新生代逆冲推覆构造

逆冲推覆构造主要发育于汇聚板块边界的俯冲带、造山带及其前陆地区。近几十年的研究发现，在活化了的古老结晶基底及中新生代的盆岭地区也发育推覆构造。由此可见，推覆构造在地壳上分布比较广泛的，其形成主要与地壳缩短构造体制有关。
逆冲推覆构造的形成机制一直是构造地质学家探讨的重大问题，因为其形成涉及诸多问题，如断裂的发生、位移及驱动力源问题等。尽管部分问题的认识近趋一致，但对某些问题的认识仍存在争议。
关于推覆构造的形成机制，目前主要有以下三种认识：
(一)侧向水平挤压说
在逆冲推覆构造研究早期，人们根据褶皱造山带逆冲推覆构造中发育的大规模褶皱，认为逆冲推覆构造发育区显示了在水平方向的强烈缩短，其缩短量达到几万米乃至数十万米。因此有些学者认为，推覆构造的形成是在侧向水平挤压作用下，将推覆构造根带的推覆体抬升到一定高度位置而具有一定势能的情况下，由后方推动力作用使其沿着低缓滑动面，被推覆到造山带前缘形成推覆构造(图7-20)。推覆体从造山带根带被推覆到造山带前缘，如果没有侧向水平挤压作用是难以实现的，这是最早在研究阿尔卑斯推覆构造时就已经提出来的观点。但在造山带中存在这种水平挤压力作用的原因，长期以来并不了解。自从板块构造理论产生以后，才认识到是板块聚合型边界之一的碰撞带提供了巨大的水平挤压的动力源。

图7-20 阿尔卑斯山格拉鲁斯推覆体

(据Г.Д.阿日吉列，1966)
水平挤压作为逆冲推覆构造的成因机制的经典观点，虽然被许多地质学家所接受，但是在揭示某些逆冲推覆构造中也遇到一定的困难。如某些逆冲构造带的变形没有褶皱伴生，尤其是挤压作用力与推覆体所能承受的应力之间存在巨大矛盾，对于一个长、宽、厚以千米以至数万米、数十万米计的大型推覆体，如使其作长距离滑移，作用力是十分巨大的。这样大的作用力已大大超过岩石强度，岩石早在滑移前就已碎裂了。而且一些强烈变形的推覆体在变形过程中处于一种弹塑性状态，很难将应力远距离传递(朱志澄，1999)。
(二)重力滑动说
由于侧向水平挤压说在解释推覆构造形成时遇到难题，因此某些学者提出重力是引起逆冲推覆构造的驱动力源，这种观点早在研究阿尔卑斯构造时就已经提出。重力滑动解释推覆构造的形成，如同地面滑坡一样，滑动体(推覆体)由于本身重量，沿着低缓的滑动面自上而下滑动。当滑动体滑动时，首先必须具有一定的位能，而且滑动必须在软弱层内。由于滑动体在重力作用下滑动，则在滑动体内产生平卧翻卷褶皱。显然，滑动面的主体必须是一个向滑动方向倾斜的低角度正断层。重力滑动形成的推覆体，其前缘出现与重力滑动方向相反倾斜的逆冲断层组合，后缘出现倾向与重力滑动方向相同的伸展断层组合。
一些学者相信阿尔卑斯造山带中的推覆构造就是重力滑动成因的。马杏垣等(1981)在对嵩山地区的研究中也鉴别出一些重力滑动成因的，并称其为滑覆构造。但是，在许多造山带和相邻的前陆地带的推覆构造都难以用重力滑动模式来解释，如推覆构造往往自造山带向前陆推进，而断层面以至整个滑动面都是向造山带方向倾斜的，且并不存在重力滑动所需要的低角度正断层；又如，在这些推覆构造后方，即造山带中并未见到与推覆构造同时形成的伸展正断层系统(俞鸿年等，1986)。因此，Bally(1981)指出，重力滑动的推覆作用在造山带不具有重大的普遍意义。但在地壳伸展地带——被动大陆边缘，确实可以见到重力滑动推覆构造，如非洲尼日尔三角洲的重力滑动就是一例(Mandle＆Grans，1981)。
(三)重力扩展说
重力扩张说是Bucher(1956)在研究加拿大落基山推覆构造时提出的。他认为岩石在重力作用下，垂向压扁降低高度，并在水平方向上向静岩压力小的方向流动扩展，从而产生水平方向的推动力形成逆冲断层及推覆构造。在重力导致的侧向水平推动力作用下，在板状岩席的后部出现应力集中，从而产生逆冲断层。这一断层产生后，板状岩席的长度缩短，应力重新在其余的板状岩席的后部集中，产生第二个稍远离重力扩张中心的逆冲断层，即较新的断层是向前迁移的。在重力扩张持续作用下，向着推覆构造的前进方向顺次产生越来越新的逆冲断层，从而形成向前破裂序列的叠瓦构造。由于越到后来余下的板状岩席的长度越短，所以越年轻的逆冲断层之间的间距越小。
重力滑动与重力扩展虽然动力源同属重力场的作用，但它们的形成机制不同，所产生的推覆构造特征也不相同，其区别在于：
(1)重力滑动的推覆体后部被正断层所截切，或者被底部滑脱面所截切(图7-21A)；而重力扩展所产生的推覆体后部被更后面的逆冲断层所截切(图7-21B)。

