特提斯喜马拉雅白垩纪-始新世构造古地磁学及U-Pb锆石年代学研究

The India–Asia collision during the Cenozoic is the most spectacular tectonic event on the Earth. The Tethyan Himalaya is located between the Indian craton on the south and the Lhasa terrane on the north, and thus its paleogeographic position during the Cretaceous-Eocene is critical to understand the India–Asia collision process, as well as to estimate the postcollisional crustal shortening between the Indian craton and Asia. However, the amount and quality of Cretaceous–Eocene paleomagnetic data obtained from the Tethyan Himalaya are not enough to reconstruct its paleogeographic position and evolution. A combined study of tectonic paleomagnetism and U-Pb zircon geochronology from Cretaceous-Eocene rocks in the Tethyan Himalaya will provide high-quality paleomagnetic data with reliable age constraints, which can reconstruct the Cretaceous-Eocene paleogeographic position of the Tethyan Himalaya, as well as its paleolatitude evolution. Comparison of these paleomagnetic data obtained from the Tethyan Himalaya with those expected from the apparent polar wander paths of the Indian craton and observed from the Lhasa terrane will be able to constrain the northern extent of Greater India, the location and south-north width of the Neo-Tethyan Ocean, and the India–Asia collision process (model and age).

印度板块与亚洲大陆的碰撞是新生代以来地球上发生的最为壮观的重大地质事件。特提斯喜马拉雅位于印度板块和亚洲大陆之间，其白垩纪–始新世期间所处的古地理位置是理解印度-亚洲碰撞过程及其造成的陆内变形的关键。然而，特提斯喜马拉雅白垩纪–始新世古地磁数据偏少、数据可靠性较差，无法准确约束该时期特提斯喜马拉雅的古地理位置及其古纬度变化。本研究通过对特提斯喜马拉雅白垩纪–始新世期间形成的沉积岩及火山岩开展系统的构造古地磁学及U-Pb锆石年代学研究，获得精确年代学控制的高质量白垩纪–始新世古地磁数据，重建特提斯喜马拉雅的白垩纪–始新世期间的古地理位置及其古纬度演化历史，结合印度克拉通的视极移曲线和在拉萨地块（印度-亚洲碰撞之前的亚洲大陆南缘）获得的高质量白垩纪–始新世古地磁结果，对大印度地壳的北延尺度、新特提斯大洋的位置和南北宽度以及印度-亚洲碰撞过程（模式及时间）进行约束。

特提斯喜马拉雅和拉萨地块分别位于雅鲁藏布江缝合带南北两侧，其白垩纪–始新世期间所处的古地理位置是理解印度-亚洲碰撞过程及其造成的陆内变形的关键。通过对特提斯喜马拉雅和和拉萨地块白垩纪-始新世期间形成的沉积岩及火山岩开展系统的构造古地磁学和U-Pb锆石年代学等研究，获得一批有精确年代学和野外检验控制的高质量白垩纪-始新世古地磁数据，结合拉萨地体已有的高质量白垩纪古地磁结果以及印度克拉通的极移曲线，取得的主要成果及认识包括：1）特提斯喜马拉雅东部洛扎地区遮拉组和维美组火山岩的形成年龄分别为135.3±2.7 Ma和137.6±3.8 Ma，不属于1：25万区域地质调查报告给出的中侏罗世和晚侏罗世年龄范畴；2）特提斯喜马拉雅东部地区在早白垩世~138–124位于南纬约50°，且位于Kerguelen地幔柱中心位置；3）特提斯喜马拉雅东南部早白垩世（147–124 Ma）大火成岩省起源于Kerguelen地幔柱；4）东冈瓦纳大陆在~147 Ma开始裂解，印度板块与澳大利亚-南极洲板块在~124 Ma之前已完全裂解；5）在130 Ma，位于拉萨地体和特提斯喜马拉雅之间的新特提斯大洋宽度约为6900公里；6）特提斯喜马拉雅在晚侏罗世-早白垩世是印度次大陆的一部分，印度克拉通北缘与特提斯喜马拉雅南缘在晚侏罗世以来很可能即不存在小洋盆伸展也不存在超过1000公里的地壳缩短；7）特提斯喜马拉雅萨嘎地区在~59 Ma位于6.2°±4.2°S；8）拉萨地块西部的狮泉河地区在整个白垩纪一直位于北纬约17-19°；9）拉萨地块在印度亚洲碰撞之前近于目前的近东西方向排列；10）印度-亚洲碰撞很可能发生在47.14.5 Ma。这些新结果为约束大印度地壳的北延尺度、新特提斯大洋的位置和南北宽度以及印度-亚洲碰撞过程提供了可靠的古地磁证据。