西秦嶺臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶新生代運(yùn)動學(xué)歷史及動力學(xué)分析

郭進(jìn)京，王凱旋，韓文峰，梁收運(yùn)

(1.天津城建大學(xué)地質(zhì)與測繪學(xué)院，天津 300384；2.蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

西秦嶺造山帶是青藏高原東北緣重要的構(gòu)造單元之一，其南以勉略縫合帶，北以西秦嶺北緣構(gòu)造帶(商丹縫合帶之西延)為構(gòu)造邊界，在經(jīng)歷了中—晚三疊世(印支期)主碰撞造山后，進(jìn)入了陸內(nèi)地質(zhì)演化階段(張國偉等，2001; 馮益民等，2003)。新生代以來印度與歐亞板塊持續(xù)而強(qiáng)烈的碰撞匯聚，使其成為青藏高原構(gòu)造系統(tǒng)的組成部分(李吉均等，1996；劉少峰等，2007；王成善等，2009；肖序常等，2010；TAPPONIER et al., 2001; YIN et al., 2000)。但包括西秦嶺在內(nèi)的現(xiàn)今青藏高原東北緣新生代沉積盆地演化、區(qū)域斷層變形歷史、構(gòu)造地貌過程、巖漿活動、深部構(gòu)造等，特別是斷裂帶運(yùn)動學(xué)方式演變，到揭示了西秦嶺何時、以何種方式卷入青藏高原構(gòu)造系統(tǒng)、經(jīng)歷了什么樣的地質(zhì)過程一直是爭論的科學(xué)問題(李吉均等，1996; 張岳橋等，2005；王志才等，2006；張培震等，2007；GUO et al., 2002; FANG et al., 2003, 2005; HORTON et al., 2004; LEASE et al., 2011, 2012; DUPONT-NIVET et al., 2008; CLARK et al., 2010; HOUGHet al., 2011; WANG X X et al., 2011，2012; WANG Z C et al., 2012; WANG W T et al., 2012)?，F(xiàn)今西秦嶺構(gòu)造格架是以北西或北西西向區(qū)域性大型逆沖斷裂帶為構(gòu)造邊界，自北而南依次推覆疊置的4個帶狀分布的高角度逆沖推覆體組成，邊界斷裂自北而南依次為西秦嶺北緣斷裂帶、宕昌-岷縣-臨潭斷裂帶、光蓋山-迭山斷裂帶(迭山-舟曲斷裂)、迭部-白龍江斷裂帶和東昆侖南緣-瑪曲-文縣-康縣斷裂帶(張國偉等，2001，2004)。其中西秦嶺北緣斷裂帶和宕昌-岷縣-臨潭斷裂帶是2條重要地震斷層，沿這2個斷裂帶，歷史上曾發(fā)生了多次強(qiáng)烈地震(袁道陽等，1999，2004；鄭文俊等，2007，2013；邵延秀等，2011)。盡管前人對宕昌-岷縣-臨潭斷裂的構(gòu)造特征做了不少研究，但多限于第四紀(jì)以來變形和地震活動特征及地貌特征(袁道陽等，2004；鄭文俊等，2013)，但該斷裂帶的組成、結(jié)構(gòu)和變形歷史以及不同構(gòu)造階段斷層活動的幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)特征尚缺乏系統(tǒng)研究。眾所周知，大陸地殼中區(qū)域性斷裂帶作為大陸構(gòu)造變形的敏感帶，每一次構(gòu)造變動都會在其中留下構(gòu)造變形幾何學(xué)和運(yùn)動學(xué)、物質(zhì)遷移(沉積)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換(構(gòu)造巖)等地質(zhì)記錄，蘊(yùn)藏著豐富的大陸變形歷史和過程的信息。因此，對西秦嶺內(nèi)部的宕昌-岷縣-臨潭斷裂帶組成、結(jié)構(gòu)和變形運(yùn)動學(xué)演化研究，對于揭示西秦嶺中—新生代以來陸內(nèi)構(gòu)造過程和動力學(xué)特征具有重要的科學(xué)意義。

