注：本文为国家 973*计划项目
印度与欧亚大陆主碰撞带及其成矿响应*(编号2002CB 412601)资助的成果O 收稿日期:2006-02-15；改回日期:2006-05-24；责任编辑：郝梓国~刘志强O
作者简介：王刚 男 1973年生O 博士研究生O 主要研究青藏高原及周边地区中新生代构造和地貌演化O 通讯地址:100029 北京市德外祁家豁子 中国科学院地质与地球物理研究所青藏室；电话:***********;Email :Wanggang mail .iggcas .ac O怎样连接wifi
高黎贡山脉南部的晚新生代构造-重力垮塌及其成因升旗手事迹
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王刚1) 万景林2) 王二七1 3)
1)中国科学院地质与地球物理研究所 北京 100029;2)中国地震局地质研究所 北京 100029
3)中国科学院青藏高原研究所 北京 100085
内容提要：云南西部高黎贡山脉构成青藏高原东南边界的一部分 平均海拔3000m 以上 山脉南部高度突然下降到海拔2000m 左右 线性延伸的山体变为平缓起伏的面状高地O 野外工作发现 这一地貌突变是由于伸展变形和重力垮塌造成的O 晚新生代以来高黎贡山脉中段和南段东西两侧均发育伸展构造 其中分隔
盆地与山脉地貌单元的主要正断层被称为高黎贡山脉东坡和西坡主边界正断层 它们控制了山脉两侧盆地沉积及腾冲地块内部的火山喷发作用 造成山脉与盆地的地势差距~山体的构造剥蚀以及水系的下切O 高黎贡山脉及其西侧的腾冲地块构成青藏高原周边唯一的伸展边界O 这些伸展构造是畹町~瑞丽~梁河等左行走滑断裂的尾端转换构造O 畹町断裂的左行走滑运动将上部地壳物质向东~向西拉开 使得高黎贡山脉南部发生构造-重力垮塌变形 形成三角形的构造窗 暴露出由变质结晶岩系构成的保山地块基底O 磷灰石裂变径迹年龄表明 大约距今14Ma 开始的构造-重力垮塌去顶作用首先发生在山脉南部 并逐渐向北发展 高黎贡山脉中部在距今8~5Ma 进入伸展构造的强烈活动期O
关键词：高黎贡山脉；伸展构造；重力垮塌；腾冲；怒江；去顶；裂变径迹
青藏高原边界多为高耸的山脉 前人的研究工作表明 这些山脉是晚新生代以来在印度与欧亚大陆碰撞过程中由于构造挤压形成的 例如南部的喜马拉雅山脉(Gansr 1964;Burbank et al . 1996;Parrish et al . 1993) 北部的阿尔金山脉(刘和甫等 1999;Yin et al . 2000)东北的祁连山脉(Yin et al . 2000) 西北的西昆仑山脉(Wang et al . 2003) 以及东部的龙门山(Chen et al . 1994)等O 耸立在青藏高原东南边缘的滇西高黎贡山脉平均海拔3000m 以上 是一条重要的南北向地质~地貌界线(图1) 高黎贡山脉和其西侧的腾冲地块构成青藏高原东南缘三江地区的西边界 山体向南到龙陵地区后高度突然下降到2000m 左右 线性的山体变为平缓起伏的面状高地(图2) 山脉地貌变化的机制研究还未开展O 晚新生代以来在高黎贡山脉西侧腾冲盆地内部的火山喷发作用尤其受到地学工作者的关注O 许多学者指出晚新生代以来
在腾冲地区发生了伸展变形(钟大赉等 1991;Wang et al . 1997；姜朝松等 2003;Socguet et al . 2005) 腾冲火山喷发作用和盆地沉积正是在这种伸展背景下形成的 但目前还没有工作对发育于高黎贡山脉东西两侧的伸展构造进行几
何学描述和运动学机理阐述 也缺乏年代学数据对伸展变形的时间加以限制O 有研究表明高黎贡山脉东侧及怒江地区存在活动的逆冲推覆构造(丁林 1991) 有的发育活动的右行走滑断裂(吴根耀 1991) 这表明对东坡的构造性质的认识存在分歧O 作为一条长期存在的重要地质界线 高黎贡构造带及其两侧的地块具有复杂的地质演化过程 只有在查清晚新生代构造变形的基础上才有可能恢复之前的构造变形历史；厘定伸展变形与盆地沉积~火山喷发作用的关系及其时间演化序列 对于理解青藏高原东南边缘新生代变形特征~水系下切的过程和高原面演化历史有着重要的意义O 本文的研究区域集中于高黎贡山脉南部 对高黎贡山脉东西两侧的晚新生代变形进行了详细的几何学描述和测量 并对采集于山体不同部位的磷灰石样品进行了裂变径迹年龄测定 借此确定高黎贡山脉的去顶历史O
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区域地质~地貌概况
高黎贡山脉大体呈南北向线性延伸 长约
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600km 是伊洛瓦底江和怒江的分水岭O 北部位于云南省贡山独龙族怒族自治县境内 是怒江与梅开
