东特提斯洋晚中生代—古近纪重大事件研究进展*

胡修棉

南京大学地球科学与工程学院，南京 210023

东特提斯洋晚中生代—古近纪重大事件研究进展*

胡修棉†

南京大学地球科学与工程学院，南京 210023

东特提斯域西藏南部地区发育晚中生代至古近纪的连续海相地层序列，是研究东特提斯演化、印度-亚洲大陆碰撞以及众多的古海洋事件理想的研究地区，是了解晚中生代温室地球不可或缺的重要窗口。主要基于中国西藏南部海相沉积的资料，对近年来东特提斯洋古海洋事件(如大洋缺氧事件、大洋红层、古新世—始新世极热事件)和重大地质事件(早白垩世印度北缘火山事件、晚白垩世构造抬升事件、印度-亚洲大陆初始碰撞事件、东特提斯海消亡事件等)的研究进展进行总结。指出今后应加强生物-年代地层、短时期环境-气候变化的研究，加强挖掘东特提斯域地域优势的研究。

东特提斯洋；晚中生代；古近纪；重大事件

当前，大气中的CO2含量已经突破400 ppm (百万分之一)，达到了0.42 Ma(百万年)以来，甚至是20 Ma以来的最高值，导致温室效应不断增强。全球气候是否会进入两极无冰的温室地球状态，这是从社会大众到科学界共同关注的问题。人类文明的发展迫切要求人类对这种变化的趋势及其环境效应有更加深入的了解。研究地质历史中温室地球条件下气候、环境变化的规律，可为洞悉未来的全球变化提供科学依据。长期以来，大量的地质证据表明，晚中生代—古近纪是显生宙温度最高的时期，是地质历史中最典型的温室地球时期[1-3]。该温室时期距离现今最近，地质记录也保存得最为完整。

研究表明，晚中生代发生的快速气候变化事件是理解该时期温室地球演化状态的关键[4]。从显生宙历史来看，晚中生代发生了众多与快速气候变化相关的一系列独特的重大事件，这些事件可能是导致中新生代地球各圈层发生重大扰动的根本原因[5-6]，大体可分为：①古海洋、古气候事件，包括大洋缺氧事件(Toarcian OAE、Aptian早期OAE1a、Cenomanian晚期OAE2)、白垩纪大洋红层(CORB)、古新世—始新世极热事件(PETM)等；②古地理事件，如冈瓦纳大陆的裂解、印度-亚洲大陆碰撞、特提斯洋的关闭等；③岩浆事件，如大火成岩省事件等；④生物群重大辐射和更替，如三叠纪-侏罗纪界线事件、侏罗纪-白垩纪界线事件、白垩纪-古近纪界线事件等。

晚中生代地球古地理格局的一个最突出特征是沿低纬度发育纬向的特提斯洋(图1)。尽管地质学家研究特提斯洋已经超过1个多世纪[7]，然而科学界对特提斯洋演化与晚中生代气候变化之间的关系的研究长期以来进展不大，一个很重要的原因是缺乏对特提斯洋的东段相关地质过程的了解。正是由于印度从东冈瓦纳大陆的裂解、漂移以及随后与亚洲大陆的碰撞，直接改变了晚中生代的全球古地理、古洋流，并深刻影响着古气候。然而，在这些重大问题上，科学界还存在巨大的分歧，有待更深入的研究。

东特提斯域西藏南部地区发育晚中生代至古近纪的连续海相地层序列，是研究东特提斯演化、印度-亚洲大陆碰撞及古海洋事件的理想场所，是了解晚中生代温室地球不可或缺的重要窗口。经过几代人的努力，已经基本建立该区晚中生代至古近纪生物地层格架。笔者主要基于中国西藏南部海相沉积的资料，试图对近年来东特提斯洋古海洋事件(如大洋缺氧事件、大洋红层、古新世—始新世极热事件)和重大地质事件(如早白垩世印度北缘火山事件、晚白垩世构造抬升事件、印度-亚洲大陆初始碰撞事件、东特提斯海消亡事件等)的研究进展进行总结。在此基础上今后应重点加强生物-年代地层、短时期环境-气候变化的研究，加强挖掘东特提斯域地域优势的研究。

