史小輝,王道永,周輔增,彭關(guān)靈
(成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,四川 成都 610059)
云南蘭坪盆地西緣推覆構(gòu)造格架及運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制
史小輝,王道永,周輔增,彭關(guān)靈
(成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,四川 成都 610059)
根據(jù)變形特征和構(gòu)造組合形式,蘭盆構(gòu)造地西南緣推覆構(gòu)造可劃分為中央推覆帶、前陸沖斷帶和前陸滑脫帶。中央推覆帶的雛型形成于印支期,疊加了后期的構(gòu)造變形,以大面積巖漿活動(dòng)和大幅度隆升為主要特征;前陸沖斷帶形成始于燕山期,疊加了喜馬拉雅期的構(gòu)造變形,其變形特征主要表現(xiàn)為逆沖構(gòu)造和反沖構(gòu)造,形成了沖斷構(gòu)造樣式;前陸滑脫帶形成于喜馬拉雅期,以滑脫變形為主要特征,形成了隔檔式褶皺。整個(gè)推覆構(gòu)造經(jīng)過(guò)了印支期、燕山期的強(qiáng)烈變形,于喜馬拉雅期形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局;其擴(kuò)展方式為前展式,從臨滄巖漿弧向盆地內(nèi)部,構(gòu)造活動(dòng)的時(shí)間依次逐漸變新,變形強(qiáng)度依次逐漸減弱,由斷裂(沖斷)變形演變?yōu)轳薨?滑脫)變形。
推覆構(gòu)造格架;運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制;前展式擴(kuò)展;云南蘭坪
蘭坪盆地位于蘭坪—思茅坳陷帶(或稱(chēng)蘭坪—思茅褶皺帶)內(nèi),屬于印度板塊與歐亞板塊的交界地帶(李光勛,1994;吳南平等,2003;陳躍昆等,2004;管燁,2006)。近年來(lái),許多學(xué)者對(duì)蘭坪盆地的構(gòu)造特征、構(gòu)造演化及其與周緣造山帶的耦合關(guān)系做了相關(guān)研究(陳躍昆等,2004;陶曉風(fēng)等,2002;牟傳龍等,1999;朱創(chuàng)業(yè)等,1997;楊鑫等,2011),但對(duì)于盆地西南緣構(gòu)造格架的研究仍缺少詳細(xì)的資料。筆者等在蘭坪盆地西南緣及附近瀾滄江造山帶進(jìn)行1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn),沿盆山邊緣發(fā)育推覆構(gòu)造——蘭坪盆地西南緣推覆構(gòu)造。對(duì)蘭坪盆地西南緣推覆構(gòu)造進(jìn)行研究,能夠?yàn)樵搮^(qū)盆山耦合及地質(zhì)演化提供重要的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。
研究區(qū)位于云南西南部,大地構(gòu)造單元上屬岡瓦納大陸與勞亞大陸之間的特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造帶(域)東南緣的揚(yáng)子西緣多島—弧盆系瀾滄江造山帶與昌都—思茅盆地分界處。以瀾滄江斷裂為界,研究區(qū)西側(cè)構(gòu)造主體為昌寧—孟連碰撞造山帶;東側(cè)在石炭—二疊紀(jì)是瀾滄江俯沖帶的弧后盆地,晚二疊世又是金沙江—哀牢山俯沖帶的弧后盆地(李文昌等,2010;何龍清等,2004;蘇龍等,2010),自中生代以來(lái)經(jīng)歷了從弧后前陸盆地向走滑拉分盆地的演化(牟傳龍,1999;云南省地質(zhì)調(diào)查院,2008)。
2.1 推覆構(gòu)造劃分
