西藏岡底斯中段南緣葉巴巖群膝折構(gòu)造及其地質(zhì)意義

西洛郎杰王根厚曾慶高馮翼鵬次 旦韓 寧張培烈魏延嵩王偉屹

1.西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)勘查局,西藏 拉薩 850000;

2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083;

3.西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)勘查局第六地質(zhì)大隊,西藏 拉薩 851400

0 引言

由于新特提斯洋在60～50 Ma閉合導(dǎo)致印度-歐亞板塊的碰撞事件引起了眾多學(xué)者的關(guān)注(Tapponnier et al., 1982; Molnar et al., 1988;Najman et al.,2010)。岡底斯巖漿帶長約2000km,寬30～100km,位于西藏南部拉薩地體的南緣。對岡底斯巖漿帶的研究已有50多年的歷史,涉及巖石學(xué) (Debon et al.,1986; Chung et al.,2003;潘桂堂等,2006; Ji et al.,2009a, 2009b; 莫宣學(xué),2011;宋晚郊等,2012;張浩韋等,2022)、地球化學(xué)(Zhu et al.,2008,2011)、地質(zhì)年代學(xué)(趙珍等,2012;Wang et al.,2015;陳虹等,2021)和構(gòu)造變形(Meng et al.,2016;陳虹等,2021;張浩韋等,2022)等多個領(lǐng)域。

葉巴巖群是出露在岡底斯弧東南部的一套侏羅系火山巖。它包含從玄武巖到安山巖和流紋巖的連續(xù)火山系列,被認(rèn)為是典型的大陸弧巖石組合;受構(gòu)造變形影響,大部分巖石形成片巖、千枚巖。在過去的 20 年里,隨著驅(qū)龍、甲瑪?shù)却笮偷V床的發(fā)現(xiàn),吸引了大量學(xué)者對葉巴巖群的關(guān)注。然而,以往的研究絕大多數(shù)集中在地球化學(xué)(董彥輝等,2006; Zhu et al.,2008;曾忠誠等,2009;黃豐等,2015; 熊秋偉等,2015)和年代學(xué)(耿全如等,2006;Zhu et al., 2008; 陳煒等,2009;魏友卿,2017;Ma et al., 2017)方面,對葉巴巖群構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究較少。而在葉巴巖群內(nèi)部發(fā)育著復(fù)雜的構(gòu)造變形是典型的脆-韌性轉(zhuǎn)換帶,已有證據(jù)表明這些復(fù)雜的構(gòu)造變形與發(fā)育在葉巴巖群中的驅(qū)龍、甲瑪?shù)却笮偷V床的形成密切相關(guān)(鐘康惠等,2012,2013)。

脆-韌性轉(zhuǎn)換帶是位于地下一定深度范圍內(nèi)具有特定溫壓環(huán)境的區(qū)域帶,也被稱為彈性摩擦-準(zhǔn)塑性 (EF/QP)轉(zhuǎn)換帶(Sibson, 1977)。學(xué)者們對于葉巴巖群脆-韌性轉(zhuǎn)換帶的研究,主要集中在韌性構(gòu)造域,即發(fā)育在葉巴巖群中的葉巴韌性剪切帶(鐘康惠等,2013;馬元,2017;馬元等,2017;唐宇等,2022),對于脆-韌性構(gòu)造域的關(guān)注較少。在葉巴巖群內(nèi)部發(fā)育著大量的脆-韌性構(gòu)造變形,膝折構(gòu)造尤為典型。膝折帶(kink band)是由具有尖棱的轉(zhuǎn)折端和平直兩翼構(gòu)成的狹窄褶皺條帶,是片巖等薄片狀巖石在近平行于面理方向受擠壓時發(fā)育的主要構(gòu)造(Ramsay, 1987),是巖石脆-韌性變形的典型產(chǎn)物,也是巖石連續(xù)變形的重要記錄方式。膝折的發(fā)育往往伴隨著地層的擴(kuò)容,成為良好的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。

此次以位于南岡底斯帶達(dá)孜縣—墨竹工卡縣的葉巴巖群內(nèi)部的膝折構(gòu)造為主要研究對象,研究該區(qū)膝折構(gòu)造產(chǎn)出特征、變形及擴(kuò)容方式,分析其運(yùn)動學(xué)特征及溫度環(huán)境,結(jié)合構(gòu)造變形時代探究其形成的大地構(gòu)造背景,為該地區(qū)進(jìn)一步找礦工作提供脆-韌性構(gòu)造背景。

