蛇绿混杂岩通常被认为是洋壳俯冲以及两大陆碰撞的缝合带标志.因此，蛇绿混杂岩的研究成果在板块重建和地球动力学深部探测中发挥了重要作用(Xia et al., 2003; Dilek and Funes, 2011; Pearce, 2014).然而如何判断蛇绿混杂岩是否为原位构造遇到了很多挑战，例如华盛顿西北部广泛分布的侏罗纪蛇绿岩是因为后期构造挤压作用对原有俯冲体系的改造，结果造成部分蛇绿混杂岩形成异地蛇绿岩(Whetten et al., 1980).在喜马拉雅造山带地区，我们在如何辨别一系列蛇绿混杂岩的构造归属问题也遇到了同样的情况.喜马拉雅造山带西部与雅鲁藏布江缝合带相距20 km的南部地区存在一组拉昂错蛇绿混杂岩(图 1).前人的研究认为拉昂错蛇绿混杂岩经历了包括洋中脊形成和后续俯冲两个阶段的的演化(Liu et al., 2010；徐向珍等，2011；王泽利等，2012).此外，拉昂错蛇绿混杂岩在出露地表过程中还发生了逆冲和侵位(Miller et al., 2003；刘飞等，2015).尽管前人已经对拉昂错蛇绿岩的地球化学与岩石学特征进行了大量的研究(Liu et al., 2010, 2012)，但其构造归属问题依旧不明.究竟什么原因使雅鲁藏布江缝合带主体之南仅20 km的地方存在另一套蛇绿混杂岩？除新特提斯洋之外，该地南部是否还存在能够解释拉昂错蛇绿岩体露头的其他小型洋盆？由于缺少高分辨率地壳结构数据，拉昂错蛇绿岩体构造归属问题一直存在争议.

图 1

Fig. 1

图 1 喜马拉雅造山带西部地质简图 深地震反射剖面位置如黑色粗实线所示; CMP位置如红点所示; CMP号如黑色数字所示(CMP为共中心点道集). Fig. 1 Simplified geological map of the western Himalayas orogenic belt Solid black line represents the location of the seismic reflection line; red points represent the common midpoints location; black numbers represent the common midpoints numbers (CMP is the abbreviation of common midpoint gather).

本文中，我们通过解释穿过拉昂错蛇绿岩体和喜马拉雅造山带西部雅鲁藏布江缝合带的一条112 km长的深反射地震剖面——普兰剖面，结合高分辨率深反射地震剖面解释成果与前人对其进行的岩石学和地球化学研究成果，以及前期的地表地质学研究所获得的的地球动力学研究成果，综合地质学和地球物理数据结果分析显著提高了对蛇绿混杂岩演变和构造属性研究结果的可信度.

印度板块和欧亚板块之间的新特提斯洋大约在120 Ma左右开始发生俯冲(Dewey, 1988)，随后印度板块在早新生代与欧亚板块发生碰撞(Tapponnier et al., 2001).虽然碰撞的开始时间存在较大的争议，但是通常认为碰撞发生在50~60 Ma期间(Tapponnier et al., 2001)，并且碰撞结果形成了喜马拉雅造山带(Singh and Tandon, 2008).

2900 km长的雅鲁藏布江缝合带被认为是代表印度板块和欧亚大陆板块之间汇聚边界的碰撞缝合带(郝杰等，1995；Xia et al., 2003)(图 1).沿缝合带从西侧德拉斯到东侧的南迦巴瓦间断出露的仰冲蛇绿岩套保留有完整的洋壳岩石圈碎片.这些蛇绿岩套在喜马拉雅东部、西部和中部表现出不同的分布特征(Xia et al., 2003; Ghose et al., 2014; 李建峰等，2008；熊发挥等，2011).沿雅鲁藏布江缝合带东段分布的蛇绿岩稀疏分布在金鲁、泽当和罗布莎.罗布莎蛇绿岩体是被南倾逆冲断层向北逆冲至冈底斯岩浆带的(Zhou et al., 1996).该地区蛇绿岩分布稀疏，可能是喜马拉雅东构造结西侧北缘逆冲断层系与北东向走滑断裂聚合并产生的强烈拉张变形所致.相对于东段分散分布的蛇绿岩体，喜马拉雅中部蛇绿岩带可连续的可追踪.萨嘎和日喀则为该地区两个主要的蛇绿岩体.地表地质调查和深反射剖面图像(Guo et al., 2017)清晰地显示了喜马拉雅中部的蛇绿岩体受南倾的逆冲断层影响，发生倾向的变化，由向北倾转为向南倾，二者同时在底部被冈底斯北缘逆冲断层系截断(Guo et al., 2017).喜马拉雅西部的蛇绿岩体相对复杂.除了沿雅鲁藏布江缝合带外露的蛇绿岩外还有距其20 km以南的地方存在另一套蛇绿岩体：拉昂错蛇绿混杂岩.

