Characteristics of debris flow source evolution in Tianmo Gully, Tibet
-
摘要:
天摩沟是西藏东南部典型的泥石流沟,分别于2007年、2010年和2018年暴发泥石流灾害,对当地居民和川藏公路造成多次危害。通过多期次遥感解译、现场调查、现场观测等手段确定历次泥石流事件前后物源分布和类型,运用GIS统计和剖面测绘,对比不同时期该泥石流沟物源面积平面和剖面上的变化,研究该沟物源的动态演变。天摩沟泥石流物源类型主要为冰碛型物源、崩滑型物源和侵蚀型物源。平面上,冰碛型物源面积最大,崩滑型物源最集中,侵蚀型物源延伸距离最远。剖面上,主沟道13°~23°物源变化最活跃,其中17°~23°为泥石流侵蚀型物源启动部位,13°~17°为泥石流侵蚀最剧烈部位。天摩沟物源动态演变特征为逐年雪崩堆积物的"汇聚快融"效应,以及该效应引发的沟道底部和两侧松散物质的失稳。具体表现为海洋性冰川前缘雪崩活跃,每年10月至次年6月雪崩堆积物在主沟内堆积并向下游延伸,最远可达1800 m;7—9月雪崩堆积物快速消融,释放出裹挟在雪崩堆积物中的松散物质,加速泥石流物源汇聚,并使沟道内径流量急剧增大,径流激增侵蚀主沟两侧老冰碛物,使其转化为泥石流物源。研究天摩沟泥石流的物源演变特征,可揭示帕隆藏布流域泥石流近期频发原因,为该区域泥石流预警和防灾减灾工作提供参考。
Abstract:The Tianmo Gully debris flow in southeastern Tibet is a typical one, which broke out frequently in 2007, 2010 and 2018, causing harm to local residents and the Sichuan-Tibet highway for many times. The source materials distribution and types before and after debris flow events were drawn by means of multi-stage remote sensing interpretation, field investigation and field observation. GIS statistics and profile mapping were used to compare the changes of debris flow source materials area in plane and profile in different periods in the gully for the study of the dynamic evolution of the source materials. The source materials types of debris flow in Tianmo Gully are mainly moraine type, collapse type and erosion type. On the plane, moraine type source materials has the largest area, collapse type source materials is the most concentrated, and erosion type source materials extend the longest distance. On the profile, the source materials of the main channel varies most actively from 13° to 23°, among which, 17° to 23° is the starting site of debris flow erosion type, and 13° to 17° is the most intense site of debris flow erosion. The dynamic evolution of the source materials in Tianmo Gully is characterized by the "convergence and rapid melting" effect of avalanche accumulations year by year, and the instability of loose materials at the bottom and both sides of the channel. The avalanche accumulates in the main gully and extends downstream 1800 m from October to June of the next year. From July to September, the avalanche deposits are rapidly melted, releasing a large number of loose materials bound in the avalanche deposits and making the runoff in the gully increase sharply. The surge of runoff erodes the old moraines on both sides of the main ditch and converts them into debris flow sources. Research on the provenance evolution characteristics of debris flow in Tianmo Gully can reveal the reasons for the frequent occurrence of debris flow in Palongzangpo Basin, and provide reference for the early warning and disaster prevention and mitigation of debris flow in this region.
