西藏南部加查-曲松地区碰撞型混杂岩的厘定及其地质意义

2023-01-13 04:12王根厚韩芳林
关键词:岩块锆石石英

唐 宇, 王根厚, 梁 晓, 李 典, 韩芳林

(1.中国地质大学 地球科学与资源学院,北京 100083;2.成都理工大学 地球科学学院,成都 610059;3.陕西省矿产地质调查中心,西安 710068)

增生杂岩(混杂岩)作为洋-陆过渡带或陆-陆汇聚带的产物,主要包括大洋型增生杂岩和碰撞型混杂岩(陆缘型增生杂岩)两种类型,其物质组成、结构与形成过程记录了大洋盆地演化、洋陆物质循环、陆-陆碰撞时限和过程以及大陆地壳增生历史等多种信息,具有重要的研究价值[1-3]。一直以来,印度-欧亚板块汇聚过程形成的雅鲁藏布江缝合带增生杂岩由于记录了新特提斯洋前新生代的俯冲-增生演化过程而得到大量研究[4-8]。然而,由于缺乏详细的物质组构和构造变形特征的相关研究,研究者往往忽视了特提斯喜马拉雅北缘存在碰撞型混杂岩的可能性,以及其记录印度-欧亚板块碰撞信息的重要性。因此,西藏南部印度-欧亚板块汇聚带至今还未有碰撞型混杂岩的报道。

西藏南部特提斯喜马拉雅东缘加查—曲松—朗县地区晚三叠世复理石建造作为印度-欧亚板块碰撞带前缘靠近雅鲁藏布江缝合带的物质[5,8-9],可能保存和记录了印度-欧亚板块汇聚过程的重要信息,是研究陆-陆汇聚动力学过程的天然实验室。前人或将加查—曲松—朗县一带晚三叠世复理石建造厘定成一套基质时代为晚三叠世—早白垩世的增生杂岩,先后命名朗县混杂岩[8,10-11]和朗杰学群增生楔[12],并认为其代表侏罗纪—白垩纪新特提斯洋板片向欧亚大陆之下俯冲形成的增生杂岩[7-8,11-12];又或将东特提斯喜马拉雅带(包括晚三叠世复理石建造)当作冈底斯弧前增生杂岩,提出特提斯喜马拉雅序列不属于印度大陆,认为增生杂岩是140~50 Ma B.P.新特提斯洋板片俯冲-增生导致[13-14]。然而,上述两种划分方案均缺少定性的构造变形年代学约束和详细的物质组构分析,以至于两种观点之间存在争议和矛盾。

本文根据野外地质调查、大比例尺地质填图、锆石U-Pb年代学和云母Ar-Ar热年代学等方法,对分布在加查—曲松一带的混杂岩进行了详细的物质组成分析和构造变形解剖,以期解决上述争议和矛盾。结合区域地质演化,笔者发现:①加查—曲松一带混杂岩的基质均为晚三叠世复理石建造,岩块主要来源于晚三叠世原始沉积物及其内发育的晚侏罗世—早白垩世基性岩墙或岩脉,不具有大洋板片和深海远洋沉积物亲缘性;②云母Ar-Ar构造热年代学和同构造长英质岩墙锆石U-Pb年代学揭示混杂岩经历了中古新世Selandian期(59.5 Ma B.P.)和早始新世Ypresian期(56~55 Ma B.P.)两期构造变形事件,并未发现有前新生代新特提斯洋板片俯冲-增生相关的变形记录,暗示该套混杂岩形成于古新世(E1)—始新世(E2)。因此,本文将加查—曲松一带出露的混杂岩厘定为印度被动大陆北缘与欧亚大陆南缘早期碰撞形成的一套碰撞型混杂岩。该方案不仅可以解决上述增生杂岩的争议,同时还为印度-欧亚板块新生代以来的碰撞时限和动力学过程提供限制,对正确认识区域构造演化具有重要意义。

