青海曲麻莱县地区巴颜喀拉山群沉积及构造变形特征研究.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW19青海曲麻莱县地区巴颜喀拉山群沉积及构造变形特征研究一冯博，强利刚，张朝锋，张胜龙核工业二三研究所，西安，710086注：本文为中国地质调查局区域地质矿产调查项目（编号：12120114017301）、中国核工业地质局资助项目（编号：202217）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：刘志强。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.008作者简介：冯博，男，1987 年生，硕士，工程师，主要从区域地质调查研究工作；Email:。关键词：关键词：曲麻莱 巴颜喀拉山群 沉积特征 构造变形特征巴颜喀拉构造带于青藏高原北部呈近东西向展布，属可可西里巴颜喀拉三叠纪前陆盆地沉积，是青藏高原北部和特提斯构造域的一个重要沉积单元。巴颜喀拉三叠纪沉积盆地位于秦祁昆微板块与喀喇昆仑三江微板块所夹持地带，北以昆仑山南缘深断裂为界，东南侧以龙门山锦屏山深断裂与扬子地块相邻，西南侧至甘孜理塘深断裂（柏道远等，2003）。曲麻莱地区位于青海南部，平均海拔在 4500 m 以上，属高寒缺氧地区，地质构造复杂，研究程度低，近年来逐渐得到了诸多学者的关注。巴颜喀拉山群由北京地质院（1961）创建，定义为一套泥质碎屑岩系，青海省地质矿产局（1997）、1：25 万曲麻莱县幅（中国地质调查局宜昌地质矿产研究所，2006）区域地质调查报告中认为巴颜喀拉山群为几乎全由砂、板岩组成，难见顶、底的一套厚度巨大沉积地层，含较丰富遗迹化石。依据砂岩与板岩的组合特点和相对位置，建立了下部砂岩板岩组、中部砂岩组、上部板岩组、顶部砂岩夹板岩组 4 个非正式岩石地层单元。2007年 1:100 万青海省地质图说明书将巴颜喀拉山群从下到上划分为昌马河组、甘德组及清水河组，将上述 4 个地层单元划分到清水河组，本文沿用该划分方案。1区域地质概况研究区大地构造位置属东特提斯构造域羌塘三江构造区中的巴颜喀拉周缘前陆盆地（陈守建等，2011）（图 1），夹持于南昆仑缝合带与班公湖怒江缝合带之间，地层属可可西里巴颜喀拉马尔康地层分区巴颜喀拉小区，区域上巴颜喀拉山群发生区域变质作用，主体岩性为浅变质的细砂岩、粉砂岩和板岩，属低绿片岩相。巴颜喀拉山群中发现大量遗迹化石，为半深海深海 Nereites 遗迹相典型代表，反映深水复理石沉积。孢粉和疑源类组合显示区内巴颜喀拉山群属晚三叠卡尼期诺利期沉积，形成于浊积扇环境，为大洋岛弧周缘前陆盆地环境的产物。区内接受多期构造运动改造，不同期次的构造变形相互叠加，总体呈NWSE 向构造线，曲麻莱地区主要受 NWSE走向的叶格乡曲麻莱断裂带和通天河断裂带控制，其断面倾向主要为 NE 向，复式褶皱及次级断裂破碎带较为发育，发育构造透镜体、角砾岩、碎裂岩及断层泥。具混杂堆积和缝合带特征，形成通天河蛇绿混杂岩带。2巴颜喀拉山群沉积特征研究区仅出露巴颜喀拉山群清水河组，由下到上划分为 4 个岩性段，分别为砂岩板岩互层段（T3q1）、板岩段（T3q2）、砂岩板岩互层段（T3q3）、砂岩夹板岩段（T3q4）。2.1砂岩板岩互层段（T3q1）该段岩性组合为灰深灰色薄厚层状变质细粒岩屑石英砂岩、灰色块状变质中细粒岩屑石英砂岩、变质岩屑长石石英砂岩与深灰灰黑色薄层泥质板岩、粉砂质板岩互层。该段变砂岩发育大量粒序层理、平行层理、沙纹层理，板岩中见水平层理，变砂岩与板岩组成完整鲍玛序列（图 2a）。