古地磁揭示東古特提斯洋在昌都于晚三疊世早期閉合
青藏高原是由多個小地塊拼貼而成,如柴達木、松潘-甘孜、羌塘、拉薩地塊等(圖1)。這些地塊自古生代開始,陸續從南半球岡瓦納大陸裂離并北向漂移拼貼到歐亞大陸,并相繼發生了古、中和新特提斯洋盆的張開和閉合過程。該演化過程涉及了大陸漂移、洋底擴張與消亡、陸-陸碰撞、高原隆升變形等,影響了區域甚至全球氣候。因此,研究這些地塊的北向漂移演化和拼貼過程,對于理清上述演化過程及成生機制、資源環境效應和“原青藏高原”的構造演化等,具有重要的科學和現實意義。

圖1 研究區位置及地質概況
古地磁學是研究大陸漂移和板塊演化的最有效手段之一,其獨特優勢是可定量化研究地質歷史時期巖石圈板塊的運動學過程(包括地塊的古地理緯度變化、地塊間的碰撞時限等)。目前,關于青藏高原地塊的漂移演化歷史及古、中特提斯洋的開合時限等還存在許多爭議。尤其是位于高原腹地的羌塘地塊漂移演化歷史不清楚,限制了其北向與松潘-甘孜地塊碰撞拼貼和金沙江洋(東古特提斯洋)閉合,及其南向與拉薩地塊碰撞拼貼和班公-怒江洋(中特提斯洋)等的時限。
針對這一現狀,中科院青藏高原所新生代環境團隊、中科院青藏高原地球科學卓越創新中心顏茂都研究員及其合作者,選取位于東羌塘地塊的昌都雜多縣的一組火山巖地層(尕笛考組),系統開展古地磁學和火山巖鋯石U-Pb年代學研究,探討該地區古地理演化歷史,限定羌塘和松潘-甘孜地塊碰撞時限等。尕笛考組火山巖U-Pb鋯石年代學結果顯示其年齡約為晚二疊-早三疊紀界限附近的2.54-2.48億年,更正了先期依據古生物認為是石炭紀或者二疊紀的認識。大數據量(29個采點、257個樣品)和可靠的古地磁結果表明,昌都在該時間段位于北半球~10.0±3.3°N(圖2)。結合東羌塘和塔里木地塊已有的二疊-三疊紀的古地磁數據及其他地質證據,建立了區域二疊紀-三疊紀的漂移演化歷史,揭示出東羌塘地塊從約2.97億年以較低速度(約每年5厘米)開始向北漂移,在2.5億年附近,速度明顯增加(約每年13.5-20.6厘米),并在約2.32-2.2億年,尤其可能在約2.3億年附近與其北部的塔里木地塊發生碰撞,東古特提斯洋開始在昌都地區閉合(圖3)。

圖2 東羌塘地塊、塔里木地塊、華南地塊二疊紀-三疊紀古緯度演化

圖3 東羌塘地塊~259 Ma以來古地理重建
該研究成果近期以“Paleomagnetic and chronologic data bearing on the Permian/Triassic boundary position of Qamdo in the Eastern Qiantang Terrane: Implications for the closure of the Paleo-Tethys”為題,在線發表于國際權威地學期刊《Geophysical Research Letters》。本研究得到“第二次青藏高原綜合科學考察研究”專項(2019QZKK0707)等項目的資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1029/2020GL092059
(專題7供稿)