1 区域地质背景

特提斯喜马拉雅的北侧以仲巴—江孜断裂(特提斯喜马带拉雅带中西段)或仁布—泽当—加查—米林断裂为界(特提斯喜马拉雅带中东段),朝北上冲于雅鲁藏布江缝合带或冈底斯岩浆弧之上[15-16],南侧被藏南拆离系与高喜马拉雅带分割(图1-A)。其主要由前三叠纪地层[10,17-18]、三叠纪—古近纪变质沉积岩[19-22]以及晚侏罗世—古新世岩浆岩等共同组成[23-24](图1-B)。雅鲁藏布江缝合带包括蛇绿混杂岩带和大洋板片俯冲增生杂岩带,其中增生杂岩带主要出露在中西段仁布—日喀则—仲巴一带[4-6,8,12]。

图1 特提斯喜马拉雅区域地质简图Fig.1 Simplified geological map of the Tethys Himalayan Belt(据王立全等[12]修改)

东特提斯喜马拉雅晚三叠世复理石建造包括朗杰学群和涅如组[8,12,25-26],主要为一套深海相-斜坡相的变质浊积岩系[27-28]。自北向南,依次可以划分为泽当—桑日—加查—朗县增生杂岩带[8,12]、琼结—登木—玉麦走滑剪切带和朗杰学群褶冲带3个构造单元[27](图1-B)。增生杂岩带北侧仁布—泽当—加查—米林边界断裂将其向北上冲在雅鲁藏布江缝合带之上,南侧被琼结—登木陡立的剪切带与朗杰学群褶冲带分割[27](图1-C)。晚三叠世复理石基质中的混杂岩不仅出露在东特提斯喜马拉雅北缘,在中西段的特提斯喜马拉雅北缘也同样大量分布[12](图1-B),前人只是笼统地将其归为新特提斯大洋板片俯冲增生杂岩,并未进行详细的野外工作[5-6]。

2 增生杂岩地质特征

2.1 物质组成

野外调查和地质填图发现,加查—曲松地区混杂岩具有典型的基质+岩块组构,两者为构造接触关系。基质主要包括变质砂岩、绢云石英千枚岩、含石墨绢云千枚岩以及石英二云母片岩等高—低绿片岩相变质岩,岩块主要包括变(石英)砂岩、结晶灰岩、大理岩,以及玄武质片岩、绿泥钠长片岩和绿帘钠长阳起石片岩、变辉绿岩、变玄武岩等变质基性岩块(图2)。依据岩性组成和构造变形特征,自北向南可将混杂岩带划分为桑东岩片、普姆岩片、江惹岩片、色拉岩片和邦浪岩片(图1-C,图2)。

图2 加查—曲松地区混杂岩带构造-岩性图Fig.2 Tectonic-lithologic map of the mélange in Gyaca-Qusum area图例代号和研究区位置见图1-C。(A)色拉村附近江惹岩片-邦浪岩片地质图;(B)普姆村附近地质图

桑东岩片(E1-2sd)主要分布在研究区北侧加查镇-桑东村地区,其基质部分主要由变质砂板岩、变质石英砂岩和绢云石英千枚岩片成(图3-A,图4),发育少量石英脉,多以剪切透镜体为主;岩块部分则主要为灰岩和变玄武岩经历后期俯冲混杂作用形成的构造岩块,还含有少量的绿片岩(图3-A、B,图4)。普姆岩片(E1-2pm)主要分布在桑东岩片南侧普姆村一带,近东西向展布,基质由绢云绿泥石英千枚岩、变质粉砂岩、绢云石英千枚岩等组成(图3-C、D);岩块则主要为变砂岩、变辉绿岩和绿帘钠长片岩等组成(图3-C、D、E),其与桑东岩片和江惹岩片皆为断层接触(图1,图2-B)。江惹岩片(E1-2jr)与北侧的普姆岩片和南侧的色拉岩片皆为上冲断层接触,主要分布在江惹村一带(图1-C),其基质主要为含石墨绢云石英千枚岩和大量变质砂岩(图3-F),岩块主要由变质砂岩、大理岩、玄武质片岩和变质玄武岩组成(图3-F,图4)。色拉岩片(E1-2sl)位于研究区色拉村两侧,其与北侧的江惹岩片和南侧的邦浪岩片皆为上冲断层接触(图1-C,图2-A),基质主要由(含石榴石)石英云母片岩、绢云石英千枚岩和变质砂岩组成,岩块则主要由变质玄武岩、变辉绿岩、变质砂岩和绿帘钠长阳起石片岩等构成(图3-G,图4)。邦浪岩片(E1-2bl)主要由变质砂岩、砂质板岩和绢云石英千枚岩等基质与变质砂岩块共同组成(图3-H,图4),其北侧与色拉岩片呈上冲断层接触,南侧与朗杰学群江雄组以陡立剪切带分割(图1-C)。

