青藏高原中部主要构造单元晚古生代至早中生代古地磁研究
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摘要
青藏高原的地质结构和构造是冈瓦纳各陆块与欧亚大陆自古生代以来相继碰撞的结果。但是高原内部主要块体之间的碰撞和拼贴等运动学过程尚不十分确定,印度板块与塔里木块体之间特提斯各洋盆的演化历史还不十分清楚,冈瓦纳与欧亚大陆的界线仍是青藏高原大地构造研究领域持续争论的焦点问题之一。本论文以古地磁学为主要研究手段,以恢复青藏高原北羌塘、南羌塘、冈底斯三大块体晚古生代至早中生代的相对位置,确定分割它们的双湖-龙木错-吉塘缝合带与班公湖-怒江缝合带在冈瓦纳大陆和欧亚大陆界线问题的真实意义,进而重建北羌塘、南羌塘、冈底斯三大块体北向运动的距离、速度及其旋转角度等运动学问题为具体研究目标,在青藏高原腹地进行系统的古地磁研究,获得了一系列精确度及可靠性指数较高的古地磁新结果。这些结果将对我们进一步认识和限定特提斯洋演化阶段青藏高原主要地块的陆块位置变化及其运动学特征,厘定冈瓦纳和欧亚大陆的界线等提供重要参考。
依据获得的羌北-昌都地块古地磁新数据,编制了羌北-昌都地块晚石炭世至中晚侏罗世视极移曲线(APWP),并依此探讨了羌北-昌都地块晚石炭至中-晚侏罗世的运动学规律,取得了一些新认识：(1)羌北与昌都地块晚石炭世至早三叠世期间位于南纬中低纬度地区,在此期间可能相互独立,并于中-晚二叠世先后发生约40°左右的逆时针旋转,至早三叠世完成两地块之间的拼合,成为统一的羌北-昌都块体。(2)羌北-昌都地块早三叠世之后开始快速北向漂移,早三叠至晚三叠世期间平均纬向移动速度达到6.2cm/a左右,并伴随着70°左右的顺时针旋转,至晚三叠世到达北纬17.9°左右；晚三叠世之后继续北移,在中-晚侏罗世到达北纬24.3°左右,晚三叠至中-晚叠世期间平均纬向移动速度为1cm/a左右；与现今位置相比中晚侏罗世之后的北向运动总量为900km左右。
论文还报告了在冈底斯地块进行前期探索性古地磁研究的部分成果：初步结果表明,冈底斯地块三叠纪可能位于南纬15.7°左右。对比研究冈底斯、羌北地块三叠纪古地磁数据发现,早三叠世时羌北地块与冈底斯地块可能同处于南纬中低纬度地区,早三叠世至晚三叠世期间,羌北地块相对于冈底斯地块快速北移,纬向迁移量约2900km左右,并伴随着约61°的顺时针旋转。
The geological structure and tectonics of the Qinghai-Tibet Plateau is closely related to the collision between the Gondwanaland and Eurasia plates since the Paleozoic. The tectonic kinematics process of the collision and collage between the main blocks within the plateau was not sure, the evolution histories of the Tethys ocean basins among the Indian plate and Tarim block, however, is not clear. Furthermore, plate boundary between the Gondwanaland and Eurasia plates is highly debated. This study try to restore the relative position of the main blocks (e.g. northern Qiangtang, southern Qiangtang and Gangdese) of the Qinghai-Tibet Plateau in the Late Paleozoic to Early Mesozoic periods, and to ascertain the deep significance of the Longmuco-Shuanghu-Lancangjiang suture zone and the Bangonghu-Nujiang suture zone which divided the three blocks in the issue of plate boundary between the Gondwanaland and Eurasia, as well as rebuild the movement process (such as distance, speed and rotation) of the northern Qiangtang, southern Qiangtang and Gangdese blocks in the northward displacement, using paleomagnetism as the main research method. We present new high-precision paleomagnetic data, which provide critical insights for our understanding of paleogeographic positions and subsequently-occurred tectonic evolution history of the main blocks in the Qinghai-Tibet Plateau, and provide an important reference for understanding the plate boundary between the Gondwanaland and Eurasia plates.
Based on the new data obtained in rocks of the northern Qiangtang-Qamdo block, we built the apparent polar wander path (APWP) in Late Carboniferous to Middle Jurassic, and discussed the kinematics process. Our study suggests that:(1) the Qamdo and northern Qiangtang blocks were paleogeographically situated at low to intermediate latitudes in the southern hemisphere in the Late Carboniferous-Late Permian periods, they may have been independent of each other during this periods. They successively occured counter-clockwise rotation (about40°) in the Middle-Late Permian, and involved in the continent-continent collision stage in the Late Permian-Early Triassic periods, built a consolidated northern Qiangtang-Qamdo block.(2) The northern Qiangtang-Qamdo block began to drift northward in the Early Triassic, the average movement speed of about6.2cm/a in the Early Triassic to Late Triassic periods, with clockwise rotation of about70°, reach about17.9°N in the Late Triassic, and reach about24.3°N in the Middle-Late Triassic, the average movement speed in the Late Triassic to Middle-Late Triassic periods is about lcm/a. A latitudinal motion of about900km from current location was taken place after Middle-Late Triassic.
