印度亚洲大陆碰撞带野外地质考察指南中

青藏高原,冰清玉洁,雄伟壮观,令人向往。

青藏高原在通常意义上包括中部广袤的、相对平坦的平原和周边高耸的山脉。作为地球留给人类的重要自然遗产,青藏高原平均海拔约m,面积约万km,是世界上最高、最大的高原。高原南部的喜马拉雅山蜿蜒数千千米,全球14座m以上的高峰中有9座矗立在区内,包括世界最高峰——珠穆朗玛峰。因而,青藏高原又有“世界屋脊”和“第三极”之称。作为地球上保存最完整的造山带,这里岩石出露良好,是地质学家研究大陆形成演化的天然实验室。中国境内之青藏高原,占全中国陆地面积的26%,因而这里也是中国地质学家开展地质科学研究的重要根据地。尽管青藏高原在地质科学研究中占据着重要地位,但由于高寒缺氧,人们对该区众多重大地质问题的认识仍相当有限,却也留给后人追赶地质科学研究步伐的绝佳时机。

图0-2青藏高原大地构造简图(吴福元等,)

在西藏的南部地区,主要出露有冈底斯岩基、雅鲁藏布江缝合带、特提斯喜马拉雅、高喜马拉雅等地质单元,记录了包括新特提斯洋的扩张形成与俯冲消亡、岛弧岩浆作用与大陆增生、印度-欧亚大陆碰撞乃至高原隆升等一系列地质过程的历史,是研究大洋俯冲、大陆碰撞以及圈层相互作用的天然实验室。

位于拉萨地体和特提斯喜马拉雅之间的就是世界闻名的雅鲁藏布江缝合带(图0-2)。该带主要包括北部的日喀则弧前盆地、南部的雅鲁藏布蛇绿岩(亦可简称为雅江蛇绿岩)及伴生的增生楔(图0-4)。

图0-4雅鲁藏布江缝合带地质单元组成

日喀则弧前盆地是世界上弧前盆地的典型,可与美国西部以GreatValley为代表的弧前盆地相媲美。它的研究对揭示活动大陆边缘的物质循环意义重大。特别是,现今很多学者都认为,蛇绿岩在很大程度上都与弧前盆地的形成有关。因而,该区也是检验蛇绿岩形成机制的最佳场所。对于南侧的蛇绿岩,它基本沿雅鲁藏布江分布,并以日喀则一带的日喀则蛇绿岩最为著名。此处我们只是强调,该蛇绿岩是研究新特提斯洋扩张的重要素材,而该大洋的扩张与消亡历史对青藏高原来说无疑至关重要。蛇绿岩的南侧经常出现混杂堆积,其变形强烈,岩块类型复杂。其基质既可以是蛇绿岩,也可以是泥砂质沉积岩。

雅鲁藏布江缝合带作为印度板块与亚洲板块的碰撞缝合线,是国内外地质学家重点研究的对象,该碰撞带的几何结构也是了解其他造山带特征的重要参考。我们给出3种印度-亚洲大陆碰撞模式示意图供大家参考。

图0-5印度-亚洲大陆碰撞模式示意图(Wuetal.,,有修改)

图0-5a是经典的碰撞模型,它认为印度大陆与亚洲大陆在55Ma左右直接碰撞,其间的新特提斯洋不存在洋内岛弧,属陆-陆直接碰撞。图0-5b是Aitchison等()所倡导的模型,认为新特提斯洋中存在洋内岛弧。该岛弧首先与印度在55Ma左右碰撞,然后该复合大陆在35Ma左右与亚洲大陆碰撞,属陆-弧-陆碰撞。相反,图0-5c认为在印度大陆与亚洲大陆之间存在一个TibetanHimalaya地块(vanHinsbergenetal.,)。该地块首先在50Ma左右与亚洲大陆碰撞,形成雅鲁藏布江缝合带,然后才是印度大陆与上述拼合块体的碰撞,大约发生在23Ma。在这一陆-陆-陆模型框架中,新特提斯洋的最终缝合线并不是雅鲁藏布江缝合带,而是高喜马拉雅南侧的某地。但该模型存在的地质证据目前还没被发现。

与此相关的另一个重要问题是,印度大陆与亚洲大陆究竟何时在此发生了碰撞?可能有人会问,印度-亚洲大陆碰撞时间的精细厘定真的那么重要?50Ma和60Ma不就差10Ma吗?如果我们保守地设定印度-亚洲大陆的汇聚速率为50mm/a(新生代初期大约为mm/a),那10Ma的时差将导致km的距离缩短,20Ma就对应0km,这些缩短量之差是检验板块碰撞及演化模式的关键。

年4月,中国地质大学(北京)、南京大学、中国科学院广州地球化学研究所、台湾大学和中国科学院地质与地球物理研究所等5家单位在拉萨组织召开了第四届海峡两岸“特提斯-青藏高原地质演化”学术讨论会,并在会后组织了野外考察。《印度-亚洲大陆碰撞带野外地质考察指南》(吴福元等著.北京:科学出版社,.10)就是在上述材料基础上增补而成,旨在为初次进入青藏高原的青年学者提供印度-亚洲大陆碰撞带的基本地质情况介绍,并希望通过野外考察掌握碰撞造山带的研究方法。

本考察手册的考察路线分为东、西两条。其中西线从拉萨出发,途经曲水、日喀则、拉孜至聂拉木,然后返回至日喀则,经白朗、江孜、康马、浪卡子,最终回到拉萨;东线从拉萨出发,途经林周、桑日、泽当、罗布莎等地。主要考察南侧印度大陆(高喜马拉雅变质基底、特提斯喜马拉雅沉积及喜马拉雅淡色花岗岩)、北侧拉萨地块(中-新生代火山-沉积地层、冈底斯岩基、日喀则弧前盆地),以及两者之间的雅鲁藏布缝合带(日喀则蛇绿岩及相关混杂堆积)。

图0-11野外考察路线

本考察路线是西藏地质科学考察的经典路线,各位读者可根据自身的专业领域和考察时间,适当调整考察路线及考察点。除了丰富的地质内容外,沿途还有众多著名的人文古迹和自然风光可供参观游览。

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