图1 100 Ma(1亿年)前全球古地理重建，显示白垩纪中期特提斯洋沿低纬度的分布(由PALEOMAP项目提供，C.R. Scotese，www.scotese.com)

1 东特提斯洋古海洋事件

在欧洲和地中海地区晚中生代海相沉积中分布多套富含沥青质的页岩，被认为是大洋缺氧事件的产物。其中被确认为全球性的大洋缺氧事件至少有三次[4]：侏罗纪Toarcian期大洋缺氧事件、白垩纪OAE1a与OAE2大洋缺氧事件(图2)。缺氧事件发生期间，全球温度升高，碳同位素发生明显偏移，生物明显更替，部分地区缺氧条件延伸从深海-陆棚到海洋光合带。由于大洋缺氧事件关系到碳氧循环、古海洋和古气候变化等一系列重大科学问题，尽管历经30余年的研究，目前仍然是地球系统科学中的一个重要研究热点[8]。

1.1 早侏罗世Toarcian大洋缺氧事件

Toarcian大洋缺氧事件(～183 Ma)是侏罗纪唯一一次全球性的大洋缺氧事件，在北方洋、特提斯洋和泛大洋海域得到广泛确认。事件发生时期以海水温度升高、海平面上升、下层水体缺氧和表层水体富营养化以及黑色页岩广泛发育为特征[9]。在东特提斯域，藏北羌塘盆地双湖地区可能存在这次事件的记录[10-11]。该地区早侏罗世Toarcian 期出现以灰黑色油页岩、泥岩、泥灰岩互层为特征的岩相组合，有机碳含量最高可达26%，有机碳同位素组成为-26‰～-23‰(PDB)。有学者认为这套黑色页岩为Toarcian期全球大洋缺氧事件的产物。由于这套黑色页岩厚200余米，Toarcian大洋缺氧事件的具体位置还有待进一步确定。

作者等在对西藏南部定日—聂拉木地区侏罗纪实测地层剖面基础上，发现了Toarcian大洋缺氧事件在浅水碳酸盐台地的记录。下侏罗统普普嘎组为浅水台地沉积，以发育大量的颗粒灰岩(团粒灰岩、鲕粒灰岩、球粒灰岩等)和底栖生物(如双壳类Lithiotis、底栖有孔虫等)为特征，碳酸盐岩微相研究表明普普嘎组主体为局限海台地、台地内部浅滩、开阔海台地环境。Toarcian早期缺氧事件发生期间，主要沉积了一套黑色、灰黑色生物碎屑泥灰岩、泥粒灰岩为主，沉积环境快速转变为碳酸盐外缓坡。之后，聂聂雄拉组整体发育中缓坡和外缓坡环境。这是首次在东特提斯域浅水台地环境下发现Toarcian大洋缺氧事件的记录，相关研究正在进行中。

1.2 白垩纪大洋缺氧事件

白垩纪是大洋缺氧事件频发时期，区域性规模的至少有8次，早白垩世有6次：Valanginian期Weissert大洋缺氧事件、Hauterivian晚期Faraoni事件、Aptian-Albian期4次大洋缺氧事件(OAE1a、1b、1c、1d)[8]。晚白垩世出现2次：OAE2(Cenomanian-Turonian界线)和OAE3 (Coniacian-Santonian期)。其中OAE1a (Selli 层，～120 Ma)和OAE2(Bonarelli层，～93 Ma)被认为是全球性古海洋事件[4]。

图2 晚中生代—古近纪东特提斯洋(海)重大事件分布及其与西特提斯洋的对比(OAE: 大洋缺氧事件; CORB: 白垩纪大洋红层; PETM: 古新世—始新世极热事件)

在东特提斯域，确切的早白垩世大洋缺氧事件的记录尚未报导过。但是，早白垩世海相沉积广泛分布于特提斯喜马拉雅(岗巴地区的东山组—察且拉组—冷青热组—岗巴村口组；定日地区的卧龙组—岗巴村口组)和拉萨地体(郎山组)。在岗巴—定日地区，早白垩世整体沉积环境为三角洲前缘—前三角洲—陆棚环境。由于受到早白垩世岩浆事件的影响[12]，陆源碎屑输入异常丰富，这增加了追踪古海洋事件的难度。拉萨地体郎山组时代大体为Aptian-Cenomanian早期[13]，由于缺乏系统的工作至今未见大洋缺氧事件的相关研究。今后应注重加强在东特提斯域寻找确认早白垩世大洋缺氧事件(尤其是OAE1a)的工作。