1 宕昌-岷縣-臨潭斷裂帶的基本特征

臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶是由一系列走向北西—北西西，向北東—北北東陡傾(傾角多在50°～70°)的逆沖斷層組成(圖1)，也被稱之為臨潭-岷縣-宕昌斷層系(郭進(jìn)京等，2009)。該斷裂帶西起合作，向東經(jīng)臨潭、岷縣延伸至宕昌以南，長約250km，東與北東向徽成縣盆地西邊界斷層相連接，平面上呈現(xiàn)出以西和縣南為弧頂?shù)南蚰贤怀龅膶捑徎⌒螛?gòu)造。該斷裂帶曾被認(rèn)為是南部三疊系復(fù)理石沉積和北部泥盆系—二疊系之間構(gòu)造地層分區(qū)邊界斷層(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。斷裂帶內(nèi)大量不對稱褶皺及拉伸線理等運(yùn)動學(xué)標(biāo)志一致指示自北向南的逆沖疊置，使北側(cè)上古生界泥盆系—二疊系向南逆掩在三疊系之上，記錄了印支主造山期地殼擠壓縮短背景下的逆沖推覆構(gòu)造過程(張國偉等，2001)。沿斷裂帶分布的上白堊統(tǒng)和新近系等中—新生代地層并未顯示出受該斷裂帶控制的特征，并且臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶主斷層(F1)多不截切錯斷上白堊統(tǒng)(哈達(dá)鋪盆地等)，說明其晚白堊世時期活動微弱或不活動。但主斷層(F1)北面的2條斷層(F2，F(xiàn)3)明顯截切了上白堊統(tǒng)，特別是沿F3斷層北部二疊系向南高角度逆沖在上白堊統(tǒng)之上。雖然地學(xué)界普遍而籠統(tǒng)地認(rèn)為臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶也是西秦嶺主要地震斷層，沿該斷裂帶地震活動頻繁，如1573年中寨6.5級地震、1873年岷縣北6.0級地震、2003年岷縣5.2級地震、2004年岷縣5.0級地震、2013年岷縣6.6級地震等都與臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶活動有關(guān)(鄭文俊等，2007；2013；張元生等，2013)，但這些地震活動并未沿臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的主斷層(F1)發(fā)生，相反多沿其北側(cè)的2條斷層(F2、F3)發(fā)生，特別是F3斷層發(fā)育的150m寬的由斷層角礫巖、斷層磨礫巖、碎粉巖、雜色斷層泥、石墨化斷層泥等碎裂巖組成，并且發(fā)育多期斷層帶、摩擦鏡面、運(yùn)動學(xué)標(biāo)志等。F3斷層中豐富的斷層巖和構(gòu)造要素等更能反映西秦嶺新生代以來的構(gòu)造活動歷史記錄。因此，筆者主要通過對F3斷層的構(gòu)造剖面詳細(xì)觀測研究，以企揭示該斷層多期、不同性質(zhì)的變形歷史。

2 小寨-浦麻斷層變形期次和幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)分析

小寨-浦麻斷層(F3)西交匯于中寨-申都-閭井?dāng)鄬?F2)。斷層總體呈北西—南東走向，向北陡傾。在小寨—中寨以西，北盤造山帶地層清晰顯示出沿該斷層逆沖推覆在白堊系紅層之上，構(gòu)成了紅層地層的北邊界(圖1)。在小寨西的大哈山南坡該斷層的斷層帶出露良好，斷層帶寬度約150m，北盤為二疊系灰色-青灰色石英砂巖、長石石英砂巖、巖屑石英砂巖與粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖互層，地層向北北東陡傾，傾角在60°～80°；斷層南盤為白堊系磚紅色礫巖、砂巖，產(chǎn)狀平緩，向南東東傾，傾角在20°～30°(圖2)。斷層帶由各種斷層角礫巖、碎裂巖和超碎裂巖以及各種顏色斷層泥等組成，并且夾裹有白堊系碎裂砂巖和石炭系碎裂石英巖，斷層帶內(nèi)不同類型的斷層巖、多期不同特征的斷層破裂面、摩擦鏡面、擦痕線理和構(gòu)造透鏡體斜列或不對稱構(gòu)造運(yùn)動學(xué)標(biāo)志以及相互截切關(guān)系等指示了其至少經(jīng)歷了3期具有不同幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)特征構(gòu)造活動(圖2、圖3)。

