【91855208】EPSL:白垩纪广阔的大印度岩石圈

发布时间:2020-07-07 放大 缩小

白垩纪以来,从冈瓦纳超大陆裂解出的印度板块北缘俯冲至欧亚大陆之下,创造了世界屋脊青藏高原。科学家将这部分消失的岩石圈称为大印度板块 定义大印度板块的大小是定量确定大陆岩石圈俯冲规模和约束印度-欧亚碰撞位置的前提,是理解青藏高原双倍地壳形成机制的钥匙。那么,大印度板块究竟有多大?

特提斯喜马拉雅地块代表了印度被动大陆边缘,其白垩纪古纬度是解决大印度重建的关键科学问题。在国家自然科学基金委特提斯地球动力系统重大研究计划资助下,中国地质大学(北京)项目组针对特提斯喜马拉雅地块的白垩纪古纬度研究取得了重要进展。项目组成员孟俊副教授等对印度大陆北缘特提斯喜马拉雅地块西部札达白垩系开展了构造古地磁学研究(图1-2),获得特提斯喜马拉雅地块西部晚白垩世(70 Ma)古地磁极为33.4 °N, 5.7 °E (dp = 1.6°, dm = 3.2°, S = 11.1, K = 53.7), 5.0 ±1.6°N(图3E)。结合前期研究已获得特提斯喜马拉雅地块东部和中西部早白垩世(130 Ma)古地磁结果(古纬度分39.6±7.°S30.5±4.9°S,图3E(Meng et al., 2019),通过经线大圆弧与古纬度交汇的新方法定量恢复了白垩纪以来俯冲消减的大印度岩石圈大小(图3),取得如下创新性成果:

1)印度-欧亚大陆碰撞之前,大印度岩石圈的中西部和东部宽度远远大于现今的喜马拉雅造山带,分别为~2700 km 2000 km(图3A-B

2)印度-欧亚碰撞带西部碰撞启动时间为55 ± 5Ma(图)

3)面积至少为4.7 × 106 km2的大印度岩石圈俯冲至欧亚大陆之下,俯冲后的大印度地壳所产生的浮力可以造成青藏高原的隆升(图3D

4)大印度北缘形态决定了现今的印度-欧亚板块边界形态(图3C-D)。

图1喜马拉雅造山带地质图与构造古地磁研究区位置

2 特提斯喜马拉雅地块札达地区阿尔布阶(A-D-马斯特里赫特阶(E-I)宗山组古地磁结果

 

3 打印度板块古地理重建与印度-欧亚大陆碰撞运动学演化:(A)由经过仲巴和错那的经线大圆弧与其130 Ma古纬度(30.5±4.9°S39.6±7.6°S)交汇重建早白垩世大印度古地理,指示83.6°E (仲巴)和92.4°E 经线(错那)位置大印度宽度分别为2,675 ± 720 km1,950 ± 970 km (Meng et al., 2019)。大印度东部边界由西澳大利亚Wallaby-Zenith Fracture Zone (WF), Cape Range Fracture Zone (CF), and the Exmouth Plateau (EP; Ingalls et al., 2016; Powell et al., 1988) 进行约束。(B)由经过札达的经线大圆弧与其70 Ma(古纬度5.0±1.6°N交汇重建了晚白垩世大印度古地理,指示79.6°E经线(札达)位置大印度宽度2690±270 km。(C55 Ma大印度与欧亚大陆碰撞。(D)现今地理图显示经过仲巴与错那的经线大圆弧,浅紫色区域代表俯冲至地幔的大印度岩石圈的原始规模。(E)白垩纪以来印度-欧亚板块的古纬度演化。大印度板块古地理重建基于Gplates (Boyden et al., 2011) 软件以及Torsvik et al., (2012) 全球视极移曲线古地磁参考系。

上述研究成果发表在地球科学国际权威刊物《Earth and Planetary Science Letters》上:Meng, J., Gilder S.A., Li Y.L., Wang C.S., and Liu T., 2020, Expanse of Greater India in the late Cretaceous, Earth and Planetary Science Letters, 542, 116330, doi:10.1016/j.epsl.2020.116330.

 

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