2010, Vol. 53
印度与亚洲大陆的碰撞造就了喜马拉雅造山带[1~3]；其持续演化导致了青藏高原的形成，强烈影响了青藏高原及亚洲内陆地区的岩石圈构造和环境变化.印度和亚洲大陆的碰撞和持续作用，其影响范围已远远超越了青藏高原及其北部中亚腹地，波及东南亚和中国东部[4~6].青藏高原的隆升不仅控制了东南亚河流水系的分布与走向[7~9]，而且高原隆升使高空大气环流发生改变，影响了亚洲季风[10, 11]；高原隆升导致高原剥蚀速率的增加，大量剥蚀沉积物对大洋的输入影响了大洋化学组成[12~14]，进而改变了区域乃至全球环境.
印度与亚洲大陆的初始碰撞时限是理解喜马拉雅造山带和青藏高原形成与演化的起点，采用不同的初始碰撞时间对该造山带的造山过程、高原隆升与演化的动力学过程、以及与高原隆升密切相关的陆内变形过程等的研究至关重要[15].同时，印度与亚洲大陆初始碰撞的时限、发生初始碰撞的古地理位置等是正确认识青藏高原高程变化的前提和基础；而且，内陆气候的变迁与陆块所处古地理位置紧密相关，印度与亚洲大陆碰撞之初、以及高原隆升过程中的古地理位置变化，亦是正确开展气候环境变化数值模拟研究的基础.因此，对印度与亚洲大陆初始碰撞的发生时间、初始碰撞接触带所处的古地理位置及碰撞模式开展深入研究，是青藏高原研究的基础，对正确认识青藏高原造山带的形成、高原隆升与演化的动力学过程、空间地理位置与气候环境变化间的耦合，提升我国在青藏高原研究中的话语权等具有重大战略意义.
青藏高原是一个仍在进行中的造山带.然而，对于如此重要的造山带，在印度与亚洲大陆是何时碰撞这一基本问题上目前却存在极大争议[16~21].尽管长期以来地学界倾向于把约55~50 Ma作为其初始碰撞时限[22~25]，但根据不同学科的研究成果，所提出的碰撞时间从~70 Ma的晚白垩世到~30 Ma的早渐新世不等[17, 19~21, 26~32].诚然，不同研究者对碰撞概念及资料的不同理解是产生意见分歧的重要原因；但缺乏精细定量记录的约束是这一分歧长期得不到解决的关键所在.
古地磁学作为研究大陆漂移和板块演化的最有效手段，其最大优势在于可以定量确定板块或古陆块的古方位、古纬度及其变化规律，进而定量地确定地质历史时期岩石圈板块的运动学过程，制约板块碰撞时限和碰撞缝合带的古地理位置.为此，本文拟从古地磁学的视角探讨现今古地磁资料所限定的印度与亚洲大陆的初始碰撞时间和地点.
2 不同学科对印度与亚洲大陆初始碰撞时间的限定近年来，随着测试技术飞速发展和各学科研究手段、程度及深度不断扩大，地层学、沉积学、生物古地理等不同学科在印度与亚洲大陆初始碰撞时限的研究上均取得了进展，但随之而来的是争论不休.基于吴福元等[15]的综述，简要分析如下：
首先，从沉积学和地层学研究出发，多数学者认为印度大陆北缘最高海相层可以指示印度和亚洲大陆的初始碰撞时代[14, 16].目前，对印度西北部Zanskar地区的地层研究发现，沉积相从海相突变到陆相的时代为始新世早期（~52Ma[28, 33]）.喜马拉雅西部巴基斯坦境内最高海相层Balakot组的时代约为45 Ma，印度和尼泊尔地区Subathu和Bhainskati组的年龄与其相当；藏南仲巴错江顶群最高海相层的时代约为50 Ma[19]；但岗巴-定日地区给出的最高海相层年龄甚至要小于40 Ma[34].此外，即使是对同一套“最高海相地层”，不同学者对地层年代和沉积相变化的认识差别很大，进一步提出了争议很大的碰撞时代[28, 32, 34~40].
