陳應(yīng)濤 陳文鑫 張歡 楊秉正 李晗 艾卉卉
摘 要:安寧河斷裂帶是青藏高原東緣大型走滑斷裂系鮮水河-小江斷裂系重要組成部分,演化歷史悠久,構(gòu)造變形復(fù)雜。為了進(jìn)一步理清青藏高原東緣安寧河斷裂帶中-新生代構(gòu)造變形,文中通過詳細(xì)的野外構(gòu)造觀察與解析并結(jié)合構(gòu)造巖磁組構(gòu)對(duì)安寧河斷裂帶進(jìn)行精細(xì)的構(gòu)造變形研究,厘定了安寧河斷裂中-新生代構(gòu)造變形序列及其變形特征。結(jié)果表明中生代安寧河斷裂帶先后經(jīng)歷了印支晚期NEE-SWW向擠壓作用下的早期具有左行走滑特征的韌性剪切和晚期韌-脆性密集劈理化構(gòu)造變形過程以及晚中生代近E-W向擠壓作用下形成的低角度韌-脆性剪切三期構(gòu)造變形過程;構(gòu)造巖磁組構(gòu)樣品的平均磁化率具有強(qiáng)、弱磁化率2種特征,且構(gòu)造巖具有磁面理較磁線理發(fā)育的特征,磁化率橢球體以壓扁型為主,構(gòu)造強(qiáng)應(yīng)變特征明顯;最小磁化率主軸呈NEE-SWW向,即中生代早期的韌脆性變形受到了NEE-SWW向的擠壓作用,但運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果反映出了后期疊加改造的特征。新生代安寧河斷裂帶整體經(jīng)歷了NWW-SEE向擠壓作用下以左行走滑為主的具有自西向東擴(kuò)展特征的三幕擠壓走滑和兩幕斜張走滑構(gòu)造變形過程,奠定了安寧河斷裂帶現(xiàn)今兩塹夾一壘的構(gòu)造地貌。這為深入認(rèn)識(shí)和恢復(fù)川滇南北構(gòu)造帶及其青藏高原東緣的形成演化過程奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:安寧河斷裂帶;構(gòu)造變形;構(gòu)造解析;磁組構(gòu);青藏高原東緣
中圖分類號(hào):P 545
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1672-9315(2021)01-0094-10
DOI:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2021.0113
Meso-cenozoic structural deformation and magnetic fabric characteristics
of? Anninghe fault belt at eastern Margin,Tibetan Plateau
CHEN Yingtao,YU Wenxin,ZHANG Huan,YANG Bingzheng,LI Han,AI Huihui
(College of Geology and Environment,Xian University of Science and Technology,Xian 710054,China)
Abstract:Anninghe fault belt one of the most activities fault belts inside mainland China today,
is an important constituent of Xianshuihe-Xiaojiang fault system on the eastern Margin of the Tibetan Plateau.In order to clarify the structural deformation of Anninghe fault belt in the Meso-Cenozoic,the intensive structural deformation of the Anninghe fault belt was studied based on the detailed field structure observation and analysis combined with the tectonites magnetic fabric.Results show that the Anninghe fault belt underwent three periods deformation in the Mesozoic:one is the left-lateral slip ductile shearing deformation process under the NEE-SWW pressure force in the late indosinian and the late ductile-brittle dense cleavage process,and the other is low angle brittle ductile shear deformation process under the E-W pressure force in the late Mesozoic.The tectonites fall into two groups,strong and weak average susceptibility,respectively.The magnetic foliation prevails over magnetic lineation indicating that magnetic susceptibility ellipsoid is oblate with strong strain structural characteristics.The minimum susceptibility principal axis is NEE-SWW direction,that is,the ductile-brittle deformation in the early Mesozoic has received NEE-SWW direction compression,but the result of kinematics analysis shows the characteristics of superimposition and transformation of later structures.In the Cenozoic,the Anninghe fault belt is characterized by the left-lateral slip,and underwent three periods extrusion strike-slips and two periods diagonal strike-slip deformation under the NWW-SEE pressure force.The tectonic landform that is a horst caught with two grabens today has been established by the deformation process in the Cenozoic.This understanding has laid a foundation for the deep understanding and recovers the formation and evolution of the Sichuan-Yunnan north-south tectonic belt and eastern margin of the Tibetan Plateau.
