朱明帥 羅曄 賈朝媛 苗來成 張福勤 SANCHIR Dorjgochoo 于劍峰

1. 中國(guó)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,北京 100029 2. 中國(guó)科學(xué)院地球科學(xué)研究院,北京 100029 3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049 4. 山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,煙臺(tái) 264000

山彎構(gòu)造(Orocline)亦稱馬蹄形山系,是造山帶內(nèi)常見的一類構(gòu)造樣式。一方面,山彎構(gòu)造的形成演化受控于匯聚板塊邊緣的動(dòng)力學(xué)過程;另一方面,山彎構(gòu)造的發(fā)育將改變匯聚邊緣俯沖板塊與上覆板塊的3D幾何形態(tài),進(jìn)而對(duì)俯沖動(dòng)力學(xué)(Capitanioetal.,2011)、地幔流(Loiseletetal.,2009)、巖漿作用(Gutiérrez-Alonsoetal.,2011)以及地形地貌變化(Bendick and Ehlers,2014)等產(chǎn)生重要影響。因此,山彎構(gòu)造是造山帶研究的熱點(diǎn)與前沿,開展山彎構(gòu)造解析與地球動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)認(rèn)識(shí)與理解造山帶地殼演化及大陸聚合生長(zhǎng)機(jī)理具有重要價(jià)值。蒙古-鄂霍茨克造山帶具有典型的山彎構(gòu)造格架,其“對(duì)折”的兩翼發(fā)生了強(qiáng)烈的“自碰撞”造山作用。關(guān)于蒙古-鄂霍茨克山彎構(gòu)造形成動(dòng)力學(xué)機(jī)制,前人將其歸因于古亞洲洋俯沖板片不斷的后撤、西伯利亞與華北-阿穆爾陸塊之間的擠壓縮短、西伯利亞與華北的相向旋轉(zhuǎn)等動(dòng)力學(xué)過程,忽視了蒙古-鄂霍茨克洋俯沖作用對(duì)馬蹄形彎曲過程的影響(Lehmannetal.,2010;Van der Vooetal.,2015;Xiaoetal.,2018)。最近,蒙古-鄂霍茨克洋兩側(cè)弧巖漿活動(dòng)向大洋方向的遷移以及蒙古山彎構(gòu)造轉(zhuǎn)折端構(gòu)造變形解析工作暗示蒙古-鄂霍茨克洋俯沖板片后撤可能在山彎構(gòu)造形成過程中扮演著重要角色(Lietal.,2022; Wangetal.,2022)。然而,這一新的解釋模式還缺乏地質(zhì)證據(jù)的支持和驗(yàn)證,尤其是大規(guī)模俯沖板片后撤往往伴隨著弧后盆地的拉張(Heuret and Lallemand,2005;Nakakuki and Mura,2013),尚未得到應(yīng)有的重視。蒙古-鄂霍茨克洋二疊紀(jì)-三疊紀(jì)弧后盆地和大規(guī)模板片后撤的厘定對(duì)蒙古-鄂霍茨克山彎構(gòu)造形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制提供了新的約束,對(duì)深入理解馬蹄形造山帶形成機(jī)理、大陸聚合生長(zhǎng)方式及地殼演化過程有重要意義。

1 山彎構(gòu)造(Orocline)

山彎構(gòu)造最早由Carey(1955)提出,是指初始相對(duì)線性的造山帶圍繞直立軸發(fā)生再次旋轉(zhuǎn)彎曲所形成的馬蹄形或弧形構(gòu)造。由于造山帶的初始形態(tài)和變形期次難以判定(Eldredgeetal.,1985),其后的某段時(shí)期內(nèi),山彎構(gòu)造又被作為一個(gè)幾何學(xué)術(shù)語指代任何呈弧形展布的造山帶或構(gòu)造帶,而不考慮其初始形態(tài)(Eldredgeetal.,1985);加之那時(shí)板塊構(gòu)造尚未問世,雖然Carey (1955)對(duì)全球大多數(shù)山彎構(gòu)造的動(dòng)力學(xué)機(jī)制都做出了一定的解釋,但主要基于水平運(yùn)動(dòng)的思想,山彎構(gòu)造形成的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)機(jī)制未得到很好的理解(Rosenbaum,2014)。

隨著板塊構(gòu)造理論的確立,尤其是古地磁、應(yīng)變測(cè)量、數(shù)值模擬、地震層析成像等技術(shù)的不斷完善,學(xué)者對(duì)山彎構(gòu)造的理解與研究進(jìn)入了一個(gè)新階段,即由早期的定性描述發(fā)展到現(xiàn)今的物理模擬和運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)機(jī)制分析。首先,大量古地磁研究(Van der Voo and Channell,1980;Eldredgeetal.,1985;Scheepersetal.,1994;Weil,2006;Weiletal.,2010;Zhaoetal.,2020)證實(shí)了Carey(1955)的猜想,即大多數(shù)弧形造山帶都經(jīng)歷了后期的繞直立軸的“對(duì)折”彎曲作用;其次,地質(zhì)學(xué)家通過對(duì)弧形構(gòu)造的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,指出切向應(yīng)變是調(diào)節(jié)弧形山系內(nèi)部物質(zhì)均衡的重要變形機(jī)制(Hindle and Burkhard,1999;Kwon and Mitra,2004);構(gòu)造物理、數(shù)值模擬及地球物理測(cè)深結(jié)果表明,剛性塊體楔入或阻擋、匯聚板塊邊界沿走向不均勻運(yùn)動(dòng)、變形層厚度、區(qū)域滑脫層展布、巖石圈板塊深部結(jié)構(gòu)等均可能是控制形成山彎構(gòu)造的重要因素(Davy and Cobbold,1988;Marshaketal.,1992;Macedo and Marshak,1999;Arnoldetal.,2001;李巖峰等,2007;胡健民等,2009;張?jiān)罉虻?2010;王瑞瑞等,2013;Muetal., 2018;Kryzaetal.,2021)。同時(shí),通過對(duì)比總結(jié),前人提出了弧形構(gòu)造的幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分類方案:(1)以內(nèi)部構(gòu)造線理趨勢(shì)線與弧形構(gòu)造邊界之間關(guān)系,將弧形構(gòu)造分為平行(parallel)、匯聚(convergent)、發(fā)散(divergent)、截切(truncated)和雜亂(chaotic)等5種類型(Ries and Shackleton,1976;Marshak,1988;Macedo,1997;Macedo and Marshak,1999);(2)依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及是否發(fā)生彎曲旋轉(zhuǎn),將弧形構(gòu)造分為三類:原始弧(primary)、漸進(jìn)弧(progressive)和次生弧(secondary)(Weil and Sussman,2004;Yonkee and Weil,2010;de Sarkaretal.,2013)。原始弧是指初始形態(tài)即為弧形的,在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中弧形保持不變;漸進(jìn)弧是指在形成過程中曲度不斷增大的弧形構(gòu)造帶;次生弧則指完全是后期繞直立軸再彎曲而形成的弧形構(gòu)造帶/造山帶?？梢钥闯?上述運(yùn)動(dòng)學(xué)分類中的漸進(jìn)弧和次生弧與Carey(1955)的“Orocline”相當(dāng)(Sussman and Weil,2004;Johnstonetal.,2013)。

