古特提斯洋(外文名:Paleo-Tethys Ocean)是 亚洲 众多地块拼贴汇聚过程中形成的较重要的大洋之一。
古特提斯洋演化历时约4亿年, 寒武纪 早期开启、晚 三叠纪 闭合,位于冈瓦纳大陆与北移的Hunic板块间,大致位置相当于现今的 印度洋 与南亚地区 。晚奥陶世, 原特提斯洋 俯冲引发弧后拉张,European和Asiatic Hunic板块(含华北、华南板块)裂离冈瓦纳大陆北移,古特提斯洋逐步形成,原特提斯洋随之收缩。此后,古特提斯洋经历多期俯冲、板块碰撞与裂解事件,如早石炭世西部俯冲、石炭纪 劳亚大陆 与European Hunic板块碰撞、晚二叠世基墨里大陆裂解及新特提斯洋开启。其遗迹在东亚保存最完整,典型如三江地区多条造山带。
在2023年 卓奥友峰 科考中,“巅峰使命”卓奥友峰科考古生物分队在卓奥友峰距今2.2亿年的三叠纪晚期 地层 中发现鲨鱼化石,该发现为研究三叠纪古海洋生态系统提供了新证据,有助于了解两亿多年前古特提斯洋的生命家园。
名字由来
忒堤斯 是 希腊 古神话中海神的名字。 特提斯洋最初由 奥地利 地质学家Melchior Neumayr在1885年基于分布在加勒比-东南亚一线的 侏罗纪 海相沉积识别出, 并命名为“中央地中海”(Neumayr, 1885); Suess(1893)以古希腊海神的名字将其重新命名为“Tethys (特提斯)”, 从此开启了特提斯洋的研究历史. 20世纪前半叶, 普遍认为特提斯洋代表劳亚与冈瓦纳大陆之间的狭长海道(Argand, 1924; Bucher, 1924; Stille, 1948). 20世纪60年代, Wilson(1963)提出了地壳运动模式并重建了 二叠纪 三叠纪 潘吉亚 超大陆 , 提出特提斯洋为位于 劳亚大陆 与冈瓦纳大陆之间向东敞开的三角形大洋。Stöcklin(1968, 1974)根据分别发育在 伊朗 北部Alborz和南部扎格罗斯地区的中生代和 新生代 区域不整合的地质记录, 提出古特提斯洋和新特提斯洋的概念, 并被Sengör(1979)用来解释北方劳亚大陆与南方冈瓦纳大陆之间存在于不同时期并相互关联的两个大洋, 即 古生代 期间存在的古特提斯洋和中生代期间存在的新特提斯洋, 二者之间由基梅里陆块群分隔。
随着研究的深入,地质学家们已经用这个概念来泛指 地球 历史时期出现的各个阶段的海洋系统,也借此为窗口揭示地球历史上 显生宙 以来的海洋-陆地演化过程。
位置境域
古特提斯洋位于Hunic地体与冈瓦那大陆之间,大致位置相当于现今的 印度洋 与南亚地区。 其西部分离于冈瓦纳和 劳亚大陆 ,东部分隔原始 亚洲 大陆块体与冈瓦纳大陆。古特提洋东部至少涉及两个“洋盆”或者古特提斯洋的“分支”,包括古特提斯洋北支古 金沙江 洋(勉略洋)和南支龙木错-双湖洋。古特提斯-金沙江洋作为古特提斯洋的重要组成部分,存在时间至少跨越中 古生代 -晚古生代,宽度可能超过5000千米,并最终在冈瓦纳来源的东羌塘地块与其北部的地块(如 塔里木盆地 和松潘- 甘孜藏族自治州 地块等)发生拼贴时开始关闭。
历史变迁
在 寒武纪 早期打开,整个古生代持续生长,最终闭合于晚 三叠纪 ,持续演化了约4亿年。古特提斯洋位于冈瓦纳大陆和Hunic板块(从冈瓦纳大陆裂开的向北运动的块体)之间。