拉昂错蛇绿岩体面积约800 km².区域调查显示拉昂错蛇绿岩体连同晚白垩世杂岩体与其底部的特提斯洋沉积层之间被北倾的逆冲断层所截切(Miller et al., 2003).先前的研究已经对该蛇绿混杂岩的地球化学和岩石学特征进行了辨别(Miller et al., 2003; Liu et al., 2011, 2012).地球化学特征显示拉昂错蛇绿混杂岩主要由方辉橄榄岩和含单斜辉石较少的二辉橄榄岩组成，缺乏深成火成岩组分(Miller et al., 2003).该蛇绿岩被认为是在洋中脊形成的N-MORB型稀土元素模式(Liu et al., 2010).因此，拉昂错蛇绿混杂岩是依次经历了在洋中脊形成到在俯冲带发生侵位两个演变阶段(Liu et al., 2010; Ghose et al., 2014).

拉昂错蛇绿岩体与距其北部约20 km处雅鲁藏布江缝合带出露的蛇绿岩体之间夹有以震旦系至白垩系海相沉积岩为主体的仲巴微地体，其缺失大陆基底，为一套地层地体，该地体内发现的最老地层出露在拉昂错附近，为震旦系—寒武系变质岩系——齐吾贡巴群(李祥辉等，2014).前人对仲巴微地体中上二叠统碎屑岩的物源和继承锆石年龄进行了测试，仲巴微地体的碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析结果显示，其锆石年龄出现与西羌塘、特提斯喜马拉雅以及高喜马拉雅地体类似的530 Ma和950 Ma特征峰，区别于拉萨地体出现的约1170 Ma的特殊年龄群，推断其应属于西羌塘—大印度—特提斯喜马拉雅构造体系，而不属于拉萨地体(孙高远和胡修棉，2012).

深反射地震剖面已经成为揭示岩石圈结构细节尤其是地壳尺度的标准.本次研究中，沿东经81.5°，我们获得了揭示地壳几何结构的深反射地震剖面图像，我们称这条地震剖面为普兰剖面(图 2).如图 1中黑粗线所示，该地震反射测线北东南西向延伸约112 km，横过特提斯喜马拉雅南部，穿过喀喇昆仑山脉断裂带和雅鲁藏布江缝合带最终进入拉萨地体南部.该测线同时穿过了雅鲁藏布江缝合带和其南部的拉昂错蛇绿岩体(图 1).普兰剖面所揭示的地壳几何结构的认识对理解雅鲁藏布江缝合带和拉昂错蛇绿岩体二者之间所存在的地球深部动力关系提供了重要的数据支持.Gao等(2016)详细讨论了该地震剖面的数据采集和处理过程，同时也强调了双重逆冲构造回返在帮助物质从板块下部迁移到上部过程中的作用.通过Gao等(2016)的研究我们已经初步判断拉昂错蛇绿岩的切穿深度仅限于中上地壳范围内，因此本次研究主要集中于该地震剖面12 s(t.w.t.双程走时，即地震波传播到地下的地质界面再反射回地面检波器所需的时间)及其以上深度范围.

