东喜马拉雅构造结变质岩石学和显微构造特征及其地质意义

来源 :中国地质大学 中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:tongchenggouwu
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喜马拉雅造山带是世界上目前仍在进行的、最年轻的、规模最大的陆-陆碰撞造山带,是研究陆内汇集过程板块动力学以及探讨高原隆升机制的理想场所。位于印度-巴基斯坦交界处南伽巴尔巴特峰邻近地区的西构造结和位于西藏南伽巴瓦峰邻近地区的东构造结构成了喜马拉雅山脉的东西两个端点,是喜马拉雅造山带中构造部位最独特,变质、变形、部分熔融作用最强烈,隆升速率最快的地区,是研究喜马拉雅构造演化以及高原隆升的关键场所。 自20世纪80年代以来,西构造结已经发现了高压麻粒岩,与高压麻粒岩共生的榴辉岩和含柯石英的超高压榴辉岩。地质学家和地球物理学家已经对西构造结进行了大量的岩石学、地球化学、年代学和地球物理学等方面的研究,为解释下地壳的拆沉、折返机制,喜马拉雅造山带的快速隆升和印度-欧亚板块的大陆深俯冲模式等提供了重要的参考信息和约束条件。 目前东构造结的研究程度还比较低。这一方面是由于藏东恶劣的自然条件所限,一方面是由于我国在这方面的研究起步较晚。但自1995年钟大赉等在本区首次报道发现高压麻粒岩以来,东构造结已经引起人们的重视,有成为国内外地学界研究的重点和热点区域之趋势。 雅鲁藏布江结合带是印度板块和欧亚板块碰撞的结合部位,研究其演化历史能够为解释印度-欧亚板块的陆-陆碰撞提供动力学方面依据,那么本区雅鲁藏布江结合带的形成机制和变形历史又是怎样的呢?青藏高原地壳具有厚度大,酸度高,地震波波速Vp和Vs低的特点,那么青藏高原巨厚地壳岩石为何具有很高的酸度,其Vp和Vs为何在世界上是最低的?西构造结已经发现榴辉岩和与之共生的高压麻粒岩,东构造结是否也可能存在榴辉岩呢?针对上述问题,本文进行了以下研究: 本文以雅鲁藏布江结合带内部的“白拉村结合带构造剖面”为重点研究对象,在野外详细观测的基础上,通过室内岩石学研究和石英组构分析,为雅鲁藏布江结合带的变形历史提供了有效的参考信息。白拉村剖面位于西藏米林县羌纳乡雅鲁藏布江边鲁霞村-白拉村公路沿线,处于雅鲁藏布江北侧结合带的内部,出露一套以云母片岩、石英片岩和石英岩为主,局部夹大理岩和变玄武岩的岩石组合。剖面内岩石变形十分强烈,片理发育。在大部分的岩石面理上可见一组垂直于走向的拉伸线理相当发育,少数岩石面理上可见线理与走向斜交,斜交角度在40~60°之间。该剖面的石英组构共分为五种类型。类型Ⅰ的样品产状为近东西走向,组构对称类型为斜方对称,石英光轴分布在以L线理为轴的大圆环带上,S面为斜方对称的对称面,L线理为二次对称轴。这种组构类型反映其形成于印度板块碰撞欧亚板块时期,说明岩石遭受了近NS方向的挤压作用。类里皿的样品走向均为NE30o近洲E向,组构对称类型为单斜对称,L线理为单斜对称的二次对称轴。这种组构是剪切作用的产物,反映组构的形成与晚期近NNE向剪切带(即雅鲁藏布江韧性剪切带)的形成时间是一致的。类型111的组构对称类型为三斜对称,手标本观察和岩石镜下研究发现,该类型样品在面理面上沿垂直走向和平行走向方向发育相互垂直的两组线理。类鲍扮和V的组构对称类型均为三斜对称,其组构形式分为大圆环带和小圆环带,环带与S面斜交,形成三斜对称。类型m、W和V说明石英组构的形成是多期构造变形的产物。这与雅鲁藏布江结合带内构造期次多、变形复杂的特征是一致的。石英组构分析还表明,喜马拉雅山脉形成之后重力坍塌引起的拆离作用阶段对石英组构的形成基本无影响。这可能是由于拆离作用上部属脆性变形,大多形成小型的脆性正断层,而脆性变形无法影响到石英组构豹形成。 本文还对东构造结出露的高级变质岩石进行了岩石学,矿物化学,岩石化学和高温高压岩石物理学研究,获得了以下认识: 岩石学研究表明,本区出露的高级变质岩石主要有石榴石蓝晶石片麻岩、石榴石辉石岩、榴闪岩和斜长角闪岩四种。本文对前三种岩石进行了电子探针分析,并利用矿物对的化学成分进行了变质温压估算。估算结果表明,这些岩石确实经历了高温高压变质作用,石榴石蓝晶石片麻岩的形成温压条件为p、1 .7一1.78GPa,T、850℃:石榴石辉石岩的形成温压条件为1.%Pa<<P<2.OGpa,T翔875℃;榴闪岩可能为石榴石辉石岩退变质面来,峰期变质阶段温压条件为1 .3GPa<p<1.SGPa,T、700一750℃,角闪岩化退变质阶段p、0.8一0.弧胆,T、700~750℃。变质温压估算结果说明本区出露的高级岩石形成于地下50~60km深处,这与青藏高原7Okm的巨厚地壳是一致的。 全岩化学分析结果和高温高压岩石物理学研究结果表明,本区片麻岩具有酸度高(56~76%),波速低的特点。石榴二长片麻岩(酸性麻粒岩)51伍含量为70.15%,VP二5.98km/s;石榴石蓝晶石片麻岩(中性麻粒岩)51认含量为61 .9%,vp=6.24k耐5.片麻岩的这种特点与青藏高原地壳酸度高(5102含量61%),波速低(vp二6.0~6.Zk耐s)的特点是相符合的。 高温高压岩石物理学研究结果显示60服Pa,20℃条件下石榴石辉石岩的VP=7.52km/s,vs“4.33km/s,p二3.469/c m3,。=0.25。实验结果与相同条件下
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