1 地質(zhì)背景

岡底斯巖漿帶夾持于南部的印度-雅魯藏布江縫合帶(IYZSZ)和北部的班公湖-怒江縫合帶(BNSZ)之間,自南向北岡底斯巖漿帶可劃分為南岡底斯、中岡底斯和北岡底斯,其界線分別是獅泉河-納木錯蛇綠混雜巖帶(SNMZ)和洛巴堆-米拉山斷裂帶 (LMF) (圖1a;Zhu et al.,2011,2013;Pan et al.,2012;Xu et al., 2015)。文中研究的葉巴巖群主要位于南岡底斯巖漿帶(圖1a)。葉巴巖群位于雅魯藏布江縫合帶北側(cè),呈北西西—南東東向展布于中岡底斯巖漿帶南緣、拉薩東南部,主要分布在葉巴—達(dá)孜地區(qū),向東延伸至工布江達(dá)。長約200km,寬4～10km,被晚侏羅世多地溝組覆蓋(圖1a)。

圖1 拉薩地體大地構(gòu)造位置圖及研究區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Simplified tectonic map of the Lhasa terrane and geologic map of the study area

研究區(qū)地層從侏羅紀(jì)到古近紀(jì)出露完整,主要以侏羅系和白堊系為主(圖1b)。晚侏羅世多底溝組(J3d)主要為淺海相灰?guī)r,與葉巴巖群為滑脫斷層接觸(唐宇等,2022)。晚侏羅世—早白堊世林布宗組(J3K1l)以板巖、鈣質(zhì)砂巖為主,與下伏多底溝組呈整合接觸關(guān)系。楚木龍組(K1c)主要為濱海相石英砂巖、粉砂巖。塔克那組(K1t)主要為灰、灰綠、深灰色灰?guī)r、泥灰?guī)r等碳酸鹽巖,與下伏楚木龍組和上覆設(shè)興組為整合接觸。設(shè)興組(K1s)主要為砂巖、粉砂巖、泥巖等陸相碎屑巖沉積巖,與下伏塔克那組呈整合接觸,上部被古新世典中組火山巖不整合覆蓋,Mo et al.(2008)通過研究認(rèn)為該不整合是印度—亞洲初始碰撞的界線標(biāo)志。典中組(E1d)和帕那組(E2p)都為典型陸相火山沉積地層,兩者呈噴發(fā)不整合接觸(Mo et al., 2008)。唐宇等(2022)將葉巴巖群劃分為三個巖組:①主要由千枚巖、變質(zhì)火山碎屑巖構(gòu)成的構(gòu)造-地層單元——邦堆巖組(J1-2b);②由火山碎屑巖和火山熔巖共同組成的類似典型“糜棱結(jié)構(gòu)”的構(gòu)造-地層單元——葉巴巖組(J1-2y);③主要由英安巖及安山巖等形成的構(gòu)造-地層單元——甲瑪巖組(J1-2j)。大量的膝折構(gòu)造發(fā)育于葉巴巖群的邦堆巖組。巖漿巖以中—酸性侵入巖和火山巖為主,基性巖脈出露極少(圖1b)。中—酸性侵入巖均為新生代侵入體,包括古新世花崗巖、花崗閃長巖和始新世中細(xì)粒花崗閃長巖、二長花崗巖(董國臣等,2006;Ji et al., 2009a, 2009b)。主要構(gòu)造行跡為東西向(拉薩市—達(dá)孜縣)—近北西西—南東東向(達(dá)孜縣—達(dá)西村),主要發(fā)育北西西—南東東向脆-韌性剪切帶、擠壓逆沖型斷層和滑覆斷層,以及北東—南西和北西—南東向伸展正斷層。唐宇等(2022)將研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形分為三期,即較為普遍存在于邦堆巖組、葉巴巖組以及甲瑪巖組中的早期北西西—南東東向韌性剪切變形D1,研究區(qū)中透入性分布的軸向東西、面理大致向北的褶皺變形D2及其伴生的逆沖推覆斷層,以及分布于研究區(qū)中南部的甲瑪巖組的東西向展布的韌性剪切變形與葉巴巖群中廣泛分布的膝折構(gòu)造共同組成D3滑覆型韌性及脆韌性變形。文中主要研究對象即區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的D3期膝折構(gòu)造。

