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浅析印度和欧亚大陆初始碰撞时间及其研究方法
《中国地质》
期末论文
浅析印度和欧亚大陆初始碰撞时间及其研究方法
姓名
专业
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授课教师
提交日期2013年12月30日
浅析印度和欧亚大陆初始碰撞时间及其研究方法
张佳伟
(中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083)
摘要:
确定印度和欧亚大陆的初始碰撞时代是青藏高原地质研究中非常重要的大地构造问题,是所有相关的喜马拉雅造山带演化模式的主控条件,并严重影响到青藏高原隆升和东亚大陆挤出等地质过程,但目前要准确界定其初始碰撞时代还存在不少困难。
前人通过各种地质、地球物理、地球化学方法对印度和欧亚大陆的初始碰撞时代进行过很多研究,但目前仍未能达成共识。
本文通过准确了解陆-陆碰撞的定义,以及前人在进行印度和欧亚大陆碰撞研究所运用的各种方法及其所得出的不同的印度和欧亚大陆的初始碰撞时间,从而归纳总结出能够有效地约束印度和欧亚大陆初始碰撞时间的各种地质手段,并将其归类以便理解。
最后笔者根据自己的理解认为,在今后的研究中首先要对印度和欧亚大陆碰撞的定义有一个清晰和透彻的了解;其次,结合自己的专长,采取可行的方法和手段进行深入地研究;最后,要根据各种方法提供的约束综合探讨印度和欧亚大陆碰撞的问题。
关键词:
印度板块欧亚大陆碰撞定义碰撞时限
1引言
陆-陆碰撞形成的造山带是地球表面最显著的地质特征。
因为其是形成超级大陆的最重要的过程,显著地影响着地球的地质和生物演化。
最著名的陆-陆碰撞造山带非印度和欧亚大陆碰撞形成的喜马拉雅造山带莫属,其南部是东西走向的喜马拉雅-喀喇昆仑山脉,北部是广阔的青藏高原(图1)。
印度和欧亚大陆之间的碰撞行为可能是过去新生代以来地球历史上最有意义的构造事件,青藏高原的隆升(Wang,2008)、全球构造格局、生物群演化(Jaeger,1989)、全球气候和环境的变化(Miller,1987),都与此次构造事件息息相关。
印度和欧亚大陆碰撞形成的喜马拉雅造山带是研究陆-陆碰撞最理想的地点。
Yin等(2000)认为主要基于以下3个原因:
1)喜马拉雅造山带是活动的,便于使用新构造研究方法直接论证许多地质关系;2)板块边界的历史是已知的,因此与时间相关的陆内变形可以定量确定;3)碰撞过程产生了各种地质特征,例如,大规模逆冲断层、走滑断层和正断层系统,淡色花岗岩岩浆作用,广泛的火山作用,区域变质作用,陆内和大陆边缘海盆地的形成。
因此,准确界定印度和欧亚大陆之间的碰撞时代,无疑对高原隆升、全球气候和环境的变化都具有非常重要的意义。
目前,人们对沿雅鲁藏布江缝合带印度和欧亚大陆之间发生碰撞的时代还存在激烈争论。
2陆-陆碰撞的定义
遵循科学的思维方法,在进行印度和欧亚大陆之间的碰撞研究前必须对陆-陆碰撞进行明确地定义。
碰撞是指两个或两个以上运动着的事物发生的猛烈接触,侧重于强调物体之间的相对运动。
引申到地质学领域,任纪舜等(1999)把微陆间的弱碰撞称为软碰撞,把巨型大陆间的强碰撞
称为硬碰撞,并认为软碰撞之后,陆块尚未焊接,处于联而不合的状态,而只有当大陆发生硬碰撞