图3 加查—曲松地区混杂岩带内的岩块及基质组构特征Fig.3 The characteristics of block-in-matrix fabric in Gyaca-Qusum mélange zone(A)桑东岩片中灰岩和变玄武岩岩块混杂在石英千枚岩和变质砂岩基质中;(B)灰岩岩块与砂质板岩基质呈构造接触;(C)普姆岩片中发生褶皱变形的绿片岩岩块混杂在绢云石英千枚岩基质中;(D)普姆岩片绢云石英千枚岩基质中大量发育的绿帘钠长片岩岩块;(E)褶皱变形的绿帘钠长片岩岩块;(F)江惹岩片中发生褶皱变形的玄武质片岩混杂进绢云千枚岩基质中; (G)色拉岩片(石榴子石)石英云母片岩基质中混杂进入的片理化阳起石岩; (H)邦浪岩片绢云石英千枚岩基质中的变砂岩岩块

2.2 构造变形特征

构造解析发现,混杂岩带的构造样式以两期变形的叠加为特征,早期构造变形D1形成了混杂岩的岩块+基质组构和面理S1,并被后期的纵弯褶皱和上冲断层叠加改造(图2和图4)。野外调查和构造剖面表明,混杂岩带的物质成分差异导致了不同构造岩片具有不同的构造样式,具有典型应变分配特征。桑东岩片和色拉岩片表现为强烈的面理S1置换效应,形成了置换面理S2和大量的石英透镜体(图4,图5-A、B),而普姆岩片、江惹岩片和邦浪岩片表现为中等强度的劈理S1置换作用,普遍形成轴面劈理S2和大量的石英脉褶皱(图5-C),局部露头可见粒序层理和鲍玛序列(图5-D)。

图4 加查-曲松地区混杂岩带构造地层剖面Fig.4 The tectono-stratigraphy profile of Gyaca-Qusum mélange zone in Gyaca-Qusum area

图5 混杂岩带内岩石构造变形特征Fig.5 The rock deformation characteristics in Gyaca-Qusum mélange zone(A)强变形带的置换面理S2;(B)强变形带顺劈理S2分布的布丁状石英透镜体; (C)弱变形带石英脉褶皱形成的轴面劈理S2; (D)增生杂岩中变质砂岩内部残留的粒序层理; (E)朝北缓倾的面理S1平行于层理S0,显示D1为顺层剪切变形机制; (F)层理S0遭受顺层剪切形成的劈理S1; (G)单偏光镜下显示的原始层面平行于S1,发育同构造石英细脉; (H)糜棱岩化云母石英片岩中石英和绢云母组成的S-C组构; (I)石榴子石云母石英片岩中发育的同构造石榴子石旋转碎斑以及S-C-C’组构暗示早期变形为递进变形,且运动指向顶面朝南; (J)D1变形形成的面理S1和平行的石英脉发生褶皱作用形成轴面劈理S2; (K)D2变形致使变质砂岩中形成大量的石英脉无根褶皱和透镜体; (L)砂岩层(变砂岩)和泥岩层(千枚岩)在形成S1面理的基础上发生纵弯褶皱作用,形成轴面劈理S2; (M、N)强变形带变质砂岩中形成的置换劈理S2

露头尺度观察显示增生杂岩中D2以挤压变形为特征,褶皱轴面劈理S2强烈置换了面理S1,形成了石英脉-变质砂岩的无根褶皱和布丁构造(图5-J、K),劈理S2的优势产状为160°~200°∠40°~70°(图4)。D2变形的构造样式表现为纵弯褶皱和叠瓦式上冲断层(图4)。褶皱的轴面与置换面理S2具有相似的产状,两翼表现为不对称的斜歪样式(图5-J、K、L、M、N),褶皱长翼的倾向与劈理S2的倾向近乎一致,倾角略小于劈理S2倾角,为20°~50°(图5-J)。然而,褶皱短翼的倾向却朝北,倾角为30°~60°(图5-J)。混杂岩带内部各岩片之间的主要边界上冲断层的产状与劈理S2产状相似,主要集中在170°~200°∠30°~60°(图1,图2,图4),上冲断层带内分布的剪切褶皱和透镜状石英布丁构造指示D2的运动方向为顶部朝北(图4,图5-N)。总的来说,上述关于混杂岩带中D2的构造样式和变形过程的描述都暗示南北向挤压机制。除此之外,详细的野外观察还发现平行于劈理S2的长英质岩墙侵入到混杂岩的基质中(图1-C),侵入的岩墙与劈理S2具有相互切割和改造的现象(图6-D、E),表明两者为同构造关系。