-
Keywords:
- debris flow /
- avalanche /
- source materials /
- evolution characteristic
-
中亚造山带东段二连-贺根山缝合带,既发育晚古生代SSZ型蛇绿岩和岛弧型岩浆岩[1-16],亦分布有大量中生代后造山A型花岗岩[17-22]和流纹岩[23]。然而,与蛇绿岩、岛弧岩浆岩和后造山A型花岗岩相比, 贺根山缝合带内中生代后造山A型流纹岩锆石U-Pb年代学、地球化学和地球动力学背景的研究相对缺乏[23]。对于二连-贺根山缝合带晚二叠世—早三叠世最终缝合与中三叠世-早白垩世后造山伸展作用演化阶段与过程的认识[24-35],尚缺乏后造山伸展阶段岩浆活动的证据。前人1:20万罕乌拉幅区域地质矿产调查将该区火山岩划归为上侏罗统兴安岭群,1:25万西乌旗幅等将其归为上侏罗统满克头鄂博组,缺少年代学、地球化学等资料。因此, 本文在1:5万区域地质调查的基础上,选择贺根山缝合带典型发育区的西乌旗白音瑞地区满克头鄂博组流纹岩进行年代学和地球化学研究,探讨满克头鄂博组火山岩的岩石属性、成因和构造环境,以期为中亚造山带东段二连-贺根山缝合带的最终缝合时限和后造山伸展作用演化阶段与过程研究,提供岩石学、地球化学和年代学证据与约束。
1. 地质背景和岩石学特征
内蒙古西乌旗白音瑞地区满克头鄂博组火山岩,位于二连-贺根山缝合带东段晚石炭世梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩和晚石炭世(—早二叠世)岛弧岩浆岩带内[10, 13-15](图 1-a)。研究区出露的地层主要为中生界上侏罗统满克头鄂博组火山岩和上古生界中二叠统哲斯组沉积岩(图 1-b),岩浆岩主要有早白垩世花岗斑岩、正长花岗岩[21]和晚石炭世梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩[10, 13-15]、奥长花岗岩、英云闪长岩等(图 1-b)。该区满克头鄂博组火山岩覆于晚石炭世梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩[10, 13-15]、奥长花岗岩、英云闪长岩和上古生界中二叠统哲斯组沉积岩之上,与早白垩世正长花岗岩[21]和花岗斑岩为侵入接触(图 1)。
图 1 内蒙古白音瑞地区满克头鄂博组火山岩区域大地构造(a)和区域地质简图(b)[3]Figure 1. Sketch tectonic map (a) and geological map (b) of volcanic rocks of the Manketouebo Formation in Baiyinrui area, Inner Mongolia白音瑞地区满克头鄂博组火山岩主要为球粒流纹岩、石泡流纹岩和角砾流纹岩,少量流纹质火山角砾岩、流纹质凝灰岩、英安岩、英安质凝灰岩、凝灰质砾岩等。流纹岩主要为斑状结构,流纹构造(图 2-a、b)、基质球粒结构(图 2-c、d),部分基质为玻璃质结构和霏细结构。流纹质凝灰岩主要包括流纹质熔结凝灰岩、流纹质玻屑、晶屑、岩屑凝灰岩、流纹质含角砾凝灰岩等。其中,熔结凝灰岩主要为流纹质含角砾浆屑玻屑熔结凝灰岩,岩石为熔结凝灰结构,假流纹构造;其他凝灰岩均为凝灰结构,块状构造。
2. 锆石U-Pb测年
笔者在研究区满克头鄂博组流纹岩中采集了1件锆石U-Pb同位素测年样品(RL05),采样位置见图 1,采样点地理位置为北纬45°07′50″、东经118°23′15″。
2.1 测试方法
本次流纹岩测年样品(RL05)的锆石分选在河北省廊坊区域地质调查研究所完成,样品制靶、透射光、反射光照片拍摄和阴极发光(CL)图像分析(图 3)在北京锆年领航科技有限公司完成。
锆石U-Pb年龄测定在中国地质调查局天津地质调查中心进行。首先,根据锆石的阴极发光(CL)图像和反射光、透射光照片,选择锆石原位LAICP-MS U-Pb同位素测年的最佳区域。然后,利用193nm激光器对锆石进行烧蚀,激光烧蚀的斑束直径为35μm, 剥蚀采样时间为45s。测试数据的普通铅校正采用Anderson的方法[36], 锆石U-Pb同位素比值及元素含量运用4.4版本Glitter程序, 年龄加权平均计算使用3.0版本的Isoplot程序完成。
2.2 测试结果
在阴极发光图像(CL)(图 3)上,流纹岩样品中的锆石结构均一,呈自形-半自形柱状,长宽比为2:1~4:1,24颗锆石均具清晰的振荡岩浆生长环带,为酸性火山岩成因锆石特征[37]。流纹岩样品(RL05)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测试结果见表 1。
表 1 满克头鄂博组流纹岩(RL05)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测试结果Table 1. LA-ICP-MS U-Th-Pb dating results of zircons from the rhyolite in the Manketouebo Formation点号 含量/10-6 Th/U 同位素比值 表面年龄/Ma Pb U 207Pb*206Pb* ±% 207Pb*235U ±% 206Pb*238U ±% 206Pb/238U 1 9 322 0.92 0.055 6.6 0.19 6.7 0.0250 0.88 159 ±1 2 7 228 0.78 0.052 11 0.18 11 0.0250 0.93 159 ±1 3 8 269 0.78 0.058 7.2 0.20 7.2 0.0246 0.86 157 ±1 4 4 137 0.62 0.051 19 0.18 18 0.0253 1.3 161 ±2 5 3 114 0.47 0.051 102 