拉萨地块位于青藏高原南部,夹持于雅鲁藏布江缝合带和班公湖-怒江缝合带之间,这两条缝合带被认为是新特提斯洋向东延伸的地质遗迹。新特提斯洋在古生代晚期至中生代早期将冈瓦纳大陆与劳亚大陆分隔开。因此,厘定拉萨地块在二叠纪时期的古地理位置和运动史对揭示雅鲁藏布江洋、班公湖-怒江洋与新特提斯洋的时空演化关系具有关键意义。然而,受限于晚古生代古地磁数据的匮乏,拉萨地块从冈瓦纳裂解的具体时间和机制仍存争议,新特提斯洋早期构造演化模式也尚未形成统一认识。
针对这一科学难题,西北大学地质学系及大陆演化与早期生命全国重点实验室博士生幸龙云及导师程鑫教授和吴汉宁研究员联合中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室邓成龙研究员、挪威奥斯陆大学Mathew Domeier教授,组成国际研究团队,对拉萨地块中二叠世洛巴堆组的火山岩-沉积岩序列(图1)进行了系统的古地磁与年代学综合研究。
U-Pb锆石年代学数据显示,火山岩形成年代为267.8 ± 5 Ma,确认研究地层为中二叠统。砂岩碎屑锆石年龄谱与澳大利亚西北部Canning盆地高度相似,意味着拉萨地块与澳大利亚板块可能存在构造亲缘性(图2)。古地磁分析获得了南半球低纬度地区古纬度(16.7 ± 5.3°S)(图3),表明拉萨地块在中二叠世很可能已从冈瓦纳大陆裂解并向北漂移。综合古地磁和地质证据,研究团队提出,班公湖-怒江洋和雅鲁藏布江洋可能在中二叠世之前就已经打开,它们共同构成了新特提斯洋的两个分支(图4)。该研究不仅为拉萨地块古地理重建提供了关键约束,同时为重建新特提斯洋早期演化模式提供了新视角。
研究结果发表在国际地学刊物Geophysical Research Letters(幸龙云, 程鑫, Mathew Domeier, 卫弼天, 沈中山, 姜南, 张嘉辉, 陈庆龙, 兰书琪, 张冬孟, 周亚楠, 邓成龙, 吴汉宁. Was the Lhasa block at low latitudes in the middle Permian? insights from new paleomagnetic and geochronological data[J]. Geophysical Research Letters, 2025, 52(7): e2024GL114347. https://doi.org/10.1029/2024GL114347)。研究受到第二次青藏科考项目(编号:2019QZKK0704)和国家自然科学基金(编号:42274097, 42488201, 91855211, 42304092, 42074075, 41774073)的联合资助。
图1. (a) 青藏高原构造单元与缝合带分布图,图中标示研究区范围、二叠系地层展布及拉萨地块二叠纪火山岩同位素年龄;(b) 采样区地质简图;(c) 勒青拉剖面综合地层柱状图及采样点位(文献来源请参阅论文正文)
图2. 本研究获得的碎屑锆石年龄分布图(h)及西藏和澳大利亚Canning盆地石炭–二叠纪地层中的碎屑锆石年龄分布(a–g,文献来源请参阅论文正文)
图3. (a, b)火山岩样品的退磁结果;(c, d)灰岩样品的退磁结果,所有结果均在地理坐标系下;(e)低温/低场分量的等面积投影图(样品水平);(f)特征剩磁分量等面积投影图(采点水平);(g)特征剩磁分量逐步展平结果(文献来源及备注请参阅论文正文)
图4.(a)200–310 Ma期间拉萨地块、基梅里陆块群(包括西布马苏、南羌塘与伊朗地块)、冈瓦纳大陆北缘(包括澳大利亚和印度板块)以及劳亚大陆南缘(包括华北和塔里木地块)的古纬度–时间演化图;(b, c)约268 Ma时期拉萨地块及其周缘地块古地理重建图及构造演化示意图。图中缩写:SQB,南羌塘地块;Si,西布马苏地块;NCB,华北地块(文献来源及备注请参阅论文正文)