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青藏高原东缘,挟持于印度板块阿萨姆突角与欧亚(扬子)板块之间。处于青藏高原东缘的昌都-思茅构造带,因其特殊的构造位置和地质经历,是世界上研究印度.欧亚碰撞造成的陆内变形和地球动力学的关键和热点地区之一。针对其前中生代研究较为深入,基本观点已趋统一,本文侧重于中生代.新生代地质演化及地球动力学研究,取得主要成果如下:
1中生代-新生代构造演化及其地质特征
(1)根据边界断裂带性质、基底及盖层岩石组合特征、地层年代学、区域性角度不整合、磨拉石沉积、岩浆活动特征,指出,昌都.思茅构造带,由金沙江-哀牢山和澜沧江亲洋地体带围限,具有元古界和下古生界变质基底,盖层为晚古生代-中三叠世稳定型海相沉积组合和晚三叠世-中始新世裂谷型沉积组合,是一个年轻陆壳地体构造带。
(2)通过岩石组合、岩石化学、沉积岩相古地理研究,较全面论证了昌都.思茅中生代.新生代的陆内(局部达陆间)裂谷性质,系统阐述了裂谷作用的地质特征,将陆内裂谷的演化划分为晚三叠世-早侏罗世火山地堑,中侏罗世-晚白垩世陆内拗陷、古新世-中始新始张裂-走滑、始新世-渐新世封闭造山等四个阶段。
(3)通过区域性地层接触关系,区域变形及古构造应力场特征,变形、变质及成矿定年,论证了昌都—思茅构造带属新生代陆内造山带;分析归纳了岩浆,变质热活动、构造变形、成矿特点;将新生代陆内造山作用分为三期四幕,即,早期(E<,1>-E<,2><’2>)、中期(E<,2><’3>-E3)和晚期(N-Q),中始新世、晚始新世间的Ⅰ幕,渐新世、中新世间的Ⅱ幕,中新世、上新世间的Ⅲ幕,上新世与更新世间的Ⅳ幕;指出Ⅰ幕最强烈,其次是Ⅱ幕运动;厘定了新生代造山带的“两(个巨型推覆构造扇夹—(陆间裂谷褶皱)带”几何学结构。
(4)根据主要边界断裂新生代运动学研究,初步研究青藏高原东缘的古构造应力场演变,指出,西南三江地区明显受印度板块、欧亚板块和太平洋构造体系三者共同作用所控制,多块体非对称作用,导致区域先存断裂的非经典活动,因而产生非经典区域应力场特征;早喜马拉雅期印度板块与欧亚(扬子)板块碰撞,导致强烈的褶皱推覆造山;中喜马拉雅期,南海扩张,扬子-华南板块北移及其与印度板块的相互作用,导致左行走滑碰撞造山;晚喜马拉雅期,南海扩张停止,印度板块与欧亚板块的挤压增强,青藏高原隆升,表壳物质向东、东南挤出,导致大规模的右行走滑运动。右行走滑拉分作用引起高原裂解,形成现代的高山深谷地形。
(5)提出在威尔逊旋回不同的阶段,均存在与纵向的区域主构造线(如洋脊走向,裂谷走向,造山褶皱带走向,大断裂走向等)直交或大角度相交的横向构造。这些横向构造在威尔逊旋回不同演化阶段有着不同的表现和称谓(如线性横向构造,大陆裂谷阶段称调节构造,大洋裂谷阶段称转换构造,板块收敛合阶段称撕裂构造等),总特点是:与纵向构造相比,处于次要或从属地位,给人以亚显性的印象;构成了岩石圈中一种特殊的薄弱带;随威尔逊旋回演化,递进发展;当后继撞击作用足够强时(如印-欧碰撞),可活化,贯通。指出,青藏高原东缘的横向构造的表现为:①横向褶皱;②撞击的新生横张破裂带以及侵入的横向岩体、岩脉带;③横向区域地球化学异常带;④遥感影像的横向线性构造密集带;⑤横向地震带;⑥重、磁异常横向成带特征;⑦地震层析、SKS波解析等图像中的横向构造:⑧纵向相间排列的盆地、山带的横向干涉叠加效应。 (6)在对不同时代岩浆岩岩石化学资料图解分析基础上,指出,青藏高原东缘三江地区的岩浆活动具有明显继承性,在判断形成环境时,必须结合其它地质判据;新生代的偏碱斑岩形成于三种构造环境:中轴纵张裂谷/热隆带(昌都—思茅构造带的囊谦-芒康-兰坪-景谷-勐腊纵张裂谷带,德格—中甸构造带的乡城—格咱中轴纵张热隆带),横向张裂带(腾冲—鹤庆—盐源、宾川—大姚横向张裂带),走滑断裂带(哀牢山—红河带)。