图 2

Fig. 2

图 2 未解释的深反射地震剖面(无垂向放大) 本文对普兰深反射地震剖面的重新解释基于Gao等(2016).本文的构造解释主要关注上地壳尺度结构(实线矩形框所示)与深部结构的关系. Fig. 2 Uninterpreted deep seismic reflection image (no vertical exaggeration) employed in this study Structural reinterpretation of the seismic reflection profile is basically the same as the interpretations by Gao et al. (2016). In this interpretation, we concentrate mostly on the upper-crustal structure (solid rectangular) and its relationship with deep structures.

该高分辨率地震剖面提供了清晰的地壳尺度几何结构(图 2).为了更清晰地显示该研究区的地壳结构特征，我们进一步提取了高振幅反射信号，用线条图进行显示(图 3).本文将以上地壳结构构造为重点研究对象，记录喜马拉雅造山带西部上地壳尺度结构对印度—欧亚板块碰撞的构造响应，进一步确定拉昂错蛇绿混杂岩的构造属性.

图 3

Fig. 3

图 3 深反射地震剖面解释(无垂向放大) (a) 图 2高振幅反射信号线条图；(b)深地震反射剖面构造解释图.强调了拉昂错蛇绿岩体与雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩体的深部联系(加粗线条所示).深反射地震剖面位置见图 2. Fig. 3 Interpreted deep seismic reflection profile of the upper crust (no vertical exaggeration) (a) Superimposed line drawings of high-amplitude reflectors of Fig. 2; (b) Structural interpretation of the seismic reflection profile. The deep connection of the Yungbwa ophiolite and the Yarlung-Zangbo ophiolite is highlighted(bold line). Location of the seismic profile is shown in Fig. 2.

本研究区域内，Gao等(2016)和Guo等(2018)研究揭示了下地壳底部深度大约为24s(t.w.t.)或74 km(取地壳平均速度为6 km·s^-1)处存在一个可连续追踪的强反射层，反射振幅大，波长短，可视为地壳的底界面，即莫霍面.Gao等(2016)将这些复杂的反射结构解释为双冲逆冲构造，该构造带伴随地壳尺度的物质从俯冲板块前缘的下部到上部的迁升过程.Ding等(2017)研究表明喜马拉雅山脉北部从中新世早期到中新世中期约22 Ma存在一次快速隆升过程，致使喜马拉雅山脉北部海拔高度由2300 m直接抬升至5500 m.结合普兰剖面所揭示的地壳底部平坦的莫霍面，我们认为地壳尺度印度俯冲地壳前缘物质向上抬升的双冲构造作用很有可能发生在早中新世中期.这一作用拉平了莫霍面结构，同时底部物质的突然向上抬升将喜马拉雅山脉北部的海拔高度抬升至一个显著的新高度.

纵观整条剖面，从地表到6 s(t.w.t.)深度的浅层反射特征信息丰富(图 3a).地震反射剖面揭示出雅鲁藏布江缝合带在4 s(t.w.t.)深度处终止，该深度之下未见缝合带痕迹.同时，以喀喇昆仑断裂为界，可将剖面上地壳尺度反射结构分为两组.反射界面在喀喇昆仑断裂带以南向北倾，在喀喇昆仑断裂带以北向南倾.喀喇昆仑断裂带以北向南倾的反射界面向上可与雅鲁藏布江缝合带地表出露相接，而其南侧向北倾的反射界面地表出露位置则与该文所要研究的拉昂错蛇绿岩带相吻合.在上地壳尺度范围内，该构造带整体表现为下凹的几何结构形状.同时结合Gao等(2016)提出的印度板块的地壳尺度双冲构造，我们将这种线性下凹几何结构解释为印度俯冲板块前缘物质构造回返与构造作用同时发生，使受挤压过程发生倾向变化的雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩体受该构造回返影响，而被携带出露地表(图 3b，加粗线条所示).

