新生代以來的板塊匯聚對歐亞古地理格局以及全球氣候產生了深遠的影響。這一過程主要受控於印度、阿拉伯、非洲板塊與歐亞大陸的匯聚，板塊的匯聚不僅導致了新特提斯海的向西關閉，也導致了特提斯構造域的造山帶隆升、東亞季風的加強以及亞洲內陸中緯度的乾旱化。對印度與歐亞板塊碰撞的時間、過程、氣候效應等方面已經有很多的研究，但是對西亞地區阿拉伯板塊與亞洲板塊的碰撞時間的爭議較大，存在晚白堊、晚始新世-早漸新世、早中新世、中-中新世、晚中新世碰撞等不同觀點；伴隨板塊的碰撞以及全球的氣候變冷導致的海平面下降，阿拉伯板塊與亞洲大陸之間的特提斯海峽也最終關閉，但對於海峽的關閉時間、過程、機制同樣存在爭議。上述一系列問題的存在，急需更多來自扎格羅斯造山帶及前陸盆地的研究。
中國科學院地質與地球物理研究所新生代地質與環境院重點實驗室的孫繼敏及其伊朗合作者在國家自然科學基金委基礎科學中心基金和中科院先導專項的資助下，對西亞伊朗高原扎格羅斯前陸盆地（圖1）的中新世海-陸相地層，開展了沉積學、生物地層學、磁性地層學、構造幾何學的綜合性研究。
圖1 (a) 扎格羅斯構造單元劃分；(b) 研究地點位於前緣斷裂下盤的Dezful Embayment
他們在海相雙殼化石年齡和磁性地層學基礎上，建立了研究剖面的年代學框架，表明地層的沉積年齡為1500-900萬年前(圖2)。其中，最高海相層的年齡為1280萬年前，與他們此前在高扎格羅斯斷裂下盤 (Lurestan Arc)確定的海退時間一致，進一步表明特提斯海峽西段的最終關閉時間為12.8Ma。
圖2 前緣斷裂下盤Gach-e Moh背斜北翼的磁性地層學結果
他們在該研究剖面識別出了同構造沉積(生長地層)(圖3a)，地層產狀變化清晰地表明瞭生長地層的存在，並開始於Agha Jari組的中、上部。結合古地磁年齡框架(圖3b)，透過古地磁年齡控制點之間的線性內插，確定了生長地層的底界年齡為11Ma。由此確定了扎格羅斯前緣斷裂及其下盤構造變形的活動時間。
圖3 (a) Gach-e Moh背斜北翼的生長地層；(b)古地磁年齡-深度關係
在上述研究基礎上，結合前人的研究進展，他們提出了概念模型(圖4)，闡述阿拉伯-亞洲板塊碰撞過程的時間、斷裂活動性、構造變形、海陸分佈的相應變化：(a)漸新世末期-早中新世 (2500-1700萬年前), 雖然扎格羅斯主逆沖斷裂已經活動，但是亞洲南緣基本在海平面以下，此時亞洲中部的陸緣海與扎格羅斯海峽共同構成伊朗高原的廣闊陸緣海，淺海相碳酸鹽沉積廣泛出現；(b)中-中新世(1700-1300萬年前)，阿拉伯板塊與亞洲板塊於17Ma開始發生陸-陸碰撞，導致亞洲南緣(SSZ、UDMA)的隆升，同時，高扎格羅斯斷裂活動。此時，伊朗高原中部的海水退出，1700-1300萬年前期間，僅在扎格羅斯前陸盆地存在以瀉湖相為主的週期性(地球軌道的10萬年-偏心率週期)海侵；1300萬年前左右，特提斯海峽永久關閉；(c)晚中新世1100萬年前時，扎格羅斯前緣斷裂開始活動，阿拉伯-亞洲板塊碰撞的效應傳遞到Dezful Embayment。
圖4 概念模型
研究成果發表於國際學術期刊Tectonics （孫繼敏*, Sheykh M, Windley B, Talebian M, 曹萌萌, Ahmadi N, Sha J G, 2022. Tectonics, DOI: 10.1029/2021TC006881）
美編：陳菲菲
校對：劉強