图7-21 重力滑动与重力扩展形成推覆构造的差异

(据M.A.Cooper，1981)
(2)重力滑动的主体断层是向凹陷区倾斜的低角度正断层；而重力扩展作用实际上是由重力导生出来的水平推动力，它只要求地面的足够上隆，由此产生的逆冲断层面向隆起区倾斜。

这是一个具逆冲推覆作用多层次、多阶段发生的地区，由各推覆体相互叠压、堆垛构筑而成，依据内部大型逆冲断层的活动时限、推覆体的物质组成和变形特征的分带性，沿由SW向NE的逆冲推覆方向划分为布拉柯-措交玛、加多措-岗嘎和马社达-鄂果等3个逆冲推覆体系。
1.马社达-鄂果逆冲推覆体系
该体系位于岗嘎逆冲推覆构造的北东缘或东缘，平面上显示向NE凸出的弧形。它由滑脱面、推覆片体及外缘飞来峰等组成。
滑脱断层为岗嘎逆冲推覆构造的主滑脱面，是结合带与义敦岛弧及弧前单元的分界面。在地表浅部主要为向SW（或W）缓倾，倾角一般10°～35°，由于倾角平缓，在平面上呈波状弯曲。断层力学性质以压性为主兼扭性，压扭性特征在整个断层带上都表现明显，断层带中发育同主断面近于平行的挤压透镜体及水平展布的条带状断层擦痕，断层上、下盘均具牵引褶曲和羽状小断裂。从沿断层NE盘的岩层向NW推移分析，断层具反扭性特征。
原地系统，滑脱面之下的岩层为中—晚三叠世的蛇绿混杂岩建造，古生代外来岩块的“泥砾混杂”建造以及少量老第三纪的磨拉石建造等。靠近滑脱面，岩石均产生强烈的挤压变形。
推覆体主要由上三叠统图姆沟组的碳酸盐岩、陆缘碎屑岩、火山沉积地层，老第三系热鲁组（Er）砂砾岩地层及少量燕山期花岗岩组成。推覆体的组成在区域延伸带上有一定变化，尤以推覆体NW段和中段的灰岩不仅与滑脱断层的走向大体一致，而且延伸十分连续，其条带状的影像和地貌特征在航卫片上清晰可见。
飞来峰由上三叠统图姆沟组的角砾状灰岩、砂泥质灰岩及生物碎屑灰岩组成，其内部多处可见因风化剥蚀形成的形态各异的构造窗，显露出下伏原地系统的蛇绿混杂建造岩石。
2.加多措-岗嘎逆冲推覆体系
同马达社-鄂果逆冲推覆体系大致平行，总体上呈SE尖窄、NW较宽的楔形。由逆冲断层、推覆片体及褶皱等组成。
逆冲断层，该断层SW盘上冲时由于受到NE盘灰岩、花岗岩等刚性岩石的阻挡，断层在剖面上呈倒勾状，浅部断面普遍向NE（或E）陡倾，倾角达62°～71°，深部断面向SW缓倾。断层两侧岩层均强劈理化及石香肠化，并发育密集的、系统倒转的次级褶皱。取自马海一带的样品用ESR测年为39.2 Ma（勾永东，2001）。
