【研究亮点】唐灼、董汉文、曾令森等—JSG：中新世喜马拉雅

两套伸展构造构造机制转换

　　印度—欧亚大陆碰撞是新生代以来地球发生最重要的地质事件之一，不仅塑造了世界之巅青藏高原与喜马拉雅造山带，更在高原内部发育了复杂多样构造体系，例如两套伸展构造：NS向伸展的藏南拆离系（STDS）与EW向伸展的裂谷（NSTR）带，二者与喜马拉雅造山带的形成演化与青藏高原的隆升过程密切相关，然而其形成机制、相互关系仍存在争议，尤其是两套伸展构造的活动时限，及二者何时转换、如何转换等问题。

　　针对上述科学问题，中国地质科学院地质研究所博士生唐灼在董汉文研究员和曾令森研究员的指导下，以喜马拉雅东段错那地区两套伸展构造（错那拆离断层和错那裂谷）为研究对象（图1-3），开展了精细的构造解析、石英EBSD组构分析以及多种同位素年代学工作，取得了以下主要进展：

图1. 喜马拉雅地质图

1. 构造变形解析和石英EBSD组构分析明确两套伸展构造变形机制差异

　　通过电子背散射衍射（EBSD）技术，对两套构造中石英的晶体优选取向（CPO）和形态优选方位（SPO）进行分析（图4），确定了二者变形机制的差异：错那拆离断层（CD）中的石英CPO模式呈现明显不对称性（图5），指示向北的剪切方向；极图中发育交叉环带和靠近 Z 轴边缘的极密点，对应中低温条件下的底面<a>和棱面<a>滑移系统，与显微构造反映的变形温度（280-517℃）一致。运动学涡度（Wm）估算结果显示，CD的构造变形以单剪切作用为主，纯剪切作用占比16%-38%。

图2. 错那拆离断层剖面示意图

（A）野外露头；（B）面理线理）统计；（C）剖面岩性素描图；（D）条带状大理岩；（E）钙硅酸盐岩；（F）片岩；（G）构造后淡色花岗岩；（H）同构造淡色花岗岩；（I）同构造淡色花岗岩手标本样品

图3. 错那裂谷野外图片

（A）断层三角面；（B、D、E）十字石片岩；（C、F）同构造淡色花岗岩

图4. 错那拆离断层不同岩层SPO和CPO分析

　　错那裂谷（CR）的石英CPO模式同样表现出不对称性（图5），但极密点靠近X轴附近，对应高温条件下的石英<c>轴滑移系统，变形温度可达500-608℃，与石榴石-黑云母温度计测得的结果相符。其运动学涡度估算结果与CD截然相反，纯剪切作用占主导地位，比例高达53%-78%。

这种组构差异清晰表明，两套伸展构造形成于不同的温压环境和变形体制，记录了截然不同的构造运动过程。

图5. 错那拆离断层和错那裂谷石英组构对比

（A）CD糜棱岩中石英[c]轴晶体优选取向（CPO）模式图；（B）石英滑移系示意图；（C）CR糜棱岩中石英[c]轴晶体优选取向（CPO）模式图

2. 多种同位素年代学手段结合确定两套伸展构造活动时限

　　结合锆石U-Pb定年和云母40Ar/39Ar年代学，准确限定两套构造的活动时限。错那拆离断层（CD）中同构造淡色花岗岩样品22D043和22D047的锆石U-Pb加权平均年龄分别为19.2±0.3Ma和17.6±0.2Ma（图6），指示CD在19-16Ma期间持续活跃。构造后未变形的淡色花岗岩样品22D030的锆石U-Pb加权平均年龄为15.0±0.3Ma，表明CD在约15Ma时停止韧性剪切活动。

　　错那裂谷（CR）同构造淡色花岗岩样品22D057的锆石U-Pb加权平均年龄为15.9±0.7Ma（图6），指示CR在约16Ma开始启动。裂谷带内黑云母样品22D053和白云母样品22D055的40Ar/39Ar坪年龄分别为10.77±0.17Ma和10.61±0.14Ma（图6），表明CR的活动持续至约10Ma。

图6. 错那拆离断层（CD）和错那裂谷（CR）年代学结果

（A）CD构造后淡色花岗岩22D030；（B）CD同构造淡色花岗岩22D043；（C）CD同构造淡色花岗岩22D047；（D）CR同构造淡花岗岩22D057；（E）22D053黑云母的40Ar/39Ar坪年龄；（F）22D055白云母的40Ar/39Arr坪年龄

　　年代学结果表明，NS向和EW向伸展构造具有短暂的活动重叠期。统计结果显示沿喜马拉雅造山带从西到东，STDS的活动时间和NSTR的起始时间呈现年轻化趋势（图7），具有同步趋势，即中新世喜马拉雅造山带两套伸展构造的转换呈逐渐过渡、相互协调的过程。结合运动学特征，错那地区的变形由单剪切向纯剪切发展，变形温度从低温向中高温的时空变化。因此，中新世的构造转换不仅体现在时间序列，还伴随有地壳加热效应和构造应力场改变等响应。结合地球化学、地球物理资料，该转变过程可能与印度板块在造山带东西部不均衡的撕裂、拆沉以及软流圈上涌有关（图7）。

图7 （A）喜马拉雅造山带两套伸展构造活动时期；（B）错那地区演化过程示意图

　　本研究通过大比例尺填图、构造解析、石英EBSD组构及多种同位素测年手段，对喜马拉雅东段错那地区，开展了两套伸展构造构造转换的研究，准备厘定了二者的活动时限，结果显示NS向和EW向伸展构造具有短暂的活动重叠期，其中新世构造转换呈逐渐过渡、相互协调的过程，该转变过程可能与印度板块在造山带东西部不均衡的撕裂、拆沉以及软流圈上涌有关。该成果为认识喜马拉雅东段岩石圈的深部、与浅表耦合关系提供新数据，为完善喜马拉造山全过程提供新角度。

　　本研究由深地国家重大科技专项-青年科学家课题（2024ZD1001006）和国家自然科学基金项目（42172261、42472285）联合资助，相关成果已发表于《Journal of Structural Geology》和《岩石学报》。

论文信息：

　　1. Zhuo TANG（唐灼），Hanwen DONG（董汉文，通讯作者），Rongze FEI（费镕泽），Linghao ZHAO（赵令浩），Li’e GAO（高利娥），Yaying WANG（王亚莹），Lilong YAN（严立龙），Lingsen ZENG（曾令森）. 2025. Structural and geochronological studies of the Cona Detachment and Cona Rift: Implications for the Miocene evolution of the Cona Region. Journal of Structural Geology. doi.org/10.1016/j.jsg.2025.105562.

　　2. 唐灼，曾令森，董汉文#，梁凤华，费镕泽，宋昱霆，王亚莹. 2025. 喜马拉雅造山带东段错那拆离断层的变形机制及构造演化. 岩石学报. 41(11): 3840-3854.