青藏高原岡瓦納大陸北界位置的再認(rèn)識

青藏高原岡瓦納大陸北界位置的再認(rèn)識

自巴馬湖-怒江縫合帶向南轉(zhuǎn)移至巴馬湖，經(jīng)東移、東移、丁青、嘉玉橋至八社縣的上林卡，經(jīng)左公玉、梅麗雪山、西班、昌寧-孟相連（圖1），向南連接泰國-青萊帶和馬來西亞-文冬帶，全長3000多公里。不但在青藏高原的地質(zhì)構(gòu)造,而且在深部地球物理反映的巖石圈結(jié)構(gòu)和組成上都是一條非常重要的分界線。當(dāng)前,中外地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)家對青藏高原巖石圈的結(jié)構(gòu)和組成,已經(jīng)取得了比較一致的認(rèn)識,即它是由岡瓦納大陸北部邊緣和亞洲大陸南部邊緣裂離出來的具有不同構(gòu)造屬性的原始地殼塊體共同建造起來的,這些塊體在性質(zhì)上屬于相鄰古老地盾或地臺(tái)的大陸邊緣的構(gòu)造裂離碎塊和塑性帶,在經(jīng)過特提斯洋兩側(cè)沿古大陸邊緣不同時(shí)期的裂谷作用或弧后擴(kuò)張、弧后盆地的萎縮消減以及弧陸、弧弧、陸弧碰撞后,形成的一系列碰撞造山帶。因而正確認(rèn)識岡瓦納大陸的北界,對青藏高原構(gòu)造格局、顯生宙特提斯演化和古地理重建具有重要意義。但迄今為止,人們對岡瓦納大陸的北界到底是可可西里—金沙江帶、雅魯藏布江帶,還是班公湖—怒江帶存在激烈爭論。近年來,隨著研究的深入,大量地質(zhì)、地球化學(xué)地球物理資料的獲取給重新認(rèn)識岡瓦納大陸北界這一問題帶來了新的機(jī)遇。本文的主要目的,是在回顧早期岡瓦納大陸北界不同觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上,展示近年來在青藏高原地質(zhì)調(diào)查研究中所取得的大量地質(zhì)和地球物理資料,提供班公湖—怒江縫合帶作為岡瓦納大陸北界的證據(jù)。1對新冠肺炎疫情下基瓦納北界的認(rèn)識對岡瓦納大陸的北界,中外地質(zhì)學(xué)家曾進(jìn)行過大量研究,觀點(diǎn)比較多,爭論也比較激烈,綜合起來主要存在三種不同觀點(diǎn):(1)岡瓦納大陸北界在昆侖山南緣及其以北常承法等(1974)認(rèn)為,喜馬拉雅及以北的岡底斯—念青唐古拉山、唐古拉山、昆侖山以及阿爾金山等的形成,可能都是從岡瓦納大陸北緣裂解出來的小板塊,由北而南從老到新或經(jīng)歷加里東、海西、印支燕山及喜馬拉雅期相繼與歐亞大陸南線碰撞的結(jié)果,因此,岡瓦納大陸北界應(yīng)在昆侖或阿爾金以北。另外一些學(xué)者認(rèn)為,受全球氣候控制,從北部赤道帶到南部溫帶,晚古生代生物群呈多樣性梯度變化,其間不存在一個(gè)代表消失大洋的縫合帶作為不同生物區(qū)系間一貫分隔的標(biāo)志,現(xiàn)今青藏高原及鄰區(qū)連同華北、華南、揚(yáng)子及印支等地塊均為晚古生代岡瓦納大陸的北部邊緣,各地塊間為淺?；虿贿B貫、規(guī)模不等的小洋或裂陷槽所分隔,因而認(rèn)為岡瓦納大陸的北界應(yīng)在塔里木—華北地塊北側(cè)。(2)岡瓦納大陸北界在龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江及其以北。范影年(1985)、李興振等(1990)主要根據(jù)動(dòng)物群面貌的分布特點(diǎn),認(rèn)為龍木錯(cuò)—岡瑪錯(cuò)—雙湖—瀾滄江縫合帶是岡瓦納大陸北界。