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板块构造学说中,一个尚待解决的关键问题是驱动机制的问题,最流行的假说为地幔对流。地幔对流说的最主要依据之一是大洋板块向大陆岩石圈的俯冲。但是,大洋板块俯冲到什么深度?对流是局限在上地幔还是整个地幔?这些问题的解决只能靠地球物理资料,从物理性质看岩石圈也是一个力学边界层,其下方软流圈是一个热边界层。从热力学理论可知,如果位于670km的上下地幔间断面是一个相变面,则相变可以增强地幔对流,这符合全地幔对流假说。但是如果它不是相变面而是物质成分变化的密度间断面,则密度跃变将阻挡地幔对流,把它局限在上地幔,或者使上下地幔分别有各自的对流。因此,地幔对流说可分为全地幔对流说、上地幔对流说及上下地幔分别对流说,它们都想从板块俯冲多深上找依据。在地球科学中证据常比假说重要,因为一条过的硬的证据有可能推翻十个假说。许多俯冲带的岩石圈已经过详细地球物理调查,发现俯冲板块具有高阻、高波速和高地震品质因数的特征。图36是一条典型的横穿东太平洋俯冲带的地球物理剖面。太平洋板块从温哥华岛向北美大陆下方俯冲,俯冲的大洋岩石圈Vp=81~833km/s,ρ=1000~10000Ω·m。在此板块顶部有一个Vp=635和ρ为几十欧姆米的亚层。俯冲板块下方的软流圈Vp=77km/s,ρ=100~300Ω·m。这种结构模式反映了在100km深度的范围内,俯冲板块主体是相对冷而干的,但伴随俯冲作用和脱水,在其顶面(大陆岩石圈底部)发生熔融,角闪石、辉长岩及石英榴辉岩在高温高压下析出钙碱玄武岩浆系列。图37展示了横穿汤加海沟的反演地震体波品质因数Q剖面。如图可见,高Q值的俯冲板块一直延伸到670km间断面附近,软流圈对应低Q值。在俯冲板块上方的楔形部位,Q值极低,反映伴随俯冲的上升岩浆活动,图37的结果实在太理想了,令人不禁怀疑地震反演时是否加了过强的地质约束。不过总的来说,俯冲板块对应地震体波能量的弱衰减,而它上方楔形带对应强衰减的规律应该是可信的。在上述关于俯冲带地球物理研究的鼓舞下,多年来科学家们对俯冲带进行了大量的研究,想通过体波的地震层析成像圈定俯冲带的插入范围,尤其是看它们是否穿过670km附近的间断面而进入下地幔。西太平洋有当今世界年龄最老的俯冲带。根据Fukao等人(1992)最新P波层析成像结果,在这里发现反映俯冲板块的高速体插入到670km界面之后,沿此界面平伸加厚(图38(a)、(b)。Fukao和Maruyama(1994)等人认为,不仅这种俯冲下去并沿670km间断面的高速体是冷的大洋岩石圈及其积聚物,而且并不位于现代俯冲带下方的高速体(图38(c)、(d)也是古老俯冲带在670km间断面附近积聚的结果。一个厚达上百公里的板块下插到670km界面附近,必然伴随有深源地震。在图37中所示的斐济—汤加俯冲带,的确多有震源深度超过500km的地震发生,震源最深达700km。就全球而言,深源地震多发生在大洋板块俯冲带向大陆的一侧,最深达720km。深源地震的数据支持了上述高速体反映板块俯冲及其沿670km界面积聚的假说。粗略假定大洋扩张的速率为5cm/a而俯冲角为45C左右,则在18~19Ma期间板块可俯冲到670km界面附近。东太平洋海沟的俯冲至少已持续了170Ma,因此即使由于局部熔融部分物质呈岩浆上升使大陆增生,仍有大量大洋岩石圈分异的残余积聚在邻近大陆的上地幔底部。这些物质应该是钙碱亏损的地幔岩石。假定原岩为石榴子石二辉橄榄岩(上地幔的常见岩石),在局部熔融时析出玄武岩浆后留下难熔矿物可能具有较高的波速。同时,持续的俯冲也造成上地幔底部围压的增高,间接地提高波速。因此,我认为此处软流圈下方的高速体不一定全部由“冷”的俯冲板块引起,而与岩石组成也有关系。实际上波速扰动200m/s如果全由温度变化产生,可反映400C的温度差异,经过几千万年的俯冲和积聚之后,设想冷板块在670km深处仍保持“冷”的状态似乎不大合适。图36 东西向穿过温哥华岛的波速Vp(a)及地电(b)剖面显示俯冲板块主体具有高波速和高电阻率的特征,但其顶部有低电阻率的亚层图37 过汤加海沟的地震Q值剖面示意图图38 地震体波层析成像的四种典型剖面示意图标明高速体与现代俯冲带和670km间断面的关系地球科学的发展历史经常与一些令人惊异的新假说分不开,最近,一些地球科学家提出板块穿过中幔圈,一直俯冲到核幔边界,其依据是地震层析图上某些陡立地幔的高速体的存在。Grand等人(1997)发表的横穿过北美纬度30°线的长剖面(图39),被作为这种“冷”的板块下插的典型证据,因为Yp和Vs成像的结果比较一致。他们认为,北美大陆下方的这个穿入下地幔的高速体,是1亿年前的Farallon“冷”板块。换句话说,板块俯冲可穿过中幔圈进入地核,与上升的热羽柱形成过地幔的全球垂向物质对流。对于这种极富想像力的新假说,现在还不能过多评价,但就它的论据本身,是值得怀疑的。从第一讲的讨论知,在地幔中,决定波速第一位的参数是成分及压力,其次才是温度,把波速升高与物质变“冷”一一对应起来是没有岩石物理学根据的,再者由层析图显示下地幔波速扰动在士20%的范围内,我们没有理由假设原始地幔形成时是绝对均匀的,其物质成分连1%~2%的横向变化都不存在,而这种变化即可反映为波速升高2%。