柴達(dá)木盆地北緣?mèng)~卡地區(qū)構(gòu)造混雜巖帶解剖填圖新進(jìn)展

李 猛， 王 超， 張 鑫， 李榮社， 陳守建， 潘曉萍， 彭 巖， 邵 東

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，西安 710054； 2.西北大學(xué)，西安 710069； 3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

柴達(dá)木盆地北緣?mèng)~卡地區(qū)構(gòu)造混雜巖帶解剖填圖新進(jìn)展

李 猛1， 王 超2， 張 鑫3， 李榮社1， 陳守建1， 潘曉萍1， 彭 巖3， 邵 東3

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，西安710054；2.西北大學(xué)，西安710069；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京100083)

針對(duì)柴達(dá)木盆地北緣構(gòu)造混雜巖帶中不同成因類(lèi)型鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)和高壓—超高壓巖的組成、俯沖-碰撞-折返機(jī)制及形成演化過(guò)程等關(guān)鍵地質(zhì)問(wèn)題，在柴北緣?mèng)~卡地區(qū)開(kāi)展了解剖地質(zhì)填圖工作，取得了系列新認(rèn)識(shí)： 查明了深俯沖地質(zhì)體與原地巖塊的接觸關(guān)系，表現(xiàn)為早期韌性—脆韌性剪切帶接觸，后期疊加逆沖推覆； 查明了深俯沖地質(zhì)體中榴輝巖主要呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，表明榴輝巖原巖在峰期變質(zhì)之前就發(fā)生了分層剪切； 查明了片麻狀花崗巖體內(nèi)部榴輝巖的產(chǎn)出特征，榴輝巖以魚(yú)卡巖群殘蝕體產(chǎn)出于片麻狀花崗巖體中； 厘定了深俯沖地質(zhì)體內(nèi)部變形序列，識(shí)別出4期構(gòu)造變形組合，表現(xiàn)為擠壓型變形，指示本區(qū)經(jīng)歷了多期擠壓匯聚作用； 明確了超基性巖體的就位環(huán)境，與深俯沖地質(zhì)體為侵入接觸關(guān)系。

柴達(dá)木盆地； 魚(yú)卡地區(qū)； 混雜巖帶； 榴輝巖； 構(gòu)造變形

0 引言

柴達(dá)木盆地北緣(簡(jiǎn)稱(chēng)柴北緣)構(gòu)造混雜巖帶中包含了蛇綠巖、高壓—超高壓變質(zhì)巖石和基性—超基性巖石[1-20]。通過(guò)解剖填圖，開(kāi)展混雜巖帶物質(zhì)組成和變質(zhì)變形序列系統(tǒng)調(diào)查，對(duì)秦—祁—昆地區(qū)重要結(jié)合帶的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和時(shí)空演化的再研究具有重要意義。

柴北緣?mèng)~卡地區(qū)出露豐富的基性—超基性雜巖與高壓—超高壓變質(zhì)巖系(深俯沖地質(zhì)體)。通過(guò)解剖地質(zhì)填圖，調(diào)查研究早古生代基性—超基性巖塊與不同圍巖(原地巖塊)的接觸關(guān)系、巖塊的宏觀形態(tài)特征及幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)資料，厘定“基性—超基性雜巖和高壓變質(zhì)帶”的變形序列及可能的機(jī)制，分析基性—超基性雜巖與高壓—超高壓變質(zhì)帶的可能成因聯(lián)系，并對(duì)高壓—超高壓變質(zhì)巖石的就位機(jī)制提出新的認(rèn)識(shí)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

柴北緣超高壓變質(zhì)帶位于青藏高原北部，柴達(dá)木與祁連2個(gè)前寒武紀(jì)結(jié)晶基底所組成的地塊之間，由西至東為大柴旦的魚(yú)卡河含榴輝巖地體、綠梁山含石榴橄欖巖地體、錫鐵山榴輝巖地體和都蘭含榴輝巖地體，沿NWW—SEE方向延伸達(dá)400km，其西端被阿爾金左行走滑斷裂所切(圖1)。帶內(nèi)的巖石組合為花崗質(zhì)片麻巖、沉積巖變質(zhì)的副片麻巖、大理巖、榴輝巖和石榴橄欖巖等，其中花崗質(zhì)片麻巖占高壓—超高壓變質(zhì)帶巖石總體積的80% 以上，榴輝巖和石榴橄欖巖都以大小不等的巖塊分布于2種片麻巖中。

