■刘海永 曾强 杨剑红
(1四川省地矿局区域地质调查队 四川 成都 610213;2成都理工大学 四川 成都 610059)
茂汶断裂带的时空结构、构造特征及其对沉积作用的控制研究
■刘海永1,2曾强1杨剑红1
(1四川省地矿局区域地质调查队四川成都610213;2成都理工大学四川成都610059)
茂汶断裂带位处龙门山后山断裂带的重要构造部位,呈北东-南西走向,倾向北西,倾角在50°~80°,被认为是龙门山构造带中韧性特征最显著的一条大断裂带。该断裂是松潘-甘孜褶皱带与龙门山冲断带的分界断裂。在汶川-茂县一带,志留系通化组和茂县群碰面,二者是同一岩石地层单位或是不同地层小区不同的岩石地层单位,二者之间是整合接触或断层接触,这关系到九顶山小区和金川小区的分界问题,二者之间是否就是茂汶断裂的位置所在?故研究茂汶断裂带的时空结构、构造特征、及其两侧地层的物质组成,从而进一步研究其对沉积作用的控制有着重要意义。
茂汶断裂通化组茂县群时空结构
本次研究对汶川县至理县公路沿线的志留系茂县群进行了调查,认为汶川—下庄一带的以绿片岩为主的地层不应属茂县群的范畴,极有可能为元古宇黄水河群。下庄以西出露的一套以灰色绢云石英片岩,二云石英片岩、白云石英片岩为主夹石英片岩的变质地层应为通化组,下庄灰岩极有可能为志留系通化组中夹层或透镜体,时代应在下庄灰岩中着力解决。黄水河群与通化组之间存在一大型韧性剪切带,该断裂向北东与渭门韧性剪切带相连,即大致在雪龙包北缘—下庄—神仙水—渭门一线波状延伸,它是分划九顶山地层小区与金川地层小区的分界断裂。
该断裂带两侧地层及岩体构造变形较强烈,构成了宽达十几公里的构造变形带。主要由绢云母石英微晶构造片岩及同构造分泌的石英组成,石英脉发育无根褶皱、肿缩构造及透镜化。带内岩石破碎强烈,变形复杂,发生叠加褶皱,岩石的原生层理多被轴面片理和劈理破坏,并且沿此带发育断裂带。原来顺层发育延伸的石英脉被强烈改造,形成规模不大的无根褶皱,在断裂带中心则转变为透镜状或串珠状,透镜体顺片理带发育,各透镜体之间有明显的相互叠置现象。石灰岩和石英岩也常呈现为透镜体或香肠状构造[1]。
断层泥砾岩和断层泥在茂汶断裂带中段较为发育,系一类具有明显脆性特征的构造岩,规模一般不大,有的为断层泥和断层角砾混杂的断层角砾岩,有的全为细、粉末状的断层泥,基本上并未完全固结成岩。破碎岩石中的矿物颗粒基本上无明显定向、拉长现象,展布宽度也一般不大,多数为数十厘米,个别达数米1,但在角砾内部仍保留原来韧性变形组构,因此茂汶断裂是早期韧性变形被后期脆性构造叠加改造、形成于较深层次的韧性断裂,是一条以韧性变形为主的逆冲推覆挤压剪切带,并经历了引张、挤压推覆、后期叠加改造的活动历史[2]。
断裂带在变形组合方面,在晚印支期以韧性逆冲剪切变形构造组合为特征,在测区内,主要由发育于断裂带内的一组韧性剪切糜棱岩带及间夹其中的不同时代、大小不等弱应变构造透镜体或构造岩片组合而成。在糜棱岩带中紧相伴生有大量的同构造分泌石英细脉和方解石-石英细脉、透入性流劈理、S-C面理组构、拉伸线理、石英脉旋转布丁和矿物不对称压力影等韧性剪切变形组构。各种指向标志所指示的运动方向皆表明为自北西往南东方向的逆冲性质。