值得注意的是，最高海相沉积消失的时间很可能并不代表两板块的初始碰撞时代.事实上，大陆板块碰撞后，只是洋壳消失了，海相沉积仍可存在；而且由于大陆板块边界的不规则性和古方位差异，陆陆碰撞还可能表现为局部首先碰撞、相互旋转、再完全拼合的模式[41].此外，某些从地面看来与海隔绝、而通过地下渠道与海水相通的小型陆地水体，其盐度与水面均可随潮汐而变化，且含有特殊的海相动物群；这给“海相”与“陆相”的划分带来了新的课题[42].因此，最高海相沉积消失的时间很可能仅仅限定了两个板块初始碰撞时间的下限（即最晚初始碰撞时间）.
其次，根据德干暗色岩年龄和印度大陆晚白垩世Maastrichtian期陆生生物的迁移时间，Jaeger等[26]提出印度与亚洲板块之间的初始碰撞发生在白垩纪末期；Upadhyay等[43]则根据孢粉将碰撞时代限定在50~60 Ma左右.但是，陆生生物地理分布和年代学上的不确定性严重影响了来自相关研究结论的精确性[44].
第三，碰撞大陆边缘的变形记录也可能代表了印度与亚洲大陆的碰撞时代.在巴基斯坦西北缘，亚洲大陆南界的柱状增生楔和海沟地层（66~55 Ma）仰冲到印度板块被动大陆边缘之上.由此，Beck等[27]推测印度板块和古亚洲大陆之间大洋岩石圈的消失必定出现在55Ma之前；而在Zanskar地区，Spontang蛇绿岩仰冲至印度被动大陆边缘的时间为白垩纪末期[45, 46]，也可能表征印度与亚洲大陆的碰撞应该在65 Ma左右；Ding等[19]对藏南的研究也持有与此类似的认识；而在拉萨地块上，林子宗群火山岩与下伏晚白垩世设兴组之间的不整合，也可能代表了印度与亚洲的碰撞时代[47, 48].但是，碰撞大陆边缘的变形能否代表板块的碰撞时间仍在争议之中[49, 50]，因为洋壳俯冲过程同样可以产生类似的现象.
第四，冈底斯岩基的岩浆作用曾被认为是新特提斯洋在拉萨地块下俯冲而成的，该岩浆作用的结束应代表了大洋岩石圈的消失和大陆板块的碰撞[3, 16, 46].根据这一假设提出的印度与亚洲大陆的碰撞应发生在~40 Ma左右[51~55].但冈底斯岩基岩浆活动的漫长历史（约190~30 Ma[56~61]）表明，冈底斯岩浆作用的结束难以用来制约两大板块的初始碰撞时间.
第五，板块碰撞应早于大陆地壳的深俯冲，大陆深俯冲变质岩的年代是制约印度与亚洲大陆碰撞时限的重要标志之一.目前，西构造结Kaghan地区和Tso Morari地区榴辉岩的变质时代尽管有些争议，但大致发生在46~55 Ma[62~65].根据板块的前进速度，可以推测西构造结地区印度与亚洲的碰撞发生在50 Ma之前，这与西构造结附近Indus磨拉石沉积的研究结论[66]一致.然而，青藏高原中部和东构造结地区榴辉岩的研究程度较低.有限的年代学资料显示，早期榴辉岩相变质作用可能发生在60~40 Ma左右[67]，似乎与西构造结地区的年龄相当.但这一地区榴辉岩形成后经历的麻粒岩相变质作用叠加[67, 68]给早期榴辉岩相变质作用的精确定年带来了困难.总之，从大陆深俯冲所产生的变质作用角度来看，印度与亚洲的碰撞应发生在50 Ma以前，且东西部地区并不存在显著年龄差异；但仍需要进一步深入研究.
第六，前陆盆地陆源碎屑及其变化对板块碰撞时限的重要制约.理论上说，大洋俯冲结束导致大陆碰撞以后，两侧大陆物质将发生交换，特别是仰冲盘的剥蚀将导致在俯冲盘和缝合带附近形成前陆盆地.因此，前陆盆地的最早出现时代以及前陆盆地中的物质是否来源于缝合带另一侧的大陆地壳，对碰撞时间的制约至关重要[14, 69, 70].目前，印度北部的Indus磨拉石同时覆盖在印度和亚洲大陆之上[71, 72]，其下部的Chogdo组之上产有~49 Ma的海相灰岩，限定了西构造结地区印度与亚洲的碰撞应发生在~49 Ma之前；而藏南桑单林组（约65~56 Ma[73]）砂岩中最年青的碎屑锆石年龄与沉积时代完全一致，且锆石年龄和Hf同位素特征与雅鲁藏布江缝合带之北的冈底斯花岗岩的特点完全相同[15]，表明印度与亚洲的碰撞应发生在~56 Ma之前.
