引用本文
田鹏, 杨周胜, 喻聪骏, 孙滨. 哀牢山—红河断裂带中南段新生代构造活动的年代学证据[J].中国地质调查, 2023,10(2): 42-53.
TIAN Peng, YANG Zhousheng, YU Congjun, SUN Bin. Chronological evidence of Cenozoic activity in the middle and southern part of Ailao Mountain-Red River fault zone[J].Geological Survey of China, 2023,10(2): 42-53.  
doi: 10.19388/j.zgdzdc.2023.02.06
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哀牢山—红河断裂带中南段新生代构造活动的年代学证据
田鹏1, 杨周胜1, 喻聪骏2, 孙滨3
1.云南省地震局,云南 昆明 650224
2.江西省地质调查勘查院地质环境监测所,江西 南昌 330000
3.昆明理工大学国土资源学院,云南 昆明 650031
通讯作者简介: 杨周胜(1967—),男,高级工程师,主要从事地震监测预报研究工作。Email: Yeayzs@qq.com。

第一作者简介: 田鹏(1988—),女,工程师,主要从事地震地质研究工作。Email: 310235986@qq.com。

收稿日期: 2022-05-17 修回日期: 2022-10-31
基金资助: 云南省地震局青年基金项目“哀牢山—红河断裂带中段新生代活动性的年代学证据(编号: 2020K10)”和云南省重点研发计划(社会发展专项)“云南重大地震灾害及其灾害链综合风险评估技术与应用(编号: 202203AC100003)”联合资助
摘要

运用同位素年代学研究哀牢山—红河断裂带的构造演化历史已获得众多成果,但尚未有从低温—中温—高温系统的角度构建热演化史过程的研究,断裂带左旋走滑的启动时间仍存在争议。总结了哀牢山—红河断裂带中南段的年龄数据,通过分析认为相同同位素体系厘定的年龄值从南东端到北西端变新,差异性减小; 将研究区分为北、中、南3段,使用低温、中温、高温年龄构建时间-温度( T- t)变化曲线,热演化史表明断裂带经历了2期冷却历史,冷却速率和隆升剥蚀速率的时空变化记录了伸展应力自南向北依次传播、转换拉张强度在传递过程中逐渐减弱、断裂活动性明显减弱的过程; 将断裂带构造活动划分为快速左旋走滑阶段(35~20 Ma)、左旋走滑逐渐减弱阶段(20~ 6 Ma)及右旋走滑阶段(6 Ma至今)。断裂构造活动反映了印度—欧亚板块碰撞过程中,青藏高原东南缘的应力持续调节过程。

关键词: 哀牢山—红河断裂带中南段; 同位素年龄; 构造-热演化史
中图分类号:P542;P533 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2023)02-0042-12
Chronological evidence of Cenozoic activity in the middle and southern part of Ailao Mountain-Red River fault zone
TIAN Peng1, YANG Zhousheng1, YU Congjun2, SUN Bin3
1. Yunnan Earthquake Agency, Yunnan Kunming 650224, China
2. Geological Environment Monitoring Institute of Jiangxi Geological Survey and Exploration Institute, Jiangxi Nanchang 330000, China
3. Faculty of Land and Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Yunnan Kunming 650031, China
Abstract

Many achievements have been made in studying the tectonic evolution of Ailao Mountain-Red River fault zone by using isotopic chronology, but the thermal history evolution process has not been constructed from the low-temperature to high-temperature system. And the controversy exists in the starting time of the left-lateral strike-slip of the fault zone. The age data in the south central section of Ailao Mountain-Red River fault zone were summarized, and the age values from the same isotopic system turned to be younger from the southeast to the northwest, with less differences. The study area is divided into: north, middle and south section section, and T- t change curve is constructed using the low, medium and high temperature ages. The thermal history evolution shows that the fault zone has experienced two stages of cooling history. The temporal and spatial changes of cooling rate and uplift and denudation rate recorded the transmission of tensile strain from southeast to north, with gradually weakening of transformation tensile strength and fault activity during the transmission process. The activity process of the fault zone is finally divided into three stages: The immediate left walking sliding stage (35-20 Ma), The gradual stop stage of left-handed slipping (20-6 Ma), and the right-handed slipping stage (6 Ma to the present). The fault tectonic activity reflects the continuous adjustment process of the stress in the southeast margin of Qinghai-Tibet Plateau during the India-Eurasian plate collision.