自然界分形的现象是普遍存在的,从小的尺度的测量也许可以推广到大尺度上。在大的结晶岩基上物理调查的结果都证明,位于岩基不同部位采集的岩样的物理参数显现正态分布,其标准差在5%~10%之间。因此,可以推测,中幔圈的岩石波速2%的扰动很可能是正常的,反映出原始地幔形成时物质成分的不均匀性。因此,不应把这种大尺度的高速体与“冷板块”或“冷柱”等同起来,因为高速不一定就“冷”,而且经过1亿年的下插板块到达核幔边界后也不一定仍然是“冷”的。另外,也存在许多否定的论据。例如,板块既然插入下地幔,怎么没有观测到震源深于720km的地震?中幔圈岩石的刚性比岩石圈板块强得多,岩石圈板块怎么能把两千公里厚的中幔圈穿透?岩石圈板块如果真的穿过巨厚中幔圈,必定经过各种化学分异作用而萎缩,会呈现上粗下细的几何形状,为什么波速扰动层析图上呈现的不是这种形状?我们认为,在这些问题没有得到有根据的回答之前,对“冷板块俯冲到幔核边界”的说法还是不要急于赞同为好。此外,根据物理计算揭示,板块驱动力以板块拖曳力为主,它是随深度指数减小的。板块拖曳力下沉力(slab-pull force)随深度Z的变化可根据以下公式估计。对上地幔,假定板块冷,因而密度比地幔大,产生的负浮力为(Richter and Mckenzie,1978):后板块地球内部物理学导论其中:g=98m/s2为万有引力常数;α为热膨胀系数;ρm为板块底部的密度;T1为地幔温度;L为板块厚度,约为85km;d+L为上地幔厚度(670km),Re为热Reynolds数,正比于Pm、板块的比热及沉降速率。由此公式计算出,板块拖曳力最大约为(1~2)×1013N/m,其中还包括300~400km深处的橄榄岩—尖晶石结构相变的附加驱动力,它比上涌软流圈在洋脊的推力(计算为2×1012N/m)大一个级次,看起来像是板块俯冲的主要驱动力。另外板块的拖曳力随深度Z指数减小,当接近下地幔时Z=d,有Fsp=0,不再下沉。但是,由于620~670km处为相变过渡带,这时,俯冲板块沿薄弱的边界层继续前冲和积聚是可能发生的。因此Fukao等人层析图中反映的高速体可能与板块俯冲有关。但是,如果说冷板块继续向下俯冲并穿过下地幔,则难以用板块拖曳力来解释。图39 沿纬度301°横穿北美的体波层析剖面显示地幔波速相对于全球平均波速的变化。剖面位置示于下方,+号为波速加大,-号为波速减少。此剖面P波和S波速度扰动比较吻合,提供了较可信的层析图离散型板块边界(大洋中脊) 火成岩组合地球最上层包括地壳在内的约100千米范围的岩石圈并不完整,像是打碎了仍然连在一起的鸡蛋壳,这些大小不等、拼接在一起的岩石层称为板块,它们各自在上地幔内的软流层上“漂浮”、运移,有的板块会俯冲到地幔内数百千米深的地方。地球上最大的板块有六块,分别是太平洋板块、欧亚板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块。另外还有一些较小的板块,如菲律宾板块等。把世界地震分布与全球板块分布相比较,可以明显看出两者非常吻合。据统计,全球有85%的地震发生在板块边界上,仅有15%的地震与板块边界的关系不那么明显。这就说明,板块运动过程中的相互作用,是引起地震的重要原因。喜马拉雅山脉隆起是哪些板块挤压碰撞的结果一、概述大洋中脊是离散型板块最重要的边界,同时也是大洋地区岩浆产生的主要场所和新生洋壳产生之处。65000km长的洋中脊分布在地球表面的大洋盆地中。大洋岩石圈以10~160mm/a的速率向两侧移动(Blattetal,2006),新生的洋壳在扩张脊处不断形成。大洋中脊的火成岩组合实际上代表了大洋岩石圈的组成。二、岩石组合典型洋壳的厚度为6~7km,并且具有成层性,位于深海沉积物之下,自上而下的层序是:———洋中脊玄武岩,简称MORB(Mid-OceanRidgeBasalt)———席状岩墙群(SheetedDikeComplex)———具有火成堆晶结构的辉长岩(包括块状辉长岩和层状辉长岩)———具有火成堆积结构和变质变形结构的镁铁质-超镁铁质岩上述大洋岩石圈的组成被称为蛇绿岩套(OphioliteSuite)或蛇绿岩组合(OphioliteAssociation)。位于蛇绿岩套之上的深海沉积物为蛇绿岩套的伴生岩石。典型蛇绿岩套的剖面如图9-2所示。它清楚地展示了大洋壳不同层序的厚度、岩石类型、成因和层序关系。图9-2 蛇绿岩层序示意图(Winter,2001)◎洋中脊玄武岩(MORB):典型的洋中脊玄武岩是橄榄拉斑玄武岩,与大多数其他玄武岩相比,它以低K2O(<02%)、低TiO2(<20%)为特征。橄榄石和斜长石是常见的斑晶矿物,而富钙的单斜辉石斑晶很少见。该类玄武岩因喷发于海底,多数具有枕状构造,也可以呈层状、块状或透镜状产出。洋中脊玄武岩因热液蚀变通常转变成细碧岩,而由玄武岩浆分异形成的中酸性火山岩,因遭受热液蚀变转变成角斑岩和石英角斑岩。◎席状岩墙群:主要由辉绿岩、玄武岩、细粒辉长岩组成,呈密集的岩墙或岩脉产出,它们平行于区域的主要断裂。