然而，对含放射虫化石沉积岩系构造属性的认识，直接影响了对相关源区分析研究结果的大地构造意义的解释[74].如果始新世早期沿仲巴-萨嘎-定日一线存在一定规模的特提斯洋盆，即使物源分析揭示出这一时期沉积中包含缝合带以北的物源，其对印度与亚洲板块碰撞时限的制约仍值得进一步研究.
此外，近年来Aitchison等提出的“弧陆+陆陆碰撞”模型也较好地解释了目前在Indus-雅鲁藏布江缝合带附近所观测到的诸多地质事件[20, 21].碰撞缝合带当时所处的古地理位置，即印度和亚洲两个大陆地块在何地发生的初始碰撞，成为制约印度和亚洲大陆初始碰撞时限的关键.
3 古地磁学研究现状古地磁学作为制约板块碰撞时限/地点/模式的最理想方法之一，在板块构造理论的发展和完善、全球各主要陆块构造演化和古地理重建等领域发挥了举足轻重的作用.然而，在青藏高原半个多世纪的研究历史中，尽管获得了大量古地磁资料，在聂拉木等地区开展了艰苦的磁性地层研究，为青藏高原及邻区诸块体从冈瓦纳大陆的裂解及碰撞和拼贴过程等印度和亚洲大陆碰撞前的演化历史提供了定量约束；但在“印度与亚洲大陆何时何地发生初始碰撞”这一核心科学问题的研究上，可靠的资料严重不足[20].
首先，对印度洋磁异常条带的分析发现，印度板块相对于欧亚大陆的运动速度在新生代曾发生过显著变化.Molnar & Tapponnier[75]最早将~40 Ma的10~18cm/yr到5cm/yr的速度变化解释为两大板块碰撞的时间，而Patriat & Achache[22]对资料的重新整理分析后将上述显著变化（从15~25cm/yr减小到13~18cm/yr）的时间确定为~50 Ma，并认为其代表了印度和亚洲的初始碰撞.同时，Klootwijk等[24, 76]对印度洋90°E海岭上沉积岩的古地磁学研究发现，印度板块的运动速度在~55 Ma由18~19.5cm/yr骤减到4.5cm/yr，认为这一变化应该与印度和亚洲的碰撞有关，进而进一步推测两板块的初始碰撞时代在白垩纪/古近纪界限附近.Lee & Lawver[77]对板块汇聚速度进一步进行总结后提出，印度与亚洲的碰撞可划分为60~44 Ma的软碰撞（部分碰撞）和44 Ma以后的硬碰撞（完全拼合）两个阶段.然而，正如Acton[78]所指出的“印度北向运动速率，虽然在57 Ma之后减慢了许多，但直至20~30 Ma之前仍具有相当快的漂移速率.无论在57 Ma发生了什么，印度北向运动的旅程远未结束”.因此，板块运动速率的变化究竟是来自于另一板块的阻挡（即与亚洲大陆的碰撞）还是洋壳本身扩张速率的变化，目前仍缺乏明确的证据.
另一方面，Klootwijk等[24, 79]还根据Indus-雅鲁藏布江缝合带两侧不同时代岩石中广泛存在的重磁化分量所限定的碰撞缝合带的位置（假定重磁化分量为印度和亚洲大陆碰撞所引起）与印度板块视极移曲线（APWP）所限定的大印度板块西北缘古纬度的对比，推测印度与亚洲大陆的初始碰撞发生在~65 Ma或之前.然而，即使同样采用Klootwijk等[24, 79]所提出的大印度板块模型，由近年来修订的印度板块的APWP[80, 81]所推算的大印度板块西北缘的古地理位置，在~65 Ma是不可能越过赤道而到达北半球低纬度地区，即到达上述重磁化分量所限定的碰撞缝合带位置.