Key words:Anninghe fault belt;structural deformation;structural analysis;magnetic fabric;eastern Margin of Tibetan Plateau
0 引 言
安寧河斷裂帶地處青藏高原東緣,是青藏高原與揚(yáng)子地塊相互擠壓拼接的交匯部位之一,(圖1(a))也是川滇南北構(gòu)造帶和青藏高原東緣大型走滑斷裂系鮮水河-小江斷裂系重要組成部分(圖1(b)),是現(xiàn)今中國大陸內(nèi)部最為活動(dòng)的斷裂帶之一[1],演化歷史悠久,構(gòu)造變形復(fù)雜。印支期以來的構(gòu)造變形在一定程度上記錄了特提斯構(gòu)造域和青藏高原東緣構(gòu)造變形特征的相關(guān)信息[2],其構(gòu)造變形形跡是認(rèn)識(shí)解剖中生代特提斯洋盆演化在揚(yáng)子地塊西緣的響應(yīng)和新生代青藏高原隆升及其物質(zhì)東向運(yùn)動(dòng)的良好載體[3],因其復(fù)雜的演化歷史及特殊的構(gòu)造位置而備受地學(xué)界關(guān)注,近年來針對(duì)青藏高原東緣和安寧河斷裂帶地震地質(zhì)和活動(dòng)構(gòu)造的研究甚多[4-6],但缺乏針對(duì)安寧河斷裂構(gòu)造變形的研究,特別是印支期以來、青藏高原隆升前的構(gòu)造變形序列及其特征的精細(xì)化解析尚不明確。
通過詳細(xì)的野外構(gòu)造觀察與解析,并結(jié)合磁組構(gòu)對(duì)安寧河斷裂帶進(jìn)行精細(xì)的構(gòu)造變形研究,探討安寧河斷裂中-新生代構(gòu)造變形序列及其變形特征,為川滇南北構(gòu)造帶及其青藏高原東緣的形成演化奠定基礎(chǔ)。
1 地質(zhì)概況
晚古生代到早中生代,隨著古特提斯洋的打開到消亡,揚(yáng)子地塊西緣一直處于被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境,晚二疊世發(fā)生短暫而強(qiáng)烈的伸展裂解。印支晚期隨著東古特提斯洋盆的關(guān)閉、碰撞造山,揚(yáng)子地塊西緣地區(qū)進(jìn)入了陸內(nèi)造山變形階段,在原揚(yáng)子地塊西部的攀西裂谷構(gòu)造基礎(chǔ)上發(fā)生了陸內(nèi)造山,產(chǎn)生了大規(guī)模自西向東至北西向南東的逆沖推覆構(gòu)造;晚中生代受班公湖-怒江洋盆俯沖消減關(guān)閉的遠(yuǎn)程效應(yīng)影響,揚(yáng)子西緣地區(qū)繼續(xù)發(fā)生陸內(nèi)逆沖推覆構(gòu)造變形,并疊加改造先期的陸內(nèi)造山構(gòu)造;新生代在印度板塊與歐亞板塊碰撞造山和青藏高原急劇隆升、物質(zhì)東向運(yùn)動(dòng)作用下,發(fā)育近南北向鮮水河-安寧河-大涼山-小江斷裂為主的大型左行走滑斷裂系,并持續(xù)至今。
安寧河斷裂帶處于揚(yáng)子地塊西緣、康滇地軸中心部位,是該地區(qū)構(gòu)造演化發(fā)展的控制性構(gòu)造帶。斷裂帶北起石棉地區(qū),向北與鮮水河斷裂帶相接,向南經(jīng)冕寧至西昌南與NW-SE向的則木河斷裂帶相連,由數(shù)條總體近SN向展布的斷裂組成,長約150~170 km。斷裂帶的形成演化受控于揚(yáng)子西緣的整體背景,初始形成于晉寧期的擠壓作用,后經(jīng)澄江期、海西期伸展體制發(fā)展后,于印支期、燕山期受特提斯構(gòu)造域的影響逐漸轉(zhuǎn)換為擠壓體制。