喜马拉雅西北部加瓦尔地区大喜马拉雅序列中序外通道流与逆冲作用的构造-显微构造证据

本研究通过整合构造与显微构造分析，揭示大喜马拉雅序列(GHS)在中地壳通道流过程中存在41-66%纯剪切分量，证实其相对于小喜马拉雅序列(LH)的D1 构造属于序外变形(OOSD)，为碰撞造山带中多期构造热事件的耦合机制提供新见解。

　　

喜马拉雅造山带作为大陆碰撞的经典范例，其演化机制长期存在"楔体挤出"与"通道流动"的学术争论。印度板块与欧亚板块自59Ma开始碰撞以来，中下地壳的热力学行为成为理解造山带演化的关键。前人研究虽提出大喜马拉雅序列(Greater Himalayan Sequence, GHS)可能作为低粘度通道发生中地壳流动，但对其与小喜马拉雅序列(Lesser Himalayan Sequence, LH)的构造时序关系缺乏直接证据。更棘手的是，关于GHS变形中纯剪切与简单剪切组分的定量贡献始终存在争议，这直接影响对喜马拉雅地壳缩短机制的准确认识。

针对这些科学问题，中国科学院西北生态环境资源研究院的研究人员选择印度西北加瓦尔喜马拉雅Bhagirathi Valley为研究区，通过系统的野外构造解析与显微构造分析，首次证实GHS的通道流动相对于LH的透入性构造属于序外变形(out-of-sequence deformation)。研究创新性地量化了中地壳流动过程中的纯剪切分量(41-66%)，为理解碰撞造山带多期构造热事件的耦合机制提供了关键证据。这项突破性成果发表在构造地质学权威期刊《Journal of Structural Geology》上。

研究团队采用多尺度技术方法：1) 区域尺度上对LH-MCT-GHS剖面进行构造测量，建立三期变形序列；2) 运用电子背散射衍射(EBSD)技术分析石英和黑云母的晶格优选定向(CPO)；3) 通过运动学涡度分析定量计算纯剪切分量；4) 结合显微构造特征限定变形温压条件。研究样本来自精心选择的18个关键位点，涵盖LH、主中央逆冲带(Main Central Thrust, MCT)及GHS不同构造单元。

【地质背景】研究区喜马拉雅变质核由三部分组成：古元古代LH、MCT剪切带和新生代GHS。GHS北界为藏南拆离系(STD)，构成典型的"三明治"构造格架。

【Paleoproterozoic LH】显微构造显示LH的透入性面理S1_LH
由石英-云母条带分异定义。石英颗粒边界呈锯齿状，伴随120°三连点结构，表明变形发生在高应变条件下的绿片岩相-低角闪岩相(400-550°C)。拉伸线理L1_LH
呈缓倾北东向，与斜向剪切相关。

【显微构造特征】EBSD分析揭示关键不对称组构：近MCT处石英c轴在运动学Y轴集中，<-12-10>轴呈现明显右旋不对称，与野外观察的D1期右行走滑剪切吻合。黑云娘(001)极图显示相似不对称性，证实D1以走滑为主兼具逆冲分量。

【运动学涡度分析】采用三种方法定量计算：1) 斜交颗粒形态/石英c轴组构法；2) 应变比/石英c轴组构法；3) 应变比/斜交颗粒形态法。结果显示GHS内部纯剪切分量达41-66%，显著高于前人报道值，这种高纯剪切组分解释了GHS在挤出过程中的垂向减薄与侧向扩展。

【构造演化】提出三期变形模型：D1(古元古代)以LH的右行走滑为主；D2(渐新世-早中新世)表现为GHS的中地壳通道流动，伴随MCT的局部逆冲再活化；D3(中新世)形成开阔褶皱。关键发现是GHS的D2变形相对于LH的D1具有序外特征(OOSD)，表现为：1) LH的D1构造被D2面理渐进置换；2) GHS内部石英CPO不对称性与LH相反。

【结论】这项研究取得三项突破：1) 首次证实GHS通道流动属于序外变形事件，挑战了传统"前展式"变形序列认识；2) 定量揭示中地壳流动含41-66%纯剪切分量，为喜马拉雅地壳缩短提供新约束；3) 建立MCT流体活动与局部逆冲再活化的时序关系。这些发现不仅完善了喜马拉雅造山模型，更为全球碰撞造山带的多期构造耦合研究树立了新范式。特别是纯剪切组分的精确量化，为理解中地壳流变学行为及其对造山带应变分配的贡献提供了不可多得的天然实验室数据。