在研究區,僅位於帕米爾最南部,出露面積不大。其中具有大量花崗巖及偉晶巖侵入的砂質板巖及黑雲母片巖等組成的基底巖系,蓋層為古生代、中、新生代碎屑巖及碳酸鹽巖組合。基底巖系在印度河谷以砂質板巖、黑雲母片巖為主,見少量含黃鐵礦星點的石英巖及大理巖,在北緯34°“Abbottabad”附近,有低變質板巖及弱變形泥巖、板巖(白沙瓦附近)K-Ar年齡(534±14)Ma(Kempe,1978),Abbottabad北部,板巖中有大的斑狀堇青石花崗巖侵入,其中重要的Mansehra花崗巖Rb-Sr年齡(516±16)Ma(Le Fort等,1980),屬沿喜馬拉雅山南坡延伸的壹個寒武紀花崗巖帶。在Mansehra西北部板巖中的壹組劈理被花崗巖接觸變質帶的花崗巖脈所交切,因此巖石的某些變形是前寒武紀時形成的,所以它們應屬前寒武系。
覆於基底巖系之上的蓋層,時代及巖性多不相同,其關系尚未查清。
在Besham西南8km處,可見底礫巖不整合於基底片麻巖之上,礫石成分有石英巖、葉片狀花崗巖及閃長巖、花崗質偉晶巖、千枚巖、雲母片巖等,礫巖厚數米。向上依次為粗砂巖、石墨及厚數百米含礫片巖、綠泥石化砂巖,以上變為泥質灰巖及條帶狀大理巖;在Abbottabad附近為厚層灰巖,白沙瓦以北的Nowshera附近灰巖含誌留紀—泥盆紀化石;在河南灰巖中有石炭紀鸚鵡螺亞綱化石,而在Abbottabad地區的灰巖全部為中生代。從白沙瓦Abbottabad壹線以南及至 Abbottabad東北部等的紅色砂巖及頁巖屬漸新世—中新世,代表早期喜馬拉雅的磨拉石沈積。
鹽嶺地區的前寒武系,下部為基拉那群,以千枚巖、板巖、石英巖為主夾安山巖及其凝灰巖,Rb-Sr年齡(870±40)Ma,上部為鹽嶺組紅色含石膏粘土巖、含厚鹽層及石膏白雲巖、頁巖、砂巖及油頁巖。寒武系為淺海相砂巖、頁巖、黑色頁巖、海綠石頁巖,含早寒武三葉蟲化石,上部為板狀砂巖、頁巖、白雲質頁巖含石膏及巖鹽假晶,具波紋和泥裂,為潟湖相沈積,奧陶-誌留系為淺海相石英砂巖、泥板巖、千枚巖、灰巖、白雲質灰巖等,泥盆系以淺海相碎屑巖為主,石炭系—二疊系見有冰磧礫巖,具岡瓦納相特征。
區內多為新生界覆蓋,除東部地區外基底巖層多零星分布。由於印度板塊的向北俯沖,形成壹系列由北向南的逆沖斷裂帶,如前述的主地幔逆沖斷裂北部的變質巖向南逆沖到主邊界逆沖斷裂的中生代地層上,而主邊界逆沖斷裂南、又進壹步逆沖到鹽嶺寒武紀—更新世地層上。在Abbottabad地區見片麻巖向南推覆在中生代鈣質變質沈積巖之上,可能是印度北部主地幔逆沖斷裂的延續,主邊界逆沖斷裂常使中生界橫切漸新世-始新世的磨拉石建造。
區內的變質作用,有由南往北向主地幔逆沖斷裂(主中央逆掩斷層)方向遞增的趨勢,由白沙瓦向南幾乎未變質的巖石至Abbottabad附近的綠片巖相和主地幔逆沖斷裂附近的矽線石-藍晶石的角閃巖相。基底巖石的變質早於寒武紀花崗巖的侵入時期,而喜馬拉雅期的區域變質作用使北部中生代蓋層及基底巖層同時變質。
印度板塊在研究區出露極少,為了便於今後對比研究,現將鄰區資料簡述於下;印度次大陸總體上可劃分為3個壹級構造單元,喜馬拉雅褶皺帶(位於中印邊界占印度陸地面積不足 10%)、山前坳陷區(位於印度中、北部,為喜馬拉雅褶皺帶與印度半島之間,占印度陸地面積約 20%)、印度半島克拉通(位於印度半島中南部,占印度陸地面積70%)。
