新书推荐：藏南冈底斯晚中生代沉积岩物源及大地构造背景研究

晚中生代是新特提斯洋与青藏高原演化的关键时期，而拉萨地体南缘的冈底斯带则是研究新特提斯洋演化和青藏高原形成的理想天然实验室。本书以冈底斯带中段弧后盆地中形成的晚中生代沉积岩为主要研究对象运用系统的野外地质调查、碎屑矿物年代学和同位素特征综合分析方法构建并恢复了冈底斯带中段晚中生代以来的综合地层框架与古地理格局。研究结果显示，弧后盆地的演化由多种动力学过程共同驱动，既记录了俯冲带的构造演化，也反映了地幔动力学和区域构造背景的综合影响。本书成果对于揭示汇聚板块边缘俯冲带的深部动力学过程具有重要的科学意义与应用价值。

前 言

沟-弧-盆体系（Trench-arc-back arc basin system）是汇聚板块边界（活动大陆边缘）中极为重要的地质单元，其中弧后盆地的形成与演化是板块构造作用的直接产物，受俯冲带构造、弧后拉张以及地幔动力学过程的综合影响。弧后盆地通常分布于岛弧或大陆弧的后方，其演化过程不仅反映了俯冲板块的几何形态及俯冲速率，还与弧前楔的构造状态以及弧后区域地壳和地幔动力学环境密切相关。在地理位置上，弧后盆地又称边缘海盆地，是位于岛弧面向大陆一侧的深海盆地。弧后盆地的沉积记录了造山带在构造、折返、沉积等阶段的重要信息，是研究板块相互作用、火山活动和构造变形的关键窗口，对理解造山带的构造演化过程具有重要意义。通过考察弧后盆地的构造变形和沉积环境变化，并结合其与板块之间的相互作用，可更深入地揭示造山带的动力学过程。这不仅有助于厘清弧后盆地的内部地质演化机制，也能为阐明造山带形成与演化背后的深部动力学背景提供重要线索，从而推动板块构造理论和地球动力学研究的发展。在新特提斯洋向欧亚大陆的北向俯冲过程中，科希斯坦（Kohistan）-拉达克（Ladakh）弧（即冈底斯弧的西延部分）与冈底斯弧共同形成了典型的弧前盆地与弧后盆地。沉积在弧后盆地中的沉积岩，其物源主要来自空间上毗邻的大陆弧和大陆地体。通过系统研究弧后盆地的沉积岩，能够较好地约束邻近大陆弧及大陆地体的形成与演化过程。研究发育于拉萨地体南缘的弧后盆地，为认识冈底斯岩浆岩带（简称冈底斯带或南拉萨地体）的演化过程及藏南地区的古地理格局提供宝贵的科学启示。

本书以冈底斯带中段弧后盆地晚中生代沉积岩为研究对象，通过开展系统的年代学与岩相学分析，并结合碎屑岩地球化学指标，对拉萨地体晚中生代以来的大地构造演化以及沉积盆地的源汇体系变迁进行有效的综合约束。相关成果不仅为进一步理解拉萨地体的构造格局及其演化历史提供了可靠依据，也为揭示青藏高原地质演化的深层机制提供了新的研究视角。

冈底斯带位于欧亚大陆最南缘，记录了大量有关新特提斯洋演化、印度-欧亚板块碰撞以及青藏高原隆升等的关键信息，是国际地学研究的前沿热点区域。前人研究更多注重于印度-欧亚板块的碰撞时间、青藏高原地壳的生长与再造以及新特提斯洋演化的动力学机制等方面，并取得了重要的认识和进展，但对冈底斯带中段晚中生代沉积盆地构造演化的研究相对薄弱。一些关键的科学问题，比如冈底斯带晚中生代沉积盆地的性质（弧后盆地或前陆盆地）、沉积物源的转变因素以及弧后/弧背盆地和新特提斯洋板片俯冲之间的耦合关系等，仍然缺乏有效约束。基于上述原因，本书以藏南冈底斯带中段的晚中生代沉积岩为主要研究对象，旨在为全面理解南拉萨地体弧后盆地的形成与演化过程提供重要的基础资料，并为印度-欧亚板块碰撞前高原的古地理格局和古地貌形态提供关键信息。

本书重点研究了冈底斯带中段弧后盆地晚中生代的沉积岩，通过系统的野外调查与室内综合分析，深入探讨了这些沉积岩的成因及其沉积环境的演化过程。特别是，本书基于沉积时期的古环境特征及源汇体系的变化，对拉萨地体的古地貌和构造格局进行了有效约束，从而为理解大陆弧的形成与演化机制提供了重要的科学依据。从科学意义上看，本书以弧后盆地沉积岩为切入点，系统探讨了大陆弧的形成与演化机制，不仅对前人研究成果进行了重要补充和完善，还为解决和深化青藏高原演化过程中的若干关键科学问题提供了一种全新的研究视角。本书的主要研究进展如下。

（1）厘定了弧后盆地晚中生代沉积岩的沉积时间。本书在详细的野外地质调查基础上，结合区域地质资料及大地构造演化背景对冈底斯带中段弧后盆地晚中生代沉积岩开展了碎屑锆石U-Pb年代学研究，厘定了盆地中不同时期地层沉积的精确时间。这一研究成果为进一步揭示弧后盆地的沉积演化提供了科学依据，特别是在时间尺度上为构建该地区的地质历史提供了更为准确的框架。此外，本书首次对灰岩中的钙质双壳类化石开展了原位的方解石U-Pb定年工作，首次精确（定量）厘定了多底沟组的沉积时间。这一创新性的方法不仅为相关地层的沉积时间提供了更为精准的界定，同时也为今后类似研究提供了一定的数据支持。