晚奥陶世, 原特提斯洋 向南俯冲于冈瓦纳大陆之下,形成弧后拉张,导致European Hunic板块和Asiatic Hunic板块从冈瓦纳大陆裂开并向位于北部的 劳亚大陆 运动,古特提斯洋开始形成。至早泥盆世,Asiatic Hunic板块(包括华北板块和华南板块)向北运动,古特提斯洋东部打开。这些事件导致了古特提斯洋的前身,原特提斯洋也逐步收缩,直到晚二疊世一三叠纪华北板块与 西伯利亚地区 板块发生碰撞。在早石炭世,European Hunic板块南部出现俯冲带,古特提斯洋开始俯冲。冈瓦纳大陆也逐渐向北运动,古特提斯洋西部逐渐闭合。 石炭纪 ,欧美大陆与European Hunic开始碰撞,产生阿利根尼造山运动与华力西造山运动。瑞亚克洋逐渐消失。同时,古特提斯洋西部也开始闭合。晚二叠世,辛梅利亚大陆(包括 土耳其 地块、 伊朗 地块、 拉萨市 地块和东南亚)从冈瓦纳大陆裂解。辛梅利亚大陆与盘古大陆东南部之间形成新的海洋,名为特提斯洋。到了晚 三叠纪 ,古特提斯洋基本全部关闭。现今古特提斯遗迹在东亚地区保存最完整,如三江地区的昌宁- 孟连傣族拉祜族佤族自治县 、甘孜- 理塘县 、 金沙江 哀牢山 、 秦岭 大别造山带等。
相关研究
对于古特提斯-金沙江洋闭合相关的古地磁研究,前人已在东羌塘地块获得了一些二叠-三叠纪古地磁数据,可以描述古特提斯-金沙江洋在这一时段的演化框架,大致限定其闭合时间在约240-209 Ma期间。但因缺乏这个关键时段内的有效古地磁数据,古特提斯-金沙江洋更精确的闭合时间无法确定。 因此中科院青藏高原所 新生代 环境团队 颜茂都 研究员及其合作者,选取位于东羌塘地块昌都地区 治多县 附近晚三叠世巴塘群晶屑凝灰岩为研究对象,系统开展古地磁学和U-Pb 锆石 年代学研究,探讨该地区古地理演化历史。研究揭示了巴塘群晶屑凝灰岩 地层 上部和下部的U-Pb锆石年代分别为227.7 ± 3.7 Ma和222.5 ± 3.9 Ma,为古地磁数据提供了精细的年代学限定。岩石磁学研究指示,巴塘群晶屑凝灰岩主要载磁矿物为可以携带稳定 地磁场 的单畴-假单畴(SD-PSD)颗粒 磁铁矿 (部分样品含少量 赤铁矿 );系统退磁分析获得11个采点86个样品有效原生特征剩磁方向(如双极性、通过褶皱和倒转检验及平均掉长期变):地理坐标下平均值为D g = 62.5°, I g = 58.7°, k g = 2.6, α 95 = 36.2°; 地层 坐标下D s = 38.9°, I s = 51.9°, k s = 45.3, α 95 = 6.9°,以及极位置57.6°N,176.4°E(A95=7.8°)和古纬度32.5±7.8°N。结合东羌塘和 塔里木盆地 地块已有的二叠- 三叠纪 有效的古地磁数据及其他地质证据,本研究指出,东羌塘地块早二叠世以来持续北向漂移,在约227–222 Ma期间其古纬度已经与塔里木地块完全重叠,指示东羌塘地块与塔里木/松潘-甘孜/义敦地块至少在此时段乃至之前,尤其可能是在约230 Ma期间发生碰撞,古特提斯-金沙江洋在昌都地区开始闭合(图4)。这项工作提供了东羌塘地块约240-209 Ma间的一个关键有效古地磁数据,进一步证实了 新生代 环境团队2021年初(Guan and Yan et al., 2021)利用昌都地区晚二叠-早三叠世交界时段古地磁数据推测的古特提斯- 金沙江 洋在约230 Ma期间于昌都地区开始闭合的认识。 2022年,该研究成果以“New paleomagnetic and chronological constraints on the Late Triassic position of the Eastern Qiangtang Terrane: Implications for the closure of the Paleo-Jinshajiang Ocean”为题,在线发表于国际权威 地球科学 期刊《Geophysical Research Letters》。
在2023年 卓奥友峰 科考中,“巅峰使命”卓奥友峰科考古生物分队在卓奥友峰距今2.2亿年的三叠纪晚期 地层 中发现鲨鱼化石,该发现为研究三叠纪古海洋生态系统提供了新证据,有助于了解两亿多年前古特提斯洋的生命家园。