第一节 地层 

    墨脱县境内出露的地层比较复杂。大致以县境北东部的墨脱断裂（雅鲁藏布江结合带）为界，北部和东部地区的地层属冈底斯—念青唐古拉地层区拉萨—察隅分区，出露有前震旦纪（念青唐古拉群）长英质片麻岩和片岩；中上泥盆统—下石炭统的变质石英砂岩、片岩、板岩、大理岩夹变质火山岩；西部和南部地区的地层属喜马拉雅地层区，可进一步分为高喜马拉雅分区和低喜马拉雅分区，出露有元古界—寒武系的变质岩、下古生界变质岩和石炭—二叠系的变质岩。县境最南部为西瓦里克地层分区，出露有上新统—早更新统的西瓦里克群。

    一、冈底斯—念青唐古拉地层区拉萨—察隅分区

    该分区分布在县境北东部，出露的地层有前震旦纪（念青唐古拉群）和中上泥盆统—下石炭统的变质岩。

    下石炭统诺错组（C1nc）：出露在县境北东部，在嘉黎断裂带中呈断片产出。岩性组合较单一，为一套深灰色粉砂质绢云千枚岩、板岩与变质中细粒石英（杂）砂岩不等厚互层。下部以变质的石英砂岩、杂砂岩、火山岩（安山岩和英安岩）和火山碎屑岩为主；上部以薄层的砂质板岩、绢云板岩为主，沉积环境有由滨、浅海向深水陆棚及深水斜坡—盆地转变的明显趋势。在相邻的波密县境内，该套地层中采获有较多的腕足类化石，其时代为早石炭世岩关期。

    中上泥盆统松宗组（D2-3s）：出露在县境北东部，范围局限，亦在嘉黎断裂带中呈断片产出。该组岩性较为单一，主体为一套粗晶大理岩夹纹层状大理岩。区内未见化石，区域上根据所产化石及被有化石依据的下石炭统诺错组整合覆盖等特征，其时代被定为中晚泥盆世。

    前寒武系念青唐古拉岩群（Pt1-2Nq）：分布于县境北东部，为一套片麻岩、变粒岩等组成的中深变质岩系，并被后期的中酸性岩所侵冲。主要岩性有角闪透辉石岩、黑云角闪片岩、斜长角闪片岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪变粒岩、角闪斜长变粒岩和少量黑云变粒岩、石榴绿泥石斜黝帘石斜长片麻岩、大理岩、含榴斜黝帘角闪黑云石英片岩、含磁铁石英岩等。调查表明，这套地层的叠置厚度超过7 640米，它们共同构成区内拉萨—察隅分区的古老结晶基底。据岩石学、岩石化学、岩石地球化学特征，原岩可能为一套富镁的超镁铁—镁铁质火山岩为主，含侵入杂岩、沉积钙泥质建造。其中，区内的大多数片麻岩的原岩主要是由泥质碎屑物构成。其二氧化硅（SiO2）的含量在66%～72.32%之间；斜长角闪岩类的原岩为中基性火山岩或与火山岩密切相关，它们的岩石化学成分中SiO2的含量均低于55.36%，表明它们应为安山岩；而黑云夕线石英片岩、石榴石黑云斜长片岩、糜棱岩化蓝晶石榴斜长石英岩等的原岩应为杂砂岩。区内的念青唐古拉岩群变质较深、构造变形十分强烈，原生层理已被完全置换。早期深层次塑性流变极为发育，中后期中—浅层次韧—脆性变形多次叠加，使岩石构造形变极为复杂。岩层中普遍发育褶叠层、尖棱褶皱、倾竖褶皱、无根褶皱、鞘形被褶皱和掩卧褶皱，彼此相互叠加。糜棱岩十分发育，并常常构成规模不等的糜棱岩带。因此，这套地层已被构造拆离而难以完全恢复原有层序。依据岩性、变质和变形程度存在的空间差异，该套变质岩系可进一步解体为3个相互叠置的岩组。岩石中普遍出现旋转矿物残斑、眼球构造、钩状构造、杆状构造和布丁构造。强能干性岩石中发育压力影；片状变晶矿物中可见到带尾云母鱼。该套地层中尚未采到化石，但在波密县可见有化石依据的新元古界—寒武系波密群不整合覆盖，而同位素年龄值为564～2 296百万年，变化区间大，根据区域地质资料，其时代暂定为古—中元古界。