其次，两个板块是否发生了碰撞，理论上可以通过APWP以及推算的参考点古纬度变化的直接对比来判断.碰撞之前，由于两个板块具有各自独立的运动方式和过程，两个板块应具有各自独立的APWP和显著差异的古纬度；如果两个分离板块的APWP在某一时间点之后由分离转变为相交或重叠，显然，这一时间节点代表了两个板块的初始碰撞时间，同一参考点的古纬度也由显著差异转变为相互一致.目前，印度和欧亚板块均已建立了以5 Ma，甚至1 Ma为时间窗口的中、新生代视极移曲线[80, 81]，但由于印度和亚洲大陆碰撞之后，在南起印度大陆北缘，北至西伯利亚板块南缘的广大区域内发生了复杂陆内变形（如陆内构造旋转、逃逸和缩短等），印度和欧亚板块视极移曲线[80]显示两板块在55 Ma时尚有~30°的古纬度差（图 1）.尽管这一古纬度差与早期古地磁研究提出的印度大陆北缘至西伯利亚板块南缘之间的~2700km的地壳缩短量[82~89]基本相当.然而，近年来中亚地区新生代火山岩古地磁研究表明中亚地区晚白垩世以来的陆相沉积中存在着显著的磁倾角浅化；早期基于陆相沉积物的古地磁研究对青藏高原及中亚地区新生代构造缩短量的估计很可能是一个超额估计[87~89].显然，印度和欧亚大陆的视极移曲线不能为印度大陆北缘的喜马拉雅地块和古亚洲大陆南缘的拉萨地块晚白垩世以来的运动学图像提供直接的精细约束，即不能直接为“印度与亚洲大陆何时何地发生初始碰撞”提供精细制约.
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图 1 印度、欧亚大陆、喜马拉雅、拉萨地块晚中生代以来古纬度对比图（参考点：29.3°N，91.0°E） Fig. 1 Paleolatitudinal comparison within India, Eurasia, Himalaya, and Lhasa during the post Late Mesozoic times (reference site: 29.3°N, 91.0°E) |
因此，解决问题的关键是在印度和亚洲大陆碰撞缝合带两侧，通过块体的精细APWP和相对连续古纬度变化的直接对比来约束.20世纪80年代初，中-法和中-英联合考察组对拉萨地块晚白垩世沉积岩和古近纪林子宗群火山岩等开展了系统研究，并得出林子宗群火山岩形成时期的古纬度约为13°N~19°N[90~93].由喜马拉雅地块岗巴地区基堵拉组灰岩和砂岩的古地磁数据[85]与之直接对比，似乎在~65 Ma时喜马拉雅和拉萨地块的古纬度已趋于重叠（图 1），表明印度与亚洲大陆的初始碰撞很可能发生在白垩/古近纪之交.
然而，近年来的年代学研究表明林子宗群的时间跨度约为64~44 Ma[94, 95].林子宗群火山岩的平均古地磁结果无法回答在~20 Ma的林子宗群形成时期，拉萨地块是否发生了显著的古地理位置变化；同时，对欧亚大陆约65~50 Ma期间APWP分析表明，欧亚大陆整体上存在~10°的北向漂移[41]；而拉萨地块相应时段具有何种运动模式，现有古地数据亦难以回答.此外，Patzelt等[85]从宗浦组（55~63 Ma）获得的古纬度（~4.0°N）明显低于下伏基堵拉组（约63~66 Ma）的古纬度（约6.5°N~9.6°N），且宗浦组的古纬度与林子宗群火山岩的结果（约13°N~19°N）尚有一定差异（图 1）.特别地，Patzelt等[85]宗浦组的古纬度与最近Tong等[96]从定日宗浦组下部（61.7~65.5 Ma）沉积岩中获得的中温重磁化分量（Tong等[96]认为该重磁化分量的获得与印度与亚洲大陆的碰撞有关）所确定的古纬度相当.这些问题均有待于进一步研究.