李才等(1995)、鮑佩聲等(1999)根據(jù)冰海雜礫巖、動(dòng)物群以及蛇綠巖和由藍(lán)片巖所代表的高壓低溫變質(zhì)帶出發(fā),也將岡瓦納大陸北界置于該帶。黃志勛等(2000)從地層學(xué)和古生物學(xué)角度出發(fā),認(rèn)為羌塘地塊是一個(gè)從岡瓦納大陸分裂出來的微陸塊/地體,其大陸邊緣代表了岡瓦納大陸的北界,分界線在霍爾巴錯(cuò)—西亞爾崗地殼對接帶。而王乃文(1984)從古生物地理區(qū)系出發(fā),對中國晚古生代的生物地理區(qū)系進(jìn)行了分析,認(rèn)為羌塘—印支陸塊是岡瓦納大陸的北緣。梁定益等(1994)在研究早二疊世岡瓦納北緣的構(gòu)造古地理和雜礫巖成因時(shí),也將金沙江帶作為岡瓦納大陸的北界。還有部分學(xué)者認(rèn)為,由于羌塘地塊北部或東部(即昌都地塊)及蘭坪—思茅地塊晚古生代明顯親揚(yáng)子地塊,應(yīng)歸于古特提斯洋北側(cè)或歐亞大陸南緣的小地塊群,而拉薩地塊、保山—西布馬蘇地塊等是岡瓦納大陸北緣裂解下來的小地塊群,它們分別構(gòu)成古特提斯南或北部的島群。因此,岡瓦納大陸北界不越過“龍木錯(cuò)—雙湖—昌寧—瀾滄江”一線。(3)岡瓦納大陸北界在班公湖—怒江縫合帶及其以南。一些學(xué)者認(rèn)為,石炭二疊紀(jì)或早二疊世的特提斯為泛大陸東側(cè)楔形大洋或泛大洋的一個(gè)巨大海灣,北側(cè)為現(xiàn)歐亞大陸南緣的印支、揚(yáng)子、華南及華北地塊等,南側(cè)為現(xiàn)伊朗、阿富汗中部、西藏、滇西及東南亞西部等,即著名的“基墨里大陸”,因而基墨里大陸的北界就是岡瓦納大陸的北界。這與岡瓦納大陸的北界是班公湖—丁青—怒江縫合帶的認(rèn)識是一致的。也有學(xué)者從古植物區(qū)系關(guān)系、構(gòu)造關(guān)系以及地層學(xué)關(guān)系出發(fā),將岡底斯山歸屬于亞洲古陸南緣,喜馬拉雅置于岡瓦納古陸內(nèi)部,認(rèn)為印度河—雅魯藏布江縫合帶是印度地塊與亞洲地塊碰撞前的界線,提出岡瓦納大陸在西藏境內(nèi)的北界應(yīng)為雅魯藏布江縫合帶。少數(shù)學(xué)者根據(jù)晚古生代化石生物群的混生以及晚古生代到三疊紀(jì)蛇綠巖或蛇綠混雜堆積形成的構(gòu)造環(huán)境可能多是拉分或紅海型小洋盆,認(rèn)為當(dāng)時(shí)不存在廣闊深邃的古特提斯洋,可能為微古陸與小洋盆、海灣相間的構(gòu)造格局,全區(qū)以淺海為主(所謂淺水特提斯),那時(shí)地球較小,陸塊基本未分裂,根本就無所謂岡瓦納與勞亞大陸的分界問題。由此可見,人們對岡瓦納大陸北界的位置分歧非常大,爭論也非常多,有時(shí)即使是同一學(xué)者在不同時(shí)期也有不同認(rèn)識。究其原因,人們常常把岡瓦納大陸北界與生物分區(qū)界線聯(lián)系起來,有時(shí)即使考慮到了除生物群之外的其它證據(jù),也很不全面,并且多數(shù)相關(guān)資料都是20世紀(jì)七八十年代獲得的,資料的不系統(tǒng)性給本來就非常復(fù)雜的岡瓦納大陸北界問題的正確認(rèn)識帶來了更大難度。對班公湖—怒江縫合帶在青藏高原地質(zhì)研究中所處的重要地位,筆者早在20年前就進(jìn)行過初步討論,其中有些至今仍可以得到地質(zhì)和地球物理的驗(yàn)證。近年來,隨著青藏高原空白區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查的開展以及各項(xiàng)地質(zhì)地球物理研究工作的深入,已經(jīng)積累了大量新的地質(zhì)和地球物理資料,這些資料為重新認(rèn)識岡瓦納大陸北界和評價(jià)班公湖—怒江縫合帶在青藏高原地質(zhì)研究中的地位和作用帶來了新的機(jī)遇。