西藏中南部地区地质构造特征及区域地质发展史研究
(中国地质调查局军民融合地质调查中心, 成都 610036)
摘要: 通过搜集、整理并深入分析西藏中南部地区主要活动构造带相关资料, 系统地概述了该地区的构造基本特征, 并据此进行了细致的构造单元划分。同时, 笔者深入探讨了各构造单元的建造特性和构造变形特点, 进一步明确了该地区的构造层次和变形相, 并建立了其构造变形序列。最后, 对该地区自侏罗纪以来的地质发展简史进行了系统全面的阐述。
DOI: 10.48014/cesr.20240601002
引用格式: 詹纯, 何涛, 杨虎, 等. 西藏中南部地区地质构造特征及区域地质发展史研究[J]. 中国地球科学评论, 2024, 3(3): 146-155.
文章类型: 研究性论文
收稿日期: 2024-06-01
接收日期: 2024-06-11
出版日期: 2024-09-28
0 引言
研究区地处西藏中南部,位于青藏高原腹地,历来受中外地质学家的关注,由于受自然地理限制,前人所作地质工作参差不齐。20世纪50年代至70年代,先后有中国科学院西藏工作队地质组、西藏地质局综合普查大队、中国科学院科学考察队、中国地质科学院高原研究所青藏高原考察队、中法喜马拉雅考察队、西藏地矿局第二地质大队、西藏地矿局区域地质调查大队在不同时期开展过不同比例尺的地质调查。例如:1∶100万路线地质找煤、1∶10万地热普查、1∶2.5万地质填图、1∶10万地质路线踏勘、达孜-普雄地质剖面等。20世纪70年代末至90年代初期,西藏地质局综合普查大队和西藏地矿局区域地质调查大队分别在本区进行过1∶100万和1∶20万区域地质与区域矿产调查,系统地建立了研究区地层、岩石、构造格架。1984年西藏地质物探队在研究区进行过航磁异常地面踏勘;中国科学院高原综合科学考察队等单位对研究区做过地质调查和矿产普查工作。进入21世纪之后,西藏地矿局开展了《西藏自治区区域地质志》和《西藏自治区岩石地层》的编写,以及1∶50万西藏自治区数字地质图编制,对本区地质情况进行了系统的研究和总结,使本区地质研究程度上了一个新的台阶。
但总体而言,研究区内前人开展了较多的基础和水工环钻探工作,但同时仍存在对于本区地层的划分方案混乱、地质构造研究不系统等问题。本文基于“1∶5万拜木邓幅、加热幅、拉萨市幅、新仓幅4幅区域地质调查”项目,进行系统的面上基础调查。研究区所处的冈底斯-念青唐古拉板片南缘,研究程度较高,迄今一些专家、学者所进行的区域性和专题性著述很多。在此基础上,本文运用板块构造理论结合本次工作成果,来对研究区构造及地质演化史进行一些初步论述。
1 概述
地质构造特征是以各种形式记录在一个地区所出露的不同地质体之中,这些记录是漫长地质历史时期内各种地质事件有机结合的结果。对于构造的研究,就是要通过对区内发育的不同尺度、样式和世代的各级各类构造进行构造层次、演化序列、叠加置换及运动学、动力学分析,建立起符合研究区客观实际的构造模式,用来重塑、再现其地质演化历程。
1.1 大地构造位置
研究区大地构造位置位于冈底斯-念青唐古拉(以下简称冈-念)板片南缘的冈底斯陆缘火山-岩浆弧的中东段,其夹持于雅鲁藏布江结合带和班公错-怒江缝合带之间[1](图1)。目前国内外地学界对冈-念板片的构造性质已基本上取得了共识,它的陆壳基底与陆表建造具有和喜马拉雅板片相似的组构特征,应为早期冈瓦纳大陆北缘前陆的一部分。在中生代其从冈瓦纳古大陆的北缘裂离出来,并向北漂移,成为漂浮在新特提斯洋上挟持于南、北古陆之间的微陆块。随着冈-念板片北侧洋盆的不断俯冲、消减和南侧洋盆的持续扩张,侏罗纪时冈-念板片最终与欧亚板片拼合,并转换为欧亚大陆南缘的活动边缘,伴随着板片构造性质的转变,中生代以来在其南缘逐渐演化成以冈底斯陆缘火山-岩浆弧为主体的构造格局。
图1 测区大地构造位置图
Fig.1 Geotectonic location map of the survey area
1.2 研究区构造基本特征
研究区内见有不同时期、不同方向、不同性质及不同层次的各类构造形迹,它们生成于不同时期的收缩与伸展环境体制之中,主要类型有断裂、褶皱、劈理、线理、节理等。展布方向主要为近东西向,次为北东、北西向及南北向,其成生、改造、继承、迭加、叠换等构造作用与新特提斯俯冲、消减、闭合及喜马拉雅造山带的形成、演化息息相关,它们在空间上的有序组合,构成了研究区内较为明显的三种构造群落组合方式,并分别对应于三种构造层次(表部、浅部、中部构造层次),是研究区构造变形相划分的基本依据。
1.3 研究区构造单元划分
根据研究区区调工作的新发现和新认识,运用板块构造理论和构造层次概念,结合研究区造山带地区盆山耦合特点及沉积特征,将联测图幅构造单元划分为一个Ⅰ级构造单元,即冈底斯-念青唐古拉板片,一个Ⅱ级构造单元[2],即冈底斯陆缘火山-岩浆弧,四个Ⅲ级构造单元,即渐新世(E3)隆贡格山间盆地、中侏罗世-早白垩世(J2-K1)加木-索冬拉弧间盆地、结蒲林-夏拉火山岩浆弧、白定-德隆唐火山岛弧(表1)。
表1 研究区构造单元划分简表
Table 1 Summary of tectonic unit division in the study area
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
冈底斯-念青唐古拉板片 |
冈底斯火山-岩浆弧 |
渐新世(E3)隆贡格山间谷盆 Ⅲ1 |
中侏罗世—早白垩世(J2-K1)加木—索冬拉弧间盆地 Ⅲ2 |
||
晚白垩世—中新世结浦林—夏拉火山岩浆弧 Ⅲ3 |
||
早中侏罗世(J1-2)白定—德隆唐火山岛弧 Ⅲ4 |
2 构造单元建造特征
研究区主体位于结蒲林-夏拉火山岩浆弧,该构造单元为调查区的主体组成部分,分布范围从东到西横亘全区,是活动大陆边缘建造系列的代表,单元内不同建造信息和生成环境,各自具有不同特色的建造特征。
2.1 晚白垩世-中新世结浦林-夏拉火山岩浆弧[3]
(1)古新世岛弧期幔源Ⅰ型花岗岩组合
研究区该类侵入岩为嘎冲岩体(E1δο),分布较局限,主要出露于研究区北部的隆沙拉一带,岩石类型主要有中粒石英闪长岩,从岩石化学分析结果看各类矿物组分的含量指标,都处于典型的岛弧型岩浆岩范围之内,从CIPW标准矿物组合、分异指数、固结指数、碱度率及A/CNK值等相关指标判断其为偏铝质岩石,指示岩浆主体来源应为部分熔融的幔源物质。地球化学特征,岩石内轻稀土富集,轻重稀土分馏明显,Eu呈现低谷负异常、Eu亏损、大离子亲石元素Rb、Th、Ba等元素富集,高场强元素Nb、Ta、Ti亏损。这些特点也与典型岛弧岩浆特征相近[4],此外两者具相似的稀土配分模式和微量元素蛛网图曲线,指示了它们之间具同源岩浆分异特点。上述各类方法判析均明确指示了其为岛弧构造环境,物质来源与俯冲、下插的洋壳关系密切,为俯冲型花岗岩。
(2)始新世-中新世碰撞-后碰撞期壳、幔源Ⅰ-A型花岗岩组合
