近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室談曉冬研究員團(tuán)隊與中國地質(zhì)大學(xué)（北京）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)重點實驗室李亞林教授團(tuán)隊合作在“印度-亞洲大陸碰撞以及新特提斯洋閉合過程”重大科學(xué)問題上取得了新的進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表于Tectonics（《大地構(gòu)造學(xué)》）期刊上。中國科學(xué)院南海海洋研究所博士生王子豪為論文第一作者，談曉冬和李亞林為共同通訊作者。

印度-亞洲大陸碰撞起始時間和位置是認(rèn)識大陸碰撞與高原隆升之間的耦合關(guān)系、俯沖碰撞事件如何影響區(qū)域氣候以及全球變化、新特提斯洋俯沖深部過程及大陸碰撞協(xié)調(diào)機(jī)制等一系列科學(xué)問題的兩個關(guān)鍵參數(shù)，而準(zhǔn)確恢復(fù)碰撞前的古板塊邊界有助于解決印度-亞洲大陸碰撞的爭議。

研究團(tuán)隊以拉薩地體林周盆地始新世帕那組火山巖為研究對象，通過氬-氬同位素定年以及古地磁學(xué)研究，揭示了約53 百萬年的帕那組火山巖穩(wěn)定的褶皺前的特征剩磁方向，古緯度估計為31.4°N（28.9°N-33.9°N）。并且以地磁場長期變特征和沉積巖古地磁傾角淺化為切入點，結(jié)合相鄰構(gòu)造單元的古地磁數(shù)據(jù)以及高原內(nèi)部羌塘地塊、拉薩地塊分別在三疊紀(jì)中晚期和白堊紀(jì)中期與亞洲大陸碰撞拼合以及白堊紀(jì)末期高原內(nèi)部強(qiáng)烈地殼變形和短縮等地質(zhì)資料，對林周盆地晚白堊世以來的古地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合評估。

分析結(jié)果表明，拉薩地體在晚白堊世位于約24°N，隨后在約53 百萬年前抵達(dá)與現(xiàn)今緯度近似的位置。這一重建結(jié)果不支持一個“巨大”且“靜止不動”的晚白堊世–始新世亞洲大陸南緣。結(jié)合多學(xué)科視角下大印度北向延伸寬度的恢復(fù)（小于1000 km），以及新特提斯洋洋內(nèi)俯沖系統(tǒng)的證據(jù)，本研究的古地磁約束強(qiáng)烈支持印度–亞洲大陸兩階段“弧–陸”碰撞模式。即大印度和洋內(nèi)島弧俯沖系統(tǒng)在晚古新世–早始新世（約58-53 百萬年前）于約8°N發(fā)生碰撞，最終的陸–陸碰撞則發(fā)生在始新世與漸新世之交（約36-31 百萬年前）。這種碰撞模式能夠協(xié)調(diào)高原內(nèi)滯后長達(dá)約20 百萬年的與碰撞相關(guān)的構(gòu)造和沉積響應(yīng)。

這項研究對于理解大陸碰撞與高原隆升之間的耦合關(guān)系、俯沖碰撞事件對區(qū)域氣候及全球變化的影響、以及新特提斯洋俯沖深部過程和大陸碰撞協(xié)調(diào)機(jī)制等科學(xué)問題具有重要意義。

圖1?本研究報道的帕那組火山巖特征剩磁方向

圖2?林周盆地晚白堊世–始新世古地磁數(shù)據(jù)與地磁場長期變模型的一致性檢驗支持較高的古緯度結(jié)果

圖3?根據(jù)板塊邊界古緯度變化曲線重建新特提斯洋閉合及印度–亞洲大陸碰撞的兩階段過程

相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金項目，南方海洋科學(xué)與工程廣東實驗室（廣州）重點專項，以及第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目等支持。

文章信息：Wang,Z.,Tan,X.,Li,S.,Li,Y.,Xiao,S.,Guo,Z.,et al. (2024). New 40Ar/39Ar dating and paleomagnetism of the Pana Formation rocks from the Linzhou basin,Lhasa block: Implications for the India-Asia collision. Tectonics,43,e2024TC008687.

文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2024TC008687