印度-亚洲大陆的初始碰撞

2016-11-02 02:26赵俊猛杜品仁
地震地质 2016年3期
关键词:喜马拉雅时限亚洲

赵俊猛 杜品仁

1)中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心,北京 100101 2)中国科学院青藏高原研究所,大陆碰撞与高原隆升重点实验室,北京 100101 3)中国地震局地质研究所,北京 100029



印度-亚洲大陆的初始碰撞

赵俊猛1,2)杜品仁3)

1)中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心,北京100101 2)中国科学院青藏高原研究所,大陆碰撞与高原隆升重点实验室,北京100101 3)中国地震局地质研究所,北京100029

印度-亚洲大陆碰撞形成了青藏高原,影响了中亚、东南亚、东亚直到西太平洋的构造变形,改变了从岩石圈地幔到大气圈的多个圈层状态,是研究青藏高原形成和演化的前提和基础,但是,至今对最初在何时、何地发生碰撞仍意见不一。文中以近10a来该项研究的成果为基础,通过一些问题的讨论,展现研究进展,突出存在矛盾,探讨下一步的研究重点。讨论的问题有: 1)初始碰撞时亚洲南缘的古纬度是多少? 2)大印度有多大? 3)定日地区最高海相层的年龄有多大? 4)55Ma,BP前后的碰撞是陆-陆碰撞还是陆-弧碰撞? 5)外喜马拉雅的岩浆活动能否厘定初始碰撞? 6)最后归纳了2004年以来初始碰撞时限研究的一些结果。从近10a的研究结果看,印度-亚洲初始碰撞时限集中在K/E、E1/E2和E2/E3界线附近。与以前的结果相比,是在向更早和更晚扩展。文中认为,不同观点的争论对发现研究中存在的问题、促进研究发展有推动作用;提出未来的印度-亚洲碰撞研究,除了要面对和解决各种资料、论据的不确定性外,还要更精确地限定印度和亚洲在晚白垩世和古近纪期间的古地理位置,确定新特提斯洋内岛弧或微陆块在此期间的位置、大小,以及弧-陆碰撞与陆-陆碰撞在标志和效应等方面的差别,总之,要深入探索碰撞过程的复杂性。

印度-亚洲大陆碰撞古地磁学大印度最高海相层位外喜马拉雅

0 引言

印度-亚洲大陆(或欧亚板块)碰撞是自古生代以来表征行星地球全球性构造演化的最大造山事件。它形成了举世瞩目的海拔最高、面积最大的青藏高原,影响了中亚、东南亚、东亚直到西太平洋的构造变形(Yin,2010),改变了从岩石圈地幔到大气圈的多个圈层状态,它是研究青藏高原形成和演化的前提和基础,是大陆动力学、乃至整个固体地球科学研究和争论的热点之一。但是,迄今为止对印度-亚洲大陆最初在何时、何地发生碰撞仍分歧很大,难下定论。

板块俯冲和碰撞,是板块构造学中有明确定义的2个基本概念。印度-亚洲大陆或印度板块与欧亚板块间的初始碰撞,是指运动中的这2个陆块的首次接触。由于板块稳定部分过去100Ma有效的古地磁数据极少,难以定量地确定印度大陆和亚洲大陆的古地理位置,也不清楚这2个大陆边缘的状况,致使这2个大陆之间的碰撞成为一个很难定义的过程,包括初始碰撞是陆-陆碰撞,还是弧-陆碰撞,是点接触,还是线或面接触等。为确定这2个大陆在何时、何地发生初始碰撞,地质和地球物理学中的不同学科,提出了各种各样的判据。

印度-亚洲大陆何时发生初始碰撞,即初始碰撞时限问题,是所有喜马拉雅-青藏造山带演化模型的关键边界条件,对该造山带的造山过程、高原隆升与演化的动力学过程、以及与高原隆升密切相关的陆内变形过程等的研究至关重要,还深刻地影响着对青藏高原通过大陆向E挤出的各种隆升地质过程速率的解释,以及对新生代全球气候变化的理解。迄今为止,不同学者从不同角度提出的碰撞时限范围为70~34Ma,BP(Patzeltetal.,1996; Rowley,1998; 朱弟成等,2004;Aitchisonetal.,2007; 莫宣学等,2007;吴福元等,2008;Dupont-Nivetetal.,2010; 黄宝春等,2010;万天丰,2011;Liebkeetal.,2013; Decellesetal.,2014; Wuetal.,2014)。