属于陆缘弧阶段岩浆活动的产物,是结蒲林-夏朱火山岩浆弧的主体组成部分,形成于大陆边缘岩浆活动最为发育的时期,研究区内共划分有4个不同岩石类型及时代的岩体,分布范围遍布全区,尤其在研究区最为发育。不同岩体的岩石化学特征,在花岗岩A-F-M图解上以及里特曼指数等均反映岩石属于钙碱性系列,通过分异指数DI、固结指数SI、碱度率AR及A/CNK对岩浆的物源进行判析,表现出较为复杂的特征,认为多数是幔源端元与壳源端元以不同比例、不同程度混合的产物,具体来源为:达布岩体(E2δο)与结浦林岩体(E2ηγ)属偏铝质-准铝质花岗岩,指示岩浆来源可能为幔源-壳幔混合源的源区属性[4];孔洞郎岩体(E2πηγ)、卡布下爬岩体(E3γk)及中新世坚当果岩体(N1ξγ)、属准铝质花岗岩,指示岩浆来源可能为壳幔混合源[4];中新世雪古拉岩体(N1πγ)为过铝质岩石,反映了其壳源源区属性,在地球化学特征方面,各类岩体中轻稀土分馏较明显,属轻稀土富集型,反映岩石为低度部分熔融或分异作用较弱的岩浆产物[4],Eu具轻微负异常,部分呈观正异常,大离子亲石元素Rb、Th富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损,显示低谷负异常[4],而此时研究区已进入了陆-陆碰撞阶段,洋壳的俯冲作用已经消失,上述特征反映了岩浆源区存在角闪石、金红石难熔残余[5],从而影响了利用稀土、微量元素对构造环境的判别。综合上述岩石化学及地球化学特征结合成因类型判别图分析,始新世孔洞郎岩体(E2πηγ)、结浦林岩体(E2ηγ)主要以Ⅰ型花岗岩为主,中新世坚当果岩体(N1ξγ)为A型花岗岩,其余不同时期的各个岩体均为Ⅰ型花岗岩,A型花岗岩的出现,暗示俯冲阶段的结束,故而始新世-中新世花岗岩形成于碰撞-碰撞后构造环境。
2.2 陆缘弧-后碰撞期钙碱性火山岩组合
主要分布于研究区东北部夏纳囊、吉囊、朗巴普一带。与下伏林布宗组(J3K1l)、楚木龙组(K1)呈角度不整合接触。主要岩性组合下部为:以浅灰绿色、深灰色安山岩为主夹安山质晶屑、岩屑凝灰岩,底部见有复成分砾岩;中上部为灰绿色安山质火山角砾岩,浅灰色安山质晶屑、岩屑凝灰岩,安山岩、安山质角砾熔岩[6]及一些流纹岩和流纹质、英安质角砾凝灰岩等。由岩性变化分析,火山活动具有从中性向中酸性再向酸性演化的趋势,同时各类火山岩中韵律层也较发育,单个韵律反映了火山活动由早期的爆发到晚期以喷溢为主的发展过程,经岩石化学及地球化学综合分析,该套火山岩属钙碱性系列岩、火山岩浆来源较复杂,兼具幔源与壳幔混合源特点,形成于陆缘弧-后碰撞环境,反映了陆缘山弧建造特征。
2.3 中侏罗世-早白垩世(J2-K1)加木-索冬拉弧间盆地
(1)分布与建造特征
指广泛分布于研究区加木、东嘎、岳王山、尖木头、次角林、德阳、普雄、索冬拉等地的一套中生代中晚期沉积地层,共包括有却桑温泉组(J2q)、多底沟组(J3d)、林布宗组(J3K1l)、楚木龙组(K1)及塔克那组(K1t)[7]。
却桑温泉组地层位于盆地最底部,在研究区内出露极为局限,仅在东嘎、岳王山、布达拉宫等处有零星出露,从东嘎仲莎剖面上看其与上覆多底沟组为连续沉积,研究区内未见与下伏叶巴岩组地层直接接触,从区域资料可知两者之间为角度不整合关系,向上一直到塔克那组为一套连续的滨、浅海碎屑岩,碳酸盐岩沉积组合[8],其建造类型主要有:浅海-滨岸碎屑岩建造;台坪相石灰岩建造;滨岸、沼泽砂泥质岩建造等,总体反映为盆地边缘浅水沉积环境。
该套连续的沉积组合可分为两个沉积旋回。第一旋回从中侏罗统世(J2)开始到晚侏罗早白垩世结束,包括却桑温泉组、多底沟组、林布宗组。岩层中见对称波痕、砂纹层理、水平层理及槽状交错层理等。第二旋回由楚木龙组与塔克那组构成,时代为早白垩世(K1),发育有交错层理、水平层理,两个旋回的岩石组合特征均显示了海水由浅到深,再由深到浅;沉积类型由退积到进积的变化特征。代表了两次明显的海进-海退历程。其中第一次海退未使岩层暴露水面,而第二次海退则宣告了区域内海相沉积的结束-盆地消亡。
(2)变形特征