1.第四系；2.新近系；3.白堊系；4.侏羅系；5.三疊系；6.前三疊地層；7.花崗巖；8.主要斷層；9.一般斷層；10.地震震中；左上角圖：NQT.北祁連前緣逆沖斷層帶；NQS.北祁連縫合帶；QNS.柴北緣縫合帶；SDS.商丹縫合帶；AKS.阿尼瑪卿縫合帶；MLS.勉略縫合帶；JS.金沙江縫合帶；BNS.班公湖.怒江縫合帶；ALT.阿爾金左旋走滑斷裂帶；LMT.龍門山逆沖斷裂帶圖1 西秦嶺區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch map of Western Qinling Region

1.上白堊統(tǒng)礫巖、砂巖；2.二疊系石英巖、長石石英巖；3.斷層碎裂帶、斷層泥帶；4.斷層帶邊界；5.第一期高角度逆沖；6.第二期中等角度逆沖；7.第3期左旋走滑圖2 臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶小寨-浦麻斷層(F3)構(gòu)造剖面圖(西秦嶺岷縣小寨鄉(xiāng))Fig.2 Tectonic section of F3 fault of LMTL in Xiaozhai, Minxian County

圖3 臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶小寨-浦麻斷層(F3)三期變形斷層面極射赤平投影圖Fig.3 Stereonet projection diagram of three phase fault planes within F3 fault of LMTL

2.1 小寨-浦麻斷層(F3)北帶構(gòu)造特征

在小寨-浦麻斷層北邊界之南斷層帶內(nèi)，由于斷層多期活動中形成了多種斷層巖類型。例如，碎裂巖化石英巖、斷層角礫巖、碎裂巖、碎斑巖、碎粉巖、紅色或灰色或土黃色斷層泥等，這些斷層巖中蘊(yùn)含了豐富的有關(guān)小寨-浦麻斷層構(gòu)造變形機(jī)制、變形歷史及幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)信息(何永年等，1988；孫巖等，1985；SIBSON, 1977)。其中還夾裹有被斷層肢解破碎的上白堊統(tǒng)磚紅色砂巖塊體和碎裂的二疊系石英巖塊(圖4a、圖4b)。斷層多期活動形成了不同的幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)特征構(gòu)造要素。最新一期斷層活動形成的向南東中等-陡傾的30 cm寬的上下邊界清晰的、主要由碎裂巖-碎粉巖組成小型斷層帶，它截切了下盤向北東陡傾的早期碎裂石英巖-碎裂帶，而且斷層帶內(nèi)紅色砂巖透鏡體斜列所指示的斷層運(yùn)動方向和上盤對應(yīng)的紅色砂巖的錯動方向指示其具有一定正斷分量(圖4c)；這期斷層活動形成的灰白色斷層巖帶指示了強(qiáng)烈擠壓剪切的特征，但其上邊界的摩擦鏡面和近水平的擦痕線理卻指示了其總體為近水平的左旋走滑運(yùn)動學(xué)特征(圖4d)，這可能指示沿這條新生的小型斷層帶經(jīng)歷了向北擠壓逆沖作用，晚期疊加左旋走滑作用。該小型斷層之南斷層帶中發(fā)育的8～10 cm的特殊的黃色或紅色斷層巖和黑色超碎裂巖，其中黃色斷層巖中透鏡狀角礫平行面理的定向排列，不對稱性指示了逆沖斷層的性質(zhì)，而其下的黑色超碎裂巖中碎斑卻不定向，呈隨機(jī)排列(圖4e，圖4f)。如果說碎斑不定向的黑色超碎裂巖是與強(qiáng)烈地震爆裂作用有關(guān)，反映了一種快速變形的特征，那么具有面理構(gòu)造的斷層巖則指示斷層韌性的緩慢變形過程，形成了類似于糜棱巖中面理和不對稱指向構(gòu)造(GOODWIN, 2002; LIN, 2001)。雖然小寨-浦麻斷層北部斷層帶主要由各種快速變形的碎裂巖巖系組成，指示了其脆性變形特征，但其中出現(xiàn)的與糜棱巖類似的面理構(gòu)造和不對稱構(gòu)造的斷層巖則說明該斷層不僅存在快速的脆性變形，而且也存在緩慢剪切流變變形。