這一過程使得安寧河斷裂帶自北向南不同程度的發(fā)育有元古代到中生代的酸性到超基性乃至堿性、深成侵入到地表噴出的巖漿巖,整體上構(gòu)成了揚(yáng)子西緣地區(qū)一條南北向規(guī)模較大的巖漿巖雜巖帶。新生代則在青藏高原形成與隆升及其物質(zhì)東向擴(kuò)展的背景下,安寧河斷裂帶主體以左行剪切走滑變形為主,并且持續(xù)活動(dòng)至今[7-9]?,F(xiàn)今主干斷裂沿安寧河河谷發(fā)育,形態(tài)上表現(xiàn)出兩塹夾一壘的構(gòu)造格局,整體具有北窄南寬的特征,也反映出安寧河斷裂帶存在一定的擠壓扭動(dòng)作用。
2 野外構(gòu)造變形特征
2.1 北段大橋剖面
安寧河斷裂帶北段冕寧縣城北大橋地區(qū)中侏羅統(tǒng)益門組(J2y)紫紅色鈣質(zhì)粉砂巖、泥巖地層中可識(shí)別出兩期構(gòu)造變形,早期為韌性剪切變形(圖2(a)),糜棱面理產(chǎn)狀為105°∠62°,旋轉(zhuǎn)碎斑及書斜構(gòu)造指示具有左行走滑兼逆沖的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征(圖2(b)),晚期則為脆性破碎,破碎帶發(fā)生強(qiáng)烈的綠泥石、綠簾石和高嶺土化蝕變,產(chǎn)狀與早期脆-韌性變形面理傾向相同,傾角稍緩,兩期的構(gòu)造變形均顯示出NWW-SEE的擠壓剪切作用。構(gòu)造巖中石英顆粒ESR測年結(jié)果表明兩期構(gòu)造變形時(shí)間分別為26.4±2.6,17.2±1.7 Ma,屬于晚漸新世與早中新世,是新生代構(gòu)造變形的結(jié)果。此外,在冕寧縣城以東地區(qū)的昔格達(dá)組(N2x)地層形成近直立的強(qiáng)弱變形帶(圖2(c)),局部發(fā)生強(qiáng)烈褶皺變形、形成緊閉褶皺,兩翼地層產(chǎn)狀較陡,樞紐產(chǎn)狀為21°∠61°,軸面傾向NWW,也進(jìn)一步表明安寧河斷裂帶早更新世以來經(jīng)歷至少一期的NWW-SEE的擠壓作用。
2.2 中段雙橋剖面
安寧河斷裂帶在冕寧縣城南-西昌地區(qū)大體沿安寧河谷呈南北向展布。沿?cái)嗔褞С雎兜膸r層主要為震旦紀(jì)小相嶺流紋巖(Zaλ)、晚元古代普通花崗巖(通常稱為“瀘沽花崗巖”)、順河谷東岸零星分布的上新統(tǒng)昔格達(dá)組(N2x)以及第四紀(jì)尚未固結(jié)的松散沉積物,冕寧縣城以北及冕山鎮(zhèn)以東地區(qū)則還發(fā)育有晚震旦紀(jì)燈影組(Zbd)灰?guī)r晚三疊世-早白堊世的白果灣群(T3-J1bg)。但由于新生代河流與風(fēng)化作用的影響,早期的斷裂特征被寬闊的河谷、植被或新生界未固結(jié)沉積物所掩蓋,僅在相對(duì)較窄的東岸瀘沽和雙橋(高山堡)等地的沖溝內(nèi)可觀察到零星的壓扭性構(gòu)造變形特征。
冕寧縣城南安寧河?xùn)|雙橋地區(qū)小相嶺流紋巖(Zaλ)中發(fā)育有糜棱巖化帶與劈理化帶、破碎帶等韌性、脆-韌性和脆性構(gòu)造共存的構(gòu)造現(xiàn)象(圖3),反映出多期構(gòu)造變形相互疊加的特征[10-11]。由于構(gòu)造巖受后期強(qiáng)烈風(fēng)化作用后成十分壯觀的白色土林(圖4(a)),造成構(gòu)造變形特征較難識(shí)別。韌性剪切變形造成的糜棱巖具有糜棱結(jié)構(gòu)(圖4(b)),糜棱面理產(chǎn)狀為45°∠78°,碎斑大小多為0.2~5 mm不等,礦物明顯定向,可見S-C組構(gòu)特征,其中S面理多為拉長的石英、長石的長軸排列方向,C面理則主要由絹云母等礦物的定向排列,顯示具有左行剪切特征;顯微鏡下可見礦物強(qiáng)烈擠壓定向排列,發(fā)育旋轉(zhuǎn)碎斑(圖4(c))、石香腸構(gòu)造等構(gòu)造,同樣指示了左行剪切特征;石英光軸的極密位置特征反映出最大主應(yīng)力方向?yàn)镹EE-SWW向[12],代表了安寧河斷裂帶自轉(zhuǎn)換為擠壓構(gòu)造背景以來最早的構(gòu)造變形與應(yīng)力場特征。