0.18 67 0.0250 2.4 159 ±4 6 10 322 0.85 0.052 7.2 0.18 7.2 0.0248 0.87 158 ±1 7 2 88 0.49 0.061 26 0.21 22 0.0252 2.3 160 ±4 8 6 194 0.75 0.064 10 0.22 10 0.0248 1.0 158 ±2 9 5 173 0.74 0.060 12 0.21 11 0.0250 1.1 159 ±2 10 6 198 0.73 0.052 13 0.18 12 0.0250 1.0 159 ±2 11 4 161 0.52 0.051 15 0.17 14 0.0245 1.0 156 ±2 12 6 221 0.70 0.055 10 0.19 10 0.0247 0.92 158 ±1 13 5 167 0.80 0.054 14 0.18 13 0.0248 1.1 158 ±2 14 9 290 0.83 0.054 6.4 0.18 6.4 0.0248 0.90 158 ±1 15 5 147 0.65 0.12 9.9 0.40 9.9 0.0256 1.4 163 ±2 16 7 239 0.91 0.064 7.3 0.22 7.3 0.0246 0.89 157 ±1 17 1 48 0.52 0.083 103 0.27 29 0.0242 3.0 154 ±5 18 2 65 0.063 0.106 27 0.37 23 0.0255 2.9 162 ±5 19 4 125 0.73 0.086 14 0.29 13 0.0247 1.5 157 ±2 20 3 85 0.80 0.126 18 0.43 16 0.0247 1.9 158 ±3 21 3 95 0.78 0.061 68 0.21 44 0.0250 1.7 159 ±3 22 5 173 1.04 0.058 32 0.19 32 0.0241 2.1 153 ±3 23 7 232 0.96 0.051 9.9 0.17 9.9 0.0244 0.94 155 ±1 24 6 195 0.86 0.058 9.1 0.20 9.1 0.0248 1.1 158 ±2 注:误差为1σ;Pb*指示放射成因铅。实验测试在中国地质调查局天津地质调查中心完成 24颗锆石的Th/U值为0.063~1.04,平均值为0.72(表 1),与岩浆锆石的Th/U值(大于0.4)一致[37-38],为岩浆成因锆石特征。该样品24个测点的数据点集中于谐和线上及其附近,获得的206Pb/238U年龄加权平均值为158.0 ±0.7Ma(MSWD=0.87),代表了流纹岩的成岩年龄(表 1;图 4),故将白音瑞地区满克头鄂博组火山岩的形成时代置于晚侏罗世。
3. 地球化学特征
研究区满克头鄂博组流纹岩共采集了5件地球化学样品, 全岩主量、微量和稀土元素的化学分析在河北省廊坊区域地质调查研究所完成。主量元素分析采用X射线荧光光谱(XRF)分析, 选用不同含量和不同基体的国家一级地球化学标准物质同时完成测定,检测下限为0.01%,分析误差优于5%。微量元素采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定,检测限优于5×10-9,相对标准偏差优于5%。白音瑞地区满克头鄂博组流纹岩的主量、微量和稀土元素测试分析结果见表 2。
表 2 满克头鄂博组流纹岩主量、微量和稀土元素分析结果Table 2. Major element, trace element and REE analyses of the rhyolites in the Manketouebo Formation样品号
岩性RL01
流纹岩RL02
流纹岩RL03
流纹岩RL05
流纹岩RL06
流纹岩世界A型花岗岩平均
(148)[40]中国A型花岗岩平均
(197)[40]SiO2 77.08 76.33 76.92 76.12 75.92 73.81 73.55 Al2O3 12.40 12.42 12.65 12.65 12.86 12.4 12.81 TiO2 0.051 0.063 0.041 0.039 0.088 0.26 0.23 Fe2O3 0.54 0.89 0.53 0.87 0.79 1.24 1.42 FeO 0.26 0.12 0.12 0.43 0.41 1.58 1.18 CaO 0.44 0.77 0.33 0.39 0.44 0.75 0.82 MgO 0.081 0.042 0.044 0.048 0.11 0.2 0.27 K2O 4.54 4.75 4.57 4.42 4.89 4.65 4.69 Na2O 3.93 3.90 4.20 3.97 3.48 4.07 3.76 MnO 0.011 0.011 0.010 0.018 0.012 0.06 0.09 P2O5 0.021 0.018 0.021 0.017 0.022 0.04 0.07 烧失量 0.64 0.67 0.55 0.87 0.87 总量 99.98 99.98 99.97 99.85 99.89 Ba 25.20 21.50 32.90 31.40 29.80 352 235.96 Rb 302.00 345.40 276.60 184.70 196.30 169 269.69 Sr 7.10 6.90 16.50 10.21 9.94 48 57.54 Pb 17.70 16.90 13.20 16.50 21.50 24 Cr 3.70 3.20 3.30 6.30 5.60 Co 0.30 0.20 0.30 0.80 0.90 Ni 1.80 2.70 2.50 3.20 3.10 < 1 V 3.10 1.60 2.30 2.50 4.10 6 Zr 115.90 89.60 112.20 284.20 231.10 528 333.77 Hf 6.71 4.17 6.56 8.94 9.86 Sc 2.20 1.80 1.30 1.70 1.90 4 Nb 22.56 23.05 15.40 15.23 16.32 37 34.93 Ta 4.01 2.88 2.84 5.84 3.65 Th 15.43 29.98 31.31 29.61 14.25 23 U 3.27 5.37 3.27 6.57 4.21 5 Cs 5.98 5.13 5.67 9.46 8.25 Ga 34.20 34.70 27.90 32.50 27.50 24.6 18.54 Y 60.67 72.91 35.72 23.98 19.24 75 54.03 La 8.78 21.80 24.99 26.96 27.21 Ce 26.66 56.82 40.29 49.87 59.15 Pr 4.66 8.47 9.41 7.96 9.02 Nd 21.61 36.52 39.21 27.54 34.26 Sm 7.87 10.64 10.18 6.84 6.23 Eu 0.061 0.058 0.11 0.12 0.12 Gd 6.46 8.82 6.84 5.13 4.97 Tb 1.51 1.85 1.31 0.89 0.84 Dy 9.64 10.94 7.08 6.24 5.21 Ho 2.00 2.20 1.26 1.14 0.97 Er 5.64 5.84 3.33 2.85 3.12 Tm 1.05 1.00 0.60 0.63 0.54 Yb 6.23 5.69 3.65 3.14 3.24 Lu 1.12 0.83 0.69 0.79 0.68 ΣREE 103.29 171.48 148.95 140.10 155.56 δEu 0.03 0.02 0.04 0.06 0.06 (La/Yb)N 0.95 2.58 4.62 5.79 5.66 Ga/Al 5.21 5.28 4.17 4.86 3.74 3.75 注:主量元素含量单位为%,稀土、微量元素含量单位为10-6 3.1 主量元素
由表 2可知, 西乌旗白音瑞地区满克头鄂博组流纹岩以富硅(SiO2=75.92%~77.08%)、富钾(K2O=4.42%~4.89%)、富碱(Na2O+K2O 8.37%~8.77%)和贫CaO(0.33% ~0.77%)、MgO(0.042% ~0.11%)、P2O5(0.017%~0.022%)、TiO2(0.039%~0.088%)为特征。在火山岩TAS分类命名图解(图 5)中,5个样品点均落入亚碱性系列的流纹岩范围。岩石的Na2O/K2O值为0.71~0.92,在岩浆系列硅碱(SiO2-K2O)判别图解中,5个样品点均落在高钾钙碱性系列(图 6)。该岩石的Al2O3含量为12.40%~12.86%,A/CNK值变化于0.96~1.09之间,A/NK值变化于1.07~1.17之间, 属于弱过铝质岩石。
图 6 满克头鄂博组流纹岩SiO2-K2O分类图解[39]Figure 6. SiO2-K2O classification diagram of the rhyolites in the Manketouebo Formation3.2 稀土和微量元素
由表 2可知, 与世界上酸性火成岩稀土元素总量(∑REE)平均值288×10-6相比,白音瑞地区满克头鄂博组流纹岩的稀土元素总量明显较低,∑REE为103.29×10-6~171.48×10-6(表 2)。在稀土元素球粒陨石标准化配分图(图 7)上,5个流纹岩样品均具有典型的海鸥式分布特征和轻稀土元素略富集的平缓右倾变化趋势(图 7;表 2),可能反映亏损地幔的岩浆源区性质或与源区IAB有关[42]。该岩石5个样品的负Eu异常均较显著,δEu值为0.02~0.06 (图 7;表 2),可能反映流纹岩的岩浆源区有斜长石残留。
图 7 满克头鄂博组流纹岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式[41]Figure 7. Chondrite-normalized REE patterns of the rhyolites in the Manketouebo Formation如表 2和图 8所示,该区满克头鄂博组流纹岩相对富集Ga(27.50×10-6~34.70×10-6)、Rb、Th、U、K等, 而明显贫Ba、Sr、P和Ti。在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 8)上,5个流纹岩样品均具有明显的Ba、Sr、P、Eu、Ti负异常“槽”和Rb、Th、U、Ta等略微富集的“峰”(图 8),可能与岩浆成因或A型花岗岩浆的特有性质有关。
图 8 满克头鄂博组流纹岩微量元素原始地幔标准化蛛网图[43]Figure 8. Primitive mantle-normalized trace element spider diagram of the rhyolites in the Manketouebo Formation4. 讨论
4.1 岩石成因类型
如前所述,本区满克头鄂博组流纹岩具有富Si、K-碱-Ga、贫Ca、Mg-Ba-Sr-Ti-P,以及显著的负Eu异常等地球化学特征,其地球化学属性明显不同于I、S和M型花岗岩,而与二连-贺根山缝合带内的中生代A型花岗岩和世界上典型A型花岗岩的地球化学特征一致[17-23, 44-49],表明其岩石成因类型属于A型花岗岩的喷出岩——A型流纹岩[49-51]。在A型花岗岩与I、S和M型花岗岩成因类型判别图解(图 9)中,5个流纹岩样品均位于A型花岗岩区,明显区别于I、S和M型花岗岩(图 9)[46]。且在K2O-Na2O和SiO2-Zr岩浆岩成因类型判别图解(图 10)中,研究区满克头鄂博组流纹岩样品点同样投在A型花岗岩区,明显区别于I和S型花岗岩(图 10)[45]。这些特征进一步表明,西乌旗白音瑞地区满克头鄂博组流纹岩的岩石成因类型为A型流纹岩[17-23, 49-51]。研究区满克头鄂博组A型流纹岩与二连-贺根山缝合带内晚侏罗世或中生代A型花岗岩地球化学特征的一致性,可能表明二连-贺根山缝合带具有统一的A型花岗岩浆源区、成因及构造环境[21, 23]。