图6 云母Ar-Ar热年代学和锆石U-Pb年代学结果Fig.6 The results of mica Ar-Ar thermal chronology and zircon U-Pb chronologyMSWD为平均标准偏差。(A)正交偏光显微镜下的石榴子石石英云母片岩特征(样品STV01),石榴子石发生钠长石和绿帘石蚀变,可见大量的白云母、绢云母和石英灯矿物; (B、C)与D1变形具有同构造关系的石榴子石石英云母片岩中白云母Ar-Ar坪年龄(B)和反等时线年龄(C);(D、E)劈理S2与中基性岩墙相互切割和改造,表明两者具有同构造关系;(F、G)绢云石英千枚岩(DX2085)中绢云母Ar-Ar坪年龄和反等时线年龄; (H)同构造中基性岩墙锆石的CL图像及部分年龄; (I、J)中基性岩墙(STV01)的锆石年龄谐和图(I)和均值图(J)

3 样品、方法和结果

3.1 样品和方法

3.1.1 锆石U-Pb年龄

样品STV01采集于混杂岩带中的同构造长英质岩墙,主要用来限制D2变形的时代。其采样位置见图1-C,主要矿物为斜长石、蚀变角闪石和石英。本次研究在河北区域地质调查大队(廊坊)完成了锆石的挑选工作,随后在中国地质大学(北京)矿物激光微区分析实验室运用锆石U-Pb LA-ICP-MS方法,进行年龄测定。剥蚀取样采用的是NewWave 193UC型ArF准分子激光器,离子信号强度则采用Angilent 7900四级杆型等离子质谱仪进行测试,NIST srm610作为标准材料对测量仪器和测定的痕量元素进行优化。锆石91500[29]作为U-Pb同位素比值外标,锆石GJ-1[30]和锆石Plesovice[31]作为未知样品的数据质量监控标。样品锆石的数据处理主要采用ICPMSDataCal软件[32-33],同位素比值及年龄误差均为1σ。采用T.Andersen[34]程序对锆石数据进行普通铅校正,最终样品的谐和图和均值图均采用Excel软件进行绘制并在Coreldraw软件中进一步编辑。

3.1.239Ar-40Ar年代学

样品DX2026和样品DX2085分别采集于混杂岩带中的色拉岩片和桑东岩片,采样位置见图1-C。其中,样品DX2026为石榴子石云母片岩,可见与D1具有同构造关系的石榴子石变斑晶(图6-A),主要挑选白云母矿物进行39Ar-40Ar年龄测定来限定D1变形时代。样品DX2085为绢云母石英千枚岩,其劈理S2与样品STV01具有同构造关系(图6-D、E),因此,选取其绢云母矿物进行39Ar-40Ar年龄测定来限定D2变形时代。上述两件样品首先在中国原子能科学研究院的反应堆中进行了持续24 h的辐照工作,随后在中国地质科学院地质研究所同位素地质重点实验室完成了白云母与绢云母40Ar/39Ar年龄测定。本次实验样品的阶段性升温加热过程(每一个阶段加热10 min,净化20 min[35])在石墨炉中完成,利用多接收稀有气体质谱仪(GV Helix MC)进行质谱分析,每个峰值均采集20组数据。所有数据的年龄误差以1σ表示,在其回归到时间零点值后,均需要再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。

