作为世界上海拔最高的高原,有世界屋脊之称的青藏高原是由一系列发源于东冈瓦纳大陆的微地体经历了漫长的北向漂移和多期汇聚过程而形成的(图1)。这些不同性质和类型的地体,如南、北羌塘地体、拉萨地体、仲巴微地体(ZM)等,在古生代是东冈瓦纳大陆的重要组成部分,从一个侧面记录了特提斯洋的演化历史和东冈瓦纳大陆的解体过程,并在其后的聚集和增生过程中重塑了亚洲的地形地貌,从而对区域和全球的气候和环境变化产生了深远的影响。因此,确定冈瓦纳大陆微地体在古生代的相对位置,不仅对这些微地体随后的漂移和增生过程有启发作用,而且对冈瓦纳古地理重建也至关重要。
作为雅鲁藏布江缝合带西部的一个重要地体,仲巴微地体被认为是一个狭窄的小型构造地体,其连续的古生代海相沉积序列保存了其构造亲缘性的重要信息,为冈瓦纳古地理研究提供了良好的地质记录。然而,仲巴微地体的来源和归属仍然是争论的焦点。仲巴微地体究竟是拉萨地体南缘的一部分,还是印度北缘的一部分,尚不清楚。这严重阻碍了我们对冈瓦纳构造演化的认识和探索。古地磁学是定量约束地体在某一地质历史时期古地理位置的有效工具之一。然而,迄今为止,表明上述微地体与冈瓦纳联系的古地磁资料很少,尤其是晚古生代仲巴微地体的古地磁工作还是空白。
针对上述科学问题,我校地球科学与资源学院王成善院士团队的李帅博士后,在李亚林教授的指导下,联合中国科学院南海海洋研究所谈晓冬研究员,以西藏仲巴微地体早-中泥盆世纳登尔组地层为研究对象(图1),在地层学和沉积学研究基础上,开展了系统的构造古地磁学、岩石磁学和岩相学研究(图2),并结合已发表的碎屑锆石U-Pb年龄、板块古地理重建结果和古生物记录,约束了仲巴微地体泥盆纪的古地理位置,确定了仲巴微地体的性质、来源和构造亲缘性,并最终修正了东冈瓦纳大陆泥盆纪的古地理格局(图3)。研究取得的创新性认识如下:
1、野外检验、岩石磁学和岩相学结果表明早-中泥盆世纳登尔组中的剩磁是原生的,主要载磁矿物为碎屑磁铁矿和钛磁铁矿;
2、仲巴微地体在早-中泥盆世的古纬度为50.0°S ± 11.7°S;
3、仲巴微地体与拉萨地体没有构造亲缘关系,在408–388 Ma期间是大印度北缘的一部分,并与南羌塘地体、特提斯喜马拉雅等地体共同形成了连续的东冈瓦纳北部大陆边缘(图3)。
图1 仲巴微地体区域分布图及古地磁采样位置
图2 纳登尔组样品低温分量等面积投影(a–b),特征剩磁方向(c–d)和采点平均方向(e–f)
该研究得到了国家自然科学基金(91955206和41374071)、第二次青藏高原科学考察研究项目(2019QZKK0803)、国家重点研发计划(2017YFC0601405和2018YFE0204204)、中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA20070303)和南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(GML2019ZD0206)的支持。相关研究成果发表在国际地学期刊《Geological Society of America Bulletin》上。论文信息:Li, S., Li, Y., Tan, X., Han, Z., Wang, C., Ma, Z., et al. (2024), Early-Middle Devonian paleomagnetic results from the Zhongba microterrane, Tibetan Plateau: Evidence for its origin from the northern margin of Greater India, Geological Society of America Bulletin. https://doi.org/10.1130/B37147.1
全文链接:https://doi.org/10.1130/B37147.1