增生型造山带在我国西部及中亚地区广泛发育^[1], 而在增生造山过程中, 由于大洋岩石圈板块俯冲、海沟后退、洋壳消减刮削下来的混杂物— — 构造混杂岩带/增生楔/增生杂岩带, 成为揭示造山过程和构造极性的重要物质载体。近年来, 造山带大比例尺填图工作的开展加深了人们对造山带结构的理解, 并在构造混杂岩带填图方法上形成了一些系统认识^{[2, 3, 4, 5, 6]}。如索书田^[2]提出造山带地壳的网结状构造特征; 张克信等^{[4, 5]}以“ 非史密斯地层” 的角度对构造混杂岩带填图方法进行深入分析。结合构造解析、年代学、构造模型等方法, 一些主要(蛇绿)构造混杂岩带的研究已取得了长足的进展^{[7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]}。

目前, 在红柳沟-拉配泉构造混杂岩带中厘定出MORB型基性火山岩和OIB型玄武岩^{[15, 16, 17]}, 而对该洋盆时限的同位素年代学研究结果多集中于524~448 Ma之间^{[15, 18, 19, 20, 21, 22, 23]}。这些研究成果为进一步开展红柳沟-拉配泉构造混杂岩带的构造性质及形成过程提供了丰富的基础资料。

然而, 由于构造混杂岩带内地层的无序性, 物质组成沿构造带变化大、空间差异明显, 从而导致在构造混杂岩带不同部位的剖面研究有很大局限性, 很难全面认识其物质组成, 因而构造混杂岩带的大比例尺地质填图对增生楔的识别具有重要意义^[9], 更是研究其物质组成、结构-构造的重要手段。

本文基于阿尔金北部红柳沟-拉配泉构造混杂岩带安南坝一带的1∶ 5万区域地质调查, 通过对其物质组成、构造变形的系统调查, 并结合详细的构造剖面研究, 进一步提升了对红柳沟-拉配泉构造混杂岩带的认知程度。

呈NEE向展布的阿尔金构造带是衔接我国西部的一条重要造山带。目前, 阿尔金构造带中已识别出两条早古生代蛇绿构造混杂岩带, 即南侧的阿帕-芒崖蛇绿构造混杂岩带和北侧的红柳沟-拉配泉蛇绿构造混杂岩带^{[15, 22, 24, 25, 26, 27]}, 这些成果为阿尔金构造带早古生代板块构造体制演化过程的认识提供了丰富的资料依据。

红柳沟-拉配泉构造混杂岩带位于阿尔金构造带的北部(图1(a)), 是早古生代阿北地块与欧龙布鲁克地块的构造边界。带内主要物质组成为前寒武纪变质片麻岩、寒武纪— 奥陶纪白云岩、大理岩、变火山(角砾)岩、辉橄岩, 受多期构造活动的叠加改造, 整体无序, 构成带内地质体具有典型的“ 非史密斯地层” 特征。

图1

Fig.1

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图1 红柳沟-拉配泉构造混杂岩带东段地质图((a)研究区大地构造位置图; (b)平面结构)Ⅰ .阿北地块; Ⅱ .红柳沟-拉配泉构造混杂岩带; Ⅲ .阿中地块; Ⅳ .祁连造山带; Ⅴ .欧龙布鲁克微陆块; Ⅵ .柴达木地块。1.上石炭— 下二叠统茵格布拉克组砂岩段; 2.第四系砂砾石堆积; 3.二长花岗岩脉; 4.闪长岩脉; 5.辉长岩脉; 6.辉绿岩脉; 7.晚奥陶世正长岩; 8.片理化蚀变玄武岩; 9.片理化蚀变辉长岩; 10.片理化安山岩; 11.黑云石英片岩; 12.片理化英安岩; 13.绿片岩; 14.片理化大理岩; 15.二云石英片岩; 16.片理化凝灰岩; 17.玄武岩岩块; 18.英安岩岩块; 19.白云岩岩块; 20.大理岩岩块; 21.石英岩岩块; 22.(角砾)凝灰岩岩块; 23.火山角砾岩岩块; 24.辉橄岩岩块; 25.辉长岩岩块; 26.花岗质片麻岩岩块; 27.二长花岗质片麻岩岩块; 28.英云闪长质片麻岩岩块; 29.混杂岩带边界断裂; 30.主要断裂; 31.韧性剪切带; 32.碎裂岩带; 33.逆冲断层; 34.飞来峰Fig.1 Geological map of the eastern Hongliugou- Lapeiquan tectonic melange zone ((a)Tectonic position of thestudy area; (b)Planar structures)

