印度和亚洲大陆的碰撞是全球新生代最重要的构造事件之一。精细刻画这一地质过程并揭示其动力学机制一直都是国际地球科学的热点研究领域。前人研究表明，在持续的板块汇聚过程中，青藏高原的地表抬升率先从中部开始逐渐向外生长，这一过程中产生的碎屑物质被保存在高原内部及邻区的沉积盆地中，它们记录了大量大地构造演化与环境演变的信息。因此，查明这些盆地的沉积-构造演化过程对揭示板块汇聚和高原生长有关的地球动力学过程，特别是对亚洲大陆地壳变形和短缩过程至关重要，同时对青藏高原古地理演化及其环境效应具有重要意义。

西藏中部班公湖-怒江缝合带沿线发育多个新生代陆相沉积盆地，这些盆地普遍发育了2-4公里厚的古新世至中新世沉积物（图1a），是研究板块汇聚的沉积响应以及新生代环境演变的绝佳材料。近年来，国内外多个团队围绕这些盆地开展了多种手段的研究工作，构建了这些盆地（伦坡垃和尼玛盆地为主）新生代中晚期的年代地层构架，定量重建了古高程与环境演变。然而，对于接近大陆碰撞时期的新生代早期地层仍鲜有连续沉积记录的报道，阻碍了对西藏腹地构造与地貌演变如何响应印度和亚洲持续汇聚过程的进一步认识。因此，能否找到新生代早期连续沉积记录并构建可靠的年代地层格架是解决这一问题的关键。

针对上述科学问题，我校王成善院士团队的李帅博士，在科学研究院韩中鹏副研究员和地球科学与资源学院李亚林教授的共同指导下，联合中国科学院南海海洋研究所谈晓冬研究员，对西藏中部色林措地区的牛堡组地层开展了系统的磁性地层学和构造古地磁学研究。色林措是伦坡拉盆地和尼玛盆地的地理分界线，其北缘出露了厚度近3公里的古新世-始新世牛堡组河流-湖泊相沉积物（图1b）。结合碎屑锆石U-Pb年代学、岩石磁学和岩相学以及已发表的区域火山岩年龄、古生物记录和古地磁数据，本研究确认了牛堡组中的剩磁是原生的，主要载磁矿物为碎屑赤铁矿（图2），明确了该地区牛堡组地层时代为59.2-48.6 Ma（图3），班公湖-怒江缝合带在古新世-始新世时期古纬度位于25.4 ± 2.1°N（图4），青藏高原中部自60 Ma以来的地壳短缩量约为780 ± 330 km，上述证据也支持前人提出的印度和亚洲板块的两期碰撞模式。本研究首次为西藏中部早新生代牛堡组地层提供了全面、准确的年龄约束（图3），恢复了青藏高原各地体的古地理位置，并探讨了它们对新生代大陆碰撞和亚洲内陆地壳短缩的响应（图4），本研究不仅为在西藏中部开展进一步的研究工作奠定了扎实的年代学基础，也为揭示高原中部大地构造演变如何响应板块汇聚提供了新的见解。

图1（a）青藏高原晚白垩世-第四系沉积盆地分布图（b）尼玛盆地

东部边缘的地质简图

图2（a–b）在地理和地层坐标系中所有特征剩磁方向的等面积投影（c）Vandamme Cutoff筛选后的虚地磁极分布投影，红点表示不满足约束条件的虚地磁极（d）去除不确定数据后特征剩磁方向的等面积投影

图3（a）牛堡组地层剖面岩性柱（b–d）偏角，倾角和虚地磁极随剖面厚度变化图（e–f）剖面观测到的极性柱和全球标准磁极性柱对比

图4（a）青藏高原各地体70 Ma以来的古地理位置变化（b）60–50 Ma期间的古地理重建图，表明在此期间印度板块首先与洋内弧发生碰撞

该研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究项目（No. 2019QZKK0803）、国家自然科学基金（42172113、41802124）、中央高校基本科研业务费、“深时数字地球前沿科学中心”“深时数字地球”中央高校科技领军人才团队项目（2652023001）等项目的资助。相关研究成果发表在国际地学期刊《Geophysical Research Letters》上。论文信息：Li, S., Han, Z., Li, Y., Tan, X., Todrani, A., Ma, X., et al. (2024). Magnetostratigraphy of the Niubao Formation in the Bangong-Nujiang Suture Zone: Constraints on the amount of crustal shortening of the Tibetan Plateau since 60 Ma. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL111729. https://doi.org/10.1029/2024GL111729

全文链接：https://doi.org/10.1029/2024GL111729