在洋中脊轴部,垂直的席状岩墙侵位于浅部脆性的伸展环境。很多岩墙只在一侧发育淬火边,这意味着晚期岩墙使早期岩墙破裂并侵位其中。◎具有火成堆晶结构的辉长岩:这是蛇绿岩套中厚度最大、结构更为复杂的一个单元。上部通常由具有块状构造的辉长岩组成,而下部则是由具有片理化构造的辉长岩构成,同时可以出现闪长岩和斜长花岗岩。该单元之下为地震莫霍面。◎具有火成堆积结构和变质变形结构的镁铁质-超镁铁质岩:该单元上部由具有层状构造和火成堆积结构的辉长岩、橄长岩、二辉岩、二辉橄榄岩和纯橄岩以及少量易剥橄榄岩底辟体组成,其下可以发现具有方辉橄榄岩捕虏体和豆荚状铬铁矿透镜体的堆积纯橄岩。主要组成矿物是富镁的橄榄石和辉石变种,一般不出现向富铁方向演化的趋势,以此可以区别于大型岩盆状镁铁质-超镁铁质层状堆积体。该层实际上为壳-幔过渡层,之下为岩石学莫霍面。该单元下部由具有变质变形结构的地幔橄榄岩组成,通常为亏损的方辉橄榄岩和少量的纯橄岩,这是原始的、非层状的地幔残留物。最为常见的是由橄榄岩蚀变而成的蛇纹岩或蛇纹石片岩,其中可以发现未蚀变的纯橄岩、橄榄岩及辉石岩的岩块或透镜体,它们之间通常见不到淬火边或接触变质带。在这些地幔橄榄岩中可以见到少量的辉石岩脉。需要说明的是,因全球地质构造的复杂性,不同地区、不同时代的蛇绿岩往往存在区别,上述4个典型层序在不同地区发育程度可能存在差异,某些地区的蛇绿岩只发育其中的2~3个层序,而另一些地区可能发育1~2个层序。或者因构造作用影响4个单元的顺序不很清楚,往往呈构造混杂岩出现。因此,在确定不同地质时期蛇绿岩套时,要应用构造地质学、岩石地球化学和矿物学等多学科的知识进行综合判断。蛇绿岩套的存在表明在地球演化的某个时期研究区曾出现过洋壳,它是鉴别古板块缝合线的标志。因此,蛇绿岩套的研究对恢复区域构造演化具有重要意义。三、成因模型洋中脊之下幔源玄武岩浆的形成肯定与裂谷的产生以及岩石圈的伸展环境有关。洋中脊拉张环境所诱发的地幔减压熔融是洋中脊岩浆产生的主导因素。图9-3表示了洋中脊火成岩形成的传统成因模型。在洋中脊之下,莫霍面以上发育一个较大的岩浆房,岩浆来自下伏岩石圈地幔橄榄岩。岩浆房内部的原生岩浆发生结晶分异作用,在其下部形成镁铁质-超镁铁质火成堆积岩,其周围为早期形成的辉长岩。图9-4表示了洋中脊快速扩张之下岩浆活动的现代模型。与传统模型相比,现代模型中的岩浆房要小得多,它是一个小的薄而窄的透镜体(数十到数百米厚,宽度小于2km)。岩浆房位于洋底之下1~2km处,岩浆房周围是一个更为宽阔的粥状体和过渡带(可以有少量熔体)。在岩石学和地球化学上,它们一起被认为是一个“岩浆房”(MagmaChamber),并且是由已经混合的对流熔体和已经部分固结的粥状体所组成。图9-3 洋中脊岩浆活动传统模型图9-4 洋中脊岩浆活动现代模型(Winter,2001)一般认为,洋中脊玄武岩(MORB)的形成为亏损的二辉橄榄岩高度部分熔融的结果(>20%),源区的残留物为方辉橄榄岩。基于MORB的地球化学属性不同,可以将其划分成三类,即N-MORB(正常MORB,NormalMORB)、E-MORB[富集型MORB,EnrichedMORB,也称羽状(Plume)MORB,P-MORB]和T-MORB(过渡型MORB,TransitonalMORB)。N-MORB的岩浆源区为亏损的或贫不相容元素的地幔;E-MORB的岩浆源区为更深、更富含不相容元素的地幔;T-MORB为上述二者的过渡类型,可以简单的解释为上述两种端元岩浆的混合,因此,T-MORB并不意味有第三种不同的岩浆源区。基底板块构造单元及特征1、喜马拉雅山系是亚欧板块与印度洋板块碰撞挤压形成的。2、喜马拉雅山脉 (梵语:hima alaya,意为雪域),藏语意为“雪的故乡”。位于青藏高原南巅边缘,是世界海拔最高的山脉,其中有110多座山峰高达或超过海拔7350米。3、是东亚大陆与南亚次大陆的天然界山,也是中国与印度、尼泊尔、不丹、巴基斯坦等国的天然国界,西起克什米尔的南迦-帕尔巴特峰(海拔8125米),东至雅鲁藏布江大拐弯处的南迦巴瓦峰(海拔7782米),全长2450km,宽200~350km。4、主峰是世界最高峰珠穆朗玛峰 (又名圣母峰,藏语名:Qomolangma) ,是藏语第三女神的意思,海拔高达884443米。据最新测定数据表明,珠穆朗玛峰平均每年增高1厘米。印度板块(Ⅴ)黄河源区位于青藏高原的东北部,在构造单元上属于欧亚板块的羌塘-三江构造分区的巴颜喀拉山地块,其北部为昆仑山缝合带,南部为金沙江缝合带(表2-1),东部与扬子地块相接。表2-1 黄河源地区及邻区构造单元划分1昆仑山缝合带该带沿西昆仑南缘、东昆仑南缘和西秦岭南缘展布,总体呈北西西向,长达3600km,宽05~65km。带内断续出露有晚古生代蛇绿构造混杂岩块,其中以阿尼玛卿山、木孜塔格山及布青山最为发育。在昆仑山口一带,缝合带表现为宽达3km、陡北倾、褶皱-片理带(韧性剪切带)发育有密集透入性片理和近水平的拉伸线理及“A”型褶皱,指示羌塘地块早期向北俯冲、晚期左行走滑的运动学特征。