在东特提斯域研究较多的是Cenomanian-Turonian界线大洋缺氧事件OAE2，在定日和岗巴地区都得到确认，包括岩石学、元素地球化学、有机地球化学、稳定碳氧同位素等研究[14-16]。与西特提斯地区不同的是，在定日地区OAE2缺氧事件层(约10 m)并没有出现黑色页岩，而是仍然以泥灰岩为主，与上下岩层岩性相差不大，但全岩碳同位素记录显示出强烈的正偏移(2‰)[16]。在岗巴地区该缺氧事件位于大套的黑色页岩内，并出现草莓状黄铁矿，显示强烈的缺氧环境，出现有孔虫的明显更替[15]。相比于西特提斯域同类研究而言，东特提斯域OAE2研究还有待多学科的深化研究。

1.3 白垩纪大洋红层与富氧事件

白垩纪大洋红层与富氧事件是中国学者提出的新的古海洋事件的类型，迄今发表了大量的研究成果[5,17-20]。白垩纪大洋红层广泛分布于特提斯域。与白垩纪类似的且代表大洋富氧条件的大洋红层还广泛出现在显生宙的许多时期。业已证实，白垩纪大洋红层存在长周期(百万年)与短周期(万年)两种尺度，二者的成因机制不同：长周期白垩纪大洋红层的出现及其大规模分布，是白垩纪古海洋-古气候系统综合演变的结果，主要与大洋缺氧事件之后的气候变冷、洋流发育和地球化学循环的控制等因素相关，这就是白垩纪黑色页岩-大洋红层沉积转变(黑-红转变)的理论模型[21]；短周期大洋红层显示高频的旋回，可能受米兰科维奇天文旋回所导致的气候-环境变化控制[20,22]。

东特提斯洋西藏喜马拉雅地区是白垩纪大洋红层研究的诞生地，已开展地层学、古生物学、岩石学、矿物学、元素地球化学、有机地球化学、同位素地球化学等多学科研究[20]。西藏白垩纪大洋红层的岩性主要为灰岩、页岩、泥灰岩等，含丰富的浮游有孔虫和放射虫等，时代为Santonian-Maastrichtian，沉积环境为远洋的半深海至深海环境[23]，致色矿物为细小的晶态和非晶态的赤铁矿共同致色[20]。

众多地质和地球化学证据表明，白垩纪大洋红层是在原地氧化条件下的产物，代表了底层水的富氧条件[22]。如何定量表征大洋红层的底层水富氧程度有赖于今后新方法的运用。

1.4 古新世—始新世极热事件

古新世—始新世极热事件(PETM) 是地球历史中最强烈的全球升温事件之一[24-25]。在少于10万年时间内，深层海水温度升高了5～6 K。PETM期间内陆高纬度地区(约80°N)平均气温在11 ℃左右，中纬度地区(45°N～50°N)平均温度在12～18 ℃，最低温度不低于-10 ℃，赤道地区温度上升到25 ℃左右[25]。

目前，多数学者认为PETM事件是由大陆坡的巨量天然气水合物(甲烷)释放所致。据估计，PETM早期阶段有2800～5000 Gt 生物成因的碳(δ13C=-60‰)被快速加入到海洋-大气系统，导致碳同位素记录的大幅负偏[26]。由于PETM事件是由温室气体快速增加所致，在过程上与工业革命以来的大气CO2增加有可比性，加之人们担心未来的增温是否会引起海底天然气水合物的释放，因而PETM的研究在全球变化与地球系统科学研究中具有重要的科学和现实意义[27-28]。最近，中国学者在南阳盆地成功地获得了迄今为止世界上分辨率最高的PETM碳同位素记录[29-30]。