盆地内沉积地质体与周边不同构造单元地体之间,是以不同性质、不同层次的构造界面相接触。与作为盆地基底的早中侏罗世(J1-2)白定-德隆唐火山岛弧(叶巴岛弧)之间,早期为角度不整合接触,后期褶皱造山过程中,盖层沿此界面滑脱,演变为断层接触(F28:普雄-羌堆断裂);与晚白垩世-中新世(K2-N1)间广泛的岩浆活动形成的结浦林-夏拉火山陆缘岩浆弧之间为侵入接触关系,与古新世(E1)典中组火山岩之内的岩体主要为角度不整合接触,伴随后期造山隆起局部转换为断层接触;与渐新世(E3)发育的隆贡格山间谷盆及现今正在接受沉积的第四纪走滑拉分盆地之间均为角度不整合接触关系。在沉积地质体内部,同样由于陆内造山作用的影响,挤压收缩、褶皱隆升、剪切叠覆而发育了一系列具有浅部构造层次特征的各级、各类构造形迹,主要为褶皱构造、断裂构造等[9]。
3 构造变形特征
3.1 褶皱构造
在盆地沉积地质体内发育的褶皱构造为一系列单式、复式背斜、向斜构造,其组合型式界于阿尔卑斯式褶皱与侏罗山式褶皱之间。在平面上排列形式表现为平行线列式。对于单个的褶曲特征要素综合表现为直立、对称状(轴面倾角80°—90°),平缓-中等倾伏(倾伏角3°—35°),开阔-紧闭褶皱(开阔褶皱;翼间角48°—98°,紧闭褶皱18°—26°)。类型主要为:直立平缓倾伏开阔褶皱;少见有直立平缓倾伏紧闭褶皱(f43);直立中等倾伏开阔褶皱(f13)及直立中等倾伏紧闭褶皱(f18、f15)。褶皱构造长宽比一般较大,轴面多数近直立,部分向南、向北陆倾。轴面劈理较为发育,枢纽多为波形,并随着两翼产状不断变化而呈波状弯曲,轴迹基本为近东西向,NWW向,其中f13、f42为NW向、f10为NE向,推测为后期岩体侵位、局部应力状态发生改变所致。上述特征说明了在同样的构造作用环境下,同处一个盆地内具一套相近的岩石组合的沉积地层,在区域应力作用状态下,其变形、褶皱的样式在一定范围内具有许多相似的特征:同处在一定的构造层次中,在空间展布上相互关联,发育程度基本相同,并具有相近的几何形态、力学性质和共同的成因等。
3.2 断裂构造
断裂构造是构造单元内主要的构造表现形式之一,发育较为广泛,以近东西向断裂为主[10],次为北西向,北东向断裂,后期发育的南北向断裂在单元内也见有出露。它们大多数为逆冲断层性质,部分多期活动特征明显,产状多样,断面波状起伏,倾角较陡。在周边始新世后发育的各类侵入体中未见延入。表明这些断裂构造主要生成于晚白垩世,并最为活跃,其后的活动则甚为局限。
4 构造层次
构造层次指同一次构造变形中,自表层至深层,随温、压条件的改变,不同深度各带的变形各具特点和规律,这些特点和规律即为构造层次划分的依据。它们包括有:主导变形机制和构造变形群落;变质作用类型及变质相;原生构造的置换程度及代表性构造形迹等等。如在特征构造变形群落的分布方面,白定-德隆唐火山岛弧内发育糜棱岩带、流劈理,同斜倒转褶皱等构造样式,这种群落特征应为较深构造层次的产物,而在结浦林-夏拉火山山弧岩浆弧内发育的脆性剪切走滑断裂系统则是表部构造层次的代表。同样在变质作用类型变质相以及构造置换方面,对于几个构造单元亦各不相同;结浦林-夏拉火山岩浆弧内几乎未发生变质作用,也无构造置换现象;加木-索冬拉弧间盆地沉积地质体为弱变质,略有构造置换,这样在变质系列上可划为不变质-弱变质二个层次;在构造置换程度方面也逐渐加强。通过上述分析可以清楚地将本研究区内的不同构造单元分别划入表、浅二个具有不同深度变形变质特点的构造层次中。而在整个研究区中则表现为表、浅、中三个具有不同深度变形变质特点的构造层次,见表2。
5 变形相
变形相的提出其基本涵义在于探索构造变形的条件和变形环境,变形条件主要指动力学方面(挤压、伸展)。变形环境则指温压控制下的脆性或韧性状态,对于这两者的研究是从岩石的变形构造方面入手的,即不同的变形相有不同的构造组合样式,据此依据褶皱形态、断裂性质、变形面理、线理类型、劈理类型、构造置换、变形机制等对研究区构造变形相进行划分,见表3。
