GSAB:古地磁研究揭示青藏高原东南缘新生代两阶段构造演化模式

发布日期:2024-04-19 来源: 字体:[ ]

    新生代期间,青藏高原东南缘响应印度与欧亚板块碰撞发生了显著的顺时针旋转变形和东南向逃逸(图1),这个过程吸收了大量的高原岩石圈南北向缩短和垂向生长,在调节高原构造隆升变形过程中扮演着重要角色。研究青藏高原东南缘新生代期间的构造演化历史,对于探讨整个青藏高原的隆升演化过程、模式及动力学机制等具有重要的科学意义。

    现有的古地磁研究表明,青藏高原东南缘南部地区如兰坪-思茅、腾冲和保山等(图1)发生顺时针旋转变形及东南向逃逸的时间主要在早渐新世之后,远远晚于学界的普遍认为的发生在约60-50 百万年的印度-欧亚板块碰撞时间。而高原东南缘北部地区如囊谦、贡觉等(图1)在始新世期间记录了复杂的旋转变形历史。因此,目前并不清楚东南缘南部地区在渐新世之前有无发生旋转变形,整个高原东南缘在时空上响应印度-欧亚板块碰撞的机制是什么。围绕这些问题,中国科学院青藏高原研究所新生代环境团队、青藏高原地球系统与资源环境重点实验室颜茂都研究员与合作者,选取兰坪-思茅地块北部云龙盆地的云龙组地层(图1),开展了系统的古地磁学旋转变形研究。

    详细的岩石磁学,岩相学和野外(褶皱和倒转)检验表明,云龙组样品记录了原生剩磁方向;磁性地层学和区域年代学综合对比分析揭示,云龙组地层年代约为79-61 百万年(图2);特征剩磁方向分析表明云龙盆地在79-61 百万年之后发生了约45°的顺时针旋转变形。通过综合对比兰坪-思茅盆地早白垩世和晚始新世的已有古地磁数据,科研人员发现该盆地在始新世发生了约20°顺时针旋转变形(图3),旋转变形发生的时间和幅度与东南缘北部贡觉盆地的基本一致。此外,高原东南缘从北到南(从贡觉到芒康再到兰坪)的构造迹线与晚始新世后旋转量具有很好的线性关系(图4A),即晚始新世后发生了弯山构造(也叫山弯构造)变形。据此,作者提出青藏高原东南缘新生代两阶段构造演化模式(图4B):(1)响应印度-欧亚板块碰撞,青藏高原东南缘在碰撞的早期阶段(始新世期间),整体发生约20°的顺时针旋转变形;(2)在晚始新世之后,随着印度板块在喜马拉雅东构造结地区持续北向楔入,青藏高原东南缘不同部位以弯山构造变形方式发生了不同幅度的旋转变形。

    上述研究成果以“Moderate magnitude clockwise rotation of the Yunlong Basin: Implications for synchronous Eocene rotation of the Southeastern Tibetan Plateau”为题,近期发表在国际权威地学期刊《Geological Society of America Bulletin》。我所在读博士生徐万龙与枣庄学院张大文副教授为论文共同第一作者,颜茂都研究员为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划课题(2022YFF0800502)、国家自然科学基金项目(41988101-01, 41974080, 41907263)、“第二次青藏高原综合科学考察研究”专项(2019QZKK0707)、山东省高等学校青创科技计划创新团队项目(2021KJ063)和枣庄学院“青檀学者”人才等项目的联合资助。

    论文链接:https://doi.org/10.1130/B37395.1.

图1 研究区位置


图2 云龙地区云龙组磁性地层年代学结果


图3 兰坪-思茅地块早白垩世-古新世磁偏角记录对比


图4 (a)贡觉-芒康-兰坪地区弯山构造检验;(b)青藏高原东南缘新生代两阶段构造演化模式示意图