在东特提斯域，定日—岗巴地区是可能保存古新世—始新世极热事件沉积的地区之一，中国学者对该地区古新世-始新世界线进行了长期的探索研究[31-33]。业已证实，定日—岗巴地区的古新世-始新世界线存在一个不整合面，表现为一套呈透镜体状出现的、完全为碳酸盐砾石的砾岩的出现，且沉积环境也发生了突变[34]。砾岩层之下为开放海中缓坡生物碎屑灰岩，砾岩层之上逐渐过渡为泻湖相灰岩。初步的碳酸盐岩稳定同位素数据显示，岗巴地区记录了不完整的PETM事件，详细研究工作正在深化中。

2 东特提斯洋重大构造——古地理事件

晚中生代东特提斯洋演化的一个突出特征是印度板块从东冈瓦纳大陆的裂解以及随后的快速向北漂移并最后与亚洲大陆的碰撞，导致东特提斯洋(海)的彻底消亡。这期间，发生了一系列重要的重大构造——古地理事件(图2)。

2.1 早白垩世印度北缘火山事件

近年来，许多学者注意到在西藏东南部特提斯喜马拉雅北带(深水沉积环境为主)出现大规模的早白垩世火成岩，包括玄武岩、镁铁质岩墙/岩床、辉长岩侵入体以及少量层状超镁铁质岩和酸性火山岩[35]。这些火成岩以夹层或侵入体形式出现在早白垩世—三叠纪深水海相沉积中，现今出露面积约5万km2。锆石U-Pb 定年结果指示本次岩浆活动发生在130 ～ 136 Ma( 峰期约132 Ma) 之间。地球化学和同位素数据显示这套火成岩的成分类似于印度洋Kerguelen 地幔柱产物，形成的温度高(地幔潜温 1560 ℃)。基于火成岩浆活动范围大、持续时间短和地幔潜温高等特征，命名为措美(Comei)大火成岩省[36]。他们进一步认为，措美大火成岩省很可能记录了Kerguelen 地幔柱在132 Ma 左右的早期岩浆作用，拉开了大印度从澳大利亚分离出来的序幕，促成了同期Weissert 大洋缺氧事件[37]的形成。

无独有偶，在特提斯喜马拉雅南带(浅水海相沉积环境)广泛分布一套早白垩世火山岩屑砂岩，称之为卧龙火山岩屑砂岩。基于地层学、岩石学、沉积学和物源区分析，表明卧龙火山岩屑砂岩时代为侏罗纪末期到早白垩世Albian早期，沉积环境为三角洲前缘-陆棚环境[12]。通过研究砂岩的玄武质火山碎屑的地球化学特征和碎屑铬尖晶石的化学成分，指示物源区早白垩世火山活动为板内构造背景。碎屑锆石U-Pb年龄指示这套岩浆活动主要集中在142～116 Ma；最年轻和最老的碎屑锆石年龄限定物源区火山作用开始于晚侏罗世(148～147 Ma)，结束于早Albian期110 Ma。地层资料表明火山碎屑沉积年龄从东到西依次变年轻，在西藏最早为Tithonian期，在尼泊尔为Valanginian期，而印度Spiti和Zanskar地区为Albian期。这种明显向西迁移的火山活动最初被解释为裂谷作用或者与拉张/扭张构造活动和深切至印度大陆边缘地壳的断裂不断地向西生长发育有关[12]。最近的碎屑锆石年代学的研究并不支持物源区岩浆活动自东向西的变化，很可能反映了水道系统自东向西的不断推进，即火山碎屑物质自东部火山作用物源区开始向西搬运[38]。如果这个认识得到确认的话，印度北缘的早白垩世岩浆活动应该位于印度东北缘，不仅出现在深水沉积环境(现在残留的措美大火成岩省的记录)，还出现在印度东北缘的陆地环境，并向北、向西通过水系输送到浅海和深海环境中沉积下来。

2.2 晚白垩世印度北缘构造抬升事件

地层和沉积学研究发现，西藏南部定日—岗巴地区晚白垩世末期发生一次沉积环境的快速变化，由半远洋-远洋环境、富含浮游有孔虫的生物碎屑灰岩(岗巴村口组和旧堡组)转变为陆源碎屑和碳酸盐混积沉积为主(遮普热山坡组和宗山组)，并且古水深逐渐变浅，至白垩纪-古新世界线时期广泛沉积滨岸海滩环境的石英砂岩(基堵拉组)[39]。晚白垩世末期这种沉积环境的突变还出现在西喜马拉雅地区Zanskar地区。前人对白垩纪末期印度北缘的这次古环境变化有不同的解释和模式，如蛇绿岩仰冲[40]、弧-陆或陆-陆碰撞[39,41]。