斷層帶中部碎裂的石英巖-長石石英巖塊體中發(fā)育一條向北中等傾斜的破裂帶，寬度約15 cm左右，下盤為較完整的石英巖-長石石英巖，而上盤則為碎裂巖化的石英巖-長石石英巖，指示了斷層的上盤效應(yīng)；兩者之間的破裂帶由碎裂巖-碎粉巖和斷層泥組成，特別是其中出現(xiàn)了串珠狀黑色超碎裂巖(假熔巖)透鏡體和石墨化(圖4g)。這種超碎裂巖(假熔巖)和石墨化反映了強(qiáng)烈地震過程中沿滑動面的快速剪切和摩擦升溫(林愛明，2008；付碧宏等，2008；韓亮等，2010；李海兵等，2013；袁仁茂等，2014)。這期向北東東中等傾斜、具有逆沖性質(zhì)的斷層破裂面與前述的向南傾、具有左旋走滑性質(zhì)斷層破裂面產(chǎn)狀相反，指示了它們是2期不同構(gòu)造動力學(xué)作用下的構(gòu)造記錄。

2.2 小寨-浦麻斷層(南帶)構(gòu)造巖特征

小寨-浦麻斷層南邊界之南(下盤)為白堊系紅色礫巖、砂巖，產(chǎn)狀向南東緩傾，其北(上盤)為向北陡傾的碎裂巖、碎粉巖和斷層泥以及大小、形態(tài)各異的構(gòu)造透鏡體等，其原巖為二疊系薄層狀-條帶狀石英巖、粉砂質(zhì)板巖等(圖2、圖5a)。沿石英巖構(gòu)造透鏡體邊緣強(qiáng)烈擠壓剪切形成了黃色-灰白色斷層泥和碎粉巖，脆性的石英巖構(gòu)造透鏡體內(nèi)部與斷層面近直交的構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，指示了區(qū)域構(gòu)造擠壓和斷層逆沖剪切的特征(圖5b、圖5c)。這與小寨-浦麻斷層北帶中向南東東陡傾的左旋走滑破裂帶面下盤向北陡傾的碎裂巖的構(gòu)造性質(zhì)和產(chǎn)狀相同。斷層帶南帶巖性多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)造透鏡體、碎裂巖、紅色-灰色-土黃色斷層泥和碎粉巖交織在一起，缺乏平直的斷層面，厘米級斷層泥層和斷層角礫巖，并且寬度大，說明這期變形過程持續(xù)時間長，規(guī)模大，結(jié)合北帶這期活動的構(gòu)造巖特征分析，毫無疑問，它是F3斷層的基本定型期變形。

a.小寨-浦麻斷層帶寬度和地貌特征，北盤為二疊系石英巖，南盤為上白堊統(tǒng)紅色礫巖、砂巖；b.斷層帶北邊界和北部特征；c.第三期左旋走滑斷層帶截切了第一期向北陡傾的碎裂巖帶；d.第三期左旋走滑形成的摩擦鏡面、擦痕線理及斷層帶；e.第二期逆沖斷層作用形成的具有韌性變形的黃色斷層泥帶；f.第二期逆沖斷層作用形成的雜色斷層泥和磨礫巖帶，其中磨礫斜列指示了逆沖的運(yùn)動學(xué)特征，截切了早期的碎裂巖和黑色斷層角礫巖；g.第二期斷層逆沖作用形成的斷層帶和透鏡狀石墨化超碎裂圖4 臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶小寨-浦麻斷層(F3)北帶構(gòu)造特征圖Fig.4 Structural features of northern part of F3 fault of LMTL in West Qinling