图1青藏高原构造分区图(罗凯,2012)
之后,不同巨型陆块才最终焊接成一个整体,进入统一的动力学演化模式;DeCelles等(2010)根据对冈底斯砾岩的研究也认为碰撞过程可以分为硬碰撞和软碰撞,不同碰撞过程造成地表地质事件的不同相应。
Hodges(2000)从沉积环境的变化出发,认为印度和欧亚大陆之间的碰撞是雅鲁藏布江缝合带从海相沉积环境过渡到非海相沉积环境的地质事件。
董树文等(2002)从非撞击成因的超高压变质作用出发,提出了陆-陆之间发生的点碰撞,并认为印度和欧亚大陆碰撞带的东西构造是典型的点碰撞区域;丁林(2003)和梁银平等(2011)通过对西藏南部古近纪放射虫的研究也认为印度和欧亚大陆之间的碰撞是由点碰撞到剪刀式闭合的;但董国臣等(2011)通过对冈底斯带西段狮泉河南部那木如岩体的LA-ICO-MS法锆石U-Pb测年,得到45.4-46.7Ma的年龄,与冈底斯中东部岩浆作用时代(40-52Ma)非常一致,表明始新世早期印度欧亚大陆碰撞作用在东西方向上所表现出的同时性。
王成善等(2003)认为,大陆或板块之间的碰撞始于洋壳的最后消亡,或两个大陆的陆壳与陆壳开始碰撞接触的时间代表大陆碰撞的启动时间。
由此可见,不同学者从自己的研究领域出发,在不同角度提出了各自的对陆-陆碰撞的定义。
进而造成学者们对印度和欧亚大陆之间发生碰撞的时代存在严重的分歧。
笔者认为陆-陆碰撞应该与洋-陆俯冲是相对的概念,可否将俯冲作用的结束作为碰撞作用的开始,其标志是会聚板块边界岩石圈从以俯冲消减为主到以垂向加厚为主,因而笔者较为认同王成善等(2003)等提出的陆-陆碰撞定义。
但是需要引起注意的是,陆-陆碰撞并不是一个瞬时的地质事件,而是一个两个板块相对作用的漫长的地质过程。
3印度和欧亚大陆的碰撞的物质基础
为了研究印度和欧亚大陆之间的碰撞,就必须对印度板块和欧亚板块板块碰撞前的物质基础有一个大致的了解。
即对喜马拉雅和拉萨地体前新生代地质框架有一个系统而清晰的认识。
3.1喜马拉雅
喜马拉雅位于南部的印度地盾和北部的雅鲁藏布江缝合带之间,由以3个北倾的晚新生代断裂系为界的3个构造岩片组成:
主边界断裂、主中央断裂和藏南拆离系(Wangetal.,2012;图1)。
低喜马拉雅底部以主边界断裂为界,顶部以主中央断裂为界,主要由前寒武系碎屑沉积和变质沉积岩组成;高喜马拉雅底部以中央断裂为界,顶部以藏南拆离系为界,由晚元古界-下寒武统变质沉积岩组成;低喜马拉雅底部以藏南拆离系为界,顶部以大反向逆冲断裂为界,由晚前寒武纪-古生代沉积和变质沉积岩以及二叠纪至白垩纪大陆边缘序列组成(Yin,2000)。
3个构造域都被认为是朝北的喜马拉雅被动大陆边缘的一部分,通常称为特提斯喜马拉雅,发育于中元古代-白垩纪。
喜马拉雅被动大陆边缘被寒武纪至早奥陶纪花岗岩侵入很可能与超级大陆解体或冈瓦纳最终会聚有关。
奥陶纪至二叠纪,喜马拉雅的3个构造域都形成了稳定大陆地台的一部分。
二叠纪喜马拉雅北部裂谷开始发育,一直持续到侏罗纪末,拉萨地体从印度板块北缘分离(Gaetanietal.,l991),另有Zhu等(2011)通过对过铝质花岗岩的研究认为拉萨地体来自于澳大利亚北缘。
喜马拉雅的中生代被动大陆边缘序列连续发育,直到白垩纪晚期印度板块和欧亚板块碰撞开始才影响到它的沉积面貌(Brookfield,1993)。
3.2拉萨地体