印度-亚洲大陆最初在何地发生碰撞,至少包括两重含义。一是初始碰撞发生时印度北部或亚洲南缘的古地理位置在哪里,二是初始碰撞发生在2板块边界的哪一段。由于初始碰撞发生的时间和地点密切相关,对初始碰撞发生在何地的专题研究相对较少。随着初始碰撞时限问题的争辩加剧,初始碰撞发生在何地已成为制约印度和亚洲大陆初始碰撞时限的关键。

近几年国内外对印度-亚洲大陆碰撞问题的研究有增无减,并出现了前所未有的激烈争论。为展现这一问题的研究进展和现状,突出目前争论的焦点,探讨下一步研究的重点、难点,特撰写此文,以期对该问题的研究有些许促进。

1 初始碰撞时亚洲南缘的古纬度是多少?

确定印度-亚洲的初始碰撞时间,取决于对亚洲和大印度板块古地理边界的认知。在理论上,每个分离的陆块都有自己的古地磁极移曲线,2陆块碰撞之后,相应的2条极移曲线应该合并在一起,合并起点的时代就应该是初始碰撞时间。印度-雅鲁藏布缝合带是印度-亚洲碰撞的结果。此缝合带以北是亚洲大陆的南边界,以南是印度大陆的最北缘。因此,印度-雅鲁藏布缝合带两侧古地磁结果的直接比较,就可为印度-亚洲碰撞提供重要约束。从古地磁学角度也确实为此做了不少工作。

较早的研究,本文以Patzelt等(1996)为代表。Patzelt等(1996)报导了岗巴沉积盆地宗山(71~65Ma,BP)、基堵拉(66~63Ma,BP)和宗浦(63~55Ma,BP)组的古地磁结果。岗巴地区是特提斯喜马拉雅的一部分。一般认为,特提斯喜马拉雅是大印度最北缘。这一地区新的古地磁有Tong等(2008)和Yi等(2011)的研究结果。碰撞前亚洲大陆南缘是拉萨地块。近几年对拉萨地块的林周盆地和南木林盆地的林子宗火山岩和沉积岩有多项古地磁研究(Chenetal.,2010; Dupont-Nivetetal.,2010; Liebkeetal.,2010; Sunetal.,2010,2012; Tanetal.,2010;Yietal.,2011)。林子宗火山岩系是印度-亚洲大陆碰撞从开始到完成全过程的记录(莫宣学等,2003,2005)。该岩系由下至上可分为: 典中组(65~61Ma,BP)、年波组(60~54Ma,BP)和帕那组(53~41Ma,BP)。典中组不整合于晚白垩系设兴组(110~65Ma,BP)之上。

表1 用古地磁学方法得到的印度-亚洲初始碰撞时间和古纬度

Table1 Times of initial India-Asia collision and ancient latitudes derived from paleogeomagnetic studies

碰撞时限/Ma古纬度(N)/(°)参考点参考文献63~55约1028°N,89°EPatzeltetal.,1996约5513.5±3.030°N,91°ETongetal.,200860~55约1030.0°N,91.2°EChenetal.,201046±822.8±4.229°N,88°EDupont-Nivetetal.,201053~49±613.2±5.829°N,90°ELiebkeetal.,2010约5513.6±5.430.1°N,90.9°ESunetal.,2010约4321~2730°N,90°ETanetal.,201065~606.1±8.529.3°N,88.5°EYietal.,201154~47约1529.9°N,90.7°ESunetal.,2012555~1029°N,86°ECognéetal.,2013

这些研究结果(表1)所得的碰撞前亚洲南缘的古纬度为5°~27°N;初始碰撞时间为65~43Ma,BP,基本上与其他手段所得初始碰撞时间范围无异。可见,用古地磁数据得出的碰撞时间有较大的内在不确定性,不能单独用来定义陆-陆碰撞的初始时间(Zahirovicetal.,2012)。因此,可以说亚洲大陆南缘拉萨地块古近纪的古地理位置至今仍不确定。

古地磁学是唯一可以定量确定岩石圈板块古纬度的学科。初始碰撞时亚洲南缘的古纬度是多少最终还需古地磁学来解决。为此需要增加古地磁样品和采样点数量,提供更多有效数据,精确厘定样品年代,排除样品受到的后期重磁化作用的影响,深入研究古地磁沉积岩样品磁倾角浅化等问题。

2 大印度有多大?