蘭坪盆地西南緣推覆構(gòu)造西起昌寧—孟連構(gòu)造混雜巖帶,向東至黑惠江一帶,其平面上與瀾滄江造山帶走向一致,呈NW—SE走向(圖1)。從造山帶至盆地內(nèi)部,根據(jù)其變形特征和構(gòu)造組合形式,以瀾滄江斷裂(F3)、耈河—詩(shī)禮斷裂(F9)為界,自西向東可將推覆構(gòu)造劃分為中央推覆帶、前陸沖斷帶和前陸滑脫帶(圖2)。
圖1 蘭坪盆地西南緣地質(zhì)構(gòu)造綱要圖Fig.1 Tectonic Outline Map of SW Margin of Lanping Basin
2.2 推覆構(gòu)造特征
(1)中央推覆帶:夾持于后緣昌寧—孟連構(gòu)造混雜巖帶(F1-F2)與前緣瀾滄江斷裂(F3)之間。
推覆帶后緣的昌寧—孟連構(gòu)造混雜巖帶(F1-F2)由不同時(shí)代、不同巖性、不同構(gòu)造背景的混雜地質(zhì)體構(gòu)成,各地質(zhì)體間為構(gòu)造接觸。包括混雜基質(zhì)部分(深?!肷詈9栀|(zhì)巖—復(fù)理石建造)和顯示低綠片巖相變質(zhì)特征的綠泥陽(yáng)起片巖(基性火山巖)混雜斷片。
推覆帶前緣的瀾滄江斷裂(F3)由數(shù)條幾乎平行的、基本沿瀾滄江延伸的主斷裂及次級(jí)斷裂帶組成。斷層面向南西陡傾,一般傾角60°左右,呈北西向波狀彎曲延伸,為一高角度逆沖壓扭性構(gòu)造。斷裂帶附近的巖石均碎裂巖化、糜棱巖化,沿?cái)嗔褞Мa(chǎn)出串珠狀花崗巖體,并且發(fā)育大量石英脈。古元古界崇山巖群(Pt1C)逆沖于中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組(J2h)地層之上(圖2)。
中央推覆帶主體為臨滄—瀾滄地塊(巖漿弧帶),以大幅度隆升和巖漿活動(dòng)為主要特征(圖2)。中央推覆帶主要由花崗巖和崇山巖群組成。崇山巖群普遍糜棱巖化,沿?cái)嗔堰吘壭纬梢惠^寬糜棱巖帶;糜棱巖帶的存在,說(shuō)明瀾滄江斷裂帶形成于中深部構(gòu)造層次,被后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所抬升。侵入于崇山巖群中的印支—喜馬拉雅期花崗巖是中央推覆帶的地質(zhì)主體,絕大多數(shù)花崗巖都經(jīng)受了不同程度的塑性變形改造,部分花崗巖常具有片麻狀構(gòu)造;巖體中常含有不等量的角閃巖相變質(zhì)巖殘留體。這些巖體除具有片麻狀構(gòu)造外,有的地方還可見(jiàn)條紋狀等定向構(gòu)造。顯示出中央推覆帶韌性變形的特征。
(2)前陸沖斷帶:前陸沖斷帶西側(cè)以瀾滄江斷裂(F3)為界,與中央推覆帶相鄰,東側(cè)與前陸滑脫帶以耈河—詩(shī)禮沖斷斷裂(F9)為界。
耈河—詩(shī)禮沖斷斷裂(F9)呈NNW走向,斷面向西傾斜,傾角60°~80°。斷裂東側(cè)為侏羅—白堊系陸相紅色磨拉石建造,西側(cè)以晚二疊—上三疊統(tǒng)海陸交互相碎屑巖—碳酸鹽建造為主。斷裂表現(xiàn)為麥初箐組上段(T3m2)地層逆沖于花開(kāi)左組下段(J2h1)地層之上(圖2)。斷裂帶構(gòu)造角礫巖較為發(fā)育,巖石破碎,兩側(cè)巖層產(chǎn)狀混亂,局部巖層近于直立,劈理較發(fā)育,并見(jiàn)斷裂將兩側(cè)地層呈順扭錯(cuò)移,石英脈極為發(fā)育,表現(xiàn)該斷裂以脆性變形為主。
前陸沖斷帶巖(地)層為一總體呈北東傾的單斜構(gòu)造,沖斷帶構(gòu)造以發(fā)育傾向南西的逆沖構(gòu)造和傾向北東的反沖構(gòu)造為主要特征,總體表現(xiàn)為沖斷構(gòu)造樣式(圖2)。
