为准确限定印度–亚洲大陆碰撞时间、方式并定量约束大印度的尺寸，在国家自然科学基金委员会重大研究计划重点项目（91855216）资助下，首都师范大学博士研究生金书晨等对藏南特提斯喜马拉雅地体定日地区具有“陆壳亲缘性”的中古新世宗浦组灰岩一段开展了构造古地磁学、岩石磁学和岩相学等综合研究（图1）。

图 1. 藏南地区地质简图以及本研究和Besse et al.(1984)获得的古地磁数据。(a) 青藏高原及其周边地区大规模地形图。(b) 喜马拉雅地区地质简图（修改自Yin, 2006）。(c) 采点平均高温组分在地理坐标和地层坐标下的等面积投影图。黑色符号代表本研究获得的古地磁结果，橙色符号代表Besse et al. (1984)获得的古地磁结果。插图展示了逐步展开过程中k（精度参数）的变化。

岩石磁学和岩相学结果表明宗浦组灰岩一段中含有碎屑成因的磁铁矿（图2和图3）。随后我们对宗浦组灰岩样品进行了细致的热退磁实验（图4），结合Besse et al. (1984)获得的可靠古地磁数据（图1），最终获得了由碎屑成因磁铁矿携带的通过褶皱检验和倒转检验的原生剩磁结果（图1）。

图 2. 等温剩磁矫顽力谱分析和三轴等温剩磁热退磁曲线

图 3. 宗浦组灰岩一段样品扫描电镜背散射电子图像

图 4. 古地磁结果。（a-j）代表性样品系统热退磁正交投影图，蓝色点表示中温剩磁分量，红色点表示高温剩磁分量，绿色点表示大圆弧方法拟合，橙色点表示控制点。（k）DE8采点高温剩磁分量在地层坐标下的等面积投影平均方向。红色五角星是该采点的Fisher统计数据，红色虚线表示95%的置信水平。n为用于Fisher统计的样品数量。IS=地理坐标，TC=地层坐标。

古地磁结果表明特提斯喜马拉雅地体中东部约60 Ma时位于3.9±2.6° S，结合最近报道的晚白垩世–始新世期间特提斯喜马拉雅地体的古地磁数据，表明大印度的规模只有约900 km（图5），晚白垩世–始新世期间特提斯喜马拉雅地体并没有与印度板块分离（图6）。中古新世（~62–59 Ma）时，印度大陆北缘特提斯喜马拉雅地体与亚洲大陆南缘拉萨地块之间仍存在约2,000 km的新特提斯洋（图6a），这挑战了印度–亚洲大陆在这一时期发生初始碰撞的普遍认识。在60–50 Ma期间，印度板块的平均漂移速率为160 ± 28 mm/a，意味着大印度的北部边缘（例如：定日、江孜、岗巴和赞斯卡地区）在约50 Ma时近乎同时与亚洲大陆南缘沿约317°方向发生最终碰撞，随后准同步封闭新特提斯洋（图6b）。

图 5. 约 60 Ma时大印度的古位置，虚线为现在印度的方位（非现位置）作为比较

图 6. 印度–亚洲大陆碰撞过程的古地理重建，(a) ~ 60 Ma，(b) ~50 Ma。KLA：克钦斯坦–拉达克弧

在藏南，亚洲亲缘性碎屑物质首次到达印度大陆北缘特提斯喜马拉雅地体深水古新世地层的时间可能是确定印度–亚洲大陆碰撞时间的最直接手段（Hu et al., 2017）。萨嘎地区桑单林组地层中亚洲亲缘性碎屑物质首次出现的时间被广泛用于定义印度–亚洲大陆初始碰撞时间（例如，Decelles et al., 2014; Hu et al., 2015; 2016）,碰撞时间可追溯至古新世中期（59 ± 1 Ma，最近修订为61 Ma; An et al., 2021）。然而，桑单林剖面出露的地层仅包括蹬岗组、桑单林组和者雅组地层，暴露于以断层为界的修康混杂岩中，表明它们很可能是外来岩块（Wang, 2017）。修康混杂岩的出露特征很可能类似于大洋板片地层（OPS）混杂岩。Yuan et al. (2021; 2022) 对桑单林剖面和木巴拉剖面中桑单林组紫红色硅质页岩的可靠古地磁研究进一步表明，~61 Ma时桑单林组沉积于14.1±1.9° N，这与亚洲南缘拉萨地块的纬度基本一致。因此，桑单林组应沉积于亚洲南缘附近的海沟中。修康混杂岩中硅质岩岩块中最年轻的化石记录时代为Maastrichtian–古新世（Burg & Chen, 1984），砂岩岩块的最年轻年龄组为54.5±0.6 Ma（An et al., 2017），表明新特提斯洋至少在约54 Ma时仍未关闭。因此，桑单林组地层中获得的沉积物源交换时间很可能不能用来代表印度–亚洲大陆的碰撞时间。

大量证据表明印度–亚洲大陆在约50 Ma时发生最终碰撞：例如，具有亚洲亲缘性的碎屑物质在约50 Ma时沉积在印度克拉通和小喜马拉雅地体上（Zhuang et al., 2015; Colleps et al., 2020）。在约53–48 Ma时，印度的收敛速率从约140 mm/a急剧下降至40 mm/a（Cande & Stegman, 2011; Pusok & Stegman, 2020）。在约54 Ma时，印度西南部出现了与欧亚大陆亲缘关系最近的陆生哺乳动物组合（Rose et al., 2014），并且印度与亚洲大陆在约50 Ma时的碰撞也可能导致了大气CO₂浓度升高和气候变暖（Kent & Muttoni，2008）。

本研究为印度–亚洲大陆碰撞的时间和性质提供了关键约束，并为研究新生代全球气候变化、生物多样性、古地理和亚洲板块构造提供了新的起点。

上述成果发表在地球科学国际权威期刊《Geophysical Research Letters》上: Jin, S., Sun, X., Jing, X., Zhang, Z., Zhang, X., & Yang, Z. (2023). A smaller greater India and a middle-early Eocene collision with Asia. Geophysical Research Letters, 50, e2022GL101372. https://doi. org/10.1029/2022GL101372

原文链接：http://dx.doi.org/10.1029/2022GL101372