Keyword: south central section of Ailao Mountain-Red River fault zone; isotopic age; tectonic and thermal evolution history
0 引言

哀牢山— 红河断裂带作为印支板块与扬子板块的边界和印度— 欧亚板块碰撞的东部边界[1, 2, 3], 其构造演化特征一直是研究热点。研究哀牢山— 红河断裂带的新生代活动对认识印度板块东构造结的运动轨迹、青藏高原东南缘构造格局的形成以及青藏高原隆升的变形机制与演化特征具有重要意义[4, 5, 6]。

近年来, 前人对哀牢山— 红河断裂带的物质组成、变质变形特征、岩石学特征、同位素年代学等方面开展了研究[7, 8], 已获得了断裂带内不同体系的年龄数据, 为更精确限定剪切带的剪切时限提供了依据[9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18]。断裂带新生代经历了多期构造变形, 早期为左旋走滑运动, 晚期转为右旋走滑运动[19, 20, 21, 22, 23], 但左旋走滑运动的启动时间、左旋运动到右旋运动的转换时间、断裂带西北段和东南段构造演化的差异性等问题还存在争议。张进江等[20]根据剪切带中不同矿物的40Ar/39Ar测年结果, 将左旋走滑运动分为3期, 并推测左旋走滑运动启动于58 Ma; 孙珍等[21]基于红河断裂带的海上延伸带莺歌海盆地成盆机制的物理模拟实验, 认为在50 Ma断裂带进入缓慢左行平移阶段, 对应印度— 欧亚板块的碰撞时间; Leloup等[4]根据40Ar/39Ar测年结果, 认为断裂带中南段左旋走滑运动开始于27 Ma; Searle[13]对比了变形花岗岩和未变形花岗岩的测年结果, 限定断裂带左旋走滑运动开始于21 Ma; 李宝龙等[22]根据变形花岗岩中的锆石U-Pb年龄推测断裂活动开始于30 Ma; 向宏发等[23]测试了与断裂右旋运动相关的样品年龄, 推测断裂带北中段右旋运动开始于5.5 Ma; 翁少腾[24]认为南段右旋走滑运动开始于10 Ma。虽然前人在哀牢山— 红河断裂带已获得了大量样品的同位素年龄数据, 但未对哀牢山— 红河断裂带从南东端到北西端的时空演化差异性特征开展系统研究, 未从低温— 中温— 高温系统全面构建热史演化过程。

本文以哀牢山— 红河断裂带中南段(苴力— 河口)为研究区, 在前人研究基础上, 构建了断裂带的时间-温度(T-t)演化历史, 厘定了哀牢山— 红河断裂带中南段的新生代活动时限, 分析不同区段时空演化的差异性特征及其对印度— 欧亚板块碰撞演化的响应。

1 地质背景

哀牢山— 红河断裂带是印度— 欧亚大陆在碰撞过程中, 具有应变吸收和调节作用的重要响应带[25, 26]。断裂带呈NW— SE向, 北西端起始于云南洱源, 南东端至河口附近进入越南境内。断裂带总长度达1 000 km, 云南境内约600 km。根据几何结构和活动性差异, 将断裂带中国境内部分划分为北段(洱源— 弥渡)、中段(苴力— 大斗门)和南段(春元— 河口)[27, 28] 。沿断裂带自北向南发育4个变质岩体, 依次为雪龙山岩体、点苍山岩体、哀牢山岩体和越南境内的大象山岩体, 研究区地处的哀牢山— 红河断裂带中南段为哀牢山岩体(图1)。

