西藏改則米巴藏布斷裂特征及其意義

在青藏高原地學研究領域，當今的核心問題主要圍繞著特提斯存亡和青藏高原隆升兩個方面。在高原隆升研究領域，高原新構造活動一直是研究的熱點問題。新構造運動對反映高原應力背景、反演高原演化歷史、以及探討深部與淺部構造具有重要意義。

研究區(qū)位于西藏改則縣境內(nèi)，大地構造處于羌塘地體與岡底斯地體之間的班公湖-怒江縫合帶北側，研究區(qū)新構造活動記錄十分發(fā)育，常見的新構造活動記錄有斷層階地、地裂縫、泉水、泥火山。論文選擇以研究區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的一條近北東向走滑斷裂——米巴臧布斷裂為對象，通過對走滑斷裂伴生的褶皺等構造的研究，判斷斷層的性質(zhì)、計算斷層的走滑距離，為青藏高原新構造研究提供新的資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)處于青藏高原腹地，羌塘盆地南緣，西藏自治區(qū)的西北部，隸屬西藏阿里地區(qū)改則縣。 地理坐標為：E84°15′—85°00′，N32°20′—32°40′，平均海拔高度約為5000m。東與那曲地區(qū)的雙湖、尼瑪縣相接，東南與措勤縣相連，南與日喀則地區(qū)的仲巴縣毗鄰，西與革吉縣、日土縣接壤，北以昆侖山為界與新疆維吾爾自治區(qū)交界。地層分區(qū)屬羌南—保山地層區(qū)的多瑪?shù)貙臃謪^(qū)。

米巴藏布斷裂帶位于西藏阿里地區(qū)改則縣北東方向，。該斷裂帶放在青藏高原隆升這個大的大的地質(zhì)背景下，可以看作是青藏高原北東向斷裂構造的一小部分在第四系的表現(xiàn)。

青藏高原主體部分是岡瓦納大陸裂解的一系列地體由南向北漂移并相繼碰撞增生的結果，青藏高原的形成演化經(jīng)歷了岡瓦納大陸裂解形成的古特提斯、中特提斯和新特提斯階段，以及伴隨的洋盆擴張、俯沖消減、直至閉合的洋盆一造山帶一高原的耦合過程。特提斯洋的閉合形成了青藏高原上的幾條WE走向的縫合帶，在青藏高原主體部分，從北向南由老到新依次為昆侖一阿尼瑪卿縫合帶、金沙江縫合帶、雙湖縫合帶、班公湖一怒江縫合帶和雅魯藏布江縫合帶 （劉增乾等，1990;青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991;西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993）（圖1）。

研究區(qū)以東西走向構造為主，主要發(fā)育褶皺，同時伴生有同走向的斷層，局部發(fā)育近南北向褶皺構造。

研究區(qū)內(nèi)構造復雜，表層所見的構造形跡以東西或近東西向的緯向構造為主，涵蓋瀾滄江、班公錯—怒江、拉果錯—永珠等三條結合帶，這種格局反映了特提斯構造域從古特提斯到新特提斯的演變。根據(jù)區(qū)內(nèi)的不同地質(zhì)實體以及發(fā)育部位和活動時代，研究區(qū)北域無疑是“古特提斯”的事件組成—即羌塘—三江復合板片，南域是“新特提斯”范疇的事件—班公錯—怒江結合帶和岡底斯板片。

2 米巴藏布斷裂特征

米巴藏布斷裂位于西藏改則縣境內(nèi)，該斷裂帶上新構造活動記錄十分發(fā)育，常見的新構造活動的記錄有斷層階地、地裂縫、泉水的帶狀展布、斷層三角面、水系的錯斷和褶皺構造。區(qū)內(nèi)第四紀河流谷地呈北西向和北東向展布,北西向主干河流與北東向支流構成網(wǎng)格狀水系網(wǎng)絡。

2.1 地理位置

該斷裂 （見圖 2 F1） 地理坐標為：N32°38′14″—N32°38′18″，E84°16′19″—84°25′26″，海拔高度 H=4728±5m，長約 20km，主要沿米巴藏布河流呈現(xiàn)北東東向分布，遙感影像見圖3。從遙感影像可以清晰地看出米巴藏布斷裂位于米巴藏布的南岸，呈北東向展布，與米巴藏布流向相同，空間上延展性較好，地貌影像特征清楚，斷裂主要發(fā)育在康托組和第四系之間：斷裂南側發(fā)育康托組，斷裂北側發(fā)育第四系沖積堆積。

圖1 米巴藏布的遙感影像（ETM）

2.2 地貌標志及構造標志

米巴藏布斷裂在空間上的構造地貌特征標志明顯，地貌標志上沿河流流向可依次見斷層三角面、斷層階地、泉水的帶狀展布和地裂縫。

構造標志上有地層沿走向正斷層（圖2）和與走滑斷裂構造伴生的褶皺構造——主要是在河流上游出露一段露頭極好的褶皺構造（圖3），論文重點對這段長264m的褶皺構造進行主要研究。