3.2 结果

2件样品的白云母/绢云母39Ar-40Ar热年代学均获取了8个温阶(800~1 200 ℃)的年龄数据。样品DX2026(白云母)表现为相对不受干扰的单晶阶梯状下降明显的年龄谱,温阶3到温阶8构成了比较一致的坪年龄(59.50±0.11) Ma(MSWD=2.79),对应73.93%的39Ar释放量,反等时线年龄为(59.72±0.40) Ma(NSWD=7.9),伴随的39Ar/39Ar初始比值为249.4±36.4(图6-B、C)。样品DX2085(绢云母)表现为一个阶梯状的年龄谱,温阶2到温阶5形成的坪年龄为(55.78±0.14) Ma(MSWD=2.38),对应81.73%的39Ar释放量,反等时线年龄为(55.62±0.15) Ma(NSWD=4.2),伴随的39Ar/39Ar初始比值为301.5±15.7(图6-F、G)。

样品STV01阴极发光图像显示大多数锆石晶粒>100 μm,无色,棱角状,透射光下锆石包体极少出现裂纹(图6-H)。本次共获取了22颗锆石,其中14颗锆石具有较为一致的谐和度(>95%),其206Pb/238U均值年龄为(55.29±0.54) Ma(MSWD=0.85)(图6-I、J)。

4 讨 论

4.1 混杂岩带类型

区域对比发现,无论是对朗杰学群增生楔的认识[8,12],还是东特提斯喜马拉雅增生楔假说[13-14],两者的共同之处就是均认为藏南加查—曲松—朗县地区的晚三叠世复理石建造中混杂岩的形成机制为新特提斯洋板片俯冲-增生,且都缺少详细的物质建造分析和定量化构造变形事件的约束。因此,两种模式具有相对的争议性,亟需新的证据来揭示或调和晚三叠世复理石建造中的混杂岩类型。

4.1.1 物质建造分析

朗杰学群增生楔假说推测其基质形成的时代为晚三叠世—早白垩世[8,12],但是缺少关键性的年代学证据。前人大量碎屑锆石年龄测定结果揭示曲松—加查—朗县地区混杂岩带中基质的最老沉积年龄为晚三叠世卡尼期—诺利期[9,26,36-37],并不发育比晚三叠世更年轻的碎屑锆石。同时,东特提斯喜马拉雅晚三叠世浊积岩从北向南具有深海相-斜坡相的空间变化[27-28],其与特提斯喜马拉雅南亚带同时代的土隆群、曲龙贡巴组和德日荣组具有陆棚相-浅海相-滨海相连续的空间沉积相序变化,表明上三叠统物质的古地理背景具有印度被动大陆边缘属性[38]。此外,详细调查还发现,混杂岩中变质砂岩块与基质具有互层特征,时代为晚三叠世[27]。变辉绿岩、绿片岩和玄武质片岩等岩块的锆石U-Pb年代学指示其形成时代为晚侏罗世—早白垩世[6,9,27],与特提斯喜马拉雅南亚带分布的措美大火成岩省的基性—超基性岩墙或岩脉具有相似的形成年龄。岩石地球化学特征显示它们均具有板内玄武岩成因机制[6,9,23-24],表明其具有陆壳亲缘性而非洋壳成因。因此,混杂岩带中的变质基性岩块与措美大火成岩省应具有同源性,都来自印度被动大陆边缘的裂解作用[23-24],而非新特提斯大洋板片俯冲-增生过程中刮削或底垫的大洋板片地层。

东特提斯喜马拉雅增生楔假说则认为混杂岩的基质为特提斯喜马拉雅内分布的晚三叠世—古新世的(变质)沉积地层,而朗县蛇绿混杂带、玉门蛇绿混杂带和隆子基性岩带作为大尺度构造岩块混杂在特提斯喜马拉雅基质中形成区域性的岩块+基质组构特征[13-14]。然而,考虑到特提斯喜马拉雅地层从三叠纪到古近纪均为连续的沉积地层,并未出现明显的沉积间断,地层整体有序[8,12];同时,野外调查发现,玉门蛇绿混杂带和隆子基性岩带并不具有岩块+基质组构特征[39],大量的基性岩墙(岩脉)顺层或者切层侵入围岩,并且与其共同发生褶皱作用,未见明显的基性岩块。此外,玉门地区的蛇绿岩形成时代为晚三叠世,具有板内裂谷成因[40],而非俯冲带成因,可能代表了晚三叠世印度被动大陆边缘裂谷作用伴随的岩浆-沉积作用。隆子基性岩带主要形成于晚侏罗世—早白垩世,岩石普遍具有板内伸展裂谷背景之下的洋中脊玄武岩特征[39],并不具有俯冲带和蛇绿岩套岩石组合特征。因此,在现有地质证据的情况下,东特提斯喜马拉雅增生楔假说似乎还需要进一步的挖掘和证实。