2 膝折變形特征

膝折構(gòu)造在扎葉巴寺—達(dá)孜一帶露頭較好,在研究區(qū)內(nèi)葉巴巖群中的各類巖性中均有不同程度的發(fā)育,主要發(fā)育在片巖、千枚巖(原巖為凝灰質(zhì)火山碎屑巖)。主要表現(xiàn)為片理、千枚理褶皺形成的褶劈理的遞進(jìn)變形產(chǎn)物,反映主應(yīng)力方向與先期面理平行。對典型露頭的產(chǎn)狀進(jìn)行對比研究(圖2),結(jié)果表明膝折構(gòu)造的軸面產(chǎn)狀普遍較緩,軸面產(chǎn)狀為170°～190°∠15°～40°(南傾)及10°～20°∠20°～40°(北傾)。部分可見軸面北西向傾斜產(chǎn)狀為280°～330°∠10°～40°;樞紐產(chǎn)狀呈南東、北西向緩傾斜。

圖2 葉巴巖群膝折軸面及樞紐產(chǎn)狀圖Fig.2 Attitudes in the axial surface and hinge of the kinks in the Yeba Group

在多底溝組灰?guī)r中發(fā)育與膝折構(gòu)造同期變形 形成的張裂脈(圖3a),顯示為主應(yīng)力平行于先期面理的高角度滑覆剪切作用而在邦堆巖組中的二云母片巖中,可以觀察到明顯的膝折構(gòu)造(圖3b、3c),反映的主應(yīng)力方向與灰?guī)r中的張裂脈一致,即平行于先期面理的自上向下的剪切作用,說明張裂脈與膝折構(gòu)造為同一構(gòu)造事件的產(chǎn)物。

圖3 膝折構(gòu)造宏觀特征Fig.3 Macroscopic characteristics of kinks

野外觀測發(fā)現(xiàn),膝折帶常常呈現(xiàn)單斜或者共軛對產(chǎn)出,這取決于縮短方向與先期面理之間的夾角大小,當(dāng)夾角在10°左右時形成不對稱共軛膝折帶,當(dāng)縮短方向與先期面理交角大于30°時,一般不形成共軛膝折帶(Johnson,1977)。共軛對之間的鈍角為110°～120°,對應(yīng)著主壓應(yīng)力方向,膝折帶的邊界與長翼之間的夾角約為55°(Ramsay,1980)。在葉巴巖群中的二云母片巖的露頭尺度上,可以觀察到共軛膝折帶現(xiàn)象(圖4a),根據(jù)鄭亞東等(2007a, 2007b)最大有效力矩準(zhǔn)則理論,可以判斷膝折的主壓應(yīng)力方向為自上而下(圖4b)。

圖4 共軛膝折帶及尖棱褶皺Fig.4 Conjugate kink-band and angular fold

研究表明,膝折系統(tǒng)的幾何形態(tài)與面理發(fā)育程度及縮短方向與面理角度之間關(guān)系密切,近平行與先期面理的縮短方向,形成共軛膝折帶(縮短量為10%),當(dāng)縮短持續(xù)加劇(縮短量大于30%),膝折帶會進(jìn)一步發(fā)展為尖棱褶皺(圖4c、4d;Paterson and Weiss,1966)。共軛膝折帶轉(zhuǎn)化為尖棱褶皺的現(xiàn)象,主要發(fā)育于片理極發(fā)育的千枚巖中,在研究區(qū)內(nèi)偶可見到,反映了縮短量超過30%的晚期變形。

將野外采集的定向薄片沿平行線理,垂直面理方向切片,觀察X-Z面上的變形。在顯微構(gòu)造尺度上同樣可以觀察到膝折構(gòu)造,云母片巖顯微尺度上可以觀察到典型的右旋膝折構(gòu)造(圖5a),發(fā)育明顯的膝折構(gòu)造改造先期面理的現(xiàn)象(圖5b—5e),同樣表現(xiàn)為右行剪切現(xiàn)象。恢復(fù)定向薄片產(chǎn)狀后,膝折運(yùn)動學(xué)方向反映了自上向下的主壓應(yīng)力方向。值得注意的是,共軛膝折帶遞進(jìn)變形為尖棱褶皺構(gòu)造的現(xiàn)象較為普遍(圖5f)。

圖5 膝折構(gòu)造顯微構(gòu)造特征(照片均為單偏光下X-Z面定向薄片)Fig.5 Microstructural characteristics of kinks (All photos are X-Z plane oriented slices under single polarized light)