在燕山期以脆性正向剪切变形构造组合为特征,叠加于晚印支期韧性剪切变形构造之上,在汶川板桥及七盘沟等地的“彭灌杂岩”与震旦系薄层碳酸盐岩及茂县群石榴石-黑云母片岩的断裂接触带中,可见早期韧性剪切逆冲变形组构清楚地被晚期斜列式花岗质-角闪质布丁构造、黑云母-石榴石变斑晶的不对称旋转碎斑系等运动指向北西的正向剪切滑移组构叠加改造。或上盘薄层碳酸盐岩呈不对称透镜体。
茂汶断裂带为龙门山的后山断裂带,是松潘—甘孜褶皱带与龙门山冲断带的分界断裂。其中段在本测区中是两个地层小区的分界断裂,断裂带以西为金川地层小区,以东为九顶山地层小区,故查明该断裂带中段在测区内的时空结构和构造特征,对恢复断层两侧地层沉积环境有重要意义。
断裂带两侧地层沉积和构造变形差异显著,在其北西侧古生代地层层序完整,志留系通化组广泛出露,三叠系西康群亦有出露,缺失三叠系以上地层,在地层分区上属于金川地层分区,地层沉积时水体较深,并且所有地层均遭受了相当强烈的变形和变质作用。其南东侧出露有元古界—古生界地层[3],主要为志留系茂县群地层,缺失志留系以上地层,上古生界与下覆震旦系或元古界地层呈逆断层接触,地层分区上属于九顶山地层小区,地层沉积于浅海或陆相环境中,变质作用较浅,但变形作用较为强烈,其中尤以不同尺度、不同形态、不同类型的褶皱及间隔性顺层剪切带最为发育。
通过调查研究基本查明了两侧地层(主要对比志留系通化组和茂县群)的物质组成和构造变形特征。茂县群岩性单调,与金川小区的通化组相比存在如下差别:①岩性组合上,通化组主要为灰色绢云母片岩、绢云石英片岩、白云石英片岩、二云石英片岩或千枚岩为主夹少量极薄层状结晶灰岩或大理岩化灰岩,其中含大量的铁白云石变斑晶;而茂县群主要为深色调的板岩类、千枚岩类夹薄至中厚层状的结晶灰岩或变质岩屑石英粉细砂岩,几乎不见或很少见有铁白云石变斑晶;②岩石色调上茂县群较通化组深,茂县群以深灰、灰黑色夹灰绿色调为主,通化组多呈灰、浅灰色调;③构造变形方面,通化组较茂县群强烈,通化组以发育顺层剪切带和石英脉为主,而茂县群以褶皱变形为主,仅局部发育间隔性顺层剪切带和石英脉;④构造置换作用通化组较茂县群强烈,通化组的原始层理全部被区域片理置换,主变形面为片、劈理面;而茂县群虽然仍发育区域劈、片理,但部分地段仍可见原始层理面。
(1)茂汶断裂带大致在雪龙包北缘—下庄—神仙水—渭门一线波状延伸,它是分划九顶山地层小区与金川地层小区的分界断裂。
(2)该断裂明显表现出韧性逆冲断层的特点,并具有多期活动特征。从断裂带中保存的构造岩特征结合区域构造分析,第一次活动可能为南东向的逆冲形成糜棱岩化类等韧性断裂构造岩;第二次可能为燕山期末至喜山期初的逆冲推覆形成碎裂岩类及逆冲推覆构造组合;第三次活动为右行走滑,形成近水平方向的线理。除此而外,印支期前还应存在一次张裂环境形成的构造形迹,但由于后期的强烈的构造改造而消失贻尽,局部地方偶见上盘下滑的正断层活动遗迹,可能为早期断裂活动的残迹。
[1]茂汶韧性断裂带(耿达-汶川段)的基本特征 林茂炳等《成都理工学院学报》1997.4.30
[2]龙门山中段推覆构造的变形特征 马永旺等 《成都理工学院学报》 2001.7.30
[3]龙门山中段推覆构造带及相关构造的演化历史和变形机制陈社发等 《地震地质》1994.1.30
[4]《四川省岩石地层》 中国地质大学出版社辜学达等 1997.2
P2[文献码]B
1000-405X(2016)-9-49-1