综合上述分析,笔者认为加查—曲松地区的混杂岩中无论基质还是岩块都不具有大洋板片地层组成特征,不发育典型俯冲带蛇绿岩套岩石组合。相反,基质统一的晚三叠世最老的沉积年龄和印度被动大陆边缘的古地理构造背景暗示混杂岩更可能是印度被动大陆边缘向欧亚大陆之下俯冲和印度-欧亚大陆的早期碰撞作用形成的一套碰撞型混杂岩。

4.1.2 构造变形约束

朗杰学群增生楔假说认为混杂岩形成于侏罗纪—白垩纪的新特提斯洋板片俯冲-增生过程[8,12],而东特提斯喜马拉雅增生楔假说则提出混杂岩形成于早白垩世—早始新世(130~50 Ma B.P.)[13-14]。对比发现,这两种假说均明显缺乏关键的构造变形年龄/事件的约束。因此,为了厘清加查—曲松地区混杂岩的类型,需要回归到混杂岩形成过程对应的构造变形事件的岩石载体。

野外露头和镜下观测表明,加查—曲松地区增生杂岩经历了两期构造变形事件(图5)。早期构造变形D1发生顶面朝南的顺层剪切作用,形成了增生杂岩的岩块+基质组构和面理S1,同构造石榴子石旋转碎斑指示D1具有递进变形特征(图5-E、F、G),因此D1具有俯冲期构造变形特征[41-42]。晚期构造变形D2以纵弯褶皱和上冲断层为主要构造样式,形成轴面劈理和置换面理S2以及大量的无根褶皱和剪切透镜体,发育同构造的中基性岩墙,其对早期构造变形D1具有明显的叠加改造,因此D2具有碰撞期构造变形特征[41-43]。

增生杂岩中与面理S1和S2具有同构造关系的样品DX2026和DX2085分别限定了白云母和绢云母的40Ar/39Ar坪年龄为(59.5±0.11) Ma(图6-B、C)和(55.78±0.14) Ma(图6-F、G)。同时,依据加查—曲松地区混杂岩带中千枚岩和片岩基质中获取的同构造石英EBSD和流体包裹体实验结果显示,面理S1和S2发生的变形温度范围在350~420 ℃[27]。考虑到上述计算的变形温度略微高于白云母和绢云母的封闭温度(350 ℃)[44],暗示两件样品的40Ar释放体系在它们结晶不久之后便封闭了,因此,样品DX2026和DX2085的40Ar/39Ar坪年龄可以用来限定混杂岩中两期构造变形的时代。此外,与D2变形具有同构造关系的长英质岩墙的锆石U-Pb均值年龄为55 Ma(图6-I、J),其直接限定了D2变形时代为早始新世。结合样品DX2026中面理S2的40Ar/39Ar年龄,混杂岩中第二期构造变形(D2)发生的时间被约束在56~55 Ma B.P.。类似的,混杂岩带中的第一期构造变形(D1)极有可能稍微早于59.5 Ma B.P.。

综合上述分析和区域地质特征,笔者发现,加查—曲松地区混杂岩带并不发育前新生代构造变形事件,直接证明该混杂岩带的形成可能没有经历新特提斯大洋板片的俯冲-增生过程,这与前面物质建造分析的结果具有高度的一致性。因此,笔者认为加查—曲松地区混杂岩带应为古新世—始新世期间印度-欧亚大陆早期碰撞形成的碰撞型混杂岩,而并非新特提斯大洋板片俯冲-增生作用的产物。

4.2 混杂岩的形成过程

混杂岩被认为是板片地层在增生作用过程中沿着特定边界或地质体经过滑动、底辟、刮削、底垫以及无序上冲作用而不断发生破碎再经混合作用形成[45]。加查—曲松地区混杂岩带中两期构造变形活动的时间分别被限定在~59.5 Ma B.P.和56~55 Ma B.P.,鉴于其基质属于晚三叠世沉积在印度被动大陆边缘的复理石建造[18,20,22,46],东特提斯喜马拉雅印度被动大陆边缘的初始俯冲应该稍微早于中古新世的塞兰特期,而印度-欧亚板块的同碰撞作用则开始于早始新世的伊普里斯期。因此,加查—曲松地区的碰撞型混杂岩的形成过程可以主要概括为以下两个阶段。