本文下面主要利用近年來獲得的各種地質(zhì)和地球物理資料,提供班公湖—怒江縫合帶作為岡瓦納大陸北界的相關(guān)證據(jù),以供討論。2奧陶紀(jì)—班公湖—怒江縫合帶作為岡瓦納大陸北界的地質(zhì)證據(jù)近年來,隨著青藏高原空白區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查的開展以及地質(zhì)研究工作的深入,大大提高了人們對青藏高原地質(zhì)狀況的認(rèn)知水平,對班公湖—怒江縫合帶也同樣如此。我們多年來的研究發(fā)現(xiàn),在班公湖—怒江縫合帶南北兩側(cè),地質(zhì)演化歷史有著重大差異,體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)基底差異。南昆侖蛇綠混雜巖帶以北,為前寒武紀(jì)秦祁昆變質(zhì)基底,并且中祁連—湟源陸塊、全吉陸塊、柴達(dá)木陸塊的前寒武組成、結(jié)構(gòu)及地質(zhì)演化歷史與塔里木古陸塊有很好的相似性。南昆侖和班公湖—怒江蛇綠巖帶之間的羌塘—三江地區(qū),其中的微陸塊均是裂離自揚(yáng)子地臺(tái)西緣的變質(zhì)軟基底,以小塊殘余、強(qiáng)變形變質(zhì)基底的零星出露為特征。班公湖—怒江縫合帶以南,在中元古代、新元古代是印度地臺(tái)的邊緣沉積帶,在經(jīng)歷了500~600Ma時(shí)的重要構(gòu)造熱事件之后,形成角閃巖相和綠片巖相變質(zhì)巖,構(gòu)成了“泛非期變質(zhì)基底”,分布于高喜馬拉雅帶。岡底斯—拉薩地塊中可見零星出露的念青唐古拉群,常呈構(gòu)造殘?bào)w出露于白堊紀(jì)或新生代深成侵入體中。簡言之,班公湖—怒江縫合帶南側(cè)為5.5~6億年左右的泛非基底,而北側(cè)相當(dāng)于揚(yáng)子大陸裂離的微陸塊,為10億年左右的晉寧基底。(2)蓋層差異。在班公湖—怒江縫合帶以南地區(qū),迄今尚無有古生物證據(jù)的寒武紀(jì)沉積記錄(除印度鹽嶺地區(qū)),奧陶紀(jì)底界面記錄了泛非造山事件,隨后長達(dá)5億年的淺海陸緣沉積(厚10000m以上)與古生代—中生代特提斯洋的擴(kuò)張有聯(lián)系。從喜馬拉雅到岡底斯北緣,出露有奧陶紀(jì)—始新世較完整的沉積序列,主要表現(xiàn)為淺水陸緣海的周期性海侵海退過程,并且從北喜馬拉雅沉積帶(如聶拉木剖面)和岡底斯帶(如申扎剖面)的沉積序列中,均已識別出至少有8次構(gòu)造海平面升降變化的海進(jìn)/海退超層序:在喜馬拉雅沉積帶,中泥盆世、早石炭世、早二疊世、晚二疊世、晚三疊世(諾利克期,T32)、中侏羅世、晚侏羅世、早白堊世和古新世的基底砂巖單元,標(biāo)志了每一超層序的初始海進(jìn)部分,接著細(xì)碎屑泥頁巖及泥灰質(zhì)單元沉積,其上又被海退碳酸鹽沉積覆蓋;岡底斯帶早石炭世、中晚石炭世、晚二疊世、晚三疊世、中侏羅世、晚侏羅世、中白堊世和古新世的底界均表現(xiàn)為層序不整合界面。從喜馬拉雅到岡底斯,上古生界的層序不整合界面有滯后發(fā)育的趨勢,不僅反映出特提斯域中岡瓦納大陸北緣的海平面變化,而且記錄了晚古生代以來的各種伸展不整合事件、特提斯消亡的碰撞匯聚事件以及氣候變化等各種作用過程。班公湖—怒江帶以北的顯生宙時(shí)期則表現(xiàn)為完全不同的、普遍不完整的沉積記錄,僅在一些揚(yáng)子板塊分離出來的殘余陸塊上,有的只有晚古生代以來的沉積記錄,有的只有晚三疊世沉積蓋層,有的只有侏羅紀(jì)沉積蓋層。