中文名:喜馬拉雅山變質帶

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資料識別:
系統編碼:0b00000181e337a9
資料類型:
紀錄類別:地質學習資源
著作者:
作者:莊文星
主題與關鍵字:
主題:地質
描述:
簡介:喜馬拉雅山擁有極複雜的地質構造,雖然經由各種研究方法,但仍然無法將它透視清楚。除了交錯的構造型式與複雜的岩層外,整個山脈的變質作用也極不單純,它的發展也歷經悠久的歲月,其間斷續並經歷數次的變形。目前我們僅能就現有的資料,對於不同的構造單元,就其變質型式與變質相作一簡單的描述(圖1)。
在尼泊爾緬甸間的喜馬拉雅山山脈,由南而北可以畫分成四個地質構造帶,分別為:
1. 山麓丘陵帶(The Foothills Belt):主要是由中新世─上新世西瓦利克磨礫層(Siwalik molasse)構成,部分剖面也有二疊紀─石炭紀岡瓦納(Gondwana)岩石出露。岡瓦納與西瓦利克沉積岩以主要界線斷層(Main Boundary Fault)之寬大擾動帶分開。西瓦利克層主要由未變質之砂岩、粉砂岩和黏土構成。岡瓦納岩石主要是由砂、粉砂、黏土與碳質物所構成,也含有不尋常的礫質頁岩和中礫礫岩,這些岩石已受到強烈的擾動與構造作用。煤已轉變成無煙煤。除了因逆掩斷層作用而直接與結晶岩層直接接壤處有濁沸石─綠纖石相變質作用外,其餘者可說未受變質影響。
2. 內帶(Inner Belt):在山麓丘陵帶之北,有一彎曲的綠片岩相之布魯克層 (Brooks Formation)分布,其礦物群為石英、白雲石、白雲母、綠泥石、陽起石和滑石。在大嶺(Daling)或大吉嶺(Darjeeling)由泥質、半泥質與鐵鎂質岩石構成顯著之巴羅維安型(Barrovian type)岩帶,由低至中壓之綠片岩相進入綠簾石─角閃岩和角閃岩相。在本帶內變質岩帶的排列十分複雜古怪,為變質度逆轉排列,也就是說在層位上變質度較高者位於變質度較低者之上。綠片岩相岩類僅於較低之構造水平出現,而在較高處,相反地,具有同構造運動之指示礦物如柘榴石、硬綠泥石、十字石、藍晶石和矽線石陸續出現。在最高級的變質岩中,本期變質作用伴隨有廣泛的混合岩化作用而形成典型的大吉嶺或其相當岩層之片麻岩。
內帶變質之另一值得注意的變質現象,就是濁沸石─葡萄石和綠纖石相以及硬柱石─鈉長石相單獨夾層存在於靠近古生代逆掩岩層之底部。這個變質作用影響到與二疊紀─三疊紀準原生帶(parautochon)岩石接觸之大嶺雜砂岩。在離開逆掩斷層一段距離,在較高構造水平處,硬柱石─鈉長石相就變成了綠片岩相。
3. 軸帶(The Axial Belt):以克里斯塔爾里尼卡姆中央逆掩斷層(the Central Overthrust of the Crystallinikum)與內帶分開。它對於整個喜馬拉雅山脈延展趨勢,佔著極重要角色,它決定了喜馬拉雅山東段內主要山峰之所在,包括了本區之最高峰崁城將卡山(Kanchenjunga)高8,585公尺。這一帶的特徵,為具有最強烈的變質作用與喜馬拉雅山數種型式之片麻岩之生成,如眼狀或帶狀片麻岩等,它皆以當地地名來命名,例如崁城將卡片麻岩等。
本帶之岩石尚有大理岩、石英粒變岩和變基性岩(metabasite),它們以逆掩之片體或單獨之古地塊(massif)夾雜在片麻雜岩中,除了這些灰屑岩類(calcarenites)外,尚有許多高變質度的泥質岩。
軸帶片麻岩與粒變岩之主要礦物為紫蘇輝石、斜輝石、鎂鐵柘榴石、斜長石、棕色黑雲母、鉀長石、矽線石、藍晶石和石英。由礦物群看來,本帶屬於中和高壓之兩輝石與角閃岩變質相。
4. 越過軸心彼側帶(The Trans-Axial Belt):變質度較高的軸心帶岩類被變質度較低之原生代─古生代下部沉積岩(如聖母峰石灰岩或聖母峰片岩;Mt Everest limestone or Everest schist)北向逆掩所覆蓋。其岩性與其同時沉積之內帶沉積岩性質十分相似,但是二者之變質情形迴然不同,其變質度之變化是屬於正常系列,由下部高變質度向上逐漸變成綠片岩相,不若內帶有變質度逆轉現象。
在排列上,喜馬拉雅山變質結晶核心(crystalline core)之兩側存在著正常與逆轉之變質度序列,不同的學者有不同的解釋方法,有的認為是在構造上若存在一大的伏臥褶皺(recumbent fold),則其倒轉之側即可形成逆轉的變質帶;另有的認為是由於喜馬拉雅山造山運動時與變質作用同時形成之逆斷層或褶皺(syn-metamorphic folding or thrusting)所造成。所謂變質的逆轉是指在這些岩區內,它的地層與逆轉層面大都朝向北方,而其變質度也向北逐漸增高,似乎是朝高的層位遞增。
