科学研究

郝敏刚:汇聚边缘深水进积系统的沉积演化及其控制机制:来自西藏日喀则弧前盆地的启示【GSA Bulletin,2026】
2026-01-06 阅读:245

深水沉积体系是连接陆地剥蚀区与深海盆地的关键纽带,其沉积记录对物源区的构造隆升、岩浆活动及气候扰动极为敏感。相比被动大陆边缘,活动大陆边缘(汇聚边缘)的沉积物输送效率更高,往往能保存更为完整的地质演化档案。然而,受限于活动边缘强烈的构造变形、剥蚀破坏以及深水复理石状地层定年困难等因素,解析深水进积系统的精细结构及其响应机制一直是沉积学界的难点。

针对这一科学难题,我校地球科学与资源学院郝敏刚博士后在王成善院士的指导下,联合美国斯坦福大学Stephan Graham教授、德克萨斯大学奥斯汀分校Matthew Malkowski教授及中科院青藏高原研究所王立成研究员,选取西藏南部日喀则弧前盆地出露完好的深水地层为研究对象,开展了系统的沉积学与年代学研究。研究团队通过详细的野外沉积学观测、地层构型分析及锆石U-Pb年代学分析,首次系统重建了该盆地深水体系的进积(向海推进)过程,并深入剖析了其驱动机制。研究结果表明,该深水进积体系受控于构造收缩、岩浆爆发与物源区扩展的联合驱动,明确了沉积物供给增加是主导因素,而非传统认为的单一海平面变化控制。

本研究取得的主要科学认识包括:

1.     精细刻画沉积构型演化:基于总厚度近3 km的连续地层序列,揭示了该深水系统由早期的中-外扇朵叶体,过渡为伴随大量斜坡失稳的坡底-近端盆地平原,最终演化为中-上扇限制性水道复合体的主导模式。整体向上变浅的沉积相与向上变粗的粒度趋势,完整记录了海底扇系统的典型进积过程。

2.     建立高精度年代地层框架:利用3层火山灰和5个砂岩样品的最大沉积年龄,将该深水进积序列的沉积时代精确限定在约99.0 Ma93.8 Ma(晚白垩世),解决了深水地层定年难的问题。

3.     揭示多因素联合驱动机制: 证实了进积作用主要源于冈底斯弧岩浆峰期事件(100-95 Ma)、构造收缩以及流域重组所引发的沉积物通量激增。这一沉积物供给驱动效应远超同期海平面上升所产生的可容纳空间增加效应。

4.     提供全球对比模板与应用价值: 该研究展示了精细地层构型解析+高精度年代学约束在解译古深水系统中的威力,为全球汇聚边缘深水沉积研究提供了重要参考。同时,将盆地演化置于区域构造-岩浆框架中,深化了对印度-亚洲碰撞前藏南边缘弧-盆系统演化的认识。此外,对深水水道、朵叶体等储集单元的时空演化规律总结,也为深水油气储层预测提供了理论依据。


图1.(A)西藏南部地质简图;(B)日喀则地区地质简图;(C)日喀则水道系统;(D)晚白垩世冈底斯弧-盆系统横断面图



 

图2. 日喀则弧前盆地地层柱状图

 


图3. 野外露头特征与实测剖面位置

 



图4. 实测露头剖面对比及构型解译

 


 


图5. 本研究沉积环境解译


 


图6. 冈底斯弧-盆系统构造-岩浆-沉积-海平面变化综合示意图

 

该研究得到了国家自然科学基金(42488201)和第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0204)的支持。相关研究成果发表在国际知名地学期刊《GSA Bulletin》上。论文信息:Hao, M., Malkowski, M.A., Graham, S.A., Wang, L., and Wang, C., 2025, Stratigraphic architecture and controls on a convergent margin deepwater progradational system: Insights from the Ngamring Formation, Xigaze forearc basin, southern Tibet: GSA Bulletin, https://doi.org/10.1130/B38460.1.

全文链接:https://doi.org/10.1130/B38460.1


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