科研人員揭示古亞洲洋最終閉合于三疊紀早期

盤古大陸（Pangea）的聚合和裂解引發的板塊匯聚與大洋擴張，是晚古生代以來全球板塊構造研究的前沿熱點。位于亞洲中東部的中亞造山帶（又稱阿爾泰造山帶）即古亞洲洋構造域，記錄了由古亞洲洋閉合引發的歐亞大陸各塊體的碰撞拼合過程，是構建現今歐亞大陸格局的重要造山帶。同時，中亞造山帶是全球顯生宙地殼增生和改造最顯著的地區之一，也是全球最大的大陸成礦域，且其成礦過程與增生造山、構造體制轉換和新生代改造等密切相關。

中亞造山帶南緣最終拼合以及形成盤古大陸的時間一直是國際學術界爭論的焦點（三疊、二疊抑或是晚石炭世？），這導致盤古大陸東北緣的大地構造格局和古亞洲大陸（Proto-Asia）重建存在相當大的不確定性。盡管前人針對這一科學問題開展了工作，但未能獲得統一的認識。同時，中亞造山帶漫長的增生拼貼歷史、巨大的展布規模、巨量的巖漿/變質作用/復雜構造變形的疊加和改造，也為厘清這一科學問題增加了難度。從古亞洲洋開啟、擴張到洋殼俯沖、消減直至洋盆關閉、造山，沉積作用貫穿其中。盡管地層序列因構造運動的改造而支離破碎，但地層（以及化石記錄）依然部分保存。構造演化的研究離不開地質年代的確定，沉積大地構造學在古亞洲洋的演化研究中始終并將繼續發揮重要作用。

中國科學院院士、中科院新疆生態與地理研究所新疆礦產資源研究中心研究員肖文交團隊，選取了位于南天山造山帶阿克牙孜低溫-超高壓變質雜巖帶中的一處弧前增生盆地（圖1），開展碎屑鋯石年代學及沉積大地構造演化研究，并結合區域上三大巖類的地球化學和年代學大數據匯總，系統梳理古亞洲洋西南緣的南天山洋閉合過程中沉積碎屑物源、殼-幔響應以及區域地球動力學格架之間的時空演化關系。

研究表明，該弧前增生盆地主要碎屑物源不是來自北邊的哈薩克斯坦-伊犁-中天山大陸或南邊卡拉庫姆-塔里木克拉通，而可能來源于東天山的三疊紀弧巖漿（圖2a、e）。因此，該盆地主要碎屑物源可能由等深流（Contour current）搬運自較為遠端的東天山弧（圖1e），據此可制約關于古亞洲洋西南緣的南天山洋閉合時限。中二疊世MOR型蛇綠巖（中天山東部冰達板地區）以及晚石炭和晚二疊紀放射蟲化石（吉爾吉斯坦和境內南天山區域），進一步暗示著一個更年輕的洋盆存在的可能性（圖2f）。該洋盆或延伸至三疊紀早期，等深流能夠從較為遠端的東天山弧搬運碎屑物質，形成現今所看到的阿克牙孜超高壓變質雜巖帶中的弧前增生盆地（圖3）。這與區域上廣泛分布、與中亞造山帶南緣最終拼合相關的三疊紀低溫熱年代學冷卻“信號”相互印證（圖2）。結合在南天山、東天山、內蒙古中部及索隆克爾縫合帶地區的三疊紀增生盆地的報道，研究顯示，整個古亞洲洋在中亞造山帶西、中和東部或是近同期閉合。這進一步指示俯沖相關的巖漿作用在南天山造山帶西部和東部區域的時空分布存在顯著差異（圖3）。其中，西部由于泥盆-石炭紀海山鏈的持續俯沖以及克拉通微陸塊的存在，孕育形成平板俯沖構造及其對弧下地幔楔的圈閉，其巖漿作用在300-230百萬年期間基本停止；而東部弧巖漿作用從330百萬年直至洋盆關閉持續存在。

相關研究成果以Final closure of the Paleo Asian Ocean basin in the early Triassic為題，發表在Communications Earth & Environment上。研究工作得到國家自然科學基金和新疆維吾爾自治區重大科技專項的支持。

圖1.中亞造山帶南緣南天山阿克牙孜變質雜巖帶弧前增生盆地大地構造背景及樣品特征。

圖2.南天山造山帶年代學和地球化學大數據匯總。