鐘康惠, 姚 丹, 多 吉, 鄭凡石, 徐長昊, 黃小雨, 陸 彪,雷 波, 藺吉慶, 鮑春輝, 閆國強

1)成都理工大學(xué), 四川成都 610059;

2)西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 西藏拉薩 850000

西藏甲瑪—驅(qū)龍地區(qū)葉巴巖組構(gòu)造學(xué)特征

鐘康惠1), 姚 丹1), 多 吉2), 鄭凡石1), 徐長昊1), 黃小雨1), 陸 彪1),雷 波1), 藺吉慶1), 鮑春輝1), 閆國強1)

1)成都理工大學(xué), 四川成都 610059;

2)西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 西藏拉薩 850000

通過野外地質(zhì)調(diào)查和定向薄片顯微構(gòu)造研究, 對甲瑪—驅(qū)龍地區(qū)葉巴巖組的變形、運動學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行了初步研究, 指出: ①原葉巴組實為構(gòu)造巖, 應(yīng)稱“葉巴巖組”, 區(qū)內(nèi)可分為四個巖段, 構(gòu)成兩個變火山-沉積旋回; ②葉巴巖組在宏觀上表現(xiàn)為自北而南的軸面總體北傾的復(fù)背斜和復(fù)向斜; ③葉巴巖組經(jīng)歷過兩期韌性變形, 多期韌脆性變形, 且鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面的 C巖段還多經(jīng)歷了三期較淺層次的面理置換和一期膝折變形; ④葉巴巖組兩期韌性變形動向相反, 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, 尤其是鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面部位; ⑤葉巴巖組第一期韌性變形發(fā)生于94—85 Ma±的晚白堊世土倫期—康尼亞克期, 與雅魯藏布江洋殼向北俯沖導(dǎo)致的弧后裂谷伸展有關(guān); 第二期韌性變形及其后主要的韌脆性變形發(fā)生于50 Ma±的始新世, 與印度-歐亞板塊碰撞事件有關(guān), 碰撞后的構(gòu)造作用則導(dǎo)致多期脆-韌性變形的疊加。

西藏甲瑪—驅(qū)龍地區(qū); 葉巴巖組; 構(gòu)造變形; 構(gòu)造運動學(xué); 構(gòu)造動力學(xué)

甲瑪?shù)V床和驅(qū)龍礦床是近年岡底斯礦產(chǎn)勘查突破的兩個重要礦床, 兩者相距不遠(yuǎn), 以葉巴巖組火山沉積巖系相聯(lián)系, 葉巴巖組的構(gòu)造特征直接關(guān)系到兩礦床關(guān)系的認(rèn)識。前人對葉巴巖組研究多側(cè)重于其形成的構(gòu)造環(huán)境(耿全如等, 2005, 2006; 朱弟成等, 2008), 對其變形特征的研究則較薄弱。1/5萬及1/25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查等(西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院,2006, 2007)加強了變形構(gòu)造研究, 認(rèn)為區(qū)域性的謝通門—駑瑪—沃卡韌性剪切帶經(jīng)過了驅(qū)龍礦區(qū)南側(cè)(蔣光武等, 2002), 并在葉巴巖組中厘定數(shù)條韌性剪切帶。

作者通過野外路線地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)顯微結(jié)果觀察, 對葉巴巖組變形、運動學(xué)、動力學(xué)進(jìn)行了研究,初步勾勒出葉巴巖組的構(gòu)造變形特征, 構(gòu)建驅(qū)龍、甲瑪兩礦床的成巖成礦的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)聯(lián)系, 為進(jìn)一步探討驅(qū)龍、甲瑪這對拉薩經(jīng)濟圈重要的礦業(yè)雙子星(唐菊興等, 2010b)的內(nèi)在聯(lián)系奠定基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)簡況

研究區(qū)處于南岡底斯弧盆系中北部(圖1), 侏羅紀(jì)至白堊紀(jì)為弧后裂谷、隨后經(jīng)歷了碰撞造山、陸內(nèi)伸展等演化階段。

伴隨雅魯藏布江洋俯沖, 研究區(qū)所在區(qū)域處于弧后裂谷盆地, 先形成中下侏羅統(tǒng)葉巴巖組(J1-2y)雙峰式火山沉積巖系(>17000 m), 其后相繼形成上侏羅統(tǒng)碎屑碳酸鹽巖系(厚1700余m), 白堊系碎屑巖系(>4100 m)。