沉積蓋層特征顯示,南側(cè)喜馬拉雅—岡底斯顯生代基本上均存在連續(xù)的海相沉積記錄,而北側(cè)多數(shù)表現(xiàn)為晚古生代至中生代不完整的沉積蓋層。(3)多島弧盆系的時(shí)空結(jié)構(gòu)差異。班公湖—怒江縫合帶以北,是早古生代秦祁昆弧盆系和晚古生代藏北(羌塘)—三江弧盆系(圖1)。早古生代,受原特提斯洋和古亞洲洋的雙重制約,形成了昆侖山以北的奧陶紀(jì)昆侖多島弧盆系,出現(xiàn)近東西向的昆侖前鋒弧和康滇海岸山陸緣弧。昆侖前鋒弧北側(cè)的塔里木、祁漫塔格帶、柴達(dá)木、阿爾金、柴北緣帶、南祁連山、野馬南山—拉脊山帶等地的早古生代地質(zhì)歷史,是多島弧、弧后海底擴(kuò)張與弧后盆地萎縮、消亡和弧弧碰撞、弧陸碰撞的歷史。泥盆紀(jì)時(shí),該區(qū)大部分已轉(zhuǎn)化為陸地,成為華北陸塊西南緣的一部分,前鋒弧的南面則為特提斯洋。羌塘—三江在晚古生代至中生代是弧后擴(kuò)張、多島弧盆系統(tǒng)發(fā)育、弧弧碰撞、弧陸碰撞的演化史(圖1)。自昆侖前鋒弧和康滇陸緣弧裂離的殘余弧南移到唐古拉山—他念他翁一帶,構(gòu)成晚古生代特提斯洋北側(cè)的唐古拉-他念他翁前鋒弧,包括岡瑪錯(cuò)—雙湖帶、北羌塘、北瀾滄江帶、昌都、蘭坪、金沙江、中咱、義敦、甘孜—理塘帶等地,構(gòu)成了班公湖—怒江縫合帶以北的晚古生代—中生代弧盆系或多島弧造山構(gòu)造域。班公湖—怒江縫合帶以南,已有證據(jù)表明存在從石炭紀(jì)開始轉(zhuǎn)化為活動(dòng)型大陸邊緣的信息,中生代是西藏群島的弧盆演化史(圖1)。特提斯洋南側(cè)的伯舒拉嶺—高黎貢山巖漿弧是岡瓦納晚古生代—中生代前鋒弧。前鋒弧南側(cè)是晚古生代—中生代西藏群島(岡底斯—喜馬拉雅)弧盆系,晚侏羅世—早白堊世雅魯藏布江蛇綠巖以及獅泉河、申扎—納木錯(cuò)等蛇綠巖帶的發(fā)現(xiàn),是目前青藏高原以至中國大陸內(nèi)保存最好、最完整的蛇綠巖“三位一體”組合,代表了特提斯洋向南俯沖誘導(dǎo)出的一系列弧后擴(kuò)張盆地。因此,在時(shí)空結(jié)構(gòu)上,班公湖—怒江縫合帶以北的秦祁昆地區(qū)是早古代的小洋盆、弧后洋盆,時(shí)代主要是—∈3—O,羌塘—三江地區(qū)是晚古生代的小洋盆、弧后洋盆,時(shí)代主要是C3—P;而班公湖—怒江縫合帶以南主要是J—K的弧后洋盆。(4)主碰撞造山事件的時(shí)空特征差異。北部羌塘—三江地區(qū)主體表現(xiàn)為上三疊統(tǒng)與下伏地層的不整合,如羌塘地區(qū)的上三疊統(tǒng)(如肖茶卡群)與下伏石炭—二疊系的造山不整合,昌都陸塊東側(cè)江達(dá)火山弧與晚三疊世東獨(dú)組與下伏地層的造山不整合以及伴隨金沙江弧后洋盆向西俯沖的火山巖漿熱事件等,秦祁昆地區(qū)主體表現(xiàn)為泥盆系與下伏地層的造山角度不整合;而南部岡底斯地區(qū)主體表現(xiàn)為晚白堊世竟柱山組或設(shè)興組與下伏地層的造山角度不整合以及隨后的白堊紀(jì)末65Ma左右的印度與歐亞大陸之間的碰撞造山事件等。(5)石炭—二疊紀(jì)的冰川事件差異。冰川事件可分為大陸冰川、陸緣冰川和漂浮冰山。岡瓦納大陸及其北側(cè)特提斯洋,類似南極大陸及其北側(cè)的南太平洋。西藏空白區(qū)填圖中已有大量成果,對石炭—二疊紀(jì)的含礫砂板巖綜合分析后發(fā)現(xiàn),印度陸內(nèi)為大陸冰川沉積,印度河—雅魯藏布江帶以南以陸緣海泥石流沉積為主,班公湖—怒江以南以冰融滑塌雜礫淺海沉積為主,班公湖—怒江以北地區(qū)以含冰融落石沉積為主。