拉萨地体的南北分别以雅鲁藏布江缝合带和班公湖-怒江缝合带为界,它和其北部的羌塘地体在晚侏罗世-中白垩纪时发生碰撞(Yin,2000)。
拉萨地体的沉积地层由奥陶系-石炭系-三叠系浅海碎屑沉积序列组成。
基底时代是中元古代-早寒武世,以安多片麻岩为代表。
上石炭系-下二叠系以火山碎屑沉积为特征,上二叠系为以碳酸盐岩为主的浅海地层,上三叠系由含有丰富玄武岩的火山碎屑沉积组成,火山序列被解释成裂谷作用的结果,可能与它从冈瓦纳大陆分离有关。
侏罗系主要由夹有火山流体和凝灰岩的浊流层组成,通常被褶皱,并带有局部发育很好的板状劈理。
拉萨地体内广泛存在早-中白垩系灰岩和海相沉积(Yin,2000)。
拉萨地体南缘的古生界和中生界地层被白垩纪-第三纪为主的冈底斯岩基侵入,其与印度板块向北倾的俯冲有关。
冈底斯岩基的南面是白垩纪-早第三纪日喀则弧前盆地,北界是渐新世-中新世冈底斯逆冲断裂俯冲,南界是雅鲁藏布江缝合带(王成善,1999,2012)。
拉萨地体内发育基本未变形的晚古新世-早始新世林子宗火山岩序列。
4印度和欧亚大陆的初始碰撞时代及研究方法
要了解印度板块和欧亚板块的碰撞历史,就必须要了解印度板块和欧亚板块的会聚历史以及印度板块和欧亚板块的初始碰撞时代(Yin,2000)。
诸如印度板块和欧亚板块碰撞的这样的陆-陆碰撞,应属于一级构造事件,会在地质记录中,产生重要的、可以观察到的响应(Aitchison,2007),地质、地球化学和地球物理证据本身就能很好地约束初始碰撞的时间。
Searle等(1988)总结提出了几条标准:
1)雅鲁藏布江缝合带海相沉积的结束;2)缝合带周围地区磨拉石沉积的出现;3)科希斯坦-冈底斯岩浆岩的安第斯型钙碱性岩浆活动的结束;4)喜马拉雅造山带中与主要碰撞相关的逆冲断层活动的开始。
4.1板块运动学和古地磁学
显然任何有关印度和欧亚板块初始碰撞时间的讨论都必须获知两个板块在各个时期的相对位置以及在地质历史时期的运动历史,而古地磁学方法又是进行此类研究最有效的手段。
进而得到欧亚板块的位置和移动轨迹,印度板块的位置及其与欧亚大陆聚合的速率,以及大印度板块的实际大小。
4.1.1新生代欧亚大陆的位置
从陆-陆碰撞的定义出发不难看出,两个大陆的位置其决定二者能否碰撞的前提条件,因此可以通过研究新生代印度和欧亚大陆的位置来进行印度和欧亚板块初始碰撞时间的研究。
尽管欧亚大陆是最大的、移动速度最慢的大陆块体之一,但是计算它过去的位置,特别是早新生代的位置,并不如通常想象的那样简单(Aitchison,2007)。
从藏南地区来看,欧亚板块55Ma的视古地磁极都投在了现在磁极的右手侧,表明该区域自早始新世以来顺时针旋转了10-20°,被广泛认为是印度板块已经开始和欧亚板块碰撞的时间(Najman,2006)。
Aitchison等(2007)认为大部分有关拉萨地体的古地磁数据都不可信,因其不能满足几个重要的古地磁置信标准,因此现有的关于藏南新生代岩石的古地磁数据是很稀少的,不能以此来限定印度和欧亚大陆的初始碰撞时间。
4.1.2碰撞前大印度板块的大小
众所周知,大印度大陆北部部分大陆地壳已俯冲消减到欧亚板块之下,但因其很难找到完善的地质证据,其范围的大小一直是困扰地质学家的一大难题,也是现在的研究热点。
由于大印度板块与澳大利亚板块的对应关系,大部分对大印度板块大小的研究都以澳大利亚板块为参照。
