嘉黎断裂带
喀喇昆仑-嘉黎断裂带是由Armijo(1989)提出的,被认为是青藏高原的南界。然而,对如此重要的区域性断裂带的空间分布和第四纪活动性的研究却很少。在Tapbonnier (1982)新生代构造变形模式中,高原挤压的南界为喀喇昆仑-克里断裂,由三条演化历史不同的断裂带组成。班公湖西段沿喀喇昆仑右旋走滑断裂西北段,中段沿改则、东措一线大致沿班公湖-怒江缝合带分布,东段自东措向东,经嘉义。关于向东南延伸的断裂带的空间位置有许多疑问。阿米卓(1989)认为有两种可能:一种是沿帕隆藏布河谷穿过察隅以北,然后直进怒江河谷;另一种是转向SE与下岔峪断层相连(图5-26);任金伟等(2000)和沈骏等(2001)主张后一种连接方案,认为向东挤压的高原不存在高右旋走滑速率的连续南边界断层。
图5-26嘉黎断裂带东段分布图
嘉黎断裂带是指喀喇昆仑-嘉黎断裂带的东部及其东延伸部分。断裂西北起于那曲南部,向东南经桑地、麦迪藏布、阿扎、老甲里,沿龚毅藏布河至通麦。然后沿贡日格布曲向东南走,经过上岔峪、下岔峪出境。按断裂构造自西向东可分为三部分:一是那曲南-桑巴段北西向断裂;第二个是沿龚毅藏布河的NWW断层;第三是北西向的通麦-下岔峪断裂。总的来说,该断层属于新生代强变形带,部分断层第四纪活动强烈,对铁路工程安全意义重大。我们对嘉黎断裂带进行了野外考察,重点考察了那曲(当雄)至下岔峪一带的构造活动,取得了一些新的认识。
二、断裂前第四纪活动的特征
念青唐古拉山与桑巴之间,拉萨地块中部呈东西向分布一条宽2 ~ 5 km的脆韧性变形带。Armijo等人(1989)和新一代1: 1.5万青藏高原及邻区地质图均将该断裂带与念青唐古拉山东南部的ne向断裂相连,后者继续向西与NWW相接。为了与第四纪嘉里断裂相区别,Armijo等人(1989)将念青唐古拉山与桑巴之间的东西向新生代剪切带命名为“当雄-嘉里断裂”。由于资料有限,本书只讨论了羊八井以东的断层特征,采用了Armijo等人的断层名称。
1.羊八井-桑巴段
念青唐古拉山的东南侧,形成了一条缓倾至南向的大型韧性变形带,一般称为念青唐古拉韧性剪切带(NSZ),总体走向北东,倾向南东,倾角20° ~ 30°。沿走向延伸超过95公里,构成念青唐古拉山和当雄-羊八井盆地东南部的分界线。念青唐古拉韧性剪切带主要发育在念青唐古拉中新世花岗岩的东南部,部分穿过上元古界古峪念青唐古拉群中深变质岩和石炭-二叠纪浅变质岩系的残余(照片5-7-1),西南穿过羊八井,然后转向西与NWW走向的断裂相连,延伸至NE-EW向的叶理带和劈理带,最后延伸至东北方向的桑秉厝。念青唐古拉韧性剪切带糜棱岩出露宽度一般为1 ~ 3 km,羊八井盆地西部糜棱岩出露宽度为4 ~ 5 km,主要由花岗质原生糜棱岩、糜棱岩和糜棱岩片岩组成。念青唐古拉韧性剪切带中的早期糜棱岩相当于前人所描述的眼球状花岗片麻岩,主要分布在韧性剪切带的西北部,有σ形长英质眼球状残斑,长2-6 cm,宽0.5~2.5 cm,残斑间有糜棱岩片理。长英质眼球状残体大小一般为3 ~ 10 mm,含量约为50% ~ 75%。骨料呈眼球状分布,与剪切面理一起构成S-C组构。
糜棱岩的S-C组构表明韧性剪切带的上盘一般呈东西向运动,属于区域性重要的伸展拆离构造。在强变形带,发生绿片岩相-低角闪岩相动力变质作用,形成绿泥石片岩、绢云母片岩、长石石英片岩、黑云母片岩、变质岩、黑云母斜长片岩和黑云母石英片岩等动力变质岩,早期形成的冷情花岗片麻岩和念青唐古拉岩群有明显的绿片岩相退变。
念青唐古拉韧性剪切带存在大量弱变形花岗岩和变质岩,部分地区强变形糜棱岩带和弱变形岩石交替分布,沿部分糜棱岩片岩充填不同厚度的长英质岩脉,形成层状构造景观。韧性剪切带西北部发育早期糜棱岩和糜棱岩化花岗岩,属于弱韧性剪切变形;向东南方向逐渐转变为不同成分的长英质糜棱岩和糜棱岩片岩,发育拉丝构造和核幔构造,属于韧性剪切变形强烈的部分。
