作为新生代印度-欧亚大陆碰撞的构造响应,青藏高原东南缘自晚始新世以来普遍被认为经历了显著的顺时针旋转和东南向挤出逃逸。然而,近年来的古地磁研究揭示,高原东南缘的构造响应存在显著的南北差异:东南向逃逸可能仅发生在南部(如兰坪-思茅盆地),而北部(如羌塘地块东部)可能存在北向运动。目前,关于北部北向运动的幅度、起始时限、其与南部东南向逃逸的动力学耦合关系,尤其是控制这种南北向反向运动的构造边界位置,尚不清楚。
为厘清上述问题,中国科学院青藏高原研究所新生代环境团队选取高原东南缘中部德钦地区(图1)的始新世东旺组地层,开展了系统的古地磁学研究。团队在羊拉和白马两条剖面共设置37个采点,采集古地磁样品380余块。通过系统的岩石磁学、岩相学分析,结合热退磁实验、倒转检验及褶皱检验结果,确认所获得的特征剩磁方向为原生剩磁(图2);依据区域岩性与碎屑锆石物源对比结果,进一步限定研究地层的沉积时代早于晚始新世。
古地磁剩磁方向分析表明,白马剖面采点平均方向(Ds=314.2°,Is=+42.8°,k=23.3,α95=9.2°)指示该剖面曾发生约50°的逆时针旋转,结合区域地质证据,特别是与中甸断裂的几何形状学关系,推断该幅度的逆时针旋转主要由左行走滑的中甸断裂挤压拖曳所致;羊拉剖面采点平均方向(Ds=19.7°,Is=+49.1°,k=85.1,α95=3.2°)记录了约10°顺时针旋转,综合分析区域地质证据,推测该幅度的旋转可能反映了局部构造变形的影响。经过磁倾角E/I浅化校正后,获得德钦地区在晚始新世前的古纬度约为34.4°N,与欧亚参考极所对应的期望古纬度相近,表明自晚始新世以来,德钦地区相对于欧亚大陆未发生显著的纬向位移。
综合现有古地磁与构造地质证据,尽管目前关于高原东南缘北部北向运移的幅度存在较大争议(估算值从1700多公里至200多公里不等),但依据本次德钦地区的新古纬度数据及团队在芒康晚始新世火山岩中获得的古纬度数据,并结合北部地区的地壳缩短量结果,本研究认为:相对于南部地区显著的东南向挤出逃逸,高原东南缘北部在晚始新世之后,应仅经历了有限的北向位移。德钦地区很可能构成了高原东南缘晚始新世后南北部反向运动的边界。据此,本研究提出德钦南北两侧反向位移的变形模式,其动力学机制可能源于该区域自晚始新世以来围绕德钦附近的欧拉极发生的区域性顺时针旋转(图3)。这一旋转变形可能是青藏高原东南缘响应印度-欧亚板块碰撞、吸收地壳缩短的重要方式,其运动学特征也得到了高原东南缘山弯构造变形以及剪切波分裂与地表形变场等证据的支持。
该研究成果以“Paleomagnetic constraints on the northernmost boundary of the southeastward extrusion in the southeastern Tibetan Plateau(青藏高原东南缘东南向挤出最北边界的古地磁约束)”为题,发表于《Science China-Earth Sciences》(中英文版)。我所特别研究助理徐万龙为论文第一作者,颜茂都研究员为通讯作者。该研究获得国家自然科学基金项目(42430807、42130205、42504056、42204087、42404084、41974080)、中国博士后科学基金项目(2025M770424)、山东省自然科学基金项目(ZR2023QD166)和山东省高等学校青年科技创新团队计划项目(2024KJG073)等联合资助。
论文链接:https://doi.org/10.1007/s11430-025-1855-2,https://doi.org/10.1360/N072025-0552

图1 研究区位置

图2 古地磁方向统计及剩磁稳定性检验

图3 青藏高原东南缘晚始新世以来东南向挤出逃逸最北边界示意图