雅鲁藏布大峡谷地质成因
-
第
6
卷第
4
髓
19∞年
10
月
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地学前缘
(
中国地质大学.北京
)
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1999
雅鲁藏布大峡谷地质成因
季建清
钟大赉
丁林
张进江
L)
(
北京大学地匝学系,北京
10087
(
中国科学院地质研究所,北京
100
029)
杨逸畴
(
中国科学院地理研究所,北京
100101
摘要
文中总结了雅鲁藏布大块谷科学探险考察中获得的岩石学和构造地质学认识与区域
<
/p>
上已经取得的多学科成果,论述了雅鲁藏布大峡谷得以形成的根本原因是该地区深部存在着
地
幔上涌体,雅普藏布大峡各和太拐弯的形成是地幔上涌体作
用干岩石圈和地表的效应。地幔上
涌体的确认揭开了该地区所
特有的生物学、气候特征等方面的奥秘,雅鲁藏布大峡谷及其周缘
地区是大陆动力学研究、壳幔动力学、地球系统中各圈层间耦合作用及大陆块体运动学研究最
理想的野外实验室。
关键词
地幔上涌体超基性碱性杂岩大陆动力学地球系统雅鲁藏布大峡谷
CI
£
P5l
】
随着
精密测绘参数的获得,雅鲁藏布大峡谷是世界第一大峡谷
(
国家
测绘局,
1999
年
2
月发布
)
已经成为不争的事实。在年轻的青藏高原上
何以能形成如此壮观、雄奇的大峡谷
?
这与该地区特殊的地质
构造和岩石圈物质与结构的凋整有着密切的关系。以国家自然科学
基金和攀登项目多年研究成果的积累,初步得出雅鲁藏布大峡谷形成的直接原因是该地区
的地壳在
3
Ma
以来的快速抬升
u
J
,并与
深部地质作用过程有关,利用裂变径迹方法获得
15
万年以来大峡谷地区的抬升速率达到
30
mm
/
a
【
2
J
,是世界上抬升最快的地区之
一。气候证
据表明大峡谷地区是一个“热点”,推断有类似于
地幔羽的热源存在,但缺乏直接的地质证
据
< br>o·。最近的地质考察获得了完整的岩石学和构造地质学证据,表明大峡谷形成的根本原
< br>
因是该地区存在着软流圈地幔上涌体。
在大峡谷的核心地段,大致从米林县派乡到西兴拉,主要是一套相当于下地壳根带深度
形成的高压麻粒岩相岩石
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,
5
J
,
该麻粒岩相地体归属印度大陆东北端,是世界上最年轻的麻
粒
岩相岩石之一,其变质作用与印度大陆与欧亚大陆之间碰撞过程中发生的陆内俯冲作用
有关。区域上这套麻粒岩相岩石普遍经受了后期与构造变形作用相关的角闪岩相退变质作
用.岩石组构显示是一个与快速抬升相关的有含水流体参与的
变质、变形事件,这一事件在
收稿
日期:
1999
.
03
—
08
修改稿收到日期:
1
999
—
03
—
20
作者简介:季建清,男,
1968
年生.北京大学博士
后.岩石学、构造地质学专业,参与了
1998
年雅鲁藏布大峡谷
科学探险考察,负责地质学方面的工作。
本研究受国家自然科学基金“九五”重点项目
(
编号:
p>
49732l()0)
与中国科学院重点项日
(
编号:
l(z952
.