推覆体及褶皱，推覆体主要由上三叠统喇嘛垭组的陆缘碎屑岩、碳酸盐岩及少量火山岩地层，下第三系（Er）砂砾岩地层和印支晚期的加多措花岗岩等组成，以陆缘碎屑岩为主。地层的系统倒转表明，该推覆体在推覆过程中受到其东部片体的阻挡，已经强烈翻转变位，属一冲断型岩片。
3.布拉柯-措交玛逆冲推覆体系
其NW段被雀儿山滑覆构造局部压盖。它由逆冲断层、推覆体等组成。
逆冲断层，其断层断面总体向S倾，并随位置不同而发生变化，倾角时陡时缓，一般为20°～35°，平面上波状弯曲。断层上盘中常见波状褶曲及小型冲断，下盘地层受逆冲作用影响产生倒转和平卧褶皱。
推覆体包括上三叠统火山岩、火山-沉积岩和措交玛、阿吉森等印支、燕山期花岗岩。
总之，岗嘎逆冲推覆构造是在义敦岛弧燕山期碰撞造山作用基础上，在喜马拉雅早期，区域性的拉张使区内形成的拉分断陷盆地并接受磨拉石沉积。在此之后，由于印度板块的进一步向北漂移，区域挤压应力增强，使甘孜—理塘一带地壳再次沿前述俯冲带下插，义敦岛弧区则向NE逆冲，强烈的推覆作用开始发生，其时间约为中新世。最初的滑脱面继承了特提斯洋壳的俯冲界面。由于逆冲推覆作用的不断发展，推覆体不断东移，直到与结合带NE的巨大复理石扇体相抵触。为消耗由SW向NE不间断发生的水平挤压力，使区内的第三纪盆地等自由空间受到大幅压缩，同时使这一巨大的推覆体内部由NE向SW逐次发生破裂，形成逆冲断层和断块内部地层的进一步褶皱、倒转，并在以后展式扩展和向NE推覆叠置（勾永东，2001）。

1.逆冲推覆构造的分带性

研究区新生代褶皱-逆冲构造主要表现为一系列走向NWW-NW、断面倾向SW-SSW的逆冲断层，而褶皱变形由于叠加于前古近系构造层之上，其形态难以恢复，而古近系沱沱河组、雅西措组和五道梁组的褶皱构造则反映了本次褶皱变形的特点。根据研究区新生代褶皱-逆冲构造及区域变形特点，将逆冲推覆构造划分为根带、中带和锋带3个构造变形单元，其中根带主体位于研究区南部的唐古拉山地区，结合邻区资料分析，该带主要由中上侏罗统地层组成，带宽10～15km，沿该带新生代花岗岩大量发育，抬升剥蚀，新生代为强烈隆起区。