第三，印度与亚洲大陆碰撞以及碰撞后印度板块前缘向亚洲大陆下的俯冲，导致了现今对大印度（GreaterIndia）范围的分歧.尽管Ali等香港学者[97]根据澳大利亚西侧印度洋海底地形研究获得的冈瓦纳大陆裂解之前的大印度板块的形状（在现今印度大陆的北缘还存在着~950km的大印度岩石圈）似乎是一个值得信赖的模型（图 2），但由于对亚洲大陆南缘拉萨地块古近纪古地理位置的不确定性，或换句话说对发生在拉萨地块与西伯利亚板块南缘之间的构造缩短量的分歧，使得一些学者直接运用由稳定欧亚大陆的新生代APWP换算得到的亚洲大陆南缘的古地理位置（~30°N）研究印度与亚洲大陆的碰撞过程[20, 21, 98].事实上，Aitchison等学者提出的印度与亚洲大陆的“弧陆+陆陆”碰撞模型除陆陆初始碰撞时间晚之外，另一个显著特点是认为亚洲大陆南缘在始新世期间（约55~35 Ma）始终位于~30°N（图 3），且陆陆初始碰撞的位置与现今Indus-雅鲁藏布江缝合带位置大致相当.显然，这一模型完全忽视了印度大陆北缘至西伯利亚板块南缘之间的构造缩短量；而根据早期从拉萨地块上获得的林子宗群的古地磁结果[91, 92]，印度与亚洲大陆的初始碰撞时限要远远早于上述“弧陆+陆陆”碰撞模型所提出的时限.
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图 2 根据印度洋海底地形重建的大印度板块模型[97] （a）冈瓦纳古大陆中侏罗世（~160 Ma）裂解前的古地理重建；（b）由Acton[78]印度板块的APWP所限定的55 Ma大印度板块. Fig. 2 Greater India model proposed from the bathymetric features in the Indian Ocean[97] (a) Gondwana in the Middle Jurassic (?160 Ma) immediately prior to the separation of western part fromthe eastern part of the continent; b) Greater India at 55 Ma using Acton, s[78] APWP for the Indian Plate. |
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图 3 Ali & Aitchison[21]修订的印度与欧亚大陆碰撞模型.注意该模型假定古近纪欧亚大陆最南缘的拉萨地块的古地理位置与现今位置相当 Fig. 3 The revised model of the India and Eurasia collision[21], in which southern leading edge of the Asian continent, i.e. the Lhasa Block, was hypothesized to have a compatible paleoposition as present Lhasa Block |
显然，导致古地磁资料难以对印度和亚洲大陆碰撞时限提供精细制约的重要原因是现有古地磁资料未能给出雅鲁藏布江缝合带两侧块体晚白垩世-古近纪的详细运动图像.
4 古近纪亚洲大陆前缘的古地理位置通常，由刚性板块的古地磁APWP，可以推算板块内部任意参考点任意时刻的古纬度.然而，由于欧亚大陆南缘的青藏高原及中亚地区在印度与亚洲大陆的新生代持续碰撞和挤压下，发生了显著的构造缩短和侧向构造逃逸[4, 17, 22, 82, 83, 90, 99~104]，稳定欧亚大陆的APWP[80, 81]不能用来确定拉萨地块在印度与亚洲大陆碰撞前后的古地理位置，即由稳定欧亚大陆APWP计算得到的欧亚大陆南缘某参考点（如拉萨地块）的古纬度并不能代表欧亚大陆南缘发生或部分发生构造缩短之前的古纬度，其间的差值为在参考点与西伯利亚板块南缘之间所发生的碰撞后总构造缩短量.
最近，我们获得了拉萨地块林子宗群典中组（二段和三段）、年波和帕纳组的古地磁极位置[105].依据近年来对拉萨地块林周盆地林子宗群火山岩的系统年代学结果[47, 94, 95]，表明拉萨地块（参考点：29.3°N，91.0°E）在Danian期（典中组，约64.43~61.45 Ma）和Ypresian-Lutetian期（年波和帕纳组，约54.07~43.93Ma）的古纬度分别为5.9°N±8.5°和10.2°N±5.3°.同时，拉萨地块Danian期和Ypresian-Lutetian期的古地磁极在95%置信区间上相互重叠（图 4），表明在此之间拉萨地块的古地理位置变化在古地磁误差范围之内.因此，从古地磁学角度看，拉萨地块在林子宗群形成时期（约64~44 Ma）未发生显著的构造旋转和南北向纬度变化，在~20 Ma内保持相对稳定地位于~10°N北半球低纬度地区.这一结果不仅与20世纪80年代初中法联合考察等所获得的林子宗群火山岩古地磁结果[91, 92, 106]基本一致；而且，如果印度与亚洲大陆的碰撞发生在林子宗群形成之前或之初，古地磁资料进一步证实了印度大陆岩石圈在亚洲大陆南缘下存在相当规模的俯冲[107, 108].
