东昆仑东段长石山构造混杂岩带特征

杨 杰, 祁晓鹏

(中陕核工业集团地质调查院有限公司，陕西 西安 710100)

长石山蛇绿构造混杂岩带位于东昆中蛇绿构造混杂岩带东段，带内岩石构造变形异常复杂，并不同程度地发生糜棱岩化。这些卷入构造带内的地质体普遍记录了东昆仑造山带多旋回造山作用在各个阶段的构造变形特征。本文通过对长石山蛇绿构造混杂岩带地质特征、宏观和微观构造特征及变形进行分析，以期为研究东昆中构造混杂岩带的构造演化提供基础地质资料。

1 基本地质特征

长石山蛇绿构造混杂岩带位于东昆中蛇绿构造混杂岩带的东段，成北西西向延展，出露长约15 km，宽1～3 km，呈西宽东窄楔形展布(图1)。北界与早古生代纳赤台岩群呈断层接触，南界多与印支晚期正长花岗岩呈侵入接触，局部与加里东花岗岩、中元古代纳赤台岩群呈断层接触。长石山蛇绿构造混杂岩带主要由基质和混杂岩块组成，基质主要为钙质糜棱岩、钙质千糜岩等，原岩为复理石—火山岩建造，基质内混杂有早古生代洋壳型岩块(蛇纹岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩、含泥碳硅质岩)、白云岩岩块、灰岩岩块、碎屑岩岩块等，基质与岩块之间均为断层接触，接触面局部可见擦痕[1]。长石山地区构造混杂岩带的基质和混杂岩块按照岩石成因和形成环境类型等大致可以划分为基质、碳酸盐岩岩块(灰岩和白云岩)、碎屑岩岩块、洋壳型混杂岩块。

图1 长石山地区地质简图1—第四系；2—早三叠世洪水川组；3—下石炭统哈拉郭勒组第二段；4—下古生界纳赤台岩群；5—下泥盆统契盖苏组； 6—中元古界苦海岩群；7—下元古界白沙河岩组；8—中三叠世正长花岗岩；9—早三叠世二长花岗岩；10—中志留世二长花岗岩； 11—中志留世花岗闪长岩；12—中志留世英云闪长岩；13—中奥陶世花岗闪长岩；14—中奥陶世角闪闪长岩；15—灰岩岩块；16—白云岩岩块；17—硅质岩岩块；18—砾岩岩块；19—变石英砂岩岩块；20—玄武岩岩块；21—辉长岩岩块；22—辉绿岩岩块；23—蛇纹岩岩块；24—千糜岩

1.1 基质岩系特征

长石山蛇绿构造混杂岩带的基质岩系主要为一套强韧性变形的岩石，以千糜岩和糜棱岩为主，岩性包括含砾硅质绢云千糜岩、安山质千糜岩、绢云母千糜岩、灰岩质糜棱岩、钙硅质糜棱岩、糜棱岩化白云石化细晶灰岩、白云岩质糜棱化砾岩等，岩石都具有明显的韧性变形特征，发育糜棱面理和旋转碎斑等。除以上强变形岩石外，基质中还有少量含石英条带绢云母板岩。

1.2 混杂岩块特征

长石山蛇绿构造混杂岩带内的混杂岩块大体上可以分为碳酸盐岩岩块、碎屑岩岩块以及洋壳型岩块。与混杂岩带的基质相比，混杂岩块没有变形或变形较弱。各类型岩块的特征如下：

(1)碳酸盐岩岩块。长石山混杂岩带中碳酸盐岩岩块主要分布于混杂岩带北部，可以分为灰岩岩块和白云岩岩块，岩块无变形，分布于基质中。灰岩基本都为粉晶灰岩，呈浅灰—深灰色，具粉晶结构，层状—条纹状构造，岩石没有变形，基本都由碳酸盐组成，以方解石为主，粒径为0.02～0.05 mm，占比在90%(体积分数)以上。白云石含量较低，粒径在0.05～0.5 mm不等；局部还可见灰岩中发育硅质条带。白云岩呈灰色，基本都为细晶结构，层状—块状构造，主要由白云石组成，占比在95%(体积分数)以上。白云石呈不规则粒状、半自形菱面体状，粒径大小为0.06～0.25 mm，均匀分布，岩石无任何变形，仅发育很少的次生方解石、碳质细脉，局部具有硅化的特征。

(2)碎屑岩岩块。主要为石英杂砂岩、变中细粒杂砂岩、变中粗粒杂砂岩、含砾中粗粒杂砂岩等，岩石大多发生蚀变，但没有变形或变形较弱。

(3)洋壳型岩块。长石山构造混杂岩带中分布有一套早古生代洋壳型岩块——长石山蛇绿岩。该蛇绿岩在长石山地区呈北西西向展布，岩性组合为蛇纹岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩以及碳硅质岩，受构造肢解，各组分之间不连续出露，与围岩均为断层接触。