基于沉积学、地层学、岩石学、物源区分析等研究，特提斯喜马拉雅白垩纪—古新世早期沉积记录为非造山型演化，主要受控于被动大陆边缘在德干岩浆喷发之前的抬升及随后的热沉降[42-43]。这一认识获得以下地质证据的支持：①构造沉降分析表明，这一古环境变化不是全球海平面变化的结果，而主要受控于基底的构造抬升[44]；②藏南岗巴、定日地区及Zanskar地区广泛发育晚白垩世的地层缺失(时代为80～72 Ma)；③Maastrichtian-Danian期整个印度大陆北缘沉积盆地中硅质碎屑物质的堆积速率突然增加；④物源区分析表明，这些石英质为主的砂岩来自南部再活化的印度克拉通及抬升的大陆边缘。该时期地层中的火山岩岩屑和铬尖晶石的化学特征与德干大火成岩省的性质非常类似。基于以上证据，我们提出，德干大火成岩省喷发之前，印度板块岩石圈底部的岩浆上涌，影响到印度北缘地区，导致白垩纪末期构造隆升。首先导致地层中在80～72 Ma出现缺失，之后出现构造隆升。这一事件的启动时间比德干溢流玄武岩的高峰期早15 Ma。德干大火成岩省之后，由于Seychelles板块与印度板块的裂解，印度板块北缘自古新世Danian末期(～62 Ma)以后出现热沉降，导致特提斯喜马拉雅广泛发育碳酸盐沉积(宗浦组)。该模型如果得以确认的话，德干岩浆上涌及随后的岩石圈变冷可能是控制晚白垩世印度北缘构造隆升的主要原因。

2.3 印度-亚洲大陆初始碰撞事件

印度-亚洲大陆碰撞事件是青藏高原地球科学中一个长期讨论的科学热点。近年来在古地磁学、地层学、沉积学、岩浆岩石学、变质岩石学、构造地质学等多学科持续研究下，取得了明显的研究进展，但同样存在不少的争论。争论的焦点之一在于印度-亚洲大陆初始碰撞的时间。初始碰撞的时间，国际多数学者以板块间洋壳的消亡，或陆壳与陆壳(或岛弧)开始接触为标志。对于这一关键科学问题，不同的学者认识分歧也很大[41-42,45-49 ]。

在所有这些方法中，利用沉积记录来约束碰撞的时间，应该是最直接和有效的方法之一[46]。近年来，作者等利用物源区变化、沉积环境突变、海相沉积的结束、周缘前陆前隆的识别等多种与沉积记录相关的方法来探讨初始碰撞的时间。其中，最有效的方法是利用识别地层中碎屑物质的物源区变化和周缘前陆盆地前隆的识别。

初始碰撞后，在下伏板块原特提斯喜马拉雅地体地层中，如果地层出现来自上覆板块拉萨地体的物质，那么这一地层沉积就约束了初始碰撞的时间上限。根据这一原则，现已确认，特提斯喜马拉雅定日—岗巴地区的恩巴组[50-51]、萨嘎桑单林组[52-55]是最早接受来自以冈底斯弧为主的造山带物源的地层单元。遗憾的是，恩巴组和桑单林组的时代还缺乏精确的限定。根据古生物浮游有孔虫和钙质超威化石，恩巴组的时代仅大致限定为始新世(50～38 Ma)，主要有两种观点：①始新世早期(定日地区)，大致相当于浮游有孔虫P8带(～50 Ma)[47,51]；②始新世中晚期。定日地区大致相当于钙质超威化石带NP15-17 (46～38 Ma)[56]，岗巴地区浮游有孔虫P15带(～36 Ma)[57]。对于萨嘎桑单林组的时代，争论更大，有古新世[54-55,58]、始新世早期[53,59]等多种认识。这些地层时代的精确厘定非常重要，还有赖于更详细的生物地层学和同位素年代学的工作。