图 9 满克头鄂博组流纹岩10000×Ga/Al对(K2O+Na2O)(a)、(K2O+Na2O)/CaO)(b)、K2O/MgO(c)和TFeO/MgO(d)判别图解[46]Figure 9. K2O+Na2O)(a), (K2O+Na2O)/CaO(b), K2O/MgO(c) and TFeO/MgO(d) versus 10000×Ga/Al discrimination diagrams of the rhyolites in the Manketouebo Formation图 10 满克头鄂博组流纹岩K2O-Na2O(a)和SiO2-Zr(b)图解[45]I、A、S—分别为I型、A型和S型花岗岩Figure 10. K2O-Na2O (a) and SiO2-Zr (b) plots of the rhyolites in the Manketouebo Formation4.2 构造环境
依据岩浆成因和构造环境,A型花岗岩类又进一步细分为非造山(anorogenic)A1型花岗岩和后造山(post-orogenic)A2型花岗岩[42, 45-51]。在A1和A2型花岗岩类的微量元素Nb-Y-Ce和Nb-Y-3Ga判别图解(图 11)上[44],白音瑞地区满克头鄂博组流纹岩样品点均落入后造山A2型花岗岩范围,并可与二连-贺根山缝合带内的中生代A2型花岗岩[17-22]和A2型酸性火山岩[23]相比,反映了造山带后造山伸展构造环境形成的后造山A2型花岗岩类特征。
图 11 满克头鄂博组流纹岩A1和A2型花岗岩类Y-Nb-Ce(a)和Y-Nb-3Ga(b)三角形判别图解[44]Figure 11. Y-Nb-Ce (a) and Y-Nb-3Ga (b) triangular plots for distinguishing between A1 and A2 granitoids from the rhyolites in the Manketouebo Formation在SiO2- Al2O3、SiO2- TFeO/(TFeO + MgO)、Rb-(Y+Nb)、Nb-Y和R1-R2构造环境判别图解(图 12-图 14)中,研究区流纹岩样品点均落入后造山(POG)花岗岩区,反映了造山带后造山阶段形成的后造山花岗岩特征,并与二连-贺根山缝合带内的中生代A2型花岗岩[17-22]和A2型酸性火山岩[23]吻合。
图 12 满克头鄂博组流纹岩SiO2-Al2O3(a)和SiO2-TFeO/(TFeO+MgO)(b)构造环境判别图解[52]IAG—岛弧花岗岩;CAG—大陆弧花岗岩;CCG—大陆碰撞花岗岩;POG—后造山花岗岩;RRG—裂谷型花岗岩;CEUG—大陆造陆隆升花岗岩Figure 12. SiO2-Al2O3 (a) and SiO2-TFeO/(TFeO+MgO) (b) tectonic discriminant diagrams of the rhyolites in the Manketouebo Formation图 13 满克头鄂博组流纹岩(Y+Nb)-Rb(a)和Y-Nb(b)构造环境判别图解[53]syn-COLG—同碰撞花岗岩;VAG—火山弧花岗岩;WPG—板内花岗岩;ORG—洋脊花岗岩Figure 13. (Y+Nb)-Rb (a) and Y-Nb (b) tectonic discriminant diagrams of the rhyolites in the Manketouebo Formation图 14 满克头鄂博组流纹岩R2-R1构造环境判别图解(R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti), R2=6Ca+2Mg+Al)[54]Figure 14. R2-R1 tectonic discriminant diagram of the rhyolites in the Manketouebo Formation这些地球化学特征和判别图解表明,研究区满克头鄂博组流纹岩形成于后造山伸展构造环境。
综上所述,西乌旗白音瑞地区满克头鄂博组流纹岩岩石属性为A型流纹岩,形成于后造山伸展构造环境,为后造山A型花岗岩浆作用的产物。该A型流纹岩上覆于贺根山缝合带晚石炭世梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩、晚石炭世—早二叠世岛弧岩浆岩带[10, 13-15]和上古生界中二叠统哲斯组沉积岩之上(图 1),被早白垩世铝质A2型花岗岩(130.4±1.4Ma)[21]和花岗斑岩侵入(图 1),新获得的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为158.0±0.7Ma,表明其为晚侏罗世A型花岗岩浆喷发活动的产物,反映了二连-贺根山缝合带晚侏罗世后造山A型花岗岩浆作用事件。而且,该A型流纹岩的形成年龄与二连-贺根山缝合带内中三叠世—早白垩世后造山A花岗岩岩浆活动吻合[17-23],进一步揭示二连-贺根山缝合带在晚侏罗世处于后造山伸展作用阶段。因此,结合区内晚石炭世梅劳特乌拉蛇绿岩、晚石炭世—早二叠世岛弧岩浆岩[10, 13-15]和早白垩世后造山A型花岗岩[21]的密切时空伴生关系,二连-贺根山缝合带石炭纪蛇绿岩、石炭纪—二叠纪岛弧岩浆岩[1-16, 25-31, 33-34, 55-57]和中三叠世—早白垩世后造山A型岩浆岩[17-23, 35]的时空分布与演化关系,以及西乌旗白音瑞地区晚侏罗世后造山A型流纹岩喷发活动,认为中亚造山带东段二连-贺根山缝合带在晚二叠世—早三叠世最终缝合后,在中三叠世—早白垩世经历了后造山伸展作用演化阶段与过程。
