新生代早期西北太平洋俯冲方向的转变研究：俄罗斯锡霍特-阿林造山带的地质记录

During the early Cenozoic, the NNW-directed motion of the Izanagi plate was replaced by the Pacific plate subducted westwards, which resulted in a series of tectono-magmatic events in NE Asia. The Sikhote-Alin orogenic belt in Russian Far East is a typical accretionary orogen in NW Pacific. The regional stress field and magmatism changed significantly also in the early Cenozoic. For instance, the originally sinistral strike-slip faults became dextral and the normal arc magma was replaced by intra-plate basalt, A-type granite and adakite. However, the relationship between the changing motion of the NW Pacific plate and the tectono-thermal conditions in Sikhote-Alin remains to be verified. In especial, it constrains our understanding of this issue that the detailed structural analysis and data of some essential magmatic rocks are importantly absent. This project focuses on magmatic and structural geological research and the methods include structural analysis in field, thermochronology, geochronology of magmatic rocks, whole-rock geochemistry and isotopes. The aim of this project is to understand the geodynamic relationship between the changing NW Pacific motion and tectonic environment in Sikhote-Alin, and to provide the first-hand evidence from the accretionary complex for the NW Pacific subduction.

新生代早期，北北西向快速俯冲的Izanagi板块消亡于欧亚大陆之下，取而代之的是Pacific板块的西向俯冲，诱发了东北亚活动大陆边缘的一系列构造-岩浆事件。俄罗斯锡霍特-阿林造山带是西北太平洋地区典型的增生型造山带，该区域构造应力场和岩浆活动性质的也在这一时期发生了重要转变。例如，原来的左行走滑断裂系统转变为右行，而正常的弧岩浆则转变为具有板内性质的玄武岩、A型花岗岩和埃达克质岩石等。然而，关于二者之间是否存在板块动力学上的联系仍然有待证实。尤其是，详细的构造期次研究和关键时代的岩浆岩数据的缺乏，极大地限制了我们对这一构造环境转换成因的理解。本项目将从岩浆和构造两方面入手，通过野外构造解析、低温热年代学、岩浆岩年代学、地球化学和同位素分析等方法，研究西北太平洋俯冲方向转变与锡霍特-阿林造山带构造环境变化的关系，为西北太平洋的俯冲研究提供来自俯冲增生杂岩带的第一手证据。

在太平洋板块（Pacific Plate）俯冲之前，古太平洋板块（Izanagi Plate）与欧亚大陆之间的相互作用在中国东部造成了一系列重大的地质事件。其中，对本地区现今板块构造格局和西太平洋俯冲带影响最为显著的事件发生在约50 Ma的新生代早期，直接导致了太平洋区域板块运动的重组，对我国东部和俄罗斯远东的锡霍特-阿林造山带产生了重大的影响。本研究就是基于这一重大板块构造重组事件开展和立项的。负责人在吉林-黑龙江省东部开展了野外地质调查与采样，利用前期积累的俄罗斯远东地区的野外调查资料和样品，进行了岩石年代学、地球化学测试等分析工作，为本项目的关键科学问题做出了贡献。一方面，厘定了古太平洋板块俯冲到太平洋板块俯冲转变的时限为新生代早期。在晚白垩世(95-65 Ma)时期，陆缘处于斜向会聚的构造环境，弧岩浆以大陆物质再循环为主；古新世-始新世早期(65-55 Ma)，Izanagi-Pacific洋中脊近平行于陆缘逼近俯冲带，造成局部伸展和A型花岗岩发育；在始新世时期(55-45 Ma)，该洋中脊逐渐隐没于大陆边缘之下，造成了大规模的伸展开始，造成弧岩浆的中断；在始新世晚期-中新世早期(45-30 Ma)，Pacific板块开始俯冲，发育亏损的弧岩浆。第二方面，通过物源分析手段厘定了早白垩世锡霍特-阿林造山带的左行走滑运动。项目成员在锡霍特-阿林造山带的南部区域，选取横跨造山带和中锡霍特-阿林断裂带的剖面，进行了详细的野外构造、岩性调查，采集了增生杂岩中的陆源碎屑岩，进行碎屑锆石U-Pb年代学测试工作，本研究提出在增生、就位过程中，以中锡霍特-阿林断裂带为代表的左行走滑断裂将原本位于不同地理位置的沉积单元错段、向北运移，并最终就位于现今位置。