中大新聞網訊(通訊員王宇揚、王洋)在匯聚造山帶的構造演化的晚期階段,其運動學特征和變形樣式往往發生顯著轉變。如自印度-亞歐板塊初始碰撞~40 Ma后(中-晚中新世),青藏高原東南緣經歷了從斜向擠壓到走滑-伸展的轉換,且區域斷裂系統廣泛發生運動學性質的反轉。但是該區域性構造反轉的時限及驅動機制仍不明確,制約了對陸內造山過程與動力學的理解。
圖一:青藏高原東南緣構造綱要圖
滇西北裂陷系位于紅河斷裂北西端(圖一),毗鄰喜馬拉雅東構造結,經歷了古生代-中生代特提斯洋俯沖閉合相關的多期造山作用,新生代以來又受到高原隆升和側向擴展擠出的影響,發育了復雜的斷裂體系,并伴隨強烈地震活動,形成顯著的盆嶺地貌(圖二)。本研究通過對滇西北裂陷區開展了詳細的構造-沉積分析,結合磷灰石(U-Th)/He與裂變徑跡熱年代學分析,構建了該區新生代變形時序。基于新處理的地球物理資料以及GNSS觀測數據,分析了研究區內主要活動斷裂的構造活動性以及地殼變形特征。
圖二:滇西北裂陷系地質圖
本研究的構造和沉積觀測結果表明,該區在58-36Ma期間發育的一系列的沉積地層經歷了明顯的縮短變形(圖三),指示了該區在始新世晚期至漸新世/中新世早期廣泛發育了逆沖-褶皺體系,并伴隨有區域性的快速剝露與地貌隆升。
圖三:古近系沉積建造及縮短構造
此外,通過梳理從東南亞到高原東南緣內廣泛發育的中-新生代盆地、褶皺-逆沖帶、剪切帶、變質雜巖體等的構造演化過程,本研究揭示了一個從馬來半島直到我國滇西地區的的近南北向巨型斜向匯聚造山帶。
滇西地區盆地內沉積的最老新近系地層約為7.8Ma(圖四),盆緣斷裂具有顯著正斷分量,碎屑磷灰石AFT數據指示該區在~10Ma發生加速剝蝕,這些證據暗示了該區域在中新世晚期-上新世期間轉換為伸展構造,并形成盆-嶺相間的地貌景觀。
圖四:新近系沉積建造
最后,基于前人的地球物理及大地測量資料,本研究重新處理并分析了這個地區內現今的變形特征。表明其現今為高剪切應變率,高面膨脹率的強拉張區,其主拉應力方向接近北東向(圖五),其地殼深部則表現出部分熔融的性質。
圖五:現今變形特征
綜合地質與地球物理觀測,本研究提出斜向匯聚帶的地殼增厚過程使得深部地殼溫度升高,弱化了下地殼與上地幔的強度(尤其是在富水的條件下),并導致造山作用晚期的重力垮塌,驅動滇西北裂陷系發生顯著的構造轉換(圖六)。
圖六:滇西北裂陷系新生代構造演化模式
該論文以中山大學地球科學與工程學院碩士研究生王宇揚為第一作者,王洋教授為通訊作者,發表在國際著名地學期刊《Tectonics》: