边伟伟：特提斯喜马拉雅东部古地理演化及东冈瓦纳大陆裂解机制和过程的新古地磁证据

来源：中国地质大学

冈瓦纳大陆的裂解及印度板块的北向漂移标志着印度洋的形成，而印度板块与亚洲大陆的碰撞及后续持续的挤压导致了青藏高原的形成，这些地质过程对全球古气候、古地理以及生命演化产生了难以估量的影响。尽管前人在特提斯喜马拉雅开展了大量的地质与地球物理研究，但是对于东冈瓦纳大陆的裂解机制及裂解过程仍存在较大争议。众所周知，Kerguelen地幔柱从晚侏罗世到现今产生了大量的岩浆岩，且在南印度洋形成了世界上最知名的大火成岩省——Kerguelen高原。由于印度、南极洲及澳大利亚板块的漂移，与Kerguelen地幔柱相关的火成岩，已由其喷出时的位置漂移到现今的各自位置（图1）。因此，厘定特提斯喜马拉雅晚侏罗世-早白垩世期间火成岩的古地理位置及其与Kerguelen地幔柱的时空关系，是理解东冈瓦纳大陆裂解机制及裂解过程的关键。

针对上述科学问题，我校“深时生命与环境演化”求真研究群体博士研究生边伟伟在导师杨天水教授指导下，对特提斯喜马拉雅东部洛扎地区地层产状清晰的遮拉组和维美组火山岩（图2）开展了系统的古地磁学及锆石U-Pb年代学研究，获得了由精确年代学和褶皱及倒转检验约束的高质量的古地磁结果，结合特提斯喜马拉雅、澳大利亚板块、南极洲板块、印度克拉通及Kerguelen地幔柱已有的古地磁学、年代学及地球化学结果，取得以下创新性认识：

1、特提斯喜马拉雅东部洛扎地区遮拉组和维美组火山岩的SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明两者的形成年龄分别为135.3±2.7 Ma和137.6±3.8 Ma，不属于1：25万区域地质调查报告给出的中侏罗世和晚侏罗世年龄范畴；

2、特提斯喜马拉雅东部洛扎地区在~138–135 Ma位于53.5° ± 7.0°S，且位于Kerguelen地幔柱中心位置；

3、特提斯喜马拉雅东南部早白垩世（147–124 Ma）大火成岩省（又称措美大火成岩省）起源于Kerguelen地幔柱；

4、东冈瓦纳大陆在~147 Ma开始裂解，印度板块与澳大利亚-南极洲板块在~124 Ma之前已完全裂解（图2）。

该成果的科学价值在于不仅准确的厘定了特提斯喜马拉雅洛扎地区遮拉组和维美组火山岩的形成时代及其喷出时的古地理位置，而且证实了特提斯喜马拉雅147-124 Ma措美大火成岩省均喷发于南纬50°左右，与现今Kerguelen地幔柱所处纬度完全一致。这些新研究结果为研究特提斯喜马拉雅的古地理演化、东冈瓦纳大陆的裂解机制及裂解过程提供了可靠的古地磁证据。

图1 Kerguelen地幔柱在印度洋及其毗邻大陆相关产物的时空分布图

图2 特提斯喜马拉雅洛扎地区遮拉组和维美组野外采样照片图

图3 东冈瓦纳大陆在ca. 140 Ma，ca. 130 Ma，ca. 118 Ma古地理重建图

上述研究成果发表在地球科学国际权威刊物《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上：Bian, W.W., Yang, T.S*., Ma, Y.M., Jin, J.J., Gao, F., Wang, S., Peng, W,X., Zhang, S.H., Wu, H.C., Li, H.Y., Cao, L.W., Shi, Y.R. 2019. Paleomagnetic and Geochronological Results From the Zhela and Weimei Formations Lava Flows of the Eastern Tethyan Himalaya: New Insights Into the Breakup of Eastern Gondwana. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124, 44–64. [IF2017=3.482]

全文链接：https://doi.org/10.1029/2018JB016403

附件20190322080211674722.pdf (3.940959MB)