青藏高原是地球上海拔最高、面積最大、年代最新、並仍在隆升的一個高原。它夾持於塔裡木地臺、中朝地臺、揚子地臺和印度地臺之間,呈紡錘狀(見圖)。

內部有一系列不同演化歷史和不同源地的陸塊、褶皺帶相間排列,反映瞭特提斯(見 特提斯地質)的複雜演化歷史。統一高原的出現是 新生代以來印度板塊與歐亞大陸碰撞(見 大陸碰撞)的結果。

  基本構造格架和演化 青藏高原由北向南包括祁連-柴達木、昆侖、巴顏喀拉、羌塘-昌都、岡底斯和喜馬拉雅等6個構造帶,各構造帶之間為蛇綠混雜巖所代表的縫合帶隔開。大致以龍木錯-金沙江縫合帶為界,北面的祁連-柴達木,昆侖、巴顏喀拉構造帶等,屬於歐亞古陸南緣的構造帶,在早中元古代結晶基底上,發育瞭早古生代優地槽,加裡東運動使地槽回返,形成褶皺基底,晚古生代轉化為穩定的蓋層。其中石炭-二疊紀出現含煤建造,暖水動物群和華夏植物群繁盛。南面的岡底斯、喜馬拉雅構造帶,在中晚元古代結晶基底上整合遞變,從早古生代開始發育瞭地臺蓋層,海相沉積一直延續到始新世,其中晚石炭世-早二疊世廣泛發育瞭岡瓦納相冰海雜礫巖和冷水型生物群,是岡瓦納古陸北緣的微陸塊。

  由於這6個構造帶最新海相地層層位和作為各構造帶分界的縫合帶,明顯地從北向南依次變新,表明青藏高原是由歐亞大陸不斷向南增生,岡瓦納古陸北緣微陸塊不斷解體、北移、拼貼到歐亞大陸南緣而產生的。始新世青藏高原結束瞭洋殼演化和洋殼向歐亞大陸俯沖(見俯沖作用)的歷史。由於印度洋不斷擴張,已拼合的印度板塊與歐亞大陸之間發生大陸巖石圈俯沖。在俯沖帶地殼縮短,分層變形、分層加厚。經歷瞭構造抬升和均衡隆升的階段,在晚新生代青藏高原出現。青藏高原的形成主要是中更新世以來近200萬年地殼隆升的結果,並且這一隆升過程至今尚未結束。

  青藏高原中若幹條反映不同時期洋殼的蛇綠巖帶,揭示瞭岡瓦納古陸不斷解體,向北漂移,與歐亞古陸碰撞、拼合,歐亞古陸不斷增生的歷史。主要蛇綠巖帶和混雜堆積帶如下:

  北祁連蛇綠巖帶 位於祁連中央隆起帶北側,沿玉門、肅南、祁連、門源一帶出露瞭一套蛇綠巖,包括蛇紋石化橄欖巖、輝橄巖和純橄巖;輝長巖、輝長輝綠巖;中基性海底噴發巖,主要為細碧巖、角斑巖,具枕狀構造;放射蟲矽質巖夾復理石砂板巖。呈北西-北西西向延伸600~700公裡。帶內發育有藍閃石片巖,常出現在超鎂鐵巖上下盤,主要有綠簾石藍閃片巖、石榴石藍閃片巖和石英白雲母藍閃片巖3種組合類型,藍閃石結晶粗大。大量生物化石證明,本帶包括震旦紀晚期、寒武紀和奧陶紀早期3期古蛇綠巖,它們的巖石組合大體相似。蛇綠巖的地球化學特征和放射蟲矽質巖的存在,說明古北祁連洋盆處於洋中脊環境。

  昆侖蛇綠巖帶 沿西大灘-修溝-瑪沁斷裂帶殘留瞭華力西末期的洋殼殘體。蛇綠巖已失序,西段未見重要露頭,東段花石峽、瑪沁、瑪曲一帶,發現瞭百餘個超鎂鐵巖體,屬蛇綠巖套。與蛇綠巖伴生的構造混雜巖和泥礫混雜巖的基質是早三疊世復理石,夾有大量二疊紀石灰巖和含煤碎屑巖等外來塊體。