剖面中的韌-脆性構(gòu)造變形受后期脆性構(gòu)造變形及風(fēng)化作用的影響相對(duì)較為雜亂,可識(shí)別出2組產(chǎn)狀分別為27°∠55°和266°∠21°的密集劈理(圖4(d)),以往認(rèn)為后者(近N-S向)是韌-脆性構(gòu)造變形的主要結(jié)果[13],但野外觀察發(fā)現(xiàn)前者(NWW-SEE向)規(guī)模相對(duì)較大并截切早期韌性變形,但也可見后者明顯疊加改造前者。同時(shí)可見順N-S向劈理面的剪切作用與早期的韌性面理組成了S-C構(gòu)造(圖4(e)),剪切面理產(chǎn)狀為80°∠27°,指示出右行走滑特征,由此可見該期韌-脆性構(gòu)造變形是NNE-SSW和近E-W向擠壓應(yīng)力場作用復(fù)合疊加的結(jié)果。破碎帶中主要發(fā)育碎裂巖(圖4(f))及斷層角礫巖,碎裂巖多為碎裂結(jié)構(gòu),斷層角礫巖中角礫多為棱角狀,大小混雜,成分多為流紋巖與糜棱巖、千糜巖等,局部還夾有灰?guī)r等。
綜合以上野外剖面特征,安寧河斷裂帶自印支期轉(zhuǎn)換為擠壓背景以來至少存在4期的構(gòu)造活動(dòng):第1期則為較深層次的韌性變形,構(gòu)造巖主要為糜棱巖,主應(yīng)力方向?yàn)镹EE-SWW向,具有左行走滑特征;第2期則為NNE-SSW向擠壓作用形成的中淺層次的韌-脆性構(gòu)造,表現(xiàn)為NWW-SEE走向的密集劈理;第3期則近E-W向的擠壓剪切作用形成的韌-脆性構(gòu)造,表現(xiàn)為近N-S向展布密集的劈理,具有右行走滑分量;第4期主要新生代發(fā)育的一系列淺表層次的脆性破裂變形。
3 構(gòu)造巖磁組構(gòu)特征
在一定溫度和構(gòu)造應(yīng)力作用下所形成的變形巖石具有磁化率各項(xiàng)異性的特征[14],且該特征有效地記錄了巖石應(yīng)變特征,即磁組構(gòu)。研究表明磁化率橢球體形態(tài)及主軸空間展布狀態(tài)與應(yīng)變橢球體具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系[15-16]。因此根據(jù)磁化率橢球體形態(tài)及其主軸特征可分析變形巖石所經(jīng)歷的構(gòu)造變形性質(zhì)及其應(yīng)力作用方式、方向和運(yùn)動(dòng)學(xué)等。
野外沿安寧河斷裂帶雙橋剖面盡可能均勻的布置采樣點(diǎn)10個(gè)(樣品AN-1~AN-10),獲取原巖為流紋巖的劈理化構(gòu)造片巖定向標(biāo)本共55塊,并在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用捷克AGICO的Kappabridge磁化率儀(KLY-4S,測試場強(qiáng)300 A/m,工作頻率875 Hz,檢出限2×10-8 SI,測試精度0.1%)對(duì)所有樣品進(jìn)行了AMS測試,結(jié)果見(表1)。其中全剖面平均磁化率橢球體主軸優(yōu)勢方位均利用Jelinek方法[17]借助于商業(yè)軟件MATLAB計(jì)算得到。
3.1 磁化率參數(shù)特征
