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西藏仓木错—多桑南北向地堑构造特征及成因机制探讨

王冠  
【摘要】: 青藏高原新生代以来发育的一系列近南北走向的地堑构造和断陷盆地是青藏高原最为典型的构造现象之一。这些近南北走向的地堑构造在整个青藏高原普遍存在,尤其是在冈底斯构造带内最为发育。这些地堑构造记录了青藏高原演化过程中的大量信息。因此,对冈底斯构造带中较为典型的近南北走向的地堑构造进行构造特征及动力学机制研究,对于研究整个青藏高原南北向构造的成因及青藏高原新生代晚期以来所处的构造环境有十分重要的理论意义。 本文选取冈底斯西部较为典型的仓木错—多桑南北向地堑作为研究对象,本着由宏观到微观,由地堑构造的平面展布到地堑主要横向剖面特征,由浅层次的变形特征到深部动力作用的研究思路。通过野外路线地质调查,遥感解译,构造地貌学分析,裂变径迹年代学等研究手段,同时收集地震地质、地球物理场资料,整理分析出南北向断裂的地质特征,并对其形成过程及动力学机制进行探讨。力求为冈底斯—拉萨地块新生代构造特征及演化提供进一步的资料。 研究区地处青藏高原腹地,在Ⅰ级大地构造单元上属冈底斯—念青唐古拉板片,次级大地构造单元属革吉-措勤复合弧后盆地。研究区内南北向地堑构造带大致位于东经:83°25′-83°45′,北纬:31°20′-32°14′。主要由仓木错—多桑地堑与隆格尔地垒组成,总体延伸方向为NE15°~20°左右,延长约127km,宽10~15km。根据其平面上构造线走向大致可分为北、中、南三段,呈“Z”字型折线展布,遥感影像特征明显。 仓木错—多桑地堑带主要由东西两侧边界断层和内部活动断层组成。断层多为陡倾的正断层,剖面上呈对倾阶梯状组合。断层岩多为构造角砾岩,靠近破碎带的岩层中可见近于垂直的张裂隙,反映出脆性变形的特征。 仓木错—多桑地堑带中控制的最老地层为中新统芒乡组。地堑带内部有的正断层明显切割了第四系全新统阶地沉积物,属于活动断层。从地堑盆地内沉积物横向变化特征看,该地堑带早期东侧边界断裂发育,后期西侧边界断裂发育。 根据多桑地堑西侧隆格尔断隆山花岗岩体磷灰石、锆石裂变径迹冷却路径所得隆升剥蚀速率与正常地温梯度为35℃/km相同时期内所得的平均隆升速率相对比,表明多桑地区两侧断隆山快速隆升及地堑盆地的快速沉降应在16.8Ma之后。 通过对多桑地堑带东西两侧正断层的第四纪地质、地貌剖面测量和大量的冰碛物采样测年(ESR法)研究得出晚更新世时期为其活动最为强烈的时期,其平均隆升速率达4.44mm/a。 通过对收集到的重力探测、爆炸地震探测及大地电测探测资料进行综合分析可知,本研究区在中下地壳范围内可能存在一低速高导层,并存在有幔源熔融体的混入。据布格重力异常反演所得莫霍面深度变化情况,推测本区地堑范围内深部很可能位于莫霍面的深槽内,其北部班公-怒江缝合带莫霍面被抬升约10km。并结合本区地堑两侧出露喜马拉雅晚期岩体及脉岩发育的事实,推断地堑正断层的形成很可能与深部动力的作用有关。 仓木错—多桑地堑带的形成机制可能由于前期受到南北向的挤压形成区域性的X共轭剪裂隙;后期由南向北挤入的地壳物质由于北侧和北西方向的阻挡很可能向东侧运移,伴随着深部的热作用,在地壳深部形成一个东西向的张应力场。该阶段的构造环境主要表现为东西向的伸展环境,在伸展的过程中使前期形成的X共轭剪裂隙追踪并部分贯通,最终形成现今的构造形态。


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