侏罗纪快速视极移事件的东亚记录及影响研究

A significant shift in plate reconstructions is apparent from different versions of the global Apparent Polar Wander Paths (APWPs) during Jurassic time and is interpreted as the result of True Polar Wander (TPW). The reconstruction of this event is of global importance when reconstructing past climatic and tectonic changes. The timing, magnitude and dynamics of this interval, as well as its environmental significance are still poorly known. For the existed TPW models predict the largest latitudinal displacement in East Asia, in this study, two consecutive profiles with Middle Jurassic-Early Cretaceous in ages, are hence to be selected from the North China and Junggar blocks, for a combined geochronologic and paleomagnetic study. On the basis of the available paleomagnetic data from surrounding area, the refined APWPs for the two blocks are to be constructed. By comparison with the global and regional APWPs, the available models for the Jurassic TPW event are to be tested along with the dynamics of the closure of the Okhotsk Ocean between these areas and Siberia. On the basis of the reconstructed paleopositions for East Asia blocks, the role of plate shift on environmental change and resources formation are to be discussed.

全球视极移曲线显示侏罗纪期间存在一次快速漂移，这一事件被认为是真极移的结果，重建这一事件的精细过程有助于对一系列构造和气候问题进行解析。然而，学界对于该次事件的起止时间、幅度及具体过程目前尚存在很大争议，而对该事件的环境效应方面的研究程度也很低。根据现有的侏罗纪真极移模型，东亚陆块群是全球块体纬向运动最显著的地区之一。本次研究拟选择东亚地区的华北、准噶尔地块的中侏罗－下白垩统的连续剖面，开展综合的年代学和古地磁学研究；结合现有的古地磁资料，建立上述陆块相应时段相对精细的视极移曲线；通过与不同版本的全球或地区视极移曲线的对比，对现有的真极移模型进行检验；结合相邻的西伯利亚的古地磁资料，对鄂霍次克洋闭合过程提供进一步分析；根据东亚陆块群所记录的古地理位置的变化，讨论侏罗纪真极移对东亚地区环境变迁及资源成藏的可能影响。

最近的区域或全球视极移曲线均显示侏罗纪期间存在一次快速漂移，可能代表一次大规模的真极移事件，这一事件被用来解释西特提斯、波斯湾和墨西哥湾地区的油气资源的形成。中、晚侏罗世期间，东亚地区也经历了一次引人注目的环境变化事件，在此期间东亚大部分地区由温暖潮湿的气候转变为极端炎热干燥的气候。然而，这一重大环境事件的时空格架和成因机制仍然是一个谜。针对这一问题，本此研究对华北侏罗系火山岩进行了系统的古地磁和年代学研究，首次揭示东亚陆块群在174 ± 6 至157 ± 4 Ma期间发生了大规模的南向漂移（~25°）。本研究认为古地磁结果所记录的快速板块运动乃是全球真极移的一部分，这一岩石圈的运动导致东亚地区由北半球的温带湿润带迁移至热带/副热带干旱带，与东亚地区超过1000万平方公里地区所记录的快速干旱化过程发生的时间（~165-155Na）一致。我们把这次干旱化过程称为“侏罗纪东亚大干旱化”，并认为真极移引发的环境变化进一步导致了燕辽生物群（~160-155Na）的大规模消亡以及早白垩世热河生物群（~130-120Na）的辐射和繁荣。基于华北和西伯利亚最新的古地磁和年代学资料以及整合真极移的全球视极移曲线，本此研究另一个重要的发现是确认了蒙古-鄂霍次克洋的闭合时间应早于~174 Ma，这一认识与现有的地质证据吻合。蒙古-鄂霍次克洋闭合之后，随后发生于中晚侏罗世的洋壳断离可能触发亚洲高纬度地区地幔的质量不平衡，进而成为侏罗纪真极移的可能触发原因。侏罗纪的沉积地层和古地磁记录为研究中生代地幔质量失稳驱动全球变化提供了重要契机。