平均磁化率反映樣品中礦物的磁化率綜合特征,其值與礦物的類型密切相關(guān)[18-19]。安寧河斷裂構(gòu)造巖磁組構(gòu)樣品的平均磁化率Km主要分成2部分(圖5(a)),絕大部分分布在44~300 μSI之間,表現(xiàn)出微弱-弱磁化率特征,表明該磁組構(gòu)樣品屬于微弱-弱磁性樣品,而這些磁組構(gòu)樣品原巖為流紋巖,所含的大量石英、長石等抗磁性及黑云母和白云母等順磁性礦物是該類樣品磁化率較低的根本原因;除此之外AN-9,AN-10這2個(gè)采樣點(diǎn)Km>1 300 μSI,具有強(qiáng)磁化率特征,表明該樣品為強(qiáng)磁性樣品,這可能表明該類流紋巖中含有一定的鐵磁性礦物。
磁化率橢球體形狀因子(T)、校正后各向異性度(PJ)等參數(shù)可較為準(zhǔn)確地反映巖石的變形特征。安寧河斷裂的所有采樣點(diǎn)樣品T>0(表1),表明這些樣品的磁化率橢球體為扁圓形磁化率橢球體,同時(shí)樣品的磁面理F值大于磁線理L值,反應(yīng)磁組構(gòu)樣品的磁面理較磁線理發(fā)育;并且T-PJ圖解(圖5(b))和Flin圖解(圖5(c))中采樣點(diǎn)樣品基本上都落在了壓扁區(qū)(T>0),同樣反映出磁化率橢球體以壓扁型為主,磁面理較磁線理發(fā)育。綜合表明安寧河斷裂應(yīng)變主要以壓扁、剪切為主。所有樣品PJ值總體較大,基本都大于1.0,表現(xiàn)出構(gòu)造變形磁組構(gòu)特征,尤其是AN-1采樣點(diǎn)的PJ值大于1.26,表現(xiàn)出構(gòu)造強(qiáng)變形磁組構(gòu)特征。
3.2 磁化率主軸特征
全剖面磁化率主軸赤平投影顯示最大磁化率主軸(Kmax)即磁線理方向主要分布在第1象限(圖6(a))玫瑰花圖顯示優(yōu)勢方位位于NE向(圖6(b)),經(jīng)空間矢量計(jì)算優(yōu)勢產(chǎn)狀為38°∠28°,進(jìn)一步反映出安寧河斷裂應(yīng)變橢球體最大應(yīng)變主軸以NE-SW向低角度傾伏的特征,與斷裂帶走向SN呈斜交關(guān)系。最小磁化率主軸(Kmin)即磁面理極點(diǎn)投圖主要集中于三象限,極密中心表明優(yōu)勢產(chǎn)狀方向?yàn)镾SW向,傾伏角相對(duì)較大(圖6(c)),經(jīng)空間矢量計(jì)算得出優(yōu)勢產(chǎn)狀為218°∠62°,表明最小應(yīng)變主軸呈SSW-NNE向,但傾伏角相對(duì)較大,這與野外劈理面產(chǎn)狀反映的擠壓應(yīng)力環(huán)境基本一致,同時(shí)磁面理主體優(yōu)勢方向傾向?yàn)镹E向,走向?yàn)镹W-SE向,經(jīng)空間向量計(jì)算得到的優(yōu)勢產(chǎn)狀為38°∠31°,這與野外觀察到的劈理面產(chǎn)狀27°∠55°基本一致,綜合表明磁組構(gòu)樣品磁組構(gòu)特征基本上反映的是第2期NEE-SWW向擠壓作用下形成的脆-韌性構(gòu)造變形的結(jié)果。
3.3 磁組構(gòu)與斷裂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
磁化率最小主軸與應(yīng)變橢球體最大壓縮主軸對(duì)應(yīng)能夠指示斷裂帶擠壓應(yīng)力的合力方向,以此對(duì)由最小磁化率主軸優(yōu)勢方位和傾伏角定義的單位矢量R,按照平行斷裂帶與垂直斷裂帶進(jìn)行分解得到分量P,N以二者與水平面斷裂走向線或橫剖面上斷裂帶傾斜線(剪切線)的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[19]。
3.3.1 水平運(yùn)動(dòng)分析
