尼泊尔喜马拉雅地区中部新生代盆地构造热演化及其动力学研究

Nepal Himalaya is located on the southwestern edge of the Qinghai-Tibet Plateau, which is a typical study area for the collision of Indian and Asian plate. Also, it is one of the international hotspots for studying the Himalayan orogenic system, foreland basin evolution as well as a Cenozoic to recent tectonic evolution. A large number of tectonic and geodynamic studies have been carried out in the Himalayan orogenic belt, while the study of the structural- geothermal and dynamics process of sedimentary basins is very few. Based on the results of the recent rock sample experiments and tectonic background, we purposed to combine the low-temperature thermochronology, vitrinite reflectance joint inversion and tectonic and thermal simulation to constrain the thermal evolution and its geodynamic process of the Cenozoic basins of the central Nepal Himalaya. We would clarify the structural and thermal evolution characteristics of the Cenozoic basins of the central Nepal Himalaya, as well as restore the basin response for the evolution processes of the Himalayan orogenic belt. This study can not only provide an interpretation to the Cenozoic collision and extrusion process of between Indian and Asian plates, but also a theoretical basis of the evaluation and geodynamic process of the Himalaya-Tibetan Plateau.

尼泊尔喜马拉雅位于青藏高原西南缘，是研究印度板块与欧亚板块碰撞过程的典型地区，同时也是研究新生代以来构造演化的全球热点之一。尼泊尔喜马拉雅地区已开展了较多的区域构造与地球动力学研究，而其沉积盆地的构造-热作用研究较少。本研究依据最新野外剖面观测与测试实验结果，以构造分析为基础，开展低温热年代学与有机质古温标共同约束反演工作，结合构造热演化模拟进行综合盆地热史及其动力学过程研究，阐明尼泊尔喜马拉雅地区中部新生代盆地的构造热演化特征，认识盆地热演化过程对喜马拉雅造山带的响应与动力学机制。本研究不仅可以对印度板块与亚洲板块的新生代碰撞挤压过程提供研究基础，同时也为喜马拉雅与青藏高原形成的动力学过程提供参考依据。

本项目在尼泊尔喜马拉雅地区开展了沉积盆地构造-热演化研究。依据最新野外剖面观测与测试实验结果，主要分析了尼泊尔中部新生代Tansen盆地Dumri组的古地磁地层学与低温热年代学数据。并以构造分析为基础，阐明尼泊尔喜马拉雅地区中部新生代盆地的构造热演化特征，认识盆地热演化过程对喜马拉雅造山带的响应与动力学机制。结果表明：古地磁数据显示Dumri组的沉积年龄，表明在地磁极性时标（GPTS）中，观测到的极性带序列与C7n1至C6Bn1相关，时间范围约为24至21.5 Ma；我们认为Dumri组的沉积年龄为约24至21 Ma，晚于MCT形成的时间。 Dumri组的锆石U / Pb年龄表明印度板块占主导地位，因此Dumri组的主要来源可能来自特提斯喜马拉雅；Dumri组地层碎屑锆石(U-Th)/He年龄主要集中在约15 Ma ~10 Ma，两组磷灰石的(U-Th-Sm)/He年龄也分布在这个范围内；年轻的沉积物年龄反映了沉降后的热事件，这表明自中新世以来喜马拉雅中部的冷却史主要是快速的降温和剥蚀；上述热过程是由于被中新世推覆体作用并随后剥蚀产生。同时，(U-Th)/He年龄也约束了Dumri沉积层的年龄上限。而这种热过程在年龄较老的Bhainskati组年龄分布中则没有看到；构造-地球动力学演化分析认为，逆冲构造不仅被是山体剥蚀的主要原因，而且地壳增厚导致的不对称的沉降使前陆近端的沉积物沉积，从而导致沉积物的增加也对剥蚀作用起至关重要的影响。本研究不仅可以对印度板块与亚洲板块的新生代碰撞挤压过程提供研究，同时也为喜马拉雅与青藏高原形成的动力学过程提供参考依据。.因为新冠疫情突发不可抗力因素对野外补充采样的影响，本研究组在有限的条件下完成了项目的任务，但仍有一些不足，需要在后续的研究中继续深入探索。