漸進(jìn)型與次生型山彎構(gòu)造在規(guī)模、形成背景與成因等方面明顯有別。Johnstonetal.(2013)對(duì)此進(jìn)了系統(tǒng)的總結(jié)。漸進(jìn)型山彎構(gòu)造在規(guī)模和構(gòu)造背景上主要局限于逆沖推覆巖片、褶皺或褶皺-逆斷帶,即規(guī)模相對(duì)較小,屬局限于逆沖斷層或拆離斷層以上的“薄皮”構(gòu)造,其彎曲旋轉(zhuǎn)作用發(fā)育在地殼縮短和逆沖巖片侵位的進(jìn)程中,是同一擠壓應(yīng)力場(chǎng)作用的結(jié)果。因此,形成漸進(jìn)型山彎構(gòu)造的主壓應(yīng)力方向與平分彎曲弧的軸面方向平行。相反,次生型山彎構(gòu)造通常較寬闊,且常達(dá)造山帶規(guī)模,彎曲作用涉及整個(gè)巖石圈,其馬蹄形彎曲作用盡管常發(fā)生在造山帶地殼加厚作用后不久,但明顯晚于造山作用,是平行或近于平行先形成造山帶的擠壓應(yīng)力作用的結(jié)果。所以,次生型山彎構(gòu)造的形成需要主應(yīng)力場(chǎng)的巨大轉(zhuǎn)變,即由垂直造山帶的擠壓應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫性焐綆У臄D壓應(yīng)力場(chǎng),前者引起造山帶的形成,而后者導(dǎo)致已形成的造山帶直立軸的馬蹄形彎曲。

山彎構(gòu)造多具有成對(duì)耦合發(fā)育的特征。成對(duì)耦合的山彎構(gòu)造表現(xiàn)為凸出方向相反、共用一翼的兩個(gè)弧形構(gòu)造,平面上常呈S型、反S型或復(fù)雜的形狀。歐洲西部華力西造山帶中伊比利亞-華力西(Shawetal.,2015)、阿爾卑斯造山帶中喀爾巴阡-巴爾干(Shawetal.,2012)、北美西部科迪勒拉造山帶中的阿拉斯加(Johnston and Gutierrez-Alonso,2010;Xiaoetal.,2018)、南美安第斯造山中秘魯-玻利維亞(Lamb,2001;Allmendingeretal.,2005)等均屬成對(duì)耦合的山彎構(gòu)造。此外,新近研究表明中亞造山帶中東段也存在蒙古-中國(guó)東北耦合山彎構(gòu)造(Yarmolyuketal.,2008;Kryzaetal.,2021;Liuetal.,2021)。

目前,山彎構(gòu)造形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制主要有以下幾種模型:(1)剛性塊體楔入(indentation)模型:如青藏高原東、西構(gòu)造結(jié)(Tapponnieretal.,2001;Keep,2000)和阿爾卑斯亞德利亞(Rosenbaum,2014)等山彎構(gòu)造;(2)俯沖板片不均勻后撤模型:常伴隨板片撕裂與弧后盆地的擴(kuò)張(Spakman and Hall,2010;Rosenbaum,2014;Xiaoetal.,2018;Lietal.,2021;Wangetal.,2022);(3)陸塊匯聚平行造山帶方向的壓縮模型:如歐洲華力西造山帶和中亞造山帶的等山彎構(gòu)造(Pastor-Galánetal.,2012;Johnstonetal.,2013;Kryzaetal.,2021);(4)走向不均勻逆沖推覆模型:形成前陸逆沖帶的山彎構(gòu)造如大巴山弧形構(gòu)造帶和阿爾卑斯前陸弧形構(gòu)造(Marshak and Wilkerson,1992;Wangetal.,2019)。

不同規(guī)模和不同曲度的山彎構(gòu)造可能受控于不同的動(dòng)力學(xué)過程或多個(gè)動(dòng)力學(xué)過程的聯(lián)合作用。Rosenbaum(2014)根據(jù)幾何學(xué)特征,將地中海地區(qū)阿爾卑斯造山帶的馬蹄形山系劃分為4個(gè)級(jí)別,并認(rèn)為第一級(jí)(被命名為“亞德里亞”)山彎構(gòu)造主要受控于亞德里亞陸塊向北(現(xiàn)今方位)的擠入作用;第二、第三級(jí)別山彎構(gòu)造分別疊加于各自上一級(jí)山彎構(gòu)造的翼部,主要受控于海溝后撤及與之相關(guān)的板片撕裂(tearing)、弧后伸展等過程;而第四級(jí)別的山彎構(gòu)造則可能是上述機(jī)制的任何一種或它們中兩個(gè)或多個(gè)過程的聯(lián)合作用。

由于山彎構(gòu)造形成過程與背景的多期性、多樣性與復(fù)雜性,不同造山帶中的山彎構(gòu)造形成的主控動(dòng)力機(jī)制并不相同。實(shí)際上,我們可以將前述山彎構(gòu)造形成的4種動(dòng)力學(xué)機(jī)制視為4個(gè)“端元”,即某一山彎構(gòu)造可能是這些“端元”機(jī)制中的一個(gè)或多個(gè)共同作用結(jié)果。盡管在各類機(jī)制的貢獻(xiàn)量、地殼縮短量、造山作用與馬蹄形彎曲之間時(shí)間差等定量化方面尚需進(jìn)一步研究,但山彎構(gòu)造研究的上述進(jìn)展,無疑對(duì)認(rèn)識(shí)理解造山帶地殼演化與大陸聚合生長(zhǎng)方式及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制具有重要的理論意義。

