杨启安
(青海省第五地质矿产勘查院,青海 西宁 810099)
研究区位于青海南山东段,区内断裂构造广泛发育,本次研究的赛日钦逆冲推覆构造是东巴地区1∶5万矿调项目工作中新发现的构造样式,调查区内仅出露一部分。
笔者通过近几年在该地区的找矿工作,以野外露头、实测地质剖面和镜下观察为基础,较为系统地研究了赛日钦逆冲推覆构造的特征,并初步推测其生成演化过程,为认识该区在印支期的陆内变形与造山运动机制提供重要的基础地质资料。
研究区大地构造(图1)位于宗务隆山—青海南山晚古生代—早中生代裂陷槽(Ⅰ6),北部为南祁连陆块(Ⅰ6),西临欧龙布鲁克微陆块(Ⅰ7)及柴达木陆块(Ⅰ9)。青海南山隐伏断裂南部,西部为热水—哇洪山断裂[1-2]。北部(推覆体)为古元古代化隆岩群大理岩、变粒岩、片岩、片麻岩等变质岩地层,南部(岩席)则为早三叠世隆务河组砂岩、板岩等复理石建造的碎屑岩[3]。
研究区内侵入岩较为发育,多数呈岩株状产出,主要为兴凯期片麻状花岗闪长岩,加里东期石英闪长岩、英云闪长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩,这两期侵入体主要为无根推覆体形式出露于研究区;印支期为石英二长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩及正长花岗岩岩石组合。
1 第四系;2 新近系;3 三叠系;4 二叠系;5 古元古界;6 早三叠世花岗岩;7 晚二叠世花岗岩;8 晚奥陶世花岗岩;9 新元古代花岗岩;10 地质界线;11 超动侵入界限;12 不整合界线;13 断层;14 隐伏断裂;15 新元古代—早古生代缝合带单向俯冲方向;16新元古代—早古生代缝合带双向俯冲方向;17 晚古生代—早中生代缝合带俯冲方向;18北祁连新元古代—早古生代缝合带;19中祁连陆块;20疏勒南山—拉鸡山早古生代缝合带;21南祁连陆块;22宗务隆山—青海南山晚古生代—早中生代裂陷槽;23欧龙布鲁克陆块;24赛什腾—锡铁山—哇洪山新元古代—早古生代缝合带;25柴达木陆块;26祁漫塔格—都兰新元古代—早古生代缝合带;27东昆中陆块
图1青海南山赛日钦地区构造略图
研究区内断裂构造普遍发育,断层性质主要以逆冲断层为主,走滑断层和张性正断层次之。走向以北西西向为主,北东东向次之,少量近东西向及近南北向,以北西西向和北东东向断裂构造为主,多为逆冲断层,少量为走滑断层。
该推覆体在研究区内西起沟后水库以北的夏拉塘地区,东至扣德涌,南部哈夏以北[3],东西长23.3 km,南北宽度大于8.00 km,面积约133.2 km2,平面形态呈近南北向的倒三角式。
赛日钦逆冲推覆构造由一系列规模不等,且近于平行的逆冲断层组成。根据各逆冲断层的发育特征、构造组合、岩石的变质变形强度特征,由NE向SW划分为中部带、前锋带及前陆带,根带由于北部倒淌河流域的第四系覆盖,位置及出露情况不明(图2)。
图2 赛日钦逆冲推覆构造综合剖面图
2.1.1 中部带特征
赛日钦逆冲推覆构造的中部带分布在赛日钦山麓以北,青海南山隐伏断裂以南。总体走向为100(°)~120(°),长约15~20 km,宽约6~8 km。出露岩性为古元古代化隆岩群二至三段的变粒岩组、片岩及片麻岩组合。该带中断裂构造少量发育,岩石变质变形程度一般,少量露头中发育的褶皱、石香肠等次生构造被被错断和碎裂岩化。
2.1.2 前锋带特征
赛日钦逆冲推覆构造的前锋带分布于赛日钦山麓以南,空间上显示向南凸起的微弧形。断裂构造极为发育,平面上近于平行排列且密集,均为北倾逆断层(图3)。前锋带岩石成分主要是古元古代化隆岩群一至二段的大理岩组及变粒岩组,以及加里东期侵入的各类岩株状花岗岩。以出现叠瓦状逆冲断层为特征,岩石破碎且发生强烈变形,多数断层面上发育磨擦镜面、阶步、擦痕线理及节理等(图4a),节理通常切割擦痕线理。逆冲断层面多倾向NNE,倾角变化较大,32(°)~75(°),擦痕线理倾角普遍较小。断层带内发育构造角砾岩及构造透镜体(图4b)、劈理化带(图4c)、片理化带和断层泥(图4d),局部破碎带中可见以构造角砾岩或透镜体形式出露的碳酸盐岩(图4e),构造片岩(图4f)也普遍发育。断层位移在走向上具有明显差异。与主冲断层伴生的分支断层,一般在各主干断层的前缘比较密集而且数目不等,近地表倾角较陡,向下逐渐趋平,并收敛于主冲断层构成的叠瓦状组合之中。
图3 逆冲推覆构造前锋带
2.1.3 前陆带特征
