蒙古-鄂霍茨克洋打开与泥盆纪地幔柱有关 |朱明帅等-GRL

蒙古-鄂霍茨克构造带从蒙古中部杭爱山地区呈北东向延伸至俄罗斯远东乌地（Uda）湾，长度超过3000千米，被认为是蒙古-鄂霍茨克洋消减闭合的产物（Zorin, 1999；Bussian et al., 2011；Tang et al., 2016；Zhang et al., 2019）。蒙古-鄂霍茨克构造带“截切”中亚造山带北部造山区的构造几何学关系，暗示蒙古-鄂霍茨克洋是在中亚造山带早古生代增生造山区的基础上发生大陆裂解产生的新洋盆（Bussian et al., 2011；Wilhem et al., 2012；Domeier, 2018）。蒙古-鄂霍茨克洋的开启有别于经典的“威尔逊旋回”超大陆内部裂解形成大洋的动力学过程，具有其独特的张裂模式、控制因素和动力学机制，故是认知增生造山区大陆裂解-洋盆开启动力学机制的理想对象。然而，目前关于蒙古-鄂霍茨克洋开启的时间和动力学机制存在较大争议，主要有三种观点：早石炭世-早二叠世古太平洋的巨大海湾（Zorin, 1999）；晚奥陶世-早志留世古亚洲洋的弧后伸展（Bussien et al., 2011）；晚元古代-寒武纪洋盆（Sengör et al., 1993）。

针对这一问题，中国科学院地质与地球物理研究所朱明帅副研究员、苗来成研究员、张福勤研究员等，联合西班牙国家研究委员会的Daniel Pastor-Galán和加拿大英属哥伦比亚大学Matthijs A. Smit副教授等以蒙古西北部乌列盖地区新发现的双峰式火山岩和相关沉积岩为研究对象（图1），通过详细的野外地质、岩石学、地球化学和同位素年代学等综合研究（图2，图3）。

图1 中亚地区大地构造简图

图2 蒙古乌列盖地区双峰式火山岩和相关沉积岩野外照片及锆石U-Pb定年结果

图3 蒙古乌列盖地区双峰式火山岩和玄武岩地球化学分析结果

主要研究结果如下：

（1）确定该双峰式火山岩系形成于早泥盆世（415-410 Ma），与区域上的阿尔泰—萨彦大火成岩省（岩浆岩的总面积约为0.35×106 km2）的性质和时代一致，与泥盆纪地幔柱活动有关；

（2）蒙古-鄂霍茨克洋南侧大陆边缘艾伦达瓦（Ereen Davaa）地区发育泥盆纪基性岩墙群、双峰式火山岩和碱性钠闪花岗岩（418-409 Ma），表明蒙古-鄂霍茨克洋构造域早泥盆世同样为伸展构造背景；结合区域分析，提出蒙古-鄂霍茨克洋的打开与泥盆纪地幔柱有关，蒙古乌列盖地区泥盆纪地层中识别出的E-MORB性质玄武岩代表初始洋壳；

（3）蒙古-鄂霍茨克洋展布总体位于中亚造山带内微陆块之间，暗示增生造山区在地幔柱作用下新洋盆打开的位置处于增生的刚性微陆块之间。

该研究为探讨增生造山构造环境下大陆裂解-洋盆开启的动力学过程和机制提供了有效的制约。

研究成果发表于国际学术期刊Geophysical Research Letters（朱明帅*，Pastor-GalánD，SmitMA，SanchirD, 张福勤，刘成浩，罗晔，苗来成*. 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.）。研究受中国科学院战略先导项目(XDB 41000000)和国家自然科学基金项目(42272262)资助。