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多年来一直致力于中亚造山带东段构造演化历史的研究,聚焦于增生杂岩这一板块俯冲的直接记录,以深入探讨欧亚大陆东缘古大洋构造体制转换过程与古大洋板块俯冲-增生历史为研究目标,以两大构造域(中亚造山带和环太平洋构造带)为实验室,瞄准国际前沿科学问题,经过多年野外艰苦地质调查,并结合当代测试技术和深入分析,取得了一定的创新性科学发现,主要包括:(1)厘定了跃进山增生杂岩的地质组成、年代学格架与增生序列,为古太平洋板块俯冲启动与增生过程提供新制约;(2)系统识别出佳木斯地块双岛弧-双增生杂岩带结构特征, 为欧亚大陆东缘古亚洲洋、环太平洋以及蒙古-鄂霍茨克洋三大构造域的叠加与转换提供关键证据;(3)首次尝试对黑龙江高压蓝片岩开展了挥发份元素和流体易迁移元素研究,为中国东北俯冲带弧前地区氮的重新捕获和再循环过程提供了新的理论依据。基于以上研究成果,经过10余年的持续耕耘,在Earth-Science Reviews, JGR: Solid Earth, GSA Bulletin, Precambrian Res., J. Geodyn., Ore Geology Reviews等期刊上发表论文20余篇,其中以第一作者和通讯作者身份共发表国际SCI论文12篇。主持国家自然科学基金青年基金项目1项(项目号:42302236)以及深地国家科技重大专项-专题1项(项目号:2024ZD1000105-5),以骨干成员身份参加国家级项目4项(含国家自然科学基金重点项目3项、深地国家科技重大专项-专题1项)。2024 年入选吉林大学“培英工程计划”,在该计划的资助下,在香港大学赵国春院士团队进行为期两年的深度访问学习。主要研究成果简述如下:
(一)厘定了跃进山增生杂岩的地质组成、年代学格架与增生序列,为古太平洋板块俯冲启动与增生过程提供新制约。(相关成果申请人以第一作者身份发表于Geol. Soc. Am. Bull., 2025)
科学问题:太平洋板块对欧亚大陆东缘作用过程,历来是国际地学研究的焦点和重大地质问题。跃进山增生杂岩作为位于古太平洋板块俯冲带最前锋的直接证据,对古太平洋板块向欧亚大陆俯冲-增生历史与成矿背景提供关键证据。
创新点:确定了吉黑东部的跃进山增生杂岩为古太平洋板块俯冲初始阶段的直接作用产物。研究发现,跃进山增生杂岩具有典型的“block in matrix”的结构特征,并具有蛇绿岩组分。其中外来岩块形成于早二叠世至早侏罗世(300-220 Ma)内的不同时代,具有MORB、OIB、大洋岛弧的多种地球化学属性;而基质岩石的原岩均为沉积岩,形成于晚三叠世前后的活动大陆边缘的构造环境。结合我们最新测试分析结果与前人的研究内容,表明跃进山增生杂岩客观地记录了早二叠世至早侏罗世期间欧亚大陆东缘从泛大洋的双向俯冲到古太平洋俯冲启动的详细过程。
科学意义:跃进山增生杂岩及其内部岩块(如蛇绿岩)被认为是板块俯冲带的标志性岩石组合,即所谓的“Smoking Guns”,详细记录了相对连续和较为完整的古太平洋俯冲与增生信息,对恢复古大洋板块向欧亚大陆板块俯冲-增生历史起到了至关重要的作用。本研究成果对深入探讨古太平洋板块向欧亚大陆俯冲启动-增生历史、探讨欧亚大陆东缘中生代大规模成矿作用动力学背景等均具有重要的理论意义。
(二)系统识别出佳木斯地块双岛弧-双增生杂岩带结构特征, 为欧亚大陆东缘古亚洲洋、环太平洋以及蒙古-鄂霍茨克洋三大构造域的叠加与转换提供关键证据。(相关成果申请人以第一或通讯作者身份发表于Earth-Sci. Rev., 2023; Geol. Soc. Am. Bull., 2023, 2024; Ore Geol.
Rev., 2021; J. Geodyn., 2019; Geol. J., 2020; 岩石学报, 2020, 2022; Int. J. Earth Sci., 2022)
科学问题:东北地区位于中亚增生型造山带的东段和太平洋构造域的叠加部位,涉及到古亚洲构造域的小陆块的拼合、环太平洋构造域地体的增生以及两大构造域叠加和转换等重大地质过程,是地质学家们深入探讨板块俯冲、两大构造域叠加与转换过程的理想地区之
一。然而长期以来,两大构造域叠加和转换的时代与位置一直是地学研究的未解之谜。
创新点:该项研究通过对佳木斯地块周缘晚古生代岛弧岩浆记录与增生杂岩为切入点,结合详细的野外地质调查与现代地质信息技术和高精度测试技术,系统识别了佳木斯地块的“双弧-双带”结构特征。双弧即佳木斯地块东、西两缘平行对称分布的早二叠世岛弧岩浆岩带与晚二叠世的岛弧岩浆岩带,双带即东、西两缘同样平行对称分布的那丹哈达增生杂岩带与吉黑高压变质带。同时结合与区域内古大洋构造体制时空耦合关系的对比分析,建立了欧亚大陆东缘晚古生代-中生代时期三大构造体制叠加与转换模式,并指出吉黑东部是古亚洲洋与古太平洋构造域叠加与转换的核心位置,晚三叠世到早侏罗世是构造转换的关键时期。
科学意义:该发现点不仅详细厘定了欧亚大陆东缘晚古生代时期被动陆缘向活动陆缘转换的时限与构造背景,同时“双带-双弧”结构的识别为欧亚大陆东缘古亚洲洋、环太平洋以及蒙古-鄂霍茨克洋三大构造域的叠加与转换提供关键证据。
(三)首次尝试对黑龙江高压蓝片岩开展了挥发份元素和流体易迁移元素研究,为中国东北俯冲带弧前地区氮的重新捕获和再循环过程提供了新的理论依据。(相关成果申请人以通讯作者身份发表于Chem. Geol., 2021)
科学问题:古太平洋板块对欧亚大陆东缘俯冲作用过程,历来是国际地学研究的焦点和重大地质问题。然而,关于古太平洋板块在欧亚大陆东缘俯冲带内的深部物质循环的研究关注较少。
创新点:古太平洋板块俯冲在中国东北地区形成了关键的直接地质记录—增生杂岩(那丹哈达增生杂岩和吉黑高压变质杂岩带)。其中,吉黑高压变质杂岩带是以蓝片岩为代表的典型高压变质带,而蓝片岩是大洋板块俯冲过程中形成的标志性产物。该项研究以吉黑高压带内的蓝片岩为切入点,首次尝试对其开展挥发份元素和流体易迁移元素研究。通过氮同位素测试分析,详细探讨了古太平洋板块俯冲带弧前地区氮元素的重新捕获及其从大洋沉积物到蚀变洋壳的再循环过程。
科学意义:该发现点是首次尝试对中国东北俯冲带弧前地区氮同位素迁移过程开展研究,为古太平洋板块在欧亚大陆东缘俯冲带内深部物质循环过程的研究提供了新的理论依据。