第80卷
第9期
2006年9月
地质学报
ACTA GEOLOGICA SINICA
格格不入Vol.80No.9Sept .2006
炖猪蹄汤图1高黎贡山脉的地形地貌在DEM影像上的表现
Fig.1Landscape of the gaoligong Mountain on DEM(digital elevation model
恩江的支流独龙江的分水岭海拔平均4km以上最高峰嘎瓦嘎普峰5128m山体东西宽30km以上表现为山岭~河谷相间的地貌O六库至腾冲之间山体变得狭长宽度多在20km高度逐渐下降山脊线海拔多在3800~3200m O在大脑子峰(海拔3780m以南山体西侧发育界头~腾冲~芒棒等盆地盆地低处海拔1400m与山脊高差达2200m表现为盆岭地貌而山体东侧怒江河谷也变得更加宽阔O镇安以南线形延伸的的山
体变为平缓起伏的面状高地海拔高度进一步降低到2000m左右O在瑞丽中缅边界地区山体海拔降到200m左右为起伏不大的丘陵地貌O现将高黎贡山脉分为三段描述：北段指六库以北G中段指六库镇安G南段指镇安以南O本文主要讨论中段和南段O
组成高黎贡山脉中段和南段山体的主要是一套中寒武统前寒武系变质岩系和动力变质岩系称
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第9期王刚等：高黎贡山脉南部的晚新生代构造-
重力垮塌及其成因
姓张的男明星之为高黎贡群和公养河群 云南省地质矿产局 1 0) 根据微古植物化石 ~冰筏落石
等证据 有研究将山体西坡的浅变质岩系划定为震旦系 下寒武统 赵成峰 2000) 沿山体出露韧性剪切带 被称为高黎贡断裂 丁林 1 1) 其东侧为保山地块 图3) 震旦系 中寒武统变质细碎屑岩公养河群构成其基底 其上为上寒武统 中生界碎屑岩 碳酸盐岩和玄武岩构成的沉积盖层 西侧为腾冲地块 上部主要为弱变形的石炭系 三叠系碳酸盐岩与碎屑岩沉积 古近系 第四系陆相火山岩 河湖相碎屑岩沉积等构成的沉积盖层 元古宇变质沉积岩系高黎贡群可能构成其基底 但由于强烈的构造改造层序难以恢复 并可能卷入了年轻地质体 因此对于腾冲地块有没有结晶基底存在争议 丁林 1 1 季建清 1 钟大赉等 1 ) 新生代之前两个地块经历了不同的演化历史 中生代新特提斯洋的闭合 导致两个地块沿现今的班公湖 怒江一线发生拼接 高黎贡山 怒江带则是该缝合线的南延部分 李继亮 1 ) 24Ma 以来印支地块被从青藏高原内部挤出 左行的红河 哀牢山断裂 Tapponnier et al . 1 6)与右行的高黎贡断裂 季建清等 2000a 20001)一起构成该逃逸块体的东西两个边界 在东西向的挤压作用下右行的高黎贡断裂发生弯曲并最终被废弃 西边界继续向西迁移为实皆断裂 Wang et al . 1 7) 中新世和上新世以来研究区则以一系列左行走滑运动 Wang et al . 1 7 樊春等 2004)和频繁的以玄武岩为主的火山喷发作用 穆治国等 1 7)为特色 火山作用集中于高黎贡山脉西侧 在其东侧保山地块内部则不发育
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高黎贡山脉西坡伸展构造
高黎贡山脉中段山脊海拔3600多米 西侧发育
界头 腾冲 梁河 芒棒等盆地 从山脊到盆地内部 地势呈阶梯状下降 最低处海拔约1300m 二者相对
高差达2300m 山体与盆地之间以多条阶梯状下降的向西倾斜的断裂分隔开来 断裂发育在震旦系 下寒武统浅变质碎屑岩系之中 岩性可见板岩 砂岩 砾岩 大理岩等 岩石已经强烈韧性变形而成糜棱岩 断裂附近为一条平行于山体延伸方向的构造破碎带 其中岩石强烈破碎为碎裂岩 形成马鞍状的凹地形 上盘相对下降 没有明显的走向错动 有的地方可见断层上盘向西滑动造成的牵引褶皱现象 根据这些特征可判断这些断裂为正断层 其中断层三角面清晰高大 南北线性延伸明显的主要断裂称之为高黎贡山脉西坡主边界正断层 它控制了山体西侧盆地的发育 是地质与地貌的重要界线 主边界正断层倾向西 倾角约40 ~65 断层三角面高度30~150m
单龙河 九渡河等横向河流自东向西切穿断层三角面 河谷呈~V 字形 见众多的跌水和瀑布 河谷中有巨大的花岗质砾石 这些横向河流自源头到流出山谷水平方向上只流动了4km 而落差达到1. km 表明这些河流形成的时间是较新的
大坝村附近主边界正断层分为上下两条 在卫星遥感影像中呈线性延伸 两条断裂最大水平距离约2km
南北延伸15km 之后交汇到一起 图3) 西侧低处的断裂构成新近系盆地湖相沉积与下伏变质岩系的界线 断层三角面高约30m 东侧高处的断裂断层面更加清晰完整 三角面高约100m 倾向南西 倾角约35 上盘靠近断裂处 岩石强烈破碎 可见断层泥及断层角砾岩 角砾成分为片麻岩 下盘为一套变质砂岩 片岩 结晶灰岩 石英岩组合 断裂通过处呈现马鞍状凹地 断层三角面发育在变质砂岩中 其中的暗色云母类矿物呈现弱的定向排列 沿断面倾向倾伏 是正断层滑脱时形成的
