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《青藏高原深时古生物地理和古地理演化》三古专辑出版
2022-05-24 | 编辑: | 【

  青藏高原的深时演化涉及了从原特提斯洋、古特提斯洋、中特提斯洋直到新特提斯洋的复杂变化过程。青藏高原相关地学的研究的对于人们深入开展特提斯古地理重建、矿产资源勘探、生物演化、气候变化等众多工作具有重要意义。因此,青藏高原成为近年来学术界研究的前沿热点地区。 

  为展现在特提斯演化方面各学科取得的研究进展成果,中国科学院南京地质古生物研究所张以春研究员和郄文昆研究员,与中国地质科学院地质研究所翟庆国研究员、吉林大学范建军副教授、以及中科院青藏高原研究所宋培平副研究员合作,近期在国际地学SCI期刊《古地理、古气候、古生态》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)组织完成了专辑《From Prototethys to Neotethys: Deep time paleobiogeographic and paleogeographic evolution of blocks in the Qinghai-Tibet Plateau》的出版。该专辑共收录了地层古生物、地球化学、沉积学和古地磁研究等共计21篇文章,并从多学科角度展现了青藏高原深时特提斯演化的复杂过程。 

  主要进展包括以下几个方面: 

  1)原特提斯洋呈现多个分支复杂演化的过程,其中青海拉脊山一带发现了寒武纪(521-510Ma)的火山岩,其较正的εHf(t)εNd(t)值指示该火山岩形成于南祁连洋中的洋岛环境(Fu et al., 2022)。西藏安多一带的花岗岩的年龄也在500Ma左右,但基本显示为负εHf(t)εNd(t)值,表明它是由原特提斯洋向南俯冲于冈瓦纳北缘而形成的(Hu et al., 2021)。同样,喜马拉雅地区聂拉木一带中晚志留纪的牙形动物群研究也揭示它具有较弱的古生物地理特征,表明洋流对它们的分布起到了关键作用(Chen et al., 2022)。以上这些研究表明,在早古生代时期,可能存在原特提斯洋的多条分支洋盆,并且广泛发育俯冲带和洋流。 

  2古特提斯洋在青藏高原上有多条缝合带,如羌塘地区的金沙江缝合带、龙木错-双湖缝合带以及拉萨地块南部的松多带。Qiao L. et al. (2022) 研究了青藏高原上多个块体石炭纪腕足的古生物地理,揭示了从早石炭世Visean晚期开始,北羌塘和昌都地区与其它冈瓦纳北缘的陆块就已展现明显的古生物地理分区,这表明古特斯洋沿着龙木错-双湖带正在扩张。Qiao, F. et al.(2021)通过研究北羌塘地块上的二叠纪地层,揭示了上二叠统和下伏地层的巨大不整合带;同时,北羌塘盆地也发生了翻转;并提出北羌塘-思茅-印支地块和华南等旋转碰撞的新模式。松多带是近年来在西藏发现的重要榴辉岩带,它可能代表了晚古生代时期的一个洋盆记录。Xie et al. (2021) 研究了该带中松多组中的物源,认为其物源来源于中拉萨,因此提出松多组是在晚石炭世至早二叠世松多洋盆向北俯冲的条件下形成。这些研究总体表明石炭二叠纪时,伴随着龙木错-双湖古提斯洋的扩张,北方陆块逐渐汇聚,而南方的各陆块相继从冈瓦纳北缘裂解。 

  3)中特提斯洋以班公湖-怒江洋为代表。洋盆的打开时间一直伴随着激烈的争论。本专辑中,在南羌塘发现的空谷期牙形类Sweetognathus-Mesogondolella组合和Neoschwagerina simplex等都揭示与拉萨地块的显著差异性(Yuan et al., 2022);同样,物源的研究揭示了南羌塘上二叠统的物源曾发生过明显的转变(Fan et al., 2021)。这些研究共同表明班公湖-怒江洋打开时间在早二叠世。同样,班怒洋的关闭时间也是长久以来备受争议。比如,班戈一带北拉蛇绿岩的研究揭示安多地块可能和南羌塘地块在中侏罗世就开始发生碰撞(Tang et al., 2021);拉萨地块西部日松组中古地磁的研究则揭示了在早白垩世时(~120Ma),拉萨地块位于北纬22.5°± 2.2°,和当时的南羌塘地块已没有了差异性(Wang et al., 2022)。同样,班戈一带下白垩统多尼组的沉积环境研究表明它形成于拉萨和南羌塘碰撞的前陆盆地环境(Zhu et al., 2022)。Wang et al. (2021)报道的日土和尼玛地区早白垩世的埃达克岩,表明在110Ma左右,拉萨和南羌塘的碰撞形成的隆升高度可能要超过4000米。从狮泉河至永珠,断断续续分布着蛇绿岩,但这个带的研究争议很大。本专辑中,Wu et al.(2021)研究了狮泉河和古昌地区晚侏罗世至早白垩世(~148-144 Ma)的火山岩,地化特征显示它可能来源于洋盆的向南俯冲。同样,Zeng et al. (2022)研究了中仓和拉果错一带白垩纪Aptian期的浊积岩,研究揭示中仓地区的物源和南羌塘地块相似,而拉果错地区的物源却与拉萨地块相似,证实以纳木错-狮泉河代表的洋盆至少在早白垩世仍然是一个较大的洋盆。但Lai et al. (2022)基于那曲盆地拉贡塘组的沉积和物源研究认为中拉萨和南拉萨向那曲盆地提供了物源,即在晚侏罗世至早白垩世,并不存在狮泉河-纳木错洋盆。由此可见,在班怒洋关闭时间的科学问题上,依旧存在较多争议。 

  4)新特提斯在西藏是以雅鲁藏布江缝合带为代表的洋盆。同样,它的打开和关闭时间也存在较大争议。Ju et al. (2021)曾基于拉萨地块有孔虫Shanita的发现,综述了全球的Shanita-Hemigordiopsis组合,认为它的分布是受新特提斯洋流控制,提出新特斯洋打开时间早于中二叠世。到了中生代,随着新特提斯洋的扩张,广泛发育蛇绿岩(Zheng et al., 2022),而洋盆的加深也促进了放射虫的发育,在新特提斯区域广泛发育放射虫Cecrops septemporatus带(Cui et al., 2021)。Peng et al. (2022)研究了特提斯喜马拉雅东段下白垩统的火山岩,年代约为135-130Ma。通过地球化学研究认为它代表了Kerguelen地幔柱的形成,促使了东冈瓦纳的裂解。Wei et al. (2021)在雅江东段发现了弧前盆地沉积,并认为它与日喀则弧前盆地中南木林组相似,表明新特提斯洋向拉萨地块的俯冲过程中,在拉萨地块南缘广泛发育弧前盆地。Ma et al. (2022)研究了林周盆地上白垩统红色的古地磁,研究揭示在70-91Ma时,林周盆地位于北纬12 ± 2.6°N,表明当时亚洲南缘方位是WNW-ESE 

  总之,本专辑汇集了青藏高原研究中诸多前沿科学问题,也呼吁在后续重大科学问题研究过程中,应该运用多学科综合开展集成性系统研究。 

  专辑网址:https://www.sciencedirect.com/journal/palaeogeography-palaeoclimatology-palaeoecology/special-issue/10KXH7F1L6X. 


 
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