成都理工大学沉积地质研究院侯明才教授“全球古地理重建”研究团队任强研究员、陈安清教授等在国际地球科学权威期刊Geophysical Research Letters(NatureIndex期刊,IF = 5.2)上发表中亚造山带古地理及其古亚洲洋演化的重要研究成果。研究成果受“深时数字地球”国际大科学计划、国家自然科学基金委的基础中心项目、0-1原创探索项目和青年科学基金项目、国家111引智项目以及四川省科技厅创新研究群体项目的资助。
中亚造山带(图1a)位于华北、塔里木、西伯利亚和波罗的克拉通之间,是显生宙以来全球最大面积的增生型造山带,研究其演化过程对于理解地球板块运动的俯冲作用、侧向增生作用、大规模岩浆作用、多块体汇聚拼贴过程以及成矿成藏动力学机制具有重要意义,自2014年成为地球科学领域研究TOP1以来,一直是研究的热点。该造山带的形成紧密地伴随着古亚洲洋的俯冲消减过程,因此研究古亚洲洋的闭合过程对于理解中亚造山带的构造演化非常重要。

图1大地构造图
“古亚洲洋在何时、以何种方式最终闭合”一直是研究中亚造山带构造演化的最主要科学问题。近年来,围绕“二叠纪-三叠纪古亚洲洋东段两个分支洋盆贺根山洋和索伦洋的闭合时间和构造演化方式”的科学问题研究仍存在较大争议。
为了揭开古亚洲洋演化的奥秘,成都理工大学侯明才教授“全球古地理重建”研究团队与中国地质大学(北京)张世红教授团队、蒙古科学院地质所Sukhbaatar博士合作,在蒙古国南部的赛罕杜兰地区开展为期6年(3年疫情停滞)的野外勘察和古地磁学-年代学采样工作(图1b),获得了以下成果和新认识:
(1)年代学方面:获得蒙古地块赛罕杜兰地区Gunbayn组上部安山岩的锆石U-Pb定年新结果:250.1 ± 2.9 Ma,重新修订该区域火山喷发时间。
(2)古地磁学方面,获得~250 Ma蒙古地块高质量古地磁极为36.7°N/29.2°E (A95= 3.3°),填补了古地磁数据的空白。
(3)新的古地磁数据重建东亚地区晚二叠世-早三叠世构造古地理位置(图2),确定古亚洲洋东部两条分支——贺根山洋和索伦洋在晚二叠世(~256 Ma)仍为有限的洋盆,伴随着洋盆自西向东的剪刀式闭合模式(Renet al., 2020),贺根山洋与索伦洋几乎同时在早三叠世(~250 Ma)闭合,意味着此时古亚洲洋已完全闭合消失以及中亚造山带整体构造格局的基本形成。这样的闭合模式与传统“贺根山洋先闭合,索伦洋后闭合”的认识不同,本次研究的新观点也从构造古地理演化角度解释了北方安加拉植物群与南方华夏植物群的混生过程,以及东北亚地区逐渐区域干旱化气候过程,为构造-生物-气候协同演化研究提供一个重要范例。

图2晚二叠世-早三叠世东亚构造古地理演化图

图3论文首页
Ren, Q., Zhang, S., Sukhbaatar, T., Hou, M., Wu, H., Yang, T., Li, H., Chen, A. (2023). Timing the Hegenshan suture in the Central Asian Orogenic Belt: New paleomagnetic and geochronological constraints from southeastern Mongolia.Geophysical Research Letters, 50,e2023GL104881.
文章链接:https://doi.org/10.1029/2023GL104881