大陆初始碰撞后，沉积盆地性质会发生改变，下伏板块将出现被动大陆边缘向周缘前陆盆地的转变；上覆板片紧邻碰撞带将会出现弧前盆地向同碰撞盆地的转变。通过识别沉积盆地转变的沉积记录及其时代，可以用来限定大陆碰撞的初始时间。周缘前陆盆地一般发育四个沉积带：楔顶、前渊、前隆、隆后。其中，尤以前隆的识别最为关键，其特征也最为明显，一般表现为沉积环境的突变或不整合。对于同一地区的演化而言，前隆出现的时间通常比物源区改变的时间更早，因而也更趋近初始碰撞的时间。在藏南定日—岗巴地区，恩巴组被解释为周缘前陆盆地的前渊沉积[42]，因而沉积盆地性质改变和前隆在地层中的位置应该保存在恩巴组沉积之前的地层中，有三种可能的方案[34,42,49]：宗浦组与下伏基堵拉组界线(～62Ma)[42]、宗浦组内部古新世-始新世界线附近(～56Ma)[34,49]、宗浦组-恩巴组界线(～50 Ma)[47]。定日—岗巴地区究竟把前隆放在何处，还需要从地层记录中寻找更多的地质证据。

2.4 东特提斯海消亡事件

新特提斯海的关闭直接标志着海水的消失，山脉隆升的起始。对于理解印度-亚洲大陆碰撞过程、喜马拉雅山脉的隆升及其导致的环境-气候变化具有重要的意义。新特提斯海的关闭时间通常通过研究海相地层的消失、最早陆相地层的出现来获得。长期以来对这一事件发生的时间存在很大的争论。

自1908年Hayden H. H. 研究了藏南岗巴地区始新世海相沉积以来，科学界长期笼统地把始新世作为东特提斯海关闭的时间。但是，始新世延时22 Ma，有必要进一步限定。由于政治、高海拔等原因，对西藏南部最高海相沉积的时间缺乏系统的研究，尤其缺乏现代意义上的高分辨率生物地层学的工作，这是导致该问题长期悬而未决的主要原因。定日—岗巴地区最高海相地层被认为是恩巴组和扎果组。关于其时代，争论很大。岗巴地区基于浮游有孔虫的研究，认为可达Priabonian早期(约35 Ma)[57,60-61]；定日地区最高海相层持续到Lutetian 期[62]或Priabonian 晚期(钙质超微化石带NP20，34 Ma)[50]。作者等最新的研究结果表明，定日和岗巴地区恩巴组鲕粒灰岩的时代可能为始新世中期P11-P12a浮游有孔虫带，指示该地区海相沉积结束时间为43 Ma左右。这一时代还需要更多化石证据的进一步确认。

3 东特提斯洋晚中生代—古近纪古环境演变

3.1 东特提斯洋南缘(印度大陆北缘)

早侏罗世时期，印度大陆北缘位于南半球中低纬度地区，沉积了一套以碳酸盐为主的台地-缓坡沉积(普普嘎组-聂聂雄拉组或者Kioto组-Laptal组)[63]。Toarcian大洋缺氧事件影响到印度北缘，导致碳酸盐台地相的消失，取而代之的是碳酸盐缓坡相的发育，一直持续到中侏罗世。在特提斯喜马拉雅南带(岗巴—定日—札达—Zanskar地区)，中侏罗世巴通阶广泛出现一套铁质鲕粒砂岩(定结组)，之下出现Bajocian-Bathonian地层缺失[64]。铁质鲕粒砂岩层代表新的沉积阶段的开始，之上广泛出现富含菊石的门卡墩组陆棚相黑色页岩，时代为Oxfordian-Tithonian。

