研究概述

欧亚大陆东缘在晚古生代至早中生代经历了多洋盆俯冲、陆块拼贴与造山隆升的复杂演化过程，是全球最具代表性的增生造山带地区之一（图1）。然而，在中国东北地区，围绕二叠纪—三叠纪这一关键构造转折期，不同古洋盆的俯冲启动时间、黑龙江洋的演化过程以及佳木斯地块与松辽地块的碰撞时限，长期以来存在明显分歧。

这些争议并非仅源于数据匮乏。更主要的原因在于沉积记录中多物源物质的混合以及多期构造信号的叠加，显著增加了物源判识与构造解释的不确定性。在此背景下，传统碎屑锆石 U–Pb 年代学在物源判识与构造背景约束方面的局限性逐渐显现，尤其是碎屑锆石物源分析中长期隐含的一个关键假设——不同源区岩石具有相同的碎屑锆石生产能力（即锆石丰度相同）——在构造演化多期叠加的复杂造山带中往往难以成立。

图1 （a）中亚造山带（CAOB）及其邻区的示意图；（b）中亚造山带中—东段的构造分区

近期，吉林大学周建波教授《东北亚叠合过程与大规模成矿》团队以佳木斯地块为研究对象，引入并系统发展了锆石丰度校正的盆-山耦合分析新方法，在盆-山耦合框架下对中国东北地区二叠纪—三叠纪构造转型过程进行了定量重建，从方法层面提升了碎屑锆石数据的解读精度，为长期争议问题提供了新的约束视角。

碎屑锆石年代学在盆地物源分析中被广泛应用，但不同年代和成因的花岗质岩石在锆含量和锆石丰度上存在显著差异，这种差异会导致某些年龄段的锆石在沉积记录中被过度放大，进而影响物源与构造背景的判识。

针对这一问题，研究团队系统汇编了佳木斯地块过去三十余年发表的 338 个花岗质岩石样品的年代学与地球化学数据，利用全岩锆（Zr）含量作为锆石丰度的有效代理，对不同年代花岗岩的相对产锆石能力进行了统计分析（图2），并首次在东北地区建立了区域尺度的锆石丰度因子。通过对碎屑锆石年龄分布进行 锆石丰度校正，沉积记录中被“高产锆岩石”放大的信号得以削弱，从而使年龄谱更接近真实的物源贡献比例，提高了物源解释的精度。

图2  (a) 佳木斯地块花岗质岩石的年龄概率分布曲线；(b) 不同时代花岗质岩石锆（Zr）元素含量的箱线图；(c) 不同时代花岗质岩石锆（Zr）元素含量的相关性气泡热图

在校正后的碎屑锆石年代学数据基础上，研究进一步引入碎屑锆石物源正演模拟方法，对不同潜在源区在盆地沉积物中的相对贡献比例进行了定量约束（图3），并将该方法与锆石微量元素判别、多维尺度分析等方法相结合，构建了一套多参数约束的盆—山耦合分析框架。研究结果显示，佳木斯地块盆地体系在二叠纪—三叠纪期间经历了显著的物源格局与构造体制转换：

（1）早二叠世沉积物的主要物源来自佳木斯地块东缘同期活动的岩浆弧，碎屑锆石年龄集中于晚石炭世—早二叠世，其微量元素特征指示典型的弧相关构造环境，反映当时东北地区东缘受洋壳俯冲控制，处于活动大陆边缘状态。综合区域岩浆活动与沉积学证据，研究认为该阶段主导东北地区构造演化的动力机制为蒙古—鄂霍茨克洋（或泛大洋）向西俯冲（图4）。

（2）进入晚三叠世后，经锆石丰度校正的碎屑锆石年龄谱显示，盆地的主要物源明显向西转移，来自佳木斯地块西缘造山带的物质贡献显著增强（图3）。这一变化在时间上与黑龙江洋的关闭以及佳木斯地块与松辽地块的陆—陆碰撞事件高度一致，指示区域构造体制已由单一俯冲控制向碰撞相关造山过程转变。

图3 中国东北地区早二叠世-晚三叠世的物源格局示意图和各潜在物源的相对贡献比例

（3）值得注意的是，晚三叠世沉积物中仍可识别来自佳木斯地块东缘同期岩浆弧的碎屑锆石输入，表明在陆块碰撞发生的同时，古太平洋板块已开始对东北地区东缘构造活动产生影响。这一结果揭示了东北地区在晚三叠世进入了俯冲与碰撞并存的构造阶段（图4）。

（4）基于上述新证据，研究提出了一套新的东北地区构造演化模型：二叠纪时期，区域构造格局主要受蒙古—鄂霍茨克洋俯冲控制；至晚三叠世，古太平洋板块开始主导欧亚大陆东缘构造活动，同时黑龙江洋关闭引发佳木斯地块与松辽地块碰撞，构造体制由单一俯冲向多动力机制并存转变（图4）。

相比具体区域结论，该研究更具普适意义的贡献在于方法层面。研究为从复杂沉积记录中提取真实构造信号提供了可复制、可推广的技术路径。该方法对于全球广泛分布的增生造山带、活动大陆边缘以及多俯冲系统复杂物源区域（例如西南太平洋地区或北美的盆岭省）均具有重要参考价值。

图4 中国东北地区早二叠世-晚三叠世构造演化模型

文章信息

该研究成果以“Coupled basin‐mountain data record the Permian‐Triassic tectonic transition along the eastern margin of Eurasia. ”为题发表于《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》，并得到国家自然科学基金（42430305和42230303）等项目的资助。

论文第一作者为沙巴体育足球_沙巴体育官网-娱乐平台孙宁辰博士，周建波教授为论文通讯作者，许中杰教授和Simon A. Wilde 教授为论文共同通讯作者。

论文链接：

Sun, N.‐C., Zhou, J.‐B., Xu, Z.‐J., Wilde,S. A., Xiao, W.‐J., Chen, Z., et al. (2026).Coupled basin‐mountain data record the Permian‐Triassic tectonic transition along the eastern margin of Eurasia. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 131, e2025JB031395. https://doi.org/10.1029/2025JB031395