柴北緣?mèng)~卡地區(qū)位于大柴旦鎮(zhèn)西北方向約40km處，區(qū)內(nèi)出露的地層分別有古元古界達(dá)肯大坂巖群、中元古界魚(yú)卡河巖群、寒武系—奧陶系灘間山群、新近系中—上新統(tǒng)油砂山組和獅子溝組以及較大面積分布的第四紀(jì)堆積物。測(cè)區(qū)內(nèi)榴輝巖主要以透鏡體的形式產(chǎn)于圍巖片麻巖中，包括花崗質(zhì)片麻巖、石榴石白云母石英片巖、黑云母(二云母)石英片巖及斜長(zhǎng)角閃片麻巖等。

1.俯沖碰撞雜巖帶； 2.元古宙變質(zhì)巖； 3.早古生代淺變質(zhì)巖; 4.晚寒武世—早奧陶世島弧火山巖； 5.后加里東蓋層； 6.花崗巖； 7.走滑斷層； 7.走滑斷層； 8.逆沖斷層； 9.工作區(qū)圖1 柴北緣超高壓變質(zhì)帶地質(zhì)圖[15]Fig.1 Geological map of the ultrahigh pressure metamorphic zone in north margin of Qaidam Basin[15]

2 主要進(jìn)展和成果

2.1 深俯沖地質(zhì)體與原地巖塊的接觸關(guān)系

通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查，查明了深俯沖地質(zhì)體(魚(yú)卡河群)與原地巖塊(灘間山群)的接觸關(guān)系： 早期為韌性—脆韌性剪切帶接觸(圖2(a)) ，在韌性剪切帶上灘間山群綠片巖發(fā)育明顯的韌性剪切構(gòu)造如S-C面理、礦物定向排列和眼球構(gòu)造等，代表深俯沖地質(zhì)體折返過(guò)程中與圍巖發(fā)生的韌性剪切作用； 后期為疊加逆沖推覆接觸(圖2(b))，達(dá)肯達(dá)坂群覆于魚(yú)卡河群之上，推測(cè)其在深俯沖地質(zhì)體折返過(guò)程中也應(yīng)該發(fā)育韌性剪切構(gòu)造，但在開(kāi)屏溝處的接觸帶上則發(fā)育15 m左右的劈理帶，劈理發(fā)育不對(duì)稱(chēng)褶皺，其運(yùn)動(dòng)學(xué)指向北西，且達(dá)肯達(dá)坂巖群覆于魚(yú)卡河巖群之上，判斷其應(yīng)為逆沖推覆構(gòu)造。

(a) 韌性剪切帶接觸 (b) 逆沖推覆接觸

圖2深俯沖地質(zhì)體與原地巖塊接觸關(guān)系

Fig.2Contactrelationshipbetweenthedeepsubductiongeologicbodyandnativeblock

2.2 深俯沖地質(zhì)體內(nèi)部物質(zhì)組成和變質(zhì)變形特征

2.2.1 榴輝巖產(chǎn)出狀態(tài)及其產(chǎn)出機(jī)制

長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為榴輝巖主要呈透鏡狀產(chǎn)出于圍巖片麻巖中，且透鏡體長(zhǎng)軸方向同圍巖片麻理方向一致(圖3)。但通過(guò)本次野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，魚(yú)卡地區(qū)所有榴輝巖巖塊體都是分層剪切構(gòu)造透鏡體，似層狀產(chǎn)出，可能在峰期變質(zhì)前就發(fā)生了分層剪切。

2.2.2 片麻狀花崗巖體內(nèi)部榴輝巖的產(chǎn)出特征

原1∶5萬(wàn)魚(yú)卡溝幅地質(zhì)圖中劃分了大量的中元古代侵入體。通過(guò)本次野外地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)原中元古代侵入體多為片麻狀花崗巖侵入體，尤其是榴輝巖以魚(yú)卡巖群殘蝕體產(chǎn)出于片麻狀花崗巖體中(圖4)。

2.2.3 深俯沖地質(zhì)體內(nèi)部變形序列

通過(guò)對(duì)魚(yú)卡地區(qū)的野外調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，本區(qū)主要以擠壓作用為主，伸展作用為輔，在變形上以韌性—韌脆性變形為主，脆性—脆韌性變形為次的變形特征。對(duì)不同構(gòu)造現(xiàn)象的幾何學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)特征進(jìn)行了野外統(tǒng)計(jì)測(cè)量，而后根據(jù)不同的構(gòu)造樣式進(jìn)行分期配套，結(jié)合前人資料，在魚(yú)卡地區(qū)識(shí)別出4期主要的構(gòu)造變形組合。