具體表現(xiàn)為:喜馬拉雅帶在聶拉木—吉隆地區(qū)顯示出陸緣冰川泥石流沉積,岡底斯帶在措勤—措麥地區(qū)表現(xiàn)為淺海斜坡含礫砂泥巖和重力滑塌砂礫巖沉積。班怒帶北側(cè)羌塘地區(qū)為含礫泥板巖夾硅質(zhì)巖,其中的礫石是來自岡瓦納漂冰的垂落物,而濁積巖型的泥板巖是特提斯洋盆的沉積物。所以,以含礫板巖的出現(xiàn)部位作為劃分大陸邊界的標(biāo)志值得重新考慮。(6)冷水和暖水動(dòng)物群的時(shí)空分布差異。在班公湖—怒江縫合帶以南,特提斯喜馬拉雅帶早二疊世時(shí)以冷水型動(dòng)物群Eurydesma為主,含個(gè)別溫水Stepanoviella腕足動(dòng)物群和Sphenophyllumminor、Pecopteriscf.unita等華夏植物群分子;岡底斯帶措勤地區(qū)在晚二疊世堅(jiān)扎弄組既發(fā)現(xiàn)Glossopteris與Phyllothecaexqraustralis等岡瓦納植物群代表性分子,又發(fā)現(xiàn)Dicranophylum等華夏大羽羊齒植物群的代表性分子,顯示兩者共存混生的特點(diǎn)。拉薩林周地區(qū)以含Chaiellalatisinuata的Bandoproductus腕足動(dòng)物群、Deltopecten等雙殼動(dòng)物和Peruvispira腹足類等化石組合為主。在班公湖—怒江縫合帶以北以東地區(qū),在日土多瑪?shù)貐^(qū)早二疊世早期以冷水型動(dòng)物群Eurydesma為主,含NeospiriSubansiria腕足以及OriocrassatellaSchizodus雙殼等冷暖混生型動(dòng)物組合以及Misellina、Cancellina、ParafusulinaPseudofusulina等類和Szechunophyllum、Wentzelella等珊瑚類暖水型生物分子為特征;早二疊世晚期Fistuliporalabratula、Streblotrypa等冷溫水型苔蘚蟲,在晚二疊世熱覺茶卡組產(chǎn)典型的華南型植物化石,金沙江帶以北強(qiáng)巴欠日山東側(cè)的Solemya(Janeia)Tibetica、Edmondiasp.Sedgwickiasp.等冷溫水型雙殼動(dòng)物以及木孜塔格一帶發(fā)現(xiàn)冷水型單通道蜓。總之,冷水和暖水動(dòng)物群以班公湖—怒江縫合帶呈對稱分布,即南側(cè)岡底斯帶為冷暖混生區(qū),特提斯喜馬拉雅帶以冷水動(dòng)物群為主體,含個(gè)別暖水型分子;北側(cè)南羌塘帶為冷暖混生區(qū),北羌塘—昌都及其以北為暖水型動(dòng)物群為主體,含個(gè)別冷水型分子我們認(rèn)為不能以個(gè)別冷水型分子的出現(xiàn)來認(rèn)定岡瓦納大陸的北界,正如不能以喜馬拉雅暖水型分子的出現(xiàn)來認(rèn)定泛華夏大陸群南界一樣,在此前提下,無論是從生物還是沉積角度,將生物分區(qū)界線和巖相界線放在班公湖—怒江縫合帶較為合理,這一界線也是岡瓦納大陸的北界。(7)新生代火山巖漿活動(dòng)差異。班公湖—怒江縫合帶以南的岡底斯帶(圖1),主要以侵入巖漿活動(dòng)為特色,雖然目前有第四紀(jì)火山活動(dòng)跡象,但火山活動(dòng)主要集中在古近紀(jì)(活動(dòng)峰期為55~50Ma),明顯早于班公湖—怒江縫合帶以北,并且分布面積大,以中鉀高鉀鈣堿性火山活動(dòng)為特征,而中新世岡底斯帶的火山巖漿活動(dòng)分布不連續(xù),規(guī)模不大。