青海牙扎康賽地區(qū)巴顏喀拉山群極低級(jí)變質(zhì)作用及構(gòu)造意義

李寧 陳永東 魏龍

摘要：本文利用伊利石結(jié)晶度指數(shù)、晶胞參數(shù)b0研究青海牙扎康賽地區(qū)巴顏喀拉山群極低級(jí)變質(zhì)作用溫度、壓力以及構(gòu)造變形、造山帶抬升對(duì)變質(zhì)作用的疊加影響。結(jié)果顯示昆侖山口-甘德斷裂北-東昆侖山脈強(qiáng)烈隆升區(qū)為低壓淺變質(zhì)-近變質(zhì)帶，屬于綠片巖相和葡萄石-綠纖石相；南部可可西里-松潘前陸盆地強(qiáng)烈褶皺區(qū)為中壓淺變質(zhì)帶，屬綠片巖相，變質(zhì)溫度均大于350℃，但斷裂南盆地區(qū)略高于斷裂北隆升區(qū)。

關(guān)鍵詞：極低級(jí)變質(zhì)作用；變質(zhì)溫度；變質(zhì)壓力

1.引言

極低級(jí)變質(zhì)作用研究是當(dāng)今地學(xué)前沿?zé)狳c(diǎn)研究問(wèn)題之一。雖然我國(guó)學(xué)者先后在右江盆地、三江盆地、湘中、可可西里-松潘盆地以及川西北壤塘等地區(qū)開(kāi)展了極低級(jí)變質(zhì)巖調(diào)查及研究工作，但總體研究程度較低，尤其在構(gòu)造變形作用、造山帶構(gòu)造抬升與極低級(jí)變質(zhì)作用的關(guān)系研究較少。當(dāng)前對(duì)極低級(jí)變質(zhì)作用的劃分一般根據(jù)標(biāo)志礦物及組合、黏土礦物成分和結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)鏡質(zhì)體反射率、流體包裹體等指標(biāo)確定。本次采用伊利石結(jié)晶度指數(shù)和晶胞參數(shù)，對(duì)青海牙扎康賽地區(qū)三疊紀(jì)巴顏喀拉山群極低級(jí)變質(zhì)作用開(kāi)展研究，并分析其構(gòu)造意義。

2.地質(zhì)背景

研究區(qū)位于東昆侖復(fù)合造山帶中段南部，地處位于青海省格爾木市牙扎康賽地區(qū)，區(qū)內(nèi)以昆侖山口-甘德斷裂為界劃分為北部南昆侖結(jié)合帶之瑪多—瑪沁增生楔，南部巴顏喀拉地塊之可可西里-松潘前陸盆地區(qū)（圖1）。測(cè)區(qū)出露三疊紀(jì)巴顏喀拉山群復(fù)理石沉積地層，巖性以淺變質(zhì)的細(xì)碎屑砂巖、板巖為主，依據(jù)砂巖與板巖的組合特點(diǎn)和相對(duì)位置，自下而上細(xì)分為昌馬河組（T1-2c）、甘德組（T2gd）、清水河組（T3q）三個(gè)巖石地層單位。區(qū)內(nèi)經(jīng)印支期、燕山期、喜馬拉雅期多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加作用影響，北西西-北西向斷裂、褶皺構(gòu)造強(qiáng)烈，褶皺核部緊閉，轉(zhuǎn)折端圓滑-尖棱。

Ⅳ秦祁昆造山系，Ⅳ-3全吉地塊，Ⅳ-6柴達(dá)木地塊，Ⅳ-8東昆侖弧盆系，Ⅳ-9南昆侖結(jié)合帶，Ⅳ-8-3北昆侖巖漿弧，Ⅳ-9-1東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶，Ⅳ-9-2木孜塔格—西大灘—布青山蛇綠混雜巖帶，Ⅳ-9-3瑪多—瑪沁增生楔，Ⅶ西藏—三江造山帶，Ⅶ-3羌塘弧盆系，Ⅶ-2三江弧盆系，Ⅶ-1巴顏喀拉地塊，Ⅶ-1-2可可西里-松潘前陸盆地，Ⅶ-2-4西金烏蘭湖—金沙江—哀牢山蛇綠混雜巖帶，Ⅶ-2-5治多—江達(dá)—維西-綠春陸緣弧帶，Ⅶ-2-6昌都—蘭坪雙向弧后前陸盆地，Ⅶ-2-7開(kāi)心嶺—雜多—景洪巖漿弧，Ⅶ-3-2羌北地塊。

3.樣品采集與測(cè)試

本次工作中在研究區(qū)不同巖石地層和構(gòu)造位置采集31件板巖樣品作X射線(xiàn)衍射分析（表1），其中昆侖山口-甘德斷層北6件，斷裂南可可西里-松潘前陸盆地區(qū)25件，分析礦物類(lèi)型為伊利石。樣品制備及分析測(cè)試工作由西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室完成，儀器選用荷蘭帕納科XPertPRO型X射線(xiàn)衍射儀，測(cè)試獲得樣品中黏土礦物伊利石結(jié)晶度指數(shù)及晶胞參數(shù)等。