安寧河斷裂磁組構(gòu)樣品磁化率主軸特征分析結(jié)果顯示最小磁化率主軸優(yōu)勢產(chǎn)狀為218°∠62°,即最小應(yīng)變主軸呈SSW-NNE向(近N-S向),結(jié)合采樣點(diǎn)位置及樣品巖性認(rèn)為這一構(gòu)造變形特征主要代表的是安寧河斷裂第2期中淺層次的韌-脆性構(gòu)造變形特征,即該期變形主要受到了SSW-NNE向的擠壓作用。Kmin代表的斷裂帶主壓應(yīng)力合力在水平面上的方位角為218°,與該期構(gòu)造中密集劈理面(27°∠55°)推斷的斷裂走向呈斜交關(guān)系(圖7(a))。在水平面上分別沿平行于斷裂帶走向和垂直斷裂帶走向線對(duì)于最小磁化率主軸方位角定義的單位合矢量R進(jìn)行分解,結(jié)果(圖7(a))顯示平行于斷裂帶水平面走向線的分量P較小并且呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),垂直斷裂帶水平面走向線的分量N較大,則反映出斷裂帶以擠壓作用為主,伴有少量左行走滑分量。
3.3.2 垂直運(yùn)動(dòng)分析
安寧河斷裂中段雙橋剖面上采樣點(diǎn)Kmin的優(yōu)勢傾伏角為62°,在斷裂橫切剖面中由Kmin代表的斷裂帶中心位置主壓應(yīng)力合力與第2期的脆-韌性變形形成的密集劈理推斷的斷裂傾斜線(55°)呈斜交關(guān)系(圖7(b))。在橫切剖面上沿平行和垂直于斷裂帶傾斜線對(duì)Kmin傾伏角定義的單位合矢量R進(jìn)行分解,結(jié)果(圖7(b))顯示在橫切剖面中垂直于斷裂帶傾斜線的分量N較大,反映出斷裂帶主體以擠壓作用為主,但平行于斷裂帶傾斜線仍有一定的分量P,且呈逆時(shí)針力偶,表明兼具東盤相對(duì)西盤下降的正斷特征。
4 變形時(shí)間及其構(gòu)造演化討論
在安寧河斷裂帶中段冕山以東地區(qū),白果灣群(T3-J1bg)地層直接覆蓋于震旦紀(jì)燈影組地層(Zbd)之上,并且白果灣群多呈近NS向展布于斷裂帶兩側(cè),表明安寧河斷裂帶在印支晚期-早燕山期對(duì)沉積特征具有明顯的控制作用。冕山地區(qū)的燈影組灰?guī)r中方解石內(nèi)的雙晶紋反演的最大主應(yīng)力為NEE-SWW[12],與早期韌性變形和第2期密集劈理所反映的應(yīng)力場一致,而與白果灣群砂巖中的NWW-SEE向(近E-W向)擠壓應(yīng)力場[12]不一致,表明該韌性變形和第2期的密集劈理構(gòu)造應(yīng)該形成于砂巖沉積之前;同時(shí),印支期也是安寧河斷裂帶的強(qiáng)烈活動(dòng)期,所以該韌性剪切變形應(yīng)是印支期轉(zhuǎn)換為擠壓應(yīng)力場環(huán)境以來最早的變形,第2期的密集劈理應(yīng)該是稍晚于韌性剪切變形之后的同一應(yīng)力場環(huán)境下形成的構(gòu)造,都應(yīng)形成于印支期,同時(shí)也說明印支期該區(qū)域已經(jīng)具有明顯的抬升。
安寧河斷裂帶冕寧到瀘沽段西側(cè)巨龍地區(qū)的沉積地層中卷入近NS向褶皺的最新地層為中侏羅統(tǒng)新村組(J2x),東側(cè)冕山地區(qū)與白果灣群砂巖一起卷入近NS褶皺變形的最新地層則為上白堊統(tǒng)雷打樹組(K2l),從另外的角度反映出第2期的近E-W向應(yīng)力場作用下的密集劈理應(yīng)該形成于K2l地層沉積之后,結(jié)合區(qū)域新特提斯洋盆的演化特征,這期近E-W向應(yīng)力場作用下的脆-韌性構(gòu)造變形的形成時(shí)間應(yīng)該在晚中生代。