伴隨雅魯藏布江洋的關(guān)閉, 研究區(qū)所在區(qū)域發(fā)生推覆疊縮, 形成推覆-滑覆構(gòu)造系。其后發(fā)生大規(guī)模中酸性巖漿侵位(45 Ma±)。

碰撞后至中新世, 研究區(qū)發(fā)生多期次中酸性巖漿侵入活動, 但強度明顯減弱, 并以中新世巖漿活動最為廣泛, 多呈巖株、巖枝、巖脈。

甲瑪、驅(qū)龍礦床的形成與上述構(gòu)造巖漿活動有密切關(guān)系。甲瑪?shù)V床位于葉巴巖組分布區(qū)南側(cè), 產(chǎn)在以葉巴巖組為準(zhǔn)原地系統(tǒng)的甲瑪卡軍果推覆構(gòu)造系前部帶; 驅(qū)龍礦床則產(chǎn)于葉巴巖組分布區(qū)南邊部。

2 葉巴巖組構(gòu)造巖系

在甲瑪—驅(qū)龍地區(qū)南北寬約 16 km, 東西長約16 km范圍內(nèi), 通過 156個地質(zhì)點(其中, 葉巴巖組134個; 定向標(biāo)本采集點31個), 100余張薄片(其中,定向薄片 68張)的觀察, 葉巴巖組火山-沉積巖系雖然變形、變質(zhì)程度有差異, 但均發(fā)生低綠片巖相以上的變質(zhì)、變形, 廣泛發(fā)育反映韌性變形的多期面理和各種指向構(gòu)造, 原始層理已被后期面理多次置換, 史密斯地層層序律已不復(fù)存在, 顯示其是一套兼具韌性、韌-脆性、脆性變形的構(gòu)造巖。

根據(jù)野外觀察和薄片鑒定, 結(jié)合前人研究成果,甲瑪—驅(qū)龍—知不拉地區(qū)的葉巴巖組原巖為海相火山-沉積巖系, 火山巖段以英安巖居多, 次為安山巖及火山熔巖、凝灰?guī)r等; 沉積巖段為泥沙質(zhì)碎屑巖夾碳酸鹽巖。根據(jù)野外觀察和薄片鑒定, 可分為被斷裂或剪切帶分割的 A、B、C、D四個巖段(圖 2),并構(gòu)成了兩個火山-沉積旋回。其中, A、C段的原巖為火山巖, 以英安巖為主, 少量凝灰?guī)r和流紋巖;B、D段的原巖以正常沉積的砂泥巖和碳酸鹽巖為主。

3 葉巴巖組構(gòu)造變形特征

為深入研究變形, 作者在地質(zhì)點觀察基礎(chǔ)上,沿甲瑪—驅(qū)龍—知不拉公路進(jìn)行了系統(tǒng)的路線剖面觀察, 共詳細(xì)觀察66個地質(zhì)點, 其中21個地質(zhì)點采集了定向標(biāo)本, 并對甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系推覆斷裂下盤的葉巴巖組流紋質(zhì)構(gòu)造巖進(jìn)行重點解剖。現(xiàn)將識別的宏觀和顯微構(gòu)造特征進(jìn)行闡述。

3.1 宏觀構(gòu)造變形特征

3.1.1 大型同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)式褶皺變形特征

圖2 西藏墨竹工卡縣驅(qū)龍—甲瑪?shù)刭|(zhì)圖Fig. 2 Geological map of Qulong-Jiama(Gyama) in Maizhokunggar County, Tibet

