盤古大陸（Pangea）的聚合和裂解引發的闆塊彙聚與大洋擴張，是晚古生代以來全球闆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，是建構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争論的焦點（三疊、二疊抑或是晚石炭世？），這導緻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确定性。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曆史、巨大的展布規模、巨量的岩漿/變質作用/複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）依然部分儲存。構造演化的研究離不開地質年代的确定，沉積大地構造學在古亞洲洋的演化研究中始終并将繼續發揮重要作用。
中國科學院院士、中科院新疆生态與地理研究所新疆礦産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-超高壓變質雜岩帶中的一處弧前增生盆地（圖1），開展碎屑锆石年代學及沉積大地構造演化研究，并結合區域上三大岩類的地球化學和年代學大資料彙總，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-塔裡木克拉通，而可能來源于東天山的三疊紀弧岩漿（圖2a、e）。是以，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型蛇綠岩（中天山東部冰達闆地區）以及晚石炭和晚二疊紀放射蟲化石（吉爾吉斯坦和境内南天山區域），進一步暗示着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岩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“信号”互相印證（圖2）。結合在南天山、東天山、内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。這進一步訓示俯沖相關的岩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-石炭紀海山鍊的持續俯沖以及克拉通微陸塊的存在，孕育形成平闆俯沖構造及其對弧下地幔楔的圈閉，其岩漿作用在300-230百萬年期間基本停止；而東部弧岩漿作用從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援。
圖1.中亞造山帶南緣南天山阿克牙孜變質雜岩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資料彙總。
圖3.古南天山洋（STO）二疊-三疊紀大地構造模型示意圖。NTC：北塔裡木克拉通，AC：弧前增生雜岩，KYCTC：哈薩克斯坦-伊犁-中天山大陸。
來源：中國科學院新疆生态與地理研究所
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