  龍木錯-金沙江縫合帶 總體呈北西西向展佈,東段向南偏轉,近期主要表現為右行走滑斷裂,有地震活動。在其西段錫金烏蘭湖、大鵬湖、瑪爾蓋茶卡一帶,發現瞭一套混雜堆積,在三疊紀砂板巖中,夾有大量二疊紀灰巖巖塊和鎂鐵、超鎂鐵巖塊;在中段勝利湖、若拉崗、獅頭山一帶,構造混雜堆積和蛇綠混雜堆積十分發育;東段金沙江混雜堆積帶寬40公裡,南北向展佈,分東西兩個帶。西帶為蛇綠混雜巖,在蛇紋巖基質中包卷瞭大量二疊紀放射蟲矽質巖、石灰巖、細碧角斑巖巖塊。東帶為野復理石,中三疊統砂板巖中含有大量泥盆紀、石炭紀和二疊紀灰巖巖塊。金沙江縫合帶閉合於印支運動。

  班公錯-怒江蛇綠巖帶 曾為古特提斯南域的一個深海盆,保存瞭一套完整的洋島環境的蛇綠巖組合,許多地方可以看到完整的洋殼序列。包括超鎂鐵巖、堆晶輝長巖、粒玄巖巖墻、枕狀玄武巖、球顆玄武巖和放射蟲矽質巖。放射蟲為三疊紀-侏羅紀生物組合。上侏羅統-下白堊統淺海相碎屑巖不整合覆蓋其上,其間往往發育有超鎂鐵巖古風化殼。

  雅魯藏佈江蛇綠巖帶 沿印度河-雅魯藏佈江蛇綠巖斷續出露,長達1700公裡,南北寬10~50公裡。多處可以看到完整的洋殼序列。包括地幔超鎂鐵巖、堆晶輝長巖、輝長巖、枕狀拉斑玄武巖、輝綠巖席狀巖墻(床)群,上覆灰綠色、紫紅色放射蟲矽質巖。由於板塊俯沖,與蛇綠巖相伴,發育瞭泥礫混雜巖和蛇綠混雜巖。泥礫混雜巖常在蛇綠巖南側,從三疊紀末到白堊紀,形成許多構造混雜巖塊。晚白堊世泥礫混雜巖,其基質為雜色矽泥質類復理石,含二疊紀石灰巖、玄武巖,三疊紀砂板巖、侏羅紀砂巖、灰巖和早白堊世矽質巖巖塊。蛇綠混雜巖往往在蛇綠巖帶北側,在蛇紋巖基質中混入瞭三疊紀砂巖、白堊紀放射蟲矽質巖、輝長巖、火山巖巖塊。日喀則蛇綠巖底盤發育瞭動力變質的角閃石石榴石片巖,其同位素年齡為0.81億年,是蛇綠巖仰沖侵位形成的。

  地層 青藏高原被若幹條板塊縫合帶分為7個地層區。

  祁連地層區 主體由中下元古界結晶片巖組成的結晶基底和由下古生界變質基性、中基性火山巖夾變質碎屑巖組成的褶皺基底構成,上泥盆統紅色磨拉石不整合其上。上古生界為淺海相地臺型沉積蓋層,二疊系為上疊內陸盆地碎屑堆積。

  柴達木地層區 柴達木盆地被厚達6000~7000米的新生代碎屑巖所覆蓋,前第三紀地層僅在盆地邊緣零星出露。基底巖系包括中下元古界結晶片巖和下古生界巨厚的中酸性火山-沉積變質綠片巖系。在盆地東北歐龍佈魯克山發現一套從震旦系到奧陶系的淺海碳酸鹽巖夾碎屑巖系,組成穩定的地臺蓋層,不整合在下元古界混合片麻巖上。侏羅系、白堊系為陸相碎屑巖,被分割在盆地邊緣的一些中生代盆地內。