2巴颜喀拉山地块位于金沙江缝合带(JSZ)以北,昆仑南缘缝合带(KSZ)以南及龙门山-锦屏山断裂(LMT)以西的三角形地区。该区西部为巴颜喀拉构造带,西延经可可西里-西昆仑进入帕米尔高原,东部为松潘-甘孜构造带,是三角区的主体,几乎全为巨厚的三叠系复理石层所充填和覆盖。三叠纪以前,本区有一个较长的陆块性质稳定时期,且这里的复理石层是在陆壳拉张时所形成的坳陷背景上发育成的(特别是新元古代末至古生代),并没有经历洋壳发展的阶段。3金沙江缝合带该带大体沿羊湖—西金乌兰湖—通天河—金沙江一带分布,向东南与哀劳山缝合带相接,长达1800km,玉树以东分为两支,东支称甘孜-理塘缝合带,在木里与西支羊湖-金沙江带合并。羊湖-金沙江带蛇绿岩主要由蛇纹石化超镁铁岩、超镁铁堆晶岩(辉石岩-纯橄榄岩)、辉长岩-辉绿岩墙群、洋脊型玄武岩及放射虫硅质岩组成,与其他被支解的泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪等灰岩“块体”及其绿片岩“基质”构成蛇绿混杂岩带。东支甘孜-理塘缝合带的蛇绿岩主要由洋脊型拉斑玄武岩、苦橄玄武岩、镁铁质与超镁铁质堆晶岩、辉长岩、辉绿岩墙、蛇纹岩(变质橄榄岩)及放射虫硅质岩等组成,它们呈被支解的构造岩块,与外来的奥陶系-三叠系灰岩岩块等其他沉积岩块体及复理石砂板岩、裂谷型碱性玄武岩等组成构造混杂岩带。板块构造理论的地体概念在研究区,仅位于帕米尔最南部,出露面积不大。其中具有大量花岗岩及伟晶岩侵入的砂质板岩及黑云母片岩等组成的基底岩系,盖层为古生代、中、新生代碎屑岩及碳酸盐岩组合。基底岩系在印度河谷以砂质板岩、黑云母片岩为主,见少量含黄铁矿星点的石英岩及大理岩,在北纬34°“Abbottabad”附近,有低变质板岩及弱变形泥岩、板岩(白沙瓦附近)K-Ar年龄(534±14)Ma(Kempe,1978),Abbottabad北部,板岩中有大的斑状堇青石花岗岩侵入,其中重要的Mansehra花岗岩Rb-Sr年龄(516±16)Ma(Le Fort等,1980),属沿喜马拉雅山南坡延伸的一个寒武纪花岗岩带。在Mansehra西北部板岩中的一组劈理被花岗岩接触变质带的花岗岩脉所交切,因此岩石的某些变形是前寒武纪时形成的,所以它们应属前寒武系。覆于基底岩系之上的盖层,时代及岩性多不相同,其关系尚未查清。在Besham西南8km处,可见底砾岩不整合于基底片麻岩之上,砾石成分有石英岩、叶片状花岗岩及闪长岩、花岗质伟晶岩、千枚岩、云母片岩等,砾岩厚数米。向上依次为粗砂岩、石墨及厚数百米含砾片岩、绿泥石化砂岩,以上变为泥质灰岩及条带状大理岩;在Abbottabad附近为厚层灰岩,白沙瓦以北的Nowshera附近灰岩含志留纪—泥盆纪化石;在河南灰岩中有石炭纪鹦鹉螺亚纲化石,而在Abbottabad地区的灰岩全部为中生代。从白沙瓦Abbottabad一线以南及至 Abbottabad东北部等的红色砂岩及页岩属渐新世—中新世,代表早期喜马拉雅的磨拉石沉积。盐岭地区的前寒武系,下部为基拉那群,以千枚岩、板岩、石英岩为主夹安山岩及其凝灰岩,Rb-Sr年龄(870±40)Ma,上部为盐岭组红色含石膏粘土岩、含厚盐层及石膏白云岩、页岩、砂岩及油页岩。寒武系为浅海相砂岩、页岩、黑色页岩、海绿石页岩,含早寒武三叶虫化石,上部为板状砂岩、页岩、白云质页岩含石膏及岩盐假晶,具波纹和泥裂,为潟湖相沉积,奥陶-志留系为浅海相石英砂岩、泥板岩、千枚岩、灰岩、白云质灰岩等,泥盆系以浅海相碎屑岩为主,石炭系—二叠系见有冰碛砾岩,具冈瓦纳相特征。区内多为新生界覆盖,除东部地区外基底岩层多零星分布。由于印度板块的向北俯冲,形成一系列由北向南的逆冲断裂带,如前述的主地幔逆冲断裂北部的变质岩向南逆冲到主边界逆冲断裂的中生代地层上,而主边界逆冲断裂南、又进一步逆冲到盐岭寒武纪—更新世地层上。在Abbottabad地区见片麻岩向南推覆在中生代钙质变质沉积岩之上,可能是印度北部主地幔逆冲断裂的延续,主边界逆冲断裂常使中生界横切渐新世-始新世的磨拉石建造。区内的变质作用,有由南往北向主地幔逆冲断裂(主中央逆掩断层)方向递增的趋势,由白沙瓦向南几乎未变质的岩石至Abbottabad附近的绿片岩相和主地幔逆冲断裂附近的矽线石-蓝晶石的角闪岩相。基底岩石的变质早于寒武纪花岗岩的侵入时期,而喜马拉雅期的区域变质作用使北部中生代盖层及基底岩层同时变质。印度板块在研究区出露极少,为了便于今后对比研究,现将邻区资料简述于下;印度次大陆总体上可划分为3个一级构造单元,喜马拉雅褶皱带(位于中印边界占印度陆地面积不足 10%)、山前坳陷区(位于印度中、北部,为喜马拉雅褶皱带与印度半岛之间,占印度陆地面积约 20%)、印度半岛克拉通(位于印度半岛中南部,占印度陆地面积70%)。一、喜马拉雅褶皱带喜马拉雅褶皱带属印度板块北缘,处于印度板块与冈底斯中间板块(青藏板块)的接触带,为一新生代褶皱带,白垩纪末或古近纪,新特提斯洋闭合,印度板块与青藏板块碰撞,形成印度河-雅鲁藏布缝合带。晚渐新世—中新世是喜马拉雅造山运动的极盛时期(变质变形、花岗岩化)形成了主中央逆冲断层。上新世—更新世,喜马拉雅南部发生逆冲作用,发育主边界逆冲断层。