柴北缘滩间山群构造对南祁连加里东造山及超高压变质岩折返的启示

因研究表明， 柴北缘早加里东造山带存在后造山 伸展［１０］ ， 其构造证据何在？ ③ 如果南祁连早加里 东造山 带 后 造 山 阶 段 发 生 于 志 留 纪 （ ４４０ ～４００ Ｍａ）， 那么， 标志着造山作用结束的同构造伸展盆 地也应该形成于志留纪， 而不应该滞后到晚泥盆 世 （３７２ ～３５４ Ｍａ） ； ④ 早古生代滩间山群浅变质 火山 －沉积岩系断 片， 断续 分 布于 柴 北缘 赛 什腾 山、 绿梁山、 锡铁山、 都兰阿尔茨托山一带， 其 时代归属、 地层层序、 变质变形、 构造演化等仍 存在较大的争议［１１］ ； ⑤ 不全面考虑造山带从早期 深层次的构 造 伸 展 到 后 期 多 种 构 造 体 制 演 化 的 全 部路径， 就不可能建立起符合客观实际的超高压 变质岩折返的机制。 为了回答上述问题， 笔者对分
第 ４ 期 汪劲草等： 柴北缘滩间山群构造对南祁连加里东造山及超高压变质岩折返的启示
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组 名 阿木尼克组 锡铁山沟组 滩间山群上段组
滩间山群下段组
达肯大坂群
表 １ 滩间山群层序划分、 构造体制与接触关系简表 Ｔａｂｌｅ １ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ， ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｒｅｇｉｍｅ ａｎｄ ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｔａｎｊｉａｎｓｈａｎ Ｇｒｏｕｐ
工大学学报， ２０１３， ３３ （４） ： ５７５ －５８６．
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桂 林 理 工 大 学 学 报 ２０１３ 年
图 １ 柴达木盆地周缘造山带格架（Ａ）与柴达木 －祁连山及邻区地质简图 （ Ｂ）（据文献［３，９］） Ｆｉｇ 畅１ Ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｒｏｇｅｎｉｃ ｂｅｌｔｓ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ Ｑａｉｄａｍ Ｂａｓｉｎ （ Ａ） ａｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ
性剪切带 ［２０］ 、 平行不整合接触［２１］ 、 隐蔽不整合接 ２） 。 基底剥 离断 层 与上、下 剪切 带 的 面理 产 状 趋
触［２２］ 及剥离断层接触［１７ －１８］ 等。 经过数次沿锡铁山 于一致， 其三者陡峻产状为后期褶皱叠加所致。
同位素年代学与化石建立的滩间山群时代为 晚寒武世至晚奥陶世。 其中， 根据侵入滩间山群中 辉长岩的锆 石 Ｕ －Ｐｂ 同 位 素 年 龄 （ ４９６畅３ ±６畅３ ）
Ｍａ［１３］ 、 滩间山群岛弧拉斑玄武岩中锆石 Ｕ －Ｐｂ 年 龄 （５１４畅２ ±８畅５） Ｍａ［１４］ 、 中酸性火山岩中锆石 Ｕ －Ｐｂ 年龄 （４８６ ±１３） Ｍａ［１５］ 等， 认为滩间山 群中 有部分地层属晚寒 武 世 －早 奥 陶 世； 结合 滩 间山 群灰岩中珊瑚、 腕足类化石， 滩间山群中应有部分 地层延至晚奥陶世［１６］ 。 １畅２ 原滩间山群包涵 ３ 套构造 －岩性单元
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布于柴北缘 西 段 锡 铁 山 的 滩 间 山 群 与 东 段 都 兰 阿 尔茨托山地区的滩间山群， 进行了详细的构造解析 与局部构造填图， 重新厘定了滩间山群的构造 －岩 性层序， 基于其变形序列与构造体制等， 重塑了南 祁连早加里东造山带的造山过程， 并结合柴达木盆 地的构造演化及阿尔金走滑断裂的动力学特征， 探 讨了柴北缘超高压变质岩折返的可能机制。
序、 构造样式及其构造事件格架。 ２畅１ 锡 铁 山 滩 间 山 群 的 构 造 解 析
