班公湖-怒江缝合带东段(特别是安多地区)是青藏高原上构造演化最复杂的区域之一。长期以来,关于安多微陆块与南羌塘地块之间的具体碰撞时间,在国际地学界一直存在较大争议。安多微陆块北缘发育的确哈拉组和安多组沉积岩层,作为记录两者碰撞及班怒洋闭合过程的“天然档案”,保存了关键的物源和沉积记录。然而,由于缺乏高分辨率的年代学约束和系统的物源演化对比,这两套地层在以往的构造演化模型中常被忽视。围绕上述关键科学问题,我校地球科学与资源学院冉成泷博士,在刘少峰教授的指导下,选择安多微陆块北缘的确哈拉组和安多组作为研究对象。团队基于详细的野外地质调查,综合运用凝灰岩及砂岩锆石 U-Pb 年代学、物源分析(包括砾石成分、砂岩骨架组分骨架统计)以及古流向恢复等多种物源追踪方法,重建了安多微陆块北缘盆地的“源-汇”沉积系统,精准约束了安多微陆块与南羌塘地块的碰撞时限。该研究主要取得以下创新性成果:
(1)首次精确限定了安多组的沉积时代。
前人对安多组的沉积时代判定一直存在争议(如晚侏罗世或早中侏罗世)。本研究通过对安多组北缘流纹质凝灰岩层进行锆石 U-Pb 定年,获得了175.6±0.8 Ma 这一精确的沉积年龄。同时,安多组砂岩中最年轻的碎屑锆石年龄谱峰值也指向179.6±3.0 Ma。两者高度吻合,明确将安多组的沉积时限限制在早侏罗世晚期。
(2)揭示了确哈拉组向安多组演化过程中“源-汇”系统的时空重大转变。
确哈拉组(晚三叠世—早侏罗世):砾石成分以燧石、石英岩和灰岩为主(图1),砂岩呈现高成熟度的再旋回造山带特征,古流向指示向西北或北北西方向流动,碎屑锆石特征与安多基底高度相似(图2)。诸多证据表明,该时期主要接收来自南部安多微陆块自身的物源剥蚀,指示了当时的被动大陆边缘沉积环境。安多组(早侏罗世晚期,~176 Ma):沉积物碎屑粒度骤然变粗,发育大量火山碎屑砾石,古流向反转为向南或南南东方向,且碎屑锆石年龄谱和 MDS 定量对比(图3)均显示其与北侧南羌塘地块的晚三叠世砂岩(土门格拉组)具有强烈的亲缘性。这表明此时盆地的主要物源区已转变为北侧的南羌塘地块。
(3)提出了安多微陆块与南羌塘地块碰撞的四阶段构造-沉积演化模型。
结合源汇系统的转变,以及区域高压麻粒岩及蛇绿岩的形成时间,团队建立了班公湖-怒江洋北支闭合模式(图4):安多微陆块与南羌塘地块的陆-陆碰撞发生在早侏罗世晚期(~194–180 Ma),碰撞完成后随着南部班怒洋主洋盆的持续俯冲,安多组在早侏罗世晚期至中侏罗世早期接收了来自南羌塘及其南部火山弧的南北双向物源。这一成果为全面理解青藏高原中部班怒洋的演化提供了重要的新见解。

图1 安多组和确哈拉组的地层剖面示意图(包含砾岩成分、古水流玫瑰花图)

图2 安多组与确哈拉组样品及源区的锆石U-Pb年龄分布图

图3 确哈拉组及安多组碎屑锆石年龄特征与潜在物源区的二维 MDS 定量对比

图4 晚三叠世至中侏罗世安多微陆块北缘盆地时空演化与陆块碰撞模型示意图
上述研究得到了国家自然科学基金项目(42241201)、深时数字地球(DDE)国际大科学计划种子基金(GJ-C03-2023-002)以及中央高校基本科研业务费专项资金(2652023001)的联合资助。研究成果发表在国际著名地学期刊 《Tectonics》上:Ran, CL., Liu, SF.*, Zhang, B., Lin, CF., & Zhao, RF. (2025). Zircon geochronology and provenance constraints on the Amdo-southern Qiangtang collision in the Tibetan Plateau, China. Tectonics, 44, e2025TC008967.
全文链接:https://doi.org/10.1029/2025TC008967