结合碎屑锆石的U-Pb定年、原位方解石U-Pb定年结果以及前人的研究成果得出以下结论：却桑温泉组、多底沟组与林布宗组的沉积时间分别为157 Ma、149 Ma、137 Ma；楚木龙组、塔克那组的沉积时间分别为106 Ma、105 Ma；设兴组的沉积时间为83 Ma。

（2）对弧后盆地沉积岩的风化历史及盆地性质进行了初步确定。冈底斯带中段弧后盆地在侏罗纪—早白垩世沉积的地层表现出较高的结构与成分成熟度，并经历了中—高强度的化学风化；而晚白垩世地层则显示结构与成分成熟度相对较低，化学风化作用较弱。对晚白垩世地层（设兴组）砂岩骨架颗粒的分析结果发现，其特征与弧后前陆盆地沉积物相当接近，并在整体上呈现出粒度向上变粗、砂岩层厚度增大、砂泥比上升的趋势，说明设兴组沉积于弧后前陆环境。

此外，弧后盆地碎屑沉积物的时空分布、沉降曲线以及古水流方向等迹象也说明该盆地具有与前陆盆地相似的沉积背景。古应力场的研究结果表明，设兴组之上不整合覆盖的林子宗群清楚地记录了晚白垩世冈底斯带中段弧后地区地壳的缩短增厚。类似的褶皱和断裂特征可在几乎所有的弧后前陆盆地系统中见到。由此可见，冈底斯带中段弧后盆地应被视作典型的弧后前陆盆地。

（3）阐明了弧后盆地晚中生代沉积岩的沉积环境与物源。弧后盆地晚中生代沉积岩的构造背景受到新特提斯洋板片北向俯冲及拉萨-羌塘地体碰撞等有关作用的综合影响，晚侏罗世—早白垩世弧后盆地的沉积环境经历了碰撞—拉张—碰撞的转变。本书对上侏罗统多底沟组的泥页岩夹层开展了碳氧同位素地球化学分析，结果表明该组地层沉积时处于典型的海相环境，与前人研究结果相一致（沉积于典型的滨浅海环境）。早白垩世地层（林布宗组、楚木龙组和塔克那组）的野外特征与镜下鉴定结果表明，这些地层沉积时水体环境的不断变化是导致碎屑颗粒的粒序分布特征明显变化的主要原因。此外，最新的研究证据表明塔克那组沉积时经历了一个从海侵到海退的过程，反映了海平面相对上升而后又下降的动态变化。上白垩统设兴组沉积末期，顶部红色砂岩沉积于陆相环境，该单元记录了拉萨地体由海相向辫状河流相的转变过程。晚中生代时，弧后盆地的沉积环境由海相逐渐过渡到陆相。

结合碎屑锆石原位Lu-Hf同位素特征以及前人的研究成果进一步表明，晚侏罗世—早白垩世地层（却桑温泉组、多底沟组、林布宗组、楚木龙组、塔克那组）的主要物质源区为中拉萨地体（central Lhasa sub-terrane）。冈底斯岩浆弧的主体形成于早白垩世晚期—晚白垩世早期，下白垩统林布宗组沉积时期，冈底斯岩浆弧开始作为次要物源区为冈底斯带弧后盆地提供物源。在晚白垩世早期（约90 Ma），冈底斯岩浆弧为典型的安第斯型造山带，具有相对海拔最高的正地形特征，并成为冈底斯带弧后盆地上白垩统设兴组的主要物源区，此时弧后盆地的物源区已经发生了明显的转变，主要物源区由中拉萨地体转变为冈底斯岩浆弧。

（4）限定了南拉萨地体自晚中生代以来的构造背景。在新特提斯洋与班公湖-怒江洋双向俯冲作用下，藏南地区经历了较为复杂的构造演化过程。伴随着新特提斯洋的俯冲，拉萨地体在中侏罗世经历了地壳的挤压增厚并诱发了持续的岩浆活动，到晚侏罗世—早白垩世新特提斯洋板片的回转（rollback）导致拉萨地体的弧后伸展并形成了典型的弧后盆地，藏南地区的地壳发生了减薄。早白垩世新特提斯洋的持续北向俯冲以及拉萨-羌塘地体的碰撞导致拉萨地体中部和北部地壳增厚和大规模隆升，此时拉萨地体总体表现为北高南低的地势特征，来自北部的河流携带碎屑物质由北向南汇入冈底斯带弧后盆地。早白垩世末期至晚白垩世早期，新特提斯洋洋脊俯冲以及俯冲板片角度的变化，导致冈底斯岩浆弧快速隆升，并且改变了区域上古河流的流向，此时冈底斯岩浆弧成为弧后盆地的主要物质剥蚀区。随后，区域上南北向的持续挤压和地壳的缩短作用最终终结了弧后盆地的发育。到了晚白垩世晚期，冈底斯岩浆弧持续被剥蚀，地形降低，河流系统开始越过冈底斯岩浆弧，来自北拉萨地体甚至羌塘地体的碎屑物质被搬运到南侧新特提斯洋的弧前盆地中，为弧前盆地昂仁组上段/帕达那组下段（约84Ma）、曲贝亚组（约78Ma）的沉积提供了少量的碎屑物质。

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本书适合岩石学、构造地质学以及沉积学等专业的研究生、科技人员阅读，也可作为地质工作者和相关领域学习者的参考用书。

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本文摘自科学出版社2025年6月出版《藏南冈底斯晚中生代沉积岩物源及大地构造背景研究》一书，内容有删节。标题为编者所加。

（本文编辑：孟美岑mengmeicen@cspm.com.cn）

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