图1 哀牢山— 红河断裂带大地构造背景图(a)和研究区构造简图(b)[5, 29]
1.三叠纪花岗岩; 2.中生代沉积盆地; 3.哀牢山— 红河剪切带杂岩带; 4.安达曼海; 5.走滑断层剪切带; 6.逆冲断层; 7.缝合带; 8.隐伏断层; 9.断裂带Fig.1 Tectonic setting of Ailao Mountain-Red River shear zone(a) and tectonic sketch of the study area (b)[5, 29]

哀牢山岩体由哀牢山群和部分瑶山群变质岩系组成, 哀牢山群变质岩呈条带状, 长350 km、宽 20~30 km, 呈NW— SE向延伸(图2), 其东侧为红河断裂, 西侧为哀牢山断裂, 向北延伸被红河断裂所切, 在南涧县密低附近尖灭[30]。哀牢山变质杂岩带由深变质带和浅变质带构成(图3), 红河断裂和哀牢山断裂之间为深变质带, 变质程度为高绿片岩相— 角闪岩相, 部分地区可达高角闪岩相, 其岩性主要为片麻岩、角闪岩、大理岩等[31], 原岩发育糜棱岩化。哀牢山西侧为浅变质带, 变质程度为绿片岩相, 岩性主要为绢云板岩、千枚岩、变质硅质岩等[32]。瑶山群变质岩系位于哀牢山岩体东南端[33], 西部变质程度较低, 为高绿片岩相, 东部变质程度较高, 达高角闪岩相, 岩性主要为云母片岩、斜长角闪岩和大理岩[34]。

图2 研究区地质简图
1.新生界; 2.三叠系— 白垩系; 3.二叠系; 4.中泥盆统— 上石炭统; 5.志留系; 6.奥陶系; 7.正长岩; 8.二长岩; 9.花岗岩; 10.基性岩; 11.闪长岩; 12.元古界哀牢山群; 13.元古界瑶山群; 14.白云母年龄点位; 15.绢云母年龄点位; 16.黑云母年龄点位; 17.角闪石年龄点位; 18.锆石年龄点位; 19.独居石年龄点位; 20.地名; 21.FT年龄点位; 22.(U-Th)/He年龄点位; 23.断层及编号; I.哀牢山深变质岩带; II.哀牢山缝合带; III.金平裂丝带; IV.楚雄盆地; V.思茅盆地Fig.2 Geological sketch of the study area

图3 浅色花岗岩脉侵入深变质带(左)与浅变质带(右)野外露头照片Fig.3 Field photos of the high-grade metamorphism(left) and low-grade metamorphism(right) intruded by leucograite veins

2 哀牢山— 红河断裂带年龄格架

本文总结了前人对哀牢山地区的测年成果, 结合低温— 中温— 高温体系年龄, 根据哀牢山地区的变质峰期温压条件(640~780 ℃、400~700 MPa)[5], 选择相对适宜的封闭温度, 构建剪切带构造-热演化历史, 封闭温度及年龄范围见表1。

表1 哀牢山岩体同位素体系封闭温度及年龄区间 Tab.1 Corresponding sealing temperatures of isotopic systems and ages of Ailao Mountain complex
2.1 U(Th)-Pb年龄

汇总哀牢山岩群变质岩中U(Th)-Pb年龄数据29个(图4)。样品均采自深变质带内, 大多经历了变质、变形改造, 受断裂带剪切作用影响, 其年龄值可限定剪切作用的发生时间。研究区内发表的高温年龄主要集中于35~21 Ma(图4)[37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49]。

图4 哀牢山岩体样品U(Th)-Pb同位素年龄直方图(左)与同位素年龄空间变化趋势(右)[37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48]Fig.4 U(Th)-Pb ages histogram for Ailao Mountain complex (left) and spatial variation trend of isotopic ages (right)[37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48]