韌-脆性構(gòu)造巖磁組構(gòu)特征顯示磁化率橢球體以扁圓型為主,即磁面理較磁線理發(fā)育,磁化率最小主軸的優(yōu)勢產(chǎn)狀為218°∠62°,磁面理優(yōu)勢產(chǎn)狀為38°∠31°,與第2期的NEE-SWW向應(yīng)力場形成的密集劈理產(chǎn)狀相近,表明磁組構(gòu)主體反映的應(yīng)該是早期韌脆性構(gòu)造變形的結(jié)果,但磁面理明顯與劈理面仍具有一定的夾角,同時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析結(jié)果顯示韌-脆性構(gòu)造變形具有明顯的正斷分量,這與野外發(fā)育擠壓劈理的事實(shí)明顯不符,因此這一磁組構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征可能是后期構(gòu)造疊加改造的綜合結(jié)果。
最晚一期的脆性變形形成的斷層角礫巖尚未膠結(jié)成巖,表明該脆性構(gòu)造變形應(yīng)該是新生代構(gòu)造活動(dòng)的結(jié)果。新生代以來,特別是晚新生代以來,安寧河斷裂帶在青藏高原強(qiáng)烈隆升和物質(zhì)東向運(yùn)動(dòng)的影響下,再次強(qiáng)烈復(fù)活,進(jìn)入了全新的發(fā)展演化階段?,F(xiàn)今地表主要記錄了晚新生代以來的構(gòu)造活動(dòng)特征,這也是目前關(guān)于安寧河斷裂帶演化過程中認(rèn)識(shí)最為詳細(xì)的階段,構(gòu)造變形、地貌特征、晚新生代地層記錄、地震地質(zhì)等多方面綜合表明[20-24]安寧河斷裂帶晚新生代以來的發(fā)展演化歸為三幕擠壓走滑和兩幕斜張走滑變形:第1幕是上新世早期之前的擠壓左行走滑構(gòu)造變形期,這一時(shí)段安寧河斷裂帶產(chǎn)生了強(qiáng)烈的剪切變形,大橋地區(qū)中侏羅統(tǒng)益門組巖層中發(fā)育的兩期左行剪切走滑變形時(shí)間為晚漸新世-早中新世,表明這一構(gòu)造變形期開始的下限至少在晚漸新世;第2幕為上新世晚期-早更新世的斜張走滑期,安寧河斷裂帶發(fā)生了NE-SW向斜張走滑活動(dòng),但總體構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度較弱,沿安寧河地區(qū)發(fā)育了昔格達(dá)組湖盆沉積;第3期為早更新世末期元謀運(yùn)動(dòng)(1.1~0.8 Ma)的擠壓變形期,以水平走滑為主的差異性運(yùn)動(dòng)也越來越明顯和強(qiáng)烈,南北向斷裂展布的安寧河斷陷湖盆上升并結(jié)束沉積,并使得已經(jīng)沉積的昔格達(dá)組地層擠壓變形,前述昔格達(dá)組地層的強(qiáng)弱變形帶及褶皺變形則是該時(shí)期構(gòu)造變形的結(jié)果,也指示出該階段擠壓變形最大擠壓應(yīng)力為NWW-SEE向;第4期是中-晚更新世發(fā)生的斷陷作用期,該時(shí)期形成了安寧河現(xiàn)今兩地塹夾一地壘的整體構(gòu)造格局(圖8),并且現(xiàn)今安寧河斷裂帶具有東、西兩支斷裂的張性活動(dòng)特征,走滑活動(dòng)主要發(fā)生在西支斷裂上,以左行走滑為主,兼有逆沖的傾向滑動(dòng)分量,而東支斷裂主要表現(xiàn)為正斷,走滑特征不明顯(圖8),在整體上安寧河斷裂帶表現(xiàn)出逆沖走滑斷裂帶的特征,斷裂的西盤主動(dòng)向SE方向下插,造成東盤向NW方向上沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)[24];第5期為晚更新世-全新世的左行走滑變形期,該時(shí)期西支斷裂停止活動(dòng),強(qiáng)烈的走滑活動(dòng)主要集中于東支斷裂上,一直活動(dòng)至今[25],顯示出斷裂活動(dòng)向東遷移的構(gòu)造特征,區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場顯示該時(shí)期最大擠壓應(yīng)力方位為NWW-SEE向,走滑速率為4~6 mm/A[10]。