赛日钦逆冲推覆构造前陆带分布于敦格尔陇哇断裂以南(图2),于前锋带下部紧靠延伸,是原地隆务河组地层,南部第四系覆盖。该带露头较好,局部可见开口较大的向型构造发育(图5),明显呈北翼陡,南翼缓的特点,北翼倾角30(°)~50(°),南翼倾角10(°)~20(°)。轴向为350(°)~12(°)之间,与前陆带的延伸方向及前锋带推覆方向一致。该地区小型的向斜构造与推覆体东部多隆沟地区隆务河组地层中填绘的大型向斜构造一致,是由推覆构造向下盘逆冲挤压形成的,特点为北翼岩石极为破碎,发育大量构造片岩及断层泥等,明显北翼受逆冲挤压力较大,南翼岩石虽然破碎,但较为完整,仅以较强的碎裂岩化为特征。
根据Elliott的“弓箭”法则[4],最大位移方向为195(°)~200(°)之间。根据上述2个逆冲推覆构造分带中断面上擦痕和紧闭同斜褶皱、倒转平卧褶皱、劈理、主逆冲断层等总体结构样式分析,逆冲推覆构造是由NE向SW方向推覆的。
赛日钦逆冲推覆构造带中各逆冲断层面产状基本相近,并具有脆性挤压的特征,结合构造变质变形特征、两侧地层分布状况等分析认为,该逆冲断层属犁式单冲式叠瓦状逆冲推覆构造型式。
a 镜面、擦痕和阶步;b 构造角砾岩及透镜体; c 劈理化带;d 片理化带及断层泥;e 碳酸盐岩构造透镜体;f 构造片岩
图5 前陆带构造变形
断层带及断层两盘发育大量对运动方向具指示性的构造透镜及不对称的流动构造,在推覆滑动的过程中既产生新的断层、褶皱,也会改造之前形成的断层、褶皱的产状。野外观测倾向主要为NNE方向,逆冲断层的优势产状为 12(°)∠32(°)、2(°)∠38(°)、353(°)∠38(°)和340(°)∠40(°)等,构造透镜体、不对称褶皱等表明:断层总是在构造运移方向上切层爬升,低位逆断层控制高位逆断层的前缘,推覆体前缘的变质、变形主要以脆性断裂为主,伴有一定低温环境下的韧性变形,低位逆断层生成时限上晚于高位逆断层。总体断层上盘推覆体具有向南西滑移的特点。因此,赛日钦逆冲推覆构造的扩展方式为前展式。
根据前人资料[2-3,5]青海南山断裂作为南祁连陆块与宗务隆山—青海南山晚古生代—早中生代裂陷槽的界限,结合青海南山断裂与赛日钦逆冲推覆体构造前锋带的水平距离与总体推覆方向,得到推覆距离在8~10 km左右。但从空间分布来看赛日钦推覆体应该来自倒淌河滩以北的山区,因此实际推覆距离远大于10 m。
从本次研究的成果来看,赛日钦逆冲推覆体内存在已经变形变质分异的兴凯期及未变形变质加里东期中酸性岩浆岩。其中未变质变形的加里东期无根侵入岩体U-Pb年龄为443.6~447.2 Ma[1],时代为晚奥陶世,岩体中逆冲推覆构造发育,岩体被错断破碎明显。从推覆体中侵入岩的形成时代来看,推覆构造作用应晚于晚奥陶世。在逆冲推覆构造南部的吾口地区早二叠世甘家组地层中发现了具有俯冲环境下的构造岩浆作用产物[1,6],测得锆石U-Pb同位素年龄为253.8 Ma,时代为晚二叠世。推覆体下盘的隆务河组地层中发现一与俯冲环境下的挤压地球动力学背景有关的石英闪长岩岩株,测得锆石244.2 Ma,时代为早三叠世[6],岩体的侵入形态受北部推覆构造控制明显,未侵入上盘推覆体中,同时岩体较为完整,未被断层所切割破碎,因此推覆构造作用早于早三叠世。故初步推测赛日钦逆冲推覆构造形成晚二叠世末期—早三叠世早期之间。
前人研究表明[6-12],南部阿尼玛卿洋盆向北俯冲于晚古生代结束,宗务隆—青海南山裂陷槽也随之闭合,进入伸展环境下的陆内碰撞造山作用,吾口地区侵入岩体的形成是佐证,同时该构造运动也使区内地层大量缺失;到中生代早期宗务隆—青海南山裂陷槽闭合后,位于中祁连陆块的拉脊山造山带进入抬升阶段,使南祁连陆块向南俯冲,推动位于南祁连陆块中的古元古代化隆岩群地层向南推覆至青海南山中生代隆务河组地层之上,这一理论依据是东巴1∶5万矿调倒淌河幅地质成果,在多隆沟至青海南山分布的隆务河组地层中通过野外调查发现一个总体呈北东倾,倾角南部缓北部陡的向斜构造,这一地质现象为南祁连陆块向南俯冲提供了直接的地质依据。青海南山赛日钦推覆体初步认为是上述构造演化的产物。
青海南山赛日钦逆冲推覆体是本次工作在青海南山地区新发现的构造类型,对于分析研究该地区构造演化提供可靠的地质依据。由于北部第四系覆盖影响,本次工作未观察到该推覆构造的根部带,中部带位于青海南山山麓北坡,前锋带为敦格尔陇哇断裂以北的大量叠瓦状逆冲断层带,前缘带为发育构造片理、糜棱岩化等构造岩系的隆务河组地层。通过对比分析区内各侵入岩体的形成时代、出露位置及分布形态等特征,认为该推覆体形成于晚二叠世末期至早三叠世早期,是宗务隆—青海南山裂陷槽闭合后,南祁连陆块向南俯冲时的构造运动的产物。
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