Gao等(2016)已定量描述了喜马拉雅造山带西部俯冲于拉萨地体之下的印度地壳为大约14 km厚且向北延伸范围有限.目前可以推断或许只有印度俯冲地壳的下地壳发生俯冲.同时Gao等(2016)研究表明印度地壳俯冲前缘的中上地壳部分很可能由于大陆地壳的正浮力以及陆陆碰撞所发生的构造挤压地球动力学作用而沿喜马拉雅主冲断层(MHT)发生向后上方的逆冲回返(Guo et al., 2017).新特提斯洋消失之后，印度和欧亚大陆板块大约于55 Ma左右(Zhu et al., 2016)进入陆陆碰撞阶段.印度大陆俯冲地壳前缘的构造回返过程沿着MHT仍在进行(图 4a)，大陆地壳的正浮力可能是主要驱动力.同时，陆陆碰撞造成碰撞带增生楔逐渐缩短加厚.结合Ding等(2017)研究所得出的早中新世至中中新世，喜马拉雅山脉北部的海拔高度迅速上升，我们有理由相信该过程也增加了作用于增生楔向北的挤压应力，进而与增加的重力势能一起导致了期间增生楔的垮塌(图 4b).随着印度板块的进一步俯冲，增生楔的前楔逐渐发育为后楔，原先向北倾斜的蛇绿混杂岩逐渐向南倾斜，同时，由于构造调节作用，在发生倾向倒转块体的底部发育了一条向南倾斜的滑脱断层(图 4b).

图 4

Fig. 4

图 4 拉昂错蛇绿岩体就位过程示意图 方框图显示雅鲁藏布江缝合带的翻转过程及随后由于印度板块地壳发生构造回返导致的拉昂错蛇绿岩体向南出露. GT:冈底斯反冲断层. Fig. 4 Schematic diagram of the process of Yungbwa ophiolitic segment′s exposure Block diagrams show overturning processes of the Yarlung-Zangbo suture zone and subsequent exposure of the Yungbwa ophiolitic segment to the south in association with ongoing tectonic duplexing of the Indian crust. GT: Gangdese Thrust.

目前，喜马拉雅北部和大喜马拉雅地区分布着一系列核杂岩体，如纳木那尼峰变质核杂岩等，该核杂岩体被认为是沿东西向延伸的藏南拆离系从中地壳深度出露地表(Murphy, 2007).这些露头表明，喜马拉雅—西藏造山带双冲构造作用对深部埋藏物质的出露过程意义重大.这一过程对拉昂错蛇绿岩体的出露地表也起了十分重要的作用，在上地壳尺度，该双冲构造回返过程会在雅鲁藏布江蛇绿混杂岩变为南倾之后携带其到雅鲁藏布江缝合带以南20 km处的特提斯洋沉积层之上(图 4c).

本文对普兰深反射地震剖面进行重新解释，以上地壳尺度高振幅反射信号为重点研究对象，结合前人对拉昂错蛇绿岩体的岩石学与地球化学研究等，对拉昂错蛇绿混杂岩体的构造归属进行了运动学分析，得出：

(1) 普兰深反射地震剖面揭示出中上地壳结构以喀喇昆仑断裂为边界左右两侧结构倾向发生变化，即喀喇昆仑断裂带北侧地壳结构向南倾，而其南侧地壳结构整体倾向北，而整体呈现向下凹的几何形态.

(2) 基于前人研究所揭示的印度板块地壳俯冲至拉萨地体之下可能仅限于下地壳尺度俯冲，而其余物质则发生了构造回返的构造活动，那么该构造回返过程对携带雅鲁藏布江蛇绿岩体出露于其南侧地表起到了至关重要的作用.

(3) 喜马拉雅山脉北部早中新世至中中新世的迅速抬升对增生楔产生向北挤压的应力，与陆陆碰撞过程中增生楔缩短加厚所增加的重力势能共同导致造山带中部增生楔的构造垮塌从而发生倾向变化.该倾向的变化也为俯冲过程中深部物质构造回返活动能携带雅江缝合带物质的出露提供了另外一个关键因素.

(4) 综合深反射地震剖面的构造解释和前人的岩石学/地球化学/地表结构构造研究结果，我们认为拉昂错蛇绿岩体为雅江缝合带蛇绿岩体的一部分.由于印度板块进行深俯冲过程中，中上地壳物质的构造回返将发生倾向变化的雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩体携带至雅鲁藏布江缝合带以南约20 km处的拉昂错等地出露.