a.F3斷層南邊界和斷層帶特征：K.上白堊統(tǒng)礫巖；Q.第四系洪積礫巖；b.第一期逆沖作用形成的雜色碎裂巖、斷層泥和碎裂石英巖構(gòu)造透鏡體；c.第一期逆沖斷層帶內(nèi)的形成斷層巖分帶，自左到右依次為碎裂石英巖、灰色斷層碎粉巖、雜色斷層泥和角礫巖、灰紅色斷層泥和斷層角礫巖圖5 臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶小寨-浦麻斷層(F3)南帶構(gòu)造特征圖Fig.5 Structural features of southern part of F3 fault of LMTL in West Qinling

2.3 小寨-浦麻斷層(F3)變形期次和幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)

通過對臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層的斷層巖類型、斷層面產(chǎn)狀、運(yùn)動學(xué)標(biāo)志和構(gòu)造截切關(guān)系以及卷入的地層時代分析，雖然該斷層帶總體特征指示了其主要為向北陡傾的高角度逆沖斷層，但斷層帶內(nèi)豐富的斷層巖類型、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分帶和多期構(gòu)造要素的幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)特征等，則揭示了其至少曾經(jīng)歷了3期幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)特征各異的構(gòu)造變形歷史。3期構(gòu)造變形的特征如下。

第一期構(gòu)造變形，是小寨-浦麻斷層主變形期，形成了近150 m的斷層帶。斷層帶主要由各種碎裂巖化石英巖、碎裂巖、粉碎巖和斷層泥等組成，并且斷層帶夾裹有上白堊統(tǒng)的磚紅色砂巖透鏡體和二疊系石英巖、長石石英巖、板巖等破碎的巖塊或透鏡體。該期變形的幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)特征在斷層北帶清晰顯示出向北陡傾或近直立的由北向南高角度逆沖特征。斷層南帶之南上白堊統(tǒng)礫巖和砂巖并未顯示強(qiáng)烈的碎裂巖化，而是以共軛構(gòu)造節(jié)理和直立的構(gòu)造劈理形式記錄了斷層由北東向南西擠壓逆沖的構(gòu)造應(yīng)力作用，同時也說明斷層的北東盤(上盤)是主動盤。

第二期構(gòu)造變形表現(xiàn)為斷層面向北東傾的由北向南逆沖作用為特征，但逆沖斷層面較第一期構(gòu)造變形形成的逆沖斷層面緩。變形記錄以小寨-浦麻斷層帶中心部位的向北中等傾斜的波狀起伏的小型斷層帶為代表。斷層帶主要有碎粉巖和灰色斷層泥組成，斷層帶中部的串珠狀黑色斷層泥、超碎裂巖和摩擦鏡面上石墨化現(xiàn)象指示了其可能為一次強(qiáng)烈地震快速剪切滑動。同時，還出現(xiàn)同樣產(chǎn)狀的具有流變特征的斷層帶，斷層帶內(nèi)發(fā)育面理和透鏡體斜列指示了其緩慢變形的非地震構(gòu)造作用。小寨-浦麻斷層的該期變形既有快速剪切滑動，又有緩慢剪切滑動，前者指示該期強(qiáng)烈地震的粘滑作用，后者則指示該期漫長蠕滑作用。

第三期變形，小寨-浦麻斷層第三期變形形成的斷層面與第一、二期變形的斷層面產(chǎn)狀傾向相反，它截切了第一期和第二期變形的構(gòu)造巖和構(gòu)造面，以向南傾的左旋走滑并伴有少量正斷分量為特征。顯然，該期變形應(yīng)該是與第一、二期變形完全不同的構(gòu)造動力學(xué)體制下斷層活動。