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图 4 喜马拉雅和拉萨地块晚白垩世-古近纪古地磁极位置及印度板块45~65 Ma的视极移曲线对比图；所有数据均为北半球面的等面积投影 Fig. 4 Plot showing Late Cretaceous and Paleogene paleomagnetic poles for Himalaya and Lhasa relative to the apparent polar wander path (APWP) for the Indian Plate during the period of 45~65Ma. All the data are plotted onto the Northern Hemispheric equal-area projection |
此外，前人[91, 93]还从拉萨地块塔克那红层（Albian-Aptian期[109]）中获得了可靠的古地磁数据.尽管拉萨地块内部以羊八井附近的念青唐古拉走滑断层为界可能存在~15°左右的相对旋转，但由其计算得到的参考点（29.3°N，91.0°E）的古纬度分别为11.4°N±4.8°和7.5°N±3.5°（图 1）.因此，拉萨地块自晚白垩世塔克那组红层沉积（Albian-Aptian期）至古近纪林子宗群形成（约64~44 Ma）期间很可能未发生显著的南北向运动，自始至终处于北半球低纬度地区；印度与古亚洲大陆前缘的拉萨地块的初始碰撞，必定发生在~10°N北半球低纬度地区.
5 古地磁学约束的初始碰撞时限在确定了晚白垩世-古近纪古亚洲大陆南缘拉萨地块的古地理位置的前提下，通常有两种古地磁学方法研究印度与亚洲大陆的初始碰撞时间.
首先，可以通过雅鲁藏布江缝合带两侧地块同时代古地磁数据的直接对比，研究印度与古亚洲大陆前缘的初始碰撞时间.20世纪末，Patzelt等[85]通过对岗巴/堆纳盆地沉积岩的古地磁学研究，从宗山组（约65~71 Ma）、基堵拉组（约63~66 Ma）及宗浦组（约55~63 Ma）中获得了可靠古地磁数据；由其换算得到的参考点（29.3°N，91.0°E）古纬度分别为：4.7°S±4.4°、7.5°N±4.8°、4.8°N±3.8°.与拉萨地块林子宗群形成时期古纬度（约61~64 Ma：5.9°N±8.5°；约44~54Ma：10.2°N±5.3°）相比较，可以发现在64~55 Ma期间缝合带两侧地块古纬度在95%置信范围内是一致的（图 1和图 4），表明印度与亚洲大陆初始碰撞很可能发生在林子宗群形成之初或之前；另一方面，如果拉萨地块在晚白垩世至古近纪期间保持古地理位置大致稳定，则岗巴地区宗山组的古地磁结果限定了在~65 Ma之前，雅鲁藏布江缝合带两侧块体之间的古纬度差距尚有十几度（图 1）.此时，印度与古亚洲大陆也许相距不远，但是否已经发生了初始碰撞，主要取决于大印度板块的大小，即大印度板块岩石圈在古亚洲大陆南缘之下俯冲量和现今印度大陆北缘的地壳缩短量.对此，我们随后讨论.
印度与亚洲大陆的初始碰撞发生在白垩/古近纪界限附近的观点似乎得到了大量地质资料的支持[24, 110, 111].特别地，在雅鲁藏布江缝合带中部，拉萨地块林子宗群与下伏晚白垩世设新组之间为不整合接触：接触面以下为红色、紫红色砂岩，可见扁平状砾石；接触面以上为典中组一段灰白色凝灰质安山岩；且在林周盆地的凯布、那噶棍巴、冲噶等地的火山岩中均可见到设兴组红层的团块即捕虏体.同时，这一不整合接触还是拉萨地块林子宗群所共有的特征[112, 113].近年来，不少学者进一步认为该区域不整合所对应的构造事件很可能代表了印度与古亚洲大陆的碰撞[47, 48, 114].此外，这期间印度大陆北缘与古亚洲大陆南缘同时出现的大规模变形，也预示着两个大陆可能已经接近或碰撞[19, 115].