（３） 基底剥离断层（ ＤＦ１） ： 发育于滩间山群与 早元古代达肯大坂群间， 下盘为达肯大坂群顶部
以往认为， 滩间山群与早元古代达肯大坂群 的绿片岩相韧性剪切带， 上盘为滩间山群的绿片
的接触关系为： 多期复合断层接触［１９］ 、 逆冲型 韧 岩相韧性 剪 切 带 或 变 质 的 中 －基 性 火 山 岩 系 （ 图
柴北缘滩间山群构造对南祁连加里东造山及
超高压变质岩折返的启示
汪劲草， 韦龙云， 郝 森， 韦安伟， 王永东
（桂林理工大学 ａ畅广西矿冶与环境科学实验中心； ｂ畅广西隐伏金属矿产勘查重点实验室， 广西 桂林 ５４１００４）
摘 要： 柴北缘原滩间山群依构造与岩性可肢解为 ３ 部分： 下岩组为岛弧中 －基性火山岩系， 已部分 变形变质为绿片岩相糜棱岩； 中岩组为弧后盆地喷流 －沉积岩系， 为锡铁山式铅锌矿床赋矿层位， 已 产生绿片岩相变形分解； 上岩组为弱变形变质的紫红色含砾砂岩。 构造解析表明： 应将原滩间山群下 岩组置于上寒武统—下奥陶统， 为洋 －陆碰撞体制下产物； 中岩组置于中—上奥陶统， 为弧后盆地产 物； 上岩组置于下志留统， 为陆 －陆碰撞体制下前陆盆地产物。 下岩组或中岩组与早元古界达肯大坂 群以基底剥离断层接触， 上岩组或达肯大坂群逆冲岩席与中岩组以上剥离断层接触， 二剥离断层组成 双重构造。 在造山带伸展垮塌前， 未含榴辉岩的达肯大坂群逆冲堆垛于滩间山群之上， 且在后造山伸 展中被上剥离断层挫失， 仅局部可残存。 造山带伸展之后， 柴北缘叠加了板内造山， 原滩间山群、 推 覆岩席、 推覆断层、 剥离断层一并转入豆荚状倒转向斜， 并上叠晚泥盆世磨拉石盆地。 在造山带伸展 期， 阿尔金走滑断裂调节了柴北缘与南阿尔金超高压变质岩的早期折返， 并在造山带后续多期次挤压 与伸展体制下调节了超高压变质带的剥蚀出露。 关键词： 滩间山群； 南祁连造山带； 超高压变质岩； 折返机制； 剥离断层； 柴达木盆地北缘 中图分类号： Ｐ５４２畅３ 文献标志码：Ａ
角度不整合
盖层
上剥离断层 褶 叠 层
下剥离断层
变质核
相当原滩间山群层位 Ｏ３ ｔｎｃ
Ｏ３ ｔｎａ －２ ， Ｏ３ ｔｎｂ Ｏ３ ｔｎａ－１ ， Ｏ３ ｔｎｄ
从原滩间山群中剥离出来 ， 置于早志留世， 由于在 部， 为一绿片岩相韧性剪切带， 宽约 ２５０ ～５００ ｍ，
柴北缘仅残存于锡铁山沟， 故命名为锡铁山沟组 从下往上， 剪切带中岩石变形变质逐渐增强， 最
收稿日期： ２０１３ －０４ －０１ 基金项目： 国家自然科学基金项目 （４１１７２０８９） ； 广西自然科学基金项目 （ 桂科自 ０８３２２５１； ２０１２ＧＸＮＳＦＡＡ０５３１８５） ； 广西矿
冶与环境科学实验中心建设项目 作者简介： 汪劲草 （１９６３—） ， 男， 博士， 教授， 区域构造与成矿构造专业， ｗａｎｇｊｃ１０３１＠１６３畅ｃｏｍ。 引文格式： 汪劲草， 韦龙云， 郝森，等 ．柴北缘滩间山群构造对南祁连加里东造山及超高压变质岩折返的启示 ［ Ｊ］．桂林理
（ Ｓ１ ｘ） ， 认为其属南祁连陆 －陆碰撞体制下残余的 顶端为浅灰色超糜棱岩和千糜 岩 （ 原 称为 “ 云母
前陆盆地沉积物（ 表 １） 。
石英片岩”）， 与滩间山群灰绿色糜棱岩 （原称为
２ 滩间山群构造与构造序列
“绿色片岩系”） “整合接触”。 由老至新 （ 即从下 往上）， 剪切带内岩石变质变形由弱至强分带与地
１∶５ 万 锡 铁 山 幅、 全 集 河 幅 区 域 地 质 报 告［１６］ ， 将锡铁山滩间山群剖面视为单斜构造， 由北东往南 西从老至新划分为 ４ 个岩组（表 １）。 此方案未考虑 滩间山群与上、下地层的构造接触关系， 未考虑早 期顺层韧性伸展造成地层的构造减薄与缺失， 未考 虑后期滩间山群褶皱造成地层重复等因素， 因此， 该方案问题 较 多， 长期 存 在争 议［１１］ 。 本文 在 全 面 考虑滩间山群地层岩性组合、 构造沉积环境、 变质 变形特征、 构造新老关系、 褶皱构造样式等因素 后， 将原滩间山群从老至新分解为下、 中、 上 ３ 个 构造 －岩性组。 其中： 下岩组为岛弧中酸性、 基性 火山岩， 时代为晚寒武世—早奥陶世， 形成于洋 － 陆碰撞体制；中岩组为硅质岩、 碳酸岩， 时代为 中—晚奥陶世， 形成于弧后盆地环境， 为锡铁山喷 流沉积 －后 期叠加改造型大型 铅锌 矿 床的 赋 矿层 位［１７ －１８］ ；上岩组为紫色含砾砂岩（ 原称紫色岩系） ，