5. 结论
(1)岩石学和岩石地球化学研究表明,西乌旗白音瑞地区满克头鄂博组火山岩主要为A型流纹岩,其形成于贺根山缝合带后造山伸展构造环境,为后造山A型花岗岩岩浆作用的产物。
(2)白音瑞满克头鄂博组A型流纹岩的形成年龄为158.0±0.7Ma,时代为晚侏罗世,反映了贺根山缝合带晚侏罗世后造山A型花岗岩浆作用事件。
(3)白音瑞晚侏罗世后造山A型流纹岩的识别与确定,及其与梅劳特乌拉晚石炭世SSZ型蛇绿岩及区域二连-贺根山缝合带石炭纪蛇绿岩、石炭纪—二叠纪岛弧岩浆岩和中三叠世—早白垩世后造山A型岩浆岩的时空分布与演化关系,反映二连-贺根山缝合带在晚二叠世—早三叠世最终缝合后,在中三叠世—早白垩世经历了后造山伸展作用。
致谢: 感谢成都理工大学黄亮、邹任洲和田海硕士在野外调查和室内资料整理过程中的辛勤付出,感谢成都理工大学席贺伟、朱青松和唐垚硕士在野外观测站建设安装过程中的给予的帮助。 -
图 1 天摩沟地理位置(据参考文献[28]修改)
Figure 1. Geographic location of Tianmo Gully
图 7 泥石流形成区剖面(地层代号注释同图 3)
Figure 7. Section of debris flow formation area
表 1 天摩沟泥石流历次灾害事件
Table 1 Statistics of previous disaster events of Tianmo Gully
时间 一次性冲出方量/m3 造成危害 2007年9月4日 76.0×104 1人死亡,7人失踪,9人受伤,2户民房被毁,冲毁农田2 hm2 2010年7月25—31日 21.0×104 堵塞帕隆藏布15 min,450 m国道和76 m比通桥被毁 2010年9月5—8日 45×104 国道318断道16 d,直接经济损失1970万元 2018年7月 18.7×104[32] 淤埋国道318近220 m 表 2 天摩沟泥石流物源概况
Table 2 Overview of debris flow sources in Tianmo Gully
编号 2006年物源面积/m2 2016年物源面积/m2 BH01 6922 10306 BH02 11968 16150 BH03 8161 10925 BH04 5645 9589 BH05 147273 145492 BH06 104333 105089 BH07 34919 28231 BH08 43402 33541 BH09 107796 107955 BH10 13770 41714 BH11 4991 5147 BH12 27979 60903 GD01 46901 51703 BQ01 22506 22634 BQ02 107457 112427 BQ03 118073 119632 BQ04 333004 287305 合计 1145099 1168743 -
唐邦兴, 杜榕桓, 康志成, 等. 我国泥石流研究[J]. 地理学报, 1980, 35(3): 259-264. doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.1980.03.008 李鸿琏, 蔡祥兴. 中国冰川泥石流的一些特征[J]. 水土保持通报, 1989, 9(6): 1-9. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STTB198906000.htm 施雅风, 杨宗辉, 谢自楚, 等. 西藏古乡地区的冰川泥石流[J]. 科学通报, 1964, 6: 542-544. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB196406017.htm 杜榕恒, 章书成. 西藏高原东南部冰川泥石流的特征[J]. 冰川冻土, 1980, 3(3): 10-16. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BCDT198103001.htm 吕儒仁, 唐邦兴, 朱平一, 等. 西藏泥石流与环境[M]. 成都: 成都科技大学出版社, 1999: 1-134. 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所. 中国泥石流[M]. 北京: 商务印书馆, 2000. 康志成, 李焯芬, 马蔼乃, 等. 中国泥石流研究[M]. 北京: 科学出版社, 2004. 胡桂胜, 陈宁生, 邓明枫, 等. 西藏林芝地区泥石流类型及形成条件分析[J]. 水土保持通报, 2011, 31(2): 193-221. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STTB201102040.htm 刘建康, 程尊兰. 西藏古乡沟泥石流与气象条件的关系[J]. 科学技术与工程, 2015, 15(9): 45-55. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2015.09.007 Chen L, Wang J C, Liu J K, et al. Discussion on the characteristics and calculation method of material source for the debris flow in Tian Mo Gully[C]//5th International Conference debris flows: disasters, risk, forecast, protection. Tbilisi, Georgia, 2018.