圖3 露頭現(xiàn)象Fig. 3 Phenomena of outcrop

甲瑪、知不拉地區(qū), 包括甲瑪—驅(qū)龍—知不拉路線剖面在內(nèi)的露頭觀察點上, 葉巴巖均變形變質(zhì)為構(gòu)造片巖、片糜巖、千糜巖, 除廣泛分布的節(jié)理、裂隙外, 常見長英質(zhì)殘斑系、火山巖屑拉伸線理、S-C組構(gòu)、膝折等韌性、韌-脆性構(gòu)造(圖3)。不同尺度的軸面總體北傾的“S”型、“M”型及“Z”型褶皺, 以及斷裂構(gòu)造, 顯示葉巴巖組經(jīng)歷了不同層次、不同應(yīng)力狀態(tài)的多期次變形, 褶皺變形為由北向南推掩。在甲瑪—驅(qū)龍—知不拉路線剖面上, A、B、C構(gòu)造巖層對稱分布, 靠近甲瑪一帶的北部B、C段構(gòu)造巖。發(fā)育指示逆沖的“S”型小褶皺, 軸面向北陡傾斜, 中部的A段構(gòu)造巖層發(fā)育“M”型小褶皺, 其軸面總體北傾, 南側(cè)可能因后期巖漿侵入影響而出現(xiàn)南傾現(xiàn)象; 驅(qū)龍一帶的B、C段構(gòu)造巖層, 大部分被后期侵位的巖漿吞噬, 殘存的少量 B構(gòu)造巖層,發(fā)育指示其逆沖的“S”型小褶皺。上述各段構(gòu)造巖層的空間分布及構(gòu)造組合顯示, 甲瑪—驅(qū)龍一帶為由葉巴巖組構(gòu)造巖組成的大型同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)背形構(gòu)造,驅(qū)龍—知不拉一帶為一同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)向形, 兩者之軸面均向北傾斜(圖4), 反映系由北而南推掩形成。

在驅(qū)龍礦區(qū)北東靠近復(fù)背形核部一帶, 發(fā)育有一條傾向北西的逆沖斷層, 并破壞了構(gòu)造巖層褶皺,說明葉巴巖組構(gòu)造巖層褶皺隆升后, 至淺部后, 遭受過擠壓。

3.1.2 鄰甲瑪—卡軍果推滑覆構(gòu)造系變形特征

在甲瑪選廠南西, 緊鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面, 長約70 m的葉巴巖組C段構(gòu)造巖層為同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)背形構(gòu)造, 核部見“M”型小褶皺, 軸面向北陡傾, 指示主推覆斷裂向南逆沖推覆(圖 4),相伴發(fā)育大量縱橫節(jié)理。

仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn), 這里的 C段構(gòu)造巖層可識別出3期層次漸淺, 程度漸差的面理置換及與其相伴的尺度不同的無根褶皺, 兩期反映不同應(yīng)力狀態(tài)的尺度不同的膝折。

圖4 西藏甲瑪—驅(qū)龍—知不拉路線剖面圖Fig. 4 Route section of Jiama(Gyama)-Zhibula, Tibet

第一期面理置換相對徹底, 相伴的無根褶皺尺度為 20～40 cm, 軸面產(chǎn)狀 250°∠82°(圖 5 之 B、B1),顯示左行剪切置換。

第二期面理置換程度相對第一期為差, 相伴的無根褶皺尺度為1 m, 樞紐產(chǎn)狀為160°∠20°(圖5之C), 顯示右行逆沖剪切置換。

第三期面理置換程度最差, 相伴的無根褶皺皮尺度可達(dá) 3 m±, 在復(fù)背形構(gòu)造北翼顯示左行逆沖,南翼(倒轉(zhuǎn)翼)顯示右行正滑, 樞紐產(chǎn)狀250°∠56°(圖5A, F), 應(yīng)為復(fù)背形構(gòu)造形成前期發(fā)生的褶皺相關(guān)剪切面理置換, 背形構(gòu)造由 S2面理褶皺形成, 伴有S3軸面面理發(fā)育。

第一期膝折為 S1面理膝折, 膝折帶寬度小于1 cm, 顯示主壓應(yīng)力σ1為近鉛直方向(圖5 D, D1)。

第二期膝折為S2面理膝折, 膝折帶寬度約1 cm,顯示主壓應(yīng)力σ1為斜向(圖5E)。

鑒于面理置換和膝折發(fā)生于較淺層次的韌脆性變形, 事實表明, 在推覆構(gòu)造形成并隆升至較淺部位后, 主推覆發(fā)生過多次應(yīng)力狀態(tài)不同的擠壓、伸展和剪切變形。

3.2 顯微構(gòu)造特征

3.2.1 顯微構(gòu)造類型及分布

根據(jù)前人對顯微構(gòu)造有關(guān)研究(湯加富等, 1987;胡玲等, 2009), 通過大量薄片(含定向薄片)的鏡下觀察, 甲瑪—驅(qū)龍地區(qū)的葉巴巖組構(gòu)造巖盡管不同部位、不同巖性變形有所差異, 但普遍發(fā)育長英質(zhì)σ和δ不對稱殘斑、核幔構(gòu)造, 云母魚, S-C組構(gòu), 壓力影, 顯微破裂, 片理揉皺、膝折等韌性、韌-脆性變形組構(gòu)(圖 6), 證實其為構(gòu)造巖, 顯微構(gòu)造具體特征如下:

不對稱碎斑: 這類變形組構(gòu)在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育普遍, 以 A巖段居多。殘斑成分主要為長英質(zhì), σ、δ型兼具, 并以結(jié)晶拖尾較短的 σ型殘斑為主, 反映發(fā)生過多次相當(dāng)于地表下10 km左右深度的韌性變形。

拉伸線理: 區(qū)內(nèi)可見, 主要發(fā)育于葉巴巖組 A巖段, 表現(xiàn)為巖屑壓扁拉長, 定向排列。

核幔結(jié)構(gòu): 主要見于 B巖段中, 核以石英為主,具波狀消光, 幔由重結(jié)晶的石英亞顆粒組成, 指示在應(yīng)力作用下發(fā)生了動態(tài)重結(jié)晶現(xiàn)象。

顯微揉皺: 主要見于B巖段中, 表現(xiàn)為石英壓力影及片狀綠泥石集合體的揉皺現(xiàn)象。

圖5 甲瑪選廠南西流紋質(zhì)巖片中同斜倒轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造特征Fig. 5 Characteristics of the isoclinal overturned anticline in rhyolitic rock slices in southwest Jiama(Gyama) concentrator

圖6 顯微構(gòu)造類型(標(biāo)本采樣位置見圖2)Fig. 6 Types of microstructure (for sampling location see Fig.2)

S-C組構(gòu): 在 B巖段中, 可見碳酸鹽質(zhì)巖石中發(fā)育多期面理, 并構(gòu)成S-C組構(gòu); 另, 在北部C巖段中, 見兩期面理置換特征, 晚期面理切割早期面理作用產(chǎn)物。

膝折構(gòu)造: 膝折現(xiàn)象主要分布于葉巴巖組C、D巖段內(nèi), B巖段亦有少量分布, 表現(xiàn)為礦物、巖石受擠壓應(yīng)力影響, 發(fā)生膝狀彎曲, 局部可見共軛膝折現(xiàn)象, 指示主壓應(yīng)力σ1為近鉛直方向。

顯微破裂: 主要分布于甲瑪一帶 C巖段, 表現(xiàn)形成S-C組構(gòu)。

壓力影: 壓力影反映應(yīng)力作用下的物質(zhì)擴散遷移現(xiàn)象。在區(qū)內(nèi), 壓力影分布較廣泛, 核晶多為不透明礦物, 陰影部分多為細(xì)小的長英質(zhì)礦物, 屬壓溶為長石、石英斑晶及少量綠泥石的破裂, 多與膝折現(xiàn)象共存, 指示較淺層次的韌-脆性變形特征。

甲瑪—驅(qū)龍地區(qū)葉巴巖組巖石及顯微構(gòu)造具有如下空間分布特征(表1):

A巖段: 分布于驅(qū)龍—甲瑪間復(fù)背形核部; 由變英安質(zhì)等火山巖質(zhì)巖石構(gòu)成, 可見綠泥石、綠簾石及絹云母等礦物的形成, 其內(nèi)可見以為主、次為δ型斑晶及書斜構(gòu)造的韌性變形組構(gòu)。

表1 葉巴巖組各巖性段特征Table 1 Characteristics of each section of the Yeba Formation

B巖段: 分布于 A巖段南北兩側(cè), 南部多被巖漿吞噬; 由變砂泥質(zhì)及變碳酸鹽質(zhì)巖石構(gòu)成, 其內(nèi)可見以σ型斑晶為主、次為δ型斑晶及云母魚等韌性變形組構(gòu)。

C巖段: 北部位于 B巖段北側(cè), 南部北巖體吞噬; 由變英安質(zhì)等火山巖質(zhì)巖石構(gòu)成, 其內(nèi)可見 σ型斑晶, 及明顯的膝折和顯微破裂現(xiàn)象。

