新書推薦：藏南岡底斯晚中生代沉積巖物源及大地構造背景研究

晚中生代是新特提斯洋與青藏高原演化的關鍵時期，而拉薩地體南緣的岡底斯帶則是研究新特提斯洋演化和青藏高原形成的理想天然實驗室。本書以岡底斯帶中段弧后盆地中形成的晚中生代沉積巖為主要研究對象運用系統的野外地質調查、碎屑礦物年代學和同位素特征綜合分析方法構建并恢復了岡底斯帶中段晚中生代以來的綜合地層框架與古地理格局。研究結果顯示，弧后盆地的演化由多種動力學過程共同驅動，既記錄了俯沖帶的構造演化，也反映了地幔動力學和區域構造背景的綜合影響。本書成果對于揭示匯聚板塊邊緣俯沖帶的深部動力學過程具有重要的科學意義與應用價值。

前 言

溝-弧-盆體系（Trench-arc-back arc basin system）是匯聚板塊邊界（活動大陸邊緣）中極為重要的地質單元，其中弧后盆地的形成與演化是板塊構造作用的直接產物，受俯沖帶構造、弧后拉張以及地幔動力學過程的綜合影響。弧后盆地通常分布于島弧或大陸弧的后方，其演化過程不僅反映了俯沖板塊的幾何形態及俯沖速率，還與弧前楔的構造狀態以及弧后區域地殼和地幔動力學環境密切相關。在地理位置上，弧后盆地又稱邊緣海盆地，是位于島弧面向大陸一側的深海盆地。弧后盆地的沉積記錄了造山帶在構造、折返、沉積等階段的重要信息，是研究板塊相互作用、火山活動和構造變形的關鍵窗口，對理解造山帶的構造演化過程具有重要意義。通過考察弧后盆地的構造變形和沉積環境變化，并結合其與板塊之間的相互作用，可更深入地揭示造山帶的動力學過程。這不僅有助于厘清弧后盆地的內部地質演化機制，也能為闡明造山帶形成與演化背后的深部動力學背景提供重要線索，從而推動板塊構造理論和地球動力學研究的發展。在新特提斯洋向歐亞大陸的北向俯沖過程中，科希斯坦（Kohistan）-拉達克（Ladakh）弧（即岡底斯弧的西延部分）與岡底斯弧共同形成了典型的弧前盆地與弧后盆地。沉積在弧后盆地中的沉積巖，其物源主要來自空間上毗鄰的大陸弧和大陸地體。通過系統研究弧后盆地的沉積巖，能夠較好地約束鄰近大陸弧及大陸地體的形成與演化過程。研究發育于拉薩地體南緣的弧后盆地，為認識岡底斯巖漿巖帶（簡稱岡底斯帶或南拉薩地體）的演化過程及藏南地區的古地理格局提供寶貴的科學啟示。

本書以岡底斯帶中段弧后盆地晚中生代沉積巖為研究對象，通過開展系統的年代學與巖相學分析，并結合碎屑巖地球化學指標，對拉薩地體晚中生代以來的大地構造演化以及沉積盆地的源匯體系變遷進行有效的綜合約束。相關成果不僅為進一步理解拉薩地體的構造格局及其演化歷史提供了可靠依據，也為揭示青藏高原地質演化的深層機制提供了新的研究視角。

岡底斯帶位于歐亞大陸最南緣，記錄了大量有關新特提斯洋演化、印度-歐亞板塊碰撞以及青藏高原隆升等的關鍵信息，是國際地學研究的前沿熱點區域。前人研究更多注重于印度-歐亞板塊的碰撞時間、青藏高原地殼的生長與再造以及新特提斯洋演化的動力學機制等方面，并取得了重要的認識和進展，但對岡底斯帶中段晚中生代沉積盆地構造演化的研究相對薄弱。一些關鍵的科學問題，比如岡底斯帶晚中生代沉積盆地的性質（弧后盆地或前陸盆地）、沉積物源的轉變因素以及弧后/弧背盆地和新特提斯洋板片俯沖之間的耦合關系等，仍然缺乏有效約束。基于上述原因，本書以藏南岡底斯帶中段的晚中生代沉積巖為主要研究對象，旨在為全面理解南拉薩地體弧后盆地的形成與演化過程提供重要的基礎資料，并為印度-歐亞板塊碰撞前高原的古地理格局和古地貌形態提供關鍵信息。