混杂岩带中的混杂岩块除以上主要类型外，还有少量规模较小的侵入岩岩块，如片麻状角闪英云闪长岩、蚀变细粒闪长岩岩块等。各岩石类型均发生不同程度的变质变形。

2 宏观构造特征

长石山构造混杂岩带的基质中可见各种韧性剪切构造，基质与岩块之间均为断层接触，接触面局部可见擦痕。在剖面(图2)上可以看出，混杂岩带的岩石大多经历了多期次的构造叠加，主要的构造变形形迹有：初始构造面理(主要为糜棱面理和片理)；以初始构造面理为变形面发育的韧性、脆韧性构造变形组合(旋转的碎斑及透镜体、不协调褶皱、拉伸线理等)；晚期的脆性、韧脆性构造(脆性断层、牵引褶皱等)。

图2 长石山构造混杂岩带构造剖面图1—碳硅质岩；2—白云岩；3—碎裂岩化白云岩；4—石英杂砂岩；5—砾岩；6—含砾钙质千糜岩；7—含砾硅质千糜岩；8—枕状玄武岩；9—玄武岩；10—辉绿岩；11—辉长岩；12—蛇纹岩；13—角闪黑云石英闪长岩；14—产状；15—逆断层

2.1 初始构造面理特征

长石山蛇绿构造混杂岩带中各种千糜岩、糜棱岩、片理化岩石所发育的糜棱面理及片理由于后期构造作用的改造使得其产状不一，局部地方甚至发育有向西倾或东倾的糜棱面理和片理构造面理，优势产状为15°∠62°。这些早期的构造面理大多被后期的构造作用改造，被改造后的构造面理形成各具特色的变形形迹。

2.2 韧性、脆韧性构造变形特征

长石山蛇绿构造混杂岩带中可见到韧性、脆韧性构造组合有旋转透镜体、拉伸线理和不协调褶皱等。旋转的透镜体在千糜岩和糜棱岩中都可见到，千糜岩和糜棱岩中的透镜体主要表现为由于成分分异而形成的浅色条带透镜化并旋转，透镜体主要呈“σ”形，大小为1～10 cm，其拖尾指示既有受左行剪切控制的旋转透镜体，也有受右行剪切控制的旋转透镜体。旋转透镜体在白云岩中亦可见到，白云岩中的灰岩夹层由于逆冲剪切作用发生透镜化并发生旋转，旋转透镜体具有由北向南逆冲剪切的特征。

不协调褶皱在混杂岩带发育比较广泛，在白云岩、千糜岩、糜棱岩以及岩体边缘等均有发育。所发育的不协调褶皱根据其枢纽产状可以将其分为三组：第一组枢纽缓倾，不对称的两翼指示了剖面上由北向南的逆冲；第二组枢纽缓倾，不对称的两翼指示了平面上主要受左行剪切作用的控制；第三组枢纽陡立，不对称的两翼指示了平面上主要受右行剪切作用的控制。

长石山混杂岩带所发育的脆性、韧脆性构造变形形迹主要有脆性断层和节理。混杂岩带中脆性断层极其发育，各地质体之间大多为断层接触，部分断层面可见擦痕和碳化现象，擦痕指示断层为逆冲断层，断层两侧岩石较破碎。岩石中节理也较发育，部分露头发育两期节理，后期节理明显截切早期节理，节理缝已被后期浅色矿物充填。

3 显微构造特征及石英c轴组构分析

通过对长石山构造混杂岩带内及其两侧变形地质体采集定向薄片8件，运用费氏台对岩石薄片中石英c轴组构进行测试，并分别对石英、长石和云母等矿物的变形特征进行详细研究。研究结果显示，石英c轴组构极密，显示既有左行剪切，又有右行剪切，以左行剪切为主，部分样品可见左行剪切和右行剪切的叠加。镜下也可见左行剪切和右行剪切的特征，混杂岩带内及两侧普遍发育受控于左行剪切和右行剪切作用的旋转透镜体、旋转碎斑系及不对称褶皱，由此可以确定长石山构造混杂岩带是多期(次)韧性剪切构造运动叠加的产物，早期表现了右行逆冲的特征，晚期表现为左行走滑性质，很可能两期变形为一连续的过程。根据石英c轴组构和矿物(长石、石英)的显微构造变形特征，结合前人研究成果，可以大致推断东昆中构造混杂岩带变形温度为380～650 ℃，形成环境大致为中—高绿片岩相到低角闪岩相[2]。

4 讨论

通过对混杂岩带宏观及微观构造变形分析，长石山构造混杂岩带内韧性剪切变形具有两期韧性剪切作用叠加的特征[3]，早期表现了右行逆冲的特征，第二期表现为左行走滑性质，很可能两期变形为一连续的过程。结合混杂岩带区域地质特征、构造演化分析，长石山蛇绿岩形成时期为早寒武世；晚奥陶世—早志留世为弧陆俯冲阶段，该阶段形成混杂岩带内早期右行逆冲韧性剪切变形特征；而中志留—晚志留世为碰撞阶段，该阶段为碰撞体制下发育左行走滑剪切变形以及紧闭褶皱等变形构造。