對于膝折系統(tǒng)的生長類型的判斷,有助于認(rèn)識膝折形成的階段,進(jìn)而幫助分析含礦流體運(yùn)移方式及礦物沉淀位置(程南南等,2018)。Verbeek(1978)提出使用膝折內(nèi)外角大小關(guān)系進(jìn)行識別膝折帶生長類型的方法,理論情況下膝折生長模型中的內(nèi)外膝折角大小相等(圖6a),膝折帶內(nèi)總體積增大(圖6b)內(nèi)外膝折角度關(guān)系為β>α(圖6b)。Stewart and Alvarez(1991) 進(jìn)一步研究成果表明膝折帶外部發(fā)生層間滑動時產(chǎn)生β>α的關(guān)系(圖6b),膝折帶內(nèi)部發(fā)生層間活動,產(chǎn)生β<α的關(guān)系(圖6c)。張波等(2010)提出膝折帶形成早期(β>α;圖6b),膝折帶內(nèi)部的擴(kuò)容作用使其內(nèi)部空間增大(張波等,2010,2012),此時帶內(nèi)形成負(fù)壓空間,有利于含礦流體等富集于膝折帶內(nèi)部(程南南等,2018);當(dāng)膝折發(fā)展至后期(β<α;圖6c),巖層長度趨于加長、厚度趨于減薄,形成與層理近垂直的張裂脈,流體趨于流入這些低壓空間和擠入膝折帶旁側(cè)形成鞍狀礦脈或油氣聚集。

圖6 膝折帶內(nèi)外巖層順層滑動對膝折帶內(nèi)、外角關(guān)系的效果圖Fig.6 Diagram showing the bedding sliding of plane inside and outside the kink-band on the relationship between the inner and outer corners of the kinks

通過顯微尺度的觀察,可以看到膝折構(gòu)造中賦存著磁鐵礦,磁鐵礦普遍發(fā)育于膝折帶外側(cè),平行于先期面理(圖7a)。賦存磁鐵礦的膝折生長類型為層間滑動發(fā)生在膝折帶內(nèi)部的類型(β<α;圖7b)。野外宏觀露頭同樣顯示內(nèi)外膝折角度β<α的特征(圖7c),反映了與顯微尺度下同樣的成長類型,即層間滑動發(fā)生在膝折帶內(nèi)(圖7d)。該階段為膝折發(fā)育的后期,由于膝折內(nèi)部發(fā)生相對滑動,帶內(nèi)部產(chǎn)生高壓空間,成礦流體等趨于流入膝折帶旁側(cè)低壓空間聚集。

圖7 膝折擴(kuò)容類型Fig.7 Modes of kink expansion

3 溫度環(huán)境

研究樣品全部為葉巴巖群發(fā)生膝折變形的云母片巖的定向樣品 (D2803-Db1、D2809-Db1、D3503-Db1及PM002-35-Db1)。通過顯微尺度結(jié)合BSE視域下觀察,大量定向排列的綠泥石發(fā)生膝折變形,可能為膝折構(gòu)造的同構(gòu)造變形的產(chǎn)物。樣品中同樣發(fā)育有大量新生方解石的e雙晶,方解石也是低溫變形中較為常見的一種同變形礦物。近來研究表明, 在低溫(400℃以下)剪切變形過程中, 方解石e雙晶紋形態(tài)與溫度具有很好的相關(guān)性(Ferrillet al., 2004)。因此,此次選定發(fā)育膝折的綠泥石及方解石為研究對象,采用綠泥石溫度計及方解石e雙晶形態(tài)變化來確定膝折構(gòu)造形成的溫度環(huán)境。

3.1 實驗方法

3.1.1 電子探針

電子探針實驗在河北省區(qū)域地質(zhì)勘察有限公司實驗室完成,設(shè)備采用JEOL JXA-8230型電子探針分析測試,測試過程中,電子束斑直徑小于1μm,加速電壓為15 kV,電流約為20 nA左右;實測礦物中的Si、Ti、Al、FeOT、Mn、Mg、Ca、Na、K等元素含量,采用天然礦物和人工合成的化合物標(biāo)樣,如鉀長石、黑云母等,通過JEOL提供的ZAF方法校正。

3.1.2 綠泥石溫度計

Cathelineau and Nieva(1985)研究發(fā)現(xiàn)該地區(qū)綠泥石的AlIV與形成溫度環(huán)境之間存在著正相關(guān)關(guān)系,并用線性回歸的方法得出溫度方程:

