川西地区甲基卡穹隆的构造变形特征

武文辉，詹涵钰，秦宇龙，李 峥，徐云峰，申 伟

(1.稀有稀土战略资源评价与利用四川省重点实验室，四川 成都 610081； 2.四川省地质调查院，四川 成都 610081;3.四川省地矿局113地质队，四川 泸州 646000)

甲基卡穹隆位于我国西南素有“中国地质百慕大”之称的松潘-甘孜造山带内[1]，该穹隆因其丰富的伟晶岩型稀有金属资源而闻名。多年来，许多学者对该穹隆进行了研究。许志琴等对穹隆的形成进行了研究，认为其属于造山后期的热隆伸展构造[1]；侯立玮根据穹隆的结构特征及形成机制，将该穹隆概括为岩浆核杂岩[2]；唐国凡等根据岩石化学资料解释了岩浆成因[3]；侯立玮、付小方等对该穹隆的时空分布及控矿特征进行了研究[4]；王登红等对该穹隆的二云母花岗岩及伟晶岩的成矿年代进行研究，认为该穹隆的二云母花岗岩形成于印支晚期，伟晶岩形成于燕山早期[5]；李健康等对该穹隆的成矿流体来源做了进一步的研究，认为成矿流体主要来源于花岗岩浆的结晶分异[6]。然而，前人对于该穹隆的结构及其构造变形特征并未进行系统研究，制约了对甲基卡穹隆构造变形样式的理解。本文在前人的研究基础之上，通过详细的野外调查与室内综合分析，对甲基卡地区穹隆的构造变形特征进行研究，有助于进一步了解穹隆的形成过程，对于进一步分析甲基卡穹隆与成矿作用的关系具有重要的理论指导意义。

1 区域地质概况

1.1 地层

甲基卡穹隆位于四川省西部道孚、康定与雅江三县交界处，该区域出露的地层主要为三叠系西康群、岩性以碎屑岩为主体的一套浊积岩复理石建造[7-8]，具体又可划分为侏倭组、新都桥组。其中，侏倭组地层经穹隆的热接触作用变质为堇青石-十字石-红柱石二云母石英片岩和堇青石-十字石-红柱石二云母片岩，其原岩为细砂岩与灰黑色粉砂质、炭质板岩组成的砂板岩互层，俗称斑马纹。新都桥组主要以粉砂质板岩和绢云母板岩为主，夹有少量砂岩条带，局部变质为十字石-红柱石二云母片岩。

1.2 岩浆岩

甲基卡穹隆由于地壳抬升剥蚀程度较浅，地表未能出露穹隆体常见的三层构造带，仅见有滑脱带构造特征。穹隆内部仅有一处印支晚期岩体出露，岩体内部暗色矿物含量约1%～3%，黑云母与白云母含量比约1∶5，定名为二云母花岗岩，又名“马颈子”岩体，出露面积约为5.3km2。根据前人研究成果，该岩体为高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩，富含稀有金属元素Li、Be等，其深部隐伏岩体规模约30km2，岩体外围变质带呈环形分布[10]。

1.3 构造背景

甲基卡穹隆所处的松潘-甘孜造山带是介于扬子板块、劳亚板块与昌都-羌塘板块之间的一个倒三角形构造带[9]，在经历大规模滑脱-逆冲收缩事件后，形成的叠置岩片增加了大陆岩石圈厚度，导致局部地壳重熔及岩浆侵位，并在该造山带中间部位的雅江被动大陆边缘中央褶皱-推覆带内，形成岩浆穹状变质体群[2，4]。甲基卡穹隆正位于雅江弧形构造带东南端的穹隆变质体群内(图1)，该穹隆以南构造线呈东西向展布，穹隆以东构造线呈南北向展布，总体向东南方向凸出，穹隆受到印支期、燕山期和喜山期造山运动以及岩浆底辟作用的影响，形成了复杂的构造变形特征。

2 构造变形特征

川西地区存在着十几个不同大小的穹状变质地体[11]，侯立玮、许志琴等人按照穹隆的结构特征及其成因，大致将这些穹隆体划分为4种类型：变质核杂岩、岩浆核杂岩、片麻岩穹隆和构造穹隆[1-2]。

图1 甲基卡地区地质构造略图(据许志琴等，1992修改)

Fig.1 Sketch to show the distribution of geological structures in the Jiajika dome (modified from Xu Zhiqin et al., 1992)

图2 甲基卡地区构造纲要图

Fig.2 Tectonic outline map of the Jiajika dome

由于甲基卡穹隆剥蚀较浅，无变质核杂岩出露，且未能观察到伸展拆离构造现象或地层缺失，其形成机制主要为二云母花岗岩底辟侵位所致，在地表形成了较大范围的热接触变质相带，为此，本文沿用前人提法，暂将其称之为岩浆核杂岩穹隆体。

