科学研究

毕文军:羌塘地体白垩纪-新生代冷却历史及其对青藏高原中部隆升过程的约束【GSA Bulletin,2023】
2023-03-16 阅读:1941

青藏高原作为世界上海拔最高、面积最广的高原,不仅是探究地球动力学和陆-陆碰撞的天然实验室,而且其地表隆升影响着亚洲季风的形成发展、干旱化以及全球气候变化。尽管前人关于青藏高原的隆升历史开展了大量研究,提出其隆升过程在时空上存在显著的差异,然而对其隆升时间和机制仍存在很大争议。如在隆升时间上,存在白垩纪时期、始新世时期以及中新世以来等不同观点;在隆升机制上存在拉萨-羌塘碰撞、新特提斯洋俯冲汇聚、深部下地壳流动以及板片断离等不同认识。羌塘地体位于青藏高原腹地,出露了古生代-新生代沉积地层,受白垩纪拉萨-羌塘地体和古近纪以来印度-欧亚碰撞的影响,构造变形复杂,是研究青藏高原中生代以来地表隆升和剥露过程的理想场所。尽管变形年代学和低温热年代学研究表明羌塘地体在40-35 Ma形成了低起伏的高原地貌,然而对其形成过程和动力学机制一致存在争议。方式演化而来?

围绕上述科学问题,我校地球科学与资源学院博士生毕文军,在李亚林教授的指导下,与新西兰怀卡托大学地球科学学院合作,选择北羌塘地体普若岗日地区开展了系统地低温热年代学研究,重建了羌塘地体白垩纪以来的剥露历史,并取得如下新认识:

1)羌塘地体经历了120-65 Ma55-35 Ma<25-0 Ma三期快速冷却事件。

2)第一期的快速快却(120-65 Ma)表现为从羌塘地体中部向南、北发生扩展,结合区域构造事件,提出这一期快速冷却可能与拉萨-羌塘地体碰撞和中羌塘地体的构造负载有关。

3)第二期的快速快却(55-35 Ma)主要发生在南羌塘地体以及北羌塘地体的北部区域,这一时期的冷却可能与印度-欧亚板块连续汇聚诱发拉萨地体和松潘-甘孜地体分别向南、北俯冲有关。该期快速冷却事件结束之后,羌塘地体的平均剥露速率<0.05 mm/yr;结合已古高程数据,表明羌塘地体在~35 Ma基本形成了低起伏、接近现今海拔的地貌。

4)第三期的快速快却(<25-0 Ma)发生在羌塘地体南北向挤压变形结束之后,该期地表剥露可能与该地体东西向伸展断层活动有关。


图1 (A)青藏高原构造单元简图;(B)羌塘地体地质简图;(C)普若岗日地区地质图

 



图2 羌塘地体白垩纪以来的地质事件和冷却历史

 



图3 羌塘地体白垩纪-始新世构造演化模式图

 

上述研究成果发表在地球科学国际权威刊物《Geological Society of America Bulletin》上:Bi, W.J., Li, Y.L.,* Kamp, P.J.J., Xu, G.Q., Zhang, J.W., Han, Z.P., Du, L.T., Wang, C.S., He, H.Y., Xu, T.K., Ma, Z.N., Cretaceous–Cenozoic cooling history of the Qiangtang terrane and implications for Central Tibet formation. Geological Society of America Bulletin. 2022. https://doi.org/10.1130/B36313.1

全文链接:https://doi.org/10.1130/B36313.1


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