念青唐古拉韧性剪切带向ne方向延伸,宽度逐渐减小,直至当雄电站糜棱岩带消失,变成物理化学带和解理带。随着北东东向的倾斜和挤压,念青唐古拉山花岗岩出露面积逐渐减小,直至念青唐古拉山东北段消失,上覆石炭纪地层广泛出露。在NSZ东北侧的劈理和叶理带,石炭纪沉积地层经历了强烈的动力变质作用和固体塑性流变,形成了大量的构造叶理和断层台阶(照片5-7-1)和倾向ne向的构造线理,以及十字石、硅线石、石榴石、硬绿泥石、绿泥石、绢云母和白云母。沿走向,NSZ呈南西上升,北东向下降的变化趋势。念青唐古拉韧性剪切带沿SE向延伸至当雄-羊八井盆地基底岩系中,倾角20° ~ 30°。
图5-7嘉里断裂野外地质特征
关于念青唐古拉糜棱岩的时代,Harrison等人(1995)在古伦曲进行了系统取样,完成了39Ar/40Ar热测年。结果表明,NDS的形成和快速隆升时间为4 ~ 9 Ma BP,主要发生在5 ~ 8 Ma BP,对应于高原隆升期后的一次重要区域构造热事件。
在羊八井-当雄盆地西缘,晚期高角度正断层切割早期韧性剪切带和糜棱岩,构成羊八井-当雄裂谷盆地的边界断裂,形成陡峭的断崖和线性断三角。念青唐古拉山东段韧性剪切带与高角度边界正断层和羊八井-当雄盆地裂谷具有动态成因联系。
2.桑巴-通麦段
龚毅藏布江沿岸的NWW向断裂以线性沟谷为特征(图5-27a、图5-27b),断裂构造单一,由两条平行分布的新老断裂组成。老断层的地貌特征是一系列的隘口或断崖,它们分布在龚毅藏布河的右岸或半坡上。沿断裂带有连续分布的厚层石灰岩和古近系紫红色砂岩透镜体(图5-27a)。断层产状和透镜体陡峭或垂直,这种地貌东西向延伸近100公里。在巴塔村南部,紫色砂岩和石灰岩互层的构造切片几乎沿断裂带垂直分布,石灰岩风化成正常地形。东面可见紫色砂砾岩作为构造切片夹在垂直构造带中。形成时间应为晚新生代以来。
3.通麦-下岔峪段
北西向通麦-下查峪断裂主要分布在贡日格布曲流域和贡日格布曲沿线。在下岔峪镇西北7 km处的贡日嘎布曲右岸,灰色黑云母斜长片麻岩呈片麻岩状构造。经过韧性变形,片麻岩形成眼球状斜长石碎块定向排列,其糜棱岩面理产状为60°∠75°,由黑云母等片状矿物组成的拉伸线理为150°∠20°。断层经过上茶峪和下茶峪后,转向近南北向,延伸至缅甸境内与实皆断层相连,在西藏境内长度近300 km。断裂以通麦附近新元古代花岗岩强烈变形和定向为特征,冈底斯岩群片麻岩为20°∠73°。岩石由黑云母暗色矿物集合体条带和长英质脉交替排列组成,以长英质为主,长英质脉具有强烈的韧性剪切变形(照片5-7-3),延伸至SE杂岩体。下岔峪镇以东10 km处桑曲河右岸公路沿线连续出露一条7 km长的韧性剪切带。一个巨大的韧性剪切变形带由石榴石黑云母糜棱岩、眼球状花岗岩糜棱岩和弱片麻岩花岗岩组成(照片5-7-4)。原岩为变质古峪变质岩和中生代花岗岩,糜棱岩面理和片麻岩花岗岩稳定,走向365438+。构造变形特征表明,通迈-下岔峪断裂是一条晚新生代右旋斜向逆冲走滑断裂。
三。断层的第四纪构造活动
1.那曲南-桑巴段北西向断裂。
桑巴以西,主要构造线为北西向,断裂带由具有明显右旋走滑特征的北西向断层和近SN-向张性正断层组成。北西向断裂多为盆山边界断裂,具有明显的错动地貌,不同时期冲沟交错,发现了最新的古地震断裂带,并能看到非常新鲜的断层陡坎。晚更新世时期,在罗尔玛东农与者空玛、冲长浪之间的冰碛上形成一个高度为0.5~3m的断层陡坎,泉水沿断层走向(100)呈线性分布。北北东向断裂和北西向右旋走滑断裂在成因上密切相关,共同构成了北北东向伸展地堑和其末端北西向右旋走滑断裂的特殊构造组合。在地堑或半地堑的边界发育NNE向伸展的正断层,如达仁盆地东侧的正断层陡坎,类似于滑坡后缘的陡坡(沈骏等,2001)。
2.龚毅藏布河畔的NWW断层。