2 蒙古-鄂霍茨克造山帶具有山彎構(gòu)造格架

蒙古-鄂霍茨克造山帶從蒙古中部杭蓋山地區(qū)呈NE-NNE向延伸至俄羅斯遠(yuǎn)東烏地灣(Uda Gulf),長(zhǎng)度超過3000km,被認(rèn)為是蒙古-鄂霍茨克洋消減閉合的產(chǎn)物(圖1;李錦軼,1988;Zorin,1999;Parfenovetal.,2001;Kovalenko and Chernov,2008)。該造山帶位于西伯利亞克拉通與阿穆爾超地體之間(Zonenshainetal.,1990;趙越等,1994;Bussienetal.,2011),是中亞造山帶(CAOB)最年輕的碰撞造山帶,對(duì)于探討東北亞區(qū)域大地構(gòu)造演化以及歐亞大陸中生代的聚合作用都具有重要意義。同時(shí),該造山帶發(fā)育造山帶尺度的馬蹄形彎曲(Lehmannetal.,2010;Guyetal.,2014;Xiaoetal.,2015;Lietal.,2021;Wangetal.,2022),是探究增生造山環(huán)境下山彎構(gòu)造彎曲動(dòng)力學(xué)機(jī)制的理想地區(qū)?，F(xiàn)將蒙古-鄂霍茨克造山帶構(gòu)造演化的研究進(jìn)展簡(jiǎn)述如下:

(1)蒙古-鄂霍茨克洋的性質(zhì)及形成時(shí)間 主要有三種觀點(diǎn):(i)中蒙古地塊與西伯利亞地塊在碰撞聚合以后,蒙古-鄂霍茨克洋是杭蓋地區(qū)晚石炭世-早二疊世之前形成的古太平洋的巨大港灣(Zonenshainetal.,1990;Zorin,1999);(ii)蒙古-鄂霍茨克洋形成與古亞洲洋北向俯沖弧后大規(guī)模走滑相關(guān),形成于晚奧陶世-早志留世(Parfenovetal.,2001;Bussienetal.,2011);(iii)蒙古-鄂霍茨克洋(也稱為杭蓋-肯特洋)形成于晚元古代-寒武紀(jì)的、分割西伯利亞板塊和圖瓦-蒙古地塊的獨(dú)立洋盆(eng?retal.,1993)。

(2)蒙古-鄂霍茨克造山帶在古生代期間受兩個(gè)古大洋的影響:即古亞洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋,兩個(gè)古大洋之間被圖瓦-蒙古等微陸塊條帶分開(eng?retal.,1993;Seng?r and Natal’in,1996;Miaoetal.,2016,2017;Xiaoetal.,2018;Zhouetal.,2018a;Zhaoetal.,2020;Kryzaetal.,2021;Wangetal.,2022),其中古亞洲洋在微陸塊條帶一側(cè)邊緣自新元古代晚期至二疊紀(jì)的增生帶構(gòu)成蒙古-鄂霍茨克山彎構(gòu)造的外帶,而蒙古-鄂霍茨克洋在另一側(cè)的俯沖增生雜巖帶則構(gòu)成山彎構(gòu)造的內(nèi)帶/核部(Seng?r and Natal’in,1996;Zorin,1999;Lehmannetal.,2010;Xiaoetal.,2018)。

(3)蒙古-鄂霍茨克洋存在向北與向南的雙向俯沖作用:蒙古-鄂霍茨克洋向北俯沖于西伯利亞克拉通之下,形成外貝加爾-蒙古北部晚古生代-中生代弧巖漿巖帶(Zorin,1999;Mazukabzovetal.,2010;Donskayaetal.,2013;Tsukadaetal.,2018);這一向北的俯沖作用得到地震層析成像結(jié)果和杭蓋-肯特盆地中物源研究結(jié)果的證實(shí)(Van der Vooetal.,1999;Keltyetal.,2008;Bussienetal.,2011);對(duì)于向南俯沖,原認(rèn)為蒙古-鄂霍茨克洋自晚二疊世之后并未發(fā)生南向俯沖,中朝-蒙古板塊北緣在此期間應(yīng)為被動(dòng)大陸邊緣(Van der Vooetal.,1999;Zorin,1999),但近年在蒙古東南部與我國(guó)北興安嶺地區(qū)識(shí)別出大量石炭/二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)弧巖漿巖及伴生的斑巖銅鉬礦床(陳志廣等,2010;江思宏等,2010;Xuetal.,2013;Tangetal.,2016;Deng and Li,2019;Sheldricketal.,2020;Ganbatetal.,2021;Zhuetal.,2023b,2023d),認(rèn)為是蒙古-鄂霍茨克洋南向俯沖作用的產(chǎn)物。另外,蒙古中部阿達(dá)察格(Adaatsag)蛇綠巖的地質(zhì)年代學(xué)和地球化學(xué)分析,表明玄武巖單元具有弧前玄武巖(FAB)的地球化學(xué)特征,并發(fā)現(xiàn)高鎂安山巖,與馬里亞納初始俯沖記錄類似,暗示蒙古-鄂霍茨克洋南向洋內(nèi)初始俯沖的時(shí)間為晚石炭世早期(319～317Ma;Zhuetal.,2023a)。因此,蒙古-鄂霍茨克洋在二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)時(shí)期存在雙向俯沖作用,其兩側(cè)均為活動(dòng)大陸邊緣。

(4)蒙古-鄂霍茨克造山帶是中亞造山帶內(nèi)最年輕的造山帶:關(guān)于蒙古-鄂霍茨克洋閉合方式,學(xué)者認(rèn)為主要與西伯利亞克拉通相對(duì)中朝-蒙古板塊按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)有關(guān),導(dǎo)致蒙古-鄂霍茨克洋自西向東呈剪刀式閉合(Zorin,1999;Metelinetal.,2007),證據(jù)是縫合帶自西向東侵入體的時(shí)代逐漸變年輕(Kravchinskyetal.,2002;Wangetal.,2022)。對(duì)蒙古-鄂霍茨克洋東段最終封閉時(shí)間的認(rèn)識(shí)較為一致,主要觀點(diǎn)是形成于晚侏羅世-早白堊世(Seng?r and Natal’in,1996;Kravchinskyetal.,2002;Cognéetal.,2005;Guoetal.,2017;Renetal.,2018;Deng and Li,2019;Sorokinetal.,2020;Yi and Meert,2020)。但對(duì)其西段的閉合時(shí)間卻爭(zhēng)議頗大,主要觀點(diǎn)有:石炭紀(jì)-早二疊世(Jahnetal.,2009;Reichowetal.,2010;Gordienkoetal.,2018)、三疊紀(jì)(Maruyamaetal.,1997;Zhaoetal.,2023)、西早東晚的三疊紀(jì)-晚侏羅世(Zonenshainetal.,1990)和早-中侏羅世(Zorin,1999;Parfenovetal.,2001;Donskayaetal.,2013)。但是最近的研究表明沿著縫合帶自西向東俯沖相關(guān)的巖漿巖的年齡并沒有明顯的變年輕趨勢(shì)(Zhuetal.,2023b),西部晚三疊世弧巖漿巖和弧后伸展相關(guān)的雙峰式火山巖(Zhuetal.,2016b;Ganbatetal.,2021;Zhuetal.,2023b)和侏羅紀(jì)巖漿活動(dòng)的明顯減弱(Donskayaetal.,2013)暗示蒙古-鄂霍茨克洋西段閉合時(shí)間也在侏羅紀(jì)時(shí)期,東西兩側(cè)洋盆閉合時(shí)間相近,蒙古-鄂霍茨克洋可能并非傳統(tǒng)認(rèn)為那樣呈剪刀式閉合。