表2 研究区构造层次划分表
Table 2 Classification of tectonic levels in the study area
构造层次 |
构造单元 |
主要构造变形群落 |
代表性构造 |
变质作用 |
构造置换 |
表部构造层次 |
结浦林—夏拉火山岩浆弧,隆贡格山间盆地 |
脆性剪切走滑构造群落 |
SN向正断层系 |
不变质 弱变质 |
无 |
浅部构造层次 |
加木—索冬拉弧间盆地 |
弯滑等厚褶皱构造群落 |
近东西向直立平缓倾伏开阔褶皱 |
弱变质 |
原生构造基本保留 |
中部构造层次 |
白定—德隆唐火山弧 |
固态流变变形群落 |
糜棱岩带、流劈理 |
浅变质 低绿片岩相 |
原生构造基本被置换,局部有所保留 |
表3 研究区变形相划分表
Table 3 Classification of deformation facies in the study area
单元特征类型
|
隆贡格山间谷盆 结浦林-夏拉火山岩浆弧 |
加木-索冬拉弧间盆地 |
褶皱类型 |
单斜,偶见平缓褶皱 |
斜歪褶皱、等厚褶皱、紧闭褶皱,局部倒转,复式褶皱 |
断裂性质 |
脆性断裂 |
脆性、脆-韧性断裂,逆冲断裂 |
面理 |
层理(S0) |
层理(S0)、板理(S1)(S1∥S0) |
线理 |
擦痕 |
擦痕、交面线理 |
劈理 |
脆性节理 |
板劈理、轴面劈理 |
构造置换 |
|
S1局部不规则置换S0 |
显微组构 |
角砾岩、碎裂岩,原岩组构基本保留 |
碎裂岩、碎粒岩、原岩组构基本保留,新生矿物绢云母、绿泥石 |
生成机制 |
局部牵引、滑脱 |
弯滑-压扁 |
变形相 |
脆性拉张 |
脆、韧性挤压 |
6 构造变形-变质序列
构造变形序列反映了一个地区的构造变形史,是一个相对的年代顺序,其建立的基本方法是要综合分析关于研究区构造的所有地质信息,总结出不同群落构造与不同世代构造内部在时间和空间分布上的内在联系和演化历程,建立符合研究区实际的构造变形序列。通过对本节前文所述的综合整理,将整个研究区自中生代至今的构造变形序列划分为两个变形阶段,三个变形旋回,六个变形世代,见表4。
表4 研究区构造变形序列表
Table 4 Sequence of tectonic deformations in the study area
变形序列 |
构造体制 |
代表性构造形迹 |
构造样式 |
构造线 方向 |
运动方向 |
变形机制 |
岩浆事件 |
变质 事件 |
备注 |
|||
阶段 |
旋回 |
世代 |
时期 |
|||||||||
陆内造山阶段 |
喜山中晚期 |
D6 |
Q |
伸展-走滑 |
近SN向走滑断层 |
第四系 谷盆 |
SN |
SN |
脆性剪切 |
|
|
超碰撞 |
D5 |
N2 |
收缩伸展 |
共轭走滑断裂系, 高角度正断层 |
地堑、地垒 |
NW NE SN |
NW NE 垂直 |
脆-韧性 剪切 |
|
退变质 |
|||
D4 |
N1- E3 |
伸展-走滑 |
固态流变构造群落, 韧性断裂带 |
面理置换、 糜棱岩带 |
EW SN |
SN |
韧性剪切 (正断型) |
各类斑岩体 被动侵位 |
热接触 变质 |
地壳缩短 |
||
新特提斯俯冲闭合阶段 |
喜山早期-燕山晚期 |
D3 |
E2- K2 |
收缩挤压 |
直立等厚开阔褶皱, EW向冲断层 |
平行线列 状褶皱 组合 |
EW |
SN |
脆性剪切 |
Ⅰ型、A型 花岗岩被 动侵位 |
区域动力 热流变质 |
洋盆闭合 |
燕山中晚期 |
D2 |
K1- J2 |
伸展 |