将样品按采样位置从北西端到南东端依次投影在断裂带延伸方向(图4)。断裂带样品位置分布均匀, 年龄值集中于渐新世至晚中新世, 沿断裂带从北西端至南东端, 在红河县附近年龄值出现变大趋势。这一结果与宫伟等[48]认为年龄值自南东向北西方向减小的结论一致。Lin等[47]认为哀牢山— 红河断裂带样品的年龄值大小与样品位置没有明显关系, 可能是由于其所测样品位于断裂带红河县以北, 且样品数量少, 未呈现出趋势变化特征。

2.2 40Ar/39Ar年龄

哀牢山岩群变质岩中角闪石、黑云母、白云母以及绢云母矿物的40Ar/39Ar年龄数据共40个(图5), 采自浅变质带千糜岩中的绢云母40Ar/39Ar测年样品有3个, 其他样品均采集自深变质带内。变形特征显示岩石在变形过程中经历了明显的降温过程, 而40Ar/39Ar年龄指示了变形和变质的发生时间。测年数据中有7个样品的角闪石、黑云母、白云母40Ar/39Ar年龄范围集中于58~56 Ma。张进江等[20]认为这组年龄代表哀牢山— 红河断裂带第1期左行走滑运动开始的时间, 但其他文献没有报道到此次事件, 研究区内发表的中温年龄主要集中于33~12 Ma(图5)。

图5 哀牢山岩体样品40Ar/39Ar同位素年龄直方图(左)与同位素年龄空间变化趋势(右)[20, 36, 49, 50, 51, 52]Fig.5 40Ar/39Ar ages histogram for Ailao Mountain complex (left) and spatial variation trend of isotopic ages (right) [20, 36, 49, 50, 51, 52]

本文将深变质带内年龄范围为中新世— 渐新世的样品沿断裂带延伸方向投影, 变化趋势显示从北西端到南东端方向年龄值增大(图5), 且出现变化的位置与高温体系基本一致(红河县附近, 图4), 变化幅度明显大于U(Th)-Pb同位素体系。浅变质带内样品数量过少, 未显示出变化趋势。

2.3 FT和(U-Th)/He年龄

变质岩中磷灰石FT和(U-Th)/He年龄数据共59个(图6), 其中哀牢山岩群变质岩的样品51个, 瑶山岩群变质岩的样品8个, 均采自深变质带内。向宏发等[53]的野外观察和镜下微观特征显示, 糜棱岩、片麻岩的年龄值指示了早期断裂带的左旋走滑运动, 角砾岩、碎裂岩年龄值指示了后期右旋走滑运动, 研究区内发表的低温体系FT和(U-Th)/He年龄数据主要集中于28~2 Ma。

图6 哀牢山岩体样品FT和(U/Th)/He同位素年龄直方图(左)与同位素年龄空间变化趋势(右)[51, 53, 54, 55, 56, 57, 58]Fig.6 FT and (U-Th)/He Ar ages histogram for Ailao Mountain complex (left) and spatial variation trend of isotopic ages (right)[51, 53, 54, 55, 56, 57, 58]

如图6所示, 样品FT和(U-TH)/He年龄值沿断裂带延伸方向的变化趋势同U(Th)-Pb和40Ar/39Ar 同位素体系整体一致, 从北西端至南东端方向增大趋势明显, 不同之处为发生变化位置的向南移动, 至元阳附近(红河县以南)变化量最大。

以上分析结果显示, 所有同位素体系年龄值沿断裂带从北西端至南东端均出现变大趋势, 变化量从高温体系到低温体系逐渐增大, 变化出现位置从红河县向南部的元阳移动。

3 断裂带中南段热演化史结果

由于不同同位素体系、不同位置样品的年龄值存在明显差异, 为更完整呈现哀牢山— 红河断裂带中南段的构造-热史演化, 本文将研究区从北西端到南东端划分为3段, 即哀牢山北段(苴力— 元江)、哀牢山中段(元江— 蔓耗)和哀牢山南段(蔓耗— 河口)[58](图2), 计算冷却速率和剥蚀速率, 分别构建样品T-t变化曲线, 其公式为冷却速率=矿物的封闭温度差/冷却年龄差, 以及剥蚀速率=冷却速率/地温梯度。