圖3 魚(yú)卡河巖群云母石英片巖中榴輝巖的產(chǎn)出特征

圖4 片麻狀花崗巖體中榴輝巖的產(chǎn)出特征

第一期構(gòu)造組合以韌性糜棱巖和塑性褶皺變形為主要構(gòu)造形跡。表現(xiàn)為榴輝巖區(qū)域透入性糜棱面理(圖5(a))、榴輝巖呈透鏡狀產(chǎn)出(圖3)、在云母石英片巖中發(fā)育塑性流變褶皺(圖5(b))，并在局部可見(jiàn)鞘褶皺(圖5(c))和花崗質(zhì)脈體呈石香腸狀構(gòu)造(圖5(d))，總體反映了中深層次的韌性變形特征，可能形成于俯沖增生作用過(guò)程。

(a) 榴輝巖發(fā)育糜棱面理 (b)云母石英片巖中發(fā)育塑性流變褶皺

(c) 鞘褶皺(A型褶皺) (d) 花崗質(zhì)脈體呈石香腸狀構(gòu)造

圖5第一期構(gòu)造組合特征

Fig.5Characteristicsofthefirstphasestructuralassemblage

第二期構(gòu)造組合以面理褶皺變形為主要構(gòu)造形跡。表現(xiàn)為花崗質(zhì)片麻巖的面理褶皺構(gòu)造(圖6(a)、(b)和(c))和石榴子石旋轉(zhuǎn)碎斑(圖6(d))，指示了強(qiáng)烈的走滑作用，總體反映了中淺層次的脆韌性變形特征可能形成于折返期逆沖走滑作用過(guò)程。

第三期構(gòu)造組合以右行擠壓走滑變形為主要構(gòu)造形跡。表現(xiàn)為脆—韌性的面理、斷裂和寬緩褶皺，局部發(fā)育右行脆—韌性剪切帶并伴有劈理化現(xiàn)象。本次運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為NE—SW向的右行走滑變形，規(guī)模較大，與其相配套的構(gòu)造有榴輝巖形成的書(shū)斜構(gòu)造(圖7(a)、(b))。在魚(yú)卡河巖群中可見(jiàn)疊加在片理面上的寬緩褶皺、不對(duì)稱(chēng)褶皺及劈理化作用，局部巖塊中石英脈發(fā)育，并切穿早期分異脈體，同時(shí)發(fā)生褶皺—透鏡體化，指示右行走滑作用。

(a) 片麻狀花崗巖面理褶皺 (b) 片麻狀花崗巖兩期面理

(c) 片麻狀花崗巖揉流褶皺 (d) 石榴子石旋轉(zhuǎn)碎斑

圖6第二期構(gòu)造組合特征

Fig.6Characteristicsofthesecondphasestructuralassemblage

(a) 榴輝巖透鏡體中疊加的書(shū)斜構(gòu)造 (b) 榴輝巖透鏡體中疊加的書(shū)斜構(gòu)造

圖7第三期構(gòu)造組合特征

Fig.7Characteristicsofthethirdphasestructuralassemblage

第四期構(gòu)造組合以擠壓逆沖推覆變形為主要構(gòu)造形跡。表現(xiàn)為一些脆性的斷裂，通常伴隨褶皺發(fā)育。此次運(yùn)動(dòng)的主方向?yàn)镹E—SW向，發(fā)育一系列斷層面NE向傾斜的逆沖斷層以及軸面NE向傾斜的不對(duì)稱(chēng)褶皺。在魚(yú)卡河巖群中可見(jiàn)擠壓逆沖推覆面(圖8(a)、(b)和(d))和逆沖斷層切斷晚期的基性巖脈(圖8(c))，和。此次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為較晚期變形，因此發(fā)育的均是一些脆性的斷裂和破碎帶，局部可見(jiàn)重力作用的滑塌構(gòu)造。

綜上所述，本區(qū)主要經(jīng)歷了4期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為早期的NE—SW向俯沖擠壓運(yùn)動(dòng)，主要為區(qū)域性的面理，中期為走滑運(yùn)動(dòng)，主要以韌—脆性變形為主，后期同樣又是NE—SW向的擠壓逆沖作用，表現(xiàn)為一些脆性的斷裂構(gòu)造。不管是早期和晚期淺部層次的脆性的斷裂構(gòu)造，還是中期深部層次的韌—脆性變形，在本區(qū)均表現(xiàn)為擠壓型變形，可見(jiàn)本區(qū)經(jīng)歷了多期擠壓匯聚作用，也間接表明了本區(qū)構(gòu)造演化的復(fù)雜性。

(a) 擠壓逆沖推覆面 (b) 擠壓逆沖推覆面

(c) 逆沖斷層切斷晚期基性巖脈 (d) 擠壓逆沖推覆面

Nsz.獅子溝組; Pt2Y.魚(yú)卡河巖群; Pt1Dam.達(dá)肯達(dá)坂巖群

圖8第四期構(gòu)造組合特征

Fig.8Characteristicsofthefourthphasestructuralassemblage

2.3 超基性巖體的就位環(huán)境

通過(guò)本次解剖填圖發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)超基性巖體侵入于深俯沖地質(zhì)體(魚(yú)卡河群)之中，它們?yōu)榍秩虢佑|關(guān)系(圖9)。