(5)蒙古-鄂霍茨克造山帶具有山彎構(gòu)造格架:主要證據(jù)包括:(i)塔巴格泰(Tarvagatay)-圖瓦-蒙古(Tuva-Mongolia)-扎巴漢(Zavkhan)-白卓格(Baydrag)-伊德莫格(Idermeg)等前寒武紀(jì)微陸塊及其上或邊緣新元古代-寒武紀(jì)島弧構(gòu)成的大陸條帶大體呈“馬蹄形”或U形展布(圖1;Van der Vooetal.,1999;Lietal.,2022);(ii)與蒙古-鄂霍茨克洋俯沖相關(guān)二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)弧巖漿巖帶(包括色楞格、杭蓋山和中戈壁)及弧后伸展盆地帶均圍繞俯沖增生雜巖帶呈馬蹄形展布(見圖1),且弧巖漿作用前鋒有隨時(shí)間向內(nèi)核側(cè)遷移的特征(Xiaoetal.,2018;Liuetal.,2021;Wangetal.,2022);(iii)系統(tǒng)的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)工作表明區(qū)域性面理圍繞著山彎構(gòu)造轉(zhuǎn)折端逐漸發(fā)生彎曲(Lietal.,2022);(iv)與古微陸塊條帶相似,區(qū)域航磁異常條帶連續(xù)延伸并也大體以杭蓋山為樞紐發(fā)生馬蹄形或U形彎曲(Lietal.,2022);(v)古地磁資料證明該條帶狀微陸塊在晚石炭世之前呈南北向線性或近線性展布,古地磁、構(gòu)造變形和地質(zhì)年代學(xué)研究表明山彎構(gòu)造彎曲發(fā)育時(shí)間為二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)(Lehmannetal.,2010;Edeletal.,2014;Guyetal.,2014,2021;Lietal.,2022)。此外,新近的綜合分析與物理模擬表明,在我國(guó)東北地區(qū)可能還發(fā)育有“中國(guó)東北山彎構(gòu)造”(Liuetal.,2021),并可能與蒙古山彎構(gòu)造成對(duì)耦合,即蒙古-中國(guó)東北山彎構(gòu)造(Kryzaetal.,2021)。

蒙古-鄂霍茨克造山帶山彎構(gòu)造彎曲發(fā)生時(shí)間為二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)(Lehmannetal.,2010;Edeletal.,2014;Guyetal.,2014,2021;Van der Vooetal.,2015;Lietal.,2022),該時(shí)期正好對(duì)應(yīng)蒙古-鄂霍茨克洋的俯沖消減(Munkhtsengel,2007;Donskayaetal.,2013;Ganbatetal.,2021),暗示山彎構(gòu)造的形成演化與蒙古-鄂霍茨克洋俯沖具有成因上的聯(lián)系。

3 蒙古-鄂霍茨克洋二疊-三疊紀(jì)大規(guī)?；『笊煺沟睦宥?/h2>

前人對(duì)蒙古-鄂霍茨克洋活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造演化做了大量的研究工作,但是主要針對(duì)俯沖帶弧巖漿作用的研究,而對(duì)其活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造體制存在較大爭(zhēng)議,主要有以下兩類觀點(diǎn):(1)安第斯型活動(dòng)大陸邊緣模型:多數(shù)學(xué)者認(rèn)為大洋兩側(cè)均發(fā)育安第斯型活動(dòng)大陸邊緣(Tomurtogooetal.,2005;Orolmaaetal.,2008;Yarmolyuketal.,2008; Reichowetal.,2010;Tangetal.,2016;Lietal.,2017)。(2)不對(duì)稱活動(dòng)大陸邊緣模型:有的學(xué)者認(rèn)為其南側(cè)發(fā)育西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣,北側(cè)為安第斯型活動(dòng)大陸邊緣(Wangetal.,2022)。也有學(xué)者提出北側(cè)發(fā)育晚石炭世-三疊紀(jì)弧后伸展,暗示其北側(cè)為西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣(Donskayaetal.,2013)。西太平洋型和安第斯型活動(dòng)大陸邊緣重要區(qū)別之一是,前者發(fā)育伸展型弧后盆地,尤其是弧后邊緣海(洋殼)的出現(xiàn);后者則發(fā)育擠壓型弧后盆地(Stern,2002;Lietal.,2012;Allen and Allen,2013;Zhengetal.,2015;Miall and Catuneanu,2019)?；『罄瓘埮璧刈鳛榛顒?dòng)大陸邊緣溝-弧-盆體系的重要組成部分,可以以陸基裂谷作用的形式存在,如中國(guó)東部的松遼盆地、東海陸架盆地等(Satoetal.,2020),也可在陸殼基礎(chǔ)上通過弧后洋盆擴(kuò)張形成弧后洋盆,如沖繩海槽、日本海等(Van Hornetal.,2017;Tsaietal.,2021)。在西太平洋地區(qū),洋內(nèi)俯沖也可以在古老洋殼基礎(chǔ)上通過弧后擴(kuò)張形成時(shí)代較新的弧后洋盆,如菲律賓海四國(guó)盆地(Ishizukaetal.,2009;Yanetal.,2022)。作為增生造山帶的重要組成部分,弧后盆地與巖漿弧帶的區(qū)域時(shí)空關(guān)系往往比較復(fù)雜,特別對(duì)于長(zhǎng)期存活的活動(dòng)大陸邊緣俯沖構(gòu)造來說,因俯沖帶傾角的調(diào)整,弧后盆地與巖漿弧可以構(gòu)成復(fù)雜的時(shí)空交錯(cuò)關(guān)系和遷移排列次序,是增生型造山帶大地構(gòu)造演化的重要方面,并體現(xiàn)出增生型造山帶在其寬闊的構(gòu)造后緣帶地殼構(gòu)造動(dòng)力學(xué)演化分析的重要內(nèi)涵,為匯聚板塊邊界殼幔相互作用、彎曲變形、地殼增生以及洋陸轉(zhuǎn)換等地球內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過程的研究提供重要信息(Pearce and Stern,2006; Rosenbaum,2014;Safonovaetal.,2016;Van Horneetal.,2017)。