（1）中部褶皱-逆冲带

中部褶皱-逆冲带大致位于研究区肯底玛断裂以南的广大地区，与中生代推覆构造中带分布范围基本一致，并在南部延出图外，在图幅内东西长度大于60～65km，南北宽度在图幅内有一定变化，东部曲桑鄂碎玛—改纳宽度为35～40km，图幅西部青藏公路以西为70～80km。中带变形地层主要为中侏罗统雀莫错组、布曲组、夏里组和上侏罗统索瓦组、雪山组（图4-42～43）。构造变形以褶皱作用为主，并发育断面倾向NE-NNE的冲断层。褶皱作用轴向主体NWW-NW，单个褶皱形态多为直立水平褶皱，由于本期变形叠加于中生代变形之上，使得新生代褶皱形态难以恢复，但从研究区古近系—新近系褶皱构造形态分析，中带褶皱构造以轴面直立的直立水平褶皱为主，褶皱两翼倾角20°～45°，翼间角80°～120°。中带逆冲断裂构造表现为一系列断面倾向SW向的逆冲断层，断层倾角较大，一般为60°～70°。其中部分逆断层在发育过程中明显对早期由北向南的中生代逆冲断层具有继承性，表现为一些逆冲断层在局部变形为南倾，而在一些地段北倾，如曲桑玛碎玛—布曲断裂，在东部曲桑玛碎玛—直钦桑纳玛表现为断面倾向NE上盘向南运动的逆冲运动特点，而在直钦桑纳玛—布曲段则表现为断面倾向SW的逆冲断层，并在断裂带中可见两期变形叠加的特点。

图4-42 木乃-巴茸浪纳新生代逆冲推覆构造地质简图

1—第四系；2—新近系；3—白垩系；4—中-上侏罗统；5—上三叠统；6—石炭系；7—断层；8—不整合界线；9—花岗岩

图4-43 温泉兵站地区新生代褶皱-冲断构造

（2）锋带

中生代逆冲推覆构造的前锋带位于研究区北部的天当松扣、多丘、巴茸浪纳、刻莫一带，宽为10～15km，带内出露地层主要为上三叠统、下石炭统和古近系沱沱河组、雅西措组，前锋带构造变形以中低角度的逆冲断层和褶皱为主，逆冲断层主要包括肯底玛断层、巴茸浪纳断层和刻莫断层，断层倾向 SE，倾角一般20°～46°。巴贡组、雀莫错组和下石炭统地层逆冲推覆于古近系—新近系地层之上（图4-44），同时在前锋带附近还发育一系列断面倾向NE反向逆冲断层，这些反冲断层与主断层相似，表现为低角度逆冲的特点，同时也表明前锋带为整个推覆构造带变形较为强烈的地区。前锋带褶皱以轴向 NWW-EW的背向斜为主，两翼产状：20°～40°∠23°～42°，190°～200°∠220°～40°。

2.逆冲推覆构造的形成时代

新生代褶皱—冲断变形遍及整个高原，从整个青藏高原变形特征来看，喜马拉雅中央主断裂（MCT）主导变形时代为22Ma（Parrish et al.，1993；Colemant et al.，1995）；冈底斯逆冲带时代为27～24Ma，上限年龄为18Ma（陈文寄等，1996）；雅鲁藏布江逆冲带变形期为27～18 Ma（Yin A.et al.，1994）；可可西里短缩变形为时间30.10～23.0 Ma（Liu Z F et al.，2003），表明高原陆内挤压收缩作用变形主要发生于45～18 Ma。本次研究中对前锋带肯底玛断带中发育的方解石脉体进行了电子自旋共振（ESR）年代学研究，得出其时代为17.1～19.6Ma，表明研究区逆冲推覆作用主要形成于中新世。另外从研究区古近纪—新近纪沱沱河盆地沉积演化来看，逆冲推覆前锋带为盆地南部边界，而且盆地沉积演化明显受逆冲断裂带制约，盆地沉积物源来自盆地南部的石炭系、三叠系和中上侏罗统，因此，沱沱河盆地可能属于挤压体制下的压陷盆地。

图4-44 巴茸浪纳逆冲推覆构造