3.1 哀牢山北段(苴力— 元江)

哀牢山北段主要变质峰期开始于35 Ma, T-t曲线(图7(a))显示区域经历了2个快速冷却阶段: 哀牢山变质岩体的锆石U-Pb年龄、独居石Th-Pb年龄以及角闪石、云母类矿物的40Ar/39Ar年龄共同构成了第Ⅰ 期快速冷却阶段(35~20 Ma), 锆石U-Pb年龄封闭温度(780 ℃)和黑云母40Ar/39Ar年龄封闭温度(335 ℃)相差约445 ℃, 估算平均冷却速率为64 ℃/Ma, 假设地温梯度为30 ℃/km[59], 则哀牢山岩体隆升剥蚀(或构造剥露)速率为2.13 mm/a, 快速冷却可能代表发生了变形事件, 说明样品在35~20 Ma经历了强烈变形; 云母类矿物40Ar/39Ar年龄和磷灰石FT年龄共同构成了第Ⅱ 期快速冷却阶段(20~7 Ma), 估算平均冷却速率为15 ℃/Ma, 平均隆升剥蚀(或构造剥露)速率为0.5 mm/a, 冷却速率和剥蚀速率明显减弱, 表明20~7 Ma断裂带活动开始减弱。根据右旋活动带内构造岩样品的测年结果, 右旋运动开始于约4 Ma。

图7 哀牢山岩体时间-温度(T-t)变化曲线Fig.7 T-t change curve of Ailao Mountain complex

3.2 哀牢山中段(元江— 蔓耗)

哀牢山中段主要变质峰期开始于32 Ma, 与北段同样经历了2个快速冷却阶段(图7(b))。哀牢山变质岩体的锆石U-Pb年龄、角闪石和云母的40Ar/39Ar 年龄共同构成了第Ⅰ 期快速冷却阶段(32~22 Ma), 估算平均冷却速率为84 ℃/Ma, 平均隆升剥蚀(构造剥露)速率为2.8 mm/a; 云母类矿物40Ar/39Ar年龄、磷灰石FT及(U-Th)/He年龄共同构成了第Ⅱ 期快速冷却阶段(22~10 Ma), 估算平均冷却速率为24 ℃/Ma, 隆升剥蚀速率为0.8 mm/a。哀牢山中段的2期快速冷却历史与北段对应, 时间上几乎重合, 冷却速率和剥蚀速率明显增加。根据右旋活动带内构造岩样品的测年结果, 右旋运动开始于约12 Ma, 早于哀牢山北段。

3.3 哀牢山南段(蔓耗— 河口)

哀牢山南段由哀牢山变质岩体和部分瑶山群变质岩体组成。主要变质峰期开始于35 Ma, T-t曲线显示(图7(c))区域经历了2个快速冷却阶段。锆石U-Pb年龄、云母类矿物40Ar/39Ar年龄构成第Ⅰ 期快速冷却阶段(35~28 Ma), U-Pb年龄与40Ar/39Ar年龄完全重合, 表明样品穿过780 ℃等温面的时间和穿过335 ℃等温面的时间一致, 属于极速冷却过程, 估算平均冷却速率约445 ℃/Ma, 隆升剥蚀(构造剥露)速率为14.8 mm/a; 云母类矿物40Ar/39Ar年龄、磷灰石FT年龄共同构成了第Ⅱ 期快速冷却阶段(28~22 Ma), 估算平均冷却速率为28 ℃/Ma, 隆升剥蚀(构造剥露)速率为0.93 mm/a。与北段和中段相比, 哀牢山南段的冷却速率和剥蚀速率更大, 冷却历史结束时间更短。本文未收集到南段右旋活动带内样品的FT测年结果, 目前无法判断右旋运动的启动时间。根据翁少腾[24]的野外调查研究, 在约10 Ma以来, 在瑶山杂岩西侧红河断裂附近形成了小型右行韧性剪切带, 并在局部形成破碎带, 随后又发生多期右旋走滑运动。