3.1 蒙古-鄂霍茨克洋南側(cè)活動(dòng)大陸邊緣弧后伸展

中蒙古地塊與南側(cè)古亞洲洋構(gòu)造域古生代增生雜巖帶之間的交界部位(大致與所謂“蒙古主中央構(gòu)造線(MML)”吻合)(A-蒙漢地區(qū);B-阿拉坦希爾地區(qū);C-溫都爾希爾地區(qū);D-烏爾茲特地區(qū);圖2),斷續(xù)分布有一條總長(zhǎng)度近1000km向東南弧形凸出構(gòu)造帶,其內(nèi)部組成包括時(shí)代劃分混亂、劃分依據(jù)不足但建造性質(zhì)可以對(duì)比的碎屑巖-碳酸鹽巖建造、深海-半深海濁積巖系及其遠(yuǎn)端沉積的砂泥硅質(zhì)頁巖建造、二疊紀(jì)堿性侵入體和三疊紀(jì)雙峰式火山巖建造(自東南向西北,圖2),構(gòu)成一條獨(dú)特的巖石大地構(gòu)造單元。

圖2 蒙古中戈壁弧后盆地帶巖石大地構(gòu)造解析圖Fig.2 Petrotectonics map of the back-arc basin belt in the Middle Gobi, Mongolia

蒙古中戈壁烏爾茲特(Olzit)地區(qū)出露一套晚三疊世(210～207Ma)雙峰式火山巖及伴生的A型花崗巖(圖2)。地球化學(xué)數(shù)據(jù)表明雙峰式火山巖中的鎂鐵質(zhì)單元來源于受俯沖物質(zhì)交代富集地幔的部分熔融,并表現(xiàn)為島弧玄武巖和板內(nèi)堿性玄武巖的過渡性質(zhì),而長(zhǎng)英質(zhì)單元和鉀質(zhì)花崗巖來源于地殼的部分熔融,具有A型花崗巖的地球化學(xué)特征。已有的研究表明位于蒙古中部地區(qū)的蒙古-鄂霍茨克洋盆在中-晚三疊世尚未閉合,仍然存在洋盆的俯沖(Munkhtsengel,2007;Donskayaetal.,2013;Ganbatetal.,2021;Wangetal.,2022),因此,該雙峰式火山巖和伴生A型花崗巖形成于蒙古-鄂霍茨克洋南緣活動(dòng)大陸邊緣弧后伸展的構(gòu)造背景(Zhuetal.,2016b)。裂谷帶雙峰式火山巖帶南側(cè)發(fā)育有一套沉積巖,但其形成時(shí)代、存活的時(shí)間范圍和大地構(gòu)造屬性并不清楚。初步的野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)這套沉積地層具有明顯的巖相分帶,靠近北側(cè)弧沉積帶主要為構(gòu)造片理化的凝灰質(zhì)砂巖,向南跨越中生代盆地覆蓋區(qū)主要變?yōu)樯鞍鍘r和砂頁巖夾少量的灰?guī)r,火山物質(zhì)逐漸減少,沉積地層的中心位置出露硅質(zhì)巖和泥質(zhì)頁巖的薄互層(圖3)。這套沉積巖具有復(fù)理石特征,產(chǎn)狀近直立,明顯區(qū)別于蒙古南部地區(qū)中亞造山帶古生代俯沖增生雜巖,應(yīng)代表與北部的雙峰式火山巖配套的弧后盆地沉積。

圖3 蒙古中戈壁烏爾茲特雙峰式火山巖帶南側(cè)軸部近直立的弧后遠(yuǎn)端沉積Fig.3 The nearly vertical back-arc sediments to the south of Olzit bimodal volcanic belt in the Middle Gobi, Mongolia

最近,蒙古中戈壁蒙漢(Monhhaan)地區(qū)原劃為前寒武紀(jì)地層中新發(fā)現(xiàn)一套蛇綠巖巖石組合(圖2),巖石類型主要包括碳酸鹽化的變質(zhì)橄欖巖、玄武巖、輝長(zhǎng)巖。同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)顯示輝長(zhǎng)巖形成時(shí)代為253±2Ma(MSWD=1.9),表明該蛇綠巖形成于晚二疊世(Zhuetal.,2023c)。地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)顯示蛇綠巖中的玄武巖單元具有弧后盆地玄武巖的地球化學(xué)特征,暗示蛇綠巖形成于弧后伸展的構(gòu)造背景。蛇綠巖中的侵入的花崗巖脈形成時(shí)代為255±2Ma,具有S型花崗巖的地球化學(xué)特征,與區(qū)域上出露的S型花崗巖形成時(shí)代相近(273～254Ma;Zhaoetal.,2017)。地球化學(xué)數(shù)據(jù)表明該地區(qū)S型花崗巖形成于俯沖帶的構(gòu)造背景(Zhaoetal.,2017;Zhuetal.,2023c)。與俯沖有關(guān)的S型花崗巖主要有兩種成因:弧后伸展導(dǎo)致沉積物熔融(Collins and Richards,2008; Xuetal.,2022)或者弧前增生楔的部分熔融(Lytwynetal.,2000; Cole and Stewart,2009)。中戈壁S型花崗巖位于蒙古-鄂霍茨克洋南緣中戈壁島弧帶的后緣位置,暗示其與弧前的增生楔的深熔作用無關(guān),而很可能形成于蒙古-鄂霍茨克洋南緣弧后伸展的構(gòu)造背景,類似于環(huán)太平洋的弧后S型花崗巖(Collins and Richards,2008)。與蛇綠巖構(gòu)造接觸的是由灰?guī)r、砂巖、粉砂質(zhì)頁巖和泥質(zhì)粉砂巖組成的呼呼敖包組(Khukh Ovoot Formation)地層,粉砂質(zhì)頁巖碎屑鋯石U-Pb年齡顯示這套地層形成于三疊紀(jì),可能代表弧后盆地沉積巖單元。

