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喜马拉雅中东段~（40）Ar/~（39）Ar年代学及热史演化研究

作　者: 龚俊峰
导　师: 韩宝福；季建清
学　校: 北京大学
专　业: 构造地质学
关键词: 喜马拉雅 亚东 东喜马拉雅构造结 构造 气候 40Ar/39Ar
分类号: P597.3
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 272次
引　用: 2次
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内容摘要


对喜马拉雅造山带岩体的热史演化研究不仅能为山脉的隆起历史提供精确的年代学坐标,也能为检验造山带的隆起模型及新构造样式提供基础资料。在喜马拉雅造山带中东段,系统的针对岩体热史演化的研究尚处于起步阶段,喜马拉雅山的隆升之谜也一直没有彻底解开。本文选择位于喜马拉雅中段亚东地区的亚东—哲古拉剖面以及位于东喜马拉雅构造结的雅鲁藏布江沿岸派乡—扎曲段、那木拉峰西坡以及多雄拉峰东坡等四条剖面,利用精细的阶步加温和单次全熔40Ar/39Ar年代学方法,试图构建喜马拉雅中段及东喜马拉雅构造结岩体热史演化的年代学框架,以期解开喜马拉雅造山带中东段的抬升之谜。在喜马拉雅中段亚东地区,以出露于亚东县城以北约40 km处哲古拉地区的退变质高压麻粒岩为窗口,以其中的峰期变质矿物黑云母及退变质矿物角闪石的阶步加温40Ar/39Ar年代学方法约束的高压变质作用之后的两期退变质事件年龄分别为48.5和31.1 Ma,其寄主岩石黑云母钾长花岗岩中的黑云母和钾长石40Ar/39Ar年龄分别为11.5和12.6 Ma,为后期冷却年龄。同时,高压麻粒岩中的锆石U-Pb结果为17 Ma,为其被花岗岩捕掳的年龄,其寄主岩石中的锆石U-Pb年龄集中在>1800和841 Ma,为原岩年龄信息。在亚东县城以南的两处花岗质片麻岩中,锆石U-Pb年龄分别为1149和474 Ma,为原岩和泛非变质事件的年龄,黑云母单次全熔40Ar/39Ar年龄为11.3和11.0 Ma,磷灰石裂变径迹年龄分别为7和8 Ma。亚东以南岩体与哲古拉高压麻粒岩的寄主岩石中的黑云母40Ar/39Ar年龄一致,说明在亚东—哲古拉剖面上,岩体同时冷却至黑云母对Ar同位素体系的封闭温度（320℃）,推测之后在78Ma前近同时冷却至110℃。根据亚东—哲古拉剖面的年代学信息,可以大致刻画高喜马拉雅结晶岩系的构造演化历史:高喜马拉雅结晶岩系的原岩在>1000 Ma前形成之后,经历了泛非变质事件的改造,之后随着印度大陆向欧亚大陆的俯冲碰撞,经历了高压变质事件,并在48.5和31.1 Ma退变质,在31.117 Ma期间发生部分熔融而滞留于中下地壳1524 km深度处,在177 Ma前以通道流的方式快速折返至近地表,之后缓慢剥露于地表。东喜马拉雅构造结是气候与构造相互作用的典型地区,本文尝试使用单颗粒高精度单次全熔40Ar/39Ar法对采自雅鲁藏布江大峡谷下游墨脱县城以南约50 km处地东河段的细粒现代河沙进行年代学测试,建立东喜马拉雅构造结的热史演化序列,并通过与代表全球气候变化的18O、13C浓度变化曲线和印度大陆向北运动的速度、角度变化曲线的对比,揭示气候、构造因素与东喜马拉雅构造结热史演化的耦合,推定热史演化与气候、构造过程的关系。同时,本文对东构造结地区进行了大量地面定点样品的40Ar/39Ar年龄分析,结果表明,雅鲁藏布江沿岸派乡—扎曲段岩体及那木拉西坡共18件富钾矿物的阶步加温40Ar/39Ar年龄集中于1.3和2.5 Ma,而多雄拉东坡黑云母40Ar/39Ar年龄平均值为4 Ma左右。一方面,大量小于3 Ma的40Ar/39Ar年龄表明东构造结的大规模隆升开始于上新世中期,另一方面,多雄拉东坡与西坡40Ar/39Ar年龄的差异是由于南迦巴瓦—那木拉—多雄拉峰顶连线以西发育的北东走向掀斜构造所引起的差异性抬升和剥蚀所造成,该掀斜构造开始发育于4.0～2.2 Ma期间,且一直活动到现在,其动力源自气候与构造的共同作用。喜马拉雅中段与东构造结不尽相同的热演化历史说明二者的隆升方式和时代存在明显差异。喜马拉雅中段主要在177 Ma前以通道流的方式快速隆升,之后的抬升过程相对缓慢;东喜马拉雅构造结则主要在3 Ma以来,以地壳均衡作用为背景的掀斜式抬升为主要隆升模式。二者抬升的驱动力则较为相似,都是南北向挤压作用下的气候驱动,即是构造控制下构造与气候的共同作用。