Zhang J J, Liu J K, Chen L, et al. Conditions and mechanism for formation of glacial debris flow in Parlung Zangbo, SE Tibetan Plateau[C]//5th International Conference debris flows: disasters, risk, forecast, protection. Tbilisi, Georgia, 2018.
吴积善, 康志成, 田连权, 等. 云南蒋家沟泥石流观测研究[M]. 北京: 科学出版社, 1990. 张杰坤. 泥石流研究综述[J]. 中国地质灾害与防治学报, 1994, 5(4): 1-8. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH199404000.htm 费祥俊, 舒安平, 著. 泥石流运动机理与灾害防治[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004. 余斌, 唐川. 泥石流动力特性与活动规律研究[M]. 北京: 科学出版社, 2016. 蒋忠信. 泥石流固体物质储量变化的定量预测[J]. 山地研究, 1994, 12(3): 155-162. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDYA403.004.htm 乔建平, 黄栋, 杨宗佶, 等. 汶川地震极震区泥石流物源动储量统计方法讨论[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2012, 23(2): 1-6. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH201202003.htm 宋志, 巴仁基, 刘宇杰. 四川康定母猪笼沟泥石流形成特征与物源定量计算[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2012, 23(3): 39-45. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH201203009.htm 方群生, 唐川, 程霄, 等. 汶川震区泥石流流域内滑坡物源量计算方法探讨[J]. 水利学报, 2015, 46(11): 1298-1307. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SLXB201511005.htm 卜祥航, 唐川, 蒋志林, 等. 强震区岷江沿岸泥石流物源体积估算模型与演变特征[J]. 工程地质学报, 2016, 24(1): 73-85. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCDZ201601011.htm 铁永波. 冻融条件下冰碛补给型泥石流物源汇集过程与灾变初探[J]. 灾害学, 2012, 27(4): 12-16. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZHXU201204004.htm 方群生, 唐川, 王毅, 等. 汶川极震区泥石流动储量与总物源量计算方法研究[J]. 防灾减灾工程学报, 2016, 36(6): 1008-1014. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXK201606023.htm 常鸣, 唐川, 蒋志林, 等. 强震区都江堰市龙池镇泥石流物源的遥感动态演变[J]. 山地学报, 2014, 32(1): 39-45. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDYA201401014.htm 蒋志林, 朱静, 常鸣, 等. 汶川地震区红椿沟泥石流形成物源量动态演化特征[J]. 山地学报, 2014, 32(1): 81-88. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDYA201401013.htm Crowley J K, Hubbard B E, Mars J C. Analysis of potential debris flow source areas on Mount Shasta, California, by using airborne and satellite remote sensing data[J]. Remote Sensing of Environment, 2003, 87(2/3): 345-358. http://www.researchgate.net/profile/Bernard_Hubbard/publication/209803550_Analysis_of_potential_debris_flow_source_areas_on_Mount_Shasta_California_by_using_airborne_and_satellite_remote_sensing_data/links/547c834a0cf285ad5b06be15.pdf
Chen C Y, Yu F C. Morphometric analysis of debris flows and their source areas using GIS[J]. Geomorphology, 2011, 129(3/4): 387-397. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000035388123910_4fc3.html