D 巖段: 北部未見, 南部見于知不拉一帶; 為變砂泥質(zhì)巖石, 含少量σ型斑晶及壓力影。

3.2.2 鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面的顯微構(gòu)造

在甲瑪選場南西, 鄰?fù)?滑覆構(gòu)造系主推覆面的葉巴巖組C巖段短剖面共采集兩塊定向標(biāo)本。對4張定向薄片的觀察發(fā)現(xiàn), 這里的變流紋質(zhì)片糜巖,除本巖段常見的長英質(zhì)殘斑系, 核幔結(jié)構(gòu)外, 可見兩期以絹云母條帶顯現(xiàn)的兩期面理置換, 前期面理置換形成的絹云母條帶, 被第二期面理置換的云母條帶剪切破壞, 構(gòu)成 S-C組構(gòu), 兩期面理置換對早期云英殘斑系均有明顯改造, 并可見到后期石英殘斑系包裹早期石英殘斑的現(xiàn)象。在兩期面理置換形成的絹云母條帶均較寬的部位還可見到反映主應(yīng)力σ1斜向向下的共軛膝折。上述顯微構(gòu)造特征表明,鄰主推覆斷裂帶的葉巴巖組巖石, 比甲瑪—知不拉地區(qū)其它地方的葉巴巖組巖石至少多經(jīng)歷了兩期較淺層次的剪切面理置換變形。據(jù)指向構(gòu)造判斷, 面理置換的剪切動向不同。這與地表觀察到的現(xiàn)象基本吻合, 進(jìn)一步說明主推覆活動的多期性和遞進(jìn)性。

4 運動學(xué)研究

構(gòu)造運動學(xué)的研究, 主要依據(jù)具體的宏觀的和顯微的指向構(gòu)造判斷具體部位構(gòu)造動向, 進(jìn)而依據(jù)具體部位的構(gòu)造的空間邏輯關(guān)系, 判斷區(qū)域構(gòu)造運動學(xué)特征。

對于露頭尺度及以上的宏觀變形, 通常利用褶皺軸面、樞紐產(chǎn)狀, 褶皺形態(tài), 褶皺組合樣式, 宏觀的(共軛)膝折, 剪切劈理、片理產(chǎn)狀, 構(gòu)造透鏡體,地質(zhì)體斷失或錯斷等指向構(gòu)造, 進(jìn)行構(gòu)造運動學(xué)的研究。

對于小尺度或顯微變形構(gòu)造, 通常利用肉眼或顯微鏡識別的σ型、δ型殘斑系, 書斜構(gòu)造、S-C組構(gòu), 云母魚, (共軛)膝折, 片理揉皺等指向構(gòu)造(任建業(yè), 1988), 進(jìn)行構(gòu)造運動學(xué)研究。

4.1 宏觀變形運動學(xué)研究

4.1.1 大型同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)式褶皺變形運動學(xué)

葉巴巖組自北而南, 總體為一個同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)背形和一個同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)向形, 且復(fù)式褶皺及其次級褶皺軸面幾乎一致北傾, 顯示受到自北而南的推擠作用, 發(fā)生向南的推掩運動。

研究區(qū)南部大量漸新世、中新世巖漿侵入, 并擾動復(fù)背斜核部的“M”褶皺, 顯示, 在漸新世、中新世處于相對伸展?fàn)顟B(tài)。

在研究區(qū)中部識別出一條斷面傾向北西的逆沖斷裂, 錯斷了漸新世巖體, 顯示在漸新世與中新世間, 發(fā)生過自北向南的推擠運動。

4.1.2 鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面宏觀運動學(xué)

甲瑪選廠西南, 主推覆斷裂下盤的葉巴巖組 C巖段三期面理置換相伴的無根褶皺, 顯示在向南推掩褶皺至較淺部后, 相繼發(fā)生過左行走滑剪切運動,向南右行逆沖剪切運動, 向南逆掩運動, S1、S2置換面理的膝折顯示在面理置換之后發(fā)生過伸展下滑運動。

4.2 顯微變形運動學(xué)研究

4.2.1 大型同斜倒轉(zhuǎn)復(fù)式褶皺顯微變形運動學(xué)

通過全面觀察切制的薄片(含定向), 甲瑪—知不拉地區(qū)葉巴巖組具有 σ斑晶、δ斑晶、云母魚等指向構(gòu)造(圖7)。結(jié)合定向標(biāo)本產(chǎn)狀及薄片切制方位,分析各種指向構(gòu)造特點, 甲瑪—知不拉地區(qū)普遍可識別出三期韌性和韌-脆性變形, 其運動學(xué)判斷的指向構(gòu)造組合如表2。

