青藏高原东缘雅砻江逆冲带新生代隆升剥露及其对高原扩展的启示

来源 :中国地震局地质研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yyn_8305112002
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青藏高原在向东扩展过程中,受扬子板块板块阻挡,发生强烈的变形缩短变形,发育了龙门山–雅砻江逆冲带。雅砻江逆冲带作为龙门山逆冲带的南段,是青藏高原东部重要的构造地貌及地球物理特性过渡带,该带位于扬子板块西缘的过渡带上,断裂带空间展布较宽,地形梯度变化并不如龙门山地区显著。因此,其在高原扩展中的作用也往往被低估甚至忽视,其新生代以来的构造活动历史并未得到很好的约束。尽管国内外学者对青藏高原东部新生代以来的抬升历史做了大量的研究,但依旧存在很大争议。早期的研究结果显示晚中新世以来高原东部进入了快速剥露阶段,长期以来这也被当做是高原东部地区地表抬升的证据。然而,近些年来,来自于高原东部逆冲带上盘的研究报道了新生代早–中期的构造变形事件,揭示出了多期次的构造隆升与剥露过程。尽管来自于雅砻江上盘的研究也报道了其早期的变形过程,但该带变形的时空特征依旧不清楚,需要进一步的系统研究。本论文采用低温热年代学方法对雅砻江逆冲带新生代以来的剥露历史进行系统的研究。通过跨其腹地断裂玉农希断裂和逆冲前缘锦屏山–木里断裂采集4个高程剖面样品,进行磷灰石和锆石(U–Th)/He、磷灰石裂变径迹(FT)测试,利用QTQt软件进行了热史反演分析,精确约束了雅砻江逆冲带剥露过程的时空演化历史。另外,本论文系统收集整理了青藏高原周边关键带包括天山、高原东北部及东部地区已有的大量低温热年代学数据,以及整个青藏高原范围内的河流阶地年龄以及流域尺度10Be侵蚀速率,分析了新生代以来青藏高原在不同时间尺度的剥蚀速率。在探讨雅砻江逆冲带演化历史的基础上,讨论了整个青藏高原东部以及整个高原范围的新生代剥蚀历史及其机制。本论文新的测年结果及热史模拟表明,雅砻江逆冲带腹地的玉农希断裂上下盘记在40–30 Ma发生的同期不同步带变形标志着该断裂的启动。与龙门山逆冲带准同步变形过程表明此时高原的东部边界开始形成。逆冲带前缘锦屏山地区在渐新世(30–24 Ma)和中中新世(17–14 Ma)经历了两期快速的隆升剥露过程,比腹地断裂晚近15–10 Ma,这可能揭示了断块间变形的差异以及高原东边界向外扩展的过程。基于新生代以来低温热年代学数据的剥露速率时空特征显示,在时间上,青藏高原东部和东北部在晚始新世–渐新世进入加速隆升与剥露阶段,而天山地区相对较晚(中新世);最普遍的剥露过程均发生在晚中新世以来。在空间上,剥露最快的区域与构造活跃区一致。另外,河流下切速率以及流域尺度10Be的侵蚀速率也显示了显著的空间差异性剥蚀过程,揭示了构造(断裂)活动对地表剥蚀过程长期的重要控制作用。结合Rohrmann等(2012年)提出的高原边界扩展模型,本论文认为青藏高原最东边界在~30 Ma延伸至锦屏山–龙门山及西秦岭一带,最东北部边界在柴达木南缘东昆仑一带。这一新生代早期的高原加速向外扩展变形是对印度与欧亚大陆碰撞的远程响应过程。而晚新生代在整个高原范围的广泛的快速剥蚀和变形阶段可能是由高原中部岩石圈拆沉作用驱动,或是由于下地壳物质向东–东南部和东北部的流动驱动。
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