    二、喜马拉雅地层区

    县境内的该地层区可进一步分为高喜马拉雅分区和低喜马拉雅分区。前者出露有古—中元古界南迦巴瓦岩群和新元古界—寒武系肉切村岩群的变质岩；后者出露有新元古界—寒武系米里岩群和古生界变质岩。

    石炭—二叠系阿波尔组（CPa）：分布于县境南部波木多到巴昔卡一带，主要岩性为一套绿色隐晶质块状玄武岩、含绿泥石、黑色燧石杏仁状玄武岩、玄武质火山角砾岩，厚度＞1 000米。往往呈构造残片状断覆在米里群变质岩之上。该组在雅鲁藏布江下游地区与冈瓦纳群沉积呈渐变关系，故时代应属石炭—二叠纪。

    石炭—二叠系冈瓦纳群（CPG）：分布在县境南部，为一套陆缘碎屑岩（变质砂岩、含砾板岩）、冰碛岩等组成的沉积岩系，不整合于新元古界—寒武系米里群之上。主要岩性为黄色复成分砾岩、灰白色长石砂岩、黑色页岩、冰碛岩、含砾板岩、含碳质结核泥质粉砂岩等，厚度＞1 100米。产植物Ptilophyllum—Glossopteris组合、Stepanoviella—Cyrtella—Paraconularia组合植物群，其时代为石炭纪—二叠纪。

    下古生界（Pz1）：仅出露于县境西南部的加士岗一带，为一套浅海陆棚碳酸盐岩—细碎屑岩沉积。下部由两套以灰岩为主的岩层和两套以砂岩的岩层组成，厚度为2 810米；中部主要由细粒—中粒砂岩交互有一些石英砂岩及千枚岩层组成，石英砂岩表面显清楚波痕，厚度1 260米；上部由4套灰岩及4套砂岩和千枚岩组成，厚3 110米。其中产腕足类、三叶虫及海百合化石等早古生代化石，时代应为奥陶—志留纪。这套岩层在区域上不整合覆于新元古界—寒武系的米里岩群之上，又为石炭—二叠纪系冈瓦纳群不整合覆盖。

    上元古界—寒武系肉切村岩群（Pt3ЄR）：为一套绿片岩相的浅变质岩系，与下伏的中下元古界南迦巴瓦岩群呈韧性剪切断裂接触，亦有人认为是在不整合接触面基础上发展而成的韧性剪切断裂接触。依据岩石组合特征，肉切村岩群可进一步分为a、b两个亚群。a亚群为一套灰、灰黑色二云片岩、二云石英片、黑云石英片岩，夹少量斜长角闪变粒岩、斜长绿泥片岩中浅变质岩系，其叠置厚度在900米以上。b亚群以灰绿色斜长角闪片岩、角闪绿泥片岩、斜长方解绿泥片岩、方解绿泥片岩为主，和含炭质石榴二云片岩、含榴二云石英片岩组成。其叠置厚度在1 800米以上。二者之间亦为韧性断裂接触。依据岩石组合特征，a亚群之原岩为一套浅海相泥砂质碎屑岩夹碳酸盐建造，b亚群则为一套夹基性火山岩类的复理石沉积。在区内，肉切村岩群未见化石，根据区域地质资料，其同位素年龄值在920～680百万年之间，时代应为震旦纪—寒武纪。

