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Lithosphere:青藏高原东缘丹巴背斜的新生代剥蚀历史:来自低温温热年代学的证据

2017-06-05

大约50百万年前的印度板块与欧亚板块的碰撞造成了地壳上千公里的南北向汇聚和青藏高原的形成。在青藏高原的东缘形成了落差超过4千米的龙门山,但是其现今的GPS缩短速率却很低。前人使用下地壳流模型来解释这种高落差-低缩短速率的矛盾,但是2008年汶川大地震造成了6-8米的、沿龙门山断裂带的倾向滑动。通过地震反射剖面和地震数据的研究,龙门山断裂带被认为表现出断坡-断坪的特征。目前研究区存在的构造学问题包括:龙门山断裂带是否向西延伸至高原内部?高原内部是否也存在上地壳缩短或者说上地壳变形和中下地壳增厚在高原内部的隆升中分别起了多大的作用?
松潘甘孜褶皱带位于龙门山西侧,其主要由强烈变形、绿片岩相的三叠系复理石组成。丹巴背斜(也称之为丹巴穹窿)位于松潘甘孜褶皱带的最南端,与松潘甘孜褶皱带其它区域不同的是,丹巴背斜出露了更高变质、更古老的岩石(古生代变质岩及前寒武的结晶基底)。前人研究揭示出丹巴背斜核部的黑云母铷-锶年龄为30百万年左右,表明其新生代以来遭受了强烈的剥蚀,但是由于热年代学的年龄数据量较少,其新生代的详细剥蚀历史还不清楚。365娱乐游戏平台活动构造研究室的谭锡斌副研究员、徐锡伟研究员及其合作者,在丹巴地区进行了详细的新生代剥蚀历史研究,获得了33个新的裂变径迹年龄。结合前人研究所获得的年龄资料,给出了丹巴地区更详细的新生代剥蚀历史,并对其构造机制进行了讨论。研究结果显示,丹巴背斜和龙门山地区的剥蚀历史较为相似,表明龙门山断裂带的滑脱面可能延伸至丹巴背斜地区。丹巴背斜西南翼的年龄明显年轻于东北翼,即新生代以来丹巴背斜的构造运动表现出不对称的现象(图1),可能是受到鲜水河断裂带活动的影响,也表明新生代背斜活动的动力来源于西南侧。另外,丹巴背斜新生代以来的差异剥蚀约5千米,大约占其中生代以来(经历最高变质过程)的总差异剥蚀量的一半左右(图2),表明丹巴背斜的新生代构造运动是在其中生代构造运动基础上受到印度-欧亚板块碰撞影响的复活。对于其最新活动性如何?能否发生破坏性大地震?仍然需要做进一步研究。



图1、丹巴背斜地区沿北东-南西向的的热年代学年龄分布



图2、丹巴地区现今地表岩石自中生代以来的温度分布图


以上研究结果发表在国际知名地学期刊Lithophere上(Tan X.B., Y.H. Lee, X.W. Xu, K.L. Cook, 2017. Cenozoic exhumation of the Danba antiform, eastern Tibet: Evidence form low-temperature thermochronology. Lithosphere, doi:10.1130/L613.1.)

http://lithosphere.geoscienceworld.org/content/early/2017/05/18/L613.1