本書重點研究了岡底斯帶中段弧后盆地晚中生代的沉積巖，通過系統的野外調查與室內綜合分析，深入探討了這些沉積巖的成因及其沉積環境的演化過程。特別是，本書基于沉積時期的古環境特征及源匯體系的變化，對拉薩地體的古地貌和構造格局進行了有效約束，從而為理解大陸弧的形成與演化機制提供了重要的科學依據。從科學意義上看，本書以弧后盆地沉積巖為切入點，系統探討了大陸弧的形成與演化機制，不僅對前人研究成果進行了重要補充和完善，還為解決和深化青藏高原演化過程中的若干關鍵科學問題提供了一種全新的研究視角。本書的主要研究進展如下。

（1）厘定了弧后盆地晚中生代沉積巖的沉積時間。本書在詳細的野外地質調查基礎上，結合區域地質資料及大地構造演化背景對岡底斯帶中段弧后盆地晚中生代沉積巖開展了碎屑鋯石U-Pb年代學研究，厘定了盆地中不同時期地層沉積的精確時間。這一研究成果為進一步揭示弧后盆地的沉積演化提供了科學依據，特別是在時間尺度上為構建該地區的地質歷史提供了更為準確的框架。此外，本書首次對灰巖中的鈣質雙殼類化石開展了原位的方解石U-Pb定年工作，首次精確（定量）厘定了多底溝組的沉積時間。這一創新性的方法不僅為相關地層的沉積時間提供了更為精準的界定，同時也為今后類似研究提供了一定的數據支持。

結合碎屑鋯石的U-Pb定年、原位方解石U-Pb定年結果以及前人的研究成果得出以下結論：卻桑溫泉組、多底溝組與林布宗組的沉積時間分別為157 Ma、149 Ma、137 Ma；楚木龍組、塔克那組的沉積時間分別為106 Ma、105 Ma；設興組的沉積時間為83 Ma。

（2）對弧后盆地沉積巖的風化歷史及盆地性質進行了初步確定。岡底斯帶中段弧后盆地在侏羅紀—早白堊世沉積的地層表現出較高的結構與成分成熟度，并經歷了中—高強度的化學風化；而晚白堊世地層則顯示結構與成分成熟度相對較低，化學風化作用較弱。對晚白堊世地層（設興組）砂巖骨架顆粒的分析結果發現，其特征與弧后前陸盆地沉積物相當接近，并在整體上呈現出粒度向上變粗、砂巖層厚度增大、砂泥比上升的趨勢，說明設興組沉積于弧后前陸環境。

此外，弧后盆地碎屑沉積物的時空分布、沉降曲線以及古水流方向等跡象也說明該盆地具有與前陸盆地相似的沉積背景。古應力場的研究結果表明，設興組之上不整合覆蓋的林子宗群清楚地記錄了晚白堊世岡底斯帶中段弧后地區地殼的縮短增厚。類似的褶皺和斷裂特征可在幾乎所有的弧后前陸盆地系統中見到。由此可見，岡底斯帶中段弧后盆地應被視作典型的弧后前陸盆地。

