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班公縫合帶

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西藏中南部地圖,展示班公縫合帶與周圍的地塊。改自Guynn et al., 2011.[1]

班公縫合帶(Bangong suture)呈東西走向,長約1200公里,位於西藏中部共軛斷層帶的關鍵位置。[2]縫合帶位於拉薩地塊羌塘地塊之間,是以蛇綠岩套混同層為主要成分的不連續帶[1],寬約10–20公里,最寬可達50公里[3]。斷裂帶北部包含東北向左旋走滑斷層,南部包含西北向右旋走滑斷層。[4]這些共軛斷層分布在班公錯南北,沿班公-怒江縫合帶相互交錯。[4]

描述

東西走向的班公-怒江縫合帶長約1200公里[2],在拉薩地塊羌塘地塊之間。可以分為3部分:班公錯-改則段(西段)、東巧-安多段(中段)與丁青-怒江段(東段)。侏羅紀中晚期,中特提斯洋在拉薩與羌塘地塊之間向北潛沒,到早白堊世拉薩地塊已在羌塘地塊下形成俯衝斷層[5]中特提斯洋的痕跡變為蛇紋岩雜基混同層內的仰沖蛇紋岩碎塊,散落在縫合帶各處。

碰撞與縫合演進

縫合帶的主要成分是侏羅紀海相頁岩礫岩岩層,以及混同層、蛇綠岩套和多處岩漿活動帶來的火成岩。[6]每種岩性的岩石都可與地塊、島弧或微大陸關聯[7],在中生代被印度板塊擠在北方。拉薩地塊與羌塘地塊在侏羅紀-白堊紀碰撞[8],古特提斯洋就此消亡,[1][8]並產生班公縫合帶。海相岩石(中特提斯洋海床)在碰撞中俯衝到羌塘地塊之下,[1]導致了拉薩地塊北緣蛇綠岩的仰沖[8]。一般認為仰沖的這一階段標誌着洋殼潛沒的結束,以及拉薩-羌塘碰撞的開始。[8]班公縫合帶的一大特徵是前中生代結晶的安多基岩,長約~100公里,寬約~50公里。[8]安多地區主要是正長片麻岩與變質岩,經歷了中生代變質作用、岩漿作用與發掘,變質沉積岩中有未經變形的花崗岩侵入。[8]

新生代再激活

微陸塊縫合後緊接着是被印度板塊推進的持續北移,4500~5500萬年前與亞歐大陸相撞。[9]由於碰撞帶來的地殼增厚,距今2000到1000萬年間輻合速度下降了40%以上。[9]青藏高原阻擋了地殼的進一步增厚,導致輻合減慢,地殼縮短並轉向高原兩側移動。[9]這時期亞歐大陸南緣(拉薩地塊)與印度相撞,新特提斯洋閉合,[1]使得縫合帶(青藏高原中心位置)被重新激活,[10]逆斷層走滑斷層都向北移動。走滑斷層使變形最小的陸塊向東移動,遠離了主要輻合區。[4]

班公縫合帶截面示意圖。1. 洋殼弧後盆地形成,隔開安多基岩與羌塘地塊。這次延展可能是俯衝板片回卷(slab rollback)造成的 2. 早中侏羅紀,洋殼持續俯衝。弧後盆地閉合,使蛇綠岩仰沖、在安多基岩中造成變質 3. 早白堊世,拉薩地塊與羌塘地塊相撞,產生班公縫合帶。同時形成前陸盆地。改自Guynn et al., 2006.[8]

班公縫合的影響

板塊構造論的經典解釋認為,歐亞-印度碰撞導致的變形應集中在潛沒帶。然而西藏系統並非如此,劇烈的變形在青藏高原北側和東北側也有分布。為解釋之,提出了2種端元模型:「軟西藏」模型與微板塊模型。[10][11]「軟西藏」模型中,岩石圈表現得像粘稠的薄片,以適應地殼與岩石圈地幔的普遍縮短。[11]微板塊模型認為,每個地塊都是獨立作用的,只是地塊間的縫合帶(也包括班公縫合帶)在新生代重新被激活了。[10]