第一阶段:古新世中期—始新世初期(59.5~56 Ma B.P.),印度被动大陆边缘的俯冲(图7-A)。东特提斯喜马拉雅印度被动大陆北缘之上的晚三叠世复理石进入俯冲带,与俯冲通道中形成的大量石英脉流体一起发生顶面朝南的顺层剪切变形,形成透入性置换面理S1和石英脉剪切褶皱(图7-A2)。随着陆缘俯冲作用的持续,相对坚硬的岩石,如砂岩、灰岩和基性岩等遭受刮削和剪切作用发生破碎,最终形成混杂于基质中的变质砂岩、大理岩、绿泥钠长片岩和玄武质片岩等岩块(图7-A1)。

图7 加查—曲松地区碰撞型混杂岩的形成过程示意图Fig.7 The formation process of the collisional mélange in Gyaca-Qusum area(A)古新世中期—始新世初期,印度被动陆缘向欧亚大陆之下俯冲,其上沉积的晚三叠世物质进入俯冲通道,发生顺层剪切变形,形成了与层理S0平行的劈理S1和大量的石英脉,构成了混杂岩带的岩块+基质组构;(B)始新世初期,印度-欧亚大陆持续南北向挤压引发了两者的同碰撞作用,D1形成的劈理S1遭受纵弯褶皱作用形成轴面劈理和置换面理S2,以及与褶皱同时形成的叠瓦状上冲推覆构造。GMA.冈底斯岩浆弧; CM.碰撞型混杂岩; IPCM.印度被动大陆边缘;OC.大洋地壳

第二阶段:始新世初期(56~55 Ma B.P.),印度-欧亚大陆板块同碰撞作用的开启(图7-B)。增生杂岩经历了印度-欧亚大陆板块碰撞引发的南北向挤压作用,形成了东西走向的纵弯褶皱和顶面朝北的上冲断层(图7-B1)。先前形成的面理S1和石英脉被置换为轴面劈理S2和布丁状透镜体(图7-B2),顺置换面理S2侵位具有同构造关系的中基性岩墙(图6-D、E)。持续的陆缘俯冲致使印度与欧亚大陆物质开始完全接触,此时两个板块之间的碰撞方式应属于同碰撞作用。

5 结 论

通过对西藏南部东特提斯喜马拉雅加查—曲松地区的晚三叠世复理石建造的物质组成和构造变形特征进行精细的解剖和详细的研究,得到如下结论:

a.加查—曲松地区晚三叠世复理石中大量分布的混杂岩为典型的碰撞型混杂岩,其代表了印度被动大陆北缘在中古新世—早始新世期间向欧亚大陆之下俯冲-碰撞的产物,而并非是新特提斯大洋型俯冲增生杂岩。

b.特提斯喜马拉雅东北缘厘定的碰撞型混杂岩形成于印度-欧亚大陆新生代早期碰撞阶段,其演化过程对印度-欧亚板块新生代汇聚相关的碰撞时限具有强烈的约束。印度被动陆缘的俯冲-碰撞作用(59.5~55 Ma B.P.)在特提斯喜马拉雅造山带形成过程中扮演了重要作用,其为印度-欧亚板块碰撞过程的动力学研究提供了限制。

猜你喜欢
岩块锆石石英
Theoretical study on the mechanism for the excited-state double proton transfer process of an asymmetric Schiff base ligand
锆石的成因类型及其地质应用
不同动载对煤岩块的破坏作用数值模拟
中科院地质与地球物理研究所:首次在火星陨石中发现柯石英
基于振动法的岩块纵波波速测试
磷酸对油胺浮选石英的抑制作用①
采用新标度方程预测再渗吸作用下天然裂缝性 储集层重力泄油采收率
岩质反倾边坡复合倾倒破坏分析
俄成功试射“锆石”高超音速巡航导弹
锆石 谁说我是假宝石