新特提斯洋的闭合及随后的阿拉伯、印度与欧亚大陆碰撞是地球新生代以来最重要的地质事件之一。位于中东的扎格罗斯造山带，是阿拉伯与欧亚大陆碰撞、新特提斯洋闭合的结果。一直以来，阿拉伯-欧亚板块的初始碰撞时间争论较大，从构造变形、沉积岩、岩浆岩、古地磁等多种手段约束将碰撞时间限定在从晚白垩世-中新世。太阳集团tyc539胡修棉教授课题组与意大利、英国科学家合作，最近在国际著名地学期刊《地质学》（Geology）发表文章，将阿拉伯-欧亚大陆初始碰撞的时间限定在始新世之前（> 56百万年前），这比国际普遍接受的36-27百万年前初始碰撞提前了近两千万年。
图1 扎格罗斯地区简化地质构造分带图，以及本研究区地质图及野外剖面
目前普遍接受的36-27百万年前阿拉伯-欧亚大陆初始碰撞模型，主要依据构造变形恢复和沉积物源约束。然而，目前扎格罗斯地区的构造变形定量估算争议较大，不同研究计算结果显示相差数百公里以上。现有的沉积物源约束主要基于扎格罗斯造山带中不连续的地层记录，对初始碰撞仅仅约束其上限时间。因此，对阿拉伯-欧亚大陆的初始碰撞时间约束还需要进一步研究。
针对这一问题，胡修棉课题组以伊朗南部扎格罗斯南缘的Amiran盆地（图1）为研究对象。该盆地侏罗纪-白垩纪时期位于阿拉伯板块的南缘，保存了连续的白垩系-始新统沉积地层，记录了蛇绿岩仰冲到大陆碰撞的连续过程。作者详细研究了Amiran盆地有孔虫、钙质超微等古生物，精确建立了生物年代地层格架（图2）。地质学研究表明，该地区古新统Amiran组碎屑物质主要来自仰冲的蛇绿岩和紧邻盆地北侧的Sanandaj-Sirjan构造带，而始新统Kashkan组砂岩除出现与Amiran组相似物源外，还出现一组二叠-三叠纪（250-200 Ma）碎屑锆石年龄，并具有非常低的εHf(t)值（–19 ~ –7），认为其来自北侧的中伊朗地块（图2）。以上证据表明，在Kashkan组沉积时期，北侧中伊朗地块的物质被剥蚀、搬运到阿拉伯板块之上。由此推论，阿拉伯-欧亚板的初始碰撞至少在始新世之前已经发生。本研究还发现，从Amiran组到Kashkan组的连续演化，反映了白垩纪末-古新世发生的特提斯洋蛇绿岩的仰冲，触发了随后的阿拉伯-欧亚板块初始碰撞（图3）。
图2 伊朗Amiran盆地生物地层学（有孔虫和钙质超微化石）与碎屑物源分析
图3 扎格罗斯造山带古新世-始新世古地理恢复图及构造演化简图
阿拉伯-欧亚大陆碰撞发生在始新世之前，这要比国际上早先接受的初始碰撞时间至少要早20 Ma。这一认识与本课题组先前在喜马拉雅地区通过地层学和沉积学研究获得的印度-欧亚大陆初始碰撞时间（59-61 Ma）较为相近。对于新特提斯域喜马拉雅、扎格罗斯两个典型的碰撞造山带而言，如此相近的大陆初始碰撞时间的重新确认，对于重新认识亚洲大陆变形、伊朗高原和青藏高原的形成、中亚气候－环境演变等具有重要的潜在意义。
该成果2023年7月28日在线发表于Geology期刊（https://doi.org/10.1130/G51321.1）。太阳集团tyc539胡修棉教授为论文通讯作者，河海大学海洋学院孙高远副教授为论文第一作者。参与此项工作的还有意大利米兰比可卡大学Eduardo Garzanti教授、英国伦敦学院大学Marcelle K BouDagher-Fadel博士、中国科学院南京地质古生物研究所许艺炜博士、太阳集团tyc539蒋璟鑫博士、意大利米兰大学Erik Wolfgring博士、河海大学王亚苏博士和姜仕军教授。该工作得到了国家自然科学基金委《特提斯地球动力系统》重大研究计划项目（91755209）和面上项目（42072124）的支持。
论文信息：Sun Gaoyuan, Hu Xiumian, Garzanti Eduardo, BouDagher-Fadel Marcelle K., Xu Yiwei, Jiang Jingxin, Wolfgring Erik, Wang Yasu, Jiang Shijun; Pre-Eocene Arabia-Eurasia collision: New constraints from the Zagros Mountains (Amiran Basin, Iran). Geology 2023; doi: https://doi.org/10.1130/G51321.1