Ｑａｉｄａｍ Ｂａｓｉｎ－Ｑｉｌｉａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｎｄ ｉｔｓ ａｄｊａｃｅｎｔ ａｒｅａ （ Ｂ） １—超高压变质杂岩； ２—北祁 连 山 蛇 绿 混 杂 岩； ３—早 前 寒 武 纪 基 底； ４—晚 前 寒 武 纪 基 底； ５—古 生 代 沉 积 岩 系； ６—花 岗 岩； ７—榴辉岩； ８—大型 走 滑 断 裂 ； ９—工 作 区； ①—北 祁 连 早 古 生 代 高 压 变 质 带； ②—柴 北 缘 早 古 生 代 超 高 压 变 质 带； ③—北阿尔金早古生代高压变质带； ④—南阿尔金早古生代超高压变质带； ⑤— 北秦岭早古生代超高压变质带； ⑥—大别三 叠纪高压 －超高压变质带； ⑦—苏鲁三叠纪高压 －超高压变质带； ⑧—羌中三叠纪高压变质带
１ 滩间山群时代与层序划分
滩间山群是柴北缘南祁连早加里东造山带中 重要的构造 －岩性单元 （ 图 １） 。 虽然过去对其研 究取得了一些 重要 进 展［１１ －１２］ ， 但 其 中 仍 存 在 一 些 重大的基础 地质问题需要解决， 主要包 括： ①滩 间山群的岩性层序及其对应的构造事件； ② 滩间 山群的构造序列、 构造样式及其对应的构造体制。 通过对分布于锡铁山矿区 、 阿尔茨托山东段的东 沟、 吉给申沟 －太子 沟一 带 的滩 间 山 群 的 构 造 解 析， 发现滩间山群构造 －岩性层序、 构造序列、 构 造样式、 构造体制在 ３ 处完全一致。 １畅１ 滩 间 山 群 时 代 为 晚 寒 武 世 — 晚 奥 陶 世
柴达木盆地北缘 （ 简称柴北缘） 的南祁连加 里东造山带长约８００ ｋｍ， 是国内造山带 及 超高 压 变质岩研究的热点地区 （图 １）。 １０ 多年来， 柴北 缘板块构造格局、 岩石构造单元、 超高压变质岩 岩石学、 年代学及折返机制、 造山带构造演化等， 均取得了一 系 列 重 要 的 成 果［１ －９］ 。 柴 北 缘 构 造 体 制转换频繁、 不同岩石构造单元相互堆垛及超高 压变质岩快速折返的构造底辟 ， 导致柴北缘南祁 连早加里东 造 山 过 程 及 超 高 压 变 质 岩 折 返 机 制 等 关键地质问题存在不少疑问 ： ① 南祁连造山带在 早加里东期 发生 了 陆 －陆碰 撞， 但 是， 因 构造 叠 加及构造剥蚀， 迄今尚难以确定与板块碰撞有关 的大规模逆冲构造及外来推覆岩片； ② 岩石学成
岩片［１１］ 等。 构造解析表明， 锡铁山、 东 沟 与吉 给 （ Ａ 线理） 产状为 ２１５°∠６０°～８０°， 与面理小褶皱
申沟 －太子沟 ３ 处的滩间山 群构 造 与 构 造 序 列 完 倒向 及 其 枢 纽 （ Ｂ 线 理） 指 示 的 剪 切 指 向 一 致。
全一致， 依此可以建 立滩 间 山群 的 构 造 －岩 性 层 糜棱面理产状陡峻为后期褶皱叠加所致。
第 ３３ 卷 第 ４ 期 ２０１３ 年 １１ 月
桂林理工大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ畅３３ Ｎｏ畅４ Ｎｏｖ畅 ２０１３
文章编号： １６７４ －９０５７（２０１３）０４ －０５７５ －１２
ｄｏｉ：１０畅３９６９ ／ｊ．ｉｓｓｎ畅１６７４ －９０５７畅２０１３畅０４畅００１
滩间山群构造一直存在较大争议， 前人曾先 层由老至新层序一致，且属顺层简单剪切 （ Ｃ 面
后认为锡铁山滩间山 群 整体 为 单斜 构 造［１６］ 、倒 转 理与片麻理交角小于 １５°） ， 表明其属伸 展 型 而不
背斜［１９］ 、 褶 叠 层［１７ －１８］ 、 复 式 向 斜［１５］ 、 逆 冲 构 造 是逆冲型韧 性 剪切 带 ［２３］ 。 其中， 石 英棒 拉 伸 线 理
代号
沉积背景
岩性组合
原生接触关系 次生接触关系
Ｄ３ ａ Ｓ１ ｘ Ｏ２ －３
∈３ －Ｏ１
Ｐｔ１ ｄｋ
上叠断陷盆地 前陆盆地 弧后盆地
岛弧
裂谷
砾岩、 砂岩 含砾砂岩、 砂岩
硅质岩、 碳酸盐岩、 沉凝灰岩及喷流矿体
英安流纹岩、 基性火 山熔岩及火山碎屑岩
含榴辉岩与不含榴辉岩 的片麻岩、混合岩
角度不整合 角度不整合