A set of preliminary research results in the Gangdese block were also been gained. The Gangdese block situate at15.7°S in the Triassic according to our paleomagnetic data. By comparison with the paleomagnetic results in the northern Qiangtang-Qamdo block, we suggest that both the two blocks might geographically situated at low to intermediate latitudes in the southern hemisphere in the early Triassic, the northern Qiangtang block drift northward quickly relative to the Gangdese block in the Middle to Late Triassic period, with a distance of about2900km, accompanied withclockwise rotation of about61°.
依据获得的羌北-昌都地块古地磁新数据,编制了羌北-昌都地块晚石炭世至中晚侏罗世视极移曲线(APWP),并依此探讨了羌北-昌都地块晚石炭至中-晚侏罗世的运动学规律,取得了一些新认识：(1)羌北与昌都地块晚石炭世至早三叠世期间位于南纬中低纬度地区,在此期间可能相互独立,并于中-晚二叠世先后发生约40°左右的逆时针旋转,至早三叠世完成两地块之间的拼合,成为统一的羌北-昌都块体。(2)羌北-昌都地块早三叠世之后开始快速北向漂移,早三叠至晚三叠世期间平均纬向移动速度达到6.2cm/a左右,并伴随着70°左右的顺时针旋转,至晚三叠世到达北纬17.9°左右；晚三叠世之后继续北移,在中-晚侏罗世到达北纬24.3°左右,晚三叠至中-晚叠世期间平均纬向移动速度为1cm/a左右；与现今位置相比中晚侏罗世之后的北向运动总量为900km左右。
论文还报告了在冈底斯地块进行前期探索性古地磁研究的部分成果：初步结果表明,冈底斯地块三叠纪可能位于南纬15.7°左右。对比研究冈底斯、羌北地块三叠纪古地磁数据发现,早三叠世时羌北地块与冈底斯地块可能同处于南纬中低纬度地区,早三叠世至晚三叠世期间,羌北地块相对于冈底斯地块快速北移,纬向迁移量约2900km左右,并伴随着约61°的顺时针旋转。
The geological structure and tectonics of the Qinghai-Tibet Plateau is closely related to the collision between the Gondwanaland and Eurasia plates since the Paleozoic. The tectonic kinematics process of the collision and collage between the main blocks within the plateau was not sure, the evolution histories of the Tethys ocean basins among the Indian plate and Tarim block, however, is not clear. Furthermore, plate boundary between the Gondwanaland and Eurasia plates is highly debated. This study try to restore the relative position of the main blocks (e.g. northern Qiangtang, southern Qiangtang and Gangdese) of the Qinghai-Tibet Plateau in the Late Paleozoic to Early Mesozoic periods, and to ascertain the deep significance of the Longmuco-Shuanghu-Lancangjiang suture zone and the Bangonghu-Nujiang suture zone which divided the three blocks in the issue of plate boundary between the Gondwanaland and Eurasia, as well as rebuild the movement process (such as distance, speed and rotation) of the northern Qiangtang, southern Qiangtang and Gangdese blocks in the northward displacement, using paleomagnetism as the main research method. We present new high-precision paleomagnetic data, which provide critical insights for our understanding of paleogeographic positions and subsequently-occurred tectonic evolution history of the main blocks in the Qinghai-Tibet Plateau, and provide an important reference for understanding the plate boundary between the Gondwanaland and Eurasia plates.
Based on the new data obtained in rocks of the northern Qiangtang-Qamdo block, we built the apparent polar wander path (APWP) in Late Carboniferous to Middle Jurassic, and discussed the kinematics process. Our study suggests that:(1) the Qamdo and northern Qiangtang blocks were paleogeographically situated at low to intermediate latitudes in the southern hemisphere in the Late Carboniferous-Late Permian periods, they may have been independent of each other during this periods. They successively occured counter-clockwise rotation (about40°) in the Middle-Late Permian, and involved in the continent-continent collision stage in the Late Permian-Early Triassic periods, built a consolidated northern Qiangtang-Qamdo block.(2) The northern Qiangtang-Qamdo block began to drift northward in the Early Triassic, the average movement speed of about6.2cm/a in the Early Triassic to Late Triassic periods, with clockwise rotation of about70°, reach about17.9°N in the Late Triassic, and reach about24.3°N in the Middle-Late Triassic, the average movement speed in the Late Triassic to Middle-Late Triassic periods is about lcm/a. A latitudinal motion of about900km from current location was taken place after Middle-Late Triassic.
A set of preliminary research results in the Gangdese block were also been gained. The Gangdese block situate at15.7°S in the Triassic according to our paleomagnetic data. By comparison with the paleomagnetic results in the northern Qiangtang-Qamdo block, we suggest that both the two blocks might geographically situated at low to intermediate latitudes in the southern hemisphere in the early Triassic, the northern Qiangtang block drift northward quickly relative to the Gangdese block in the Middle to Late Triassic period, with a distance of about2900km, accompanied withclockwise rotation of about61°.
引文
1西藏1：25万玛依岗日幅(I45C003002)区域地质调查报告.吉林：吉林大学地质调查研究院,2006
2青海1：25万沱沱河幅(146C002002)区域地质调查报告.青海：青海地质调查院,2005
青海1：25万温泉兵站幅(I46C003002)区域地质调查报告.四川：成都理工大学地质调查院,2005
3青海1：25万温泉兵站幅(146C003002)区域地质调查报告.四川：成都理工大学地质调查 院,2005
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