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      科學研究

      郝敏剛:沉積記錄對西藏南部岡底斯巖漿弧白堊紀中期隆升的響應【BR,2024】
      2024-05-14 閱讀:43

      與俯沖相關的沉積盆地記錄了匯聚板塊邊緣的復雜演化歷史(圖1)。與被動大陸邊緣寬廣的陸架相比,活動大陸邊緣通常以狹窄的陸架為特征,能夠有效地將沉積物輸送至深水弧前盆地。因此,弧前盆地發育的硅質碎屑沉積物往往保留了巖漿弧區域的巖漿活動、地形抬升和地質演化的大量關鍵信息。東西走向的岡底斯巖漿弧是印度-歐亞大陸碰撞前西藏南緣最主要的地形特征之一,但關于相鄰弧前盆地如何響應白堊紀巖漿弧隆升和演化仍不明確。

      針對以上問題,我校地球科學與資源學院博士生郝敏剛,在王成善院士的指導下,聯合美國德克薩斯大學Matthew Malkowski教授和我校朱弟成教授與戴緊根教授,以西藏南部日喀則弧前盆地深水沉積地層為研究對象(圖2),采用沉積學、地層學、沉積構型分析、鋯石U-Pb年代學等方法對該盆地中的深水沉積記錄進行了系統研究(圖3),結合統計岡底斯巖漿弧-盆地系統的鋯石U-Pb年齡與Lu-Hf同位素特征數據(圖4)與造山帶區域尺度的地質事件對比(圖5),重建了早-中白堊世岡底斯巖漿弧的隆升和相鄰盆地內的沉積響應歷史(圖6),并取得了以下新認識:

      1.闡明了匯聚大陸邊緣深水粗粒沉積對外界控制(如巖漿作用和地形隆起等)的沉積響應。強調了詳細的地層學、沉積構型、物源分析以及精確的年代地層的約束有利于增強弧前盆地和弧后盆地的關聯與對比,能夠進一步探究科迪勒拉型造山帶弧盆系統更詳細的古地貌和隆升演化歷史;

      2.日喀則弧前盆地早-中白堊世深水沉積記錄彌補了岡底斯巖漿弧被剝蝕而導致的巖漿和隆升歷史信息的缺失,重建的演化歷史可以劃分為三個階段:(1) 124~108 Ma,岡底斯為新生的巖漿??;(2) 108~101Ma, 巖漿弧的持續生長促使相鄰盆地的沉積物供應量增加,并阻止了中拉薩地體物質進一步到達日喀則弧前盆地之中;(3) 101~94 Ma,巖漿弧的隆升和剝蝕為日喀則弧前盆地深水沉積系統的進積作用和盆地物源轉變所記錄;

      3.進一步支持了印度-歐亞大陸碰撞之前白堊紀時期的拉薩地體具有復雜且較高地形特征的觀點。

       


      圖1 匯聚板塊邊緣巖漿弧-盆地系統概念剖面圖


       


      圖2 (A) 拉薩地體地質簡圖;(B) 日喀則地區地質圖;(C) 日喀則西山采石場砂礫巖體與日喀則水道系統


       


      圖3 采石場砂巖巖相與沉積構型解譯綜合對比圖



       

      圖4 岡底斯巖漿弧與中拉薩地體Hf 同位素特征(A)與鋯石U-Pb年齡峰譜(B);(C) 日喀則弧前盆地與林周弧后前陸盆地鋯石U-Pb年齡峰譜與εHf(t)關系圖


       


      圖5 中拉薩-日喀則弧前盆地巖漿作用、變形作用、海平面變化和沉積作用匯總圖


       


      圖6 岡底斯巖漿弧-盆地系統晚Barremian- Cenomanian古地理演化重建;(A) 124-108 Ma期間初生的巖漿弧 (B) 108-101 Ma期間岡底斯形成了較高的地形屏障,促進了沉積物供給量的增加,阻止了中拉薩地體的物質到達日喀則弧前盆地;(C) 101-94 Ma期間岡底斯繼續形成更高的地形屏障

       

      該研究得到了國家自然科學基金(41888101)和第二次青藏高原綜合科學考察研究項目(2019QZKK0204)的支持。相關研究成果發表在國際權威地學期刊《Basin Research》上。論文信息:Hao, M., Malkowski, M. A., Zhu, D., Dai, J., & Wang, C*. (2024). Sedimentary Record of the middle Cretaceous uplift across the Gangdese magmatic arc system in Southern Tibet. Basin Research, 36, e12866. https://doi.org/10.1111/ bre.12866;

      全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/bre.12866#


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