大峡谷是怎么形成的?

时间:2017-01-28 18:52:07
频道:地球故事
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大峡谷是怎么形成的?

随着精密测绘参数的获得(国家测绘局,1999年2月发布),雅鲁藏布大峡谷是世界第一大峡谷已经成为不可争辩的事实。在年轻的青藏高原上何以能形成这样如此壮观、雄奇的大峡谷?这与该地区特殊的地质构造和岩石圈物质与结构的调整有着密切的关系。考察多年的研究表明:雅鲁藏布大峡谷形成的直接原因是该地区的地壳在近3百万年以来的快速抬升,并与深部地质作用过程有关。利用裂变径迹方法获得15万年以来大峡谷地区的抬升速度达到30毫米/年,是世界上抬升最快的地区之一。气候证据表明大峡谷地区是一个“热点” ,推断是有类似于地幔羽的热源存在,但缺乏直接的地质证据。最近的地质考察获得了完整的岩石学和构造地质学证据,表明大峡谷形成的根本原因是该地区存在着软流圈地幔上涌体。

据季建清地质学家(1999)研究,在大峡谷的核心地段,大致从米林县派乡到西兴拉,主要是一套相当于下地壳根带深度形成的高压麻粒岩相岩石。该麻粒岩相地体是由印度大陆的东北端组成,是世界上最年轻的麻粒岩相岩石之一。其变质作用与印度大陆和欧亚大陆之间的碰撞过程所发生的陆内俯冲作用有关。区域上这套麻粒岩相岩石普遍经受了后期与构造变形作用相关的角闪岩相退变质作用过程,岩石组构显示是一个与快速抬升相关的有含水流体参与的变质变形事件,这一事件在时空上显示不均匀分布的特点。大峡谷地区与两大陆碰撞和持续会聚有关的构造变形迹有两组:一组是以左旋走滑兼具逆冲的近东西向构造为主,反映了印度大陆与欧亚大陆南北碰撞构造变形的特征,时代与两大陆的闭合时限相当;另一组是印度大陆东北端挤入欧亚大陆楔状体东西边界发育的东北向构造,地质考察(杨逸畴摄)西边界是以米林-林芝左旋走滑兼具西盘向上斜冲的变形带为主的剪切带,东边界是阿尼桥右旋走滑断裂为主的构造带,其活动年代约从两大陆闭合延续至今。过去一直推测在雅鲁藏布大峡谷地区印度大陆与欧亚大陆的接合部位有蛇绿岩的发育,并且是沿着雅鲁藏布江河谷分布。在1998年围绕雅鲁藏布大峡谷的科学探险活动中证实它的具体位置在大峡谷的西兴拉-各布拉一线,二者的接合形式为走滑变形带。它不严格循着雅鲁藏布江中河谷,也没有发现象雅江中、上游河段河谷中那样广泛出露的蛇绿岩套。在接合带北侧,与南侧高压麻粒岩相地体相对应的是一套眼球状花岗质糜棱岩,与之相当的变形层次限于中上地壳,构造片理北西走向,北东倾近直立,是雅鲁藏布江出现主干河道上大瀑布的重要原因之一。

最有意义的是,在上述退变高压麻粒岩地体和两大陆接合带附近,沿着近东西向韧性构造带,侵入了一套由超基性碱性杂岩-碳酸岩组成的完整岩石系列(钟大赉等,1998)。侵入岩为岩筒、岩脉产状,宽度30厘米--12米。超基性碱性杂岩脉体边缘相或小规模岩筒中为角闪橄榄石岩,中央相为角闪金云母橄榄辉石岩。金云母、斜方辉石、单斜辉石和角闪石、尖晶石等是主要矿物相,并能发现文石、霞石和橄榄石等。碳酸岩围岩中出现强烈的地幔热液蚀变或交代,在脉体的中央镶有结晶的块状碳酸岩。主要的碳酸盐矿物是文石,有含量不等的霞石、金云母、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、石榴石等。还发现具有碳酸岩火成岩判别意义的、过去已有报道的矿物星叶石。这样的岩石组合通常来自地幔,多是响应软流圈的上涌和热力作用、岩石圈减薄中地幔岩石发生减压增温溶融形成。火成碳酸岩是地幔溶体结晶分异作用晚期阶段的产物,碳酸岩与超基性碱性杂岩成分和矿物的含量呈过渡特征也说明了这一点。地质推断它们的形成时限很年轻,初步的同位素年代学结果证明是5-8百万年以来形成的。这套岩石组合的发现为论证大峡谷的形成是由于该地区存在地幔上涌体而引起的热力抬升提供了充分的岩石学证据。因此,雅鲁藏布大峡谷地区与峡谷形成相关的地质特征和美国科罗拉多大峡谷基本相似,是地幔上涌体或地幔热点作用的结果,引起岩石圈的减薄和类似的岩浆作用,相应地壳的快速抬升形成了大峡谷。

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