Late Jurassic – Early Cretaceous continental extension in northeast Asia – Relationships to plate kinematics

Cinématique des plaques et extension continentale du nord-est asiatique au Jurassique supérieur-Crétacé inférieur

¹ Géosciences Rennes, UMR CNRS 6118, F-35042 Rennes cedex, France
² Université de Rennes I, F-35042 Rennes cedex, France
³ MERN, Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles , G1H 6R1 Québec, Québec, Canada
⁴ Institut de Physique du Globe de Paris, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, UMR 7154 CNRS, F-75005 Paris, France

^* Corresponding author E-mail address: denis.gapais@univ-rennes1.fr

Received: 15 October 2015
Accepted: 25 August 2016

Abstract

Northeast Asia is the greatest area in the world where continental extension is documented, from Transbaikalia to the Pacific coast. The major extensional events occurred during Late Jurassic - Early Cretaceous times and are marked by rift basins filled with continental sediments and volcanic rocks, metamorphic core complexes, and extensive magmatism. Here, we review the different types of extensional structures in the region using our own examples from eastern Mongolia, including new data from the Gobi area, and those previously documented in the adjacent regions. We further provide a compilation of available ages, including new data from Transbaikalia, to constrain crustal stretching throughout northeastern Asia. Our analysis shows that extension is not correlated to orogenic collapse, but is coeval with two major changes in plate kinematics that occurred at ca. 140 Ma: the closure of the Mongol-Okhotsk Ocean and a major change in the subduction direction of the Izanagi oceanic plate towards northeast Asia, from high-angle to low-angle convergence. These major changes in plate kinematics combined with an abnormally hot pre-extension state of the continental lithosphere might have triggered spreading in northeast Asia.

Résumé

Le Nord-Est de l’Asie est la plus vaste région du globe marquée par une tectonique extensive bien documentée, de la Transbaïkalie jusqu’à la côte pacifique. L’événement extensif majeur s’est produit du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur. Il s’exprime par des bassins remplis de sédiments continentaux et de roches volcaniques, des dômes métamorphiques et migmatitiques, et un magmatisme régional très intense. Cet article présente une synthèse des structures extensives sur la base de nos observations en Mongolie orientale, dont des nouvelles données dans la région du Gobi, ainsi que sur les données disponibles dans les régions voisines. Une compilation des âges disponibles, dont de nouvelles données acquises en Transbaïkalie, pour contraindre l’événement extensif est en outre présentée. L’analyse souligne que l’extension ne résulte pas d’un collapse orogénique, mais est associée à deux changements majeurs dans la cinématique des plaques en présence autour de 140 Ma : la fermeture de l’océan Mongol-Okhotsk et un changement important des directions de subduction de la plaque océanique d’Izanagi sous l’Asie du nord-est, d’une direction de convergence à haut angle vers une direction de convergence oblique. Ces changements cinématiques majeurs, combinés à un état anormalement chaud de la lithosphère continentale apparaissent comme la cause première de l’extension continentale du nord-est asiatique.