班公湖—怒江縫合帶以北的新生代火山巖漿活動(dòng)十分引人注目(圖1),是全球大陸內(nèi)部火山活動(dòng)的典型區(qū)域之一,火山活動(dòng)時(shí)代主要集中在40~35Ma,20~10Ma,6~0Ma,主體表現(xiàn)為大面積的、以高鉀鈣堿性系列和橄欖粗玄巖系列等鉀質(zhì)、高鉀質(zhì)火山巖漿活動(dòng)為主。因而,班公湖—怒江縫合帶南北兩側(cè)不同時(shí)代不同規(guī)模和不同性質(zhì)的巖漿活動(dòng),反映出兩側(cè)巖石圈內(nèi)部或巖石圈下面具有不同的熱狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)上述班公湖—怒江縫合帶南北兩側(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及演化歷史上的差異,我們有理由推論,班公湖—怒江縫合帶是岡瓦納大陸的北界。值得指出的是,班公湖—怒江縫合帶本身獨(dú)特的時(shí)空結(jié)構(gòu)、地質(zhì)特征以及該帶南北兩側(cè)構(gòu)造變形、構(gòu)造組合特征的差異也十分顯著,限于篇幅,將另文詳細(xì)闡述。3能力及地質(zhì)意義前新生代地質(zhì)構(gòu)造的時(shí)空結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成,是認(rèn)識青藏高原新生代構(gòu)造的基礎(chǔ)。古構(gòu)造格局強(qiáng)烈制約著青藏高原的形成過程,是理解現(xiàn)今青藏高原地殼、巖石圈結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成的前提?，F(xiàn)今大量地球物理資料的獲取,為青藏高原新構(gòu)造、大地構(gòu)造的時(shí)空結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成和演化過程提供了重要依據(jù)。(1)地殼結(jié)構(gòu)差異。對青藏高原近20多年的地球物理工作,孫鴻烈等(1998)在進(jìn)行高度綜合和提升后指出:在藏南喜馬拉雅、格爾木—楚瑪爾、青藏高原北部分別識別出八層、五層和七層速度結(jié)構(gòu),并特別指出高原南部從亞東到安多段(班公湖—怒江縫合帶以南),地殼內(nèi)有上下兩個(gè)低速高導(dǎo)層,兩者位置大體一致,南部上部低速高導(dǎo)層在喜馬拉雅地區(qū)厚約4~9km,層速度為5.6~5.8km·s-1,深度為15~16km,而在藏北地區(qū)(班公湖—怒江縫合帶以北),上部低速高導(dǎo)層變薄,僅4~5km,層速度為5.5~5.8km·s-1,埋深20~30km。班公湖—怒江縫合帶以南下部低速高導(dǎo)層厚約14km至極薄,層速度為6.0~6.2km·s-1,埋深在50km以下或接近莫霍界面。而班公湖—怒江縫合帶以北的沱沱河到格爾木一帶地殼內(nèi)只有上部低速高導(dǎo)層,沒有下部低速高導(dǎo)層。(2)巖石圈厚度差異。無論從反射地震還是大地電磁測深探測結(jié)果都表明,青藏高原巖石圈地幔的平均厚度在90~40km。關(guān)鍵在于,班公湖—怒江縫合帶南北巖石圈厚度是有顯著差別的:在班公湖—怒江縫合帶以南,巖石圈厚度在90~120km,班公湖—怒江縫合帶以北的巖石圈厚度各家推算結(jié)果不太一致,大體在160~210km。西部剖面改則以北巖石圈厚度可達(dá)230km,總體呈向北加厚傾斜的趨勢。