侏罗纪末期到早白垩世，印度北缘首先在陆棚相黑色页岩中突然出现一套石英砂岩(古错组)，随后大量出现岩屑砂岩，并以出现火山岩屑为特征(卧龙组)。这样一种岩石组合同样出现在深水环境中(石英砂岩：维美组；岩屑砂岩：日朗组)。这就让许多学者思考早白垩世印度北缘火山事件的时代、规模和性质(2.1节)。Albian晚期，特提斯喜马拉雅北缘以广泛出现海绿石砂岩为特征，代表着一次明显的构造热沉降，一般解释为印度大陆从东冈瓦纳大陆彻底分离后的热沉降[12,65]。随后，在西部出现远洋灰岩(Chikkim组；Fatu La组；波林夏拉组)，定日地区出现钙质页岩和泥灰岩，而东部的岗巴地区仍保持黑色页岩沉积，但钙质成分向上逐渐增加。在定日—岗巴地区，直到Santonian期才以远洋灰岩沉积为主。从Albian到Santonian期，通常认为印度大陆从南半球高纬度地区快速向北漂移，西北部首先进入中低纬度，东北部晚些，以此来解释碳酸盐沉积在东西喜马拉雅地区出现的时间差异。这段时间(Albian晚期至Campanian早期)沉积的远洋碳酸盐岩，是研究东特提斯洋古海洋事件和环境变化的最理想的载体，保留了白垩纪大洋缺氧事件(1.2节)、白垩纪大洋富氧事件(1.3节)以及一些短期、快速的气候、环境、海平面变化等[66]。

在特提斯喜马拉雅南带(定日—岗巴和Zanskar地区)，晚白垩世晚期出现一次明显的构造抬升事件，造成Campanian期大部分地层的缺失。随后以碳酸盐-碎屑岩混积(定日地区遮普热山坡组和岗巴地区宗山组为特征)，整体显示向上变浅的沉积旋回。所有这些沉积学和物源区的证据表明，印度北缘可能受到德干大火成岩省喷发的影响(2.2节)。之后，印度北缘广泛发育一套浅水碳酸盐台地(宗浦组)，以出现丰富的底栖大有孔虫。对宗浦组的深入研究，将为探讨印度-亚洲大陆初始碰撞时间、古新世—始新世极热事件提供了可能(1.4节和2.3节)。定日—岗巴地区宗浦组之上的恩巴组和扎果组以及萨嘎地区的桑单林组和者雅组的深入研究，不仅有助于理解印度-亚洲大陆初始碰撞时间，还对于理解东特提斯海消亡的时间和过程具有重要的研究意义(2.4节)。

3.2 东特提斯洋北缘(亚洲大陆南缘)

日喀则弧前盆地是亚洲大陆最南缘的沉积盆地单元，保留了新特提斯俯冲和亚洲大陆碰撞的重要信息。白垩纪时期主要有深海盆地相冲堆组、斜坡相浊积岩昂仁组及浅海相帕达那组、曲贝亚组[67-68]。最近的研究工作表明[69]：基底玄武岩与冲堆组、昂仁组之间均为整合接触；基底玄武岩的时代为130～120 Ma，具有N-MORB型特征。这表明，日喀则弧前盆地基底玄武岩很可能是形成于弧前环境。日喀则弧前盆地早期深水海底扇环境下沉积的昂仁组，物源主要来自白垩纪冈底斯弧(主峰110 Ma)，有少量的侏罗纪冈底斯弧物质的输入。昂仁组上段和三角洲环境的帕达那组物源除了冈底斯岩浆弧外，中拉萨地体也是重要的物源区。

日喀则弧前盆地何时转变为同碰撞沉积盆地，取决于初始碰撞时间的确定。目前，有两种观点： 一种观点认为曲下组和加拉孜组为同碰撞沉积盆地[52,70]；另一种观点认为弧前盆地的沉积一直持续到加拉孜组沉积之后[71]。作者倾向于接受第一种观点。对这套曲下组和加拉孜组地层的深入研究，应该能提供关于印度-亚洲大陆碰撞过程的重要信息。

4 研究展望

西藏南部地区晚中生代—古近纪海相沉积记录连续，空间分布广，记录了东特提斯洋南缘和北缘的演化历史。对这些沉积记录的深入挖掘，不仅能提供东特提斯演化中的全球古海洋事件(如大洋缺氧事件、富氧事件、气候变化事件等)，还能提供大陆裂解、漂移、碰撞、造山等板块构造演化的重要信息。借助多学科研究手段，近年来取得了一些进展，但远没有达到精确刻画的程度，对东特提斯洋演化的一些重要事件和演化还需要继续深化研究。今后应加强以下方面的研究：