2.4 小寨-浦麻斷層三期構(gòu)造活動時代的地質(zhì)約束

如前所述，臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層主要是一條地殼淺層次的脆性斷層，構(gòu)造分析揭示了其至少經(jīng)歷了3期不同運(yùn)動學(xué)-幾何學(xué)特征的變形歷史。這3期變形發(fā)生的時代、變形產(chǎn)生的動力學(xué)背景以及它所揭示了西秦嶺什么樣的新生代以來構(gòu)造變形過程等問題值得進(jìn)一步研究探討。盡管尚沒有斷層巖直接測年數(shù)據(jù)約束其變形時代，但從斷層卷入的地層時代、構(gòu)造截切關(guān)系以及西秦嶺中—新生代盆山格局構(gòu)造轉(zhuǎn)換和青藏高原東北緣主要斷裂的活動歷史(郭進(jìn)京等，2009，2013，2014；袁道陽等，1999，2004；張培震等，2007；WANG et al., 2012; DUVALL et al., 2011；TAPPONNIER et al., 2001; YIN et al., 2000；ZHENG et al., 2003, 2007；ZHOU et al., 2007)分析，可以為小寨-浦麻斷層了期變形的時代給予一定的地質(zhì)約束。

第一期變形的時代：可以從小寨-浦麻斷層近150 m的斷層帶中卷入的最新地層上白堊統(tǒng)紅色砂巖透鏡體和主要為地殼淺層次脆性變形特征看，該斷層形成應(yīng)該是晚白堊世以后的構(gòu)造事件。盡管斷層下盤(南盤)的上白堊統(tǒng)似乎受斷層控制，但主要表現(xiàn)為斷層帶本身逆沖推覆到紅色礫巖、砂巖之上，斷層逆沖的構(gòu)造作用主要表現(xiàn)為對上白堊統(tǒng)的產(chǎn)狀的掀斜和緊鄰斷層的脆性構(gòu)造節(jié)理形成。臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶兩側(cè)都有上白堊統(tǒng)的分布，指示了其不可能是上白堊統(tǒng)紅層盆地沉積的控制性斷層。也就是說該斷層應(yīng)該是上白堊統(tǒng)形成之后形成的新生代斷層。結(jié)合西秦嶺區(qū)域普遍缺乏古近系沉積(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)和西秦嶺北緣斷裂帶逆沖作用起始于50 Ma (DUVALL et al., 2011)和西秦嶺地殼45～50 Ma快速隆升事件(CLART et al., 2010)分析，認(rèn)為小寨-浦麻斷層出現(xiàn)和定型應(yīng)該與這次逆沖構(gòu)造事件和快速隆升事件相匹配，即第一期活動起始于45～50 Ma和大規(guī)模地殼擠壓逆沖。另外，漸新世(29 Ma)以來，以西秦嶺北緣斷裂為南邊界的大型隴中盆地出現(xiàn)(李吉均等，1996；劉少峰等，2007；方小敏等，2007；FANG et al., 2003, 2005)指示的伸展拉張構(gòu)造環(huán)境(郭進(jìn)京等，2017；WANG W T et al., 2012)，標(biāo)志小寨-浦麻斷層主要逆沖作用的停歇。

第二期變形的時代：雖然小寨-浦麻斷層的第二期變形同樣表現(xiàn)為由北向南逆沖的運(yùn)動學(xué)特征，但這期變形主要是沿第一期變形形成的寬闊斷層帶的內(nèi)部產(chǎn)生的向北傾的新斷層面的逆沖推覆，且斷層面產(chǎn)狀相對較緩，截切了第一期變形陡傾或近直立的斷層面，形成的斷層巖既有地震快速變形形成超碎裂巖或假熔巖，又有緩慢變形形成的類似糜棱巖面理和不對稱構(gòu)造的斷層巖，反映這期變形具有粘滑和蠕滑的雙重特征。顯然，這期變形發(fā)生的時代應(yīng)該是在小寨-浦麻斷層第一期變形之后。如果考慮到青藏高原東北緣以隴中盆地為代表的漸新世—上新世紅層沉積指示的伸展構(gòu)造環(huán)境(郭進(jìn)京等，2017；WANG et al., 2012)和之后西秦嶺北緣出現(xiàn)的具有磨拉石性質(zhì)的3.6 Ma的上新世積石山礫巖(李吉均等，1996)、甘家礫巖(方小敏等，2007)和韓家溝礫巖(郭進(jìn)京等，2017)以及天水盆地、臨夏盆地、循化-貴德盆地以及西秦嶺禮縣盆地結(jié)束沉積時代在7～8 Ma或4～6 Ma(袁道陽等，2007；張培震等，2007；王志才等，2006；TAPPONNIE et al, 2001; ZHENG et al., 2003, 2007；GE et al.,2010; WANG XX et al., 2011,2012; WANG Z C et al., 2012)，認(rèn)為小寨-浦麻斷層第二期逆沖作用很可能與青藏高原東北緣與盆地結(jié)束沉積和不整合其上粗礫巖出現(xiàn)相對應(yīng)，也就是這期逆沖作用起始于5～6 Ma，但持續(xù)到礫巖沉積結(jié)束，也就是第四紀(jì)初。

