程剑波:雅鲁藏布江缝合带西段放射虫生物地层重建结果及其对新特提斯洋俯冲增生过程的约束【GSA Bulletin,2024】
2024.12.06 | 系统管理员 | 科研动态
雅鲁藏布江缝合带作为新特提斯洋闭合和印度-欧亚陆陆碰撞后的产物,其内部及其两侧陆缘沉积可能保存了关于新特提斯洋演化、印度-欧亚板块汇聚和碰撞造山的重要地质信息,成为当今国际地球科学研究的热点。混杂堆积作为雅鲁藏布江缝合带内部的特殊单元,其细致研究可以为新特提斯洋演化过程提供最直接的约束。“大洋板块地层”概念的提出为重建古老洋盆内的原始地层层序提供了理论依据,大洋板块地层作为一种理想的地层序列,一般由枕状玄武岩、海山型灰岩、远洋含放射虫硅质岩、半远洋硅质页岩和海沟型碎屑浊积岩组成,整体记录了洋壳从洋中脊位置产生,最后到活动大陆边缘的俯冲消亡的过程。而放射虫作为混杂堆积中最常见也是保存相对完好的化石,常被用作大洋板块地层重建过程中的定年指标。尽管前人在雅鲁藏布江缝合带混杂堆积中报道了大量中三叠世-早白垩世放射虫组合,由于采样位置零散且缺乏系统生物地层学研究,它们并不足以重建相对完整的大洋板块地层。此外,雅鲁藏布江缝合带南、北两侧的大陆边缘沉积中也发育有少量含放射虫硅质岩沉积,它们亦可以新特提斯洋演化过程和印度-欧亚陆陆碰撞过程提供一定的约束。此外,越来越多的研究表明,新特提斯洋不是一个“干净”的大洋,其内部可能存在着岛弧、微陆块或者其他离散地体。区域地质调查发现,雅鲁藏布江缝合带西段可进一步划分为南、北两条构造混杂岩亚带,中间夹持着一个由奥陶纪-三叠纪海相地层组成的地质体,被称为仲巴微地体(图1)。因此,确定仲巴微地体在新特提斯洋演化过程中的作用,不仅有助于揭示新特提斯洋的俯冲增生及闭合过程,而且对于全面认识印度-欧亚汇聚过程具有重要地质意义。
针对上述科学问题,我校地球科学与资源学院博士生程剑波,在导师李亚林教授的指导下,联合中国科学院南京古生物研究所李鑫研究员,以西藏南部雅鲁藏布江缝合带西段的江木那混杂岩及其附近的特提斯喜马拉雅沉积地层(图1)为研究对象,基于详细的野外地质工作和放射虫研究,对江木那混杂岩(马泉河、塔瓦和尔捌岩组)和及其附近的特提斯喜马拉雅沉积地层开展地层重建工作,并结合前人关于仲巴微地体的来源和性质的研究,确定仲巴微地体在新特提斯洋演化和印度-欧亚碰撞过程中的作用。研究取得认识如下:
(1)本次研究在江木那混杂岩及其附近的特提斯喜马拉雅沉积地层共识别出52属78种放射虫化石(图2);
(2)江木那混杂岩是新特提斯洋中的早侏罗世-早白垩世海相地层经过俯冲增生后的产物(图3),地层自下而上的岩性转变和海山系统向南逐渐变年轻的趋势均表明在白垩纪期间新特提斯洋已经向北向仲巴微地体之下俯冲,随着新特提斯洋持续俯冲,马泉河、塔瓦和尔捌岩组在晚白垩世期间依次增生至仲巴微地体南缘,最终形成了江木那混杂岩(图4)。
(3)特提斯喜马拉雅沉积地层代表了一套形成于印度被动大陆北缘陆坡-盆地环境的中侏罗世-古新世沉积序列(图3),最年轻的Selandia-Thanetian放射虫组合的出现表明印度大陆北缘的深水沉积至少持续到古新世晚期。随着印度-欧亚板块间发生完全碰撞,地层受到强烈的构造变形影响,整体呈构造岩片在空间上叠置,褶皱和断层普遍发育(图4)。
图1(A)青藏高原构造单元简图;(B)雅鲁藏布江缝合带及邻区区域地质图;(C)仲巴地区江木那一带地质简图
图2 样品中的部分放射虫化石
图3 基于放射虫组合和锆石年代学研究的地层重建结果
图 4新特提斯洋俯冲增生过程和印度-欧亚汇聚过程演化模式图
该研究得到了国家自然科学基金(91955206、42272018和42302241)、第二次青藏高原科学考察研究项目(2019QZKK0803和2019QZKK706)和中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA20070303)的支持。相关研究成果发表在国际地学期刊《Geological Society of America Bulletin》上。论文信息:Cheng,J.,Li,Y.,Li,X.,Xiao,S.,Li,S.,Bi,W.,He,Z.,Ma,X.,Li,Z.,Zhou,R.,2024.Radiolarian-based stratigraphic reconstruction along the western Yarlung-Tsangpo suture zone,southern Tibet,and its implication for Neo-Tethyan late-stage evolution.GSA Bulletin.https://orcid.org/0000-0002-9757-9092.
全文链接:https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article/doi/10.1130/B37557.1/648383/Radiolarian-based-stratigraphic-reconstruction