大印度的北部边界可以用西澳大利亚滨外Wallaby-Zenith断裂带来确定,其最大的扩展部分约为950km,在东部和西部约为500km和600km(Aitchison,2007)。
4.1.3地质历史时期印度板块的位置
前人通过古地磁手段对印度板块在晚白垩世和新生代的位置做过工作,得到了许多阶段性成果。
Aitchison等(2007)总结了最近15年来发表的4个较详细的研究成果(BesseandCourtillot,1991;Acton,1999;BesseandCourtillot,2002;SchettinoandScotese,2005)(图2)。
印度克拉通在晚白垩世80Ma时位于南纬30-35°。
大印度板块的范围和地质历史时期印度板块的位置共同地约束可以得到几何学上印度和欧亚板块初始碰撞的大致年代,虽然将二者有机地结合在一起的研究还很少,但一定会成为日后系统地研究印度和欧亚板块碰撞的重要方法。
图2印度大陆晚白垩纪以来的大地构造位置变化图(Aitchison,2007)
4.1.4印度板块的运动速率
上世纪,地质学家们认为古地磁学所反映的板块会聚速率的突然减少指示了印度板块和亚洲板块碰撞的初始时代(Patriatetal.,1984)。
对印度洋新生代磁异常的分析表明,在约50Ma印度板块和欧亚板块之间的相对速度从约15-25cm/a迅速减少到约13-18cm/a(Yin,2000)。
从印度洋洋脊沉积岩古地磁结果,可类似地说明在约55Ma印度板块向北运动表现为速度从18-19cm/a明显地衰减到4.5cm/a(Klootwijketal.,1992),并且一直持续到20-30Ma时期,以后运移速度都保持在5-6cm/a。
因此一大批地质学家认为印度板块和欧亚板块碰撞约为55Ma。
但目前国际上对于该数据存在很大的争议,Yin等(2000)认为很难确定是否由于飘浮的印度大陆边缘和亚洲板块的接触产生的构造阻力的增加导致印度板块和欧亚板块之间的会聚慢下来,并基于前人对印度最北缘晚古新世沉积的原生磁化分量和次生磁化分量相结合的分析认为印度板块-亚洲板块碰撞的时代可能早于60Ma,约为70Ma左右。
Aitchison等(2007)认为55Ma左右速度的变慢是由于岛弧阻挡所致,并用藏南存在由浅海沉积转为深海放射虫硅质层来说明板块运移速度的减慢来支持自己的观点,并认为70Ma左右的碰撞时间不满足两个板块的相对位置。
万天丰(2011)认为55Ma左右速度的变慢可能性较大的是发生了印度板块从深水之下的、较薄的大洋岩石圈板块的俯冲,转变为海水较浅的、大陆斜坡下、显著增厚的过渡型岩石圈的俯冲,岩石圈厚度与强度的加大,流体的影响明显减少,使板块运移的阻力增大,从而显著降低其运移速度。
4.2地层学和古生物学
正如魏格纳提出板块构造理论所采用的研究方法一样,印度板块和欧亚板块初始碰撞的时间受喜马拉雅被动大陆边缘地层学、沉积学和古生物学演化的约束。
4.2.1印度和欧亚板块间最后的海相沉积
一般认为,喜马拉雅地区海相沉积的消失可为印度和欧亚大陆初始碰撞提供可靠的定年指示,但是,基于沉积环境基本原理,这些最高海相层位的结束相对于陆-陆碰撞的开始有一定的滞后,并不能代表陆-陆碰撞的开始,只能说明新特提斯洋残留海的彻底关闭(王成善,2003)。
但来自紧靠缝合带南侧特提斯喜马拉雅海相层系最年轻的海相岩石沉积记录,为初始碰撞提供了重要的约束,因为最年轻的海相地层提供了最大年龄的上限(Rowley,1996)。