    新元古界—寒武系米里岩群（Pt3ЄM）：分布在县境南部的主中央断裂（MCT）和主边界断裂（MBT）之间。从下至上可进一步分为4组：英肯岩组（Pt3ЄEy）仅分布于县境南部英肯—巴当—地拉普一带，呈北西—南东向展布。主要岩性为一套深灰黑色云母质砂岩、粉砂岩和页岩，紫红色及灰绿色页岩、石英岩、基性火山岩，厚度＞300米。波木多岩组（Pt3Єb）分布于县境南部波木多—扎入、蓝静—恩嘎林等地。主要岩性为一套条带状石英岩、千枚岩、板岩，含薄层灰岩，含叠层石Stromatolithi，厚度＞300米。潘金岩组（Pt3Єp）分布于县境南部米兴—潘金一带，主要岩性为一套白色石英岩、长石砂岩、紫红色页岩、条带状板岩，底部为砾岩，厚度＞820米。达里岩组（Pt3Єd）仅分布于县境南部米嘎—坡地、纳姆卡姆—邦金等地。主要岩性为一套灰色白云质灰岩、白云岩、紫红色页岩，含叠层石Stromatolithi，厚度＞450米。由于县境内的这套地层分布区为印占区，其相关的详细资料欠缺。

    中下元古界南迦巴瓦岩群（Pt1-2N）主要分布在县境西部和南部，为一套片麻岩、变粒岩、斜长角闪（片）岩、大理岩组成的中深变质岩系。其原有层序尚不能恢复，但根据岩性组合特征，可进一步划分为a、b两个亚群。a亚群主要为一套含蓝晶斜长片麻岩、变粒岩、钙硅酸盐岩及少量大理岩、斜长角闪（片）岩、中长透辉石榴角闪片麻岩（榴闪岩、麻粒岩）透镜体的岩石组合，显示出中高压麻粒岩相特点。其叠置厚度在6 500米以上。b亚群主要为一套含榴蓝晶夕线二长片麻岩、含蓝晶石榴黑云二长片麻岩、黑云斜长变粒岩、大理岩组合，其叠置厚度在8 900米以上。区内的南迦巴瓦岩群变质较深，变形强烈，遭受强烈的糜棱岩化和混合岩化作用，其原岩组构和物质组分均发生彻底改造，原岩恢复较为困难。依据南迦巴瓦岩群的岩石组合、岩石化学及地球化学特征，恢复a亚群的原岩应为含火山岩的类复理石建造，b亚群应为一套巨厚海相泥质岩夹碳酸盐岩建造。南迦巴瓦岩群的时代长期以来众说纷纭，其同位素年龄值分别集中分布在2 500～2 100Ma、1 990～1 795Ma、1 144～1 064Ma、845～736Ma、553～461Ma5个时间段内，综合分析表明：南迦巴瓦岩群的时代应为古元古代—中元古代。

    三、新近系—第四系西瓦里克群（NQpX）

    该套分布在县境最南部的地层为喜马拉雅山山前的陆相磨拉石沉积，北界为主边界断裂（MBT）限制。地层区划属印度地层大区西瓦里克地层区西瓦里克地层分区。其上部为砂岩、黏土岩及页岩；中部为砾岩，夹松散易碎砂岩层、及煤线；下部为粗砂岩、细砂岩、粉砂质板岩、砾岩；含脊椎动物、淡水腹足类及植物等，顶部为第四纪冲积层覆盖，总厚度＞6 500米。在邻区，这套地层中化石较为丰富，包括孢粉Deltoidospora sp.（三角孢属），Ceratopteris sp.（水蕨属），Polydiaceaesporites sp.（具环水龙骨孢属）；植物Paramigna sp.（藤桔），Ternstroemia sp.（厚皮香）等；瓣鳃类Parreysia sp.（第一种射绉蚌），Parreysia aff. glyptica（雕饰射绉蚌）；介形虫Cypris aff. Subglobsa（Sowerby）（近球形金星介），Hemieucypris grabra（光华半真星介），Hemicypris pisiformis sp. nov.（豆形半金星介）；植物化石Lauros californica Lesqereux（加州月桂）；轮藻化石Charites molassica （Straub）Horn af. rantzien（磨拉石似轮藻），Obtusochara luculenta sp. nov.（清楚纯头轮藻），Peckichara abnormis sp. nov.（异常培克轮藻）等。其时代应为晚中新世—早更新世。

