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  • 亚干变质核杂岩构造演化刍议

    时间:2022-12-23 13:45:07 来源:正远范文网 本文已影响 正远范文网手机站

    zoޛ)j首调研及野外实地调研,认为亚干变质核杂岩是重力滑动与区域下冲机制共同作用的结果,且变质核杂岩的拆离断层是两期构造运动的产物。

    关键词:变质核杂岩 构造演化 形成机制

    1、区域概况

    亚干变质核杂岩大地构造位置属于华北地块、塔里木地块和西伯利亚地块三大构造单元的构造结合部,位于兴蒙褶皱系的中蒙边界区晚古生代拉张型过渡壳区褶皱带内(图1,据郑亚东)。地理位置处于内蒙古阿拉善盟西部中蒙边境南侧,出露面积约1000km2。

    2、变质核杂岩特征

    变质核杂岩是大陆高应变伸展环境中发育的一套独特岩石单位的组合。该组合具有3个不可缺少的构造要素[1]:(1)倾角较缓的、具有大规模位移的主拆离断层;(2)与断层相关的糜棱片岩和片麻岩下盘和可能出露更深层次的非糜棱状结晶岩;(3)上盘—含多世代正断层的上地壳基底岩和/或表壳岩层。所有变质核杂岩是沿地壳深部(大于10-15km)大型拆离断层大规模地壳伸展和地壳切除(缺失)的产物,其实质就是大规模地壳伸展和地壳沿主拆离断层切除(缺失)的结果,这种切除作用是确定穹形隆起的构造杂岩是否为变质核杂岩必要的地质和几何先决条件!

    3、亚干变质核杂岩相关构造的方向及形成时间

    3.1 推覆构造的方向和时限

    燕山期该区的推覆方向不同的学者观点一致,都认为推覆体是由北往南进行的。关于推覆时间,宁夏地矿局区调二分队在推覆体之下最年轻的地层中发现了Mongolianella化石,故将该地层厘定为中下侏罗统(1982,哈日奥日布格幅)。左国朝等在研究区内的推覆体时在其下的最新地层中发现了Neocalamifes sp.和Anomozamites sp.植物化石,重新将地层厘定为中侏罗统,故推覆开始的时间应该为中侏罗世之后。王鸿祯在研究推覆体时,认为推覆体被晚侏罗世粗碎屑岩的磨拉石不整合所覆盖, 所以将推覆体形成时间界定于中侏罗世之后、晚侏罗世之前。对于这一形成时间值得商榷,因为该地层中没有测年数据,也未见到化石产出,而根据近期对原来所谓的晚侏罗地层的重新厘定,认为其时代应属于早白垩,故推覆体的时代界定为中侏罗-早白垩较为合理。

    3.2 伸展构造的方向和时限

    由于亚干核杂岩从核部到边部拆离带发育大量的剪切指向标志,为研究伸展构造的方向提供了大量的证据,因此关于伸展构造的方向不同学者的观点一致,拆离带中发育的的S-C组构、不对称眼球及旋转碎斑、不对称褶皱等指向构造一致指示顶部向南南东韧性伸展剪切,并不受面理产状变化的影响。

    关于伸展构造的起始时间,通过对同构造早期糜棱状花岗岩体的同位素测年,获得了228±7Ma的锆石U-Pb年龄[2],并以此作为伸展构造的起始时间问题不大。通过对同构造晚期岩体进行锆石U-Pb、黑云母K-Ar测年均得到了135Ma的年龄值,并以此作为伸展构造终止时间,也没有什问题。但认为拆离带经历了228-171Ma的高温流动变形和171-135Ma的中、低温变形的连续演化的观点笔者不敢苟同。