通過對分別采自小褶皺兩翼的定向薄片中相同期次韌性變形的動向進(jìn)行比較, 發(fā)現(xiàn)兩翼相同期次的韌性變形動向在褶皺復(fù)平后是一致的(圖8)。說明兩期韌性剪切均發(fā)生于褶皺之前。綜合分析兩期韌性剪切在平行于褶皺面理走向和傾向的定向薄片上的運動學(xué)特征, 發(fā)現(xiàn), 在片理復(fù)平后, 第一期顯示上層面自南向北的剪切; 第二期則顯示上層面自北向南的剪切。

4.2.2 鄰甲瑪—卡軍果構(gòu)造巖系推覆面變形運動學(xué)

在鄰甲瑪—卡軍果構(gòu)造巖系推覆面一帶, 定向薄片中可見兩期面理置換現(xiàn)象, 并形成 S-C組構(gòu)。殘斑系因后期面理置換強烈改造而被破壞,致使很難識別。但是, 根據(jù)部分殘存的指向構(gòu)造痕跡, 可大致判斷面理置換前韌性剪切的方向為第一期上層面自南向北的剪切; 第二期上層面自北向南的剪切, 與葉巴組主體中的韌性剪切方向一致(表 3)。

圖7 顯微指向構(gòu)造特征Fig. 7 Characteristics of microscopic indicating structures

表2 各期顯微指向構(gòu)造組合Table 2 Microscopic indicating structures combination of each stage

4.3 葉巴巖組運動學(xué)序列

根據(jù)上述宏觀和顯微構(gòu)造運動學(xué)分析, 甲瑪—知不拉地區(qū)葉巴組主體的運功學(xué)序列為:

第一期上層面自南向北剪切→第二期上層面自北向南剪切→片理向南推覆褶皺→擠壓-伸展轉(zhuǎn)換。

鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面的運動學(xué)序列為:

第一期上層面自南向北剪切→上層面自北向南剪切→向南推掩褶皺→左行走滑剪切運動→向南右行逆沖剪切運動→向南逆掩運動。

5 動力學(xué)探討

甲瑪—不拉地區(qū)的葉巴巖組韌性變形主要為石英、長石、云母等礦物, 屬于綠片巖相, 一般發(fā)生于450～520℃、0.3～0.42 Gpa環(huán)境,相當(dāng)于地下 10～15 km的深度(吳宗絮, 1992)。兩期不同韌性變形指向構(gòu)造的廣泛存在, 既指示其經(jīng)歷了兩期動向不同的韌性變形, 也指示第二期韌性變形層次較第一期韌性變形層次稍淺。

圖8 研究區(qū)構(gòu)造變形特征Fig. 8 Tectonic deformation characteristics of the study area

表3 各期次動向Table 3 Movement direction of each stage

大型的褶皺應(yīng)是韌-脆性變形的結(jié)果, 發(fā)生于地下3～5 km(何紹勛等, 1996)面理置換是遞進(jìn)變形的一種表現(xiàn)(傅昭仁等, 1996), 研究區(qū)的面理置換表現(xiàn)為綠泥石、絹云母的定向重組, 屬沸石相變質(zhì)。在區(qū)域變質(zhì)時, 沸石相變質(zhì)的條件為 200～300℃、0.2～0.3 Gpa(王仁民等, 1989), 即相當(dāng)于地下6～9 km。然而溫度是影響巖石塑形的重要因素, 以石英為例, 250℃時, 塑形強度高達(dá)1000 Mpa, 相當(dāng)于埋深30 km; 300℃時, 驟降為100 Mpa, 相當(dāng)于埋深3 km(何紹勛等, 1996)。研究區(qū)的葉巴巖組僅在甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆斷裂部位多期次發(fā)育, 應(yīng)系主推覆斷裂在較淺層次(3～5 km)的多期遞進(jìn)變形的動熱變質(zhì)變形所導(dǎo)致, 三期面理置換程度漸低, 反映其變形層次漸淺。

