喜马拉雅东构造结周边地区主要断裂现今运动特征与数值模拟研究

本研究通过对东构造结及其周边地区主要断裂进行野外考察,通过GPS观测数据和地质、地球物理资料的综合分析,建立三维有限元模型;运用数值模拟方法对东构造结周边地区主要断裂现今运动特征进行模拟研究,取得一些初步的认识:(1)东构造结北侧和东侧地块总体上围绕构造结发生顺时针旋转,右旋走滑的东南边界断裂不是嘉黎断裂,可能是阿帕龙断裂;(2)野外考察资料、GPS观测及数值模拟结果研究表明,嘉黎断裂不是整体右旋走滑断层,西北段和东构造结顶端附近为右旋挤压性质,东南段运动性质发生了转变,由右旋走滑运动转变为左旋走滑运动;(3)数值模拟结果表明,嘉黎断裂与实皆断裂可能是不相连的,至少不是简单连通的,阿帕龙断裂与实皆断裂可能是相连的;(4)东构造结目前依然起着一定的作用,它与阿萨姆角共同影响着现今区域构造变形,许多断裂活动转换和重要构造事件都发生在它们之间或很近的区域.     

藏南东部麻玛沟地区早古生代与中新世岩浆作用及其意义

喜马拉雅造山带东部错那县麻玛沟地区发育多种类型的花岗片麻岩和淡色花岗岩。锆石SHRIMP U-Pb地质年代学研究结果表明：花岗片麻岩(MM15)原岩结晶年龄为500.7±4.5Ma,含石榴子石淡色花岗岩中携带的继承性核部锆石年龄为498.6±3.4Ma,表明该地区经历了早古生代的岩浆作用事件。淡色花岗岩的结晶年龄区间为15.7~25.1Ma之间,为白云母脱水熔融的产物,可能是晚元古代-早古生代花岗质岩石发生低程度部分熔融的结果。锆石形态学表明该区的花岗片麻岩和淡色花岗岩均为过铝质花岗岩,并相对富集Cs、Rb、U、Pb,亏损Zr、Hf和低Nb/Ta比值,属于造山型花岗岩,支持该区域古生代岩浆作用事件与俯冲-碰撞造山作用相关,不是被动大陆边缘构造背景。结合前人数据推断：(1)从晚元古代末期开始,原特提斯洋向印度大陆的初始俯冲为自东向西的俯冲扩展模式;和(2)喜马拉雅造山带中新世淡色花岗岩为白云母脱水熔融和水致白云母熔融共同作用的结果,岩浆活动至少存在五个相。

     

北喜马拉雅变质作用和花岗岩研究及其与高喜马拉雅结晶岩系的对比

沿北喜马拉雅(拉轨岗日山脉)分布一条变质-花岗岩带,其变质级别沿垂直于走向方向呈高低起伏变化,而不是单调递增或递减。花岗岩与围岩以和谐过渡为主,岩体不同部位的矿物、岩石成分均有相当程度的变化,熔融程度较低;而高喜马拉雅花岗岩是低共熔的结果。北喜马拉雅变质-花岗岩带与高喜马拉雅结晶岩相比,从变质作用到岩浆活动均有很大的相似性。本文认为,二者形成的构造环境相似,但时间上又有一定的差异。     

喜马拉雅琼嘉岗超大型伟晶岩型锂矿的发现及意义

近年来,喜马拉雅新生代淡色花岗岩的"高度分离结晶、异地深成侵入"成因,及其具有良好的稀有金属成矿潜力而倍受关注。已有野外调查和资源勘查工作表明该花岗岩带可能成为我国稀有金属重要的战略储备基地。目前带内金属组合以铍-铌-钽（锡-钨）组合为主（如错那洞大型锡-钨-铍矿床）,但尚未发现工业锂矿体的产出。本次工作在高喜马拉雅琼嘉岗地区发现了超大型伟晶岩型锂矿,并初步揭示该伟晶岩型锂矿的基本地质特征。琼嘉岗伟晶岩属于过铝质LCT型伟晶岩,稀有金属（REL）类REL-Li亚类钠长石-锂辉石型。含矿伟晶岩呈串珠状、囊状体产出在前寒武系肉切村群大理岩中,伟晶岩具有一定分带,目前主要包括细粒钠长石带、文象结构带、分层细晶岩带和块体微斜长石+锂辉石带,赋矿主体结构带为后两者。矿石矿物主要为锂辉石、铌铁矿-铌锰矿,以及少量锡石和绿柱石。59件样品中44件Li2O含量在工业品位（0.80%）之上,平均1.30%。4条伟晶岩脉群资源量估算表明琼嘉岗锂资源可达超大型规模,琼嘉岗是喜马拉雅首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿,其发现证实我国高喜马拉雅地区具有找寻大型-超大型花岗伟晶岩型锂（铍）矿的潜力。     