安寧河斷裂帶在早期康滇地軸和攀西裂谷的基礎(chǔ)上,于印支晚期在NEE-SWW向擠壓剪切作用下發(fā)育了具有左行走滑特征的韌性剪切變形,以冕寧雙橋、瀘沽等地近SN向糜棱巖化帶和千糜巖化帶最為典型,而與此同時(shí)安寧河斷裂帶南端德昌地區(qū)侵入了具有裂谷性質(zhì)的印支期堿性花崗巖,且呈自北向南演化發(fā)展,在相對(duì)略晚的時(shí)間同一應(yīng)力場環(huán)境下于安寧河斷裂中段形成了NNE向的劈理化構(gòu)造。晚中生代安寧河斷裂帶繼承了印支期的構(gòu)造活動(dòng),在近東西向擠壓作用下形成了低角度的韌-脆性劈理化帶及剪切構(gòu)造。新生代晚期受青藏高原隆升和物質(zhì)東向運(yùn)動(dòng)的影響,安寧河斷裂帶則在NWW-SEE的擠壓應(yīng)力場作用下主體發(fā)育了以左行走滑為主的三幕擠壓走滑和兩幕斜張走滑構(gòu)造變形,并且構(gòu)造變形具有自西向東擴(kuò)展的特征,造就了安寧河地區(qū)現(xiàn)今兩地塹夾一地壘的構(gòu)造地貌。
5 結(jié) 論
1)安寧河斷裂帶中生代先后經(jīng)歷了印支晚期NEE-SWW向擠壓作用下的早期具有左行走滑特征的韌性剪切和晚期韌-脆性密集劈理化構(gòu)造變形過程以及晚中生代近E-W向擠壓作用下形成的低角度韌-脆性剪切三期構(gòu)造變形過程。
2)構(gòu)造巖磁組構(gòu)樣品的平均磁化率具有強(qiáng)磁化率和弱磁化率2種特征,且構(gòu)造巖具有磁面理較磁線理發(fā)育,磁化率橢球體以壓扁型為主,構(gòu)造強(qiáng)應(yīng)變特征明顯;最小磁化率主軸呈NEE-SWW向,即中生代早期的韌脆性變形受到了NEE-SWW向的擠壓作用,但運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果則體現(xiàn)出了后期構(gòu)造變形疊加改造的特征。
3)新生代安寧河斷裂帶整體經(jīng)歷了NWW-SEE向擠壓作用下以左行走滑為主的具有自西向東擴(kuò)展特征的三幕擠壓走滑和兩幕斜張走滑構(gòu)造變形過程,奠定了安寧河斷裂帶現(xiàn)今兩塹夾一壘的構(gòu)造地貌。
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收稿日期:2020-06-06?? 責(zé)任編輯:李克永
基金項(xiàng)目:
國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41602212);中國博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2019M653694);陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(2019JM-126);西安科技大學(xué)博士科研啟動(dòng)金項(xiàng)目(2017QD007)聯(lián)合資助
通信作者:
陳應(yīng)濤,男,陜西楊凌人,博士,講師,碩士生導(dǎo)師,E-mail:chenyt@xust.edu.cn