同時(shí),由于存在明顯的軟流圈物質(zhì)上涌現(xiàn)象,這里的巖石圈地幔較薄,有的地域如雅魯藏布帶下方軟流圈物質(zhì)幾乎直接與下地殼相接。據(jù)G.Kosarev等(1999)、趙文津等(2002)所作的高精度地震層析成像研究(圖2),印度巖石圈地幔以高速(vPn=8.1~8.4km/s)為特征,向北加深時(shí)發(fā)生拆離,直至班公湖—怒江縫合帶對應(yīng)的深部南側(cè),北部亞洲大陸巖石圈以速度低(vPn<8.0km/s)為特征,也出現(xiàn)向南的俯沖入(尚需進(jìn)一步證實(shí)),兩者接對擠向下插入軟流圈,同時(shí)很有可能導(dǎo)致軟流圈上涌和部分巖石圈地幔物質(zhì)側(cè)向擠出,并誘發(fā)了岡底斯和羌塘地區(qū)堿性鉀質(zhì)和高鉀質(zhì)火山巖沿構(gòu)造薄弱帶脈動(dòng)性上涌噴流。這一過程還可能制約了中新世高原周邊垂向擠出構(gòu)造、一系列近南北向—北東向地塹帶以及岡底斯斑巖成礦帶的形成因此,將班公湖—怒江縫合帶厘定為青藏高原隆升過程中最重要的、巖石圈尺度上的地幔上涌、殼幔物質(zhì)交換、地殼楔狀體疊置的大地構(gòu)造轉(zhuǎn)換邊界,值得地學(xué)界進(jìn)一步多學(xué)科綜合研究。在統(tǒng)一的青藏高原上,深部結(jié)構(gòu)差異如此之大,南部雅魯藏布江一帶巖石圈厚僅約100km,而北部可達(dá)160~230km,如此巨大差異是如何產(chǎn)生的,筆者認(rèn)為這可能與印度巖石圈板塊(包括岡底斯島弧)與亞洲大陸巖石圈沿班公湖—怒江縫合帶的強(qiáng)烈匯聚碰撞,以及后繼(60~50Ma)沿雅魯藏布弧后洋盆向北俯沖消亡、陸陸碰撞密切相關(guān)。增厚的巖石圈地幔有一部分可能就是特提斯大洋巖石圈沿班公湖—怒江帶向南俯沖增生的殘?bào)w。(3)巖石圈電性結(jié)構(gòu)差異。80年代以來的大地電磁測深研究表明,在班公湖—怒江縫合帶以南,普遍存在殼內(nèi)雙高導(dǎo)層,地下巖層可分為6個(gè)主要電性層:第1層是厚度為10~25km的高阻層;第2層是上地殼高導(dǎo)層,厚度為5~12km,這一高導(dǎo)層埋深較淺;第3層是高阻層,深度為25~50km;第4層是殼內(nèi)第二高導(dǎo)層,埋深為35~65km,由于此高導(dǎo)層埋深深,藏南又是高熱流區(qū),推測第二高導(dǎo)層是由于印度板塊向北擠入過程中摩擦升溫使巖層部分熔融或者是幔源物質(zhì)上涌侵入地殼內(nèi)所致,高原中西部地區(qū)的綜合地球物理剖面研究發(fā)現(xiàn),在洞錯(cuò)地區(qū)40km深度有一低速、高導(dǎo)、高密度體,推測它是來自地幔深部的基性超基性部分熔融物質(zhì);第5層為殼幔高阻層,包括下地殼和上地幔蓋層,深度為60~100km;第6層為軟流層,頂面埋深為100km。藏中及藏南地區(qū)巖石圈厚度為100km,除去70~75km厚的地殼,上地幔蓋層只有25~30km,所以藏中和藏南地區(qū)具有厚殼薄幔及熱殼熱幔特征。班公湖—怒江縫合帶以北,未發(fā)現(xiàn)殼內(nèi)雙高導(dǎo)層,這一地區(qū)巖石圈可分為4個(gè)主要電性層:第1層為上地殼高阻層(含地表蓋層),厚度為10~25km;第2層是殼內(nèi)高導(dǎo)層,埋深為15~35km;第3層是殼幔高阻層,此層厚度在不同地區(qū)變化很大,特別是從岡底斯山脈北部至羌塘南部,厚度急劇增加,班公錯(cuò)—怒江縫合帶是巖石圈厚度陡變帶,其南側(cè)岡底斯帶,中西部地區(qū)巖石圈厚度為100km,東部為110~150km,其北側(cè)羌塘地區(qū),巖石圈厚度劇增為230km(中西部)和210km(東部),這說明藏北地區(qū)是厚殼厚幔結(jié)構(gòu),具有冷殼冷幔特征;第4層是軟流層,埋深遠(yuǎn)大于藏南地區(qū)(孫鴻烈等,1998)。