壹、喜馬拉雅褶皺帶
喜馬拉雅褶皺帶屬印度板塊北緣,處於印度板塊與岡底斯中間板塊(青藏板塊)的接觸帶,為壹新生代褶皺帶,白堊紀末或古近紀,新特提斯洋閉合,印度板塊與青藏板塊碰撞,形成印度河-雅魯藏布縫合帶。晚漸新世—中新世是喜馬拉雅造山運動的極盛時期(變質變形、花崗巖化)形成了主中央逆沖斷層。上新世—更新世,喜馬拉雅南部發生逆沖作用,發育主邊界逆沖斷層。上述兩逆沖斷層都是老地層從北往南仰沖到較新地層之上。Gansser(1964,1974,1981)以上述3條主要構造線,把喜馬拉雅從南到北劃分為亞(次)喜馬拉雅、低喜馬拉雅、高喜馬拉雅(中央喜馬拉雅),西藏喜馬拉雅(特提斯喜馬拉雅)、印度河縫合帶(蛇綠巖帶);並把印度河縫合帶以北大片花崗巖基出露地帶稱為外喜馬拉雅。B.F.溫德裏(1985)把喜馬拉雅分為次喜馬拉雅、低喜馬拉雅、高喜馬拉雅(含“中央結晶巖”帶、“特提斯喜馬拉雅”帶)、印度河-雅魯藏布江縫合帶、後喜馬拉雅帶等單元。李春昱等(1982)指出,喜馬拉雅地區由邊界大斷裂和中央主斷裂、分為喜馬拉雅帶、低喜馬拉雅帶、高喜馬拉雅帶3部分,高喜馬拉雅北坡為西藏喜馬拉雅,喜馬拉雅山脈北麓為藏南特提斯褶皺帶,沿印度河上遊及雅魯藏布江為印度板塊與岡底斯中間板塊(青藏板塊)的縫合帶。上述意見總體上基本相似,都是以上述3條主要構造線為劃分依據。現由南向北簡述於下。
(1)亞(次)喜馬拉雅山前坳陷帶(錫伐利克山前坳陷帶):位於主邊界逆沖斷層南,中新世中期,是喜馬拉雅造山運動最強烈的第三幕,使巖層褶皺、隆起並伴有巖漿侵入,形成了上升山脈與印度半島間的山前坳陷。沈積了厚達6km的新近系錫伐利克群的磨拉石建造,由砂巖、粗砂巖、礫巖、粘土層、泥巖、粉砂巖等組成。並發生褶皺、斷層和逆沖,以疊瓦構造為主的錫伐利克群,位於主邊界逆沖斷裂的局部地段,以褶皺為主的該群,位於緊接疊瓦構造的南部。由於喜馬拉雅老巖層逆掩在錫伐利克群上,使該群與其他地層多呈陡傾斜斷層接觸,該帶寬約6~50km,在不丹和錫金境內變窄,平均海拔900~1200m。
(2)低(小)喜馬拉雅褶皺帶:位於主邊界逆沖斷裂與主中央逆沖斷裂之間,由前寒武系變質巖和壹些古生界、中生界未變質的巖石組成,並有不明時代的花崗巖和基性巖侵入。有的為前寒武紀後的陸棚相沈積,可與印度地盾上的岡瓦納沈積對比。不少學者認為低喜馬拉雅有壹系列向南逆掩的推覆體.據Heim和Gansser 的意見,印度庫蒙地區的加瓦爾小喜馬拉雅至少有4個疊瓦構造帶,推覆於含貨幣蟲巖層之上,舍利地區有壹個由絹雲母片巖組成的推覆體蓋在由古生代白堊紀地層上。從中尼泊爾向東結晶巖石中片麻巖和混合巖所占面積越來越大,構成壹巨大的結晶片巖,向上逆沖,大規模地掩埋了低喜馬拉雅的沈積巖。在錫金和大吉嶺出現未變質的岡瓦納層被低變質的達嶺片巖覆蓋,而達嶺片巖又被高級變質的大吉嶺片麻巖所覆。Loczy 用推覆構造來解釋這種現象。B.F.溫德裏指出,低喜馬拉雅帶內有由片麻巖(低喜馬拉雅結晶巖)組成的逆沖斷層巖片和被稱為“外側結晶巖”(來至高喜馬拉雅逆沖巖帶)的高級變質巖的飛來峰。低喜馬拉雅帶裏的壹些復雜強烈褶皺帶呈北東—南西方向,與平行喜馬拉雅山脈的主構造線斜交。反映具古老的北東—南西構造的印度地盾也卷入了喜馬拉雅運動。低喜馬拉雅帶寬32~30km。平均海拔高度為4500m。