藏南错那地区空布岗中新世淡色花岗岩的成因机制

空布岗位于特提斯喜马拉雅带东部、桑日-错那裂谷系内,发育二云母花岗岩、白云母淡色花岗岩、含石榴子石淡色花岗岩以及混合岩淡色体。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,空布岗白云母淡色花岗岩结晶年龄为16.9±0.1Ma。全岩元素地球化学分析表明：二云母花岗岩为过铝质富钠花岗岩,具有较高的Sr（107×10^-6~141×10^-6）和Ba（230×10^-6~311×10^-6）,较低的Rb（108×10^-6~221×10^-6）和Rb/Sr比值（0.78~2.07）,Ba与Rb/Sr比值没有相关性,指示其为白云母含水部分熔融作用的产物。白云母淡色花岗岩为过铝质富钾花岗岩,具有较高的Rb（>270×10^-6）和Rb/Sr比值（5.2~9.5）,但是其Sr（< 58.5×10^-6）和Ba（< 167×10^-6）含量较低,Ba与Rb/Sr比值呈现明显的负相关关系,表明它是白云母脱水部分熔融作用的产物。含石榴子石淡色花岗岩具有显著的Ba、Th、Nb、Ta、P、Sr、Eu、Zr、Ti负异常和高度相关的微量元素变化,是花岗质熔体经历斜长石、锆石、云母等分离结晶作用的产物。混合岩淡色体具有较高的SiO₂、K₂O、TiO₂、Ba、Nb、Ta、Zr、Hf,部分样品富集轻稀土或重稀土,存在显著的正Eu异常,指示了淡色体形成过程中捕获了源岩中的锆石、独居石、石榴子石等副矿物以及转熔钾长石。结合错那地区已发表的数据,可以推断：空布岗中新世花岗岩与桑日-错那裂谷的开启相关,低喜马拉雅岩系变质脱水产生流体,流体通过裂谷系上升促使了高喜马拉雅结晶岩系发生白云母含水熔融,桑日-错那裂谷的开启时间应该不晚于22.5Ma。

     

喜马拉雅东构造结——南迦巴瓦构造及组构运动学

喜马拉雅东端-南迦巴瓦构造结的构造格架总体呈现由叠置构造岩片构成的复式背形构造.自NW到SE由比鲁构造岩片、直白构造岩片、南派乡构造岩片和多雄拉变质穹隆组成,它们之间的界限分别是直白-丹娘-南伊沟韧性拆离断裂、直白-丹娘韧性逆冲断裂和多雄拉韧性逆冲断裂.由高压麻粒岩相组成的直白构造岩片被直白-丹娘-南伊沟韧性拆离断裂和直白-丹娘韧性逆冲断裂所夹持,为挤出构造岩片.根据印度斯-雅鲁藏布江大拐弯缝合带西侧和北侧的变形特征及石英组构运动学的EBSD测量结果,表明大拐弯缝合带存在各段的差异,并具有逐渐演化的特征.大拐弯缝合带的北端为拉月-迫隆乡韧性逆冲剪切带;西段为鲁朗-拉月左行走滑剪切带,西南段为嘎马-米林左行伸展转换剪切带,指示南迦巴瓦变质体相对拉萨地体的运动转为水平走滑运动.根据大拐弯缝合带东侧右行走滑和西侧左行走滑特征,推测在印度-亚洲碰撞之后,南迦巴瓦变质体受制于这两条走滑断裂,而相对喜马拉雅地体向北推移,并深深插入拉萨地体之下,形成东构造结.由于南迦巴瓦变质体的强烈上隆,其上部原存的特提斯喜马拉雅的古生代-中生代盖层沉积被俯冲和被剥蚀贻尽.南迦巴瓦变质体中直白组高压麻粒岩相中石榴石辉石岩形成的温压条件(T=800～900℃,P=2.6～2.8GPa)表明,岩石经历了相当于80km～100km深度的峰期榴辉岩变质作用的条件,印度板片深俯冲于拉萨地体之下又折返挤出到由派乡组和多雄拉组角闪岩相(混合岩化)组成的南迦巴瓦变质基底之中.     

喜马拉雅造山带东构造结南迦巴瓦岩群地质年代学和前寒武纪构造演化

位于喜马拉雅造山带东构造结,印度-雅鲁藏布江缝合带以南的南迦巴瓦岩群经历了高压变质作用和强烈的部分熔融与混合岩化作用.本文选择广泛分布的长英质片麻岩进行了岩石学和年代学研究.除个别岩石保存了由石榴石 蓝晶石 三元长石 石英组成的高压泥质麻粒岩相变质矿物组合以外,大多数片麻岩具有角闪岩相变质矿物组合,它们的原岩包括闪长岩和花岗闪长岩,并具有岩浆弧花岗岩的化学成分特征.片麻岩中的锆石普遍具有核-边结构.SARIMP和LA-ICP-MS原位分析表明,锆石的边缘给出了古生代至新生代的多期变质和岩浆事件年龄(500～10Ma),而锆石的核部给出了前寒武纪年龄,但主要集中在～2500Ma,～1800Ma,～1600Ma和～1000Ma.所分析的锆石区域具有明显的岩浆结晶环带和高的Th/U比值,表明它们所指示的是多期岩浆活动事件年代.这些年代峰值与整个高喜马拉雅结晶杂岩及印度陆块所获得的前寒武纪构造热事件年龄及分布特征基本上可以对比.因此,我们认为南迦巴瓦岩群及高喜马拉雅结晶杂岩的原岩是由新太古代至新元古代形成的多期岩浆岩组成,并作为印度陆块的一部分经历了Columbia、Rodinia和Gondwana超大陆的形成与裂解过程,以及喜马拉雅期的区域变质与岩浆作用再造.     

