東昆侖東段長石山構造混雜巖帶特征

楊 杰, 祁曉鵬

(中陜核工業(yè)集團地質(zhì)調(diào)查院有限公司，陜西 西安 710100)

長石山蛇綠構造混雜巖帶位于東昆中蛇綠構造混雜巖帶東段，帶內(nèi)巖石構造變形異常復雜，并不同程度地發(fā)生糜棱巖化。這些卷入構造帶內(nèi)的地質(zhì)體普遍記錄了東昆侖造山帶多旋回造山作用在各個階段的構造變形特征。本文通過對長石山蛇綠構造混雜巖帶地質(zhì)特征、宏觀和微觀構造特征及變形進行分析，以期為研究東昆中構造混雜巖帶的構造演化提供基礎地質(zhì)資料。

1 基本地質(zhì)特征

長石山蛇綠構造混雜巖帶位于東昆中蛇綠構造混雜巖帶的東段，成北西西向延展，出露長約15 km，寬1～3 km，呈西寬東窄楔形展布(圖1)。北界與早古生代納赤臺巖群呈斷層接觸，南界多與印支晚期正長花崗巖呈侵入接觸，局部與加里東花崗巖、中元古代納赤臺巖群呈斷層接觸。長石山蛇綠構造混雜巖帶主要由基質(zhì)和混雜巖塊組成，基質(zhì)主要為鈣質(zhì)糜棱巖、鈣質(zhì)千糜巖等，原巖為復理石—火山巖建造，基質(zhì)內(nèi)混雜有早古生代洋殼型巖塊(蛇紋巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖、含泥碳硅質(zhì)巖)、白云巖巖塊、灰?guī)r巖塊、碎屑巖巖塊等，基質(zhì)與巖塊之間均為斷層接觸，接觸面局部可見擦痕[1]。長石山地區(qū)構造混雜巖帶的基質(zhì)和混雜巖塊按照巖石成因和形成環(huán)境類型等大致可以劃分為基質(zhì)、碳酸鹽巖巖塊(灰?guī)r和白云巖)、碎屑巖巖塊、洋殼型混雜巖塊。

圖1 長石山地區(qū)地質(zhì)簡圖1—第四系；2—早三疊世洪水川組；3—下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組第二段；4—下古生界納赤臺巖群；5—下泥盆統(tǒng)契蓋蘇組； 6—中元古界苦海巖群；7—下元古界白沙河巖組；8—中三疊世正長花崗巖；9—早三疊世二長花崗巖；10—中志留世二長花崗巖； 11—中志留世花崗閃長巖；12—中志留世英云閃長巖；13—中奧陶世花崗閃長巖；14—中奧陶世角閃閃長巖；15—灰?guī)r巖塊；16—白云巖巖塊；17—硅質(zhì)巖巖塊；18—礫巖巖塊；19—變石英砂巖巖塊；20—玄武巖巖塊；21—輝長巖巖塊；22—輝綠巖巖塊；23—蛇紋巖巖塊；24—千糜巖

1.1 基質(zhì)巖系特征

長石山蛇綠構造混雜巖帶的基質(zhì)巖系主要為一套強韌性變形的巖石，以千糜巖和糜棱巖為主，巖性包括含礫硅質(zhì)絹云千糜巖、安山質(zhì)千糜巖、絹云母千糜巖、灰?guī)r質(zhì)糜棱巖、鈣硅質(zhì)糜棱巖、糜棱巖化白云石化細晶灰?guī)r、白云巖質(zhì)糜棱化礫巖等，巖石都具有明顯的韌性變形特征，發(fā)育糜棱面理和旋轉(zhuǎn)碎斑等。除以上強變形巖石外，基質(zhì)中還有少量含石英條帶絹云母板巖。

1.2 混雜巖塊特征

長石山蛇綠構造混雜巖帶內(nèi)的混雜巖塊大體上可以分為碳酸鹽巖巖塊、碎屑巖巖塊以及洋殼型巖塊。與混雜巖帶的基質(zhì)相比，混雜巖塊沒有變形或變形較弱。各類型巖塊的特征如下：