甲基卡穹隆总体呈椭圆状展布，北东-南西长约18.5km，东西宽约13km。穹隆内部面理及线理发育，面理总体呈同心圆状向外倾，倾角由穹隆中心向外而逐渐变陡，最终恢复成地层产状(图2)。根据穹隆的地层特征、特征变质矿物特征及构造变形特征，可以将其划分为顶部、翼部和外围3个区带。

2.1 穹隆顶部构造特征

甲基卡穹隆顶部构造特征最为丰富，岩性为侏倭组细砂岩及砂板岩互层，经热接触变质作用变为石英片岩和变质砂岩，特征变质矿物包括堇青石、十字石、红柱石以及黑云母。穹隆顶部片理总体产状较为平缓，倾角约7°～ 18°，倾伏方向背离穹隆中心。据实测剖面的地层产状分析，穹隆总体为复式背斜构造，顶部侏倭组地层内部发育有2个次级背斜，面理产状比穹隆顶部总体产状稍陡，其背斜两翼产状分别为348°∠41°、160°∠51°和47°∠50°、151°∠13°(图3)。

穹隆顶部发育“A”型等斜平卧褶皱，褶皱枢纽平行于滑脱方向，片理面上可见由热接触变质矿物形成的平行于枢纽的拉伸线理，褶皱转折端呈圆柱状。由于褶皱两翼翼间角较小，该类褶皱不易识别，平面上表现为平缓面理(图4a)。在穹隆顶部还可观察到早期充填在轴面劈理中的石英脉体重褶而成肠状，脉体形态表现为转折端增厚、翼部拉伸减薄的特征(图4b)和上下挤压、横向伸展的特征。根据显微构造特征分析结果显示，穹隆顶部主要发育对称型压力影，压力影核部主要为十字石或石榴石，阴影部分主要由黑云母、绢云母及石英组成(图4c)。

图3 甲基卡变质相带剖面图

Fig.3 Profile through the metamorphic facies zone of the Jiajika dome

图4 甲基卡穹隆顶部构造特征

a.“A” 型等斜平卧褶皱；b.肠状石英脉体；c.铁铝榴石对称压力影；Alm.铁铝榴石；Qtz.石英；Ser.绢云母

Fig.4 Structural deformation in the uppermost part of the Jiajika dome

由穹隆顶部到翼部过渡带中，特征变质矿物呈现出由十字石带到红柱石带再到石榴石带的变化特征，堇青石带的分布则与伟晶岩脉的展布特征有关，压力影及变质矿物旋斑逐渐变为不对称型，旋斑主要为红柱石不对称旋斑，显示为顺面理的正向剪切，代表了成穹期的主要变形构造。此外，在穹隆北翼的过渡地带还发现有一朝SSW方向的压扭性韧脆性剪切带，带内岩石破碎呈错开状和糜棱状，剪切带切割了成穹期形成的主期面理(图5)，推测其形成于穹隆之后，主应力方向为南北向；该剪切带后期又被一产状为0°∠80°的节理切割，反映了后期主应力方向近东西向特征。此外，在穹隆北部过渡带边缘发育有一断层，断层产状170°∠67，北盘地层产状348°∠41°、南盘地层产状8°∠20°。断层附近岩石破碎，两侧地层界线明显错位，北盘向东位移、南盘往西滑动。断层附近节理发育，节理产状为157°∠77°和15°∠70°，以前一组节理产状为主，其力学性质及运动特征符合主应力为东西向的特征。

图5 a.韧-脆性剪切带照片;b.韧-脆性剪切带素描图

Fig 5 Photo (a) and sketch (b) of the ductile-brittle shear zone on the northern limb of the Jiajika dome

2.2 穹隆翼部构造特征

穹隆翼部主要为新都桥组一段地层，岩性为红柱石片岩、黑云母板岩及绢云母板岩，总体倾向背离穹隆中心向外，倾角31°～60°，产状明显变陡。红柱石表现为两期生成特点，早期红柱石成长方柱状，内部含碳质包裹体，呈错断状分布；晚期红柱石切割早期红柱石，呈拉长状或透镜状，局部见有残缕结构，残缕物多为十字石，两期红柱石呈一定角度相交(图6a)。面理上发育两期皱纹线理，复平后，线理夹角近似垂直呈东西、南北向展布，其中南北向线理明显切割东西向线理，与热隆有关的变质矿物拉伸线理切割以上两期线理，推测热隆作用发生晚于以上两期线理(图6b)。在穹隆顶部仅见有一期线理，垂直于X轴截面上见有清晰的小型尖棱斜歪褶皱及倒转褶皱，轴面倾向北西西，倾角40°～50°，枢纽近南北向展布，平行于矿物拉伸线理方向，热隆片理切割早期轴面劈理，推测在岩浆底辟成穹作用前已有褶皱运动的存在(图6c)。