    四、第四系

    本区第四系主要分布于雅鲁藏布江及其支流河谷沟谷、山间盆地、冰川谷地、高山坡地等。第四纪沉积物由于新构造运动强烈，地形起伏大，厚度变化较大、岩性和成因类型复杂多样，主要为冲积、冰川堆积、洪积、坡积、残积、冲洪积、泥石流堆积等。根据其时代和成因，可进一步分为：

    1.更新世地层（Qp） 更新世地层有更新世冲积堆积物（Qpal）、更新世冰川堆积物（Qpgl）、更新世洪积堆积物（Qppl）等。

   （1）更新世冲积堆积物（Qpal）：主要分布在雅鲁藏布江及主要支流的河谷高阶地上，沉积物主要为河床冲积物，厚度＞46.8米～＞120米。

   （2）更新世冰川堆积物（Qpgl）：主要分布在高山地区的冰川谷、山麓及山间小盆地中，由褐黄、褐红色冰川泥砾、漂砾、冰水泥砾、砾石及砂土混杂堆积组成。其碎屑成分随各地基岩性质不同而异，一般厚度均＞10米。

   （3）更新世洪积堆积物（Qppl）：主要分布在雅鲁藏布江河床转弯部位及支流河口等地，常呈扇形地貌，岩性为砂、砾石、泥土层，砾石成分复杂，随基岩的不同而有差异，砾石大小不一，砾径多为20～50厘米，大者达200～500厘米，砾石磨圆度均呈棱角状、次棱角状、次圆状，分选性差，胶结紧密—疏松状，堆积厚度＞50米～＞150米。多数地方洪积物表面已土壤化。

    2.全新世地层（Qh） 全新世松散堆积物在分布广泛。根据堆积物成因类型、岩性、岩相等特征划分，有冲积（Qhal）、洪积（Qhpl）、冲洪积（Qhalp）、坡积（Qhdl）、残积（Qhel）、冰川堆积（Qhgl）等。

   （1）全新世冲积堆积物（Qhal）：广布于本区内河流及其主要支流的低阶地和近代山间小冲积盆地中，尤其在县境南部的嘎哥—巴昔卡的雅鲁藏布江宽谷地带最为典型，以河漫滩相及河床相松散砾石、砂、黏土层堆积为主，地形上常呈一级阶地、河漫滩、河谷盆地小冲积平原等形态特征，堆积物厚度10米～＞100米。

   （2）全新世冰川堆积物（Qhgl）：分布于现代冰川末端、冰川谷中和高山地带。主要有冰川泥砾、冰水沉积及冰缘堆积等。由砾石、砂土、泥砾混杂堆积组成，其碎屑成分随各地基岩岩石性质不同而异，一般厚度5米～＞15米。在大的冰川漂砾上可见冰川擦痕。

   （3）全新世冲洪积堆积物（Qhalp）或洪积堆积物（Qhpl）：主要分布于雅鲁藏布江的支流河谷及山谷沟口等地，常形成洪积扇。由砂砾、砾石、砂土等堆积组成，具有多元结构的洪积物和二元结构的冲积物特征，其成分随各地基岩性质不同而定，厚度＞15米。由于雨水冲刷，部分地点可见“土林”发育。

   （4）全新世坡积（Qhdl）、残积（Qhel）堆积物：广泛分布于县境内的高山缓坡、山麓、河谷两侧地带及基岩岩石遭受风化作用在原地残留堆积地区。尤以海拔3 000米以上地带发育。堆积物物质组成复杂，均为砾石、砂土、残积土等堆积，其成分随各地基岩岩石性质不同而异，厚度＞5米。