(1)碳酸鹽巖巖塊。長石山混雜巖帶中碳酸鹽巖巖塊主要分布于混雜巖帶北部，可以分為灰?guī)r巖塊和白云巖巖塊，巖塊無變形，分布于基質(zhì)中?；?guī)r基本都為粉晶灰?guī)r，呈淺灰—深灰色，具粉晶結構，層狀—條紋狀構造，巖石沒有變形，基本都由碳酸鹽組成，以方解石為主，粒徑為0.02～0.05 mm，占比在90%(體積分數(shù))以上。白云石含量較低，粒徑在0.05～0.5 mm不等；局部還可見灰?guī)r中發(fā)育硅質(zhì)條帶。白云巖呈灰色，基本都為細晶結構，層狀—塊狀構造，主要由白云石組成，占比在95%(體積分數(shù))以上。白云石呈不規(guī)則粒狀、半自形菱面體狀，粒徑大小為0.06～0.25 mm，均勻分布，巖石無任何變形，僅發(fā)育很少的次生方解石、碳質(zhì)細脈，局部具有硅化的特征。

(2)碎屑巖巖塊。主要為石英雜砂巖、變中細粒雜砂巖、變中粗粒雜砂巖、含礫中粗粒雜砂巖等，巖石大多發(fā)生蝕變，但沒有變形或變形較弱。

(3)洋殼型巖塊。長石山構造混雜巖帶中分布有一套早古生代洋殼型巖塊——長石山蛇綠巖。該蛇綠巖在長石山地區(qū)呈北西西向展布，巖性組合為蛇紋巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖以及碳硅質(zhì)巖，受構造肢解，各組分之間不連續(xù)出露，與圍巖均為斷層接觸。

混雜巖帶中的混雜巖塊除以上主要類型外，還有少量規(guī)模較小的侵入巖巖塊，如片麻狀角閃英云閃長巖、蝕變細粒閃長巖巖塊等。各巖石類型均發(fā)生不同程度的變質(zhì)變形。

2 宏觀構造特征

長石山構造混雜巖帶的基質(zhì)中可見各種韌性剪切構造，基質(zhì)與巖塊之間均為斷層接觸，接觸面局部可見擦痕。在剖面(圖2)上可以看出，混雜巖帶的巖石大多經(jīng)歷了多期次的構造疊加，主要的構造變形形跡有：初始構造面理(主要為糜棱面理和片理)；以初始構造面理為變形面發(fā)育的韌性、脆韌性構造變形組合(旋轉(zhuǎn)的碎斑及透鏡體、不協(xié)調(diào)褶皺、拉伸線理等)；晚期的脆性、韌脆性構造(脆性斷層、牽引褶皺等)。

圖2 長石山構造混雜巖帶構造剖面圖1—碳硅質(zhì)巖；2—白云巖；3—碎裂巖化白云巖；4—石英雜砂巖；5—礫巖；6—含礫鈣質(zhì)千糜巖；7—含礫硅質(zhì)千糜巖；8—枕狀玄武巖；9—玄武巖；10—輝綠巖；11—輝長巖；12—蛇紋巖；13—角閃黑云石英閃長巖；14—產(chǎn)狀；15—逆斷層

2.1 初始構造面理特征

長石山蛇綠構造混雜巖帶中各種千糜巖、糜棱巖、片理化巖石所發(fā)育的糜棱面理及片理由于后期構造作用的改造使得其產(chǎn)狀不一，局部地方甚至發(fā)育有向西傾或東傾的糜棱面理和片理構造面理，優(yōu)勢產(chǎn)狀為15°∠62°。這些早期的構造面理大多被后期的構造作用改造，被改造后的構造面理形成各具特色的變形形跡。