Cathelineau(1988)在之前的基礎(chǔ)上,增加了Salton Sea地?zé)嵯到y(tǒng)的數(shù)據(jù),對之前的公式進(jìn)行了校正,校正公式為:

Kranidiotis and MacLean(1987)在考慮到Fe/(Fe+Mg)對溫度計的影響的基礎(chǔ)上,分別調(diào)整了公式(2):

其中AlIV為綠泥石中基于氧原子數(shù)14四次配位的Al原子數(shù),T為攝氏溫度。

3.1.3 方解石e雙晶與溫度的變化關(guān)系

方解石e雙晶是一種應(yīng)力雙晶, 也是低溫環(huán)境下方解石主要的變形機(jī)制。方解石e雙晶在低溫環(huán)境下受應(yīng)力而變形,隨著溫度的增加, 呈現(xiàn)出窄的e雙晶(Ⅰ型雙晶)發(fā)展為直而寬的e雙晶(Ⅱ型雙晶),進(jìn)一步發(fā)展為彎曲且寬的e雙晶(Ⅲ型雙晶),最終過渡到動態(tài)重結(jié)晶的e雙晶(Ⅳ型雙晶) 的變化過程 (圖8;Ferrillet al., 2004;向必偉等,2007)。

圖8 不同溫度下方解石e雙晶不同類型的顯微示意圖 (據(jù)Ferrill et al., 2004修改)Fig.8 Schematic diagram showing different types of calcite etwins at different temperatures (modified from Ferrill et al., 2004)

3.2 實驗結(jié)果

3.2.1 綠泥石

綠泥石的電子探針分析及主要參數(shù)計算結(jié)果見表1。在綠泥石變種分類圖解中(圖9),根據(jù)綠泥石結(jié)構(gòu)式中Si原子數(shù)與FM值(FM=(Fe+Mn)/(Fe+Mg+Mn))進(jìn)行投點,從圖中可以看出,研究區(qū)葉巴巖群變形綠泥石主要為斜綠泥石及鮞綠泥石(Melka,1965)。

表1 綠泥石電子探針數(shù)據(jù)和主要參數(shù)計算結(jié)果Table 1 Electron probe data of chlorite and calculation results of main parameters

圖9 綠泥石變種分類圖解Fig.9 Classification diagram of chlorite variants

3.2.2 綠泥石溫度計

綠泥石是常見于葉巴巖群中的低溫退變質(zhì)脆-韌性轉(zhuǎn)換帶中的礦物,顯微尺度下觀察發(fā)育膝折構(gòu)造的不同巖性的樣品中綠泥石化程度為5%至50%之間。BES圖像下可以觀察到綠泥石多呈現(xiàn)淺灰色,受剪切作用發(fā)生膝折同構(gòu)造變形,形成不對稱膝折綠泥石條帶(圖10a、10b)。

樣品D2089-Db1為斜綠泥石(圖9),采用Cathelineau and Nieva(1985)提出的公式可以得到的溫度范圍為215～240℃;采用Kranidiotis and MacLean(1987)提出的公式得到溫度范圍為236～261℃;采用Cathelineau(1988)提出的公式得到的溫度范圍為237～276℃;采用Jowett(1991)提出的公式得到的溫度范圍為237～275℃(圖10a、10c)。

樣品PM002-35-Db1鮞綠泥石(圖9),采用Cathelineau and Nieva(1985)提出的公式可以得到其溫度范圍為175～250℃;采用Kranidiotis and MacLean(1987)提出的公式得到溫度范圍為219～293℃;采用Cathelineau(1988)提出的公式得到的溫度范圍為176～291℃;采用Jowett(1991)提出的公式得到的溫度范圍為186～299℃(圖10b、10d)。

圖10 BSE視域及顯微尺度下的電子探針點位圖Fig.10 BSE-based images of electron probe point at a microscale

3.2.3 方解石e雙晶

樣品中方解石的e 雙晶紋主要以Ⅰ型(圖11a)和Ⅱ型(圖11b)雙晶紋為主,Ⅰ型e雙晶邊界直,單寬度較細(xì),密度較大,代表著其形成溫度低于170℃。Ⅱ型e雙晶邊界寬而且直,密度稍小,并伴隨有方解石扭折現(xiàn)象,顯示溫度為170℃到200℃之間。樣品主體以低于 200℃的粗、細(xì)雙晶紋共存為主。