逆沖構(gòu)造由核桃園斷裂(F4)和阿郎斷裂(F8)組成。核桃園斷裂(F4)靠近瀾滄江斷裂(F3),表現(xiàn)為中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組(J2h)地層逆沖于下白堊統(tǒng)景星組(K1j)地層之上(圖2),斷裂附近的兩盤(pán)巖(地)層均構(gòu)造片(劈)理化,近斷層巖層產(chǎn)狀陡立,普遍具板劈理化并微變質(zhì),變形變質(zhì)強(qiáng)度具有遠(yuǎn)離斷裂逐漸減弱的特點(diǎn)。阿郎斷裂(F8)呈NW—SE走向,向南西傾斜,傾角60°左右,沿?cái)嗔褞r石破碎強(qiáng)烈,產(chǎn)狀極亂;斷裂北段有基性巖呈巖墻狀侵入(圖1),表明斷裂構(gòu)造對(duì)侵入體具有明顯的控制作用;斷裂南段上二疊統(tǒng)羊八寨組(P3y)地層逆沖于上三疊統(tǒng)歪古村組(T3w)地層之上(圖2)。
反沖構(gòu)造發(fā)育于阿郎斷裂(F8)斷坡的后(西)側(cè),由阿水箐斷裂(F5)、阿眉山斷裂(F6)、仙水洞斷裂(F7)組成,各斷裂沿NW—SE走向大致平行排列,傾向北東,傾角40°左右,與逆沖構(gòu)造傾向相反。仙水洞斷裂(F7)表現(xiàn)為上二疊統(tǒng)羊八寨組(P3y)地層反沖于上三疊統(tǒng)三合洞組(T3sh)地層之上。阿眉山斷裂(F6)為一脆韌性擠壓帶,瀾滄江斷裂(F3)以東的淺變質(zhì)巖系終止于此;其上盤(pán)地層為上三疊統(tǒng)歪古村組(T3w),下盤(pán)為中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組(J2h)地層。阿水箐斷裂(F5)兩側(cè)巖石產(chǎn)狀較亂,有較寬的擠壓破碎帶,表現(xiàn)為中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組(J2h)地層反沖于上白堊統(tǒng)景星組(K1j)地層之上;西盤(pán)巖石變質(zhì)程度稍強(qiáng),東盤(pán)變質(zhì)稍弱。由東往西各個(gè)斷裂均為老地層反沖于新地層之上。反沖構(gòu)造與阿郎斷裂(F8)之間的各個(gè)斷夾塊依次沖起,形成沖起構(gòu)造(圖2)。
(3)前陸滑脫帶:前陸滑脫帶為耈河—詩(shī)禮斷裂(F9)與黑惠江背斜之間的地質(zhì)體。
自造山帶至前陸,變形減弱。強(qiáng)烈發(fā)育的逆沖斷層趨向前陸則逐漸減弱減少,褶皺越來(lái)越開(kāi)闊平緩,順基底拆離滑脫的薄皮式構(gòu)造特點(diǎn)益趨明顯。薄皮構(gòu)造的褶皺主要為侏羅山式或類(lèi)侏羅山式(朱志澄,1989)。研究區(qū)前陸滑脫帶的變形特征主要表現(xiàn)為薄皮構(gòu)造的褶皺——隔檔式褶皺,由推覆構(gòu)造滑脫過(guò)程中的斷滑—斷彎褶皺作用形成。
前陸滑脫帶主要為沉積盆地蓋層推覆體,主要分布中生界地層,褶皺變形以層理為變形面,以脆性滑脫變形為主,顯示薄皮構(gòu)造的變形特征;沿主滑脫面發(fā)育規(guī)模不等的斷坪、斷坡構(gòu)造,并由此形成無(wú)根褶皺?;摌?gòu)造的褶皺軸向與主體構(gòu)造線方向一致,呈NW—NNW向,充分反映出褶皺是由于推覆構(gòu)造擠壓引起地層縮短而發(fā)生的。總體形態(tài)為直立水平褶皺,其能干層起主導(dǎo)作用;由于巖石的能干性不同,褶皺樣式也存在明顯差異,在砂巖中形態(tài)較為開(kāi)闊,而在泥巖中較為緊閉(李亞林等,2001)。野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn),前陸滑脫帶的向斜形態(tài)較為開(kāi)闊,而背斜形態(tài)較為緊閉,向斜與背斜相間分布,總體構(gòu)造組合呈現(xiàn)隔檔式褶皺的特點(diǎn)。這一隔檔式褶皺由土皮太向斜、從岡背斜、芭蕉林向斜、黑惠江背斜組成(圖2)。
土皮太向斜形態(tài)較為開(kāi)闊,規(guī)模較大,核部地層為下白堊統(tǒng)南新組(K1n),翼部為下白堊統(tǒng)景星組(K1j);兩翼地層相向而傾,傾角20°~30°。從岡背斜為緊閉的背斜,核部地層主要為上侏羅統(tǒng)壩注路組(J3b),傾角50°~60°,翼部地層為下白堊統(tǒng)景星組(K1j)。芭蕉林向斜與土皮太向斜相似,亦為一寬緩向斜,但規(guī)模略小,核部地層為下白堊統(tǒng)景星組(K1j),翼部地層為上侏羅統(tǒng)壩注路組(J3b),核部地層傾角30°~40°。黑惠江背斜為緊閉的背斜,規(guī)模大約3km,核部為上三疊統(tǒng)麥初箐組下段(T3m1)地層,翼部地層為上三疊統(tǒng)麥初箐組上段(T3m2)。