2.2 韌性、脆韌性構造變形特征

長石山蛇綠構造混雜巖帶中可見到韌性、脆韌性構造組合有旋轉(zhuǎn)透鏡體、拉伸線理和不協(xié)調(diào)褶皺等。旋轉(zhuǎn)的透鏡體在千糜巖和糜棱巖中都可見到，千糜巖和糜棱巖中的透鏡體主要表現(xiàn)為由于成分分異而形成的淺色條帶透鏡化并旋轉(zhuǎn)，透鏡體主要呈“σ”形，大小為1～10 cm，其拖尾指示既有受左行剪切控制的旋轉(zhuǎn)透鏡體，也有受右行剪切控制的旋轉(zhuǎn)透鏡體。旋轉(zhuǎn)透鏡體在白云巖中亦可見到，白云巖中的灰?guī)r夾層由于逆沖剪切作用發(fā)生透鏡化并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)透鏡體具有由北向南逆沖剪切的特征。

不協(xié)調(diào)褶皺在混雜巖帶發(fā)育比較廣泛，在白云巖、千糜巖、糜棱巖以及巖體邊緣等均有發(fā)育。所發(fā)育的不協(xié)調(diào)褶皺根據(jù)其樞紐產(chǎn)狀可以將其分為三組：第一組樞紐緩傾，不對稱的兩翼指示了剖面上由北向南的逆沖；第二組樞紐緩傾，不對稱的兩翼指示了平面上主要受左行剪切作用的控制；第三組樞紐陡立，不對稱的兩翼指示了平面上主要受右行剪切作用的控制。

長石山混雜巖帶所發(fā)育的脆性、韌脆性構造變形形跡主要有脆性斷層和節(jié)理?；祀s巖帶中脆性斷層極其發(fā)育，各地質(zhì)體之間大多為斷層接觸，部分斷層面可見擦痕和碳化現(xiàn)象，擦痕指示斷層為逆沖斷層，斷層兩側(cè)巖石較破碎。巖石中節(jié)理也較發(fā)育，部分露頭發(fā)育兩期節(jié)理，后期節(jié)理明顯截切早期節(jié)理，節(jié)理縫已被后期淺色礦物充填。

3 顯微構造特征及石英c軸組構分析

通過對長石山構造混雜巖帶內(nèi)及其兩側(cè)變形地質(zhì)體采集定向薄片8件，運用費氏臺對巖石薄片中石英c軸組構進行測試，并分別對石英、長石和云母等礦物的變形特征進行詳細研究。研究結果顯示，石英c軸組構極密，顯示既有左行剪切，又有右行剪切，以左行剪切為主，部分樣品可見左行剪切和右行剪切的疊加。鏡下也可見左行剪切和右行剪切的特征，混雜巖帶內(nèi)及兩側(cè)普遍發(fā)育受控于左行剪切和右行剪切作用的旋轉(zhuǎn)透鏡體、旋轉(zhuǎn)碎斑系及不對稱褶皺，由此可以確定長石山構造混雜巖帶是多期(次)韌性剪切構造運動疊加的產(chǎn)物，早期表現(xiàn)了右行逆沖的特征，晚期表現(xiàn)為左行走滑性質(zhì)，很可能兩期變形為一連續(xù)的過程。根據(jù)石英c軸組構和礦物(長石、石英)的顯微構造變形特征，結合前人研究成果，可以大致推斷東昆中構造混雜巖帶變形溫度為380～650 ℃，形成環(huán)境大致為中—高綠片巖相到低角閃巖相[2]。

4 討論

通過對混雜巖帶宏觀及微觀構造變形分析，長石山構造混雜巖帶內(nèi)韌性剪切變形具有兩期韌性剪切作用疊加的特征[3]，早期表現(xiàn)了右行逆沖的特征，第二期表現(xiàn)為左行走滑性質(zhì)，很可能兩期變形為一連續(xù)的過程。結合混雜巖帶區(qū)域地質(zhì)特征、構造演化分析，長石山蛇綠巖形成時期為早寒武世；晚奧陶世—早志留世為弧陸俯沖階段，該階段形成混雜巖帶內(nèi)早期右行逆沖韌性剪切變形特征；而中志留—晚志留世為碰撞階段，該階段為碰撞體制下發(fā)育左行走滑剪切變形以及緊閉褶皺等變形構造。