印度板块与欧亚板块的碰撞时间是青藏高原研究中历时时间最长、争议最大的热点问题之一。鉴于印度板块与欧亚板块的碰撞边界超过2000km，且印度板块与欧亚板块的碰撞作用在喜马拉雅造山带的东、西两端形成两个楔入“犄角”（东、西构造结），因此，印度板块究竟以何种方式与欧亚板块发生碰撞？在碰撞边界的不同地段具有怎样的碰撞时限？这些都是青藏高原研究中的重要问题。对西构造结而言，帕米尔弧形构造带的北缘在新生代至少向北推进了300-400 km，同时，地壳发生强烈的增厚缩短并伴随造山带的构造抬升以及帕米尔弧形构造带两侧前陆盆地的巨厚沉积。造山带与前陆盆地在空间上相互依存，因此，从盆山耦合的角度探讨造山带的构造演化历史，无疑是大陆动力学重要的研究方法之一。

　　新生代地质与环境研究室孙继敏研究员与其合作者，对帕米尔东北缘前陆盆地奥依塔克剖面(图1)，开展了砂岩成分、碎屑锆石的U-Pb年龄与Hf同位素、磁组构、稳定同位素物源示踪等综合研究。该剖面的下部夹有始新世的海相地层，他们此前在古生物化石基础上，结合磁性地层学序列，建立了该剖面~65-24 Ma以来的时间标尺(图2)。结合物源分析，他们提出帕米尔东北缘前陆盆地奥依塔克剖面47Ma以来物源发生重要改变，而这一改变与印度板块与亚洲南缘的科希斯坦-拉达克弧 (Kohistan-Ladakh) 的碰撞导致的造山带隆升与物质剥蚀有关。研究显示，碎屑锆石的U-Pb年龄谱在47Ma之后样品中新增了100-40Ma年轻的锆石组分，其侵入岩主要见于科希斯坦-拉达克弧 (Kohistan-Ladakh)以及毗邻的喀喇昆仑和南帕米尔地块，结合锆石的Hf同位素结果，他们认为在 47Ma以后，奥依塔克剖面新增了来自科希斯坦-拉达克弧以及喀喇昆仑的物源，排除了南帕米尔来源的可能性。此外，磁组构的结果表明磁化率与磁组构参数均在47Ma之后整体上显著增大，磁化率与磁组构参数之间的同步变化表明磁组构主要为沉积成因，二者在47Ma后的增强主要是新加入了磁性更强的来源物质，这与科希斯坦-拉达克弧以及喀喇昆仑地块100-40Ma期间大量的强磁性I-型花岗岩的后期剥蚀风化有关。碳酸盐组分的氧同位素以及全岩样品的Nd同位素曲线同样反映了47Ma之后的物源改变(图3)。

图1 奥依塔克剖面的地理位置

图2 奥依塔克剖面的砂岩成分变化与年代学标尺

图3 奥依塔克剖面碎屑锆石U-Pb年龄谱，显示47Ma之后样品中新增了100-40Ma年轻的锆石组分

　　在上述工作基础上，他们还提出了西构造结的新生代演化模式(图4)。在晚白垩时(图4a)，科希斯坦-拉达克弧沿Shyok缝合带与亚洲南缘碰撞，印度板块与科希斯坦-拉达克弧之间为新特提斯洋所隔；早始新世末期的47Ma(图4b)，印度板块与科希斯坦-拉达克弧碰撞，结束了新特提斯洋在西构造结的存在历史；47-34 Ma (图4c)，受印度板块向北的强烈挤压推覆作用，导致科希斯坦、喀喇昆仑地体的强烈抬升与物质剥蚀，来自该地的碎屑物质连同更北的造山带物质，被河流带入帕米尔东北缘的前陆盆地；34 Ma以后 (图4d)，随着帕米尔弧形构造带呈突刺状向北强烈扩展和远程效应影响，帕米尔北缘不断隆升，逐渐阻隔了来自科希斯坦、喀喇昆仑地体的物质，新的物质来源以帕米尔、昆仑山地体为主。

图4 西构造结的新生代演化模式

 　　以上研究成果近期发表在国际著名地球科学期刊 Tectonics (Sun et al. Provenance change of sediment input in the northeastern foreland of Pamir related to collision of the Indian Plate with the Kohistan-Ladakh arc at around 47 Ma. Tectonics, 2016, 35: 315-338)。

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