圖11 方解石e雙晶顯微照片(正交偏光,X-Z面)Fig.11 Micrographs of calcite e-twins (Orthogonally polarized; X-Z plane)

3.2.4 溫度環(huán)境

綠泥石溫度計及方解石e雙晶變化溫度計的結(jié)果表明,兩種方法得到的溫度區(qū)間大致相同,在170℃到299℃之間。綠泥石溫度計測得的溫度稍高于方解石溫度計得到的溫度環(huán)境,可能代表著在膝折構(gòu)造遞進(jìn)變形過程中綠泥石先于方解石形成于較高溫環(huán)境之下,伴隨著構(gòu)造變形及抬升作用,方解石后形成于較低溫度環(huán)境下。

4 討論

中新世時,青藏高原經(jīng)歷印度-歐亞板塊主期碰撞后地殼強(qiáng)烈縮短,進(jìn)入碰撞晚期,青藏高原隆升,造山帶垮塌,構(gòu)造應(yīng)力由以水平擠壓為主的重壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榇瓜蛑亓ψ饔脼橹鞯闹貕簯?yīng)力,區(qū)域構(gòu)造體制發(fā)生轉(zhuǎn)換,藏南剝離斷層(STDS)以下區(qū)域以擠壓背景形成的剪切、重熔為特征,并且伴隨著流體形成的隧道流構(gòu)造,具有韌性特點;STDS以上為伸展背景形成的反轉(zhuǎn)構(gòu)造或伸展構(gòu)造,自深部到淺地表展現(xiàn)為脆-韌性到脆性特點(高曦,2019),由大量近東西向正斷層組成,形成時間為12～24Ma(張進(jìn)江,2007;圖12)。

圖12 藏南碰撞帶結(jié)構(gòu)構(gòu)造剖面圖(據(jù)趙文津等,2016修改)Fig.12 Structural profile of the southern Tibet collision zone (modified from Zhao et al., 2016)

葉巴巖群內(nèi)大量發(fā)育脆-韌性構(gòu)造變形。受印度-歐亞板塊俯沖、碰撞影響,發(fā)育若干北西西向的推覆構(gòu)造系(吳珍漢等,2003;胡道功等,2004;趙文津,2016;高曦,2019),其中最南端為旁多逆沖推覆構(gòu)造系,由中侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)構(gòu)成了旁多逆沖推覆構(gòu)造前緣南部的擠壓滑脫構(gòu)造帶(葉培盛,2004)。鐘康惠等(2012,2013)認(rèn)為葉巴巖群經(jīng)歷過兩期運(yùn)動方向相反的韌性變形,第一期為上層面自南向北的剪切,第二期為上層面自北向南的剪切,第二期韌性剪切與隨后的韌-脆性變形具多階段遞進(jìn)特點,在向南推覆褶皺至較淺層次后還經(jīng)歷多期脆-韌性變形。此外,葉巴巖群還經(jīng)歷了多期韌-脆性變形,局部發(fā)育較淺層次的面理置換和膝折變形。Duan et al. (2014)認(rèn)為葉巴巖群經(jīng)歷了兩期構(gòu)造變形,第一期(D1)發(fā)生在約50Ma,第二期(D2)晚于17 Ma。馬士委等(2016)認(rèn)為葉巴巖群自新生代以來,先后經(jīng)歷了兩次區(qū)域變形事件,早期構(gòu)造變形為葉巴巖群內(nèi)部一系列同斜倒轉(zhuǎn)褶皺和逆斷層,這一階段,早白堊世林布宗組與晚侏羅世多底溝組之間形成層間滑脫構(gòu)造帶;晚期構(gòu)造變形形成了一系列軸面直立或斜歪褶皺,疊加改造D1期褶皺。馬元將葉巴巖群構(gòu)造變形劃分為三期,第一期(D1)為岡底斯滑脫構(gòu)造,形成于新特提斯洋俯沖的弧后背景下,時代約為 85～69Ma,具體表現(xiàn)為多底溝組和葉巴巖群之間的主滑脫帶GD1以及多底溝組和林布宗組之間的主滑脫帶GD2;第二期(D2)為岡底斯滑脫帶受后來侵位巖體改造,與碰撞期花崗巖侵位有關(guān),形成拉薩穹隆狀構(gòu)造,時代約為65～50Ma;第三期(D3)為驅(qū)龍-桑日-沃卡逆沖斷裂帶(T2)對葉巴巖群的改造,時代為～42Ma(馬元,2017;馬元等,2017)。唐宇等(2022)將葉巴巖群內(nèi)部變形劃分為三期:第一期(D1)變形為岡底斯南緣巨量增厚時期的轉(zhuǎn)換擠壓背景下形成的韌性構(gòu)造,時代為～79Ma;第二期(D2)褶皺變形為碰撞造山背景下形成的南北向擠壓的產(chǎn)物,時代為～50Ma;第三期(D3)為淺層次膝折構(gòu)造和近東西向正斷層為藏南拆離系(STDS)活動背景下的共同產(chǎn)物。眾多學(xué)者研究表明,25Ma以來岡底斯南緣處于陸內(nèi)伸展變形階段(Zhang and Guo, 2007)。