(3)高(大)喜馬拉雅結晶巖疊瓦構造帶:南以主中央逆沖斷裂與低喜馬拉雅帶為界,在北面,從北西—南東到東—西方向,基本上為連續分布的未變質或淺變質的下古生界與西藏喜馬拉雅帶分界。該帶主要由前寒武紀變質基地(結晶巖系)組成,被新近紀或稍老的花崗巖侵入。結晶巖主要是各類片麻巖,原巖為沈積巖或火山-沈積巖。其他不同程度的變質沈積巖和片麻巖呈復雜的伴生關系。在珠穆朗瑪峰等高峰的頂部,結晶巖之上為奧陶紀灰巖所覆蓋。結晶巖帶分布寬度各地不壹,有的構造簡單,形成單斜層,有的結晶巖帶很寬,構造復雜,構成壹系列疊瓦構造和推覆體。哈根認為這些結晶巖帶構成了許多推覆體的“根”,並將其劃為壹系列逆掩巖片。在尼泊爾西部,前人把“中央結晶巖帶”按巖性劃分出壹個薄的“下部結晶推覆體”和壹個厚的“上部結晶推覆體”。中央結晶巖帶的片麻巖以緊閉、同斜、平臥的小型褶皺為特征,軸面片理平行於巖性和變質的層狀構造及主中央逆沖斷裂,故被認為與中央主逆沖斷裂的逆沖事件有關。在結晶雜巖的下部出現礦物排列與喜馬拉雅總走向近直交的近北北東-南南西的線狀構造。對這種不協調的線狀構造的形成時代有不同認識。
高喜馬拉雅帶的結晶巖主要由前寒武紀變質作用形成,但不少學者也認為其變質作用可能受阿爾卑斯期花崗巖侵入的影響,因普遍見花崗巖與片麻巖的密切關系,故認為存在阿爾卑斯期變質和花崗巖化作用。也有人認為藏南聶拉木-亞東壹帶的高喜馬拉雅變質巖帶的變質作用有三期;第壹期發生在前寒武紀晚期或古生代早期,第二期是主變質期,發生於新生代的早-中期,第三期發生於上新世。高喜馬拉雅結晶帶,被古近紀—新近紀花崗巖廣泛侵入,含白雲母或二雲母淡色花崗巖在結晶巖帶的北部分布相當廣泛。
(4)西藏喜馬拉雅褶皺帶(特提斯喜馬拉雅褶皺帶):南以下古生界與高喜馬拉雅帶的前寒武紀變質巖帶分界,北為印度河-雅魯藏布江縫合帶。主要由未變質或淺變質的古生界和中生界的穩定型沈積組成,並為新近紀花崗巖切割。石炭紀晚期—早二疊世有冰川沈積,尼泊爾有冰磧礫石,藏南在晚石炭世有冰海相沈積物,中生代地層中夾多層中、基性火山巖,並有典型的海相噴發巖及放射蟲矽質巖。
該帶壹般形成向南倒轉的緊閉線性褶皺和向南逆掩的斷裂或疊瓦構造(由北向南推覆),局部也有向北倒轉的褶皺,如尼泊爾的道拉古裏-安納普爾納山脈的北側、是壹個向北倒轉的平臥褶皺。
(5)印度河-雅魯藏布江縫合帶:由上侏羅紀—白堊紀復理石、蛇綠巖(超鎂鐵巖、基性火山巖)和外來巖塊等組成。沿縫合帶分布蛇綠巖和混雜堆積帶,上侏羅統—白堊系深水復理石沈積中,矽質巖和海底火山噴發巖發育並與基性-超基性巖***生。印度河上遊拉達克地段的蛇綠巖以玄武質和英安質熔巖、燧石、集塊巖、蛇紋巖和純橄欖巖為標誌。並有明顯的蛇綠混雜堆積。德拉斯火山巖由輝綠巖、枕狀熔巖、集塊巖、火山-碎屑巖組成。沿雅魯藏布江發育的蛇綠巖帶,自下而上為超基性巖(地幔巖)、基性巖(堆晶巖)、席狀巖墻群、枕狀基性熔巖、放射蟲矽質巖。其南側部分地區分布有蛇綠巖組分基質的混雜堆積和以晚三疊世及晚侏羅世—白堊紀的復理石和類復理石層的泥沙質為基質的混雜堆積,其走向與蛇綠巖帶壹致。
