近日，国际地学期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》在线发表了中国科学院海洋研究所、同济大学、法国巴黎萨克雷大学和自然资源部第一海洋研究所等单位合作的最新研究成果。研究团队基于孟加拉湾沉积岩芯中的稀土元素含量和铅(Pb)同位素组成，结合蒙特卡洛模拟的同位素混合模型，首次定量重建晚渐新世-早中新世以来孟加拉湾沉积物来源演化历史，在此基础上结合古地理证据，提出了喜马拉雅山脉的主要隆升期可能不早于中新世的新认识。同时，研究提出喜马拉雅造山带在中新世可能由西向东渐进式发展，并在晚中新世逐渐形成类似现代海拔高度的山脉。

在65-55百万年前，印度-亚欧板块碰撞导致的喜马拉雅-青藏高原隆升被认为是新生代全球最重要的构造活动之一。大范围地形抬升驱动了亚洲季风系统的形成与河流系统的重组，进而对全球气候和环境产生了深远影响。然而，喜马拉雅-青藏高原的构造隆升历史至今仍然不清楚。特别是，喜马拉雅山脉的古高程定量重建难度大，鲜有结果发表，导致喜马拉雅山脉隆升的起止时间和构造运动过程仍存争议。

本研究基于国际大洋钻探计划(ODP) 121航次在孟加拉湾南部钻取的758站位岩芯为研究材料（图1），研究人员利用Stoke离心法提取了粘土粒级的陆源沉积物，通过稀土元素和Pb同位素地球化学分析方法，应用蒙特卡洛方法定量重建约束了24个百万年以来的物质来源演化历史，限定了喜马拉雅山脉隆升的起止时间以及可能的构造运动过程。本研究证明了应用蒙特卡洛模拟法定量约束长时间尺度沉积物来源的可靠性，这对于未来边缘海岩芯沉积物来源的定量示踪工作具有启示意义。

图1 南亚和东亚海陆地图

沉积物来源示踪结果显示（图2），约23百万年前，喜马拉雅风化剥蚀的陆源碎屑物质开始进入孟加拉湾，恒河、雅鲁藏布江和伊洛瓦底江依次成为孟加拉湾沉积物的主要物源，喜马拉雅山脉的隆升可能是主要驱动因素。同时，鉴于三条河流分别发源或流经喜马拉雅山脉的西部、中东部以及东缘，研究人员推断喜马拉雅山脉在中新世期间可能发生了由西向东的渐进式变形，最终导致西部河流沉积物入海时间早于东部。这项发现得到了喜马拉雅锆石裂变径迹和云母Ar-Ar数据支持。

图2 三阶段伊洛瓦底江源、恒河源和雅鲁藏布江源对ODP 758站沉积物物源的平均贡献百分比

基于上述结论，研究团队认为在约37百万年前，印度和亚欧板块已经发生碰撞，古青藏地区的古海拔高度达到了最高约5千米，而此时喜马拉雅河流的陆源物质尚未进入孟加拉湾；在约23百万年前，板块构造运动加剧，随之引发喜马拉雅山脉的快速隆升促使了喜马拉雅河流开始发育，导致发源于山脉西侧的恒河的陆源物质首先进入孟加拉湾；在23至12百万年期间，喜马拉雅山脉的构造活动向东逐步发育，导致雅鲁藏布江和伊洛瓦底江的沉积物进入孟加拉湾，并最终在晚中新世阶段形成了与现代相似的南亚流域和喜马拉雅山脉地貌（图3）。

图3 晚新生代喜马拉雅-孟加拉湾源汇系统构造过程及其相应的地表海拔变化和河流系统演化趋势

论文第一作者为中国科学院海洋研究所特别研究助理宋泽华，通讯作者为海洋研究所万世明研究员。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目等项目的支持。

论文信息：

Zehua Song, Shiming Wan*, Zhaojie Yu, Mingyang Yu, Christophe Colin, Yi Tang, Jin Zhang, Hualong Jin, Debo Zhao, Xuefa Shi, Anchun Li. (2024). The major uplift in Himalayas was no earlier than the Miocene: Evidence from marine sediment record in the Bay of Bengal. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 648: 112275.

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018224002645