大印度是1个比板块构造还老的概念,已有80多年的历史,一直用于印度-亚洲大陆碰撞的构造模型(Alietal.,2005)。所谓大印度,一般指印度-亚洲大陆碰撞前的印度大陆,即现存的印度大陆加上因碰撞和后续俯冲而消失的部分。Van Hinsbergen等(2011)定义大印度为特提斯喜马拉雅岩石圈与拉萨地块间陆-陆碰撞以来印度板块岩石圈所俯冲的总量,还将碰撞以来亚洲大陆消失的总量定义为 “大亚洲”。

大印度的提出主要基于3个方面: 1)用于中生代东冈瓦纳重建;2)估计喜马拉雅地壳缩短;3)用于印度与亚洲大陆的初始碰撞。大印度重建模型甚多,Ali等(2005)按板块构造理论建立前、1970年代和1980年以来3个时段介绍的大印度重建模型就近30个。

在印度-亚洲碰撞研究中,不同的大印度和大亚洲模型都试图估计初始碰撞前这2个大陆的大小,或研究其从原来的大小缩短了多少。研究印度或亚洲大陆碰撞后的缩短量,一般是采用古地磁学方法实测的古纬度值与按相应大陆视极移曲线(APWP)换算得到的期望古纬度之间的差值。表2 列出了不同作者推断的大印度大小和碰撞引起的陆内缩短量,与表1 相对应。

表2 推测的大印度宽度和碰撞后陆内缩短量

Table2 Inferred width of Greater India and amount of post-collision intracontinental shortening

大印度宽度/km印度/西伯利亚缩短/km拉萨/西伯利亚缩短/km参考文献约1,500Patzeltetal.,1996约1,000约2,9001,900Tongetal.,2008约1,000Chenetal.,20101,800±7002,900±6001,100±500Dupont-Nivetetal.,20101,850±760Liebkeetal.,20101,400±6002,000±550Sunetal.,20101,500约2,000约500Tanetal.,20101,900±570Yietal.,20111,500±8301,700±800Sunetal.,20122,080±6301,450±940Cognéetal.,2013

用古地磁学方法确定印度-亚洲大陆的初始碰撞时限,不仅要考虑印度大陆可能的缩短,还要考虑亚洲大陆可能的缩短。Aitchison等(2007)确认的初始碰撞时限为始新世/渐新世界线(34Ma,BP或35Ma,BP),其主要论据之一是印度和亚洲在55Ma,BP时还相距甚远,不可能发生碰撞。虽然Ali等(2005)得出的55Ma,BP时印度次大陆的延伸长度中部为950km,东部为500km,西部为600km,与Patzelt等(1996)提出的范围接近,但他们使用稳定的欧亚板块作为参考古纬度来固定亚洲南部边缘的古纬度,忽略了青藏高原内部碰撞后的SN向缩短,因而,他们所提出的初始碰撞时限受到质疑(Chenetal.,2010; Liebkeetal.,2010;Najmanetal.,2010; St-Ongeetal.,2010; Tanetal.,2010; Sunetal.,2012)。

计算地体或板块的运动速度需参考一定的模型,如常用的Lee等(1995)。但不同作者所得印度与欧亚板块间的会聚速度随时间变化的模型各不相同(Zahirovicetal.,2012),如Lee等(1995)、Müller等(2008)、Molnar等(2009)和Van Hinsbergen等(2011),这也会给初始碰撞时限计算带来一定的误差。如以会聚速度突降来确定初始碰撞时限,上述4模型的突降时间依次为58Ma,BP、54Ma,BP、48Ma,BP和50Ma,BP,相差达10Ma。

3 定日地区最高海相层的年龄有多大?

