大峽谷是怎么形成的?

大峽谷是怎么形成的?

隨著精密測繪參數(shù)的獲得(國家測繪局,1999年2月發(fā)布),雅魯藏布大峽谷是世界第一大峽谷已經(jīng)成為不可爭辯的事實(shí)。在年輕的青藏高原上何以能形成這樣如此壯觀、雄奇的大峽谷?這與該地區(qū)特殊的地質(zhì)構(gòu)造和巖石圈物質(zhì)與結(jié)構(gòu)的調(diào)整有著密切的關(guān)系。考察多年的研究表明:雅魯藏布大峽谷形成的直接原因是該地區(qū)的地殼在近3百萬年以來的快速抬升,并與深部地質(zhì)作用過程有關(guān)。利用裂變徑跡方法獲得15萬年以來大峽谷地區(qū)的抬升速度達(dá)到30毫米/年,是世界上抬升最快的地區(qū)之一。氣候證據(jù)表明大峽谷地區(qū)是一個(gè)“熱點(diǎn)” ,推斷是有類似于地幔羽的熱源存在,但缺乏直接的地質(zhì)證據(jù)。最近的地質(zhì)考察獲得了完整的巖石學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)證據(jù),表明大峽谷形成的根本原因是該地區(qū)存在著軟流圈地幔上涌體。

據(jù)季建清地質(zhì)學(xué)家(1999)研究,在大峽谷的核心地段,大致從米林縣派鄉(xiāng)到西興拉,主要是一套相當(dāng)于下地殼根帶深度形成的高壓麻粒巖相巖石。該麻粒巖相地體是由印度大陸的東北端組成,是世界上最年輕的麻粒巖相巖石之一。其變質(zhì)作用與印度大陸和歐亞大陸之間的碰撞過程所發(fā)生的陸內(nèi)俯沖作用有關(guān)。區(qū)域上這套麻粒巖相巖石普遍經(jīng)受了后期與構(gòu)造變形作用相關(guān)的角閃巖相退變質(zhì)作用過程,巖石組構(gòu)顯示是一個(gè)與快速抬升相關(guān)的有含水流體參與的變質(zhì)變形事件,這一事件在時(shí)空上顯示不均勻分布的特點(diǎn)。大峽谷地區(qū)與兩大陸碰撞和持續(xù)會(huì)聚有關(guān)的構(gòu)造變形跡有兩組:一組是以左旋走滑兼具逆沖的近東西向構(gòu)造為主,反映了印度大陸與歐亞大陸南北碰撞構(gòu)造變形的特征,時(shí)代與兩大陸的閉合時(shí)限相當(dāng);另一組是印度大陸東北端擠入歐亞大陸楔狀體東西邊界發(fā)育的東北向構(gòu)造,地質(zhì)考察(楊逸疇攝)西邊界是以米林-林芝左旋走滑兼具西盤向上斜沖的變形帶為主的剪切帶,東邊界是阿尼橋右旋走滑斷裂為主的構(gòu)造帶,其活動(dòng)年代約從兩大陸閉合延續(xù)至今。過去一直推測在雅魯藏布大峽谷地區(qū)印度大陸與歐亞大陸的接合部位有蛇綠巖的發(fā)育,并且是沿著雅魯藏布江河谷分布。在1998年圍繞雅魯藏布大峽谷的科學(xué)探險(xiǎn)活動(dòng)中證實(shí)它的具體位置在大峽谷的西興拉-各布拉一線,二者的接合形式為走滑變形帶。它不嚴(yán)格循著雅魯藏布江中河谷,也沒有發(fā)現(xiàn)象雅江中、上游河段河谷中那樣廣泛出露的蛇綠巖套。在接合帶北側(cè),與南側(cè)高壓麻粒巖相地體相對應(yīng)的是一套眼球狀花崗質(zhì)糜棱巖,與之相當(dāng)?shù)淖冃螌哟蜗抻谥猩系貧,?gòu)造片理北西走向,北東傾近直立,是雅魯藏布江出現(xiàn)主干河道上大瀑布的重要原因之一。

最有意義的是,在上述退變高壓麻粒巖地體和兩大陸接合帶附近,沿著近東西向韌性構(gòu)造帶,侵入了一套由超基性堿性雜巖-碳酸巖組成的完整巖石系列(鐘大賚等,1998)。侵入巖為巖筒、巖脈產(chǎn)狀,寬度30厘米--12米。超基性堿性雜巖脈體邊緣相或小規(guī)模巖筒中為角閃橄欖石巖,中央相為角閃金云母橄欖輝石巖。金云母、斜方輝石、單斜輝石和角閃石、尖晶石等是主要礦物相,并能發(fā)現(xiàn)文石、霞石和橄欖石等。碳酸巖圍巖中出現(xiàn)強(qiáng)烈的地幔熱液蝕變或交代,在脈體的中央鑲有結(jié)晶的塊狀碳酸巖。主要的碳酸鹽礦物是文石,有含量不等的霞石、金云母、橄欖石、斜方輝石、單斜輝石、石榴石等。還發(fā)現(xiàn)具有碳酸巖火成巖判別意義的、過去已有報(bào)道的礦物星葉石。這樣的巖石組合通常來自地幔,多是響應(yīng)軟流圈的上涌和熱力作用、巖石圈減薄中地幔巖石發(fā)生減壓增溫溶融形成;鸪商妓釒r是地幔溶體結(jié)晶分異作用晚期階段的產(chǎn)物,碳酸巖與超基性堿性雜巖成分和礦物的含量呈過渡特征也說明了這一點(diǎn)。地質(zhì)推斷它們的形成時(shí)限很年輕,初步的同位素年代學(xué)結(jié)果證明是5-8百萬年以來形成的。這套巖石組合的發(fā)現(xiàn)為論證大峽谷的形成是由于該地區(qū)存在地幔上涌體而引起的熱力抬升提供了充分的巖石學(xué)證據(jù)。因此,雅魯藏布大峽谷地區(qū)與峽谷形成相關(guān)的地質(zhì)特征和美國科羅拉多大峽谷基本相似,是地幔上涌體或地幔熱點(diǎn)作用的結(jié)果,引起巖石圈的減薄和類似的巖漿作用,相應(yīng)地殼的快速抬升形成了大峽谷。

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