端元模型預測

兩種模型對班公縫合帶的重激活有不同的預測。「軟西藏」模型認為,根據岩石圈的延展性,縫合帶沿線會產生一系列小型多重斷層[11]微板塊模型認為,應會產生大型走滑斷層與劇烈移位,[10]縫合帶邊緣的斜俯衝還會產生板塊擠壓(形式為左旋走滑斷層)。[10]了解青藏高原這些斷層的演化與結構,對於限制青藏高原的形成與變形非常重要。目前正在進行研究,以確定符合上述任一假設的實地特徵。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Guynn, J.; Kapp, P.; Gehrels, G. E.; Ding, L. U–Pb geochronology of basement rocks in central Tibet and paleogeographic implications. Journal of Asian Earth Sciences. 2012, 43 (1): 23–50. Bibcode:2012JAESc..43...23G. doi:10.1016/j.jseaes.2011.09.003. 
  2. ^ 2.0 2.1 Shi; et al. The Bangong Lake ophiolite (NW Tibet) and has a bearing on the tectonic evolution of the Bangong-Nujiang suture zone. Journal of Asian Earth Sciences. 2008, 32 (5–6): 438–457. Bibcode:2008JAESc..32..438S. doi:10.1016/j.jseaes.2007.11.011. 
  3. ^ Schneider; et al. Tectonic and sedimentary basin evolution of the eastern Bangong-Nujiang zone (Tibet): a Reading cycle. International Journal of Earth Sciences. 2003, 92 (2): 228–254. Bibcode:2003IJEaS..92..228S. S2CID 128870362. doi:10.1007/s00531-003-0311-5. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Taylor; et al. Conjugate strike-slip faulting along the Bangong-Nujiang suture zone accommodates coeval east–west extension and north–south shortening in the interior of the Tibetan Plateau. Tectonics. 2003, 22 (4): n/a. Bibcode:2003Tecto..22.1044T. S2CID 13430072. doi:10.1029/2002TC001361. hdl:1808/17113可免費查閱. 
  5. ^ Zhang, Xiaoran; Rendeng Shi; Qishuai Huang; Deliang Liu; Xiaohan Gong; Shengsheng Chen; Kang Wu; Guoding Yi; Lin Ding. Early Jurassic high-pressure metamorphism of the Amdo terrane, Tibet: Constraints from zircon U-Pb geochronology of mafic granulites. Gondwana Research. 2013, 26 (3–4): 975–985. doi:10.1016/j.gr.2013.08.003. 
  6. ^ Gehrels; et al. Detrital zircon geochronology of pre-Tertiary strata in the Tibetan-Himalayan orogen. Tectonics. 2011, 30 (5): n/a. Bibcode:2011Tecto..30.5016G. doi:10.1029/2011TC002868可免費查閱. 
  7. ^ Yin and Harrison. Geologic Evolution of the Himalayan-Tibetan Orogen. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2000, 28: 211–280. Bibcode:2000AREPS..28..211Y. doi:10.1146/annurev.earth.28.1.211. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 Guynn; et al. Tibetan basement rocks near Amdo reveal "missing" Mesozoic tectonism along the Bangong suture, central Tibet. Geology. 2006, 34 (6): 505–508. Bibcode:2006Geo....34..505G. doi:10.1130/G22453.1. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Molnar and Stock. Slowing of India's convergence with Eurasia since 20 Ma and its implications for Tibetan mantle dynamics (PDF). Tectonics. 2009, 28 (3): n/a [2024-09-10]. Bibcode:2009Tecto..28.3001M. S2CID 12734913. doi:10.1029/2008TC002271. (原始內容存檔 (PDF)於2023-03-26). 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 Tapponnier; et al. Oblique stepwise Rise and Growth of the Tibet Plateau. Science. 2001, 294 (5547): 1671–7. Bibcode:2001Sci...294.1671T. PMID 11721044. S2CID 24563782. doi:10.1126/science.105978. 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 England and Houseman. Finite Strain Calculations of Continental Deformation 2. Comparison With the India-Asia Collision Zone. Journal of Geophysical Research. 1986, 91 (B3): 3664–3676. Bibcode:1986JGR....91.3664E. doi:10.1029/JB091iB03p03664.