一些学者认为,喜马拉雅地区海相沉积的消失或最高海相层的结束,可为印度-亚洲初始碰撞提供可靠的定年指示(Rowley,1996,1998;Najmanetal.,2010),虽然有学者持反对意见,指出最高海相层结束的时间不能代表印度-亚洲大陆的初始碰撞年龄(王成善等,2003;吴福元等,2008;纪伟强等,2009;黄宝春等,2010),但最高海相层的确定仍是印度-亚洲初始碰撞年限的重要参考。定日遮普惹山地区最高海相层的年龄有多大的争论,不仅反映了对确定最高海相层的重视,也折射出印度-亚洲碰撞时限问题的复杂性和难以取得共识的部分原因。

定日地区位于珠穆朗玛峰北面,属特提斯喜马拉雅南带,是中国中新生代海相地层的经典研究地区,可提供特提斯演化晚期的良好信息。此次争论因在定日遮普惹山地区的曲密巴剖面新发现1套海相地层——朋曲组,并将本区的最高海相层位提高到了始新世普里亚本末期(34Ma,BP)(李祥辉等,2001;Wangetal.,2002)而起。Wang等(2002)认为朋曲组完全是海相,恩巴段下部为NP15带(鲁帝特中期),上部NP16-17带为鲁帝特晚期—巴通早期,上覆的扎果段是NP18-20,为普里亚本期,恩巴-扎果边界为假整合接触。Zhu等(2005)也研究了这个剖面,认为恩巴段是P8带(50.6Ma)海相,上覆的扎果段为陆相,恩巴-扎果接触是假整合,拒绝Wang等(2002)分段的提议,并认为Wang等(2002)在扎果段所记录的动物群是再沉积的。Zhu等(2005)所用定日地区古新世—始新世地层分为基堵拉组、遮普惹山组、油下组、申可扎组,并据油下组底部存在碳酸岩陆架沉积将大陆初始碰撞时间定为P8的时间(50.6±0.2)Ma,BP。

Aitchison等(2007)称,2006年他们在有争论的剖面上重新采样分析微化石带,得出的样品年龄与Wang等(2002)所定年龄相同,并将Wang等(2002)所定最高海相层年龄作为其一向坚持的印度-亚洲初始碰撞发生在34Ma,BP或35Ma,BP的主要证据之一。可是,在这个含有确定印度-亚洲初始碰撞时间关键层序的曲密巴剖面上,Green等(2008)用有孔虫类得出的最高海相层为50.6Ma,BP;Najman等(2010)用大量深海有孔虫类数据支持Zhu等(2005)的结论。NajMan等(2010)为了证实其所采样品的剖面确实是Wang等(2002)的工作剖面,还将他们的野外照片与Wang等(2002)的作了比较,确定是在相同的剖面上,其位置为 28°41.376′N,86°43.769′E,高程为5,030m。Najman等(2010)认为,在这个剖面上没有海相延续至始新世末期的证据,这个沉积剖面不能用来支持印度-亚洲碰撞发生在约34Ma,BP的争论。

这场争论生动地说明,即使是对同一套 “最高海相地层”,不同学者对地层年代和沉积相变化的认识差别也很大(黄宝春等,2010)。

4 55Ma,BP前后的碰撞是陆-陆碰撞还是陆-弧碰撞?

在关于印度-亚洲初始碰撞时限的争论中,最引人关注的是香港大学Aitchison的研究集体坚持的34Ma,BP或35Ma,BP与其他多数人主张的约55Ma,BP之争(Garzanti,2008; Aitchisonetal.,2008)。这里所说的约55Ma,BP实为许多人从不同学科所得70~40Ma,BP时限(莫宣学等,2007;吴福元等,2008;黄宝春等,2010;万天丰,2011)的代表,这一时限是按20世纪80年代初期以来的单一板块俯冲带和单期碰撞模型确定的,被主张多俯冲带和多期碰撞的Aitchison等(2007)称之为 “55Ma教条”。

Aitchison等(2007)并不怀疑约55Ma,BP的各种地质证据,而是认为这时的碰撞并不代表 “真”印度-亚洲碰撞,只不过表示与洋内岛弧的 “次要”碰撞,并称约55Ma,BP的事件是台湾型弧-陆碰撞,印度所起的作用与现在中国东南边缘的作用类似;真正的印度-亚洲陆-陆碰撞是在始新世/渐新世界线(34Ma,BP或35Ma,BP)开始的。

