西藏及腾冲地区晚新生代火山作用的构造背景

此文发表在“地质论评”1999西藏及腾冲地区晚新生代火山作用的构造背景王瑜（中国地震局地质研究所，北京100029）内容提要青藏高原新生代以来发生全球瞩目的块体挤出、构造隆升的同时，也形成了60∼40Ma、30∼15Ma及小于5Ma的火山活动，这些火山活动出现在板块俯冲、碰撞、及碰撞后持续南北向深层挤压的不同构造背景之下，后者以钾玄岩为主。

发生于4∼0.01Ma期间的腾冲地区高钾钙碱性玄武岩、玄武安山质火山活动（分为4∼0.9Ma,0.8∼0.1Ma,小于0.1Ma三期）为印度板块持续向北挤入导致的其东侧右行走滑形成的剪切-拉张的构造背景下形成的，岩浆活动的深部为先存的大陆边缘环境。

火山活动与缅甸弧的俯冲作用、密支那-曼德勒缝合带的活动无关。

关键词：构造背景火山活动晚新生代西藏和腾冲1 概况青藏高原及其周边地区新生代以来发生了大规模的俯冲作用、碰撞构造事件，并伴随着深层岩浆活动和火山作用[1∼3]。

这些火山活动主要分布于青藏高原地区的冈底斯带、藏北及昆仑山地区、云南的腾冲、滇西洱海等地。

而且现今青藏高原仍处于热活动的状态（中浅层次）。

特别是最近的INDEPTH结果表明[4]，雅鲁藏布江以北一带仍有熔融体发育。

云南腾冲地区上新世以来发生过多次的火山活动,而且现今分布有大量的热泉，对于其未来潜在喷发的可能性受到人们的密切注意。

近十几年来，不同的研究者分别从岩石学、地球化学、产出的构造部位、形成时代及其活动期次等方面进行了专门的研究[2，3，5∼10]。

对于西藏地区的新生代火山活动，主要有俯冲-碰撞带、陆内初始裂谷、昆仑山构造带与塔里木板块碰撞等不同构造背景的观点[1，7，8]。

而云南腾冲地区的火山活动则有缅甸微板块俯冲、弧火山岩、地壳拆离减薄等几种观点[5∼7，9∼12]。

同时一些学者从岩石地球化学角度对中国东部和西南部火山活动的构造背景进行过对比、分析。

中国西南地区这一特殊的大地构造位置，不同类型的火山作用处于碰撞造山带的影响范围，其深层岩石圈地幔、地壳结构等对于火山活动的形成均有很大的影响和制约，特别是新生代以来的陆-陆之间的碰撞作用以及向东、北东、北西西方向的逸出作用，深刻地影响着青藏高原及周边地区新生代火山活动的发生。

因而，对于这一地区火山作用的大地构造背景的研究，就显得较为重要。

特别是在地表构造、区域构造演化分析、结合地球物理探测、岩石地球化学成果的基础上的综合研究，将有助于对这一地区火山作用的构造背景的正确认识。

2 新生代火山岩的岩石学特征及活动序列青藏高原中、北部分布着不同时期的火山岩,主要分布在雅鲁藏布江缝合带以北至西昆仑一带（图1）。

依据火山活动的岩性特征、构造空间展布、火山岩同位素年代数据[1∼3，13]，1总体可以分为3期：（1）60∼40Ma的安山岩-安山玄武岩系列，分布于冈底斯地区。

这一区域广泛出露花岗岩、花岗闪长岩（90∼40Ma）以及大规模的反冲式逆冲断层（倾向南）。

总体上为钙碱性的岩石系列，从中性到中酸性、酸性演化。

（2）30∼15Ma的玄武岩、碱榴岩、白榴石响岩等，更靠近陆内的环境，岩性上具碱性-过碱性特征，主体分布于羌塘地块南部、中部等区域，可细分为早晚两个阶段。

这一地区新生代长期处于抬升状态，但并没有形成类似藏南地区的差异抬升。

研究表明，火山活动时所处的构造环境具有整体造山挤压而局部拉张的特征。

（3）小于5Ma以及未来可能仍有活动的强碱性的玄武质火山岩，主要分布于近西昆仑-新疆南部一带。

岩性主要为钾玄岩系列，全碱含量高，其岩石化学成分处于岛弧-大陆边缘弧钾玄岩与大陆裂谷碱性玄武岩的中部位置（即有弧火山和板内火山岩的双重特征）[13]。

图1 西藏、腾冲及周边构造与火山岩分布图Fig.1 Diagram of distribution of structures and volcanics in Tibet, Tengchong and adjacent regions腾冲地区的火山岩主要分布于高黎贡山隆起带西侧的区域内。