膝折, 在研究區(qū)宏觀上為 S1, S2兩期面理的膝折, 顯示其于面理置換相間發(fā)生, 為較淺層次相對松弛狀態(tài)下的韌脆性變形。

作者在片麻巖中采集了兩件樣品, 經(jīng)斜長石Ar-Ar測年獲得 85～94 Ma加權(quán)平均坪年齡兩個,45.5 Ma加權(quán)平均坪年齡1個(鐘康惠, 2012), 顯示研究區(qū)葉巴巖組經(jīng)歷了兩期較強的動熱變質(zhì)。鑒于研究區(qū)有較廣泛的中新世巖漿活動, 而坪年齡毫無反映, 顯示, Ar-Ar年齡只反映強的動熱變質(zhì)。

區(qū)域性動熱變質(zhì)必須有區(qū)域重大構(gòu)造事件, 區(qū)域在上述兩個坪年齡段的重大構(gòu)造事件為雅魯藏布江洋向北俯沖和印度-歐亞板塊碰撞。

研究區(qū)在雅魯藏布江洋向北俯沖階段所處于弧后裂谷高地?zé)岜尘? 兩個85～94 Ma的Ar-Ar坪年齡, 可能是動熱變質(zhì)的直接反映; 在印度-歐亞板塊碰撞事件中, 區(qū)域形成 45 Ma±巖基而未強烈變形,因此, 45.5 Ma的Ar-Ar坪年齡應(yīng)是強變形后伴隨的巖漿活動引起, 即強變形應(yīng)發(fā)生于此前; 綜合研究區(qū)之西的南木林一帶有反映不大幅度隆升的 51 Ma的磷灰石裂變年齡(袁萬明等, 2007 ), 研究區(qū)葉巴巖組的第二期韌性變形及其相伴的韌脆性推覆強變形應(yīng)發(fā)生于50 Ma±。

綜上所述, 研究區(qū)葉巴巖組可能的動力學(xué)機制是:

從研究區(qū)所處的大地構(gòu)造位置上來講, 處于雅魯藏布江縫合帶北部, 南岡底斯弧盆系部一帶, 屬雅魯藏布江洋盆向北俯沖的弧后環(huán)境。自侏羅紀(jì)起,至白堊紀(jì)為弧后裂谷、碰撞造山、陸內(nèi)伸展等演化階段。

侏羅紀(jì)時, 雅魯藏布江弧后洋盆向北俯沖消減,導(dǎo)致岡底斯南部發(fā)生造弧事件, 雄村組(唐菊興等,2010a)與米林—朗縣—加查—桑日一帶殘存的“岡底斯群”構(gòu)成早—中侏羅世島弧, 而研究區(qū)所在區(qū)域處于弧后裂谷盆地, 形成了葉巴巖組雙峰式火山沉積巖系(耿全如等, 2005), 厚可達(dá)17000 m。當(dāng)上覆沉積巖系達(dá)到10 km左右時, 在沉積盆地中心較大載荷、盆地伸展等作用下, 加上裂谷的高地?zé)崽荻缺尘? 長英質(zhì)巖石就可能發(fā)生上部巖層向盆地中心運動的韌性拆離剪切, 即引起處于裂谷南側(cè)的研究區(qū)發(fā)生早期上層面向北剪切。

隨后, 印度-歐亞板塊碰撞事件強大的推擠作用影響下, 地殼強烈縮短, 裂谷封閉, 裂谷盆地內(nèi)厚大的沉積巖系隆升并向盆地兩側(cè)邊緣滑移, 于是沿沉積蓋層與基底之間, 發(fā)生上層向盆地邊部的拆離剪切, 即引起研究區(qū)發(fā)生上層面向南剪切, 進(jìn)而褶皺推覆隆升, 構(gòu)造層次不斷變淺, 相對較新的沉積層系推覆于老的地層之上, 最終進(jìn)入完全的脆性域。

6 結(jié)論

通過對西藏甲瑪—知不拉地區(qū)葉巴巖組構(gòu)造變形的研究, 可得出以下結(jié)論:

1)原葉巴組為構(gòu)造巖, 應(yīng)稱“葉巴巖組”, 可分為四個巖段, 構(gòu)成兩個變火山-沉積旋回;

2)葉巴巖組在宏觀上表現(xiàn)為自北而南的軸面總體北傾的復(fù)背形和復(fù)向形構(gòu)造;

3)葉巴巖組經(jīng)歷過兩期韌性變形, 多期韌脆性變形, 且鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面的C巖段多經(jīng)歷了三期較淺層次的面理置換和一期膝折變形;

