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荷兰乌特勒支大学Douwe van Hinsbergen教授应邀访问青藏高原所

  

  2018年10月10日,应大陆碰撞与高原隆升重点实验室丁林院士邀请,荷兰乌特勒支大学地球科学系Douwe van Hinsbergen教授来我所访问并做了学术报告。

  Douwe van Hinsbergen教授一直致力于全球大地构造以及大陆板块古地理重建(尤其特提斯构造域)研究,是当前在全球板块运动学重建方面的国际青年领军人物,因其在大地构造以及大陆板块古地理重建方面杰出的贡献,在2018年被任命为Chair of Global Tectonics and Paleogeography以及Full Professor。近年来主持了欧盟研究委员会(European Research Council)ERC Starting Grant SINK以及荷兰科学基金会(NWO)重要研究项目(包括VENI、VIDI及VICI)。本次报告题目为“Reconstructing Greater India: Paleogeographic, Kinematic, and Geodynamic Perspectives”,正是Douwe van Hinsbergen教授及其团队近两年的最新成果。

  报告中,Douwe vanHinsbergen教授首先介绍了研究背景:作为古生代中、晚期组成冈瓦纳大陆最重要的一个大陆,印度大陆及其最北缘的特提斯喜马拉雅地块在印度-欧亚大陆碰撞前的古地理位置的确定是一个非常重要的科学问题,当前世界范围内地球科学家在这方面分歧较大。现今,学者们在开展东特提斯构造域大印度板块及其北缘的喜马拉雅地块(包括低喜马拉雅、高喜马拉雅以及特提斯喜马拉雅地块)时提出了不同的古地理重建模型,尤其在恢复早新生代印度-欧亚大陆碰撞发生所处古纬度及其精确时代时,差别较大(从~65 Ma-34 Ma),这对于准确限定印度-欧亚大陆起始碰撞时代提出了挑战。但这些重建模型也有其共性,它们都基于如下假设条件,首先重建要与当前对发生在印度及其欧亚大陆两侧的汇聚量估计相一致;其次是要对大亚洲(Greater Asia)的运动学给出精确限定;之后是对大印度(Greater India)在早新生代时期的运动学给出精确限定;最后就是根据以上限定条件对两大陆发生起始碰撞的时代给出精确限定。

  这里Douwe van Hinsbergen教授及其团队针对这一问题给出了如下的研究建议及结论,首先利用目前已有的大洋(主要指印度洋)磁异常条带所记录到的古地磁场信息以及主要断裂带(如澳大利亚西侧的Wallaby断裂带)精确恢复大陆/地块(这里为大印度板块)所在古地理位置,之后再对陆-陆碰撞后所产生的伸展、走滑断裂以及构造缩短量等给出精确估算,再利用这些量对原有古大陆重建进行修正,第三步就是迭代、验证,利用高原周边地区新生代以来发生的构造旋转量(如Indochina地块等)以及现今纬度对上述模型进行验证,最后是将已建立模型与地震层析成像模型给出的深部结果进行迭代及验证,判断二者是否一致。通过对已有地质证据总结,Douwe van HInsbergen教授认为当前在对大亚洲一侧产生的构造缩短量及旋转量(Indochina)的估计与来自拉萨地块的约束一致;对现今亚洲板块以及印度板块西侧开展的层析成像研究分别证实了与印度-欧亚大陆碰撞相关联的构造缩短量为~1100 km,这也与来自古地磁资料的估计(1050-1150 km)一致。

  此外,通过大印度大陆与Wallaby断裂带之间的关系从而能够推测大印度大陆在早白垩世时期应当位于Wallaby断裂带以及西南澳大利亚之间。此外,来自日喀则弧前盆地内沉积物源的研究结果表明,特提斯喜马拉雅地块与北面的拉萨地块二者很有可能在~58 Ma发生初始碰撞。若该初始碰撞年龄真实,为何学者们在~50 Ma才观测到大印度板块的北向运动速率发生明显降低(比58 Ma初始碰撞延迟了8 Ma)?Douwe van Hinsbergen教授等人建立了一个新的模型,认为这很可能是由于俯冲的大洋岩石圈板片的“弯曲累积效应”,也就是说,在两地块刚发生初始碰撞时,这种大洋岩石圈板片的弯曲及堆积并非很多,因而对大印度板块的运动速率并不会产生较大影响,此时大印度板块仍以较大速率向北运动,随着岩石圈板片的弯曲度增加以及累积增多并且随着碰撞后亚洲一侧产生明显的抬升,使得大印度板块向北的运动速率就发生明显降低,这就合理解释了为何大印度板块的北向运动速率会在特提斯喜马拉雅地块以及拉萨地块发生初始碰撞后~8 Ma才发生这种明显的运动速率的降低。

  随着特提斯喜马拉雅-拉萨地块在~58 Ma初始碰撞后,“大印度洋盆”的大洋岩石圈板片继续发生向北的俯冲消减并导致最终在~25 Ma时发生大印度板块主体与特提斯喜马拉雅地块的碰撞。

  报告结束后,Douwe van HInsbergen教授与参会人员就印度-欧亚大陆碰撞具体方式、其它地质证据以及对于本次报告所展现的新证据所支持模型等科学问题进行了深入探讨。

Douwe van Hinsbergen教授作报告

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