盆地沉积地层中的 中基性岩脉 |
弧间盆地 |
E-W |
SN |
板内扩张 |
中基性脉 岩侵位 |
|
洋壳俯 冲消减 |
|
D1 |
J2 |
伸展隆升 |
均为后期 构造所置换 |
陆缘火 山岛弧 |
EW |
SN |
脆-韧性 剪切 |
|
区域动 力变质 |
7 区域地质发展简史
冈底斯陆缘火山-岩浆弧的生成发展过程是区内地质发展史的主线。研究区内形成时代最老的早中侏罗世白定-德隆唐火山岛弧(叶巴岛弧),即为其早期活动的地质记录,并由此开始了其漫长的发展、改造历程。依据不同时期地质作用的主导方式及相应生成的次级构造单元特征,将研究区划分为两个地质发展阶段及五个时期,见表5。
表5 研究区区域地质事件表
Table 5 Regional geological events in the study area
事件 序号 |
填图 单元 |
地壳演化 |
沉积事件 |
岩浆事件 |
变形事件 |
变质事件 |
同位素年龄Ma |
|
阶段 |
时期 |
|||||||
10 |
Qh |
陆内造山 |
快速隆升 |
河湖沉积 |
|
断陷盆地 |
|
|
9 |
Qp3 |
冰碛 |
19.0±1.6Ka. 4.4±0.4Ka、TL |
|||||
8 |
N2 |
|
|
共轭走滑 断裂系 |
退变质 |
|
||
7 |
N1 |
陆缘岩 浆弧 |
|
N1γδπ N1γπ |
面理置换 糜棱岩带 |
热接触变质 |
12.2、13.6 K-Ar |
|
6 |
E3 |
河湖沉积 |
|
28.4 K-Ar |
||||
5 |
E2 |
|
Ⅰ型、A型 花岗岩 被动侵位 |
弧间盆地 沉积褶皱隆升 |
区域动力 热流变质 |
31.8、39.6、42.5、53.8 K-Ar |
||
4 |
E1d |
新特提 斯闭合 |
SN向收缩 |
陆相火山岩 |
59.4、50±4、U-Pb |
|||
3 |
K2 |
地表暴露
海泛期
沉积间断
海相火山 岩沉积 |
68.1 K-Ar |
|||||
2 |
K1t K1 K1 J3K1l2 J3K1l1 J3d2 J3d1 J2q |
弧间盆地 |
中基性脉岩侵位 |
区域性面理(S1) |
|
|
||
1 |
J1-2y3 J1-2y2 J1-2y1 |
火山岛弧 |
岛弧型火山活动 |
|
区域动力变质 |
|
7.1 新特提斯俯冲闭合阶段
作为火山弧发育载体的冈-念板片,早期离散于特提斯洋中,并向北漂移,约在三叠纪期间,随着中特提斯的消亡,并合于欧亚大陆、成为其南缘的被动陆缘,此时,冈-念板片南侧的新特提斯洋还处于拉张裂谷阶段,洋壳不甚发育,属于过渡性地壳性质,故而其也相对较为稳定。
(1)陆缘火山岛弧形成时期
进入早中侏罗世后新特提斯洋壳开始向北俯冲,大洋发育进入消亡阶段,冈-念板片南缘转化为活动大陆边缘,有地质记录的首次俯冲作用,即为生成于早中侏罗世的叶巴组钙碱性岛弧火山岩,也就是白定-德隆唐火山岛弧。该套火山岩系变形极为强烈,从研究区出露状况看,具喷发中心性质的含集块角砾岩呈孤立的近椭圆状展布,共见有两处其连线与区域构造线方向一致,推测火山活动具线状中心式喷发特点。
与此同时研究区周边构造环境为:冈-念板片北缘沿早期形成的班怒带扩张、打开,形成一套代表弧后盆地性质的沉积碎屑岩、碳酸盐岩建造。而在岛弧火山岩的南侧,洋壳持续扩张,其上沉积一套边缘海类复理石建造。
需要指出的是,叶巴岛弧出露的最西端在新仓幅的白定,空间上具有西侧收敛、向东撒开之特点。这一现象可能与古大陆边缘形态及俯冲作用方向的差异有关。从区域上看新特提斯洋闭合过程是从东向西逐步进行的,这能否说明俯冲作用也具有这么一个过程?且随着俯冲作用的间隙,而暂时结束了火山活动。造成了叶巴岛弧现有的展布格局。在下一次俯冲作用来临之时由于俯冲角太陡抑或作用方向有所差异,使得火山活动中心南移至今桑日一带,形成一套属活动大陆边缘类型的火山-沉积岩系。