圖2 米巴藏布斷裂伴生的正斷層（鏡向北東）

圖3 褶皺構造露頭特征（鏡向南西）

3 米巴藏布斷裂成因分析

青藏高原廣泛發(fā)育的北東向（見圖4 F1斷裂）和北西向斷裂（見圖4 F2斷裂），它們的斷裂作用在宏觀上將高原“切割”成多個大小不等的菱形“塊體”，在新構造運動階段的高原隆升過程中,“老斷裂”乘勢復活,這些“塊體”差異升降,形成菱形斷塊山地,并形成北東向、北西向展布的大斷裂復活之羽狀斷裂（見徐平等2009）。在同樣的背景下，高原中南部還發(fā)育有南北向地塹構造，這些大型的宏觀新構造一直在青藏高原隆升研究領域受到廣泛關注。

青藏高原隆升機制研究領域，新構造活動特征一直扮演著十分重要的角色。 Harrison 等（1992）、Coleman 等（1995）從高原變形動力學角度，提出青藏高原中南部地塹盆地的正斷層或藏北雙峰式、鉀質(zhì)火山巖活動的起始年代與高原隆升到一定海拔高度后產(chǎn)生的巖石圈減薄作用有關。Molnar等 （1993）提出巖石圈下部上地幔 “對流剝離”（covective removal）模式，來解釋晚中新世以來高原巖石圈突然減薄、局部火山活動和地殼引張變形，并根據(jù)正斷層年代測試數(shù)據(jù)推斷在7—8Ma前青藏高原已經(jīng)隆升到現(xiàn)今海拔高度。

3.1 褶皺產(chǎn)狀分析

表1

由表1計算結果可知該段褶皺軸面走向的平均值為67°，因而米巴藏布斷裂的總體走向為N67°E，投點結果見圖4，從褶皺軸向與走滑斷裂的交接角度分析，米巴藏布斷裂在北東段的性質(zhì)為左行走滑斷裂，該結論與米巴藏布南西段依據(jù)沖溝錯斷所得出的左行走滑性質(zhì)一致。經(jīng)綜合分析，其性質(zhì)為左行走滑性質(zhì)斷裂。

3.2 斷裂的形成

新生代,尤其是早更新世以來,高原南北兩側的陸內(nèi)俯沖繼續(xù)強烈進行,致使高原整體隆升仍較強烈。研究區(qū)是青藏高原的一部分,其新構造運動特征自然與整個青藏高原的新構造活動有著密不可分的聯(lián)系。區(qū)內(nèi)活動斷裂發(fā)育,斷塊差異升降強烈,同時各地塊沿主要活動斷裂帶走向滑動,并且在張應力集中的地帶出現(xiàn)北東向或北西向斷陷盆地。因此,陸內(nèi)俯沖是青藏高原新構造運動(高原上升、水平滑動和局部斷陷)的基本動力。該斷裂正是在這種背景下而成的左行走滑斷裂帶。

關于3、4Ma以來高原的快速隆起,用巖石圈底部發(fā)生突然的構造拆離和滑脫的觀點來解釋是比較合理的。而青藏高原現(xiàn)今的構造面貌,是在基底形成之后,經(jīng)過青藏高原的新構造運動,即青藏特提斯開合演化和青藏高原構造隆升這兩個不同性質(zhì)、不同尺度的構造過程疊加而成。前者是以板塊運動、洋殼轉換、碰撞造陸為核心的巖石圈動力學過程,后者是以盆地耦合、圈層作用、板內(nèi)造山為核心的大陸動力學過程。

4 小結

本文通過細致的野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)綜合分析，對米巴藏布斷裂的地質(zhì)特征、成因機制及青藏高原北東向構造進行了較為深入研究，得出如下認識和結論：

（1）通過開展米巴藏布斷裂的野外地質(zhì)調(diào)查，基本查明了斷裂的構造—地貌特征與空間分布，識別出與米巴藏布斷裂相伴生的沖溝錯位、斷層三角面、伴生褶皺等構造。通過褶皺構造和和一系列地貌標志，認識了斷裂帶的一些基本特征，并恢復該斷裂的受力分析。

（2）研究區(qū)發(fā)育北東向、北西向兩組共軛斷裂為主,斷裂作用將地質(zhì)體切割成菱形斷塊,在新構造運動階段的高原隆升過程中,老斷裂乘勢復活,斷塊差異升降,形成菱形斷塊山地,并形成北東向、北西向展布的大斷裂復活之羽狀斷裂。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，北東向（新構造）米巴藏布斷裂為左行走滑斷裂的屬性，且走滑量大約為33.9m。

圖4 米巴藏布斷裂同生褶皺軸面產(chǎn)狀投點圖

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