  昆侖地層區 由下中元古界片巖、片麻巖、下古生界綠片巖和上古生界-中生界沉積蓋層組成。沿佈爾漢佈達山出露的一套厚度巨大的變質中酸性火山巖-碎屑巖系,達綠片巖相,緊密褶皺,上泥盆統紅色磨拉石不整合其上。石炭系-三疊系為淺海相碳酸鹽巖、碎屑巖系,化石豐富。

  巴顏喀拉地層區 在東昆侖-西秦嶺以南,龍門山以西與金沙江之間,以廣泛出露三疊系復理石砂板巖為特征,巖性單調,厚度巨大,化石稀少,組成緊密的線型褶皺。古生界及前寒武系僅在其邊緣和大斷裂帶內零星出露。本區可進一步分為3個地層分區:①阿尼馬卿地層分區。以中、下三疊統復理石砂板巖為主,夾二疊系碳酸鹽巖、中基性火山巖外來塊體,組成混雜堆積帶。②巴顏喀拉地層分區。巴顏喀拉地層區主體,廣泛分佈三疊系復理砂板巖,局部夾薄層泥灰巖。東部邊緣出露有前震旦紀結晶巖,震旦系-古生代為淺海相沉積蓋層。侏羅系、白堊系和老第三系為山間磨拉石。③義敦-中甸地層分區。位於巴顏喀拉地層區西南邊緣的金沙江東側,沿金沙江有古生界出露,呈外來巖塊,夾持在蛇綠混雜堆積和中三疊統野復理式碎屑巖中,形成混雜堆積帶。

  羌塘-昌都地層區 介於龍木錯-金沙江縫合帶與班公錯-怒江縫合帶之間的廣大地區。前寒武系僅在喀喇昆侖和昌都地區零星出露,為結晶片巖。下古生界淺變質巖系,羌塘地區叫阿木剛群,昌都地區叫青泥洞組。上古生界在唐古拉地區為淺海-海陸交互相碳酸鹽巖、含煤碎屑巖、含Schwagerina sp.,Fusulina sp.,Brac-hiophods等暖水型動物群和以Gigantopteris為代表的華夏植物群,在青海省稱為烏麗煤系和開心嶺煤系。在羌塘以西日土地區,石炭-二疊系為岡瓦納相冰水型雜礫巖,以Eurydesma為代表的冷水型動物群繁盛,稱為霍爾巴錯巖系。三疊系以上統為主,為陸源碎屑巖、碳酸鹽巖。諾利-裡阿斯為含煤建造,唐古拉區叫土門坎拉群,昌都地區叫巴貢煤系。侏羅系為淺海-濱海-障壁海紅色碎屑巖夾碳酸鹽巖,含巨厚的膏鹽建造。在唐古拉、昌都等幾個陸緣盆地厚達5000米。白堊系、第三系為紅色山間磨拉石。

  岡底斯地層區 介於班公錯-怒江縫合帶與雅魯藏佈江縫合帶之間的廣大地區,中上元古界結晶巖系零星出露,叫念青唐古拉群和南迦巴瓦群。采自羊八井的眼球狀片麻巖鋯石鈾鉛等時線年齡為12.5億年。奧陶系-白堊系為淺海臺地相碳酸鹽巖和碎屑巖。奧陶-志留系為生物灰巖、白雲巖、瘤狀灰巖、筆石頁巖,厚僅數百米,化石豐富,其沉積建造、生物組合與喜馬拉雅地區所見十分相似。上石炭-下二疊統為岡瓦納相冰海雜礫巖,常見的冷水型生物有雙殼類Eurydesma動物群和腕足類Ambi-kell a-Anidanthus fusuformis動物群,以及冷水型珊瑚Amplexocarnia-Cyathaxonia組合。三疊系為淺變質復理石砂板巖,底部夾基性火山熔巖,出露在本區南、北邊緣。侏羅-白堊系為淺海臺地碎屑巖夾碳酸鹽巖,化石豐富,以菊石和有孔蟲為主。上白堊統-漸新統為紅色山間磨拉石,沿岡底斯山間盆地堆積瞭巨厚的中酸性-酸性火山熔巖及凝灰巖。