Aitchison等(2007)认为新特提斯洋与现今的大洋类似,其中存在洋内岛弧、高原、海山和其他深海特征,在新特提斯洋关闭前,这些特征消失。Aitchison等(2007)提出的在约55Ma,BP与印度或亚洲碰撞的洋内岛弧有2个,一个是接近日喀则的大竹卡弧,另一个是巴基斯坦北部和印度西北部的科希斯坦/德拉斯弧。沿印度-雅鲁藏布缝合带的一些地区还保存了这些洋内俯冲带的残余。推断新特提斯洋内岛弧存在的重要证据之一是由地震层析成像在青藏高原、印度和印度洋下面确定的几条巨大高速带(Van der Vooetal.,1999; Abrajevitchetal.,2005;Alietal.,2008)。在Ali等(2008)的55Ma,BP重建图中,大竹卡弧正在与印度大陆碰撞。由于德拉斯弧是拉达克弧的一部分,科希斯坦/德拉斯弧被更广义地称为科希斯坦/拉达克弧。这个弧的形成,它与印度和亚洲的碰撞时间,以及碰撞边界的位置一直有争议(Rehmanetal.,2011)。

印度-雅鲁藏布缝合带内的蛇绿岩和该带南北两侧前陆盆地内沉积物的物源是判定新特提斯洋内是否存在洋内岛弧和俯冲系统的重要依据,但据此是否就能确定陆-弧或弧-陆碰撞也意见相左。Aitchison等(2002,2007)和Davis等(2002)依据西藏南部磨拉石沉积和缝合带内出现的柳区砾岩的物源分析,判定它们记录了岛弧与印度北缘的碰撞。Cai等(2011)研究了江孜地区从甲不拉组的南部印度物源到宗卓组和日朗砾岩的北部弧和缝合带物源的转换,对物源改变的原因选择了印度板块与拉萨地体间在马斯特里赫特期(约70~65Ma,BP)的碰撞,而不是印度板块与洋内弧的初始碰撞。刘小汉等(2009)通过对雅鲁藏布蛇绿岩带的研究所提出的构造演化模型,则完全支持Aitchison等(2007)的观点,认为古新世早期印度与高喜马拉雅陆弧发生陆-弧碰撞,弧后盆地塌缩,35Ma,BP 是印度-欧亚最终碰撞的时间。

依据板块重建和地震层析成像资料,Van Hinsbergen等(2012)提出了大印度洋盆(GIB)假设和2阶段碰撞模型。他们所提第1阶段的碰撞是约50Ma,BP时特提斯喜马拉雅微陆块与亚洲的碰撞,随后大印度洋盆俯冲,在大约25~20Ma,BP发生印度与亚洲的硬碰撞,并称印度和亚洲的2阶段碰撞也反映在地震层析成像显示的深地幔残留物中。

显然新特提斯洋内的岛弧和俯冲系统,使印度-亚洲碰撞问题变得更为复杂了。进一步提供新特提斯洋内岛弧和俯冲带存在的证据,分析它们的成因及其与碰撞的关系,研究陆-弧碰撞或弧-陆碰撞与陆-陆碰撞的区别,是解决这一争论必须做的工作。

5 外喜马拉雅的岩浆活动能否厘定初始碰撞?

沿印度河-雅鲁藏布缝合带北侧分布1条巨型岩浆岩带——外喜马拉雅*对Trans-Himalayan已有多种译法,本文参考《世界地名译名手册》(辛华编,北京: 商务印书馆,1987)中Trans-Khingan Ra(外兴安岭)等词的译法,将其译为外喜马拉雅。(Trans-Himalayan)岩基,从巴基斯坦西北穿越科希斯坦和拉达克,再从西藏南部到达东喜马拉雅构造结,再绕此构造结进入缅甸,全长>3,000km。这条岩基的称谓各地不同,在巴基斯坦称为科希斯坦岩基,在印度称为拉达克岩基,在西藏称为冈底斯岩基,在其东南部称为察隅-滇西-缅甸岩基(Searleetal.,1987; St-Ongeetal.,2010)。沿这条岩基,开展了大量岩浆活动与印度-亚洲大陆碰撞关系的研究。