滑脫構(gòu)造是由于低角度逆沖斷層沿底部的順層滑脫面滑動(dòng)過(guò)程中,處于斷坪上盤(pán)的地層受到牽引作用而形成,即斷滑褶皺作用;斷坪在爬升斷坡形成另一個(gè)高層位斷坪的過(guò)程中,于斷坡處由于地層收縮變形而形成了緊閉的背斜,即斷彎褶皺作用。其斷坡切穿了地表,形成了背斜核部的斷裂(圖2)。
根據(jù)不同期次的沉積建造、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用,結(jié)合它們的變形特征和運(yùn)動(dòng)方向,可以將研究區(qū)推覆構(gòu)造的演化分為三期:印支期、燕山期、喜馬拉雅期(圖3)。
圖3 推覆構(gòu)造演化示意剖面圖Fig.3 Sketch Map of Nappe Evolution
蘭坪盆地西南緣推覆構(gòu)造始于昌寧—孟連洋盆關(guān)閉的印支期碰撞造山作用。位于昌寧—孟連結(jié)合帶(F1-F2)和瀾滄江斷裂(F3)之間的臨滄—瀾滄巖漿弧隨著碰撞造山而回返隆升,大面積出露元古界變質(zhì)基底,并伴有中—酸性巖漿巖侵入;隨碰撞造山作用的進(jìn)行,巖漿弧自西向東逆掩推覆,巖漿弧東側(cè)則強(qiáng)烈凹陷形成弧后前陸盆地,接受上三疊統(tǒng)地層的沉積(圖3,A)。這一時(shí)期形成了中央推覆帶雛型。
燕山期,推覆構(gòu)造向盆地內(nèi)部擴(kuò)展,在瀾滄江斷裂(F3)和耈河—詩(shī)禮斷裂(F9)之間形成前陸沖斷帶,發(fā)育了逆沖斷層和反沖斷層,形成了沖斷構(gòu)造樣式,變形地層主要為上三疊統(tǒng)地層;伴隨著前陸沖斷帶的形成,中央推覆帶繼續(xù)向上隆升,印支期花崗巖出露地表;耈河—詩(shī)禮斷裂(F9)以東的前陸盆地內(nèi)部接受侏羅—白堊系地層的沉積(圖3,B)。
喜馬拉雅期奠定了推覆構(gòu)造現(xiàn)今的構(gòu)造格局。耈河—詩(shī)禮斷裂(F9)以東以滑脫變形為主,發(fā)育了隔檔式褶皺的構(gòu)造樣式,主要為侏羅—白堊系地層的變形,形成了前陸滑脫帶。同時(shí),中央推覆帶進(jìn)一步隆升,燕山期花崗巖和糜棱巖化帶也出露于地表;在前陸沖斷帶發(fā)育逆沖斷層和反沖斷層,侏羅系和白堊系地層發(fā)生構(gòu)造變質(zhì)作用(圖3,C)。
由推覆構(gòu)造的三期變形可以看出,蘭坪盆地西南緣推覆構(gòu)造的擴(kuò)展方式為前展式,從巖漿弧向盆地內(nèi)部,構(gòu)造活動(dòng)的時(shí)間依次漸新,變形強(qiáng)度逐漸減弱,由斷裂(沖斷)變形為主演變?yōu)轳薨?滑脫)變形為主。
(1)蘭坪盆地西南緣發(fā)育推覆構(gòu)造。根據(jù)變形特征和構(gòu)造組合樣式,推覆構(gòu)造可分為中央推覆帶、前陸沖斷帶、前陸滑脫帶。
(2)中央推覆帶的雛型形成于印支期,其構(gòu)造活動(dòng)持續(xù)到喜馬拉雅期,以大面積的巖漿活動(dòng)和大幅度回返隆升為主要特征;前陸沖斷帶的形成始于燕山期,構(gòu)造活動(dòng)持續(xù)到喜馬拉雅期,形成了一系列逆沖構(gòu)造和反沖構(gòu)造;前陸滑脫帶形成于喜馬拉雅期,變形特征以隔檔式褶皺為主,脆性逆沖斷層為輔。推覆構(gòu)造經(jīng)過(guò)了印支期、燕山期的構(gòu)造變形,于喜馬拉雅期形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局。
