科学研究

焦显伟:特提斯喜马拉雅中侏罗世古纬度:对新特提斯洋演化的约束【JGR,2023】
2023-09-04 阅读:181

青藏高原是由多个地块从南半球的东冈瓦纳大陆逐渐裂解、北向飘移、碰撞拼贴到古亚洲大陆之上而形成(图1a)。期间主要伴随着古特提斯洋、中特提斯洋和新特提斯洋的开启和闭合,形成了如今的金沙江、班公怒江和雅鲁藏布江缝合带。其中以雅鲁藏布江缝合带为代表的新特提斯洋的开启、扩张、消减和闭合代表了青藏高原形成的最后阶段,其演化历史对理解青藏高原大地构造演化具有重要的科学意义。然而目前地质学家对于新特提斯洋的早期演化尤其是打开时间存在很大争议,主要包括早二叠世、中三叠世、晚三叠世和侏罗纪等。新特提斯洋的开启伴随着特提斯喜马拉雅和拉萨地块的分离,因此特提斯喜马拉雅和拉萨地块二叠纪以来的古纬度变化曲线对理解新特提斯洋的演化历史至关重要。由于特提斯喜马拉雅灰岩重磁化较为严重,缺乏可靠的侏罗纪古地磁数据,导致目前仍不能从古地磁学角度对新特提斯洋的早期演化进行有效的约束。

针对上述科学问题,我校地球科学与资源学院博士研究生焦显伟在导师杨天水教授的指导下,与其他合作者一起,对特提斯喜马拉雅聂拉木地区(图1b)中侏罗统拉弄拉组灰岩(图2)开展了详细的岩石磁学、岩相学和古地磁学研究,获得了由褶皱检验约束且平均掉地磁场长期变化的可靠的古地磁数据。E/I校正结果表明研究区拉弄拉组灰岩不存在明显的倾角浅化。结合特提斯喜马拉雅和拉萨地块已发表的高质量的古地磁数据,获得以下认识:

1、岩石磁学和岩相学实验结果表明拉弄拉组灰岩保留了原生磁性,主要载磁矿物为碎屑磁铁矿;

2、特提斯喜马拉雅聂拉木地区在~175–173 Ma位于31.7 ± 2.8°S,新特提斯洋在~174 Ma已经扩张了~3500 km(图3);

3、新特提斯洋在~137 Ma达到了最大宽度~7000 km(图3),在~174–137 Ma期间平均扩张速率为~10.4 cm/yr


1 (a)青藏高原及邻区构造简图;(b)聂拉木地区采样剖面示意图


2 采样地层剖面野外照片


3 拉萨地块、特提斯喜马拉雅和印度克拉通古纬度演化图


该研究得到了国家自然科学基金(42072257, 4183021542004050)、中央高校基本科研业务费(265202021105265202021106 265202021107)和高等学校学科创新引智计划(B20011)资助。

上述成果发表在地球科学国际权威期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上:Jiao, X.W., Yang, T.S., Bian, W.W., Wang, S., Ma, J.H., Peng, W.X., Zhang, S.H., Wu, H.C., Li, H.Y. 2023. Middle Jurassic paleolatitude of the Tethyan Himalaya: New insights into the evolution of the Neo-Tethys Ocean. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128, e2023JB026659. IF 2022=3.9

全文链接:https://doi.org/10.1029/2023JB026659


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