然而，上述讨论与最近Tong等[96]从定日宗浦组下部（61.7~65.5 Ma）沉积岩中获得的高温特征剩磁分量所确定的喜马拉雅地块早Danian期的古地理位置（图 1和图 4）相矛盾.如果接受Tong等[96]的结果，则喜马拉雅地块内部不仅不存在显著构造缩短，而且印度与古亚洲大陆的初始碰撞至少发生在61.7 Ma之后.
近年来，Aitchison等学者[20, 116]反复撰文提出印度与古亚洲大陆的初始碰撞为始新世Priabonian期（~35 Ma，图 3）.如前所述，该模型除初始碰撞时间晚之外，另一个显著特点是认为古亚洲大陆南缘在始新世期间（约55~35 Ma）始终处于~30°N，且印度与亚洲大陆的初始碰撞发生在现今雅鲁藏布江缝合带的位置上.显然，由拉萨地块林子宗群的古地磁结果[91, 93, 105]可知，始新世期间亚洲大陆南缘所处的古地理位置要远远低于现今拉萨地块的纬度，进一步表明印度与亚洲大陆的初始碰撞要远远早于晚始新世的~35 Ma[20, 21, 116].如图 4所示，由林子宗群古地磁极位置与稳定印度大陆APWP相比较可以发现，在60Ma时，古地磁极之间的距离为20.6°±6.6°；但在50 Ma和45 Ma时，古地磁极之间的距离分别为4.1°±6.5°和2.4°±7.0°，表明印度与亚洲板块的初始碰撞至少发生在50 Ma之前.这一初始碰撞时间的下限与Ding等[19]从雅鲁藏布江缝合带两侧沉积物源分析所得出最晚初始碰撞时间（Lutetian期）一致.
其次，如果我们能精确地恢复印度与古亚洲大陆碰撞前印度板块的大小和形状，则可以通过印度板块APWP[80, 81]所确定的大印度板块北缘的古地理位置与拉萨地块晚白垩-古近纪古地理位置的比较，研究印度与亚洲大陆的初始碰撞时限.大印度的研究有着八十多年的历史，为大量地质、地球物理、地球化学及古生物学者所关注.大印度板块的存在与否、轮廓、运动方式、运动历史、以及对应的生物形态一直以来都困惑着地球科学界；印度与亚洲大陆的碰撞以及碰撞后大印度板块前缘向亚洲大陆下的俯冲，直接导致了现今难以精确复原大印度板块北缘的形状，因而不可避免地形成了各种不同的复原模型（详见Ali & Aitchison[97]）.为此，Chen等[105]尝试采用了递进方式来讨论大印度板块北缘的古地理位置，进而讨论印度与亚洲大陆的初始碰撞时限.在雅鲁藏布江缝合带南岸任取一点（29°N/91°E）为参考点，由印度板块APWP[80]计算出参考点80~30 Ma古纬度变化.结果表明在~50 Ma时参考点的古纬度已与拉萨地块南缘的古纬度一致，表明即使不考虑大印度的范围，现今印度大陆北缘也已经与拉萨地块南缘接触，说明初始碰撞至少发生在~50 Ma之前[105].