(2)弧间盆地形成发展时期
叶巴岛弧晚期火山活动逐渐趋弱,表现在叶巴组三段岩层中正常沉积夹层逐渐增多,火山岩则以细碎屑岩为主,随着海相火山活动的停息,叶巴岛弧成为横亘于海、陆之间的水下火山岛链,接受却桑温泉组陆源碎屑岩沉积。在中侏罗世晚期至晚侏罗世早期,也就是叶巴岛弧形成以后,可能有一个总体隆升的运动过程,形成区域性节理构造[11]。局部暴露地表,因从邻区资料看,目前多倾向于认为却桑温泉组以角度不整合覆于叶巴组之上,并在局部发育有古风化壳,受后期构造作用现转化为断层接触。
晚侏罗世伴随着新特提斯洋壳的再次强烈俯冲,冈-念板片南缘新一轮火山活动随之活跃。于晚侏罗世晚期-早白垩世早期,在桑日一带形成并发育了一套钙碱性岛弧火山岩-桑日群。与此同时叶巴岛弧及周边广大地域,则由于火山活动中心的南移,而在慢源物质对流作用影响下,转换为伸展、拉张背景,并发生局域性持续沉降,弧间盆地进入了全盛发展时期,叶巴岛弧则与其西部的查曲浦组一道成为该盆地的基底。
由于俯冲作用持续稳定的进行,盆地也得以在相当长的时期内接受稳定、连续的沉积,该套沉积组合可分为两个沉积旋回,第一旋回包括却桑温泉组、多底沟组、林布宗组、第二旋回为楚木龙组、塔克那组。两个旋回的岩石组合特征均显示了海水由浅到深、再由深到浅,沉积类型由退积到进积的变化特征。
(3)南北向收缩时期
白垩纪中晚期,印度洋急速扩张,印度板块首先在东部与欧亚板块拼合,特提斯洋进入了碰撞闭合阶段,随陆壳的抬升,海水从研究区内全面退出,海相沉积史宣告结束。伴随新特提斯的消亡与板块的强烈碰撞,盆地沉积地质体在南北向挤压应力作用下褶皱隆升,地壳缩短、加厚,同时俯冲的洋壳部分熔融,深部开始有岛弧型深成中酸性岩体被动侵位-琼杰玛岩体,有资料表明,早期地壳运动以南北向大规模缩短运动为主,在上新世以前高原面的高度不大于1000~1500m。由此可见其与现今的高原面相比相去甚远。
7.2 陆内造山阶段
(1)陆缘岩浆岛弧形成时期
古新世早期至始新世晚期,由于碰撞作用、活动大陆边缘岩浆活动异常强烈,在一些构造薄弱部位岩浆喷出地表,形成典中组火山岩,以角度不整合覆于老地层之上。在深部各类Ⅰ型、A型花岗岩体相继被动侵位,形成中酸性岩浆杂岩带,也就是结浦林-夏拉火山岩浆弧。它与前述各地质构造单元一起共同构成了冈底斯陆缘火山-岩浆弧。同时山链形成过程中,在伸展背景下产生剪切、走滑构造运动,并形成一系列断陷盆地,且接受陆相碎屑岩沉积-日贡拉组。与此同时在构造薄弱部位(区内指F2、F21、F29等断裂),伴随有各类斑岩体被动侵位,此次岩浆活动是区内一次重要的成矿作用。形成达布-跃进-拉抗俄铜多金属成矿带,带内见有多处斑岩型铜多金属矿床。
(2)快速隆升时期
上新世末以来,西瓦里克一带形成陆内俯冲带,超碰撞作用导致地壳运动形式发生改变,以快速隆升运动为主。使得高原在近3Ma以来急剧上升了4000m,形成各种板内变形构造-一系列走滑、逆冲断裂带、南北向张扭性断层等。这些构造作用与其间的几次冰期地质作用一起造就了高原独特壮美的自然地貌景观。
8 结论
(1)本文基于对前人资料综合分析及面上的调查的基础上,系统总结工作区地质构造基本特征,并根据区调工作调查成果将区内划分为多个构造单元,并梳理了各构造单元的建造特征。
(2)通过野外调查研究工作,厘清了研究区内的主要构造表现形式为褶皱构造和断裂构造,同时查明了其发育程度及空间展布特征,并将整个研究区划分为表、浅、中三个具有不同深度变形变质特点的构造层。
