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雅鲁藏布江下游大拐弯地区是青藏高原研究的一个热点区域,大拐弯地区位于青藏高原东南部,属于喜马拉雅山脉的东端。作为印度板块与亚欧板块碰撞应力最集中的地区之一,大拐弯内部发生了强烈的地壳变形和频繁的地震、断裂等构造活动,其形成的独特的马蹄形大拐弯引起了众多学者的关注,已有研究表明大拐弯地区是当今剥蚀隆升最快速的地区之一。
东喜马拉雅构造结地区近期的热年代学研究积累了较多年代资料,新生代以来的热年代学数据既有较高封闭温度的热年代学信息,如黑云母、白云母及角闪石40Ar/39Ar年龄,以及更高封闭温度的独居石、榍石Th-Pb年龄和锆石U-Pb年龄;又有较低封闭温度的热年代学信息,如磷灰石和锆石裂变径迹年龄,钾长石40Ar/39Ar年龄以及更低封闭温度的锆石U-Th/He年龄。结合前人的研究成果,本文将东构造结新生代以来不同类型的热年代学年龄进行分级综合,通过系统分析,将大拐弯地区的新生代以来的构造活动划分出5个时期:70~40Ma、25~17Ma、13~11Ma、7~5Ma和3Ma。前两个时期以构造活动为主,第三个时期构造活动减弱,地壳增厚型构造隆升变缓,7Ma以来开始以剥蚀隆升为主;3Ma以来反映了大拐弯地区的强冷却剥露及快速抬升过程,并且从3Ma开始,抬升的速度越来越快,尤其在1Ma以后几乎呈直线上升。
采于雅鲁藏布江下游各支流流域的碎屑锆石裂变径迹的主峰值年龄在0.9~4.3Ma之间,沿大拐弯顶端向南西方向增大,显示大拐弯地区的侵蚀剥露强度有沿该方向降低的趋势。根据封闭温度理论粗略计算出的剥蚀速率显示,2.2~4.3Ma左右的剥蚀速率基本在2mm/a左右,变化不大;剥蚀隆升最强烈的地区在雅江大峡谷内部,时间为1Ma以来,高达5.72~9.80mm/a。3Ma以来的峰值年龄主要分布在大拐弯的河谷深切流域,多雄拉地区的基岩磷灰石裂变径迹年龄也在2.1~5.2Ma之间,而其他不同类型的<3Ma的热年代学年龄也基本分布在派镇-多雄拉山口-背崩一线以北及南迦巴瓦构造结东西边界和大拐弯顶端所围限的区域,并且在河段宽阔、坡降缓和的流域,热年代学年龄较老,这表明3Ma以来的强剥蚀隆升与河流强侵蚀作用之间存在关联,且隆升剥露的强度很大,重置了不同类型的热年代学年龄。另外该区域也是冰川发育的地区,特别是南迦巴瓦主峰冰川发育呈放射状,各种冰川地貌广布,尤其冰蚀地貌地冰水堆积地貌分布广泛,所以3Ma左右的强隆升剥露活动也不排除冰川侵蚀的影响。
碎屑锆石裂变径迹1Ma以来的峰值年龄同样揭示大拐弯地区存在一期强剥蚀隆升活动,并与青藏高原北部0.6~1.1Ma间的“昆黄运动”时期相对应。在该时期内西南季风给青藏高原内部带来大量降水,山岳冰川发育,大面积山地进入冰冻圈,冰进作用加强,而该组峰值年龄主要分布在大峡谷内部南迦巴瓦主峰冰川地貌广泛发育的区域;并且该流域河谷深切几乎呈直立形状,坡降较陡,三级以上阶地的海拔高程逐渐增大;另外,加拉至大拐弯顶端的一、二级阶地其海拔高程和阶地之间的高差均较大;根据冰川碎屑锆石裂变径迹1Ma以来的峰值年龄粗略计算出的剥蚀速率推测,该流域的抬升速率也不低于5.72~9.80mm/a,综合上述情况,本文认为该区域由于河流及冰川侵蚀的强烈作用已使该地区地壳均衡调整,发生局部均衡抬升,隆升剥露的中心在大拐弯顶端流域。从同位素年龄的统计结果来看,在1Ma左右形成峰值的主要为具有较低封闭温度的锆石U-Th/He和磷灰石裂变径迹年龄,这也表明1Ma以来的剥蚀隆升比3Ma更加强烈。
多雄拉地区的基岩磷灰石裂变径迹年龄在2.1~5.2Ma之间,其年龄-高程模式呈负相关,并且不同类型的热年代学年龄均较集中。根据封闭温度理论,地形下降将使封闭温度等温面压缩,使热年代学年龄变年轻,当地形强烈下降到一定程度时,年龄-高程模式呈负相关。6Ma以来,大拐弯地区出现的大量断层活动是由于伸展垮塌作用所致,在藏东地区5Ma以来的伸展垮塌作用也有广泛记录;根据李吉均等(1999)的研究,青藏高原主夷平面形成的下限时间为3.6Ma左右,主夷平面形成后还残留有局部侵蚀作用,这种局部侵蚀作用基本保存在山麓面及山足面上,根据上述情况,本文认为多雄拉地区在约5Ma以来遭受了强烈的剥蚀夷平作用,使地形显著下降,地貌反差急剧减小,干扰了不同类型的热年代学年龄。
多雄拉靠大拐弯西翼一侧的基岩磷灰石裂变径迹年龄要小于靠东翼一侧的年龄,而在靠西翼一侧冰川较发育,并可见古冰川U形谷;东翼一侧冰川较少,冰川地貌少见;统计的黑云母49Ar/39Ar年龄也有此分布特征,因此本文推测多雄拉地区的强剥蚀夷平作用可能以冰川作用为主,并可看作是青藏高原上新世早中期的局部侵蚀作用的响应;这种局部侵蚀是导致青藏高原主夷平面形成的第二侵蚀旋回的残留作用。