(1)加强生物地层的研究。由于历史和客观原因，西藏南部晚中生代生物地层的研究尽管取得了许多重要进展，但与西特提斯和北美研究程度高的地区相比，差距还比较大。对一些关键地层的时代仍然需要花大力气来研究。要把建立一批高质量、完全与国际接轨的生物-年代地层格架作为今后一段时期的重要研究目标。没有这个基础，地质演化的讨论就没有稳定的根基。

(2)重视对短时期环境-气候事件、海平面变化的研究。经过多年持续的研究，目前东特提斯域晚中生代—古近纪构造作用对沉积的影响和控制作用已基本清楚。下阶段要加强从地层中挖掘气候和环境的信息。对构造事件影响弱的沉积地层(如特提斯喜马拉雅的白垩纪中期、晚白垩世)，要特别加强高分辨率气候-环境变化的研究。

(3)要加强挖掘东特提斯域地域优势的研究。如对环特提斯洋流的研究，东特提斯域将是验证这一重要科学问题的关键地区。

致谢 感谢王成善院士、陈曦博士对本文提出的建设性修改意见；感谢朱弟成、李国彪、姜仕军、李响、李祥辉、E. Garzanti的学术讨论；感谢973课题研究人员和研究生的贡献。

(2015年1月19日收稿)■

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(编辑：温文)

自然信息

东非发现最古人属化石或改写人类进化史

科学家2015年3月4日在美国《科学》杂志上报告说，他们在东非发现了一块带着5颗完整牙齿的不完整下颌骨，这是迄今发现的最古老的人属化石，有可能改写人类的进化时间表。

这块下颌骨2013年出土于埃塞俄比亚阿法尔州。分析表明，该化石可追溯至275万年至280万年前，比此前发现的最早的人属化石早了约40万年。由于有关化石极度缺乏，考古学家此前认为，人属可能直到230万年前或240万年前才从南方古猿中分化出来。

科学界认为人类与其他动物的分化发生在500万至700万年前，此后的人类进化史又分为南方古猿与人属阶段。人属又包括智人、能人等物种，但最终只有智人幸存，现在的人类属于晚期智人。最具代表性的南方古猿化石是在埃塞俄比亚同一地区发现的“露西”，它生活在距今320万年前。

参与研究的亚利桑那州立大学人类起源研究所所长威廉·金贝尔当天在电话记者会上说：“了解我们的进化分支——人属出现的最重要时间段是300万至200万年前。讽刺的是，这也是人类化石记录最少的一个时间段。”

据金贝尔介绍，这块下颌骨化石只保存有左侧部分和5颗完整的牙齿，其牙齿与下巴的形状更像人属而不是同时期或更古老的南方古猿，说明它应该属于人属物种，但尚不清楚它属于一个已知人属物种，还是代表一个新的人属物种。

论文共同作者、宾夕法尼亚州立大学的埃琳•迪马乔说：“我们所确定的是，280万年前，人属物种生活在埃塞俄比亚阿法尔地区的开阔草原上，附近有湖泊、河流、活火山，可能还有活断层。”

[关毅 编译]

Overview of the Late Mesozoic Paleogene major paleoceanographic and geological events in Eastern Tethyan Ocean

HU Xiu-mian
School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China

Eastern Tethyan oceanic sediments now outcropped in Himalayan mountains preserved important information for understanding the evolution both of the Tethyan Ocean and of Mesozoic paleoclimate and palaeoceanography. Based on the stratigraphic record from Tibetan Himalayas, this paper overviewed the studies of paleoceanographic events (oceanic anoxic events, oceanic red beds and oxic events, Paleocene-Eocene Thermal Maximum) and major geological events (Early Cretaceous magmatic event and Late Cretaceous tectonic uplift event in northern Indian margin, India-Asia initial collision event; Eastern Tethyan seaway closure event). The studies of high-resolution biostratigraphy, short-term paleoclimatic and paleoenvironmental changes should be strengthened in near future.

Eastern Tethyan Ocean, Late Mesozoic, Paleogene, paleoceanographic and geological event

10.3969/j.issn.0253-9608.2015.02.003

*国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB822001)资助

†通信作者，E-mail: huxm@nju.edu.cn