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藏南亚东—谷露裂谷中—南段晚新生代正断层作用

哈广浩  
【摘要】:晚新生代以来,青藏高原内部最显著的活动构造是藏南近南北向的裂谷带,由于这些裂谷带的成因机制与青藏高原的隆升及调节印度与欧亚板块汇聚变形有着密切的联系,因此一直是青藏高原地球科学研究的关键问题之一。本文以亚东-谷露裂谷中南段为主要研究对象,部分涉及错那-沃卡裂谷中段,通过综合利用遥感解译、构造地质学、测量学与地质年代学等多种方法,结合前人资料,从亚东-谷露裂谷中南段几何学与运动学、年代学等方面入手,对近南北向裂谷的几何学特征,初始裂陷时代及演化过程,百万年、万年、十年尺度的活动速率进行了研究,初步探讨了其在调节高原内部变形中的作用与成因机制。通过遥感解译,初步厘定了藏南裂谷带主要由八条连续性较好的裂谷组成,各个裂谷是由多个地堑或半地堑衔接而成,集中分布在喜马拉雅弧中段附近,大致呈平行分布。裂谷间距具有西部小东部大的特点。遥感解译结合野外地质调查表明,亚东-谷露裂谷南段的由热龙、涅如和帕里-多庆错三个地堑呈右阶斜列组成,其中帕里-多庆错地堑东西两侧均发育正断层,现今活动性强的边界断裂位于地堑东缘,西缘边界断裂现今活动性已经微弱,是早期活动的行迹;而涅如和热龙地堑主边界断裂位于地堑东缘。裂谷中段尼木地堑群由7个规模较小而地堑组成。各个地堑内发育多期晚第四纪沉积物,并被后期强烈的正断层活动错断而形成典型的断层崖。晚新生代沉积地层与低温热年代学垂直剖面热历史模拟为限定近南北向裂谷初始裂陷时代提供了新的证据,结果显示裂谷带的初始裂陷时间应为10-16Ma,即中中新世,与前人结果一致,并存在上新世-第四纪期间的二次加速伸展过程。根据盆山高差及沉积物厚度,初步限定了亚东-谷露裂谷自形成以来百万年尺度的垂直滑动速率,总体介于0.2-0.4mm/yr之间,最大不超过0.5mm/yr。结合遥感解译、野外测量与晚第四纪年代学限定了亚东-谷露裂谷中南段四个地堑晚第四纪垂直滑动速率,介于0.6~2.0mm/yr之间。结合前人资料发现该裂谷百万年和万年尺度的垂直滑动速率表现出由两侧向中间减小的趋势,但万年尺度的减小趋势表现的更明显。对公开发布以及项目组已有GPS数据进行再分析,发现亚东-谷露裂谷伸展速率约6mm/yr,显著大于其地质估算的活动速率。以断层倾角换算获得亚东-谷露裂谷地质尺度的伸展速率平均约1-1.5mm/yr,那么整个藏南裂谷带反映的地质尺度的伸展速率可达8-15mm/yr,与GPS反映的现今青藏高原南部近东西向伸展速率基本一致,这表明晚第四纪以来近南北向裂谷带是藏南地区调节印度与欧亚板块汇聚变形的主要活动构造。结合几何学与运动学特征、断层活动性分析与裂谷发展演化过程,初步分析了藏南裂谷带的成因机制,认为裂谷带的初始裂陷可能为印度板块岩石圈俯冲至青藏高原下部,导致高原岩石圈结构改变,在强烈的挤压汇聚下发生伸展作用导致藏南上地壳发生破碎的结果。而裂谷的二次加速伸展则可能与俯冲的印度岩石圈前缘发生板片撕裂作用有关。


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