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王二七等-Tectonics:青藏高原东南缘红河-哀牢山断裂带造山期伸展垮塌
2021-12-01 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  已知造山带的垮塌多发生在造山期后,王二七及其合作者开展的构造和沉积研究揭示,位于青藏高原东南缘的红河-哀牢山断裂带的伸展垮塌发生在造山主幕。 

  红河-哀牢山断裂带在青藏高原内众多走滑断裂中最引人注目的,一是其走滑运动发生过转换,从左行变换成右行,二是一条上千公里的糜棱岩带出露在断裂带内,其隆升和剥露机制存在很大的争议(图1左)。断裂的中段向南大幅度弯曲,山前存在一个狭窄的新生代沉积盆地-红河盆地(图1右)。中科院地质与地球物理所王二七研究员等在盆地及周边地区划分出4个构造和沉积单元,包括:拆离断裂、发生蠕变的糜棱岩带、生长地层和伸展滑覆地块,要点可归纳如下: 

  1)红河盆地内存在两套新生代地层,即晚渐新世-早中新世乌帮组和中新世冷敦组,前者为紫红色细粒含石膏湖相沉积,后者为灰黄色粗粒冲洪积-河流相砾岩。野外观测发现所谓的乌帮组泥岩已完全破碎成角砾岩,所含石膏发生了强烈的流变,褶皱一致地向北倒转甚至平卧,由此确定这套角砾岩代表了一条拆离断裂,顶部向北滑动(Top-to-north,他们将之命名为乌帮拆离断裂 (图1右);还发现位于其上的冷敦砾岩呈现单斜构造,一致地倾向南,由下向上层理的倾角逐渐变小,具典型的生长地层特征,其沉积无疑受控于下伏拆离断裂的活动,并且指示其中的碎屑物质来自南面,但是大多是沉积岩而不是变质岩(图1右)。 

1 ()哀牢山-红河剪切带及其周边地区地质略图,右侧是红河盆地概要地质图;()红河盆地构造-沉积剖面

  2)冷敦生长地层向北超覆在扬子地块南缘之上,多为晚古生代和三叠纪碎屑岩和碳酸盐岩,属于扬子地块的沉积盖层,它们被一系列南倾的逆掩断层切成一系列平行断片,他们断定这些断层是乌帮拆离断裂北侧尾端的马尾构造,这指示这些断片和冷镦砾岩中的碎屑一样,也是来自于哀牢山,不过是沿乌帮拆离断裂滑覆下来的(图1右,图2右)。 

  3)哀牢山糜棱岩沿东北边界多倾向山外,而位于乌帮拆离断裂之下的糜棱岩面理在许多地方倾向山里,并形成向北倒转的褶皱,有研究据此认为它们代表了推覆构造,把糜棱岩推到地表。根据他们沿糜棱岩带北东边缘的系统测量,发现无论面理倾向南还是北,拉伸线理产状是稳定的,近水平走向,向北西缓倾(10°-5°)(图2左),这表明糜棱岩带是从西北方向的地壳深部挤出来的,其隆升与挤压推覆机理不相符,而北倾的面理及其褶皱应该与上覆拆离断裂的牵引作用有关,属于蠕变变形,片理原本是向北东陡倾(图2右)。 

2 (左)哀牢山糜棱岩拉伸线理统计下半球立体网投影;(右)哀牢山山前拆离断层及其上下盘沉积和变形三维模型

  4)红河-哀牢山剪切带中段向南强烈弯曲,普遍认为它形成于晚新生代鲜水河-小江断裂左行走滑运动的挤压,而红河盆地正好形成于这个弯曲部位的北东前陆,所以两者必然存在成因关联,冷镦生长地层的年代表明这种关联发生在第三纪中期。 

  在上述研究的基础上,他们用一个动力学模式阐述剪切带的变形,即:印度次大陆相对于华南向北的运动在三江地区产生一个宽阔的南北向右行剪切带,包括云南、川西和藏东地区,带内的地块受牵引发生顺时针旋转,位于其内的红河-哀牢山剪切带在协调东南亚地块(印支地块)南东向挤出的同时也发生顺时针旋转,发生扭曲,形成特征的S形,致使其左行走滑运动在弯曲部位发生分解,引发南北向伸展,因乌帮组泥岩的特性,特别是所含的石膏,构成伸展拆离运动的理想介质,在拆离的同时,其上盘下陷形成红河盆地,其中堆积了一套冲洪积-河流相沉积以及一系列伸展垮塌断块,根据冷敦砾岩的沉积年代可以确定哀牢山山前发生的伸展、拆离以及地形的扩展(Topographic spreading)发生在第三纪中期并指示生长地层的碎屑物质包括伸展断块均来自南面,但是主要沉积岩,这表明哀牢山糜棱岩带在晚渐新世-早中新世时大部分还没有隆升到地表,被扬子地块的沉积盖层覆盖。这些新证据和新认识揭示哀牢山糜棱岩带在第三纪被下伏在扬子地块之下,通过沿走向长距离的斜向挤出隆升到近地表,在造山主幕发生伸展垮塌。 

3 哀牢山-红河剪切带构造演化。(左)哀牢山剪切带造山期伸展垮塌演化模式;(右)哀牢山剪切带断裂运动学和几何学构造演化

  研究成果发表于TectonicsWang E C, Fan C, Su Z. Deformation and sedimentary responses to top-to-north shear along the range front of the Big Bend of the Ailao ShanRed River shear zone, SE edge of the Tibetan Plateau, and its tectonic implications[J]. Tectonics, 2021: e2021TC007067.DOI: 10.1029/2021TC007067)。该成果受到国家自然科学基金项目(41972207, 41772220)资助。

 
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