沿縫合帶在斯沃特河谷(印度河支流)的片巖中發現有藍閃石、在拉達克地區的蛇綠混雜堆積中發現了綠片巖-藍閃石片巖相和角閃巖相的變質巖;在西藏薩嘎的達吉嶺和昂仁、拉孜、孜松等地發現有藍閃石類和黑硬綠泥石、在昂仁的桑桑南發現了陽起綠泥藍閃石片巖等、代表板塊消減有關的高壓低溫變質帶的標誌礦物。肖序常等認為雅魯藏布江縫合帶的高壓低溫變質作用主要發生在白堊紀晚期-古近紀早期。
(6)外喜馬拉雅帶:Gansser所劃分的外喜馬拉雅帶,位於印度河-雅魯藏布江縫合帶以北緊鄰地帶,主要為花崗巖基及上白堊世和古近紀—新近紀沈積物。印度河上遊巨大的拉達克花崗巖和花崗閃長巖基的寬至少32km,侵入到上白堊統火山巖中。
喜馬拉雅褶皺帶的花崗巖:喜馬拉雅期花崗巖同位素年齡值壹般為10~20Ma,侵入時代多為中新世。分布最廣的是電氣石花崗巖,喜馬拉雅東段有木斯、馬拉斯盧、馬卡魯等花崗巖;西段的該期花崗巖為電氣石花崗巖和電氣石細晶花崗巖分布於印度庫蒙地區,最大巖體是庫蒙北部的巴德利納斯花崗巖,為黑雲母-白雲母-電氣石花崗巖到花崗細晶巖與圍巖侵入接觸。此外,還有壹些時代不明的花崗巖。在加德滿都盆地周圍侵入早古生界中的富含石英黑雲母花崗巖、白雲母-電氣石花崗巖、黑雲母-堇青石花崗巖、鉀長石斑狀電氣石-黑雲母-白雲母花崗巖、黑雲母-白雲母花崗巖其同位素年齡值為33.9Ma。
二、山前坳陷區
山前坳陷區位於印度中北部,呈近東西向展布,以全新世現代松散沈積物平緩覆蓋為主,厚度巨大,具磨拉石建造特征,偶見零星前寒武變質巖系出露,顯示該山前坳陷是在印度前寒武紀克拉通基底上,由於印度板塊向北俯沖,使喜馬拉雅自始新世以來不斷隆升、剝蝕而形成。
三、印度半島克拉通
印度半島克拉通位於印度中部和南部,是印度主要礦產地和開發地。前寒武紀變質巖系在印度半島克拉通中以太古宇-古元古界發育較全。有多種巖石組合,中-深變質;中、新元古界的分布僅限於克拉通內裂谷與坳陷盆地及線性地塹中,巖性變化不大、變質較淺,根據其組成與結構上的差異,可進壹步劃分為7個次級克拉通;西達爾瓦爾克拉通,位於印度西部,以發育綠巖帶為特征。分高級變質帶(變質核雜巖)和低級綠片巖帶,前者包括條帶狀磁鐵石英巖、二輝麻粒巖和超基性巖-斜長巖組合,南北向分布,伴有25×108a花崗巖侵入。成礦作用較廣泛,如與高級變質帶中超基性巖有關的鉻礦化、與矽鐵建造有關的鐵礦、錳礦,在低級變質巖中與火山巖有關的銅礦化和多金屬礦化,部分形成規模礦床。東達爾瓦爾克拉通,位於印度中部,以GGT 或類GGT巖漿活動為特征,夾少量綠巖帶。在東部疊加有新元古代Cuddapah克拉通內凹陷,其巖性主要為未變形或輕微變形的礫巖、砂巖、白雲巖夾火山巖,基本保持原始狀態,並有富鉀花崗巖和碳酸巖侵入及4個不明時代的金伯利巖筒。新元古代Cuddapah凹陷中含礦層位較多,如白雲巖中的重晶石礦床(儲量占全球百分之25)、底礫巖型鈾礦、Pulivendia層中的石棉礦及火山巖層中的多金屬礦化。在變質基性巖剪切帶中的石英脈型金礦發育,其中有世界知名的 Kolar 金礦田。在金伯利巖筒及碳酸巖中還發現了金剛石及稀土礦。印度半島麻粒巖地塊,位於印度最南端,發育麻粒巖相巖石為特征,同時分布有角閃巖相片麻巖和“超殼巖石”,含紫蘇花崗巖、基性麻粒巖、孔茲巖系、變粒巖和片麻巖等,造山後的堿性雜巖體也較發育。