全文目录


摘要  2-4
Abstract  4-8
前言  8-14
第一章 喜马拉雅造山带的基本地质特征  14-21
  第一节 青藏高原的基本地质特征  14-15
  第二节 喜马拉雅造山带的主要构造边界  15-17
  第三节 喜马拉雅造山带中的高压变质岩石  17-19
  第四节 东喜马拉雅构造结低温年代学  19-21
第二章 ~(40)Ar/~(39)Ar年代学方法  21-29
  第一节 ~(40)Ar/~(39)Ar年代学方法的原理  21-24
  第二节 常规~(40)Ar/~(39)Ar年代学方法的操作及数据处理流程  24-26
  第三节 ~(40)Ar/~(39)Ar年代学方法的特点  26-27
  第四节 关于~(40)Ar“过剩”与“丢失”  27-29
第三章 喜马拉雅中段哲古拉花岗岩中高压麻粒岩包体及其主岩的~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究  29-38
  第一节 地质产状和岩石样品特征  30-32
  第二节 ~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究  32-35
  第三节 年代学结果的地质意义  35-37
  第四节 结论  37-38
第四章 高喜马拉雅结晶岩系亚东—康马剖面Channel flow挤出模型的年代学约束  38-54
  第一节 地质背景与样品采集  39-41
  第二节 年代学测试  41-47
  第三节 亚东—哲古拉剖面的年代学演化  47-49
  第四节 通道流（Channel flow）模式  49-50
  第五节 喜马拉雅中东段亚东—康马剖面通道流的时限  50-53
  第六节 结论  53-54
第五章 东喜马拉雅构造结气候构造作用下热史演化的~(40)Ar/~(39)Ar年代学记录  54-63
  第一节 地质背景与样品采集  55-56
  第二节 激光~(40)Ar/~(39)Ar年代学测试  56-57
  第三节 河沙单颗粒激光~(40)Ar/~(39)Ar年代学方法  57-58
  第四节 单颗粒激光年龄与气候及构造事件年代的对比  58-62
  第五节 结论  62-63
第六章 东喜马拉雅构造结岩体冷却的~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究  63-73
  第一节 地质背景与样品采集  63
  第二节 ~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究  63-70
  第三节 讨论与结论  70-73
第七章 雅鲁藏布大峡谷多雄拉剖面~(40)Ar/~(39)Ar年代学及掀斜构造  73-89
  第一节 地质背景  73
  第二节 喜马拉雅东构造结低温热年代学  73-83
  第三节 多雄拉地区的掀斜构造样式  83-88
  第四节 结论  88-89
第八章 主要结论和存在的问题  89-91
附表  91-131
参考文献  131-144
发表文章  144-145
致谢  145-148

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地球化学 > 同位素地质学与地质年代学 > 地质年代学
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