上述两逆冲断层都是老地层从北往南仰冲到较新地层之上。Gansser(1964,1974,1981)以上述3条主要构造线,把喜马拉雅从南到北划分为亚(次)喜马拉雅、低喜马拉雅、高喜马拉雅(中央喜马拉雅),西藏喜马拉雅(特提斯喜马拉雅)、印度河缝合带(蛇绿岩带);并把印度河缝合带以北大片花岗岩基出露地带称为外喜马拉雅。BF温德里(1985)把喜马拉雅分为次喜马拉雅、低喜马拉雅、高喜马拉雅(含“中央结晶岩”带、“特提斯喜马拉雅”带)、印度河-雅鲁藏布江缝合带、后喜马拉雅带等单元。李春昱等(1982)指出,喜马拉雅地区由边界大断裂和中央主断裂、分为喜马拉雅带、低喜马拉雅带、高喜马拉雅带3部分,高喜马拉雅北坡为西藏喜马拉雅,喜马拉雅山脉北麓为藏南特提斯褶皱带,沿印度河上游及雅鲁藏布江为印度板块与冈底斯中间板块(青藏板块)的缝合带。上述意见总体上基本相似,都是以上述3条主要构造线为划分依据。现由南向北简述于下。(1)亚(次)喜马拉雅山前坳陷带(锡伐利克山前坳陷带):位于主边界逆冲断层南,中新世中期,是喜马拉雅造山运动最强烈的第三幕,使岩层褶皱、隆起并伴有岩浆侵入,形成了上升山脉与印度半岛间的山前坳陷。沉积了厚达6km的新近系锡伐利克群的磨拉石建造,由砂岩、粗砂岩、砾岩、粘土层、泥岩、粉砂岩等组成。并发生褶皱、断层和逆冲,以叠瓦构造为主的锡伐利克群,位于主边界逆冲断裂的局部地段,以褶皱为主的该群,位于紧接叠瓦构造的南部。由于喜马拉雅老岩层逆掩在锡伐利克群上,使该群与其他地层多呈陡倾斜断层接触,该带宽约6~50km,在不丹和锡金境内变窄,平均海拔900~1200m。(2)低(小)喜马拉雅褶皱带:位于主边界逆冲断裂与主中央逆冲断裂之间,由前寒武系变质岩和一些古生界、中生界未变质的岩石组成,并有不明时代的花岗岩和基性岩侵入。有的为前寒武纪后的陆棚相沉积,可与印度地盾上的冈瓦纳沉积对比。不少学者认为低喜马拉雅有一系列向南逆掩的推覆体据Heim和Gansser 的意见,印度库蒙地区的加瓦尔小喜马拉雅至少有4个叠瓦构造带,推覆于含货币虫岩层之上,舍利地区有一个由绢云母片岩组成的推覆体盖在由古生代白垩纪地层上。从中尼泊尔向东结晶岩石中片麻岩和混合岩所占面积越来越大,构成一巨大的结晶片岩,向上逆冲,大规模地掩埋了低喜马拉雅的沉积岩。在锡金和大吉岭出现未变质的冈瓦纳层被低变质的达岭片岩覆盖,而达岭片岩又被高级变质的大吉岭片麻岩所覆。Loczy 用推覆构造来解释这种现象。BF温德里指出,低喜马拉雅带内有由片麻岩(低喜马拉雅结晶岩)组成的逆冲断层岩片和被称为“外侧结晶岩”(来至高喜马拉雅逆冲岩带)的高级变质岩的飞来峰。低喜马拉雅带里的一些复杂强烈褶皱带呈北东—南西方向,与平行喜马拉雅山脉的主构造线斜交。反映具古老的北东—南西构造的印度地盾也卷入了喜马拉雅运动。低喜马拉雅带宽32~30km。平均海拔高度为4500m。(3)高(大)喜马拉雅结晶岩叠瓦构造带:南以主中央逆冲断裂与低喜马拉雅带为界,在北面,从北西—南东到东—西方向,基本上为连续分布的未变质或浅变质的下古生界与西藏喜马拉雅带分界。该带主要由前寒武纪变质基地(结晶岩系)组成,被新近纪或稍老的花岗岩侵入。结晶岩主要是各类片麻岩,原岩为沉积岩或火山-沉积岩。其他不同程度的变质沉积岩和片麻岩呈复杂的伴生关系。在珠穆朗玛峰等高峰的顶部,结晶岩之上为奥陶纪灰岩所覆盖。结晶岩带分布宽度各地不一,有的构造简单,形成单斜层,有的结晶岩带很宽,构造复杂,构成一系列叠瓦构造和推覆体。哈根认为这些结晶岩带构成了许多推覆体的“根”,并将其划为一系列逆掩岩片。在尼泊尔西部,前人把“中央结晶岩带”按岩性划分出一个薄的“下部结晶推覆体”和一个厚的“上部结晶推覆体”。中央结晶岩带的片麻岩以紧闭、同斜、平卧的小型褶皱为特征,轴面片理平行于岩性和变质的层状构造及主中央逆冲断裂,故被认为与中央主逆冲断裂的逆冲事件有关。在结晶杂岩的下部出现矿物排列与喜马拉雅总走向近直交的近北北东-南南西的线状构造。对这种不协调的线状构造的形成时代有不同认识。高喜马拉雅带的结晶岩主要由前寒武纪变质作用形成,但不少学者也认为其变质作用可能受阿尔卑斯期花岗岩侵入的影响,因普遍见花岗岩与片麻岩的密切关系,故认为存在阿尔卑斯期变质和花岗岩化作用。也有人认为藏南聂拉木-亚东一带的高喜马拉雅变质岩带的变质作用有三期;第一期发生在前寒武纪晚期或古生代早期,第二期是主变质期,发生于新生代的早-中期,第三期发生于上新世。高喜马拉雅结晶带,被古近纪—新近纪花岗岩广泛侵入,含白云母或二云母淡色花岗岩在结晶岩带的北部分布相当广泛。(4)西藏喜马拉雅褶皱带(特提斯喜马拉雅褶皱带):南以下古生界与高喜马拉雅带的前寒武纪变质岩带分界,北为印度河-雅鲁藏布江缝合带。主要由未变质或浅变质的古生界和中生界的稳定型沉积组成,并为新近纪花岗岩切割。石炭纪晚期—早二叠世有冰川沉积,尼泊尔有冰碛砾石,藏南在晚石炭世有冰海相沉积物,中生代地层中夹多层中、基性火山岩,并有典型的海相喷发岩及放射虫硅质岩。该带一般形成向南倒转的紧闭线性褶皱和向南逆掩的断裂或叠瓦构造(由北向南推覆),局部也有向北倒转的褶皱,如尼泊尔的道拉古里-安纳普尔纳山脉的北侧、是一个向北倒转的平卧褶皱。