填图过程中根据构造混杂岩带内变形特征及物质组成将其划分为“ 岩块” 和“ 基质” ^[6]。“ 岩块” 是变形较弱、能够有效恢复原岩属性的地质体, 主要包括玄武岩、英安岩、白云岩、大理岩、石英岩、凝灰岩、火山角砾岩、辉橄岩岩块以及前寒武纪变质古侵入体等; “ 基质” 是强烈变形的地质体, 主要包括片理化蚀变玄武岩、片理化蚀变辉长岩、片理化安山岩、黑云石英片岩、片理化英安岩、绿片岩、片理化大理岩、二云石英片岩、及片理化凝灰岩等(图1(b))。构造混杂岩带内的物质组合表明, 构造岩块主要形成于4类不同的构造环境: ①蚀变辉橄岩、变辉长岩、变玄武岩等洋脊蛇绿岩组合; ②玄武岩、安山岩、英安岩等与俯冲有关的弧火山岩及相应成分的火山碎屑岩; ③白云岩、大理岩等弧前构造高地变质沉积岩; ④前寒武纪中酸性变质古侵入体, 形成于碰撞— 后碰撞构造环境。基质的岩石类型分为3类: ①片理化蚀变玄武岩、片理化蚀变辉长岩等, 根据与岩块的边界关系等宏观标志, 推断主体为洋脊蛇绿岩组合; ②片理化安山岩、片理化英安岩、片理化玄武岩、片理化凝灰岩等, 推断主体为弧火山岩及相应成分的火山碎屑岩; ③片理化大理岩、二云石英片岩、黑云石英片岩等, 主体为变质沉积岩。

构造混杂岩带中的岩块变形较弱, 能够有效恢复原岩属性的地质体, 是物质组成复原研究的有效载体。红柳沟-拉配泉构造混杂岩带物质组成复杂, 在不同部位物质组成差异明显。总体上构造混杂岩带内以白云岩、中— 基性火山碎屑岩、角砾岩为主, 见少量超基性岩块。已有的研究表明, 该带发育早古生代洋中脊型玄武岩^[15]和洋岛型玄武岩^[16], 而现今出露的地质体呈不同规模的断裂接触, 其原始构造位态难以恢复。

平面上, 岩块(弱变形域)与基质(强变形带)相间出露, 岩块多呈带状、透镜状, 布丁构造, 构成混杂岩带中的“ 网目” ; 基质往往表现为韧性剪切带、片理化带等, 构成了带中的“ 网绳” , 内部包绕不同尺度的构造岩块(图2、图3、图4), 二者呈构造片理或断层接触(图1(b))。

图2

Fig.2

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	图2 露头尺度的透镜状大理岩岩块Fig.2 Outcrop of lenticular marble block

图3

Fig.3

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	图3 构造混杂岩带中小尺度的“ 布丁构造” Fig.3 Meso- and small-scale boudinage structure in the tectonic melange zone

图4

Fig.4

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	图4 显微尺度下的基质结构50× （– ）Fig.4 Microscale texture ofthe matrix 50× (-)

剖面上, 构造岩块呈楔状、透镜状出露(图2), 与基质之间多呈强韧性剪切的逆冲构造带。实测构造剖面显示, 混杂岩带内构造片理具有如下规律: 南侧片理北倾, 由南向北由缓变陡; 北侧片理南倾, 由南向北由陡变缓(图5、图6、图7)。这可能揭示了构造混杂岩带在剖面上具有南侧向南逆冲、北侧向北逆冲的对冲构造样式(图8)。

图5

Fig.5

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	图5 红柳沟-拉配泉构造混杂岩带实测构造剖面 1.大理岩岩块; 2.(角砾)凝灰岩岩块; 3.辉橄岩岩块; 4.片理化凝灰岩; 5.黑云石英片岩; 6.二云石英片岩; 7.绿片岩; 8.钙质片岩; 9.韧性断层; 10.脆性断层; 11.推测断层; 12.构造破碎带; 13.未分类小型构造岩块; 14.砂砾石覆盖Fig.5 Measured structural profile and spreading regularity of associated tectono-schistose in Hongliugou-Lapeiquan tectonic melange zone