(3)基于区域地质调查成果及综合分析,对研究区构造变形相进行了划分;并将整个研究区自中生代至今的构造变形序列划分为两个变形阶段,三个变形旋回,六个变形世代;同时根据不同时期地质作用的主导方式及相应生成的次级构造单元特征,将研究区划分为两个地质发展阶段及五个时期;最后对区域自侏罗纪以来的地质发展简史进行了系统论述。
利益冲突: 作者声明无利益冲突。
[⑤] *通讯作者 Corresponding author:何涛,2449940032@qq.com
收稿日期:2024-06-01; 录用日期:2024-06-11; 发表日期:2024-09-28
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Study on Geological Structure Characteristics and Regional Geological Development History in Central and Southern Xizang Autonomous Region
(China Geological Survey Military-Civilian Integration Geological Survey Center, Chengdu 610036, China)
Abstract: Based on the collection, sorting, and in-depth analysis of the relevant data from the major active tectonic belts in central and southern Xizang, the basic structural characteristics of the region are systematically summarized, and the structural units are classified in detail. At the same time, the constructional and deformation characteristics of each tectonic unit are deeply discussed, and the tectonic levels and deformation phases of this area are further defined, and the tectonic deformation sequence is established. Finally, a comprehensive and systematic exposition of the geological development history of this region since the Jurassic period is presented.
Keywords: Geological structure, regional geology, history of development
DOI: 10.48014/cesr.20240601002
Citation: ZHAN Chun, HE Tao, YANG Hu, et al. Study on geological structure characteristics and regional geological development history in central and southern Xizang Autonomous Region[J]. Chinese Earth Sciences Review, 2024, 3(3): 146-155.