此外，县境内雅鲁藏布江及支流的河谷两侧地形陡峻，切割强烈，加之这里地震频繁，岩石破碎，雨季常有滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生。因此，河谷中广泛发育有泥石流、碎石流（石川）、滑坡、崩塌、倒石堆、土流阶地等地貌现象。

 第二节 地质构造

    测区位于喜马拉雅山脉的东端，属著名的东喜马拉雅构造结（南迦巴瓦构造结）一部分。雅鲁藏布江板块结合带从县境中部弯曲而过，沿着这条构造带，在悠久的地质演化过程中发生过新特提斯洋（雅鲁藏布江洋）的生成、俯冲、闭合和印度板块—欧亚板块的陆—陆碰撞以及碰撞后陆内汇聚阶段的逆冲、伸展、隆升、走滑、变质、熔融等地质作用，是喜马拉雅山造山带中最引人瞩目的地区之一。测区也是目前青藏高原上隆升和剥蚀速率最快的地区。因此，以雅鲁藏布江结合带（大致沿雅鲁藏布江及支流桑曲一线）为界，县境内的地壳分为东西两部分，东部属冈底斯陆块，西部属喜马拉雅陆块。而县境最南部以主边界断裂为界，以南属印度陆块。

    雅鲁藏布江蛇绿混杂岩带：又称为墨脱断裂带，宽20～30千米，为中生代曾宽达上千千米的新特提斯洋（雅江洋）的遗迹。该大洋在始新世全面关闭后，洋盆中不同时代的沉积物和洋壳的碎片（蛇绿岩）构造混杂形成此带。各岩片间均呈断层接触，边缘发育小型脆韧性剪切带，岩块相互叠覆，并与白垩纪基质一起揉皱变形，岩石强烈糜棱岩化。其中普遍发育斜向矿物拉伸线理和水平褶纹线理、拖曳褶皱、雁行状排列的构造透镜体、小型脆韧性断裂。带中的各岩片岩石普遍遭受不同程度的变质变形改造，如碎裂岩化、糜棱岩化、蛇纹石化、软玉化、滑石菱镁矿化、绿泥石化、绢云母化。在中新世，区域挤压作用又使这条蛇绿混杂岩带逆冲到北侧的冈底斯陆块上。至今，这条构造带仍在强烈活动，沿此带是西藏最著名的活动断裂带，地震活动频繁。

    波密断裂带：是区内北西部冈底斯陆块中的重要构造，呈北西西向延伸，宽3～7千米，由多条近平行的次级断裂组成。主断面向南西倾斜，倾角一般大于60°，导致南西盘念青唐古拉群变质岩逆冲到北西盘的晚古生界变质岩之上。断裂带控制了早侏罗世中酸性侵入岩的分布，其中有属白垩纪蛇绿岩套的超基性岩碎块分布，说明该断裂带在中生代曾发生复杂的开合作用。该带新构造活动性较强，不仅控制现代地貌的形成，也是藏东南重要的控震断裂带之一。

    藏南拆离系主剥离断裂（STDS）：分布在县境西部，呈北东向大致沿县界弯曲延伸，向北东切割雅江结合带后深入到念青唐古拉岩群变质岩中，向南西延出境外。主断面向北西倾斜，区内倾角40°～75°。断裂上盘为上三叠统涅如组和玉门构造混杂岩带（皆不在区内）；下盘为新元古界—寒武系肉切村岩群。上、下两盘岩石变质、变形有明显的差异，上盘为浅部构造变形相，岩层以脆—脆韧性变形为主，发育弯滑褶皱和正断层；下盘为中部构造变形相，在脆韧性—韧性条件下形成顺层剪切掩卧褶皱系列及韧性剪切糜棱岩带。该断裂为一分隔高喜马拉雅变质结晶基底及增生褶皱基底和藏南特提斯沉积盖层之间的北倾正断裂，其活动历史复杂。早期应为向南滑脱的推覆构造，后期为向北滑落的剥离构造。沿断裂带发育中新世白云母花岗岩和二云母花岗岩（也称为“淡色花岗岩”），同位素年龄值为20～17百万年。

