印度-亚洲大陆碰撞是新生代重大地质事件，它标志着新特提斯洋演化的终结，开启了波澜壮阔的陆-陆碰撞造山过程，造就了世界屋脊—青藏高原，并对亚洲陆表环境和生物多样性产生了深刻影响。然而，对于印度-亚洲大陆碰撞发生的时间、位置以及驱动机制等仍存在很大争议。解决这些争议的一个关键在于厘清临碰撞发生前、白垩纪晚期亚洲南缘的大地构造背景。具体而言，就是北向漂移的印度板块与亚洲大陆南缘的汇聚过程是通过一个俯冲带，还是两个俯冲带完成的？这两种不同的认识源于对东-西绵延数千公里的印度河-雅江缝合带（Indus-Yarlung suture zone）中SSZ（supra-subduction zone）型蛇绿岩及相关变质、沉积记录（图1）的不同解释。在缝合带东段（~86°E经度），日喀则弧前盆地早白垩世和始新世岩石的古地磁结果显示其处于北纬16-20°N，紧邻亚洲大陆南缘，表明早白垩世以来在亚洲南缘存在一个稳定的洋-陆俯冲带。缝合带向西逐渐变宽，在西段（~72-77°E经度）出现柯希斯坦-拉达克洋内弧（Kohistan-Ladakh intra-oceanic arc, KLA），其南侧以印度河缝合带（Indus suture）为界，北侧与Shyok缝合带（Shyok suture）相接（图1），指示曾存在两个俯冲带，一个紧邻亚洲南缘—以Shyok缝合带为标志，另一个则更靠南，在KLA的南侧—以印度河缝合带（Indus suture）为标志。有意思的是，KLA上~90 Ma的沉积物来源于亚洲大陆，说明KLA在~90 Ma时处于很靠近亚洲大陆南缘的位置，而KLA上~66 Ma岩石的古地磁结果显示KLA在~66 Ma时位于赤道附近，即在亚洲南缘以南约2000 km的位置。为解释这两个KLA古地理位置迥异的结果，Kapp and DeCelles (2019)认为白垩纪晚期亚洲南缘发生了强烈的弧后扩张，导致包含KLA-日喀则弧前的块体从亚洲南缘裂离，漂移至赤道附近，之后弧后盆地沿Shyok缝合带及其东延的构造带关闭。东延构造带与现今的冈底斯逆冲推覆带（Gangdese thrust，GT）重合。该“弧后扩张”模型有两个显著特征：（1）KLA-冈底斯弧在晚白垩世（~90-66 Ma）经历了大幅度南向漂移，到达赤道附近；（2）印度板块北向汇聚的应变沿印度河-雅江缝合带（Indus-Yarlung suture zone）在侧向上是均匀分配的。
检验该“弧后扩张”模型的关键在于准确限定亚洲南缘日喀则弧前盆地白垩纪晚期所处的古纬度。南京大学地球科学与工程学院和关键地球物质循环与成矿全国重点实验室李永祥教授团队对西藏昂仁县桑桑镇附近日喀则弧前盆地晚白垩纪帕达拉组（图1）开展了古地磁研究，厘定其古纬度，并通过与同期KLA的古地理位置对比，重建白垩纪晚期亚洲南缘块体的运动学过程，以期为解决印度-亚洲大陆碰撞前洋-陆俯冲构造边界的争议提供新约束。
图1研究区地质概况。（A）印度北缘与亚洲南缘以印度河-雅江缝合带（Indus-Yarlung suture zone）为界，日喀则弧前盆地桑桑剖面（1），错江顶剖面（2）及KLA的位置（3）； （C，D）本研究桑桑剖面的位置及邻区地质
桑桑剖面上白垩统帕达拉组的古地磁研究结果（图2）显示，上段红色粉砂岩、砂岩记录了稳定的特征剩磁，并通过了倒转检验和褶皱检验，为原生剩磁。结合前人生物地层和碎屑锆石U-Pb年代约束，磁性地层结果显示帕达拉组上段红色碎屑岩的时代为~71.4 Ma—69.3 Ma（图2）。沉积岩磁倾角矫正后指示日喀则弧前盆地~70 Ma的古纬度为18.4° ± 3.6°N， 与同期拉萨地块的古纬度~22°N仅有<5°的差别，即<~500 km，这与日喀则弧前盆地早白垩世和始新世的古纬度结果相似，表明日喀则弧前在白垩纪晚期并未发生大规模南向漂移，即没有发生显著的弧后扩张，支持亚洲南缘只存在一个俯冲带的观点。
图2 日喀则弧前盆地桑桑剖面古地磁结果。（A）磁性地层结果；（B）逐步退磁结果；（C,D）沉积岩磁倾角浅化矫正结果
将所获得的日喀则弧前盆地（~86°E经度）18.4° ± 3.6°N的古纬度结果与缝合带西段KLA（~77°E经度）~90 Ma的沉积物源分析及其~66 Ma所处的8.1° ± 5.6°N古纬度结果相结合，在Kapp and DeCelles (2019)的“弧后扩张”模型基础上，提出了亚洲南缘白垩纪晚期“非对称弧后扩张”模型（图3）：白垩纪晚期亚洲南缘发生差异性弧后扩张，西端扩张幅度大，向东扩展幅度逐渐减小，导致在西段形成一个三角形弧后盆地，随后弧后盆地关闭。非对称弧后扩张在亚洲南缘形成的KLA-日喀则弧前显示出由洋内弧过度为陆缘弧的特征，这与现代阿留申-阿拉斯加地区洋内弧过度为陆缘弧的特征相似。非对称弧后扩张很可能是由于新特提斯洋板片后撤及环绕其西北端的地幔流动引起的。这一形成过程可能与现代新西兰东北部太平洋板块西向俯冲、后撤导致非对称弧后扩张形成的三角形Lau盆地的过程类似。此外，该模型表明，印度大陆北向漂移与亚洲南缘汇聚的应变不是以往认为的沿缝合带均匀分配的，而是在侧向上很可能存在不均匀分布。
图3 本研究提出的白垩纪晚期亚洲南缘“非对称弧后扩张”模式。
上述研究成果近期以“An asymmetric Late Cretaceous back-arc basin south of Tibet?”为题发表于国际著名地学期刊（自然指数Nature Index期刊）Geology（2025年2月8日在线）上。博士生许石华为论文第一作者，李永祥教授为通讯作者，论文作者还包括荷兰乌特勒支大学Douwe van Hinsbergen教授，我院李祥辉教授，博士生刘欣宇、李斌晨，以及西北大学博士生王腾。感谢国家自然科学基金委和国家留学基金委的资助。
论文信息：
Xu, S., Li, Y-X.*, van Hinsbergen, D. J., Liu, X.Y., Li, B.C., Li, X.H., Wang, T., 2025, An asymmetric Late Cretaceous back-arc basin south of Tibet? Geology, https://doi.org/10.1130 /G52634.1.
图文：李永祥
审核：陈天宇