图6

Fig.6

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	图6 红柳沟-拉配泉构造混杂岩带构造片理产状展布规律Fig.6 Measured structural profile and spreading regularity of associated tectono-schistose in Hongliugou-Lapeiquan tectonic melange zone

图7

Fig.7

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	图7 红柳沟-拉配泉构造混杂岩带L0333路线剖面图 1.砂砾石; 2.上石炭— 下二叠统茵格布拉克组砂岩段; 3.大理岩岩块; 4.辉长岩岩块; 5.晶屑凝灰岩岩块; 6.玄武岩岩块; 7.黑云石英片岩; 8.片理化凝灰岩; 9.(逆冲)断层; 10.(晚期)脆性断层Fig.7 The routing profile L0333 of the Hongliugou-Lapeiquan tectonic melange zone

图8

Fig.8

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	图8 红柳沟-拉配泉构造混杂岩带图切剖面结构(图幅005011-006011)1.英云闪长质片麻岩; 2.达肯大坂岩群; 3.上石炭— 下二叠统茵格布拉克组; 4.第四系砂砾石堆积; 5.晚奥陶世花岗闪长岩; 6.晚二叠世正长岩; 7.二长花岗岩脉; 8.伟晶岩脉; 9.辉绿岩脉; 10.辉长岩岩块; 11.英安岩岩块; 12.白云岩岩块; 13.凝灰岩岩块; 14.片理化凝灰岩; 15.基质(片理化带); 16.混杂岩带(隐伏)边界断裂; 17.早期逆冲断层; 18.左行走滑断层; 19.糜棱岩化带; 20.碎裂岩化带Fig.8 Cutting section of the Hongliugou-Lapeiquan tectonic melange zone (sheet No. 005011-006011)

构造混杂岩带中的基质变形强烈, 是构造混杂岩带就位过程研究的有效载体。根据露头尺度的构造解析及显微构造分析, 红柳沟-拉配泉构造混杂岩带主要发育3期构造变形。

第一期变形(D₁)表现为构造混杂岩带内形成的强片理化带、构造透镜体, 局部发育紧闭同斜褶皱(图9)、无根褶皱等, 总体指示一期逆冲构造, 剖面显示发育一系列逆冲构造带, 为增生楔形成过程中垂向挤出构造, 记录了各增生楔形体形成过程。

图9

Fig.9

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	图9 混杂岩带中紧闭同斜褶皱Fig.9 Tightly synclinal fold in the melange

第二期变形(D₂)为叠加在早期片理面之上的走滑兼具逆冲构造, 以发育不对称褶皱、S-C组构、火山角砾透镜体(图10)为主要特征, 总体反映了中等尺度的韧— 脆性变形作用。结合区域构造过程, 认为该期构造可能为碰撞期走滑构造的地质记录。这一阶段增生楔形体进一步被改造, 平面上不同尺度的构造岩块的拖尾形态揭示了增生楔形体的改造、就位过程。

图10

Fig.10

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	图10 片理化带中的火山角砾透镜体Fig.10 Volcanic breccia lens in schistosity zone

第三期变形(D₃)为构造混杂岩带内发育的脆性破碎带, 且多发育于混杂岩带的边界、构造岩块与基质间的接触部位(图1(b)), 显微尺度上表现出对前期构造的强烈改造叠加(图11), 表明该期构造为早期构造的活化, 可能是中新生代以来阿尔金大型左行走滑构造的响应。

图11

Fig.11

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	图11 糜棱岩被晚期碎裂岩化改造Fig.11 Mylonites superimposed by cataclasites of late stage

(1)根据构造变形-物质组成特征, 将红柳沟-拉配泉构造混杂岩带中物质划分为岩块和基质。对红柳沟-拉配泉构造混杂岩带进行了构造岩性填图, 能够较全面、客观地揭示构造混杂岩带的网结状结构。

(2)剖面上, 红柳沟-拉配泉构造混杂岩带呈对冲构造样式。根据露头尺度的构造解析划分出3期构造变形作用。结合区域构造过程, 认为其主要经历了俯冲期增生楔形成(D₁)、碰撞期增生楔就位-改造(D₂)、中— 新生代阿尔金左行走滑(D₃)叠加-改造等构造过程。