东喜马拉雅构造结南迦巴瓦地区构造演化低温热年代学模拟

The Eastern Himalaya Syntaxis, as a result of India and Eurasia collision, has great impacts on the uplift of the Tibetan Plateau, the climate change in East and Southeast Asia, and the evolution of the river networks on the southeastern plateau margin. There are two major models for the formation of this syntaxis which are the anticline expansion model and the tectonic aneurysms model. Low-temperature thermochronometry, which can record rock exhumation history, is informative to differentiate between models. This project intends to collect bedrocks from north of the syntaxis along the Parlung river and northeast of the syntaxis from the Lhasa Block. By dating these rocks with apatite (U-Th)/He method, the regional exhumation pattern will be constructed with an inversion method after combining the existing low-temperature thermochronometric ages in this region. A 3-dimentional landscape evolution model will be built to investigate the impacts of different models on the low-temperature thermochronometric ages and to further constrain the development of the syntaxis and the river systems in this region.

东喜马拉雅构造结是印度板块和欧亚板块碰撞的产物，其形成和演化过程关系着整个青藏高原的隆升、东亚和东南亚气候变化、以及青藏高原东南缘各大水系的演化。关于该构造结的形成演化目前存在着“背斜扩张”和“Tectonic Aneurysms”两种主要模式。低温热年代学方法作为能够揭露地表剥蚀过程的一种手段，对于区别不同构造模式具有重要指示意义。拟议中的项目拟采集南迦巴瓦构造结北部帕隆藏布江流域和北东拉萨板块上的基岩样品，利用磷灰石(U-Th)/He定年的方法，并结合区域已经发表的其它低温热年代学年龄，通过反演的方法，拟恢复该构造结剥蚀速率的时空变化格局，并结合三维地形模拟的手段，区别各种构造模式对于低温热年代学年龄的影响，进一步揭示该构造结可能的演化模式以及在该过程中对区域水系形成的影响。

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦地区作为新生代以来印度板块和欧亚板块碰撞的产物，对于理解陆陆碰撞机制与地球深度动力学特征有着重要的意义。然而关于该构造结的演化模式目前还存在争议，主要包括“背斜扩张模式”和“构造瘤模式”这两种模式的争议。其中“背斜扩张模式”强调构造作用对于构造结形成演化的主控作用，认为构造活动是导致区域剥蚀作用的主要因素。而“构造瘤模式”强调地表侵蚀和构造抬升在空间上的耦合，并认为构造结的快速抬升集中在构造结的核部部位。而解决这两种模式争议的关键地区是南迦巴瓦构造结北部的易贡藏布江流域。为了约束该河流的侵蚀历史，本研究采用了低温热年代学方法，包括钾长石热释光、磷灰石和锆石（U-Th）/He，通过这些不同定年方法的结合，建立易贡藏布江不同时间尺度的剥蚀历史。我们得到的锆石（U-Th）/He的年龄为0.3 Ma-18.9 Ma，磷灰石（U-Th）/He的年龄为0.21-0.31 Ma，并且沿着河流从下游往上游，年龄逐渐变老。此外，这些年龄还呈现出与高程的正相关关系，并得到易贡藏布江20Ma以来的侵蚀速率为~0.11 km/Ma。钾长石热释光定年结果表明，1Ma以来易贡藏布江的下游存在快速剥蚀，剥蚀速率高达10mm/yr以上。结合锆石、磷灰石（U-Th）/He定年及钾长石热释光定年结果，我们认为易贡藏布江在近1Ma以来经历了加速剥蚀，这表明东喜马拉雅构造结快速剥蚀的中心并不仅存在于构造结的核部部位，还存在于构造结的北部。我们认为易贡藏布江1Ma以来的快速侵蚀是构造结向北扩张的结果。此外，我们还对东喜马拉雅构造结以东的青藏高原东缘的抬升历史进行约束。不同于东喜马拉雅构造结，青藏高原东缘经历了晚中新世的整体隆升，并且早更新世的河流袭夺也导致了区域的侵蚀并影响地貌的演化。对比我们在东喜马拉雅构造结和青藏高原东缘的研究结果表明，青藏高原的不同区域表现出不同的构造抬升历史，这也反映了整个青藏高原的形成演化并不能由单一的动力学模式来解释，可能是多动力学机制作用的结果，同时高原的形成演化还受到了地表过程的影响。