科学研究

郝敏刚:沉积记录对西藏南部冈底斯岩浆弧白垩纪中期隆升的响应【BR,2024】
2024-05-14 阅读:64

与俯冲相关的沉积盆地记录了汇聚板块边缘的复杂演化历史(图1)。与被动大陆边缘宽广的陆架相比,活动大陆边缘通常以狭窄的陆架为特征,能够有效地将沉积物输送至深水弧前盆地。因此,弧前盆地发育的硅质碎屑沉积物往往保留了岩浆弧区域的岩浆活动、地形抬升和地质演化的大量关键信息。东西走向的冈底斯岩浆弧是印度-欧亚大陆碰撞前西藏南缘最主要的地形特征之一,但关于相邻弧前盆地如何响应白垩纪岩浆弧隆升和演化仍不明确。

针对以上问题,我校地球科学与资源学院博士生郝敏刚,在王成善院士的指导下,联合美国德克萨斯大学Matthew Malkowski教授和我校朱弟成教授与戴紧根教授,以西藏南部日喀则弧前盆地深水沉积地层为研究对象(图2),采用沉积学、地层学、沉积构型分析、锆石U-Pb年代学等方法对该盆地中的深水沉积记录进行了系统研究(图3),结合统计冈底斯岩浆弧-盆地系统的锆石U-Pb年龄与Lu-Hf同位素特征数据(图4)与造山带区域尺度的地质事件对比(图5),重建了早-中白垩世冈底斯岩浆弧的隆升和相邻盆地内的沉积响应历史(图6),并取得了以下新认识:

1.阐明了汇聚大陆边缘深水粗粒沉积对外界控制(如岩浆作用和地形隆起等)的沉积响应。强调了详细的地层学、沉积构型、物源分析以及精确的年代地层的约束有利于增强弧前盆地和弧后盆地的关联与对比,能够进一步探究科迪勒拉型造山带弧盆系统更详细的古地貌和隆升演化历史;

2.日喀则弧前盆地早-中白垩世深水沉积记录弥补了冈底斯岩浆弧被剥蚀而导致的岩浆和隆升历史信息的缺失,重建的演化历史可以划分为三个阶段:(1) 124~108 Ma,冈底斯为新生的岩浆弧;(2) 108~101Ma, 岩浆弧的持续生长促使相邻盆地的沉积物供应量增加,并阻止了中拉萨地体物质进一步到达日喀则弧前盆地之中;(3) 101~94 Ma,岩浆弧的隆升和剥蚀为日喀则弧前盆地深水沉积系统的进积作用和盆地物源转变所记录;

3.进一步支持了印度-欧亚大陆碰撞之前白垩纪时期的拉萨地体具有复杂且较高地形特征的观点。

 


图1 汇聚板块边缘岩浆弧-盆地系统概念剖面图


 


图2 (A) 拉萨地体地质简图;(B) 日喀则地区地质图;(C) 日喀则西山采石场砂砾岩体与日喀则水道系统


 


图3 采石场砂岩岩相与沉积构型解译综合对比图



 

图4 冈底斯岩浆弧与中拉萨地体Hf 同位素特征(A)与锆石U-Pb年龄峰谱(B);(C) 日喀则弧前盆地与林周弧后前陆盆地锆石U-Pb年龄峰谱与εHf(t)关系图


 


图5 中拉萨-日喀则弧前盆地岩浆作用、变形作用、海平面变化和沉积作用汇总图


 


图6 冈底斯岩浆弧-盆地系统晚Barremian- Cenomanian古地理演化重建;(A) 124-108 Ma期间初生的岩浆弧 (B) 108-101 Ma期间冈底斯形成了较高的地形屏障,促进了沉积物供给量的增加,阻止了中拉萨地体的物质到达日喀则弧前盆地;(C) 101-94 Ma期间冈底斯继续形成更高的地形屏障

 

该研究得到了国家自然科学基金(41888101)和第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0204)的支持。相关研究成果发表在国际权威地学期刊《Basin Research》上。论文信息: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

全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/bre.12866#