前人研究表明位于蒙古中南部地區(qū)的中亞造山帶在晚石炭-早二疊世就進(jìn)入造山后的伸展階段(Blightetal.,2010;Guyetal.,2014),雙峰式火山巖、蛇綠巖、S型花崗巖和弧后沉積巖產(chǎn)出的構(gòu)造位置表明其形成于蒙古-鄂霍茨克洋南緣弧后盆地的構(gòu)造背景,而與中亞造山帶的索倫縫合帶 (Xiaoetal.,2003;Jianetal.,2010)相距超1000km,暗示其與古亞洲洋構(gòu)造演化無關(guān)(Zhuetal.,2016a,2023c)。該弧后伸展帶向東北方向可能延伸到中國(guó)東北地區(qū)的額爾古納-興安地區(qū),表現(xiàn)為雙峰式火山巖(225Ma)和A型花崗巖(216Ma)(Tangetal.,2016;Liuetal.,2018)。

戈壁-阿爾泰裂谷帶(圖4),沿戈壁-阿爾泰山脈北側(cè)延伸800多千米,由一系列線性裂谷盆地組成,裂谷盆地中發(fā)育雙峰火山套和相關(guān)的堿性花崗巖(Yarmolyuketal.,2013,2014)。盆地沉積巖中發(fā)現(xiàn)的生物化石和火山巖同位素年齡(293～269Ma)表明戈壁-阿爾泰裂谷帶形成于早-晚二疊世(Izokhetal.,2011;Yarmolyuketal.,2014;Kozlovskyetal.,2015)。前人研究認(rèn)為,戈壁-阿爾泰二疊紀(jì)-三疊紀(jì)裂谷相關(guān)的巖漿活動(dòng)與地幔柱的活動(dòng)有關(guān),巖漿活動(dòng)的東北方向遷移是西伯利亞大陸和中亞造山帶在地幔熱點(diǎn)上方運(yùn)動(dòng)的結(jié)果(Kuzminetal.,2010;Yarmolyuketal.,2014)。然而,戈壁-阿爾泰裂谷帶與同期塔里木地幔柱之間的距離超過1600km,這個(gè)距離即使對(duì)于地幔柱的遠(yuǎn)場(chǎng)效應(yīng)而言也太大(Kozlovskyetal.,2015)。此外,裂谷帶中的基性巖石具有Nb、Ta和Ti的虧損,大離子親石元素的富集,暗示它們受到了俯沖作用的影響,構(gòu)造判別圖解中它們位于俯沖帶構(gòu)造環(huán)境,而非地幔柱的構(gòu)造背景(Zhuetal.,2023c)。A 型花崗巖因其特殊的構(gòu)造背景受到廣泛關(guān)注,目前報(bào)道的A型花崗巖幾乎都形成于伸展環(huán)境(Eby,1990;Frostetal.,2007;Zhao and Zhou,2009;張旗等,2012)。Eby(1992)根據(jù)地球化學(xué)特征將A 型花崗巖分為A1型和A2型兩個(gè)亞類,A1型主要形成于非造山的大陸裂谷或者板內(nèi)的構(gòu)造環(huán)境,A2型則具有島弧火山的地球化學(xué)特征,主要形成于后碰撞或者弧后伸展環(huán)境。戈壁阿爾泰裂谷帶的A型花崗巖在判別圖解中落在A2 型區(qū)域,蒙古-鄂霍茨克造山帶西部出露的晚三疊世的弧巖漿巖(Zhuetal.,2016b;Lietal.,2018;Ganbatetal.,2021)和古地磁數(shù)據(jù)(Cognéetal.,2005;Renetal.,2018;Yi and Meert,2020)表明蒙古-鄂霍茨克洋閉合時(shí)間為侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)。因此,戈壁阿爾泰裂谷帶中的A2型花崗巖形成于蒙古-鄂霍茨克洋弧后伸展的構(gòu)造背景,而非造山后伸展構(gòu)造背景。

3.2 蒙古-鄂霍茨克洋北側(cè)活動(dòng)大陸邊緣的弧后伸展

蒙古-鄂霍茨克洋北側(cè)活動(dòng)大陸邊緣的弧后伸展表現(xiàn)為平行于島弧帶的三條裂谷帶:北蒙古(Northern Mongolian)、烏地-維提姆(Uda-Vitim)和西外貝加爾(Western Trans-Baikalian)裂谷帶(圖4)。北蒙古裂谷帶沿杭蓋花崗巖基北部邊界延伸約600km,東部主要為堿性花崗巖,西部主要是裂谷盆地(Vorontsovetal.,2007;Yarmolyuketal.,2013)。其中規(guī)模最大的是鄂爾渾(Orkhon)裂谷盆地,下部主要為礫巖、砂巖和粉砂巖,上部為玄武巖質(zhì)粗面安山巖、玄武巖、粗面安山巖和粗面巖,其中裂谷中帶有透明碎屑膠結(jié)物的枕狀熔巖表明其可能形成于海底噴發(fā)環(huán)境(Vorontsovetal.,2007)。古植物化石和地質(zhì)年代學(xué)數(shù)據(jù)表明該裂谷帶形成于早-晚二疊世(249～269Ma) (Yarmolyuketal.,2013,2014)。西外貝加爾(Western Trans-Baikalian)裂谷帶延伸1000多千米,裂谷巖漿巖主要由雙峰式火山巖和堿性花崗巖侵入體構(gòu)成(Kovalenkoetal.,2003;Vorontsovetal.,2007)。地質(zhì)年代學(xué)數(shù)據(jù)表明這些巖漿巖形成于230～210Ma(Jahn et al,2009;Yarmolyuketal.,2014)。烏地-維提姆(Uda-Vitim)裂谷區(qū)內(nèi)發(fā)育輝長(zhǎng)二長(zhǎng)巖、堿性花崗巖、正長(zhǎng)巖和雙峰式火山巖,年齡范圍為298～275Ma(Jahnetal.,2009;Reichowetal.,2010)。