Kumar A, Bhambri R, Tiwari S K, et al. Evolution of debris flow and moraine failure in the Gangotri Glacier region, Garhwal Himalaya: Hydro-geomorphological aspects[J]. Geomorphology, 2019, 333: 152-166. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000041586671899_e508.html
王军朝, 刘建康, 陈龙, 等. 国道G318(林芝段)地质灾害调查研究成果图集[M]. 成都: 成都地图出版社, 2018. 高波, 张佳佳, 王军朝, 等. 西藏天摩沟泥石流形成机制与成灾特征[J]. 水文地质工程地质, 2019, 46(5): 144-153. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWDG201905020.htm Ge Y G, Cui P, Su F H, et al. Case History of the Disastrous Debris Flows of Tianmo Watershed in Bomi County, Tibet, China: Some Mitigation Suggestions[J]. Journal of Mountain Science, 2014, 11(5): 1253-1265. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000036676166210_4a02.html
Wei R Q, Zeng Q L, Davies T, et al. Geohazard cascade and mechanism of large debris flows in Tianmo gully, SE Tibetan Plateau and implications to hazard monitoring[J]. Engineering Geology, 2018, 233: 172-182. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000040139727510_125a.html
Deng M F, Chen N S, Liu M. Meteorological factors driving glacial till variation and the associated periglacial debris flows inTianmo Valley, south-eastern Tibetan Plateau[J]. Naturl Hazards and Earth System Sciences, 2017, 17(5): 345-356. http://adsabs.harvard.edu/abs/2017NHESS..17..345D
李元灵, 王军朝, 陈龙, 等. 2016年帕隆藏布流域群发性泥石流的活动特性及成因分析[J]. 水土保持研究, 2018, 25(6): 397-402. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STBY201806058.htm 杨威, 姚檀栋, 徐柏清, 等. 青藏高原东南部岗日嘎布地区冰川严重损耗与退缩[J]. 科学通报, 2008, 53(17): 2091-2095. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB200817019.htm 向灵芝, 刘志红, 柳锦宝, 等. 1980-2010年西藏波密地区典型冰川变化特征及其对气候变化的响应[J]. 冰川冻, 2013, 35(3): 593-600. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BCDT201303007.htm 吕儒仁, 高生淮. 贡嘎山海螺沟冰川冰舌地段的泥石流[J]. 冰川冻土, 1992, 14(1): 73-80. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BCDT199201008.htm 郑本兴. 贡嘎山区全新世冰川变化与泥石流发育的关系[J]. 山地研究, 1994, 12(1): 1-8. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDYA401.000.htm -
期刊类型引用(3)
1. 杜庆祥,伍赛男,张永,沈晓丽,韩金瑞. 内蒙古北山造山带圆包山—希热哈达地区白山组火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及对古亚洲洋俯冲作用的启示. 地质通报. 2023(11): 1875-1893 . 本站查看
2. 程海峰,张正平,段先乐,刘广,李慧,孟庆涛,杨菊,朱炜,提振海,冯翼鹏,苏朋涛,范超. 内蒙古黑红山-园包山地区石炭纪火山岩的发现及其地质意义. 地质与勘探. 2022(02): 335-351 . 百度学术
3. 田健,辛后田,滕学建,段霄龙,程先钰,孙立新,张永,任邦方. 内蒙古北山造山带白云山蛇绿混杂岩的厘定及其对北山洋俯冲消减的指示. 地质通报. 2020(09): 1436-1447 . 本站查看
其他类型引用(4)