上新世以来处于SN向右行剪切作用导致的NNE-NE方向的剪切-拉张的构造环境。

现今所发育的地震活动的震源机制解求得其挤压应力方向为NE至NNE[11]。

火山活动从上新世以来开始发育[6,8,14]，主要形成于上新世中晚期—更新世。

火山活动可分为3期：4∼0.9Ma前后、0.8∼0.1Ma、小于0.1(0.07∼0.01)Ma。

火山岩具有从橄榄玄武岩至安山玄武岩的喷发特征，主体为钙性-钙碱性的亚系列。

火山活动时序具有从南北、东西两侧向中间逐渐变新的特征，而且中间地区的黑空山、打莺山和马鞍山三座火山表现出从NNE向SSW由老到新的迁移。

分布于火山岩下部及周围的花岗岩均形成于中生代及新生代早期。

腾冲西南的缅甸弧火山岩，近南北向分布，处于那加山和实皆（Sagaing）右行走滑断裂之间[15∼17]。

其岩性、形成时间与腾冲火山岩相当。

3 火山发育区的构造特征及演化序列青藏高原雅鲁藏布江以南广泛发育花岗岩岩体（大部分为22Ma以来的岩体），但几乎没有火山活动。

印度板块向欧亚大陆板块之下的俯冲开始于晚白垩世-始新世期间，60∼40Ma 时这一地区正发生着洋壳的俯冲消减。

真正的陆-陆碰撞作用开始于40∼35Ma。

而藏北地区30∼15Ma形成的火山岩主要是碰撞构造形成时的产物。

大规模的冲断层、推覆构造等挤压作用发生于27∼18Ma期间[18]，新疆天山造山带的冲断作用活动时间为21∼24Ma[19]。

14∼12Ma 期间形成了藏南地区南北方向的拉张作用，以及相应的伸展构造系、花岗岩的侵入，而与此同时在藏北地区可能并没有相应的伸展作用。

5Ma（西藏南部可能为3Ma左右）以来的高原快速抬升，形成了不同区域的差异抬升。

腾冲地区的火山喷发主要始于上新世。

在滇西地区，新生代不同时期的块体滑动和旋转、构造带的滑移及抬升，形成了这一地区的主体构造格局。

总体的表现为22∼27Ma左右的块体和构造带向南、南东和南西方向的滑移与挤出。

与腾冲火山岩发育区密切相关的是高黎贡山构造带，呈近南北向分布。

早期发育向南的旋转和滑移，后期形成了向北的右行走滑，并与缅甸弧地区的实皆右行走滑断裂形成时间相当。

腾冲火山发育区位于一个近南2北-北东至北东东走向的构造带所夹的范围内。

早期的块体整体向南、南南西方向滑移之后，发生了与红河断裂等地区一致的构造抬升。

依断陷作用及所形成的沉积物分析，腾冲地区剪切-拉张作用可能始于中新世末期至上新世，亦即发生于5-6Ma。

腾冲地区沿SN-NE-NEE 方向呈弧型分布的断层主要有NE、NW、近SN走向的不同性质的断层，如正断层、小规模的逆断层和右行走滑断层等。

总体上依南北向构造带发育，两侧相对较老。

部分切割中新世和上新世地层但分别被更新世、全新世的沉积层和火山岩、火山熔岩所覆盖。

断层的形成与火山岩的形成时序相对应。

腾冲地区不同类型的断层总体以正断层为主，断层倾角有陡、有缓。

另外也分布有逆冲断层和走滑断层，显示为不同构造应力场作用下的产物，正断层及走滑断层等并不是同一时间形成的。

总的体现为右旋、拉张作用。

而这与迁就和利用了早期强烈右旋基础上形成的构造格局，如龙陵构造带、腾冲西侧的变质带（花岗岩带）有关。

晚新生代形成西侧向北右行走滑时，并没有形成明显的位移。

而正断层的形成序列，除了中部的断层形成晚（Q2-Q3，更新世中晚期）而外，其它并不能体现出活动的时序。