地震资料显示，在雅鲁藏布江缝合带北侧，印度板块以~10°的低角度俯冲于拉萨板块之下，其前锋很可能到达了距雅鲁藏布江缝合带~400km的班公-怒江缝合带[107, 108].另一方面，在雅鲁藏布江缝合带以南存在着康马-隆子、特提斯喜马拉雅、高喜马拉雅、低喜马拉雅及主边界断裂（MBT）以南的印度克拉通诸多构造单元[112]，这些构造单元之间不仅发育了雅鲁藏布江缝合带、藏南拆离系、MBT等构造活动带；而且集中了青藏高原最主要的山峰（珠穆朗玛峰）与最深的峡谷（雅鲁藏布江大峡谷），地形起伏大，构造活动强烈，极有可能是碰撞后纬向构造缩短被吸收的主要地带.因而很可能存在着相当规模的构造缩短[3, 24, 85, 101, 117~121].因此，大印度板块的范围很可能远远超过现今印度板块.最近，Ali等香港学者[97]根据澳大利亚西侧印度洋海底地形资料重建了冈瓦纳大陆裂解之前的大印度板块的形状（图 2），提出在现今印度大陆的北缘还存在着~950 km的大印度岩石圈，或假设大印度板块除在雅鲁藏布江缝合带以北存在~500km的俯冲部分之外，在喜马拉雅地块上存在着~500km的南北向构造缩短.根据此大印度板块的模型，古地磁资料限定了两板块的初始碰撞很可能发生在55~60 Ma期间.如图 5，由最新获得的亚洲大陆南缘的拉萨地块在约65~44 Ma期间的古地理位置[105]，应用由全球古地磁数据建立的印度板块和欧亚大陆的视极移曲线[80]，对65~45 Ma期间大印度板块[97]与古亚洲大陆的碰撞过程进行了重建.结果表明，印度与亚洲大陆的初始碰撞最可能发生在55~60 Ma期间；且两大板块发生初始碰撞的位置很可能为北半球低纬度地区.由于~65 Ma时大印度板块的北缘尚未越过赤道到达北半球低纬度地区，该模型限定了印度与亚洲大陆的初始碰撞不可能早于~65Ma的白垩/古近纪界限.
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图 5 印度与欧亚大陆古近纪碰撞模型.大印度板块的模型引自Ali & Aitchison[97]；印度与欧亚大陆的古地理位置按照其古近纪APWP[80]绘制；亚洲大陆南缘的西藏诸块体的古地理位置按照古地磁数据控制的拉萨地块古近纪的古纬度[105]示意绘制 Fig. 5 Paleomagnetic reconstructions of Greater India[97] andEurasian continent during the period of 45~65 Ma, in which India and Asia were shown according to the master apparent polar wander paths of the continents[80], whilst southern leading edge of the Asian continent was schematically shown according to the newpaleomagnetic results from the Linzizong rocks in the Lhasa Block[105] |
拉萨地块古近纪林子宗群火山岩和沉积夹层（约64~44 Ma）的古地磁学再研究[105]，揭示出亚洲大陆南缘在Danian期和Ypresian-Lutetian期之间，未发生显著的构造旋转和南北向纬度变化，在~20 Ma内保持相对稳定地位于北半球低纬度地区.同时，拉萨地块林子宗群形成时期的古纬度还与拉萨地块Albian-Aptian期塔克那红层的古纬度[91, 93]相当，进一步表明拉萨地块很可能自晚白垩世Albian-Aptian期至古近纪Danian-Lutetian期期间均未发生显著的南北向运动.青藏高原内部和中亚腹地上大规模的碰撞后南北向构造缩短也因此被限定在林子宗群形成之后.由于印度板块在晚白垩世-晚渐新世（~27 Ma）期间始终具有相对较快的北向漂移速率[78]，林子宗群形成期间，拉萨地块相对稳定的古地理位置也进一步证明印度板块在古亚洲大陆南缘之下存在一定量的俯冲.
现今古地磁资料所限定的印度与亚洲大陆的初始碰撞时间的下限为~50 Ma，上限为~65 Ma；如果以Ali等香港学者[97]根据印度洋海底地形所限定的冈瓦纳大陆裂解之前的大印度板块为模型，则印度与亚洲大陆的初始碰撞极有可能发生在55~60 Ma之间.
然而，上述的初始碰撞时限不仅受制于碰撞前大印度板块的模型；同时也对亚洲大陆南缘拉萨地块晚白垩世至古近纪期间的古地理位置提出了更高的要求.因此，进一步在印度-雅鲁藏布江缝合带南侧对晚白垩世-古近纪海相地层系统开展以古生物年代学和磁性地层学为基础的古地磁学综合研究，获得该时期印度大陆北缘的精细古地理位置及变化，通过缝合带两侧古地磁资料的直接对比，可望从古地磁学角度对印度与亚洲大陆的初始碰撞的古地理位置和时限进行更精确的厘定.
致谢感谢杨振宇教授和吴福元研究员在本文成文过程中给予的建设性意见.
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