    主中央断裂（MCT）：分布在县境南部，为高喜马拉雅基底逆冲带与低喜马拉雅褶冲带的分界断裂。断裂在县境内呈曲状蜿蜒延伸，东、西两端延出区外，断面产状总体低缓倾斜，断裂北盘出露古元古代南迦巴瓦岩群、南盘出露新元古界—寒武系米里岩群和下古生界、石炭—二叠系冈瓦纳群。

    主边界断裂（MBT）：也称为西瓦里克断裂。该断裂分布在县境南部，为喜马拉雅陆块和印度陆块之间的分界断裂，在县境内总体走向北东，波状延伸，断面北倾，两端均延出区外。断裂北盘大部为冈瓦纳群、少量下古生界，南盘为印度陆块北缘的中新统—更新统西瓦里克群，为一套前陆盆地中磨拉石建造。

    喜马拉雅逆冲推覆构造：研究表明，藏南拆离系主剥离断裂、主中央断裂和主边界断裂以及它们之间次级断裂等共同组成中新世的喜马拉雅逆冲推覆构造，从而把喜马拉雅陆块拆离成一系列陆片或推覆体，喜马拉雅山脉也在这一过程中崛起，带中的中新世淡色花岗岩和南侧的西瓦里克群磨拉石建造记录了这一崛起过程。有研究认为：中新世晚期—上新世（大约在500万年前），随着喜马拉雅山的高高崛起，藏南拆离系主剥离断裂上盘的地层开始向北滑脱，此即所谓的“喜马拉雅山脉的北坡垮塌事件”。

    由于特殊的地质背景，县境内的新构造活动十分强烈，地震活动频繁。

 第三节 地质演化

    综合区域地质资料，县境北部所在的冈底斯陆块和南部所在的喜马拉雅陆块及印度陆块皆原属冈瓦纳古陆的一部分。自前震旦纪该古陆的变质基底形成后，县境内的这3部分地壳皆长期处于陆表海或陆缘海之中接受沉积。三叠纪，随着冈瓦纳古陆的裂解作用，冈底斯陆块脱离冈瓦纳古陆，县境北侧因此出现裂谷并发展成次生海。晚三叠世—早白垩世期间，这一次生海盆逐渐发展成宽阔的新特提斯洋（雅江洋），墨脱断裂带（蛇绿混杂岩带）中的蛇绿岩块就是在这一洋壳的残留碎块。

    侏罗—白垩纪期间，随着南侧的新特提斯洋洋壳不断地向冈底斯陆块俯冲消减，区内北部的冈底斯陆块开始出现大规模的中酸性岩浆侵入活动。

    晚白垩世，南方的印度板块脱离冈瓦纳古陆而快速北进。到始新世，终于完成和冈底斯陆块（此时已为欧亚大陆的南部边缘）的碰撞，新特提斯洋关闭。区内也从此脱离海相沉积环境。洋盆中的沉积物和洋壳碎块经构造混杂后最终形成蛇绿混杂岩带。

    渐新世—中新世，随着印度板块的继续北进和冈底斯陆块的阻挡，板块北缘的喜马拉雅陆块被拆离开来并逐步发展成逆冲推覆带，印度陆块也沿着主边界断裂俯冲到喜马拉雅陆块之下。中新世—上新世，这一逆冲推覆活动达到顶峰，喜马拉雅山脉也因此高高崛起。中新世晚期—上新世，高耸的喜马拉雅山体中的重力作用等导致藏南拆离系主剥离面向北滑落，藏南滑脱拆离系随之定型。在这一过程中，喜马拉雅山脉南侧的西瓦里克前陆盆地沉积了巨厚的磨拉石建造。

    第四纪，雅鲁藏布江水系等逐步侵蚀下切，本区现今地貌景观形成。由于印度陆块沿着主边界断裂（MBT）和南侧的主前缘断裂（MFT，在印度境内）至今仍在向北俯冲，导致喜马拉雅山区至今仍是地震活动强烈的活动构造带。