印度板塊與亞洲板塊的碰撞是顯生宙以來(lái)最受矚目的構(gòu)造事件之一，其精確的初始碰撞時(shí)間對(duì)理解青藏高原隆升、全球氣候變化及大陸變形機(jī)制至關(guān)重要。然而，橫跨2500公里的印度-亞洲碰撞帶究竟是同時(shí)閉合還是自西向東穿時(shí)閉合，長(zhǎng)期以來(lái)備受爭(zhēng)議。尤其在喜馬拉雅造山帶東段，由于缺乏可靠的榴輝巖相變質(zhì)年代數(shù)據(jù)，使得這一關(guān)鍵區(qū)域的碰撞時(shí)間始終模糊不清。
針對(duì)這一難題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所李旺超博士后、王強(qiáng)研究員等與牛津大學(xué)Richard M. Palin博士在雅魯藏布江縫合帶最東端——南迦巴瓦構(gòu)造結(jié)魯朗地區(qū)（圖1）開(kāi)展深入工作，發(fā)現(xiàn)了榴輝巖相石榴多硅白云母片巖，通過(guò)該巖石的系統(tǒng)研究精細(xì)厘定了該區(qū)初始碰撞相關(guān)的高壓變質(zhì)P-T-t軌跡，為探討喜馬拉雅碰撞的精細(xì)過(guò)程提供了新的證據(jù)。
圖 1.喜馬拉雅造山系地質(zhì)概略圖。展示了與喜馬拉雅碰撞相關(guān)的超高壓/高壓/中壓變質(zhì)巖的位置及其變質(zhì)年齡。
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研究顯示，魯朗榴輝巖相變變泥質(zhì)巖中的石榴石具有清晰的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，記錄了進(jìn)變質(zhì)至退變質(zhì)的完整演化歷史。結(jié)合礦物組合和相平衡模擬，確定其峰期變質(zhì)條件為約1.5 GPa、590 °C（圖2），對(duì)應(yīng)深度約50公里。對(duì)石榴石邊部獨(dú)居石包裹體及變質(zhì)鋯石邊部的定年獲得了47–43 Ma的變質(zhì)年齡（峰值為47 Ma），結(jié)合獨(dú)居石和鋯石的稀土元素特征，證實(shí)了47–43 Ma為榴輝巖相高壓變質(zhì)主期年齡。這一年齡與西段Tso Morari（峰值為47–43 Ma）、Kaghan（峰值為47?Ma）的高壓–超高壓變質(zhì)年齡以及中段東邊Yardoi穹隆（峰值為47 Ma）的中壓變質(zhì)年齡一致。Sr-Nd同位素特征及稀土配分模式表明，魯朗榴輝巖相變泥質(zhì)巖源于印度大陸邊緣沉積物而非拉薩地塊或增生楔。結(jié)合俯沖速率及變質(zhì)滯后時(shí)間（1–4 Ma），推斷印度板塊在魯朗地區(qū)的初始俯沖發(fā)生于50?±?2 Ma，與喜馬拉雅造山帶西段和中段的初始俯沖時(shí)間一致，說(shuō)明印度–亞洲大陸初始碰撞在整個(gè)喜馬拉雅帶（西、中、東）為同步發(fā)生（圖3）。
圖 2. 魯朗地區(qū)高壓石榴石-云母片巖的鋯石和獨(dú)居石年齡以及重建的 P–T–t軌跡。?
盡管碰撞時(shí)間一致，不同區(qū)域的變質(zhì)特征揭示出印度板塊俯沖深度存在顯著差異：西段發(fā)生超高壓變質(zhì)，指示陡傾俯沖；魯朗高壓變質(zhì)巖指示中等深度俯沖；而中段東邊部?jī)H表現(xiàn)為中壓變質(zhì)，暗示低角度俯沖。這種空間變化可能與新特提斯洋閉合時(shí)的俯沖帶傾角變化、匯聚速率差異或巖石圈強(qiáng)度不均有關(guān)，造成印度板塊在不同區(qū)段“扎入”地幔的深度各異（圖3）。
圖3. 印度-亞洲碰撞帶相關(guān)的變質(zhì)巖年齡、分布及以此推測(cè)的構(gòu)造演化示意圖。喜馬拉雅造山帶從西至東（近乎）發(fā)生了同步碰撞，在約 47 Ma萬(wàn)年時(shí)有三種可能的地球動(dòng)力學(xué)模型解釋喜馬拉雅造山帶變質(zhì)作用的變化（未按比例繪制）。
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本研究首次在喜馬拉雅最東端提供了精確的約47 Ma高壓變質(zhì)年代學(xué)證據(jù)，填補(bǔ)了區(qū)域空白，并通過(guò)沿造山帶系統(tǒng)對(duì)比，有力地支持了印度–亞洲碰撞為約50 Ma的同步碰撞模式。這一發(fā)現(xiàn)為厘清大陸碰撞的動(dòng)力學(xué)過(guò)程與時(shí)空演化提供了重要地質(zhì)依據(jù)。
相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際知名地學(xué)期刊《Earth and Planetary Science Letters》，研究受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（C類(lèi)）及中國(guó)博士后科學(xué)基金聯(lián)合資助。
論文信息：WangChao Li?（李旺超）,Qiang Wang*（王強(qiáng)）,Richard M. Palin,Long Zhang（張龍）,XiuZheng Zhang（張修政）,Weiwei Xue（薛偉偉）,Tongyu Huang（黃彤宇）,Erkun Xue（薛爾堃）.?(2025). New pressure-temperature-time constraints on initial India-Asia collision from Eastern Himalayan Syntaxis eclogite-facies metamorphic rocks. Earth and Planetary Science Letters,https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119547
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