东喜马拉雅构造结典型剖面的低温热史研究及与气候因素的耦合

拟议中的项目选取东喜马拉雅构造结地区南迦巴瓦峰与雅鲁藏布江之间的垂向剖面以及多雄拉-背崩和背崩-嘎龙拉这三条剖面为研究对象，立足其独特的气候-构造活动背景，重点运用系统的低温年代学方法（白云母、黑云母及钾长石40Ar/39Ar、锆石及磷灰石裂变径迹和磷灰石(U-Th)/He等），揭示东构造结的整体隆升历史，并试图分辨其主要动力因素。南迦巴瓦峰剖面垂直高差较大，剖面陡倾，受地表新构造界线的影响小，系统的低温年代学研究可叠合成一个较完整的年龄"柱子"；多雄拉-背崩剖面横切南迦巴瓦地体，可大致约束整个地体的低温年代学框架；背崩-嘎龙拉剖面位于冈底斯带内，构造部位特殊，利于对比分析。拟议项目的主要目标是利用不同年代学体系封闭温度各异的特点，精细刻画上述三条剖面上热史演化的差异并进行剖面内部及剖面之间的对比反演，并结合气候变化资料，试图揭示岩体冷却年龄与气候因素之间的耦合关系。

东喜马拉雅构造结是喜马拉雅造山带的东部端点，主要构造形迹由东西向转变为南北向，是强烈的构造挤压区；同时，该地区是世界上剥蚀量最大的地区。剧烈的挤压背景和强烈的地表剥蚀作用使得该地区成为研究构造与气候相互作用的极好窗口。本项目在执行过程中采集了雅鲁藏布江下游地东河段内的现代河砂，对其中的角闪石、白云母、黑云母及钾长石等四种矿物进行了高精度单颗粒激光40Ar/39Ar年代学测试，并进行了概率统计。地东河段河砂中富钾矿物40Ar/39Ar年代学统计结果显示，大峡谷流域的热史演化可以确定有多个阶段。通过热史信息与印度大陆与欧亚大陆碰撞角度和碰撞速率变化曲线的对比，可以确定70-69、61-60、43-42、35-34、22-20和12-11 Ma等6个阶段的年代学信息是两大陆碰撞角度和碰撞速率变化事件在东喜马拉雅构造结热史上的记录；通过与全球深海氧、碳同位素记录曲线的对比，可以认为26-25、25-23、17-14、8-6、5-4和<2 Ma等6个阶段的年代学信息是气候变化在东喜马拉雅构造结热史上的记录。通过将热史信息与代表性的气候、构造事件进行对比，可以确认东喜马拉雅构造结地质体热史演化是构造与气候相互作用的结果。. 对多雄拉-背崩以及背崩-嘎龙拉两条剖面上的基岩样品分别进行了磷灰石裂变径迹和黑云母40A/39Ar热年代学研究，结果显示出了不同的冷却驱动因素。测试的结果显示，样品的磷灰石裂变径迹年龄分布在4.6-1.7 Ma之间，裂变径迹长度分布在11.0-12.4 um。裂变径迹年龄与高程大致呈正相关。磷灰石裂变径迹年龄的分布，与这一地区降水量的分布存在着明显的相关性，指示剖面内岩体的剥蚀冷却与降雨量之间存在着密切的联系。这些证据都显示了以降水为主的气候因素在雅鲁藏布大峡谷最新的快速地壳剥蚀冷却过程中占据了主导的地位。综合黑云母40A/39Ar定年结果，其平面分布特征如下：（1）东构造结边界断裂内部的年龄小于7 Ma，以外则大于13 Ma；（2）东构造结整体40A /39Ar年龄呈环带状分布，越向中心年龄越小。东喜马拉雅构造结及周边地区基岩黑云母40Ar/39Ar年龄的平面分布特征与磷灰石裂变径迹的完全不同，呈现出明显的中间新，外围老的特点，且年龄等值线与南迦巴瓦地体的走向相似，与降雨量等气候因素没有必然关联，显示出较强的构造作用特点。