(5)印度河-雅鲁藏布江缝合带:由上侏罗纪—白垩纪复理石、蛇绿岩(超镁铁岩、基性火山岩)和外来岩块等组成。沿缝合带分布蛇绿岩和混杂堆积带,上侏罗统—白垩系深水复理石沉积中,硅质岩和海底火山喷发岩发育并与基性-超基性岩共生。印度河上游拉达克地段的蛇绿岩以玄武质和英安质熔岩、燧石、集块岩、蛇纹岩和纯橄榄岩为标志。并有明显的蛇绿混杂堆积。德拉斯火山岩由辉绿岩、枕状熔岩、集块岩、火山-碎屑岩组成。沿雅鲁藏布江发育的蛇绿岩带,自下而上为超基性岩(地幔岩)、基性岩(堆晶岩)、席状岩墙群、枕状基性熔岩、放射虫硅质岩。其南侧部分地区分布有蛇绿岩组分基质的混杂堆积和以晚三叠世及晚侏罗世—白垩纪的复理石和类复理石层的泥沙质为基质的混杂堆积,其走向与蛇绿岩带一致。沿缝合带在斯沃特河谷(印度河支流)的片岩中发现有蓝闪石、在拉达克地区的蛇绿混杂堆积中发现了绿片岩-蓝闪石片岩相和角闪岩相的变质岩;在西藏萨嘎的达吉岭和昂仁、拉孜、孜松等地发现有蓝闪石类和黑硬绿泥石、在昂仁的桑桑南发现了阳起绿泥蓝闪石片岩等、代表板块消减有关的高压低温变质带的标志矿物。肖序常等认为雅鲁藏布江缝合带的高压低温变质作用主要发生在白垩纪晚期-古近纪早期。(6)外喜马拉雅带:Gansser所划分的外喜马拉雅带,位于印度河-雅鲁藏布江缝合带以北紧邻地带,主要为花岗岩基及上白垩世和古近纪—新近纪沉积物。印度河上游巨大的拉达克花岗岩和花岗闪长岩基的宽至少32km,侵入到上白垩统火山岩中。喜马拉雅褶皱带的花岗岩:喜马拉雅期花岗岩同位素年龄值一般为10~20Ma,侵入时代多为中新世。分布最广的是电气石花岗岩,喜马拉雅东段有木斯、马拉斯卢、马卡鲁等花岗岩;西段的该期花岗岩为电气石花岗岩和电气石细晶花岗岩分布于印度库蒙地区,最大岩体是库蒙北部的巴德利纳斯花岗岩,为黑云母-白云母-电气石花岗岩到花岗细晶岩与围岩侵入接触。此外,还有一些时代不明的花岗岩。在加德满都盆地周围侵入早古生界中的富含石英黑云母花岗岩、白云母-电气石花岗岩、黑云母-堇青石花岗岩、钾长石斑状电气石-黑云母-白云母花岗岩、黑云母-白云母花岗岩其同位素年龄值为339Ma。二、山前坳陷区山前坳陷区位于印度中北部,呈近东西向展布,以全新世现代松散沉积物平缓覆盖为主,厚度巨大,具磨拉石建造特征,偶见零星前寒武变质岩系出露,显示该山前坳陷是在印度前寒武纪克拉通基底上,由于印度板块向北俯冲,使喜马拉雅自始新世以来不断隆升、剥蚀而形成。三、印度半岛克拉通印度半岛克拉通位于印度中部和南部,是印度主要矿产地和开发地。前寒武纪变质岩系在印度半岛克拉通中以太古宇-古元古界发育较全。有多种岩石组合,中-深变质;中、新元古界的分布仅限于克拉通内裂谷与坳陷盆地及线性地堑中,岩性变化不大、变质较浅,根据其组成与结构上的差异,可进一步划分为7个次级克拉通;西达尔瓦尔克拉通,位于印度西部,以发育绿岩带为特征。分高级变质带(变质核杂岩)和低级绿片岩带,前者包括条带状磁铁石英岩、二辉麻粒岩和超基性岩-斜长岩组合,南北向分布,伴有25×108a花岗岩侵入。成矿作用较广泛,如与高级变质带中超基性岩有关的铬矿化、与硅铁建造有关的铁矿、锰矿,在低级变质岩中与火山岩有关的铜矿化和多金属矿化,部分形成规模矿床。东达尔瓦尔克拉通,位于印度中部,以GGT 或类GGT岩浆活动为特征,夹少量绿岩带。在东部叠加有新元古代Cuddapah克拉通内凹陷,其岩性主要为未变形或轻微变形的砾岩、砂岩、白云岩夹火山岩,基本保持原始状态,并有富钾花岗岩和碳酸岩侵入及4个不明时代的金伯利岩筒。新元古代Cuddapah凹陷中含矿层位较多,如白云岩中的重晶石矿床(储量占全球百分之25)、底砾岩型铀矿、Pulivendia层中的石棉矿及火山岩层中的多金属矿化。在变质基性岩剪切带中的石英脉型金矿发育,其中有世界知名的 Kolar 金矿田。在金伯利岩筒及碳酸岩中还发现了金刚石及稀土矿。印度半岛麻粒岩地块,位于印度最南端,发育麻粒岩相岩石为特征,同时分布有角闪岩相片麻岩和“超壳岩石”,含紫苏花岗岩、基性麻粒岩、孔兹岩系、变粒岩和片麻岩等,造山后的碱性杂岩体也较发育。成矿作用主要与麻粒岩相区的硅铁建造和片麻岩相区的超基性岩有关。部分形成具规模的铬铁矿和铁矿床。东高止山克拉通,位于印度东部,以麻粒岩相与孔兹岩系岩石发育并混合产出为特征,常伴有角闪岩相片麻岩,斜长岩以及较晚形成的碱性岩体(1265Ma)呈岩株状侵入。其成矿作用主要为与硅铁建造有关的铁矿和产于钾长锰榴岩中的锰矿等,分布较广。布哈因达拉(Bhandara)克拉通,位于印度中部,以片麻岩夹绿岩带为特征,硅铁建造发育,呈南北向分布,南有较大的Dongangarh花岗岩体侵入,其北叠加有3个中、晚元古代独立凹陷盆地,变质较浅,以石英砂岩、长石砂岩、页岩、灰岩和白云岩为主,偶见叠层石。硅铁建造中铁矿分布最广,具有波痕状赤铁矿-燧石岩和细粒层纹状假象赤铁矿等两个亚建造,矿床规模较大,产于Sausar组石英岩-页岩-碳酸盐岩地层中的锰矿分布也较广。花岗岩体附近有铜矿化。辛格布姆(Singhbhun)克拉通,位于印度东北,是印度前寒武系研究程度较高地区,由辛格布姆陆核组成,太古宇为OMG3200±85Ma,主要岩性为中粒云母片岩、石英岩、钙硅质岩和角闪岩。