喜马拉雅造山带新生代构造演化:沿走向变化的构造几何形态、剥露历史和前陆沉积的约束

尽管过去150年以来,人们对于喜马拉雅造山带有很长的一段研究历史,但是对其几何特征、运动方式、动力学演化仍然理解不深。这种情况的出现,主要是因为人们持续关注的是喜马拉雅造山带的二维构造空间特性,并将某些研究程度较高地区的地质关系向外推广到造山带其他地区。就地理、地层及构造划分而言,概念的混淆和误解在有关喜马拉雅的文章中也大量存在。为了阐明这些问题,并为那些有兴趣探究喜马拉雅造山带地质演化过程的人们提供一个新的平台,文中系统地综述了以前的基本观察。我的综述主要是强调沿走向变化的喜马拉雅地质格架在喜马拉雅剥露、变质和前陆沉积方面所起的作用。文章的主要目的是阐明占据造山带核部的大喜马拉雅结晶岩带(GHC)的侵位历史。因为喜马拉雅大部分地区是由主中央冲断层(MCT)和藏南拆离系(STD)之间的GHC所组成,所以在地图和剖面观察上确定这些一级喜马拉雅构造之间的关系是非常关键的。中喜马拉雅出露的平面模式表明,MCT具有断坪-断坡的逆断层的几何特征。南部的逆冲断坪携带了一个GHC的板片(Slab)叠置在小喜马拉雅层序之上(LHS),并形成了一个在MCT逆冲断层带之南延续100km的巨大上盘断弯褶皱。在西喜马拉雅造山带地区,东经约77°处,MCT呈现为横向逆冲断坡(Mandi倾向逆冲断坡)。在其西边,MCT将低级变质的特提斯喜马拉雅层序(THS)叠置到低级变质的小喜马拉雅之上;而在其东边,MCT将高级GHC叠置到低级LHS之上。这种沿走向变化的地层叠置和横穿MCT的变质等级表明,逆冲断层的断距向西减小,可能是由于地壳短缩总量沿着喜马拉雅造山带向西减小所致。在所有出露的地方,STD大致都沿着THS底部的同一地层面,呈现出一个长度>100km的上盘断坪。这种关系说明:STD可能沿着一个先期存在的岩石接触面,或者沿中部地壳近水平的脆性—韧性转换带而发生。虽然喜马拉雅造山带藏南拆离系的上盘都有THS发育,但是至今没有找到THS切断STD下盘的证据。这样使得估算STD的滑动距离非常困难。STD最南端地层或与MCT(即,Zanskar)相交,或者位于MCT前端1～2km的范围内(不丹),这两种可能都暗示MCT与STD在它们向南的上倾(up-dip)方向有可能结合。虽然这种几何特征在现有的模型中几乎被忽略,但对于整个喜马拉雅造山带的变形和剥露历史具有重要的指示作用。