Searle等(1987,1988)将沿外喜马拉雅岩基安第斯型钙碱性岩浆活动结束作为碰撞时限的标志之一。根据这一假设提出的印度与亚洲大陆的碰撞发生在约40Ma,BP(吴福元等,2008; 黄宝春等,2010)。莫宣学等(2003,2009)则认为林子宗火山活动开始的时间,约65Ma,BP(K/T 界线年龄),是印度和亚洲大陆陆-陆碰撞的起始时间。

冈底斯火成岩浆岩带的林子宗古近纪火山岩系,被认为代表了从新特提斯洋俯冲消减结束过渡到印度-亚洲大陆碰撞过程的产物,其确切的时代对于限制印度-亚洲大陆的碰撞时限具有重要意义(梁银平等,2010)。林子宗火山岩系分为典中组(65~60Ma,BP)、年波组(60~50Ma,BP)和帕那组(50~40Ma,BP)(莫宣学等,2007),究竟哪段时间是印度-亚洲碰撞的初始碰撞时间呢?

表3 2004年以来初始碰撞时限研究的一些结果

Table3 Some research results since 2004 on timing of initial collision

初始碰撞时限/Ma参考文献K/E李国彪等,2004约64周肃等,200470~65朱弟成等,200435Aitchisonetal.,2004约65Dingetal.,200550.6±0.2Zhuetal.,2005约65侯增谦等,2006a,b约65魏玉帅等,2006约65莫宣学等,200734Aitchisonetal.,2007>56李皓扬等,2007E1蔡福龙等,2008K/E李建国等,200835Alietal.,200857~50.6Guillot等,200834刘小汉等,200965~50黄宝春等,201050梁银平等,201052.8~50.6Najmaetal.,2010E2St-Ongeetal.,201070~65莫宣学,201170~65Caietal.,201155Chuetal.,2011约50李奋其等,2012>62Huetal.,201225~20VanHinsbergenetal.,201250丁林等,201355~45Huangetal.,2013>E2Liebkeetal.,2013

一种观点是不整合于上白垩纪设兴组之上的林子宗火山岩典中组最底部火山岩的形成年龄(周肃等,2004)或该不整合的时限(约65Ma,BP)(莫宣学等,2003,2006,2007)代表了印度-亚洲大陆起始碰撞的时间。也有据年波组火山岩厚度锐减、火山活动强度快速变弱的现象,认为这反映新特提斯海洋板块消耗殆尽,导致大陆边缘弧火山活动减弱的过程,更适合用来指示2大陆块碰撞的开始,印度-亚洲主碰撞的启动时间应不早于56Ma,BP,可能发生在年波组火山喷发开始之后(李皓扬等,2007)。还有人认为,典中组以钙碱性系列偏基性的火山岩为主,可解释为特提斯洋壳俯冲作用的产物;年波组火山活动减弱,沉积夹层增多,反映了特提斯洋板块逐渐消失殆尽的过程;帕那组厚度大,火山活动强烈,以单一的钾玄岩质过铝酸性火山岩组合为主,显示了同碰撞带火山岩属性,反映了板块碰撞过程。因此,印度-亚洲大陆的主碰撞时间应在48.9Ma,BP之前和年波火山旋回之后,大约50Ma,BP(梁银平等,2010)。可见,想据岩浆活动来准确厘定初始碰撞时间是十分困难和不可靠的(Yinetal.,2000; 黄宝春等,2010;万天丰,2011)。

印度-亚洲碰撞最初发生在西部还是东部,也有不同观点。普遍接受的观点是,印度-亚洲碰撞是由西向东的斜向穿时性碰撞,碰撞首先发生在西部衔接点,随后向东闭合(于枫等,2010;丁林等,2013),喜马拉雅造山带中出露的高压和超高压变质岩具有不同的形成年龄,也可作为从西到东的穿时性碰撞的依据(张泽明等,2013)。也有观点认为,印度板块与欧亚板块的碰撞首先开始于东部构造结,新特提斯洋经历了由东向西的闭合过程(梁银平等,2013)。还有人认为,印度大陆板片向N的俯冲-汇聚至少在50Ma,BP前没有表现出明显的时间差异性(侯增谦等,2006a,b);与印度-欧亚大陆碰撞有关的大规模岩浆活动在整个冈底斯带几乎同时发生,没有明显的时间先后,可能显示出大陆碰撞作用的同时性(董国臣等,2011)。