成礦作用主要與麻粒巖相區的矽鐵建造和片麻巖相區的超基性巖有關。部分形成具規模的鉻鐵礦和鐵礦床。東高止山克拉通,位於印度東部,以麻粒巖相與孔茲巖系巖石發育並混合產出為特征,常伴有角閃巖相片麻巖,斜長巖以及較晚形成的堿性巖體(1265Ma)呈巖株狀侵入。其成礦作用主要為與矽鐵建造有關的鐵礦和產於鉀長錳榴巖中的錳礦等,分布較廣。布哈因達拉(Bhandara)克拉通,位於印度中部,以片麻巖夾綠巖帶為特征,矽鐵建造發育,呈南北向分布,南有較大的Dongangarh花崗巖體侵入,其北疊加有3個中、晚元古代獨立凹陷盆地,變質較淺,以石英砂巖、長石砂巖、頁巖、灰巖和白雲巖為主,偶見疊層石。矽鐵建造中鐵礦分布最廣,具有波痕狀赤鐵礦-燧石巖和細粒層紋狀假象赤鐵礦等兩個亞建造,礦床規模較大,產於Sausar組石英巖-頁巖-碳酸鹽巖地層中的錳礦分布也較廣。花崗巖體附近有銅礦化。辛格布姆(Singhbhun)克拉通,位於印度東北,是印度前寒武系研究程度較高地區,由辛格布姆陸核組成,太古宇為OMG3200±85Ma,主要巖性為中粒雲母片巖、石英巖、鈣矽質巖和角閃巖。矽鐵建造發育,在陸核中有3條近東西向推覆帶和由12個巖株、巖席和巖基組成的總面積達1000km2的花崗巖雜巖體(3000Ma),該區除與矽鐵建造有關的鐵、錳礦和與超基性巖有關的鉻鐵礦外,最引人註目的是辛格布姆推覆帶上產於綠片巖相巖石中、順層分布的銅礦及鈾礦。阿拉瓦利(Aravalli)克拉通,位於印度西北部,區內太古宇—古元古界不發育,以綠巖和類GGT巖系為主,缺失矽鐵建造,呈北東向展布,廣泛發育中、晚元古界,巖層變質較淺,以千枚巖、雜砂巖為主夾石英巖和碳酸鹽巖,含疊層石及磷塊巖,呈近東西分布,花崗巖侵入體分布廣泛。區內礦產豐富,有鉛鋅礦和非金屬礦的磷灰石、磷酸鹽、石棉、重晶石、螢石、石膏、藍晶石等,在北東-南西向拉賈斯坦構造帶附近,熱液型銅礦化較發育,賦存於中、新元古界淺變質巖層中,以克赫特利銅礦規模較大。此外,在剪切帶上常有鈾礦化。此外,除前寒武系外,印度的岡瓦納群分布也較廣,主要分布於地塹或河谷壹帶。岡瓦納群為晚石炭-侏羅紀的沈積層,主要為河流相和湖泊相沈積物,底部有冰川沈積。下岡瓦納群由含礫粗砂巖、砂巖和煤層組成,底部為典型的冰川沈積,時代為晚石炭世—早三疊世;上岡瓦納群由炭質頁巖、鈣質砂巖夾玄武巖,時代為晚三疊紀—侏羅紀。在印度半島東、西海岸的主要河谷地帶分布有白堊紀、古近紀—新近紀和第四紀沈積物。另外,德幹暗色巖,是印度地盾上僅次於前寒武系的第二位地質體,占據了印度半島西部和中部的廣大地區。屬裂隙噴發的高原玄武巖。從晚白堊世開始噴發,最強噴發是在始新世,德幹暗色巖與下伏白堊系巴格組間有微不整合,有的不整合於侏羅系、白堊系之上,其本身又為含貨幣蟲的古近系—新近系覆蓋。德幹暗色巖可分三群,下部暗色巖,分布於中央邦和東部地區,有暗色巖夾層,但火山灰較少;中部暗色巖,分布於中印度和馬瓦爾地區,其上部有大量凝灰巖,但缺少暗色巖夾層;上部暗色巖,分布在孟買和卡提阿瓦地區,含大量暗色巖夾層和火山灰。在孟買等地有似火山口的露頭。暗色巖厚度各地不同。有從西往東減薄的趨勢。近孟買海岸總厚超過2100m往東在中央邦厚約152m,再向東僅有零星露頭覆蓋在太古宇變質巖上。