研究揭示印度-亚洲大陆两阶段“弧–陆”碰撞模式

　　

近日，中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室谈晓冬研究员团队与中国地质大学（北京）生物地质与环境地质重点实验室李亚林教授团队合作在“印度-亚洲大陆碰撞以及新特提斯洋闭合过程”重大科学问题上取得了新的进展，相关研究成果发表于Tectonics（《大地构造学》）期刊上。中国科学院南海海洋研究所博士生王子豪为论文第一作者，谈晓冬和李亚林为共同通讯作者。

印度-亚洲大陆碰撞起始时间和位置是认识大陆碰撞与高原隆升之间的耦合关系、俯冲碰撞事件如何影响区域气候以及全球变化、新特提斯洋俯冲深部过程及大陆碰撞协调机制等一系列科学问题的两个关键参数，而准确恢复碰撞前的古板块边界有助于解决印度-亚洲大陆碰撞的争议。

研究团队以拉萨地体林周盆地始新世帕那组火山岩为研究对象，通过氩-氩同位素定年以及古地磁学研究，揭示了约53 百万年的帕那组火山岩稳定的褶皱前的特征剩磁方向，古纬度估计为31.4°N（28.9°N-33.9°N）。并且以地磁场长期变特征和沉积岩古地磁倾角浅化为切入点，结合相邻构造单元的古地磁数据以及高原内部羌塘地块、拉萨地块分别在三叠纪中晚期和白垩纪中期与亚洲大陆碰撞拼合以及白垩纪末期高原内部强烈地壳变形和短缩等地质资料，对林周盆地晚白垩世以来的古地磁数据进行了综合评估。

分析结果表明，拉萨地体在晚白垩世位于约24°N，随后在约53 百万年前抵达与现今纬度近似的位置。这一重建结果不支持一个“巨大”且“静止不动”的晚白垩世–始新世亚洲大陆南缘。结合多学科视角下大印度北向延伸宽度的恢复（小于1000 km），以及新特提斯洋洋内俯冲系统的证据，本研究的古地磁约束强烈支持印度–亚洲大陆两阶段“弧–陆”碰撞模式。即大印度和洋内岛弧俯冲系统在晚古新世–早始新世（约58-53 百万年前）于约8°N发生碰撞，最终的陆–陆碰撞则发生在始新世与渐新世之交（约36-31 百万年前）。这种碰撞模式能够协调高原内滞后长达约20 百万年的与碰撞相关的构造和沉积响应。

这项研究对于理解大陆碰撞与高原隆升之间的耦合关系、俯冲碰撞事件对区域气候及全球变化的影响、以及新特提斯洋俯冲深部过程和大陆碰撞协调机制等科学问题具有重要意义。

图1?本研究报道的帕那组火山岩特征剩磁方向

图2?林周盆地晚白垩世–始新世古地磁数据与地磁场长期变模型的一致性检验支持较高的古纬度结果

图3?根据板块边界古纬度变化曲线重建新特提斯洋闭合及印度–亚洲大陆碰撞的两阶段过程

相关工作得到国家自然科学基金项目，南方海洋科学与工程广东实验室（广州）重点专项，以及第二次青藏高原综合科学考察研究项目等支持。

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.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2024TC008687