喜马拉雅造山带造山模式探讨.pdf

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1、地质科学２０１３年４月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＬＯＧＹ４８（２）：３６２—３８３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０５６３－５０２０．２０１３．０２．００４喜马拉雅造山带造山模式探讨张进江王佳敏王晓先张波（造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京大学地球与空间科学学院北京１００８７１）摘要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

2、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。关键词喜马拉雅造山带构造反转渠道流汇聚速率多阶段造山作用中图分类号：Ｐ５４２文献

3、标识码：Ａ文章编号：０５６３－５０２０（２０１３）０２－３６２－２２１引言喜马拉雅造山带是新生代印度—欧亚大陆碰撞形成的最为典型的陆—陆碰撞型造山带，由于碰撞时限新，与碰撞和造山相关的构造保存相对完整，并且许多造山地质过程仍在持续，因此喜马拉雅造山带成为研究板块运动和造山作用的天然实验室。正是由于喜马拉雅造山带的经典性，自２０世纪２０年代以来，人们就一直对造山带结构，特别是造山机制进行探索与研究，并提出了不同的造山模式。其中，Ａｒｇａｎｄ（１９２４）最早提出了地壳叠置概念，而后Ｄｅｗｅｙｅｔａｌ．（１９８８，１９８９）、ＺｈａｏａｎｄＭｏｒｇａｎ（１９８７）也相继提出

4、了逆冲缩短和透入性缩短的造山模型。在喜马拉雅造山带中，大喜马拉雅结晶岩系（ＧＨＣ）为其最重要的岩石—构造单元，它的出露过程对造山过程与机制至关重要。人们根据对其出露过程与机制的不同认识，提出了多种不同造山模式，如印度大陆中、下地壳挤出模式（Ｃｈｅｍｅｎｄａｅｔａｌ．，２０００）、韧性楔状挤出模式（ＢｕｒｃｈｆｉｅｌａｎｄＲｏｙｄｅｎ，１９８５）以及主动—被动顶板断层模式（Ｙｉｎ，２００６）。值得一提的是，根据地球物理证据，通过数值模拟与地质的结合出现了一种新的学说，即渠道流（ｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗ）学说（Ｂｅａｕｍｏｎｔｅｔａｌ．，２００１；２００４；Ｊａｍｉｅｓｏｎ

5、，ｅｔａｌ．，２００４，２００６；国家自然科学基金项目（编号：４１１７２１７６，４１１２１０６２）资助。张进江，男，１９６４年９月生，博士，教授，构造地质学专业。Ｅｍａｉｌ：ｚｈｊｊ＠ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ２０１２－１１－１６收稿，２０１２－１２－２５改回。２期张进江等：喜马拉雅造山带造山模式探讨３６３Ｈａｒｒｉｓ，２００７），尽管该模式从形态上很好地解释了喜马拉雅造山带的构造格局，如ＧＨＣ的出露位置及物质与温度结构，北喜马拉雅片麻岩穹窿（ＮＨＧＤ）的位置等，但由于还缺乏足够的地质、地球物理的证据，所以还是遭到了许多科学家的质疑（Ｋｏｈｎ，２００８）。另外，关于喜马

6、拉雅造山的具体过程问题也存在争议。目前，大多数科学家认为，挤压造山事件（包括ＧＨＣ的出露）集中发育于２５～１２Ｍａ（Ｈｏｄｇｅｓ，２０００；ＹｉｎａｎｄＨａｒｒｉｓｏｎ，２０００；ＳｅａｒｌｅａｎｄＧｏｄｉｎ，２００３；Ｙｉｎ，２００６；ＺｈａｎｇａｎｄＧｕｏ，２００７）；而且许多学者认为，自中新世中期以来喜马拉雅造山带已处于垮塌阶段（ＭｏｌｎａｒａｎｄＴａｐｐｏｎｎｉｅｒ，１９７８；ＣｏｌｅｍａｎａｎｄＨｏｄｇｅｓ，１９９５；Ｓｅａｒｌｅ，１９９５，ＬｉｕａｎｄＹａｎｇ，２００３），这似乎符合传统的造山带增厚—垮塌模式（Ｄｅｗｅｙ，１９８８；Ｃｅｌａｌ爦ｅｎｇｒ，

7、１９９０；ＡｌｋｍｉｍａｎｄＭａｒｓｈａｋ，１９９８）。然而近期的研究却发现，喜马拉雅造山带经历了多期的收缩与伸展的交替过程，而且喜马拉雅造山带可能根本就没有进入垮塌阶段（王晓先等，２０１２；Ｚｈａｎｇｅｔａｌ．，２０１２）。鉴于上述，本文将在我们近期研究的基础上，探索喜马拉雅造山带的细节过程，验证渠道流存在的可能，进而对喜马拉雅造山模式进行探讨。２喜马拉雅造山带基本构造单元狭义的喜马拉雅造山带指雅鲁藏布江缝合带与主前锋逆冲断层（ＭＦＴ）之间、由新生代印度—欧亚大陆碰撞形成的强烈变形、变质带（图１）。该造山带各构造单元自被Ｇａｎｓｓｅｒ（１９６４）确