6 2004年以来初始碰撞时限研究的一些结果

最近10a,印度-亚洲碰撞研究涌现了大量成果。特别是在Aitchison等(2007)的 “晚碰撞”假设激发下,对拉萨块体开展了多项古地磁研究(Liebkeetal.,2013)。为显示研究进展,表3 列出了部分结果。此表不含表1 中的已列结果,且第1作者的论文只列2篇。

从近10a的结果看,印度-亚洲初始碰撞时限集中在K/E,E1/E2和E2/E3界线附近。与以前较集中在E1/E2附近或(55±5)Ma,BP相比,是在向更早和更晚扩展,也就是更加分散了。这种分散虽与不同学者的初始碰撞定义和标志及所用方法有关,但也表明,印度-亚洲初始碰撞时限的研究离取得共识还相距甚远,还需做更深入细致的工作。

7 结语

近10a的印度-亚洲碰撞研究出现了不同观点、不同论据的激烈碰撞、争论。其中最引人关注的是55Ma,BP与35Ma,BP之争。这样的争论对这项研究是一种促进,更清楚地揭示了问题的复杂性。正如Garzanti(2008)指出的,Aitchison等(2007)一文主要的价值是提醒我们,即使在经过几十年的现代地质研究之后,关于喜马拉雅的早期发展我们仍知道得多么少。

未来的印度-亚洲碰撞研究,除了要面对和解决各种资料、论据的不确定性外,这场争论还提醒我们,不仅要更精确地限定印度北缘和亚洲南缘在晚白垩世和古近纪期间的古地理位置,还需确定新特提斯洋内岛弧或微陆块在此期间的位置、大小,以及弧-陆碰撞与陆-陆碰撞在标志和效应等方面的差别等。 总之,要深入探索碰撞过程的复杂性。

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ON THE INITIAL COLLISION BETWEEN THE INDIAN AND EURASIAN CONTINENTS

ZHAO Jun-meng1,2)DU Pin-ren3)

1)CASCenterforExcellenceinTibetanPlateauEarthSciences,Beijing100101,China2)KeyLaboratoryofContinentalCollisionandPlateauUplift,InstituteofTibetanPlateauResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China3)InstituteofGeology,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100029,China

It is widely accepted that the India-Eurasia continental collision has created the Tibetan plateau,affecting tectonic deformation from Central Asia,Southeast Asia,East Asia to the West Pacific. This event has changed the states of many spheres of the Earth including from lithosphere to the atmosphere,thus is fundamental for research of motion and evolution of the Tibetan plateau. It remains,however,controversial when and where the initial collision between these two plates occurred. Based on the studies of the recent nearly 10 years,this paper attempts to review the advancements,existing important problems in this field,as well as the focused research subjects in the future. The specific issues discussed are: (1)What is the ancient latitudes of the southern margin of Asia when the initial collision began?(2)How big was Greater India?(3)What was the age of the uppermost marine strata in the Dingri area?(4)The collision before 55Ma was continent-continent collision or continent-arc collision?And(5)Can magma activity in the Trans-Himalaya determine the initial collision?Finally,this paper summarizes some studies on the timing of the initial collision,which were reported since 2004. These results suggest that the times are concentrated around K/E,E1/E2,and E2/E3,much earlier or later than that the precious work proposed. The author considers that the dispute among different points of views can help find existing problems and advance the study on this subject. It is also pointed out that in addition to uncertainties of various data and evidence,more efforts should be made to define precisely the ancient geographic positions of India and Asia,locations and sizes of island-arcs or micro continents in the Neo-Tethys ocean during late Cretaceous and Eogene times as well as differences in marks and effects between arc-continent and continent-continent collisions. In sum,the complexity during this collision process should be one of the focused issues to be deeply explored in the future.

India-Asia continental collision,paleomagnetism,Greater India,uppermost marine strata,Trans-Himalaya

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.03.022

2014-12-11收稿,2016-06-06改回。

国家自然科学基金(41490611)资助。

P311.2

A

0253-4967(2016)03-783-14

赵俊猛,男,1957年生,1982年毕业于成都理工大学物探系地震专业,1995年在中国地震局地质研究所获博士学位,研究员,主要从事壳幔结构与动力学过程研究,电话: 010-84097065,E-Mail: zhaojm@itpcas.ac.cn。

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