露頭尺度構(gòu)造變形特征顯示,葉巴巖群內(nèi)部大量發(fā)育的膝折構(gòu)造疊加改造了沃卡韌性剪切帶的糜棱面理(謝通門-曲水-沃卡韌性剪切帶),而沃卡韌性剪切帶是形成于25Ma以來的GCT活動及岡底斯巖基隆升作用下的共同產(chǎn)物(丁林等,2006;孟元庫等,2016),該時期構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)橐源瓜驍D壓的重力為主(高曦,2019),通過共軛膝折帶幾何結(jié)構(gòu)研究,判斷主壓應(yīng)力方向為自上而下的(鉛直向下),這一以垂向擠壓的重力為主的主應(yīng)力方向與該時期的岡底斯南緣大規(guī)模南北向滑覆構(gòu)造的主壓應(yīng)力一致(丁林等,2006;Duan et al., 2014;孟元庫等,2016;孟元庫和許志琴,2017;Feng et al., 2020;唐宇,2022)。因此,研究表明,大量發(fā)育于葉巴巖群內(nèi)部的膝折構(gòu)造是垂向主應(yīng)力環(huán)境下、轉(zhuǎn)換面(STDS)以上的伸展脆-韌性域構(gòu)造產(chǎn)物。

5 結(jié)論

(1)膝折構(gòu)造在葉巴巖群中的片巖、千枚巖中,是片理、千枚理褶皺形成的褶劈理的遞進(jìn)變形產(chǎn)物。產(chǎn)狀統(tǒng)計工作表明,膝折構(gòu)造的軸面產(chǎn)狀普遍較緩,軸面產(chǎn)狀為170°～190°∠15°～40°(南傾)及10°～20°∠20°～40°(北傾)。部分可見有軸面北西向傾斜產(chǎn)狀為280°～330°∠10°～40°;樞紐產(chǎn)狀呈南東、北西向緩傾斜。賦存磁鐵礦的膝折生長類型為層間滑動發(fā)生在膝折帶內(nèi)部的類型(β<α),即層間滑動發(fā)生在膝折帶內(nèi),為膝折發(fā)育的后期,由于膝折內(nèi)部發(fā)生相對滑動,帶內(nèi)部產(chǎn)生高壓空間,成礦流體等趨于流入膝折帶旁側(cè)低壓空間聚集。

(2)綠泥石溫度計及方解石e雙晶溫度計實驗結(jié)果顯示,研究區(qū)膝折構(gòu)造形成溫度環(huán)境在170～299℃之間,表明研究區(qū)膝折構(gòu)造形成的過程伴隨著構(gòu)造抬升。

(3)根據(jù)宏觀露頭及顯微視域下對于膝折構(gòu)造的運(yùn)動學(xué)特征分析,判斷主壓應(yīng)力方向為自上而下(鉛直向下),這一以垂向擠壓的重力為主的主應(yīng)力方向與該時期的岡底斯南緣大規(guī)模南北向滑覆構(gòu)造的主壓應(yīng)力一致,此次研究工作認(rèn)為發(fā)育于葉巴巖群內(nèi)部的淺部膝折構(gòu)造為25Ma以來,南拉薩地體伸展滑覆構(gòu)造背景之下的脆-韌性變形作用的產(chǎn)物。

致謝:感謝野外工作中西藏地勘局地質(zhì)六隊的大力支持;感謝高曦博士、唐宇博士及李典博士在成文過程中的寶貴建議!感謝河北省區(qū)域地質(zhì)勘查有限公司實驗室在電子探針實驗方面的幫助!