關(guān)于三條裂谷帶的成因主要有三種觀點(diǎn):(1)裂谷帶形成與地幔柱活動(dòng)有關(guān)(Kuzminetal.,2010;Yarmolyuketal.,2014),但是其二疊紀(jì)-三疊紀(jì)長(zhǎng)時(shí)間巖漿作用顯然與地幔柱短時(shí)間脈沖巖漿活動(dòng)時(shí)間(1～5Myr)不相符(Bryan and Ernst,2008);另外,裂谷帶近平行的空間展布狀態(tài)與地幔柱放射狀裂谷系也不一致。(2)認(rèn)為早二疊世(298～275Ma)烏地-維提姆和晚三疊世(230～210Ma)西外貝加爾裂谷帶分別形成于中亞造山帶和蒙古-鄂霍茨克造山帶碰撞后的大陸裂谷環(huán)境(Jahnetal.,2009;Reichowetal.,2010)。然而,中亞造山帶北部洋盆閉合時(shí)間為奧陶紀(jì),由前寒武紀(jì)微大陸與新元古代到早古生代俯沖-增生雜巖俯沖增生到西伯利亞克拉通南緣(Windleyetal.,2007;Gladkochubetal.,2008;Rytsketal.,2009),因此,二疊紀(jì)-三疊紀(jì)的裂谷帶的形成與中亞造山帶的構(gòu)造演化無關(guān)。如前所述,蒙古-鄂霍茨克洋閉合時(shí)間為侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)(Cognéetal.,2005;Renetal.,2018;Yi and Meert,2020),因此,二疊紀(jì)-三疊紀(jì)裂谷系不太可能形成于蒙古-鄂霍茨克造山帶的碰撞后的構(gòu)造背景。(3)裂谷帶的堿性花崗巖和雙峰式巖漿作用形成于蒙古-鄂霍茨克洋弧后伸展的構(gòu)造環(huán)境(Donskayaetal.,2013)。這一觀點(diǎn)得到裂谷帶巖漿巖的地球化學(xué)數(shù)據(jù)的支持,在構(gòu)造判別圖解中,基性巖漿巖主要落在火山弧構(gòu)造背景。平行裂谷帶的南側(cè)為蒙古-鄂霍茨克洋北側(cè)活動(dòng)大陸邊緣的色楞格二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)島弧巖漿巖帶,以安山巖為主,夾少量流紋巖,被認(rèn)為是蒙古-鄂霍茨克洋北向俯沖的產(chǎn)物(Yarmolyuketal.,2002;Matsumoto and Tomurtogoo,2003;Lietal.,2013;Tsukadaetal.,2018),并發(fā)現(xiàn)二疊紀(jì)-三疊紀(jì)埃達(dá)克巖和同時(shí)期斑巖銅鉬礦床(Morozumi,2003;Munkhtsengel,2007;Tsukadaetal.,2018)。杭蓋-肯特(Khangay-Khentey)弧前增生帶、二疊紀(jì)-三疊紀(jì)色楞格弧巖漿巖帶和弧后伸展的裂谷帶構(gòu)成了是典型的西太平洋型的溝-弧-盆體系(Zhuetal.,2023c)。

裂谷帶和弧后伸展盆地圍繞蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造帶的弧形空間展布形態(tài)以及與弧巖漿巖的同時(shí)代發(fā)育特征,進(jìn)一步證明其與蒙古-鄂霍茨克洋弧后伸展有關(guān)(圖4)。蒙古-鄂霍茨克洋西南部發(fā)育大規(guī)模的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)多期弧后伸展,延伸規(guī)模超過5000km。雖然目前只在蒙古中戈壁地區(qū)發(fā)現(xiàn)弧后盆地蛇綠巖能證明弧后洋盆(洋殼)的打開,而蒙古-鄂霍茨克洋其他地區(qū)弧后盆地是否裂解形成弧后洋盆尚不清楚,還需要進(jìn)一步加強(qiáng)裂谷帶構(gòu)造和沉積方面的研究。蒙古-鄂霍茨克洋延伸超5000km的多期弧后伸展的確定,暗示蒙古-鄂霍茨克洋很可能發(fā)育西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣,而非安第斯型活動(dòng)大陸邊緣(Zhuetal.,2023c)。對(duì)于弧后盆地的形成機(jī)理,目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為俯沖板片后撤導(dǎo)致俯沖帶上盤應(yīng)力改變,同時(shí)引發(fā)弧后地區(qū)的地幔對(duì)流,導(dǎo)致巖石圈地幔熔融,多種條件共同作用最終形成了弧后伸展盆地(Heuret and Lallemand,2005;Nakakuki and Mura,2013;Magnietal.,2014)。因此,蒙古-鄂霍茨克洋超過5000km多期弧后盆地帶的厘定暗示其二疊紀(jì)-三疊紀(jì)存在大規(guī)模俯沖板片后撤。

4 蒙古-鄂霍茨克造山帶山彎構(gòu)造形成機(jī)制的認(rèn)識(shí)