  喜馬拉雅地層區 中上元古界結晶片巖沿高喜馬拉雅出露,稱珠穆朗瑪群和聶拉木群。采自亞裡的黑雲斜長片麻巖鋯石鈾鉛等時線年齡為12.5億年。寒武系-始新統為連續沉積的地臺蓋層。其中上泥盆統為陸相碎屑巖。上石炭統-下二疊統為岡瓦納相冰水沉積雜礫巖,含冷水型動物群(Eurydesma,Stenacisma,Neospirifer,Iylvolasma等)及舌羊齒(Glossopteris)植物群。在本區北部,沿康馬-拉軌崗日一線,分佈著上古生界結晶片巖,圍繞一系列花崗巖穹隆出露。三疊系為淺變質復理石砂板巖,厚度巨大,可能是印度板塊北緣陸基部位的沉積。

  巖漿活動 青藏高原的地質歷史中巖漿活動頻繁,隨著板塊構造的演化,形成一系列構造巖漿帶。

  祁連構造巖漿帶 除早古生代有巨厚中基性火山噴溢外,沿中祁連隆起帶還發育瞭兩條花崗巖帶,以花崗巖、片麻狀花崗巖、花崗閃長巖為主,形成巨大巖基。根據侵位關系和同位素年齡,可分為4期。以加裡東期(5.14~4.02億年)為主,有元古宙中酸性小巖株零星出露,華力西期和燕山期中酸性巖主要在南祁連山。多為同熔性花崗巖,少數為改造型花崗巖。

  柴達木構造巖漿帶 巖漿活動主要見於盆地邊緣,下古生代堆積瞭巨厚的中酸性熔巖及其凝灰巖,成為褶皺基底的主體。侏羅紀在個別盆地內有陸相安山巖噴溢。中酸性侵入巖零星分佈,以華力西期(3.28~2.68億年)為主,其次為燕山期。加裡東期侵入巖僅有少量閃長巖類小巖株在盆地北緣出露。

  佈爾漢佈達構造巖漿帶 除下古生代巨厚的中酸性熔巖及其凝灰巖組成淺變質的納赤臺群主體外,沿佈爾漢佈達山還有一條南北寬50~100公裡,東西延長1300公裡的花崗巖帶,以花崗巖和花崗閃長巖為主。可分為4期,以華力西期(2.73億年)為主,形成大巖基。有少量印支期、燕山期和加裡東期(3.94~3.98億年)的小巖株。華力西期花崗巖是晚古生代中期柴達木板塊向南俯沖,洋殼消減,在島弧區形成的同熔性花崗巖,少量為改造型花崗巖。

  巴顏喀拉構造巖漿帶 火山和中酸性深成活動都很微弱,僅有少量印支期和燕山期後造山期改造型小巖株沿斷裂帶出露。

  金沙江構造巖漿帶 有兩條花崗巖帶與金沙江蛇綠混雜巖及三疊紀巴塘群中基性火山巖帶相伴。西帶從江達,過德欽向南,長數百公裡,多侵入於古生界,被三疊系不整合覆蓋。主要為石英閃長巖和花崗閃長巖,具同熔型特征。東帶沿雀兒山向南到義敦,以黑雲母花崗巖和二長花崗巖為主,形成於印支期,具改造型特征。

  唐古拉構造巖漿帶 與班公錯-怒江蛇綠巖帶相伴,在其南側以花崗閃長巖、黑雲母花崗巖為主,形成巖基;在其北側,以黑雲母二長花崗巖為主,呈小巖株,侵入於侏羅系中。

  岡底斯構造巖漿帶 由鈣堿性中酸性-酸性侵入雜巖組成巨大巖基,南北寬50~100公裡,沿岡底斯山東西綿延千餘公裡,向西與拉達克花崗巖相連。形成於距今1.1~0.4億年,以黑雲母花崗巖為主,早期有輝石閃長巖、石英閃長巖。與之相伴,早第三紀發育瞭一系列火山盆地,堆積瞭巨厚的中酸性-酸性-偏堿性火山熔巖及其凝灰巖,有幾個噴發旋回。在一些火山盆地中保存瞭較完好的火山機構。

