙古-鄂霍茨克洋南側大陸邊緣艾倫達瓦（Ereen Davaa）地區發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-鄂霍茨克洋構造域早泥盆世同樣為伸展構造背景；結合區域分析，提出蒙古-鄂霍茨克洋的打開與泥盆紀地幔柱有關，蒙古烏列蓋地區泥盆紀地層中識別出的E-MORB性質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微陸塊之間，暗示增生造山區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造環境下大陸裂解-洋盆開啟的動力學過程和機制提供了有效的制約。

研究成果發表于國際學術期刊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