在阿扎西,SN-走向河流的东西两侧有ⅲ级河流阶地,东侧有一些阶地,但已向东位移了1.500m。基岩西侧灰色石灰岩直立,走向东西,东西向的嘉里断裂从其北山坡穿过。龚毅藏布江沿岸的新断裂大多沿河谷延伸,但确切位置难以确定,深河被断裂改造的迹象不明显。仅在局部发现新的断层活动。Armijo(1989)在阿扎区拉芬盆地南侧发现了一条非常清晰的地震形变带,我们在实地考察时也在阿扎区东二河阶地发现了一个地震隆起,但规模较小。
老嘉里县西部出露古近系紫红色砂岩和砾岩,其中有多条S向断层。断面密集发育擦痕和台阶,表明断层运动正常。紫红色砂岩和砾岩均为碎块和透镜体,紫红色砾石间夹有极厚的石灰岩透镜体。地貌正常,断层带宽1040 m,南侧与上古生界应时砂岩断层接触。在接触带形成厚度为4 m的黑色断层泥(图5-27e)。断层泥中遗留有多处强烈褶皱变形的灰白色应时砂岩透镜体,北侧花岗岩形成宽10 m的破碎岩带,但无韧性变形,可能属于第四纪变形。
从龚毅湖到索通,有8个温泉或沸泉沿断层呈直线分布。通麦长青沸泉温度可达94℃,水量可达6L/s,同时该段也是地震多发区,尤其是龚毅湖2号断层右台阶斜交的岩桥区(图5-26)。断层活动和地震活动经常导致滑坡的出现和复活,因此该段目前高度活跃。这说明全新世以来,嘉黎断裂带虽然活动性不强,但在毗邻伸展盆地的局部地区表现出较强的活动性,盆地外的活动性明显减弱。这一现象与滇西北红河断裂北段的凤仪-丁溪岭断裂及其他连接盆地与峡谷的断裂带十分相似。从以上事实看来,嘉黎断裂的走滑活动是伴随着伸展活动的。
3.北西向通麦-下岔峪断层
根据卫星图像的解释,前人认为嘉黎断裂沿贡日格卜曲向东南延伸。由于河流强烈的下切和稳定的延伸,水流方向与区域构造线方向一致。这一现象使人们相信,在第四纪仍然活动的嘉黎断裂或其分支可能沿贡日格布曲延伸了300多公里(Armijo等人,1989)。为了证实上述认识,我们在2006年夏天沿着贡日格布曲从下岔峪追溯到上岔峪以北。由于军事管制,我们只观察了沿河以北50公里的部分。
沿贡日格布曲向北,沿途可见150 ~ 200m的拔河河砾石层,厚度3 ~ 5m。砾石很圆,呈圆形-亚圆形。砾石成分以灰色花岗岩为主,砾石粒径10 ~ 40cm,局部夹砾石层,厚度0.5 ~ 1m。这些砾石无疑是贡日嘎布曲高地上的残积物,在细砂夹层中取的TL样品为27.91±2.37 kabp,表明晚更新世以来贡日嘎布曲遭受了约200 m的强烈下切,下切速率高达7.2 mm/a,与东喜马拉雅构造结上新世以来的隆升速率一致。磷灰石裂变径迹年龄表明,该区自65438±0ma BP以来的隆升速率达到5 ~ 65438±00mm/a,至今仍保持在65438±00mm/a(丁琳等,65438±0995),由此可以推断,上新世以来东喜马拉雅构造的快速隆升是贡日嘎布曲强烈底切的主要原因。由于该地区位于东喜马拉雅构造结的东南部,构造隆升速率高,且该地区降雨量大,河流作用强,大部分地区难以见到河流阶地的保存。贡日嘎布曲左岸偶见拔河10 m、25 m左右的ⅰ、ⅱ级河流阶地,这些阶地连同叠加其上的冲洪积扇完好无损,未发现断层错动迹象(图5-27c)。但目前有限的调查还不能排除该断层段第四纪活动的可能。一方面,本堆和碧村沿断层有45 ~ 63℃的温泉,说明断层仍有活动。另一方面,1950的M = 8.6的地震位于断层以西不到30公里处,莫尔纳尔和邓(1984)认为这是一条沿喜马拉雅山的逆冲断层。如果是这样的话,这条断层应该是东喜马拉雅构造结地区的一条重要的发震断层。
图5-27嘉里断裂带构造变形剖面图及照片
综上所述,嘉黎断裂属于晚新生代和第四纪活动断裂,是青藏高原东南部一条重要的区域性断裂构造。其第四纪活动具有分段性,强烈活动段局限于断层斜桥区和伸展盆地段,控制了地震活动、温泉分布和滑坡灾害的形成与演化。龚毅湖和通麦段是受影响最大的地区。