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“走走停?!钡睦_地塊
拉薩地塊中部措勤地區敵布錯北緣(84.7°E,30.9°N)的三疊紀海相嘎仁措組古地磁學結果顯示,拉薩地塊在早—中三疊世和晚三疊世時期(距今2.4—2.1億年前)古緯度分別位于南半球?16.5°S?和?18.4°S,長時期徘徊在南半球(圖?1?和?2),顯得“猶豫不決”,但也證明拉薩地塊在早三疊世也已從南半球的岡瓦納大陸裂離出來并位于南半球中—低緯度地區。隨后拉薩地塊緩慢向北漂移,在距今?1.8?億年時繼續向北漂移至南緯3.7°S?附近(圖?2),早白堊世(距今?1.2?億年前)已經到達位于北緯?13.1°N?的位置。距今?8?000萬年時,拉薩地塊西部亞熱和獅泉河盆地晚白堊世的古地磁研究得到拉薩地塊還在北半球約?12°N,因而拉薩地塊在整個白堊紀顯得有點“裹足不前”,一直在北半球?12°N?左右徘徊。它在等待一個同伴——印度次大陸。
“急速追趕”的印度次大陸
印度次大陸(及其次大陸最北緣的喜馬拉雅部分)在晚侏羅世從岡瓦納大陸分離后,開始向北快速漂移,并急速追趕拉薩地塊。最新研究表明,早新生代(距今?6?500?萬—6?000?萬年前),印度次大陸已經在北緯?13°?附近與歐亞大陸最新南緣(拉薩地塊)發生初始碰撞,隨后拉薩地塊與印度次大陸一起漂移到目前的位置(30°N)。印度-歐亞大陸碰撞也被認為是距今?5?億年以來地球歷史上發生的最重要的造山事件。盡管地質歷史上曾經發生過多次大洋關閉以及大陸碰撞,但唯獨印度次大陸與歐亞大陸的碰撞引起了大面積的地表隆起。這種碰撞和持續作用,其影響范圍遠遠超越了青藏高原,甚至波及中亞腹地、東南亞和中國東部地區。圍繞這一重大地質事件,早在?19?世紀末期,就有國外學者對青藏高原的形成提出了認識;在?20?世紀初期,有學者提出青藏高原的形成是由于印度次大陸向歐亞大陸下方的俯沖導致兩大陸間發生強烈擠壓變形從而導致高原隆升。近年來,地球科學家們開展了大量的研究,取得了海量的數據及研究成果。關于印度-歐亞大陸初始碰撞研究,國際上普遍接受的觀點認為,印度次大陸首先在西構造結與歐亞大陸發生碰撞,然后向東穿時性封閉,普遍接受的碰撞起始時間為距今?5?500?萬年。最新的來自巴基斯坦北部?Hazara-Kashmir?地區的鋯石年齡譜、物源分析以及前陸盆地分析研究也證實,西構造結地區的初始碰撞在距今?5?600?萬—5?500?萬年。同時,根據近?10?年我國境內雅魯藏布江縫合帶的研究資料,國內科學家首次提出印度次大陸與歐亞大陸的碰撞時間要更早,起始時間很可能在距今?6?500?萬年前,碰撞首先從中部開始,然后分別向西構造結和東構造結穿時性封閉。新的模型預測:碰撞后(1)青藏高原將發生大規模的陸內俯沖,陸內俯沖可能是青藏高原大規模變形的主要動力學模式;(2)大規模的陸內俯沖將引起變形的遠程效應;(3)青藏高原碰撞后將發生大規模的陸內巖漿活動和成礦作用。
總之,大陸間碰撞通常是一個極為復雜的過程,碰撞前的大陸邊緣形狀是各種各樣、不規則的,如南美大陸西側是平直、簡單的活動大陸邊緣;澳大利亞與亞洲大陸碰撞一側的亞洲大陸活動邊緣則是非常復雜的,包括陸緣弧、島弧、微大陸和邊緣海等;俯沖的板片也可能出現海山、島鏈、海底高原及微陸塊等;而印度次大陸邊緣存在凸出的岬角和凹進的海灣,因而碰撞首先發生在兩大陸凸出的岬角部位,在凸出點之間或一側仍殘留有大洋巖石圈。進一步的大陸-大陸會聚,使碰撞大陸部位向開放的殘留大洋巖石圈做逆沖推覆或走滑變形,直至碰撞系統內所有大洋巖石圈被俯沖或被掩埋,然后碰撞變形將傳遞到更寬闊的兩側大陸之上。因此,可以想象,一個數千公里長的大陸碰撞帶,如印度次大陸與歐亞大陸的碰撞,其碰撞將是穿時的,從最初的碰撞到系統內所有洋殼消失后的全面碰撞,可能要持續幾十個百萬年。
結論
距今?3?億年前(晚石炭世),岡瓦納大陸主體仍然位于南半球中、高緯度帶,羌塘地塊已經從超大陸北緣裂離出來并發生向北的漂移,而此時拉薩地塊則仍然與岡瓦納大陸連接在一起。
晚三疊世(距今?2.1?億年前),羌塘地塊已經到達北緯中緯度地區(與現今緯度一致),表明此時羌塘地塊已經與中國華北等主要地塊完成拼合過程且在運動學意義上與歐亞大陸不可區分,此時代表歐亞大陸與岡瓦納大陸之間的古特提斯洋(Paleo-Tethys)已經關閉,但中特提斯洋(Meso-Tethys)仍廣泛存在,緯向寬約?3?500—4?200?公里。拉薩地塊則仍位于南半球中緯度地區(16°S?附近)。
早侏羅世時期(距今1.8億年前),拉薩地塊仍然向北漂移并到達位于南半球赤道附近(3.7°±3.4°S)。早白堊世時期(距今約?1.2?億年前),拉薩地塊則已經越過赤道并與位于北半球的羌塘地塊完成了塊體間的拼貼過程,該過程很可能一直持續到晚白堊世。此時拉薩地塊最南緣位于10°N—20°N。
晚白堊世時期(距今約?8?000?萬年前),非洲大陸已經向北漂移,且印度次大陸漂移至?10°S—30°S范圍,羌塘地塊于拉薩地塊并歐亞大陸整體古緯度幾乎無明顯變化,拉薩地塊很可能仍然位于?13°N?附近。
早新生代時期(距今?6?500?萬年前),印度次大陸已經在?13°N?附近與歐亞大陸最新南緣(拉薩地塊)發生初始碰撞。印度次大陸與歐亞大陸之間強烈匯聚縮短擠壓,把先期到達的羌塘和拉薩兩地塊緊緊地擠壓在歐亞大陸南部,組成青藏高原的核心。(作者:丁林 中國科學院青藏高原研究所 大陸碰撞與高原隆升重點實驗室、中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心;李震宇 中國科學院青藏高原研究所 大陸碰撞與高原隆升重點實驗室;宋培平 中國科學院青藏高原研究所 大陸碰撞與高原隆升重點實驗室。《中國科學院院刊》供稿)