已发表的最著名的相关露头位于珠穆朗玛峰北坡曲密巴和定日之间的遮普惹山(Wang,2002),沉积顶部保存了始新世末期约35Ma的微体化石组合。
Aitchison等(2007)在该剖面为增加对微体古生物化石组合的分析而重采样。
初步研究结果进一步证实了35Ma左右的海相沉积。
而Yin等(2000)根据Gaetani等(1991)在印度东北部的赞之格地区始新世早期约52Ma从海相到陆相的突然变化,认为其约束了印度和欧亚碰撞年龄的上限。
4.2.2印度和欧亚板块间大陆磨拉石沉积的开始
沿汇聚板块边界造山带的碎屑沉积记录,即磨拉石沉积,是造山带活动最显著的特征,被公认为可用来精确约束陆-陆初始碰撞年龄的上限。
沿着缝合带发育的磨拉石与碰撞时间相关,在雅鲁藏布缝合带呈带状广泛发育的磨拉石沉积。
早渐新世-晚中新世冈仁波齐砾岩是来自缝合带两侧印度板块和欧亚大陆上的最古老的磨拉石沉积(Aitchison,2002,2007,2009;DeCelles,2011,图3)。
这些岩石露头南北向宽度受缝合带限制,在区域上形成一个自东向西横跨整个缝合带长度的系列,以地方性命名的沉积单元组成,包括冈仁波齐、曲水、大竹卡和罗布莎。
Searle等(1987)认为这套磨拉石为始新世开始的,但Aitchison等(2007)通过对冈仁波齐峰和大竹卡地区夹在磨拉石沉积中的凝灰岩进行Ar-Ar同位素年龄的测试,得到16.9Ma±0.2Ma和20.1Ma±0.5Ma。
后者的年龄数据可信度更高。
王健刚等(2013)对冈仁波齐砾岩中的秋乌组和大竹卡组进行了详细的研究,认为中新世最早期喜马拉雅山脉的快速隆升及同时代的构造、岩浆活动是“软碰撞”阶段向“硬碰撞”阶段转变的标志。
至今未发现更老的磨拉石沉积,所以用次方法确定印度和欧亚大陆的初始碰撞时间的地质意义不显著,但也不排除未来会发现更老的磨拉石沉积。
4.2.3印度和欧亚板块初始碰撞的沉积响应
因为印度和欧亚板块间最后的海相沉积和磨拉石沉积的开始均有一定程度的滞后性,但是大陆碰撞启动之后,由于大地构造环境的急剧变化,与之相对应的沉积响应是毋庸置疑的,而且能很好地保存下来。
沿西藏西部雅鲁藏布江缝合带北侧萨嘎和仲巴一带发育一套白垩纪末期到古近纪早中期的海相沉积,名为错江顶群,它是在日喀则弧前盆地日喀则群海底扇基础上,随着新特提斯洋俯冲消减在白垩纪至古近纪界线时演变为沉积的碰撞型三角洲类型,其下部有孔虫显示的时代为白垩纪末-古近纪初的马斯特里赫特末期-丹尼期,因此印度和欧亚大陆的碰撞在喜马拉雅中段的启动时间大致为60-65Ma(王成善,2003)。
Willems等(1996)在定日泽普山的上白垩世-下第三纪印度板块被动大陆边缘海相地层发现,马斯特里赫特阶(约70Ma)的沉积相和沉积模式的急剧变化。
在不整合面之上,中马斯特里赫特阶地层具有从泥灰质砂岩到硅质碎屑浊积岩突然转变的特征。
下古新统地层直接覆盖在马斯特里赫特阶地层之上(66-64Ma),浅水碎屑岩的再沉积作用被发现。
Shi等(1996)发现晚白垩世(约80Ma)和第三纪早期(约59Ma)之间碳酸盐地台的广泛中断。
他们都解释这个中断代表了印度和欧亚板块碰撞的最初时限。
4.2.4洋壳和放射虫硅质岩的年龄
按陆-陆碰撞作用的定义,以最年轻洋壳或放射虫硅质岩的年龄作为初始碰撞时间似乎是合理的。
但笔者认为其具有较大问题。