（3）闡明了弧后盆地晚中生代沉積巖的沉積環境與物源。弧后盆地晚中生代沉積巖的構造背景受到新特提斯洋板片北向俯沖及拉薩-羌塘地體碰撞等有關作用的綜合影響，晚侏羅世—早白堊世弧后盆地的沉積環境經歷了碰撞—拉張—碰撞的轉變。本書對上侏羅統多底溝組的泥頁巖夾層開展了碳氧同位素地球化學分析，結果表明該組地層沉積時處于典型的海相環境，與前人研究結果相一致（沉積于典型的濱淺海環境）。早白堊世地層（林布宗組、楚木龍組和塔克那組）的野外特征與鏡下鑒定結果表明，這些地層沉積時水體環境的不斷變化是導致碎屑顆粒的粒序分布特征明顯變化的主要原因。此外，最新的研究證據表明塔克那組沉積時經歷了一個從海侵到海退的過程，反映了海平面相對上升而后又下降的動態變化。上白堊統設興組沉積末期，頂部紅色砂巖沉積于陸相環境，該單元記錄了拉薩地體由海相向辮狀河流相的轉變過程。晚中生代時，弧后盆地的沉積環境由海相逐漸過渡到陸相。

結合碎屑鋯石原位Lu-Hf同位素特征以及前人的研究成果進一步表明，晚侏羅世—早白堊世地層（卻桑溫泉組、多底溝組、林布宗組、楚木龍組、塔克那組）的主要物質源區為中拉薩地體（central Lhasa sub-terrane）。岡底斯巖漿弧的主體形成于早白堊世晚期—晚白堊世早期，下白堊統林布宗組沉積時期，岡底斯巖漿弧開始作為次要物源區為岡底斯帶弧后盆地提供物源。在晚白堊世早期（約90 Ma），岡底斯巖漿弧為典型的安第斯型造山帶，具有相對海拔最高的正地形特征，并成為岡底斯帶弧后盆地上白堊統設興組的主要物源區，此時弧后盆地的物源區已經發生了明顯的轉變，主要物源區由中拉薩地體轉變為岡底斯巖漿弧。

（4）限定了南拉薩地體自晚中生代以來的構造背景。在新特提斯洋與班公湖-怒江洋雙向俯沖作用下，藏南地區經歷了較為復雜的構造演化過程。伴隨著新特提斯洋的俯沖，拉薩地體在中侏羅世經歷了地殼的擠壓增厚并誘發了持續的巖漿活動，到晚侏羅世—早白堊世新特提斯洋板片的回轉（rollback）導致拉薩地體的弧后伸展并形成了典型的弧后盆地，藏南地區的地殼發生了減薄。早白堊世新特提斯洋的持續北向俯沖以及拉薩-羌塘地體的碰撞導致拉薩地體中部和北部地殼增厚和大規模隆升，此時拉薩地體總體表現為北高南低的地勢特征，來自北部的河流攜帶碎屑物質由北向南匯入岡底斯帶弧后盆地。早白堊世末期至晚白堊世早期，新特提斯洋洋脊俯沖以及俯沖板片角度的變化，導致岡底斯巖漿弧快速隆升，并且改變了區域上古河流的流向，此時岡底斯巖漿弧成為弧后盆地的主要物質剝蝕區。隨后，區域上南北向的持續擠壓和地殼的縮短作用最終終結了弧后盆地的發育。到了晚白堊世晚期，岡底斯巖漿弧持續被剝蝕，地形降低，河流系統開始越過岡底斯巖漿弧，來自北拉薩地體甚至羌塘地體的碎屑物質被搬運到南側新特提斯洋的弧前盆地中，為弧前盆地昂仁組上段/帕達那組下段（約84Ma）、曲貝亞組（約78Ma）的沉積提供了少量的碎屑物質。

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本書適合巖石學、構造地質學以及沉積學等專業的研究生、科技人員閱讀，也可作為地質工作者和相關領域學習者的參考用書。

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本文摘自科學出版社2025年6月出版《藏南岡底斯晚中生代沉積巖物源及大地構造背景研究》一書，內容有刪節。標題為編者所加。

（本文編輯：孟美岑mengmeicen@cspm.com.cn）

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