区内断层的形成很大程度上与区域断裂作用有关。

而现今腾冲和龙陵地震带P轴方向为NE-NNE，正反映了这一特征。

在一系列的断陷盆地形成之后或后期，形成了区内分布的火山活动。

第一期火山活动体现着近SN向的剪切作用形成的分布特征（4∼0.9Ma）。

之后，NW-SE向的拉张作用形成了中部地区腾冲一带的更新世早-中期的张性断层，同时导致这一地区的第二期火山活动（0.8∼0.1Ma）。

晚期NNE-SSW方向的右行走滑作用，也相应形成了黑空山、打莺山、马鞍山三座火山的喷发（小于0.1Ma）。

从断陷区边部向其内部，断层和火山活动具有从早到晚的分布规律。

边部的断层形成较早，而内部的断层特别是切穿该区中部、边部最晚形成的三座火山锥(黑空山、打莺山和马鞍山)的近南北向展布的走滑-正断层，其形成时间为中更新世和晚更新世之间，与火山的形成有直接的相关性。

4 火山活动的构造背景西藏地区新生代第一期火山岩(60∼40Ma)分布于俯冲大陆边缘，主要是俯冲作用的产物（图2），并且有陆壳、洋壳物质的参与。

从其与花岗岩相伴形成的具有大量的黑云母花岗岩、二云母花岗岩的存在也表明，该期火山岩的来源与世界上主要俯冲带的火山岩一致。

图2 西藏地区新生代火山活动构造背景模式图Fig.2 Model of tectonic settings of Cenozoic volcanism in Tibet第二期火山岩的形成，正如在中国东部内蒙古-燕山造山带所发现的玄武岩-辉绿岩（早侏罗世南大岭玄武岩）形成的构造时期一样，属于俯冲和碰撞作用过渡时期的产物，处于远离俯冲带的大陆块体边缘。

西藏北部玄武岩、碱榴岩等（30-15Ma）发育于羌塘地块的南缘及中部，是大陆和大陆块体发生持续碰撞之后，在大陆边缘发生局部拉张作用的产物，所形成的玄武岩系列岩石具有陆内大陆裂谷特征[1,8]，而这种特征体现了造山环境的局部拉张。

传统意义上，在一个造山作用过程中总是处于强烈的挤压环境。

但事实上，在一个造山带的造山作用过程中，具有造山过程中的伸展作用、以及造山过程中的隆升，而不是单纯的造山后隆升。

碱流岩、石榴石响岩（主体分布于藏北）的出现介于板块间的俯冲作用和大陆块体边缘局部拉张导致玄武质岩石的形成之间，体现着陆内环境的特征。

而这一时3期的碰撞从大区来说，是印度板块和欧亚板块间的碰撞，但小范围来说是印度板块与羌塘板块间的碰撞。

这种火山活动总是出现于大陆边缘，所形成的火山岩间于玄武岩和安山岩之间。

火山活动的深层物质环境属于大陆边缘陆内一侧的过渡状态。

第三期火山活动（小于5Ma）见于塔里木地块和羌塘地块间。

分布于西昆仑一带的新生代晚期的火山作用属于不同构造带间的产物。

这里所具有的构造动力为南北向的挤压作用，属于后造山环境的产物。

在这一地区，深层次南北向挤压作用发生于上新世至早更新世之间。

塔里木南缘更新世“西域砾岩”沉（堆）积，标志着强烈挤压作用下的山体抬升与剥蚀。

因而这也是塔里木地块南部受到由南向北深层强烈挤压作用影响的产物。

在西藏地区，新生代早中期的构造作用很大程度上发生了向侧翼的流动和浅层次的挤压冲断。

22∼18Ma已是强烈的冲断作用后期（或结束）阶段, 之后发生了一定规模的抬升作用。

14∼12Ma之间发生了藏南地区局部的伸展作用，可能这一构造过程在藏北地区也有发生，12∼10Ma时发生了伸展作用之后的抬升。