首先,在缝合带上常常得不到最年轻洋壳和放射虫硅质岩,因为其很有可能已经俯冲消减;其次,也许在洋壳还存在时洋中脊已俯冲消减,在很长一段俯冲时间内没有新生洋壳的产生。
但通过测定多组洋壳中辉长岩或玄武岩的同位素年龄以及放射虫硅质岩所指示的地质时代,其中最年轻的年龄可能限定初始碰撞时间的下限。
丁林(2003)和梁银平等(2011)通过对西藏南部古近纪放射虫的研究认为印度和欧亚大陆之间的大洋至少在古新世(65-55Ma)还是存在的,因此印度和欧亚大陆之间的初始碰撞应晚于这个时间。
4.3构造地质学
在陆-陆碰撞过程中,通常都会造成强烈的岩石变形,如逆断层和同斜褶皱,并同时发生强烈的动力变质作用和造山带地表隆升,其形成年代应该说都是碰撞作用达到高潮的表现应该都晚于初始
图3青藏高原南部上部板块的伸展作用发展过程(DeCelles,2011)
碰撞时间(万天丰,2011)。
4.3.1喜马拉雅逆冲断裂系
逆冲断裂可以直接明显地反映出目前地球上的所有活动碰撞。
对于大陆岩石圈的碰撞作用,地表都有直接的地质响应,最明显的就是逆冲断裂系的发育。
在主中央逆冲断层系上测出的最老构造是发育在23-20Ma的角闪岩相韧性剪切带(Hodges,2000)。
在喜马拉雅带上,主边界和主前缘逆冲断层上的主要构造发生叠加和位移,并且这些南向的断层系统向南越来越年轻。
这些构造及其向南年龄减少的级数正是碰撞系统的响应,但是逆冲断层作用有可能在碰撞开始之前就已经开始了。
4.3.2青藏高原的隆升
在碰撞带发生强构造变形变质作用和许多密度相对较低的花岗质岩体大量贯入,造成地壳增厚之后,碰撞带上部岩石的平均密度将比两侧相对稳定板块的密度低一些,在重力均衡作用的影响下,便会发生地表隆升(万天丰,2011)。
青藏高原上明显隆升的开始与渐新世大陆初始碰撞模式一致,对于其隆升时代,大致有两种观点,一种是认为青藏高原隆升作用的高潮是发生在10.8-7.8Ma或更早另一种则认为青藏高原的隆升可能主要发生在中新世末期-早更新世(3-1Ma)。
王成善等(2009)还给出了青藏高原中部率先隆起的证据(图4)。
不难看出,高原的隆升对碰撞初始时间的限定性并不是很强。
4.3.3高压变质带的年龄
不难理解,伴随陆-陆碰撞发生,一定在缝合带上形成的特征的高压变质带,而高压变质带中的高压矿物的变质年龄能够代表陆-陆碰撞的初始年龄。
李才等(2007)从雅鲁藏布江缝合带南侧卡堆蓝片岩的蓝闪石中获得59.29Ma±0.83Ma的Ar-Ar加权平均年龄,是目前雅鲁藏布江高压变质带唯一的蓝闪石年龄,因此认为雅鲁藏布江缝合带的闭合时间应在59Ma左右,也是洋壳消亡和印度与亚洲板块碰撞的时间约束。
但是值得注意的是,高压矿物在整个碰撞甚至俯冲的过程中都能形成,所以其能否限定初始碰撞年龄仍然存在很大的疑问。
笔者认为其更有可能限定初始碰撞年龄的下限。
图4西藏高原和喜马拉雅南北向古地理图(王成善等,2009)
4.4岩石学和地球化学
陆-陆碰撞作用时,岩石圈板块内部必然诱发次级圈层的位错与断裂,从而在地壳岩石圈深部出现局部的减压增温现象,形成岩浆房,以致发生岩浆侵入与喷发活动。
在碰撞作用发生前后,必然出现剧烈的岩浆活动(万天丰,2011)。
同时碰撞作用打破原有的地质演化过程,必然造成与之相关的地质体地球化学性质的变化。
4.4.1岩浆活动
很多学者都认为在俯冲阶段经常形成I型和壳幔混源的花岗岩,而在碰撞发生后则主要形成S型、富铝、碱性和壳源花岗岩类等,因此可以根据各种岩浆活动所指示的年龄来限定印度和欧亚板块的初始碰撞年龄。