硅铁建造发育,在陆核中有3条近东西向推覆带和由12个岩株、岩席和岩基组成的总面积达1000km2的花岗岩杂岩体(3000Ma),该区除与硅铁建造有关的铁、锰矿和与超基性岩有关的铬铁矿外,最引人注目的是辛格布姆推覆带上产于绿片岩相岩石中、顺层分布的铜矿及铀矿。阿拉瓦利(Aravalli)克拉通,位于印度西北部,区内太古宇—古元古界不发育,以绿岩和类GGT岩系为主,缺失硅铁建造,呈北东向展布,广泛发育中、晚元古界,岩层变质较浅,以千枚岩、杂砂岩为主夹石英岩和碳酸盐岩,含叠层石及磷块岩,呈近东西分布,花岗岩侵入体分布广泛。区内矿产丰富,有铅锌矿和非金属矿的磷灰石、磷酸盐、石棉、重晶石、萤石、石膏、蓝晶石等,在北东-南西向拉贾斯坦构造带附近,热液型铜矿化较发育,赋存于中、新元古界浅变质岩层中,以克赫特利铜矿规模较大。此外,在剪切带上常有铀矿化。此外,除前寒武系外,印度的冈瓦纳群分布也较广,主要分布于地堑或河谷一带。冈瓦纳群为晚石炭-侏罗纪的沉积层,主要为河流相和湖泊相沉积物,底部有冰川沉积。下冈瓦纳群由含砾粗砂岩、砂岩和煤层组成,底部为典型的冰川沉积,时代为晚石炭世—早三叠世;上冈瓦纳群由炭质页岩、钙质砂岩夹玄武岩,时代为晚三叠纪—侏罗纪。在印度半岛东、西海岸的主要河谷地带分布有白垩纪、古近纪—新近纪和第四纪沉积物。另外,德干暗色岩,是印度地盾上仅次于前寒武系的第二位地质体,占据了印度半岛西部和中部的广大地区。属裂隙喷发的高原玄武岩。从晚白垩世开始喷发,最强喷发是在始新世,德干暗色岩与下伏白垩系巴格组间有微不整合,有的不整合于侏罗系、白垩系之上,其本身又为含货币虫的古近系—新近系覆盖。德干暗色岩可分三群,下部暗色岩,分布于中央邦和东部地区,有暗色岩夹层,但火山灰较少;中部暗色岩,分布于中印度和马瓦尔地区,其上部有大量凝灰岩,但缺少暗色岩夹层;上部暗色岩,分布在孟买和卡提阿瓦地区,含大量暗色岩夹层和火山灰。在孟买等地有似火山口的露头。暗色岩厚度各地不同。有从西往东减薄的趋势。近孟买海岸总厚超过2100m往东在中央邦厚约152m,再向东仅有零星露头覆盖在太古宇变质岩上。广汇能源属于什么板块在板块构造学说中,关于构造事件和造山作用的模式,只有岩石圈板块俯冲作用和板块碰撞作用所形成的岛弧、火山和褶皱山脉等。但近年人们发现了很多以断层为边界的地质实体,这些地质实体与其相邻区域相比,显示出具有不同的地质构造、沉积建造、生物化石群落、地质历史等,但却不具有俯冲或碰撞的痕迹,而只显示出是从遥远距离迁移(或漂移)而来的与原地地质体拼贴或联结在一起的特征,这种呈独立于邻区的外来体称为地体,或称构造地层地体。换言之,地体就是通过不同途径拼贴或联结在大陆边缘或褶皱带边缘的外来的岩石圈碎块或岩片。地体的概念,是1972年在研究美国西部加里福尼亚州克拉马斯山中、晚古生代地层和中生代三叠-侏罗纪地层时发现它们拼贴在一起而提出来的。后来,在美国阿拉斯加和加拿大西部,发现古生代岛弧岩石组合和中生代地层的拼合特征,建立了北美大陆地体拼贴带中的第一个典型实例——兰格利亚。地体概念的提出,对现代岩石圈板块构造模式是一种补充,即除了俯冲和碰撞造山形式外,还有不俯冲不碰撞的地体拼贴这种模式。但是,迄今对地体的含义还有不同的认识。D琼斯(1983)认为地体是为断层所围限、具有区域性延伸的地质统一体,以具有与其毗邻地区不同的地质发展史为特征,地体的规模尺度可大至仅次于大陆,也可以小至仅有几平方千米。D豪威尔和郭令智等认为地体既是板块的一部分,也是推覆体的一部分。地体可以是岩石圈板块解裂开来的一些小片或地壳板片,板块和地体的区别就在于前者是伸入地幔的“有根”块体,而地体一经漂移拼贴在大陆边缘上,则实际上已脱离了深部基础。地体也可以是逆冲或滑脱所形成的巨大推覆体,成为具有一系列叠瓦构造的岩片。无论是哪种形式的地体,它们都是外来系统,和原地系统在岩石、构造、生物群、生态等方面有本质的区别,而且古地磁位置、同位素年龄等也有极大差异。地体拼贴形成增生构造,往往改变了原来的地壳或板块平衡状态,产生新的俯冲运动;或者使增生的地体再剪切成碎片而分散,形成离散地体。地体的增生和离散,都是在一定的地质时代和一定的地区发生的,同一定的构造事件或地壳运动密切相关。我国许多地区都可以发现地体构造的实例。如浙江西北部和东南部,被一条NE-SW向大断裂所分割,这两部分呈现明显的地质不连续现象,二者基底也迥然不同,其东南一块被认为是拼贴上来的地体。又如天山褶皱带,也发现有许多地体拼贴构造。再如海南岛,根据白垩纪岩石样品古地磁测定,当时是位于现今北部湾地区与华南大陆连在一起,在白垩纪晚期因地壳拉张作用,海南岛向南漂移到当前位置。除此,台湾岛也是从大陆分离出去的离散地体,于新生代初迁移到现今地点。(八)板块构造学说存在的问题板块构造学说是综合许多学科的最新成果而建立起来的大地构造的学说,是当代地学的最重要的理论成就,并被认为是地球科学的一次革命。它从大量海洋调查实际材料出发,对大洋壳的新生和代谢过程作了详尽的论证,获得最近两亿年来地壳变化的理论模式,从一个侧面丰富了地质学和地球物理学的理论。