第三期變形的時代：小寨-浦麻斷層的第三期變形與第一、二期變形相比較，不僅幾何學(xué)特征不同，而且運(yùn)動學(xué)特征也完全不同，前者主要表現(xiàn)為以向南傾的左旋走滑作用為主，間有少量的正斷分量，而后者則以由南向北的逆沖作用為主，并且第三期變形截切了第二、三期變形的斷層構(gòu)造要素。這次左旋走滑作用在西秦嶺北緣斷裂帶表現(xiàn)明顯，其時代為晚第四紀(jì)(袁道陽等，1999，2004；李傳友等，2007; 郭進(jìn)京等，2013)。小寨-浦麻斷層的這期左旋走滑作用應(yīng)該與北緣斷裂的左旋走滑相對應(yīng)，其時代也應(yīng)為晚第四紀(jì)以來的構(gòu)造活動。

3 小寨-浦麻斷層3期構(gòu)造變形的動力學(xué)及其地質(zhì)意義討論

西秦嶺是現(xiàn)今青藏高原東北緣的組成部分，印度板塊-歐亞板塊的碰撞匯聚的動力學(xué)過程在西秦嶺的構(gòu)造響應(yīng)時代和方式是一個仍有爭議的科學(xué)問題(李吉均等，1996；張岳橋等，2005；張培震等，2007；王志才等，2006；郭進(jìn)京等，2017；YIN et al., 2000; AN et al., 2001; TAPPONNIER et al., 2001; GUO et al., 2002; HORTON et al., 2004; LIU et al., 2007; FANG et al., 2005; DUPONT-NIVET et al., 2008)。青藏高原東北緣的新生代沉積盆地類型、性質(zhì)和原始空間分布研究和區(qū)域主要斷裂帶新生代以來構(gòu)造變形的幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)歷史研究，以及古地貌重建等相結(jié)合是深化對該科學(xué)問題的有效途徑。西秦嶺內(nèi)部臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層雖然只是其中一條斷層，但其寬達(dá)150 m的斷層帶和其中豐富的構(gòu)造信息所揭示的構(gòu)造演化過程應(yīng)該代表了西秦嶺乃至青藏高原東北緣的構(gòu)造變形歷史及幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)轉(zhuǎn)換和動力學(xué)過程。

