鲜水河断裂带渐新世-早中新世的变形——从挤压到左行走滑走滑

【作者】 李海龙； 张岳桥； 王强茂；

【机构】 中国地质科学院地质力学研究所； 南京大学地球科学与工程学院； 中国地质科学院；

【摘要】 鲜水河-小江断裂带是青藏高原东缘非常重要的断裂带,其由多条断裂连接而成。北西段为玉树-甘孜断裂和鲜水河断裂、东南向延伸至石棉县后与南北走向的安宁河断裂、北北西走向的则木河断裂、和南北走向小江断裂相连(张培震,2008),构成图面上大型的弧形断裂。从GPS速度场可知青藏高原的物质在鲜水河-安宁河-小江断裂带的西南、红河-哀牢山断裂带以北发生着快速的向东运动(Gan et al.,2007;Zhang et al.,2004)。鲜水河断裂带的变形特征是研究青藏高原东南缘块体向东挤出过程的重要对象(Tapponnier et al.,2001;许志琴等,1992,2007)。有学者认为在鲜水河断裂带之下存在着下地壳流(Bai et al.,2010;Clark et al.,2000;Royden et al.,1997),是该断裂活动走滑变形的重要动力来源。关于鲜水河断裂带新生代起始走滑变形发生的时间一直存在争论。目前普遍被认为是在~12-10Ma启动左行走滑变形(Roger et al.,1995a;Wang et al.,2009;许志琴等,1992;张岳桥等,2004)。ArAr同位素年代学研究获得了12~10Ma和5-3Ma两期冷却年龄,指示鲜水河断裂带在~12-10Ma和5-3Ma两期强烈的走滑变形(张岳桥等,2004)。也有观点认为其在~18-17Ma已经启动左行走滑变形。大量对红河断裂带的研究表明该断裂在32-20Ma期间发生了强烈的深溶变质行为,伴随着断裂带及其临区的快速隆升(刘树文等2006,Wang SF et al 2012)。Xu et al.(2000)对鲜水河及邻区进行了大量的裂变径迹和锆石U-TH-He研究,结果表明鲜水河断裂带及邻区也存在两期隆升:~23Ma和~3Ma以来两期隆起事件。早期快速隆升事件是否与断裂带活动有关尚不清楚。刘树文等(2006)通过地球化学研究指出鲜水河断裂带可能存在46-18Ma的高压变形并使得元古代岛弧和弧后物质变质构成了贡嘎山-折多山花岗岩的源岩。笔者发现沿着该断裂带出露一套混合岩,获得了32-20Ma的锆石U-Pb年龄(Li et al 2013,李海龙等2016)。这些资料显示鲜水河断裂带可能在新生代早期已有强烈活动。沿鲜水河断裂带发育长约120 km、宽约3~5km的混合岩。运动学和年代学资料表明其与鲜水河断裂带渐新世至早中新世的两期变形有关。第一期变形发生在32~27 Ma,其混合岩显微构造显示强烈压扁机制,反映了沿鲜水河断裂带的挤压变形机制。第二期混合岩中两个淡色体的样品获得了25.06 Ma和20.9 Ma的锆石U-Pb年龄,限定混合岩化的时间为~25-20Ma。这期混合岩以发育左行走滑的矿物生长线理为特征,反映了走滑的应力体制。与这期混合岩密切相关的5块花岗岩样品均获得了20~19Ma的锆石U-Pb年龄,代表了混合岩化作用的结束。两期混合岩的发现限定了鲜水河断裂带新生代由挤压体制到左行走滑体制的转变,也即鲜水河断裂带新生代走滑起始时间:27-25Ma。该发现对于认识青藏高原东缘新生代的构造变形过程具有重要意义。混合岩化之后,~20-12Ma,鲜水河暂时暂停了左行走滑变形。更多还原