特别是它以地球整个岩石圈的活动方式为依据,建立世界范围的构造运动模式,所以板块构造学说又称全球构造学说,这是其他以大陆范围内的各种地质现象为依据而建立的各种大地构造学说所无法比拟的。虽然如此,板块构造学说毕竟是以海洋和大洋壳为基础建立起的构造学说,大洋壳上的沉积物年龄只有2亿年,而大陆壳的岩石年龄可以高达30多亿年,个别甚至超过40亿年,岩浆活动、构造作用、变质作用也复杂得多,目前对板块边界和大陆边缘等活动情况已了解很多,但是对板块内部(简称板内)及大陆地质历史演化过程,如何利用板块理论来予以揭示,仍然是一个难题。尤其是关于地壳生长的机制,主要依据上地幔物质对流或热柱等学说予以解释,而所有这些说法目前无法以实验或令人足以信服的方式予以论证。关于板块驱动力的问题,虽然有关学者提供了多种可能方式,但仍然是处于求索过程中。除此,还有一些难于解释的矛盾现象,如已知大洋中脊是地幔物质上升形成新洋壳的场所,海沟和岛弧是洋壳俯冲消融的地方,但在东太平洋北部发现两种情况却在一个地方同时存在。又如,陆壳厚度很大,可达数十千米,褶皱变形非常复杂,而洋壳厚度很小,最薄处只有5—6km,却不曾褶皱而只作刚性运动,这样现象也是一时不容易讲清楚的。但是,板块构造理论的建立有着众多的科学依据和测量数据,其科学基础是坚实而深厚的。随着日新月异的科学手段的应用、调查领域的广度和深度的日益开拓,相信将会获得越来越多的科学资料。例如,当代除了利用“上天”技术,用卫星监测手段获得和积累地球的各种信息资料外,还利用“入地”技术即用深钻的办法向地球深层进军。俄国已经在摩尔曼斯克附近的科拉半岛上钻出了12km多的深洞,取出了迄今为止最深的岩心。德国也在邻近捷克斯洛伐克边境的上普法尔茨的小城温迪施埃申巴赫钻探世界最深的钻孔,最终目标是12km甚至14km。“入地”比“上天”还难,因为钻至10km以后,地温将升至300℃,压力将超过2500Pa,其压力相当一个汽车轮胎内压力的1000倍,但目前已经具有在这样条件下钻进的尖端技术。又如,当今“下海”探测技术也已取得飞跃的进展。日本海洋科技中心不仅研制出深水6500m级载人潜水调查船,而且还研制出能够潜到水深11000m的不载人探测机,可以在承受11×109Pa条件进行海沟探测工作。不载人深海探测机的第一个探测目标是世界最深的海沟——马里亚纳海沟(-11034m)。若探测成功,说明可以在任何海底深潜航行,成为深海研究等地球科学领域研究的重要“武器”。本世纪70年代以来,在国际间特别强调国际多学科合作,并建立相关组织和制定合作研究计划。如在国际科学联合会理事会(ICSU)下建立的“联合会间岩石圈委员会”(ICL)便是其中之一。至1991年已有62个国家和地区参加国际岩石圈计划的工作,中国是最早参加国之一。1990年已经执行一个新的岩石圈研究计划,以全球变化的地球科学、当代动力学和深部过程、大陆岩石圈、大洋岩石圈等为主题,广泛深入开展研究。严格来说,广汇能源不算煤炭板块,在Wind上所属的板块是石油天然气。由于今年以来能耗产品供需缺口持续加大,大宗商品价格屡屡创下新高,年初至今Wind石油天然气板块累计上涨达到2319%。:公司发展1截止2012年6月底,公司拥有总股本3504亿股,总资产1916亿元,员工5700余名。自上市以来,广汇能源立足新疆本土及中亚丰富的石油、天然气和煤炭资源,确立了以能源产业为经营中心的产业发展格局,做强资源获取与资源转换,目前已形成了以LNG、煤炭、煤化工、石油为核心产品,能源物流为支撑的天然气液化、煤化工、石油天然气勘探开发三大业务板块。拥有一个油气田(哈国斋桑油气区块)、两个原煤和煤基燃料基地(新疆淖毛湖和富蕴)、三个LNG工厂(新疆鄯善LNG、淖毛湖LNG、吉木乃LNG)。2广汇能源现已发展成为国内经营规模最大的陆基LNG供应商,成为国内唯一一家同时具有煤、油、气三种资源的民营企业。广汇能源保障能源产能、资源与市场的有效对接,加快实现贯通东西的能源产品中游物流通道规划建设,不断提高公司能源产品市场供应及服务能力。2010年配套建成了47988公里的淖柳公路,这是新疆首条投入运营的“疆煤东运”公路专线。规划建设全长625KM的以煤运为主兼顾煤化工产品等地方资源的开发型货运“红淖三”铁路,其中一期工程红柳河至淖毛湖42821KM“红淖铁路”预计2013年底完工。3广汇能源东联内地、沿海开拓市场,在甘肃、宁夏、江苏、中原、西南等区域构建能源物流中转基地,形成了较完善的中游能源物流通道及“疆煤东运”产、供、销体系,确保了广汇能源产品畅通有序均衡生产,最大程度实现资源、产能间的效率与效益,促进广汇能源可持续发展。广汇能源承担“国家863计划中重型LNG运输车辆开发项目”,加快推进LNG、L-CNG加气站及配套服务体系建设,利用科技创新优势率先在中重型货运卡车上推广使用公司生产的LNG环保燃料,形成了LNG燃料中重型车辆的产业化推广路径,为中国清洁能源汽车产业发展和地区节能减排发挥重要作用。广汇能源秉承“认真、用心、激情、信念、决心”的工作理念,历经十年的能源征途,形成了能够适应市场变化的经营战略、管理体系和鲜明的企业文化。