4.結(jié)果與討論

4.1伊利石結(jié)晶度指數(shù)與變質(zhì)溫度

伊利石結(jié)晶度是劃分成巖-變質(zhì)變化過(guò)程的重要定量指標(biāo)之一，目前國(guó)內(nèi)外研究者一般采用Kubler（1964）年提出的以伊利石10？（10？=1nm）衍射峰的最大衍射強(qiáng)度（高度）之半高寬，表示伊利石結(jié)晶度指數(shù)（Kubler）。索書(shū)田（1998）將成巖帶、近變質(zhì)帶和淺變質(zhì)帶相當(dāng)?shù)臏囟葘?duì)應(yīng)于Kubler指數(shù)，以Kubler指數(shù)大于0.42劃分為成巖帶（溫度低于200℃）、0.42～0.25為近變質(zhì)帶（200℃～350℃）、小于0.25為淺變質(zhì)帶（大于350℃）。研究區(qū)由Kubler指數(shù)推測(cè)變質(zhì)溫度（表1），kubler指數(shù)均小于0.25，表明變質(zhì)溫度大于350℃。

比較昆侖山口-甘德斷裂南北極低級(jí)變質(zhì)溫度差異（圖2），斷裂北側(cè)變質(zhì)溫度明顯要低于斷裂南側(cè)，表明區(qū)內(nèi)極低級(jí)變質(zhì)巖不僅是埋藏變質(zhì)作用的結(jié)果，同時(shí)可能受到斷裂活動(dòng)疊加作用，而陳宣華等（2011）采用鋯石、磷灰石裂變徑跡定年和熱史模擬結(jié)果揭示東昆侖自中生代以來(lái)經(jīng)歷了多期次冷卻和隆升事件，說(shuō)明造山作用同樣影響區(qū)域變質(zhì)作用。

4.2 b0值與變質(zhì)壓力

伊利石的結(jié)構(gòu)參數(shù)b0值作為地質(zhì)形成壓力的函數(shù)，在成巖-極低級(jí)變質(zhì)作用研究中廣泛使用，是一個(gè)良好的地質(zhì)壓力計(jì)。根據(jù)伊利石b0值的大小，將壓力劃分成三個(gè)序列：b0﹤0.9000nm，為低壓相；0.9000nm﹤b0﹤0.9040nm，屬中壓相；b0﹥0.9040nm，是高壓相。

分析研究區(qū)巖石地層和構(gòu)造位置差異與b0值變化關(guān)系（表1，圖2），結(jié)果表明b0值的差異與巖石地層新老疊置關(guān)系不顯著，而與褶皺或斷裂構(gòu)造關(guān)系更明顯。昆侖山口-甘德斷裂北呈低壓相，而南部總體為中壓相，局部低壓，結(jié)果實(shí)測(cè)剖面構(gòu)造變形特征，局部低壓和中壓，多與褶皺或斷層引起的伸展或擠壓局部應(yīng)力差異有關(guān)，如褶皺核部或逆斷層下盤(pán)多為中壓，褶皺兩翼或正斷層可見(jiàn)局部低壓；研究區(qū)南可可西里-松潘前陸盆地區(qū)砂板巖地層因強(qiáng)烈褶皺，總體表現(xiàn)為中壓相。

4.3低級(jí)-極低級(jí)變質(zhì)作用及變質(zhì)相帶劃分

依據(jù)前文研究結(jié)果，結(jié)合伊利石結(jié)晶度Kubler對(duì)極低變質(zhì)相的劃分方案，以昆侖山口-甘德斷裂為界將研究區(qū)劃分為南北差異明顯的兩個(gè)極低級(jí)變質(zhì)帶，其中斷裂北為東昆侖山脈低壓淺變質(zhì)-近變質(zhì)帶，變質(zhì)溫度大于350℃，局部為200℃-350℃，屬于綠片巖相和葡萄石-綠纖石相；斷裂南為中壓淺變質(zhì)帶，變質(zhì)溫度大于350℃，屬于綠片巖相。

5.結(jié)論

①研究區(qū)昆侖山口-甘德斷裂北伊利石kulber指數(shù)0.146～0.36，b0值0.8986～0.9000，平均值0.8994，屬于低壓淺變質(zhì)-近變質(zhì)帶，具綠片巖相和葡萄石-綠纖石相特征；斷裂南kulber指數(shù)均小于0.25，b0值介于0.8992～0.9029之間，平均值0.9005，屬于中壓淺變質(zhì)帶，具綠片巖相特征。②研究區(qū)極低級(jí)變質(zhì)作用與巖石地層的新老疊置關(guān)系不大，而與構(gòu)造變形、造山帶抬升關(guān)系密切，其中北東昆侖山脈強(qiáng)烈隆升區(qū)表現(xiàn)為低壓，南部可可西里-松潘前陸盆地區(qū)因強(qiáng)烈構(gòu)造變形而表現(xiàn)為總體中壓，且斷裂南北極低級(jí)變質(zhì)作用溫度差異明顯，雖然均大于350℃，但斷裂南盆地區(qū)略高于斷裂北隆升區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈其韓，耿元生，宋會(huì)俠.加強(qiáng)極低級(jí)變質(zhì)作用研究[J].巖石礦物學(xué)雜志， 2018.37（02）：342-348.

[2]燕守勛，王志剛，黃永權(quán).由伊利石結(jié)晶度研究桂西右江地區(qū)區(qū)域極低級(jí)變質(zhì)作用[J].地質(zhì)科學(xué)， 2003. （01）：107-113.

[3]袁晏明，桑隆康，李德威，等.青藏高原可可西里地區(qū)三疊系巴彥喀拉山群低級(jí)—極低級(jí)變質(zhì)作用[J].地質(zhì)科技情報(bào)， 2008. （03）：14-20.