新生代印度河流域的演化：来自印度拉达克西部沉积层序的多重证据

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Cenozoic evolution of the Indus Basin: Multi-proxy insights from sedimentary successions in western Ladakh, India

　　

摘要

印度-雅鲁藏布缝合带前弧盆地中沉积的岩层序记录了碰撞前、碰撞期间和碰撞后的构造-沉积事件。通过整合先前研究的地层数据以及来自Chiktan Nala地区的新数据集，本文试图重建印度盆地西部这一未充分探索区域的新生代地貌演化过程，同时考虑了古地理和区域构造动力学。多指标分析结果显示，Chiktan Nala地区的地层代表了印度盆地的碰撞期间形成的大陆碎屑岩层，没有证据表明存在海洋侵入现象，这与之前的研究结论相反。随着时间的推移，沉积物来源从Kohistan-Ladakh弧转移到Dras弧，沉积作用类型也从河流-湖泊环境转变为冲积扇环境。该区域的大陆沉积作用始于44百万年前，并至少持续到18百万年前；之后，Zanskar逆冲系统可能引发了盆地的翻转和向南倾斜。随着一条主要的西向河流的形成，盆地的排水系统发生了重组。这些发现进一步完善了印度盆地西部拉达克地区的构造-沉积框架，为理解碰撞后的大陆沉积作用过程及时间分布提供了新的线索，对重建喜马拉雅山脉地区的新生代古气候变化也有重要意义。

引言

印度板块与亚洲板块南缘的俯冲及随后的碰撞形成了多个前弧盆地，如Zhada、Indus、Kailas和Xigaze（DeCelles等人，2018；Einsele等人，1994；Garzanti和Van Haver，1988；Saylor等人，2010）。新特提斯海的闭合及最终退缩引发了这些盆地的大陆沉积作用。在印度-亚洲碰撞初期，印度缝合带（ISZ）沉积的碎屑岩和碳酸盐岩通常被称为印度群（Indus Group）、印度盆地沉积岩（Indus Basin Sedimentary Rocks，IBSR）、Indus Formation、Kukshow Formation或Kargil Formation（Clift等人，2001；Henderson等人，2011；Searle等人，1990a；Thakur，1981）。对于Chiktan Nala地区出露的印度盆地地层，我们采用IBSR的命名体系。IBSR与碰撞前的晚阿尔布期至早始新世Tar群地层依次叠加（Henderson等人，2010）。作为印度缝合带早期大陆沉积的记录，IBSR不仅揭示了印度-亚洲碰撞的时间和区域造山演化过程，还提供了有关东南亚地区排水系统演变（Tapponnier等人，1986）和海洋地球化学特征（Richter等人，1992）的宝贵信息。由于印度-亚洲碰撞的持续进行，喜马拉雅-西藏隆升导致了硅酸盐风化增强、大气中的二氧化碳含量下降以及季风环流的加强。因此，像IBSR这样的沉积记录为研究整个新生代的全球气候和大气环流提供了重要依据（Raymo和Ruddiman，1992）。

章节摘录

地质背景

本研究聚焦于拉达克西部的印度缝合带（ISZ），该区域包括增生杂岩、洋内蛇绿岩、岛弧、深水火山碎屑岩、海山以及被亚洲和冈瓦纳大陆岩石分隔的海 shelves（图1a）。从北到南，ISZ包含四个对IBSR具有沉积学意义的主要构造单元。

野外调查与采样

我们对Chiktan Nala沿线的约8公里IBSR地层进行了测量和绘制（图2a）。收集的数据包括构造特征（如层理方向、褶皱和断层）以及沉积学特征（如岩性、颗粒大小、颜色、沉积结构、古水流方向、砾岩碎屑含量、相类型及其与周围地层的接触关系）。根据岩石的成因特征，我们对各种岩相进行了识别。

岩相及其组合

共识别出10种岩相，其中7种为主要岩相，3种为次要岩相。这些岩相根据Rust（1977）和Miall（1977）的沉积岩相命名方案进行了单独命名和编码。岩相的识别主要基于颗粒大小、颜色、基质特性和生物扰动作用。

沉积物来源演化

多指标分析结合野外观察、岩相学、主要氧化物地球化学、U-Pb锆石地质年代学等方法表明，Chiktan Nala出露的印度盆地地层记录了多种沉积物来源：Kohistan-Ladakh弧、Dras弧和特提斯海沉积序列，并伴有部分沉积物的再循环。随着时间的推移，沉积物来源发生变化，反映了构造运动、地壳抬升和盆地演化的过程。

结论

地层中的频繁断层活动和褶皱使得划分不同岩性单元的边界变得复杂，从而阻碍了岩相之间的对比以及印度盆地全面地层学体系的建立。此外，需要更高分辨率的生物地球化学和年代学研究来更深入地了解气候和盆地演化过程。然而，通过对Kukarchey-Samoni地段的详细考察，

Bibhukalyan Acharya： 负责初稿撰写、方法论设计、数据分析、概念框架构建。 J. Amal Dev： 方法论设计、数据管理。 Sohan Kumar： 数据管理。 Tomson J. Kalukalam： 方法论设计、数据管理。 Poonam Verma： 方法论设计、数据管理。 Prasanta Sanyal： 方法论设计、数据管理。 Pradeep Srivastava： 初稿撰写与编辑、监督、资源协调、方法论制定、资金申请、概念框架构建。

Talbot and Johannessen, 1992

作者声明与本研究、作者身份或文章发表无任何潜在的利益冲突。

本研究得到了印度政府MoE Fellowship资助，以及IITR的