  拉格崗日構造巖漿帶 沿喜馬拉雅低分水嶺,東起康馬,向西經拉格崗日,至馬拉山,展佈著一個穹隆帶。穹隆核部為花崗巖,翼部為上古生界、中生界變質地層。由片麻狀二雲母花崗巖和二雲母石英二長巖組成,以康馬巖體為典型。巖體為片麻狀白雲母花崗巖,頂部有侵蝕凹槽和花崗質礫巖,其上為石炭-二疊紀黑雲母石榴石片巖,片巖與花崗巖二者片麻理完全一致。康馬巖體是西藏花崗巖唯一達到鍶均一的巖體,初始值Sri=0.7140±0.001,全巖Rb-Sr法等時線年齡為4.84、4.86億年,反映瞭巖漿形成的時代;黑雲母K-Ar法和V-Pb法年齡為2.66億年,可能代表巖體與圍巖遭受區域變質作用的時期;黑雲母K-Ar法年齡0.1~0.2億年,記載瞭康馬巖體同喜馬拉雅其他地質體遭受的最後一次熱事件。這與喜馬拉雅南坡、距主邊界斷裂不遠處尼泊爾的馬拉斯魯巖體十分相似。後者是一組堇青石花崗巖,Rb-Sr法等時線年齡為4.66~5.11億年。古生代巖漿活動為岡瓦納古陸內陸殼中發育的改造型花崗巖。

  喜馬拉雅構造巖漿帶 高喜馬拉雅有許多淺色花崗巖,呈巖株、巖枝和巖脈沿構造軟弱帶侵入。以電氣石白雲母花崗巖、電氣石二雲母花崗巖為主,形成於距今0.2~0.1億年,為典型的改造型花崗巖。

  地球物理場與地殼結構 在1°×1°佈格重力異常圖和衛星磁異常圖上,青藏高原表現為一個外形呈紡錘狀的封閉負異常區,夾持在塔裡木地臺、揚子地臺和印度地臺的正異常區之間,形成一個不對稱的“重力盆地”。異常邊緣陡峭,內部平坦,與地質構造格局和地形輪廓基本一致。航磁異常、佈格重力異常等值線和均衡重力異常等值線,主要有兩個延展方向:高原中西部近東西向,高原東部呈南北向。地殼厚度與地殼結構在南北方向上的變化大於東西方向。這些特征表明高原地殼深部構造與地殼表層構造一致。高原內部淺源地震斷層面解和高原中源地震斷層面解,揭示出高原的現今應力場,其主壓應力軸多近南北向或北北東向,高原東部邊緣近東西向。這說明高原巖石圈存在一個以近南北向水平壓應力為主,及與之成正交的張應力為輔的近代構造應力場。高原中西部一系列近東走向的逆沖斷裂帶、推覆構造帶等壓性構造和走滑壓剪性構造,都是在這種構造應力場的背景下形成的。

  青藏高原地殼、上地幔介質在縱向與橫向上均呈現出明顯的不均一。巖石圈存在著清楚的塊-層結構:縱向分層,橫向分塊。巖石圈厚度約140~170公裡,地殼平均厚度70公裡左右。地殼厚度在東西方向上較均勻,變化不大,而南北方向上變化較大,在幾個主要斷裂帶上,莫霍面均發生錯斷。例如,雅魯藏佈江斷裂帶北側,莫霍面比南側抬升瞭8公裡。同周圍的地塊相比,青藏高原地殼厚度要大一倍。爆炸地震和磁大地電流測深,揭示瞭高原地殼內部存在兩個低速低阻層,它們是地殼內部物質對流、地殼加厚的滑移帶和淺源地震的發震帶。

  

參考書目

黃汲清、陳炳蔚著:《中國及鄰區特提斯海的演化》,地質出版社,北京,1987。

肖序常等著:《喜馬拉雅巖石圈構造演化·總論》,地質出版社,北京,1988。