    因为经过对推覆体的研究,认为推覆体是在中侏罗世之后(161Ma)开始发生逆冲推覆的,到早白垩世之前(100Ma)终止,如果认为伸展构造是连续演化的,那么,伸展构造在时间上就与推覆构造发生了重叠,这样的话就产生了一个问题:早期伸展构造形成的拆离断层何以切穿晚期就位的推覆体?故笔者认为,随着岩体的逐渐冷却,伸展构造在中侏罗世(161Ma)之前,拆离带的发育就趋于停止,之后,亚干地区发生大规模的推覆。大规模的推覆导致地壳增厚,再次诱发岩浆活动,从而引起了拆离断层的二次发育。由于拆离断层切穿的上盘最新岩层为早白垩世巴音戈壁组,而被上白垩统不整合覆盖[3](图2,据李天斌),所以,拆离断层的第二次发育是在巴音戈壁期之后-晚白垩世之前很短的一段时间内,研究区的伸展构造应该是两期作用叠加的结果。

    4、亚干变质核杂岩的形成机制

    国外学者在研究北美科迪勒拉变质核杂岩的形成机制时,提出了重力滑动、区域伸展、区域性下冲三种观点[4]。如果是重力滑动,摩擦阻力必须很大才可以产生糜棱岩,而太大的摩擦阻力又会不利于重力滑动继续进行。如果是区域伸展引起糜棱岩化,那么糜棱岩带与拆离断层间的界面不应象观察到的那样截然。如果是区域性下冲引起的,则线理方位应是自高点中心呈放射状排列并向外倾伏。对亚干变质核杂岩形成机制多解释为:推覆堆叠地壳增厚-造山带底部部分重熔-重力失稳引起伸展垮塌。

    但在近来的研究中,发现剪切指向既有向南、也有向北的[3],特别是在变形花岗岩中找到了典型的标志,指示向北剪切。这说明该地带叠加有顶部向北的下滑剪切,反映了核杂岩形成晚期阶段的上隆抬升导致拆离带四周下滑的运动学特点。而该特点正是区域下冲成因机制的典型特点,故亚干变质核杂岩的形成机制很可能是重力滑动与区域下冲二者共同作用的结果。

    5、亚干变质核杂岩构造演化序列

    印支期为研究区的一个重要造山时期,随着造山运动的进行,造山带底部的岩石随着压力的增大逐渐发生熔融,到中三叠世末,研究区进入造山后的伸展期,造山带上部的岩石由于岩浆作用发生重力失稳发生伸展垮塌,产生大规模的拆离断层,拆离断层发育过程中的剪切作用形成早期(228-171Ma)的糜棱岩化花岗质岩石,此时期岩石主要发生高温固态流变。

    在伸展过程中岩浆逐渐降温,黏性增强,伸展作用趋于停止。到中侏罗世末期,亚干地区大规模的推覆体开始向南推覆,到早白垩世早期(135 Ma)之前停止推覆。大规模的推覆构造再次诱发岩浆作用,从而使早期形成的拆离断层再次活化(从而沿着早期拆离断层再次发生伸展运动),此次伸展运动形成的断层切穿拆离断层上覆的地层。

    参考文献

    [1]G.A.Davis,郑亚东.变质核杂岩的定义、类型及构造背景[J].地质通报,2002

    [2]王涛, 郑亚东.中蒙边界中生代推覆-伸展递进转换及地壳尺度的切向剪切[J].地质通报,2002

    [3]李天斌.亚干变质核杂岩的地质构造特征及其演化[D].中国地质大学,2002

    [4]朱志澄.变质核杂岩和伸展构造评述[J].地质科技情报,1994

    作者简介:

    吴元伟(1987-),男,汉族,陕西咸阳人,长安大学地球科学与资源学院硕士研究生,构造地质学专业。

    曾现虎(1987-),男,汉族,山东临沂人,长安大学地球科学与资源学院硕士研究生,矿物学、岩石学、矿床学专业。

    周广法(1986-),男,汉族,山东曹县人,长安大学地球科学与资源学院硕士研究生,矿产普查与勘探专业。

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