大陆碰撞造山带的流体成分与演化:东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群高压麻粒岩的流体包裹体研究

位于喜马拉雅东构造结的南迦巴瓦岩群经历了高压麻粒岩相、中压麻粒岩相和角闪岩相三期变质作用.在高压麻粒岩中含有复杂的流体包裹体类型,按照捕获先后顺序有:H2O-CO2±CH4包裹体(Ⅰ型);CO2±CH4±N2包裹体(Ⅱ型);高盐度多相包裹体(Ш型);中.低盐度H2O包裹体(Ⅳ型)和极低密度气体包裹体或"空"包裹体(Ⅴ型).在基性麻粒岩中,被石榴石包裹石英中孤立分布的H2O-CO2 4-CH4包裹体,以及部分沿石榴石晶内裂隙分布的H2-CO2±CH4和H2O包裹体轨迹未穿过围绕石榴石的辉石 斜长石后成合晶冠状体,表明它们有可能是在麻粒岩相变质阶段捕获的.然而,所有流体包裹体的等容线均从麻粒岩相变质峰期P-T区间下方通过,说明麻粒岩相变质峰期捕获的包裹体均受到了不同程度的改造,包括部分爆裂、渗漏和流体-矿物相互作用等.现存的富CO2流体包裹体均具有较低密度,并且往往含有明显数量CH4和N2组分,不可能是麻粒岩相变质峰期捕获的包裹体.根据富CO2包裹体与具有不同相比的H2-CO2包裹体共存推测,大部分CO2包裹体是通过H2O-CO2包裹体中H2O的选择性泄漏而形成的.Ⅲ型高盐度盐水包裹体很可能是角闪岩相退变质过程中捕获的,因其等容线与退变质轨迹近于平行,这些包裹体很可能保存了其在角闪岩相阶段捕获时的原生物理化学特征.沿矿物颗粒裂隙分布的大量Ⅳ型和Ⅴ型包裹体,应该是角闪岩相或更晚期形成的次生包裹体,代表了浅成(近地表)环境的循环流体.与世界许多地区麻粒岩相岩石普遍舍高密度纯CO2流体包裹体不同,南迦巴瓦岩群高压麻粒岩以富含H2O-CO4±CH4和H2O包裹体为特征,这可能与高压麻粒岩与高温麻粒岩产出于不同的构造环境和经历的退变质轨迹有关.     

喜马拉雅造山带造山模式探讨

喜马拉雅是典型的碰撞型造山带,造山带结构构造复杂,可大致划分为以逆冲推覆构造为主的南喜马拉雅造山带和以各种伸展性构造为主的北喜马拉雅造山带,造山带内各类构造均发生过多期变形,且发生过多次缩短与伸展的构造反转,大喜马拉雅结晶杂岩系(GHC)内变形、岩浆及变质作用证明造山过程中存在渠道流作用。据此,本文提出一种由印度—欧亚大陆汇聚速率控制的多阶段造山模式:两大陆汇聚速度快时,青藏高原内形成南北向裂谷系(NSTR),喜马拉雅内经历造山过程,并在造山带中、下地壳形成作为底部拆离层的塑性层,汇聚速率慢时,青藏高原内形成共轭走滑断裂,喜马拉雅造山带内的塑性层发生松弛和重力扩散,形成渠道流,导致藏南拆离系(STDS)的启动、GHC的挤出和北喜马拉雅片麻岩穹窿(NHGD)的形成。上述的增厚与松弛均是在挤压体制下形成的,构造的反转是因挤压速率变化而产生的结构调节作用。     

藏南亚东混合岩的成因及地质意义

高喜马拉雅结晶岩系中广泛发育规模不等、形态各异的混合岩,是研究地壳部分熔融作用的天然实验室。尽管观察表明,藏南许多混合岩与淡色花岗岩具有一定的时空联系,但混合岩与淡色花岗岩是否具有成因联系还存在较大的争议。本文对藏南亚东地区的混合岩中进行了野外地质、岩相学、岩石地球化学和年代学等研究。研究结果表明,亚东混合岩主要是部分熔融作用的产物,具有(近)原地熔融的特征,熔融方式以白云母和黑云母脱水熔融为主,并叠加了分离结晶作用。亚东混合岩与淡色花岗岩在成因上具有紧密联系。相关认识为建立造山带构造演化模型提供新的信息。