林子宗火山岩一直被认为是同碰撞火山活动,在65Ma左右始于冈底斯南部,标志印度和欧亚大陆碰撞的开始,并在45Ma左右火山活动向北迁移到羌塘北段,开始了后碰撞火山活动(莫宣学、2009)。
王立全等(2006)在林周盆地西缘发现古新世与碰撞过程相关钙碱性-高钾钙碱性系列过铝质钾质花岗斑岩体,获得岩体锆石SHRIMP加权平均年龄值为(58.7±1.1)Ma(MSWD=0.79),代表了印度和欧亚板块碰撞过程中斑岩体的岩浆侵位年龄。
但万天丰认为(2011)林子宗火山岩应该是俯冲时,即碰撞前的岩浆活动,想要用岩浆活动的形成年龄来准确厘定碰撞作用的初始形成时间是十分困难的,因为碰撞过程中,任何岩性或构造变形作用的不均一,都有可能形成一系列的岩浆活动。
4.4.2Sr同位素比值的快速增加
由于地壳中87Sr/86Sr同位素比值较高,所以新生代海洋中87Sr/86Sr同位素比值快速增加被认为是大陆河流注入量增加及河流注入海洋量增加共同作用的结果(Palmer,1985)。
当印度和欧亚大陆碰撞后必然导致喜马拉雅造山带的活动、青藏高原的隆升和侵蚀作用的突然加剧。
王成善等(2003)测定了喜马拉雅晚白垩世-始新世海相沉积岩中87Sr/86Sr同位素比值,发现87Sr/86Sr同位素比值在65-60Ma急剧升高,这种变化说明沉积盆地接受陆源沉积物的数量和类型发生了根本变化,并认为这种变化是印度和欧亚大陆碰撞造成的,从而推测印度和欧亚大陆碰撞可能始于65Ma。
但必须注意的是,87Sr/86Sr同位素比值相比于印度和欧亚大陆碰撞是否是延迟的?
如果延迟,那么这种延迟持续多久?
4.4.3C同位素强烈负偏
陆-陆碰撞后大陆开始大规模隆升出海面,风化侵蚀作用大量消耗大气中的12CO2,由河流带人海洋的13C比例减少,从而造成C同位素强烈负偏。
王成善等(2003)测定了喜马拉雅晚白垩世-始新世海相沉积岩中的δ13C,发现其表现出较大的负偏效应,与87Sr/86Sr,偏移曲线正好镜像,偏移的拐点也在65-60Ma。
5结论
综上所述,对印度和欧亚大陆碰撞的研究方法有很多,但各种方法的具体作用和约束能力不尽相同。
前人对印度和欧亚大陆初始碰撞时间大致持三种观点,分别认为在75Ma、55Ma、30Ma左右,笔者认为前人的观点并不存在绝对的对与错,只是因为自己擅长的领域不同,运用的方法不同所造成的。
印度和欧亚大陆碰撞肯定不是一蹴而就的,而是需要运用系统科学的观点去看待它,应该会得到相对合理的解释。
笔者认为在今后的科研工作中要想系统地研究印度和欧亚大陆碰撞时间,首先要对印度和欧亚大陆碰撞的定义有一个清晰和透彻的了解,这一点上朱弟成等(2004)的研究思路非常值得学习;其次,要结合自己的专长,采取可行的方法和手段进行深入地研究;最后,要根据各种方法提供的约束综合探讨印度和欧亚大陆碰撞的问题。
参考文献:
ActonGD.ApparentpolarwanderofIndiasincetheCretaceouswithimplicationsforregionaltectonicsandtruepolarwander,i
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- 浅析 印度 欧亚大陆 初始 碰撞 时间 及其 研究 方法