希夏邦马地区高喜马拉雅脆性变形特征及其地质意义

■郭尚宇 陈忠斌 袁凯

（广西壮族自治区地质调查院广西南宁530000）

希夏邦马地区高喜马拉雅脆性变形特征及其地质意义

■郭尚宇 陈忠斌 袁凯

（广西壮族自治区地质调查院广西南宁530000）

1 引言

喜马拉雅山脉是印度板块与欧亚板块碰撞的产物,前人主要是通过获得热年代学证据、地震资料、研究各种大型韧性剪切带以及伸展断裂来揭示该地区的隆升机制与活动时间 [1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]。认为喜马拉雅地区新生代划分出55-36，25-20，17-12和3Ma以来几次强构造抬升冷却剥露期，且其隆升具有一定的定区域差异性，这种差异性可能与气候响应有关。前人研究主要集中在韧性变形域，年代上在中中新世以前（约>8Ma），地质晚近时期的脆性域构造变形历史的研究相对薄弱。脆性构造变形特征及其体现的动力背景对全面认识喜马拉雅造山带地质地貌演化过程具有重要意义。

2 脆性构造变形特征及应力环境分析

在野外工作中选取了露头较好的聂拉木剖面与吉隆剖面，记录了35个观察点上的680个节理产状，基本可以代表高喜马拉雅地区的脆性变形特征。

（1）近EW向低角度节理均为顺层节理。该种节理虽然发育良好，在不同露头上特征有所变化，但这种差异是有岩性的不同引起的，其产出形式基本上都是沿着早期先存劈理、片麻理发育，不见独立产出的该组节理。该种节理形成于地壳浅层，以南北向挤压为主应力形成的，其产出形式应该是稳定且有规律变化的。但是，高喜马拉雅地区该种节理明显受到岩性与先存优势面控制：片岩露头上该种节理间距为20cm，远小于片麻理露头上100cm的节理间距；岩石先存优势面如节理、片麻理也大致控制了该种节理的产状。除此之外，该种节理并没有发现呈独立产出。可见，该地区地壳浅层构造应力环境不足以形成独立的近EW向低角度逆断性质的破裂，只能作用于先存劈理。片麻理，形成具有逆断性质的顺层节理。

图2-1 近EW向高角度节理因调节高喜马拉雅差异隆升而呈逆断性质

（2）近EW向高角度节理上同时存在指示正断性质与逆断性质的现象，而且该种节理的倾向发育具有十分明显的不对称性，其倾向全部为南倾。其原因可能有两种：其一，在重力作用下，近EW向高角度节理本应该发育两组南倾与北倾的共轭高角度正断性质节理，但由于早期形成的劈理、片麻理产状多为：10°-40°∠20° -40°，即北倾，先存软弱面的存在使近EW北倾高角度节理不发育，或者说呈顺层产出。但是在野外并没有发现顺层节理呈现正断性质，这可能是由于受到后期改造作用的影响；其二，由于8-9Ma印度季风的形成[8]导致喜马拉雅气候的变化，高喜马拉雅地区的降水量分布具有明显的区域差异性，降水量有南往北递减。高喜马拉雅南部由于强烈的剥蚀作用使该地区岩石圈上部质量减小，重力均衡作用导致隆升加剧，而高喜马拉雅北部则由于降水稀少而导致以相对较缓的速度隆升。北倾的高喜马拉雅地块由于差异隆升的作用，使先存近EW向高角度节理呈现逆断现象，在脆性变形域上，先存近EW向高角度节理对高喜马拉雅的差异隆升起到调节作用（图2-1）。

（3）各种节理发育的优劣情况有差异，近EW向低角度节理＞近EW向高角度节理＞近NS向高角度节理＞近NE～NW向直立节理。但近EW向低角度节理作为顺层节理并没有表现其优势性。可见，高角度节理包括近EW向高角度节理与近NS向高角度节理应该是该地区脆性变形域中的优势节理，其反应的垂向上的最大主应力对这一区域的影响最大，而近NE～NW向直立节理与近EW向低角度节理所反应的南北向挤压的最大主应力影响次之。这一现象说明了高喜马拉雅地区脆性变形域内构造环境以重力坍塌为主，南北向挤压收缩次之的现象。

由此可以描绘出了脆性变形应力场演化过程：首先是早期因重力坍塌作用形成正断性质的近NS向高角度节理和近EW向高角度节理，近EW向高角度节理因先存北倾的劈理、片麻理而使其倾向发育明显的不对称性。随后，近EW向高角度节理因调节高喜马拉雅地块差异隆升而被改造为逆断性质。由于该地区不断的隆升与表层岩石的坍塌、剥蚀，其垂向应力不断减小，南北向应力转变为最大主应力，垂向应力为中间主应力，形成大量近NE～NW向直立节理。随着岩石更加接近地表，垂向应力转变为最小主应力，但差应力以不足以形成EW向低角度逆断性质的节理，只能作用于先存劈理、片麻理使它们呈现逆断的性质。此外，高喜马拉雅地区各个节理发育程度的不同体现出该地区脆性变形域内构造作用以重力坍塌为主，南北向挤压收缩次之的特征。

3 结论与讨论

本文通过对聂拉木-吉隆高喜马拉雅地区脆性变形的分析，总结出该地区脆性变形特征，揭示了高喜马拉雅地区南北向差异隆升对于该地区脆性变形域的影响：1、南北向差异隆升作用于先存近EW向高角度节理，使之部分表现为逆断性质；2、剥蚀速率越大，韧脆性转换带深度越浅，因而南部韧脆性转换带深度浅于北部。最后，通过分析各种节理的应力场，阐述了各种脆性变形的产生过程及其应力环境的变化。联系该地区独特的气候特征与地貌特征，认为气候造成的差异隆升使先存EW高角度节理产生逆断性质的运动。

这一结论直接从构造应力场的角度揭示了高喜马拉雅地区存在的差异隆升，并证明了气候因素产生的构造抬升，进一步完善了高喜马拉雅地区在地质晚近时期的隆升机制问题。对于脆性构造演化的研究补充了喜马拉雅造山带完整的构造演化。

[1]张进江.北喜马拉雅及藏南伸展构造综述.2007,26(6):639-649.

[2]王国灿，等，喜马拉雅山脉新生代构造隆升阶段的时空格局，地球科学，2011,41（3）:332-349.

[3]刘超，等，喜马拉雅山脉新生代差异隆升的裂变径迹热年代学证据，地学前缘，2007,14（6）：273-281.

[4] Wang,A.,et al.,Episodic exhumation of the Greater Himalayan Sequence since the

Miocene constrained by?ssion track thermochronology in Nyalam,central Himalaya,Tectonophysics(2010),doi:10.1016/j.tecto.2010.09.037

[5]徐纪人，等，青藏高原及其周围地区区域应力场与构造运动特征，中国地质，2006,33（2）：275-285.

[6]张进江，等.青藏高原东西向伸展及其地质意义 [J].地质科学，2003，38（2）：179-189

[7]徐志琴，等,印度/亚洲碰撞-南北向和东西向拆离构造与现代喜马拉雅造山机制再讨论 [J].地质同报，2006，25[1-2]:1-14.

[8]Zheisheng A,Kutzbach J E,Prell W L,et.Evolution of Asian monsoons and phased uplift of the Himalaya-Tibetan Plateau since Late Miocene times[J].Nature,2001,411 (3):62-66.

郭尚宇（1990～），男，毕业于中国地质大学（武汉），本科，助理工程师，研究方向为构造地质学。