高等构造地质学读书报告

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1、高等构造地质学读书报告题目：藏南拆离系形成模式——channelflow模式姓名：薛振华学号：201128007514062单位：地质与地球物理研究所藏南拆离系形成模式——channelflow模式藏南拆离系形成模式——Channelflow模式摘要：藏南拆离系（STDS）是世界上规模最大的正断层体系，沿喜马拉雅北坡绵延展布2000公里以上。对于藏南拆离系人们共提出了五种模式：重力滑脱模式；塑性楔状挤出模式；中下地壳挤出模式；Channelflow模式；被动顶板断层模式。本文主要介绍Channelflow模式对于藏南拆离系的形成的热力学、

2、动力学解释。由于印度板块向欧亚板块俯冲作用，使得地壳增厚，厚度几乎是临近地壳的两倍。此外，底垫板块和仰冲板块放射性元素的放热以及断层断裂产生的热量，使得在中下地壳15—20km出发生部分熔融，形成在地质历史时期上的一层软弱层。软弱层在上覆岩石的压力下开始向产生向四周流动的趋势。在西藏高原南部，由于坡陡，日晒充足，使得风化剥蚀速度很快，在该处的集中剥蚀，使得地壳减薄，软弱层沿着薄的开口“流出”，流出的过程中形成同期的STDS。软弱层的界限为同期形成的藏南拆离系和主中央逆冲断层。1地质背景关于印度与欧亚大陆的碰撞，过去多数地质学家认为开始于5

3、0—45Ma，但近期的研究认为碰撞开始于65—55Ma间，该构造结是楔入亚洲大陆的印度板片，由左行西边界和右行东边界限定，西边界左行走滑始于62—59Ma，说明当时印度大陆已开始向亚洲大陆楔入；而俯冲的陆壳高压麻粒岩峰期变质也发生于60Ma左右。在印度与欧亚大陆碰撞之后，经过近40Ma的构造记录几乎空白期，真正的造山作用开始于中新世初期，绝对时间为25Ma左右。该造山运动形成了南喜马拉雅的逆冲推覆体系(图2)，由北而南依次形成主中央逆冲断裂(MCT)、主边界逆冲断裂(MBT)和主前锋逆冲断裂(MFT)；该运动还导致了喜马拉雅山脉的隆起，并

4、形成喜马拉雅广泛的变质与岩浆活动。藏南拆离系（STDS）是世界上规模最大的正断层体系，沿喜马拉雅北坡绵延展布2000公里以上（如图1）。该断层系将低级变质的特提斯喜马拉雅沉积岩系（板岩及千枚岩等）直接叠置于高级变质的高喜马拉雅结晶岩系之上，从而形成了喜马拉雅最重要的地质界线之一。运动学上，所有的研究都证明，STDS的运动性质为上盘相对于下盘做向北的下滑运动。已有的年代学研究也证实，该断层系的活动时代为24—12Ma，也即和主中央逆冲断裂(MCT)的活动时代一致。高等构造地质学读书报告1藏南拆离系形成模式——channelflow模式图1藏

5、南及北喜马拉雅伸展构造示意图构造组合上，绝大多数研究认为STDS由2个部分组成（如图2），其一是糜棱岩化的片麻岩及浅色花岗岩；其二是顶部的脆性正断层，该断层将下盘高级变质的高喜马拉雅与上盘低级变质的特提斯喜马拉雅截然分开。然而，张进江等最近在定结及吉隆的最新研究发现，STDS不发育脆性断层，而表现为一个宽达十几公里的大型剪切带，剪切带两侧岩石呈过渡关系。图2喜马拉雅造山带剖面示意图（据Lefort修改）在定结，STDS上盘为石炭纪—二叠纪的特提斯喜马拉雅沉积岩系，主要岩性为砂岩、泥岩和灰岩，经历低级变质而形成变质砂岩、板岩和千枚岩等。在S

6、TDS附近，上盘岩石变质程度自上而下明显增高，紧邻断层部位，泥岩、砂岩被变质为细粒片岩，灰岩发生重结晶。STDS下盘顶部由片岩组成，向下很快过渡为条带状片麻岩，并最终形成眼球状片麻岩等典型的高喜马拉雅岩系。在此，STDS为一宽度超过10km的大型韧性剪切带，主要由糜棱状浅色花岗岩组成，并被后期弱变形的浅色花岗岩体侵位。浅色花岗岩及上盘底部糜棱状片岩的39Ar/40Ar测年结果证明，该地区STDS的活动历史为19—13Ma。高等构造地质学读书报告2藏南拆离系形成模式——channelflow模式2channelflow模型的建立模型以54M

7、a年前为初始时间，也就是接近印度板块和欧亚板块开始碰撞的时间。该模型的关键在于地表的集中剥蚀和上地壳的粘滞系数，如果地表集中剥蚀速度越快，而且中下地壳的软弱层黏滞系数足够低，管道流就越容易发生。印度板块以速度Vp向欧亚板块下部俯冲（如图3a），岩石圈地幔在S点与地壳发生分离，并俯冲至欧亚板块之下，此时地壳并没有俯冲下去。俯冲过程中使得地壳强烈增厚，大约增厚至75km，大多数中下地壳的物质温度超过700℃。700至750度时，白云母发生部分熔融，这样会导致有效粘滞系数的大大降低，保守估计降低了百分之5到50，所以当温度超过700℃时，经过大

8、约20Ma的热量积累，部分熔融层开始逐渐形成。图3b反映的是在地表集中剥蚀未发生前，中下地壳软弱层开始形成，软弱层的流动趋势使得地壳内部的能干标志层开始发生被动弯曲，并在地表（西藏高原南部）发