JI
一
039)
资助,<
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一
231
—
万方数据
p>
时空上显示不均匀分布的特点。大峡谷地区与两大陆碰撞和持续会聚有关的构造变形形迹
p>
有两组:一组是“左旋走滑兼具逆冲的近东西向构造为主,反映了
印度大陆与欧亚大陆南北
碰撞构造变形的特征,其时代与两大
陆的闭合时限相半;另一组是印度大陆东北端挤入欧亚
大陆楔
状体东西边界发育的北北东向构造,西边界以米林一林芝左旋走滑兼具西盘向上斜
p>
冲的变形带为主剪切带,东边界是阿尼桥右旋走滑断裂为主构造带,其活动年代约从阿大陆<
/p>
闭合延续至今。过去一直推测,在雅鲁藏布大峡谷地区印度大陆
与欧亚大陆的接合部位有
蛇绿岩发育,并且沿着雅鲁藏布江河
谷分布。在
1998
年雅鲁藏布大峡谷的科学探险活动
中,证实它的具体位置在大峡谷的西兴拉一各布拉一线,二者的接合形
式为走滑变形带,而
不严格循着雅鲁藏布江河谷,也没有发现
象雅鲁藏布江中、上游河段河谷巾那样广泛出露的
蛇绿岩套。
在接合带北侧,与南侧高压麻粒岩相地体相对应,是一套眼球状花岗质糜棱岩,
相当的变形层次限于中、上地壳,构造片理走向北西,北东倾近直市,是雅鲁藏布江出现主干<
/p>
河道七大瀑布的重要原因之一。
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最有意义的是,在上述退变高压麻粒岩地体和两大陆接合带附近,沿着近东西向韧性构
造带,侵入了一套由超基性碱性杂岩碳酸岩组成的完整岩石系列
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(
钟大赉等,
1998)i
馒入
岩以岩筒、岩脉产出,宽度
30
~
1
200
cm
。超基性碱性杂岩脉体边缘相或小规模岩筒中为
角闪橄榄辉石岩,中央相为角闪金云母橄榄辉石岩.金云母、斜方辉石、单斜辉石和角闪
百、
尖晶石等是主要矿物相,并能发现文石、霞石和橄榄石等
。碳酸岩围岩中出现强烈的地嘎热
液蚀变或交代,在脉体的中
央相有结晶的块状碳酸岩。主要的碳酸盐矿物是文石,有舍量不
等的霞石、金云母、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、石榴石等。还发现具有碳酸岩、火成岩判别
意义的、过去已有报道的矿物——星叶石“。这样的岩石组合通常来自地幔,
多是响应软
流圈的卜涌和热力作用、岩石圈减薄地幔岩石发生
减压、增温、熔融而形成。”“.火成碳酸
岩是地幔熔体结晶
分异作用晚期阶段的产物,碳酸岩与超摹性碱性杂岩成分和矿物相含量
呈过渡也说明了这一点。地质推断它们的形成时间很晚,初步的同位素年代学结果证明是
3
~
5
< br>Ma
以来形成的。这套岩石组合的发现,为论证大峡谷形成是由于该地区仔在地幔
上
涌体而引起热力抬升提供了充分的岩石学证据。因此,雅鲁
藏布大峡谷地区与峡谷形成相
关的地质特征和美国科罗拉多大
峡谷基本相似,是地幔上涌体或地幔热点作用的结果,引起
岩
石圈的减薄和类似的岩浆作用【l“,与此相应的地壳快速抬升造就了大峡谷的形成。
构造变形特征与岩石学发现相对应,在早期构造变形形迹之上叠加
r
指示区域性强烈
抬升作用的印迹
。沿着印度地块挤入欧亚大陆的楔状体边界和两大陆的接合构造带,发育
了脆韧性一脆性的张扭性高角度正断层。这些正断层继承了早期构造形迹,米林一林芝一线
的正断层西倾,接合带附近成北倾,阿尼桥断裂一带呈东倾,总体上指示
r
以近南北的南迦
< br>巴瓦峰~纳木拉一多雄拉一线为中轴的整个地区快速抬升。正断层的活动时限与超基性碱
< br>
性杂岩的形成时代应该相当,我们发现这些正断层已经切割了大峡谷第四纪阶地
的半胶结
砾石层,大峡谷两岸山体的崩塌也都是以这种正断层
为结构面,因此与正断层形成相关的抬
升运动仍在进行中。
粗略的地球物理
学资料和气候学、生物学等成果揭示,雅鲁藏布大峡谷地区现今大约存
墨脱西南
50
~
80
km
接近中印边界,亦即是在南迦巴瓦峰一纳木拉一多雄拉向南的延长
线
位置上存在着一个“热点”或地幔上涌体”””一。大峡谷
地区地幔上涌体的存在是该地Ⅸ现
代地壳快速抬升、地热泉广
布、新构造活动异常活跃的原因,也可能是中、深地震得以发生的
~
232
—
万方数据