關(guān)于印度板塊與歐亞板塊碰撞的時代盡管仍然存在不同認(rèn)識(王成善等，2009；肖序常等，2010；萬天豐，2014； YIN et al., 2000；TAPPONNIER et al., 2001; ROYDEN et al., 2008)，但多認(rèn)為其初始碰撞時限為65～60 Ma，碰撞高峰期發(fā)生在55～45 Ma(潘桂堂等，2013)，碰撞高峰期的構(gòu)造縮短作用傳遞到現(xiàn)今青藏高原北部(YIN et al., 2000)，柴達(dá)木盆地50%縮短發(fā)生在42.8～40.5 Ma(ZHOU et al., 2006)，指示了印度-歐亞碰撞引起的巖石圈構(gòu)造擠壓縮短效應(yīng)在碰撞高峰期之后即傳遞到高原北部。西秦嶺內(nèi)部的臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層第一期高角度逆沖和西秦嶺北緣斷裂帶起始于50 Ma的逆沖作用(DUPONT-NIVET et al., 2008)也應(yīng)該記錄了印度-歐亞碰撞高峰期的構(gòu)造作用，也就是說，自新生代碰撞匯聚開始，深部的俯沖匯聚導(dǎo)致的地殼的擠壓縮短，可能波及到西秦嶺而產(chǎn)生了斷層逆沖作用，這一擠壓構(gòu)造體制持續(xù)到古近紀(jì)末期，只是強(qiáng)度逐漸變?nèi)?。而臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層第二期由北向南的逆沖作用可能是青藏高原主體隆升后內(nèi)部開始伸展走滑的同時向外擴(kuò)展產(chǎn)生的逆沖構(gòu)造作用和高原北部的隆升啟動。2期逆沖作用之間，即漸新世—中新世末期，包括西秦嶺在內(nèi)的青藏高原東北緣可能處于構(gòu)造伸展和盆地發(fā)育期。臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層第四紀(jì)以來左旋走滑作用可能反映了青藏高原北部的隆升向東部的擴(kuò)展或構(gòu)造擠壓方向的順時針旋轉(zhuǎn)，地殼深部物質(zhì)向南東方向流動的表層構(gòu)造響應(yīng)。

4 結(jié)論

青藏高原東北緣西秦嶺腹地的臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層的斷層巖、變形期次及其幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)等研究揭示了該斷層新生代以來至少經(jīng)歷3期幾何學(xué)-運(yùn)動學(xué)特征不同的構(gòu)造活動歷史。第一期活動表現(xiàn)為向北北東陡傾(傾角為70°～80°)的自北向南的高角度逆沖作用；第二期活動表現(xiàn)為向北北東中等傾斜(傾角為30°～50°)的自北向南的逆沖作用；而第三期活動則表現(xiàn)為向南西陡傾(傾角為60°～70°)的左旋走滑作用。根據(jù)斷層活動卷入的地層時代、3期變形的截切關(guān)系和青藏高原東北緣新生代以來斷裂活動及沉積盆地演化的歷史分析，第一期擠壓逆沖作用起始于始新世(45～50 Ma左右)持續(xù)到始新世末或漸新世(29 Ma)，第二期擠壓逆沖作用發(fā)生于中新世末或上新世初(5～6 Ma);持續(xù)到第四紀(jì)初；而第三期左旋走滑作用只是第四紀(jì)以來的構(gòu)造作用。

青藏高原東北緣西秦嶺腹地是臨潭-岷縣-宕昌斷裂帶的小寨-浦麻斷層的3期構(gòu)造活動可能記錄了印度板塊與歐亞板塊碰撞匯聚不同階段的構(gòu)造響應(yīng)。第一期擠壓逆沖作用可能是印度-歐亞匯聚碰撞高峰期(55～45 Ma)深部俯沖匯聚導(dǎo)致的地殼的擠壓縮短作用已傳遞到西秦嶺，從而產(chǎn)生了斷層逆沖作用；而第二期的逆沖作用則與青藏高原地殼增厚和高原隆升向東北緣的擴(kuò)展作用相聯(lián)系；第三期左旋走滑作用則是第四紀(jì)以來的構(gòu)造活動，明顯滯后于5 Ma青藏高原腹地的東西伸展和擠出走滑作用，這可能指示了青藏高原東北緣的構(gòu)造活動和地殼隆升與青藏高原主體不同步，反映整個青藏高原的形成是逐漸向北擴(kuò)展的過程。

致謝：本文得到了國家自然科學(xué)基金項目(41772215，41340002，41140018)的資助。天津城建大學(xué)惠浪波、王麗麗、畢娜、吉夏、張琛等碩士研究生和蘭州大學(xué)諶文武教授、劉高教授和張帆宇副教授參加了部分野外工作，在此一并表示感謝。同時感謝論文評審專家提出的建設(shè)性意見。