年龄数据显示哀牢山— 红河断裂带中南段的构造活动启动时间基本一致, 随着断裂活动的持续, 从南东端到北西端差异逐步加大, 从南到北隆升剥蚀速率变小, 南端的快速隆升期持续至中新世, 北端持续至更新世。

4 讨论
4.1 哀牢山— 红河断裂带中南段热历史演化

哀牢山— 红河断裂带中南段的北段、中段和南段的2期冷却历史基本对应。剪切带变质岩的锆石、独居石U(Th)-Pb测年结果指示新生代变质作用主体自35 Ma 开始, 与研究区内断裂带的左行走滑运动启动时间基本同步。第Ⅰ 期快速冷却指示了强变形的发生时间, 南段的大规模左行走滑运动发生时间早于中段和北段; 第Ⅱ 期快速冷却指示断裂带左旋剪切运动逐渐减弱, 哀牢山岩体南段的快速隆升最先结束, 部分磷灰石的FT年龄和(U-Th)/He年龄记录了南段的右旋剪切运动开始于约10 Ma, 北段开始于约4 Ma, 表明断裂带在左旋剪切运动后又经历了右旋剪切运动。2期快速冷却结束后, 岩体进入缓慢稳定的隆升期, 但断裂带构造活动一直未停止。

4.2 哀牢山— 红河断裂带构造活动性特征

热年代学年龄显示哀牢山— 红河断裂带中南段左旋走滑运动的启动时间基本一致。在第Ⅰ 期冷却过程中断裂带活动性增强直至最大, 表现为哀牢山岩体快速隆升, 随着断裂带构造活动的持续, 活动性在不同位置强度不同, 表现为南北两端的冷却速率和隆升剥蚀速率存在明显差异, 且运动越往南部差异越大(北段2.13 mm/a、中段 2.8 mm/a、南段14.8 mm/a); 第Ⅱ 期冷却过程中断裂带活动强度逐渐减弱, 隆升剥蚀速率较前期明显降低(北段0.5 mm/a、中段0.8 mm/a、南段0.93 mm/a), 与第Ⅰ 期相比南北两端差异性减小。2期快速冷却结束后, 岩体进入缓慢稳定的隆升期, 断裂带由左旋剪切运动转变为右旋剪切运动, 转换时间从南到北逐渐变晚。断裂带构造演化史记录了区域伸展应力自南向北依次传播、转换拉张强度在传递过程中逐渐减弱、断裂活动性从强到弱的过程。

哀牢山— 红河断裂带中南段的构造活动具有以下特征: ①断裂带左旋剪切运动开始于早渐新世, 在晚渐新世活动性达到最强, 且南端的活动性大于北端; ②至早中新世, 断裂带活动性开始减弱但并未停止; ③晚中新世至上新世, 断裂带转变为右旋剪切运动, 活动强度小于前期左旋剪切运动。活动性变化体现了断裂带不同位置、不同时间产生的不同应力体制和应变方式。

4.3 哀牢山— 红河断裂带构造活动对区域地质演化的响应

印度— 欧亚板块的碰撞与后碰撞演化早期为正向碰撞, 持续汇聚后转为侧向碰撞与斜向俯冲, 区域上岩石圈和板块向南东顺时针旋转逃逸[10], 对藏东南地区构造应力场形成直接制约, 哀牢山— 红河断裂带构造活动响应了区域构造演化, 完整记录了应力场的变化过程(图8)。

图8 哀牢山— 红河断裂带新生代应力变化[29]Fig.8 Changes of Cenozoic stress in Ailao Mountain-Red River fault zone[29]

4.3.1 断裂活动启动前期(50~35 Ma)

印度板块和欧亚板块的碰撞发生于约50 Ma[60], 板块初始碰撞并未引发哀牢山— 红河断裂带的构造运动, 挤压应力可能并未集中在哀牢山地区。随着印度板块的向北持续推挤, 应力逐渐向北东方向传播, 板块东侧边界受到挤压应力控制, 印支板块沿哀牢山— 红河断裂与实皆断裂向东南逃逸, 运动方向发生顺时针旋转(图8(a))。哀牢山地区发生伸展运动, 表现为有富钾碱性岩浆活动(约35 Ma)[61]。