4)葉巴巖組兩期韌性變形動向相反, 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, 第二期韌性剪切與后來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, 尤其是鄰甲瑪—卡軍果推-滑覆構(gòu)造系主推覆面部位;

5)葉巴巖組第一期韌性變形發(fā)生于94—85 Ma±的晚白堊世土倫期—康尼亞克期, 與雅魯藏布江向北俯沖導(dǎo)致的弧后裂谷伸展有關(guān); 第二期韌性變形及其后主要的韌脆性變形發(fā)生于 50 Ma±的始新世,與印度-歐亞板塊碰撞事件有關(guān), 碰撞后的構(gòu)造作用則導(dǎo)致多期脆-韌性變形的疊加。

致謝:研究工作得到了西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局、西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院、西藏地質(zhì)隊、西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司等單位領(lǐng)導(dǎo)和專家的支持, 野外工作得到了項目組相關(guān)人員的大力配合,研究過程中與成都理工大學(xué)劉肇昌教授、中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所唐菊興研究員、西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院劉鴻飛院長、張金樹高工、西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊粟登奎高工、西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局周詳教授級高工、西藏區(qū)調(diào)隊曾慶高高工進(jìn)行了大量有益的討論, 審稿專家和編輯部老師為論文的最終定稿付出了大量心血, 在此一并致以衷心的謝忱。

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Structural Features of Yeba Tectonite Group in Jiama(Gyama)-Qulong Area of Tibet

ZHONG Kang-hui1), YAO Dan1), Dorji2), ZHENG Fan-shi1), XU Chang-hao1), HUANG Xiao-yu1), LU Biao1),LEI Bo1), LIN Ji-qing1), BAO Chun-hui1), YAN Guo-qiang1)
1)Chengdu University of technology, Chengdu, Sichuan610059;
2)Tibet Geological Exploration Bureau, Lasa, Tibet850000

Based on field geological survey and oriented thin section observation, the authors studied deformation,kinematics and dynamics of the Yeba tectonite group, and reached the following conclusions: ① the previously named “Yeba group” is actually a tectonite group and should be called “Yeba tectonite group”, which consists of four lithologic sections and can be divided into two volcano-sedimentary cycles; ② macroscopically, from north to south, Yeba tectonite group shows an inclined anticlinorium and an inclined synclinorium whose axis trends northward; ③ Yeba tectonite group experienced two-stages of ductile deformation and multi-stage brittle-ductile deformation, and the C lithologic section experienced three-stages of foliation replacement and one stage of kink deformation at the superficial level, lying near the main napping plane of Jiama(Gyama)-Kajunguo thrust - gliding nappe tectonic system; ④ in Yeba tectonite group, kinematic direction of two-stages of ductile deformation is on the opposite: in the first stage, the upper layer shearing was from south to the north; in the second stage, the upper layer shearing was from north to south. The second ductile deformation and later multi-stage ductile-brittle deformation had multi-stage progressive deformation characteristics, and after southward nappe-fold lifting to the superficial level, Yeba tectonite group also experienced multi-stage brittle-ductile deformation, especially at the position near the main napping plane of Jiama(Gyama)-Kajunguo thrust-gliding nappe tectonic system; ⑤ the first stage ductile deformation of Yeba tectonite group occurred around 94–85 Ma, belonging to Late Cretaceous Turonian-Coniacian period and related to back-arc rift stretching that resulted from northward subduction of the Brahmaputra oceanic crust; the second stage ductile deformation and the later main brittle-ductile deformation occurred around 50 Ma in Eocene, related to Indo-Asia collision, and the post collision tectonism resulted in the superposition of multi-stage brittle-ductile deformation.

Jiama(Gyama)-Qulong area in Tibet; Yeba tectonite group; deformation; kinematics; dynamics

P542; P541

A

10.3975/cagsb.2013.01.07

本文由國家973項目(編號: 2011CB403103)、地質(zhì)調(diào)查項目(編號: 1212011221073; 1212011086057)和“十一五”國家科技支撐計劃項目(編號: 2006BAB01A04-4; 2006BAB01-05～06)聯(lián)合資助。

2012-06-22; 改回日期: 2012-07-11。責(zé)任編輯: 魏樂軍。

鐘康惠, 男, 1964年生。博士, 教授。長期從事構(gòu)造地質(zhì)、構(gòu)造成礦、資源勘查研究。E-mail: zhongkh1964@163.com。