图6 甲基卡穹隆翼部构造特征

a.两期红柱石；b.两期皱纹线理；c.轴面劈理

Fig.6 Structural deformation on the limbs of the Jiajika dome

2.3 穹隆外围构造特征

穹隆外围地层为上三叠统新都桥组二段地层，岩性为粉砂质板岩夹砂岩、绢云母板岩及砂板岩互层，地层产状较陡，倾角55°～78°。在穹隆北侧地层内部发育有直立紧闭褶皱以及倒转褶皱，倒转翼地层可见层劈不一致现象，根据层劈关系可判断该处地层倒转(图7)，且层间有滑动，砂岩条带多数呈条带状或透镜状，褶皱转折端轴面向北西倾伏。此外，在穹隆西侧还发现有褶皱叠加现象，野外露头可见蘑菇状等轴褶皱，其叠加类型属于Ramsay 1型穹隆-盆地形式[10]，为两期直立褶皱大角度相交或直交的构造叠加现象。

图7 地层倒转现象

Fig.7 Overturned strata

3 讨论与结论

(1)甲基卡穹隆为一总体呈同心圆状向外倾的复式背斜，核部地层较为平缓，由穹隆中心向外，地层倾角逐渐变大。叠置于区域低绿片岩相之上的热接触变质矿物由穹隆顶部到边部依次可分为堇青石带、十字石带、红柱石带、石榴石、黑云母带，局部可能出现“跳带”现象，部分特征变质矿物呈现出不同期次生成的特征。

(2)穹隆顶部发育A型等斜平卧褶皱，对称压力影和肠状石英脉的存在说明顶部处于上下挤压应力作用环境，属岩浆底辟侵位产物；穹隆翼部的变质矿物多被拉伸旋转，表现为向穹隆四周的正剪切滑动特征；外围地层受穹隆作用影响小，产状较陡，发育有直立紧闭褶皱及倒转褶皱，砂岩条带多呈断续状或透镜状，存在层间滑动现象。穹隆-盆地型式的褶皱叠加现象说明该区域至少经历了两组近垂直方向的应力，体现了西康群地层构造特征。

(3)甲基卡穹隆形成与演化经历了多期次构造变形的影响，多期次的轴劈理表明岩浆底辟成穹之前，甲基卡地区先后经历了近南北向和东西向的挤压作用，至少形成了一轴向近南北向的背斜构造，穹隆顶部的复式背斜可能也在该时期形成。由于构造作用增加了岩石圈厚度，最终导致地壳重熔，在造山后期热伸展阶段花岗岩浆上涌，早期形成的构造虚脱部位可能为岩浆岩或含矿脉体提供空间，该穹隆的形成受构造作用与岩浆作用的共同影响。岩浆成穹期的透入性面理构造完全置换了前期形成的轴面劈理，不同期次的变质矿物分别为岩浆侵入和成穹期的产物；成穹之后主要经历了两期构造变形影响，早期主应力为南北向，在穹隆北侧发现的脆韧性-压扭性剪切带为该应力作用产物；晚期又经历了东西向的挤压应力，在穹隆顶部形成了走向近东西向的节理及断层。

致谢 本文资料来源于集体工作成果，野外工作中得到中国地质调查局成都地质调查中心齐先茂研究员、尹福光研究员，中国地质科学院成都综合研究所熊述清教授级高工、张贻教授级高工，四川省地质调查院赵春高工、王全伟教授级高工、阚泽忠教授级高工等人的指导和帮助，在此一并向他们表示由衷的感谢。

参考文献:

[1] 许志琴,侯立玮,王宗秀等.中国松潘-孜造山带的造山过程[M].北京:地质出版社, 1992.

[2] 侯立玮.扬子克拉通西缘弯状变形变质体的类型与成因[J].四川地质学报,1996,16(1):6-11.

[3] 唐国凡,吴盛先.四川省康定县甲基卡花岗伟晶岩锂矿床地质研究报告[R].1984.

[4] 侯立玮, 付小方, 等.松潘-甘孜造山带东缘穹隆状变质地质体[M].成都:四川大学出版社, 2002.

[5] 王登红,李健, 付小方, 等.四川甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床的成矿时代及其意义[J].地球化学,2005, 34(6):54-546.

[6] 李健康,王登红, 等.四川甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床成矿流体来源研究[J].岩石矿物学杂志,2006,25(1):45-52.

[7] 曾宜君, 黄思静, 阚泽忠,等.四川西部三叠系西康群地球化学特征与大地构造背景[J]. 沉积与特提斯地质, 2006, 26(1):22-29.

[8] 李凤杰, 郑荣才, 周小进,等.中国南方晚古生代构造演化与盆地原型[J]. 沉积与特提斯地质, 2009, 29(2):93-99.

[9] 杨宗让.川西松潘一甘孜弧前盆地的形成及演化[J].沉积与特提斯地质,2002,22(3):53-58.

[10] 付小方,袁蔺平, 等.四川甲基卡矿田新三号稀有金属矿脉的成矿特征与勘查模型[J].矿床地质,2015,34(6):1172-1186.

[11] 游振东,程素华,赖兴运.四川丹巴穹状变质地体[J].地学前缘,2006,13(4):143-159.

[12] 朱志澄,曾佐勋,樊光明，等.构造地质学[M].武汉:中国地质大学出版社,2008.