4.3.2 快速左旋走滑阶段(35~20 Ma)

此阶段印度板块持续顺时针旋转, 挤压应力推动哀牢山— 红河断裂带启动了大规模左行走滑运动, 在哀牢山地区的不同位置启动时间基本一致(约35 Ma), 断裂带上表现出高温剪切特征, 藏东南地区整体上从南到北断裂活动启动时间逐渐变晚。在持续推挤过程中, 左行走滑运动加快, 构造活动调节区域应力, 印支板块沿断裂带向南被顺时针旋转挤出, 部分压力释放, 应力场发生变化, 断裂带北西端仍为挤压应力, 南东端转变为伸展应力, 构造活动逐步呈现出差异性, 表现为隆升剥蚀速率从南到北逐渐减小。在此阶段, 断裂带深入到地壳深部, 糜棱岩沿断裂带发育, 大量下地壳物质快速、不均匀地涌入地表, 剪切带内可见同剪切的浅色花岗岩脉侵入体[62, 63]。

4.3.3 左旋走滑减弱阶段(20~6 Ma)

随着印支板块旋转挤出, 伸展作用向北传递, 此阶段哀牢山— 红河断裂带左旋走滑运动逐渐变弱, 隆升剥蚀速率较前期明显变小, 但仍处于快速隆升期。青藏高原晚期EW向伸展作用(< 20 Ma)引起高原内中地壳和下地壳物质向东南流动[64], 流入哀牢山地区引起地表被动抬升。其对区域隆升剥蚀的影响大于构造活动的作用, 因此虽然研究区断裂活动减弱, 隆升剥蚀依旧快速。此时断裂带南东端已开始右旋走滑运动。

4.3.4 右旋走滑阶段(6 Ma至今)

此阶段印支地块旋转仍在持续, 伸展作用传递到断裂带以北区域, 哀牢山地区为拉张区域, 加厚的地壳持续伸展塌陷, 断裂带大规模转为右旋走滑运动, 进一步调节着印度— 欧亚板块的碰撞作用, 哀牢山岩体从南到北逐渐开始缓慢隆升。

5 结论

(1)哀牢山— 红河断裂带中南段(苴力— 河口)不同矿物体系的年龄数据显示, 锆石和独居石U(Th)-Pb年龄主要集中于35~21 Ma, 角闪石和云母类矿物40Ar/39Ar年龄主要集中于33~12 Ma, 磷灰石FT年龄和(U-Th)/He年龄主要集中于28~2 Ma, 断裂带整体呈现出从南东端到北西端样品年龄逐渐变新的特征。

(2)哀牢山— 红河断裂带中南段样品T-t变化曲线显示研究区经历了2期快速冷却过程, 构造演化历史显示断裂带构造活动具有分阶段和区域性的特征。左旋走滑运动开始于35 Ma, 渐新世断裂带活动性增强并达到最大, 早中新世断裂带活动性逐渐减弱但并未停止, 晚中新世至上新世断裂带转变为右旋走滑运动。研究区内断裂带构造活动的启动时间一致, 之后区域差异逐渐明显, 活动性从南东端至北西端逐渐减弱。

(3)印度— 欧亚板块碰撞初期未引起研究区断裂带的构造运动。印度板块向东北持续推挤, 并伴随印支板块顺时针旋转东南向逃逸, 引发哀牢山地区断裂带不同位置的左行剪切运动同时启动。应力的变化转变为南端拉张, 北端挤压, 构造活动性从南到北减弱。随着印支地块的旋转, 伸展作用继续向北端传递, 直至研究区均处于拉张区域, 断裂带转为右旋走滑运动。断裂带构造-热演化史记录了印度— 欧亚板块碰撞过程中青藏高原东南缘应力持续调节的过程。

(责任编辑: 魏昊明)

参考文献
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