界头盆地内部沉积了一套上新世杂色河湖相碎屑沉积 超覆于元古宙 早中生代变质岩和侵入岩之上 并被第四系浅色更新统冰水沉积所覆盖 在界
图2
高黎贡山脉中段至南段地势变化示意图 剖面位置见图1)
Fig .2
Topographic profile a a /)from intermediate ction to south ction in the gaoligong Mountain location es Fig .1)
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621地质学报
2006
年
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图3高黎贡山脉及其邻近地区地质略图
Fig.3Geological sketch map of the Gaoligong Mountain area
头附近上新世地层向南东缓倾倾角lO ~l8 界头盆地与其西侧的腾冲盆地内部分别发育明光河和龙川江两条河流位于它们之间的块体构成地垒构造其中曲石西北的大地山顶地区海拔2OOO m以上三叠系灰岩中发育有喀斯特地貌代表一个古夷平面该夷平面倾向东倾角约l5 上新世地层和夷平面向东倾斜反映了高黎贡山脉西坡正断层的上盘向西滑脱时造成的盆地向东的掀斜图界头盆地向北地势逐渐升高并最
终消失盆地北部单龙河附近近南北向的主边界正断层在野外和遥感影像中线性延伸还是比较清楚的继续向北线性影像逐渐模糊上下盘的地势差逐渐缩小垂直断距逐渐变小正断层逐渐消失界头盆地西侧为腾冲盆地的北段腾冲盆地南段强烈的第四纪火山喷发作用到北段逐渐减弱消失
主边界正断层在蒲琴附近图伸展量较小向北~向南伸展量逐渐增加蒲琴北侧为界头盆地南侧为芒棒盆地芒棒盆地是一个走向近南北的半地堑盆地东侧以主边界正断层与高黎贡山脉相接西侧由燕山期喜马拉雅期花岗岩构成一个地垒构造向北与上述大地山顶地区的地垒构造相接二者被龙川江及其支流明光河所切断该地垒构造西侧为梁河断裂控制的腾冲梁河盆地盆地两侧发育级阶地云南省地质局l
图高黎贡山脉中段西坡东西向构造剖面图b b剖面位置见图
ig.E-W trending structural profile b b on the west side of intermediate ction
of gaoligong Mountain e ig.for location
l泥岩 2 砂岩砾岩三叠系 5 石炭系二叠系震旦系寒武系动力变质岩系8 玄武岩花岗岩
l O 正断层l~ 2 西坡主边界正断层
l Argillaceous rock 2 sandstone conglomerate rock Triassic 5 Carboniferous Permian Sinian Cambri
an dynamo-metamorphic rock8 basalt granite l O normal fault l~ 2 normal fault of main boundary in the west side of the Mountain
芒棒盆地沉积了一套河湖相火山碎屑地层前人根据古生物化石将这套地层划为新近系芒棒组云南省地质矿产局l 也有的研究在芒棒盆地中获得5.8 ~.2Ma的火山岩夹层K-Ar年龄云南省地质矿产局l82 丁林l l 季建清等2OOO b时代为中新世晚期芒棒组底部与下伏燕山期花岗岩相接触地层倾向东倾角约O 向上岩层倾角逐渐变缓最上部约l O 李锡康等2OO 可能为同构造沉积说明由于高黎贡山脉西坡正断层的倾向滑动造成上新世地层边沉积边向东掀斜盆地基底掀斜角度可达到O
高黎贡山脉南段高度逐渐降低在镇安北部高黎贡山山体最窄东西方向上仅l5km宽向南则山体的线性逐渐消失代之以面状的高地海拔由km 以上降到约2km图2 构成中段山体的下古生界元古宇变质地层和动力变质岩系在南段分布于山体两侧山体主体则由加里东期到燕山期深成相花岗岩岩基构成出露宽度向南逐渐增加分布于镇安以南~蚌缈~勐蚌~平河以及平达地区露头观察花岗岩中的石英~长石~云母等矿物结晶粗大不具定向排列岩石没有发生韧性变形岩体以稀疏的脆性破裂为主说明这些岩体来自地壳深处并且没有发生类似于高黎贡韧性剪切带中的动力变形变质作用高黎贡山西坡主边界正断层在囊等街附近向南西转折并散开形成数条断裂图可一直追踪至龙陵~瑞丽一带性质为左行走滑并伴随倾向滑动
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