從班公錯(cuò)—怒江縫合帶是巖石圈厚度陡變帶的特點(diǎn)說明,班公錯(cuò)—怒江縫合帶是一條貫穿巖石圈的深層斷裂,是印度大陸巖石圈板塊的北界。INDEPTH3階段MT提供的電性剖面上顯示了青藏高原上地殼為一高阻層,下地殼為低阻的電性層,高、低電性層界線分明。在深部低阻電性層內(nèi)出現(xiàn)一相對導(dǎo)電層,從德慶南向北緩傾斜延伸這一相對導(dǎo)電層以班公錯(cuò)—怒江縫合帶為界分成南北兩段:以南在德慶下部為15km深,向北延伸到班戈花崗巖體下面為30km深,傾角較陡,并與其下面更深處一近直立的高導(dǎo)層相連;以北在班公湖—怒江縫合帶下部深30km,雙湖下深40km。整個(gè)青藏高原地殼內(nèi)部,高導(dǎo)層分布具有南淺北深、低角度疊瓦狀俯沖的特征。不同的是藏南地區(qū)殼內(nèi)有兩個(gè)高導(dǎo)層,藏北地區(qū)殼內(nèi)只有一個(gè)高導(dǎo)層。至于高導(dǎo)層究竟與哪一地質(zhì)層相當(dāng),還需要進(jìn)一步研究。(4)熱異常及熱流差異。青藏高原地表水熱顯示600多處,其中普遍存在高溫沸泉、間歇泉、噴氣孔、水熱爆炸等現(xiàn)象。特別是班公湖—怒江帶以南地區(qū),高地?zé)犸@示十分普遍而且強(qiáng)烈。班公湖—怒江帶以北地區(qū)地表水熱顯示較少,溫度亦較低。班公錯(cuò)—怒江縫合帶南北兩側(cè)不僅地表熱流顯示差異明顯,深部熱現(xiàn)象也非常明顯,從目前高原僅有的幾個(gè)熱流值測量數(shù)據(jù)看,班公錯(cuò)—怒江縫合帶以南的熱異常亦極為顯著(圖3):在羊卓雍錯(cuò)平均為146mW·m-2,普莫雍錯(cuò)為91mW·m-2,羊八井為108mW·m-2,羊應(yīng)鄉(xiāng)為364mW·m-2,倫坡拉盆地為140mW·m-2;而班公湖—怒江縫合帶以北的沱沱河僅為47mW·m-2,東昆侖北麓為42mW·m-2,錫鐵山為40~47mW·m-2。雖然這些直接測量的實(shí)際數(shù)據(jù)不多,但這些數(shù)據(jù)仍明顯地反映出班公湖-怒江縫合帶兩側(cè)熱流值具有南高北低的差異,反映了地球物理場的差別,指示了兩側(cè)巖石圈熱狀態(tài)存在差異,即北部羌塘—巴顏喀喇、昆侖—柴達(dá)木為“厚殼厚?！焙汀袄錃だ溽！毙偷膸r石圈結(jié)構(gòu),南部岡底斯—北喜馬拉雅為熱幔巖石圈結(jié)構(gòu)特征。(5)地磁場分布特征差異。通過MAGST衛(wèi)星亞洲總強(qiáng)度磁異常圖(圖4),反映出中國西部最醒目的負(fù)異常大致是在班公湖—怒江縫合帶以南的喜馬拉雅負(fù)異常區(qū),異常中心位于86°E、28°N處,該負(fù)異常位于珠峰北部的老定日一帶,中心強(qiáng)度為-9.9nT。班公湖—怒江縫合帶以北是亞洲地區(qū)的最大的正磁異常區(qū)———塔里木正磁異常區(qū),中心位于84°E、38°N處,中心強(qiáng)度為10.2nT。造成深部負(fù)磁異常的因素是青藏高原南部地區(qū)的深部物質(zhì)要比高原周邊鄰區(qū)的物質(zhì)熱且強(qiáng)度低,并具有厚殼薄幔特征及獨(dú)特的構(gòu)造生熱過程(如上地殼伸展自熱、巖石圈拆沉部分、地殼重熔、