(3)蘭坪盆地西南緣推覆構(gòu)造為前展式擴(kuò)展。從巖漿弧向盆地內(nèi)部,構(gòu)造活動(dòng)的時(shí)間依次漸新,變形強(qiáng)度逐漸減弱,由斷裂(沖斷)變形為主演變?yōu)轳薨?滑脫)變形為主。
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THE TECTONIC FRAMEWORK AND KINEMATIC MECHANISM OF THE NAPPE IN W MARGIN OF LANPING BASIN,YUNNAN
SHI Xiao-hui,WANG Dao-yong,ZHOU Fu-zeng,PENG Guan-ling
(CollegeofGeosciences,ChengduUniversityofScienceandTechnology,Chengdu610059)
According to the deformation and tectonic assemblage,the nappe in SW margin of Lanping basin can be divided into central nappe zone,foreland thrust zone and foreland decollement zone.The primitive central nappe zone was formed in Indosinian,which has been superimposed by the later tectonic deformation,characterized by the large area of magmatism and the large scale of uplift.The formation of foreland thrust zone began from Yanshanian,superimposed by Himalayan tectonic deformation,formed the thrust pattern,characterized mainly by the inverse or reverse thrust.The foreland decollement zone was formed in Himalayan,formed the fold of partition pattern,characterized mainly by the decollement deformation.The entire nappe has experienced Indosinian,Yanshanian strong deformation.The present pattern is Himalayan tectonics.The expansion form is progressive development,tectonism time becomes younger;deformation intensity decreases,fault(thrust)becomes fold(decollement)from Lincang magmatic arc to the inner part of basin.
Nappe Framework;Kinematic Mechanism;Progressive Expansion;Lanping,Yunnan
2014-12-02
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局,云南1∶5萬(wàn)雞街等四幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查,編號(hào):1212011220389。
史小輝(1987~),男,甘肅涇川縣人,碩士研究生,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè),研究方向?yàn)閰^(qū)域構(gòu)造分析。
P542
A
1004-1885(2015)2-163-6