圖9 超基性巖體侵入深俯沖地質(zhì)體中Fig.9 Ultrabasic rock mass intruding into the deep subduction geological body

2.4 魚(yú)卡河地區(qū)深俯沖地質(zhì)體地質(zhì)圖

綜合上述研究，初步編制了魚(yú)卡河地區(qū)深俯沖地質(zhì)體地質(zhì)圖(圖10)。查明了深俯沖地質(zhì)體與原地系統(tǒng)的接觸關(guān)系，表現(xiàn)為早期韌性—脆韌性剪切帶接觸，后期疊加逆沖推覆； 查明深俯沖地質(zhì)體中榴輝巖產(chǎn)出狀態(tài)及其形成機(jī)制。榴輝巖主要呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，表明榴輝巖原巖在峰期變質(zhì)之前就發(fā)生了分層剪切。此外，榴輝巖以魚(yú)卡巖群殘蝕體產(chǎn)出于片麻狀花崗巖體中； 明確了超高壓變質(zhì)帶內(nèi)超基性巖體與深俯沖地質(zhì)體、原地系統(tǒng)為侵入接觸關(guān)系。

圖10 魚(yú)卡河地區(qū)深俯沖地質(zhì)體地質(zhì)圖

3 結(jié)論

本次構(gòu)造混雜巖帶解剖地質(zhì)填圖以物質(zhì)建造和時(shí)空變化規(guī)律為研究主線，將魚(yú)卡地區(qū)深俯沖折返地質(zhì)體解剖出來(lái)，重點(diǎn)分析深俯沖地質(zhì)體的宏觀特征、俯沖折返機(jī)制、與不同圍巖的接觸關(guān)系和成因聯(lián)系，厘定深俯沖地質(zhì)體及其圍巖的變形序列。這為探討柴達(dá)木北緣不同成因類(lèi)型的鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)和高壓—超高壓巖的組成、俯沖-碰撞-折返機(jī)制提供了重要依據(jù)。

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NewprogressesofgeologicalmappingoftectonicmelangezoneinYukahearea,thenorthmarginofQaidamBasin

Li Meng1, Wang Chao2, Zhang Xin3, Li Rongshe1, Chen Shoujian1, Pan Xiaoping1, Peng Yan3, Shao Dong3

(1.Xi’anCentreofGeologicalSurvey,ChinaGeologicalSurvey,Xi’an710054,China; 2.NorthwestUniversity,Xi’an710069,China; 3.ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China)

In order to solve some key geological problems in studying tectonic melange zone in the north margin of Qaidam Basin, such as different genetic types of mafic-super mafic and high-ultrahigh pressure rock composition, subduction, collision-mechanism and formation process, we have carried out geological mapping work in Yukahe area, and got some progress and achievements. The contact relationship between the deep subduction geological body and native block was found out and it was characterized by ductile-brittle ductile shear zone in early contact and superposition thrust nappe in later contact. The eclogites were lenticular and layered in the deep subduction geological body, indicating that the protolith of eclogite was stratified and sheared before the peak metamorphism. The eclogites were in gneissic granite rock mass, which is in the form of eclipse body of the Yukahe Group. Internal deformation sequence and four deformation events were identified in this region. This deformation shows an extrusion character, and the extrusion happened at different stages. In addition, the authers also found out that the ultrabasic rock mass intruded into the deep subduction geological body.

Qaidam Basin; Yuka area; tectonic melange zone; eclogite; tectonic deformation

10.19388/j.zgdzdc.2017.05.06

李猛,王超,張?chǎng)?等.柴達(dá)木盆地北緣?mèng)~卡地區(qū)構(gòu)造混雜巖帶解剖填圖新進(jìn)展[J].中國(guó)地質(zhì)調(diào)查,2017,4(5):40-47.

P588.3; P54

A

2095-8706(2017)05-0040-08

2016-08-04；

2017-03-17。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“秦—祁—昆重要結(jié)合帶區(qū)域地質(zhì)專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查(編號(hào)： 1212011121258)”和 “東昆侖成礦帶木孜塔格鉛鋅銅金多金屬礦調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查(編號(hào)： DD20160002)”項(xiàng)目聯(lián)合資助。

李猛(1986—)，男，助理研究員，主要從事區(qū)域地質(zhì)和古生物研究工作。Email： lm27010501 @sina.com。

(責(zé)任編輯劉永權(quán))