(7)通过成矿时代的HAESRDQ等测年证实,西南“三江”地区所谓“层控沉积-改造型”和“沉积成矿型”W、Be、Cu、Pb、Zn、Au、Hg矿床,均是喜马拉雅期地下热水交代、充填成因的后成矿床。指出地下热水成矿具有分布的广泛性、矿种的多元性、容矿岩石多样性、层控性和多层位性,后生定位性、矿质的多源性、与构造变形的不可分割性及成矿高峰期与褶皱造山运动紧密相随性等特征;西南“三江”地区喜马拉雅期成矿特点可归结为:“两个体系(新生矿床体系与叠加改造矿床体系)、多样成矿(地下热水成矿、斑岩成矿、花岗岩成矿及表生成矿)、构造定位、叠改富集、规模巨大”。
2地球动力学和运动学模型
根据野外地质考察和室内综合研究成果,结合区域大地电磁测深、地震测深、岩石圈重力模拟、空间大地测量、地震层析、构造地质模拟实验成果,以及岩石圈结构及其运动学研究成果,认为,晚三叠世以来,昌都-思茅构造带一直受控于表壳岩石圈和深部地幔双动力学体系耦合作用,建立了昌都-思茅构造带及邻区T3—J2期类东太平洋-北美洲-大西洋型、J2—K2期类印度洋-东非型、K2—E1类东太平洋-北美洲型、E1-Q横断山型等四期地球动力学和运动学模型,前三期动力学制约了中生代-新生代的裂谷作用,第四期动力学则控制了青藏东缘横断山型陆内造山作用。
(1)T3—J2期东太平洋-北美洲-大西洋型
甘孜-理塘洋与东太平洋,怒江洋与太西洋,义敦弧裂谷系与墨西哥弧裂谷系,昌都-思茅陆内裂谷系等与北美西部盆岭裂谷系,分别相当。甘孜理塘洋壳向三江联合地体之下俯冲和怒江洋的洋底扩张,引发受先存结合带下洋壳残片限制的局部地幔环流,导致大陆岩石圈受先存薄弱带影响而发生拆离,并与残留大洋板片一起,在昌都-思茅带两侧发生有限俯冲。衍生的上侵幔流,导致义敦弧及弧间、弧后裂谷的形成和昌都-思茅带陆内裂谷作用的发生。昌都-思茅带两侧,因紧邻先存结合带而显相对薄弱性,故裂谷作用强于腹地。
(2)J2—K2期青藏II型
雅鲁藏布江洋扩张,怒江洋壳向冈底斯块体之下俯冲,导致,先存澜沧江、金沙江、甘孜-理塘结合带岩石圈,沿结合缝和上、下岩石圈之间薄弱层一定程度拆离,与先成洋壳残片一起,有限俯冲,产生由洋壳残片分隔、限制的局部地幔环流。衍生的上侵幔流,导致:北冈底斯-腾冲块体陆缘弧形成;左贡陆缘的岩浆活动;昌都-思茅陆内裂谷,大面积伸展拗陷,中轴一定程度上隆起并伴岩浆活动;乡城-格咱热隆带形成。 (3)K<2>—E<1>期青藏II型
印度洋强烈扩张,导致雅鲁藏布江洋壳的向欧亚大陆下俯沖,引发由先存怒江、澜沧江、金沙江、甘孜-理塘等先存结合带下残留板片分隔的局部环流,其衍生的上侵幔流,分别导致了南冈底斯-腾冲带的弧岩浆活动,左贡晚燕山-早喜玛拉亚岩浆带的形成,昌都-思茅裂谷盆地沿囊谦-芒康-兰坪-景谷-勐腊中央(火山)裂堑带的形成,以及乡城-格咱带的进一步活动。
(4)E〈1〉—Q青藏东缘横断山型
印度板块强烈撞击,阿萨姆突角北东向碰撞挤入,导致:大陆岩石圈拆离(包括大洋残板)俯冲,先存裂谷盆地中轴带,地幔被动上涌,表壳主动伸展,形成核杂岩、岩浆活动;先存焊合带和堑垒边界断裂带的活化、反转、逆推,表壳强烈颈缩;地块旋转,边界走滑;继承发展的横向线性构造带(薄弱带),地幔主动上涌,表壳被动伸展,形成核杂岩,岩浆活动;俯冲大陆岩石圈下层(包括大洋残板),或受阻反转(东倾时)或被推挤反转(西倾时);拆离的大陆岩石圈上、下层,发生上快下慢的差异运动。