總之,喜馬拉雅山區域變質主要是中壓(medium-pressure)型,而一些部分是屬於低壓型含有紅柱石,但是在南部某些地區也曾有藍閃石與黑硬綠泥石之報導(例如Ohto, 1973)。這些岩石與喜馬拉雅山主要的巴羅維安系的關係,到目前為止所知者仍然有限。現在讓我們再看看喜馬拉雅山褶皺帶在尼泊爾一帶的情形。
在尼泊爾(Nepal)變質作用可以分成三個區域來討論:(一)尼泊爾系;(二)尼泊爾逆掩斷層帶;和(三)西藏系(圖2)。
1. 尼泊爾系(The Nepal Series):包含石英岩、石英岩質─泥質片岩和碳酸鹽岩等,其主要的礦物群組合為石英+白雲母+黑雲母;石英+白雲母+黑雲母+鐵鋁榴石;石英+黑雲母+鐵鋁榴石;石英+白雲母+綠泥石;此等亦與角閃石、斜長石和綠簾石等共生。在石英岩中除石英外尚有白雲母、白雲母與黑雲母、和黑雲母與柘榴石等共同存在者。有些區域綠泥石片岩由石英、綠色至紫色綠泥石和斜長石構成,它是由陸源─火山源沉積物或鐵鎂質火成岩變質而來。值得一提的是有些片岩含有石墨,有時也已達相當多量。在本岩系中,其變質程度,向上逐漸式微,起初柘榴石逐漸消失,接著白雲母和石墨;最後就進入了未變質的沉積岩層。
2. 尼泊爾逆掩斷層帶(The Nepal Overthrust):本帶內石英質─泥質片岩之組成為:石英+白雲母+鐵鋁榴石;石英+白雲母+十字石;石英+黑雲母+白雲母+綠泥石+柘榴石;石英+黑雲母+石墨;高氧化矽之石英岩則含有白雲母或白雲母與黑雲母。在鈣質片岩中,金雲母、白雲母、透閃石、方解石和白雲母可能存在。在尼泊爾逆層帶中,也可以發現到數層含有柘榴石和斜長石之帶狀角閃岩。
在馬布─拉格納群(the Mabu-Lagna Group)之變質泥質岩含有石英、白雲母、黑雲母和柘榴石。在此同時也可以發現到石英+白雲母+黑雲母+柘榴石+堇青石+鉀長石之副片麻岩存在。含有石英+鈉長石+鉀長石+白雲母+黑雲母之淡色似花崗岩之片麻岩,也可逐漸變成混合岩或混合岩質花崗岩,它們的特徵就是存在著含有電氣石之偉晶岩脈。在下部岩層,其共生之礦物群有石英+黑雲母+柘榴石+藍晶石+斜長石(+堇青石)與石英+斜長石+藍晶石。在崑拉─卡納利(Kumla-Karnali)岩石中曾發現含有石英、黑雲母、十字石、柘榴石或石英、白雲母、十字石、和藍晶石,在那兒也曾發現到含石英+斜長石+鉀長石+黑雲母之石英長石片岩和含有透輝石、角閃石、柘榴石、方解石、黝簾石、與斜長石之鈣質岩層,以及角閃岩。
在加德滿都(Katmadu),變質泥質岩之礦物群為石英+黑雲母+柘榴石、石英+黑雲母+綠泥石+柘榴石、石英+黑雲母+柘榴石+藍晶石+十字石、和石英+黑雲母+矽線石。石英、棕色雲母、閃石、綠簾石、藍晶石、柘榴石和碳酸鹽類礦物,也在鈣質岩類中出現。
除了上述與區域變質之共生礦物群出現外,本區尚有含有矽線石之角頁岩出露。
3. 西藏系(The Tibetan Series):變質作用已影響到厚的前古生代碳酸鹽岩系,古生代岩系和底部之三疊紀岩系。在底部雜岩中片麻岩類相當地厚,其共生礦物群為:石英+白雲母+黑雲母+柘榴石+藍晶石+正長石+奧長石;石英+白雲母+黑雲母+矽線石;石英+黑雲母+堇青石+鉀長石+斜長石+柘榴石;石英+白雲母+黑雲母±十字石+藍晶石;石英+白雲母+黑雲母+柘榴石+十字石;和石英+白雲母+黑雲母+柘榴石+斜長石(An20)。在含鈣之矽酸鹽岩層中則含有透輝石、角閃石、綠簾石、和柘榴石。所有這些變質雜岩都上覆著巨厚的石灰岩層,接著是古生代沉積岩層。在某些地方,變質作用已一直深入到三疊紀底部之岩層中。
由上面的分析可以看出,在尼泊爾喜馬拉雅山造山帶有兩大類型的變質作用。在尼泊爾系,其主要變質特徵為低壓變質,典型的含有紅柱石,在某些地方也含有堇青石;在溫度方面,它們的溫度並未到達矽線石之等級。在尼泊爾逆掩斷層地塊,其物理與化學的條件,僅僅在特殊的情況下,才達到矽線石結晶的條件。就壓力而言,它們屬於藍晶石─矽線石型。就變質條件而言,尼泊爾逆掩斷層地塊與西藏系與過渡─壓力型(transitional-pressure type)者,十分相似。此外,在西藏系矽線石的分布十分普遍。
出版者:
數位化執行單位:國立自然科學博物館(http://www.nmns.edu.tw/)
來源:
數位化單位:國立自然科學博物館地質學組岩石
管理權:
典藏單位:國立自然科學博物館

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數位典藏相關業務聯絡人:謝玉鈴小姐
04-23226940*786
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