前已述及,研究已證實(shí)蒙古-鄂霍茨克造山帶具有典型的山彎構(gòu)造格架,但對(duì)該山彎構(gòu)造形成的動(dòng)力機(jī)制仍存爭(zhēng)議。主要有以下三種觀點(diǎn):(1)平行造山帶方向的壓縮模型:認(rèn)為蒙古-鄂霍茨克造山帶馬蹄形彎曲受控于西伯利亞與華北-阿穆爾克拉通在二疊至三疊紀(jì)相向匯聚期間平行于相對(duì)平直大陸邊緣的水平擠壓應(yīng)力場(chǎng)(Lehmannetal.,2010;Van der Vooetal.,2015;Kryzaetal.,2021),該模式推測(cè)蒙古-鄂霍茨克山彎構(gòu)造彎曲過程中經(jīng)歷了大規(guī)模平行造山帶的壓縮,導(dǎo)致平行山彎構(gòu)造軸面的面理及褶皺構(gòu)造的廣泛產(chǎn)出,然而,蒙古-鄂霍茨克山彎構(gòu)造轉(zhuǎn)折端詳細(xì)的變形構(gòu)造解析工作發(fā)現(xiàn)區(qū)域性面理圍繞著該山彎構(gòu)造轉(zhuǎn)折端逐漸發(fā)生彎曲,并無平行山彎構(gòu)造軸面的大規(guī)模壓縮構(gòu)造產(chǎn)出(Lietal.,2022)。另外,古地磁資料表明早二疊世阿穆爾地塊與西伯利亞克拉通存在較大(～30°)的緯向差異,并在晚二疊世由于西伯利亞克拉通的北向漂移而距離變大(Torsviketal.,2012;Zhaoetal.,2020),晚三疊世-早侏羅世,兩個(gè)大陸塊體的緯度差基本保持不變(～32.5°;Renetal.,2018),表明西伯利亞與華北-阿穆爾克拉通在二疊至三疊紀(jì)不存在大規(guī)模相向匯聚。(2)古亞洲洋俯沖板片后撤+西伯利亞與華北的相向旋轉(zhuǎn)模型:認(rèn)為蒙古-鄂霍茨克造山帶山彎構(gòu)造的形成歸因于古亞洲洋(PAO)俯沖板片不斷回卷(roll-back)及海溝不斷后撤(retreat)的動(dòng)力學(xué)模式(Xiaoetal.,2018)。然而,已有證據(jù)表明環(huán)繞蒙古-鄂霍茨克造山帶的古亞洲洋主體在早二疊世以前已閉合 (Blightetal.,2010;Xuetal.,2013;Zhaoetal.,2013,2020),因此二疊紀(jì)-侏羅紀(jì)期間可能并不存在古亞洲洋大規(guī)模的俯沖板片后撤作用。(3)蒙古-鄂霍茨克洋俯沖板片后撤+西伯利亞與華北的相向旋轉(zhuǎn)模型:通過對(duì)蒙古山彎構(gòu)造轉(zhuǎn)折端構(gòu)造變形解析工作和蒙古-鄂霍茨克洋兩側(cè)弧巖漿活動(dòng)遷移研究,認(rèn)為蒙古-鄂霍茨克洋俯沖板片后撤可能在山彎構(gòu)造形成的動(dòng)力過程中起著重要作用(Lietal., 2022; Wangetal.,2022)。然而,這一新的解釋模式尚缺乏地質(zhì)證據(jù)的支持和驗(yàn)證,尤其是大規(guī)模俯沖板片后撤通常伴隨著弧后盆地的形成(Heuret and Lallemand,2005;Nakakuki and Mura, 2013),尚未得到應(yīng)有的重視。蒙古-鄂霍茨克洋延伸超過5000km的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)多期弧后盆地帶的形成時(shí)間與蒙古-鄂霍茨克山彎構(gòu)造彎曲時(shí)間一致,進(jìn)一步證實(shí)蒙古-鄂霍茨克洋俯沖板片后撤過程可能在MOB山彎構(gòu)造形成過程中扮演著重要角色。俯沖過程中,俯沖板片的負(fù)浮力將其拉向與俯沖相反的方向,產(chǎn)生板片后撤相關(guān)的地幔流,從而導(dǎo)致板塊邊界幾何形狀的快速變化,以及與之伴生的上覆板塊弧后拉張(Garfunkeletal.,1986;Schellart,2004;Heuretetal.,2007;Schellart and Moresi,2013;Rosenbaum,2014)。構(gòu)造變形和地質(zhì)年代學(xué)數(shù)據(jù)表明,早石炭世時(shí)期塔巴格泰-扎巴漢-白卓格-伊德莫格微陸塊組成的大陸條帶和發(fā)育的巖漿弧在東西向的擠壓作用下呈現(xiàn)北-南走向(Lehmannetal.,2010;Edeletal.,2014;圖5b)。晚石炭世-早二疊世(～300Ma),與蒙古-鄂霍茨克洋鄰近的蒙古南部地區(qū),發(fā)育的造山后伸展的雙峰式火山巖和堿性花崗巖標(biāo)志著古亞洲洋的最終閉合(Blightetal.,2010;Zhouetal.,2021;圖5c)。二疊紀(jì)-三疊紀(jì)時(shí)期,蒙古-鄂霍茨克洋的大規(guī)模板片后撤形成山彎構(gòu)造,同時(shí)產(chǎn)生了環(huán)繞蒙古-鄂霍茨克洋的弧后盆地(圖5d),類似于馬里亞納島弧、Seram-Timor 俯沖帶、地中海洋內(nèi)弧山彎構(gòu)造和澳洲東部的新英格蘭山彎構(gòu)造(Spakman and Hall,2010;Rosenbaum and Mo,2011;Lietal.,2012;Rosenbaum,2014)。另外,蒙古-鄂霍茨克造山帶山彎構(gòu)造的形成可能同時(shí)受控于西伯利亞與華北的相向旋轉(zhuǎn)(Xiaoetal.,2018;Lietal., 2022;Wangetal., 2022),但是蒙古-鄂霍茨克洋俯沖板片后撤和西伯利亞與華北的相向旋轉(zhuǎn)兩種動(dòng)力學(xué)機(jī)制的耦合關(guān)系和在山彎構(gòu)造形成中的相對(duì)貢獻(xiàn)尚需進(jìn)一步研究。蒙古-鄂霍茨克洋的侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)的最終閉合導(dǎo)致的西伯利亞和阿穆爾地體的碰撞可能進(jìn)一步增加了蒙古-鄂霍茨克山彎構(gòu)造的彎曲程度。

圖5 蒙古-鄂霍茨克造山帶山彎構(gòu)造成因模式圖(據(jù)Lehmann et al.,2010修改)Fig.5 Tectonic evolution model for the Mongol-Okhotsk orocline (modified after Lehmann et al.,2010)

5 結(jié)論

蒙古-鄂霍茨克造山帶具有典型的山彎構(gòu)造格架,但是其形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制一直存在爭(zhēng)議。根據(jù)近年來對(duì)蒙古的研究發(fā)現(xiàn),蒙古-鄂霍茨克造山帶巖漿弧外側(cè)斷續(xù)/連續(xù)發(fā)育一條馬蹄形分布的弧后伸展帶,包括中戈壁、戈壁阿爾泰、北蒙古、烏地-維提姆和西外貝加爾裂谷帶。帶內(nèi)發(fā)育的弧后盆地蛇綠巖、雙峰式火山巖、A2型花崗巖、S型花崗巖和伴生的沉積巖等地質(zhì)記錄,表明蒙古-鄂霍茨克洋在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)發(fā)育大規(guī)?；『笊煺?暗示蒙古-鄂霍茨克洋在此期間很可能發(fā)育西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣,而非安第斯型活動(dòng)大陸邊緣。該弧后盆地帶形成時(shí)間與蒙古-鄂霍茨克造山帶巖漿弧時(shí)間匹配,同時(shí)也與蒙古-鄂霍茨克造山帶馬蹄形彎曲時(shí)間重疊,暗示蒙古-鄂霍茨克洋的大規(guī)模板片后撤可能在山彎構(gòu)造的形成動(dòng)力學(xué)過程中起著重要作用。

致謝感謝蒙古科技大學(xué)的Munkhtsengel Baatar和Chimedtseren Anaad對(duì)野外工作的大力支持。感謝匿名審稿人提出的寶貴意見,受益匪淺。