变砂岩地质论评 2023 年 69 卷 增刊 120底层面见大量槽模（图 3a）、沟模及扁平椭圆状板岩砾屑，见有少量黄铁矿颗粒；板岩发育水平层理，见有较为丰富的生物遗迹化石（图 3b）。该段局部地区构造片理较为发育，变砂岩多呈透镜状。岩石组合、沉积构造及深海 Nereires 遗迹化石相表明该段属深海浊积扇相的中扇外扇亚相沉积。2.2板岩段（T3q2）该段岩性组合为灰色灰黑色薄层状粉砂质板岩、泥质板岩，夹薄层状、透镜状变质细粒岩屑石英砂岩、变质粉砂岩、细粒变质长石岩屑石英砂岩，局部见板岩与变砂岩互层，底部见深灰色厚层状含砾板岩，水平层理发育。变质砂岩中见平行层理、沙纹层理发育，与板岩中水平层理组成鲍玛序列中 B、C、E 段层序组合（图 2b）。变质砂岩和板岩中均见有少量晶形发育较好的星点状黄铁矿颗粒。该段主体属深海浊积扇相的外扇亚相沉积，局部夹有中扇亚相沉积。2.3砂岩板岩互层段（T3q3）该段岩性组合为灰深灰色薄中层状，夹厚层块状中细粒变质岩屑石英砂岩、变质长石石英砂岩，与灰色灰黑色薄层状粉砂质板岩、泥质板岩互层，局部见有含砾板岩。该段变砂岩中见块状层理、平行层理发育、包卷层理（图 3c），局部可见底层槽模构造，板岩中见水平层理，构成鲍玛序列中 A、B、C、D 段层序组合（图 2c）。变质砂岩中见星点状球状风化黄铁矿颗粒。认为该段为深海浊积扇相的中扇亚相沉积，局部夹有外扇亚相沉积。2.4砂岩夹板岩段（T3q4）该段岩性组合为灰深灰色厚层块状细中粒变岩屑石英砂岩、变质岩屑砂岩，夹或偶夹深灰灰黑色色粉砂质板岩、泥质板岩。变质砂岩中见有块状层理、平行层理、发育有大量槽模构造及少量遗迹化石，板岩中见水平层理发育，构成不完全发育鲍玛序列，为 A、B、E 和 B、D、E 段层序组合（图 2d、e）。变质砂岩中亦见有星点状黄铁矿颗粒，颗粒大小在 0.31.2cm 之间。根据岩性组合及沉积构造特征判断，该段属浊积扇相的内扇中扇亚相沉积。综上所述，研究区内巴颜喀拉山群总体由一个正旋回和一个逆旋回构成，代表沉积环境先变深而后变浅的沉积序列。3构造变形特征3.1俯冲阶段构造变形印支运动早期甘孜理塘洋壳向西俯冲，巴颜喀拉周缘前陆盆地发育一套半深海深海被动陆缘复理石建造。本期构造以大量紧闭褶皱（F1）、透入性片理化带及地层倒转变形为主要构造样式。其中，褶皱构造多成紧闭皱褶（图 3d）、倒转褶皱及平卧褶皱等，两翼多发育次级“S”和“Z”型从属褶皱；该期普遍发育连续劈理构造，流劈理 S1 在褶皱翼部与沉积面理 S0近于平行；此次变形晚期发育多条韧性剪切构造，岩石发生塑性流动，晶内发生变形。巴颜喀拉山群中发育多条韧性剪切带，切割了F1 褶皱及其配套的线理、面理构造，受剪切力作用，岩层发育塑性半塑性变形，形成初糜棱岩、糜棱岩、无根钩状褶皱、石香肠构造、构造透镜体（图图 1研究区大地构造位置I华北板块：I1南昆仑结合带；II羌塘三江构造区：II1巴颜喀拉边缘前陆盆地，II2甘孜理塘结合带，II3可可西里金沙江结合带，II4德格中甸陆块，II5治多江达维西弧火山带，II6昌都兰坪双向弧后盆地；III晚古生代早中生代冈底斯喜马拉雅构造区：III1班公湖怒江结合带地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1213e）及旋转碎斑构造。该构造期次改变了整个岩层层序的时序性和完整性，但岩石变质程度较低，原生沉积构造如槽模、沟模、重荷模、递变层理、斜层理、鲍玛序列等得到较好保存。3.2碰撞阶段构造变形印支运动末期，甘孜理塘洋壳闭合进入到碰撞阶段，发育大型逆冲推覆构造和褶皱构造（F2）。叶格曲麻莱断裂带内发育不同级别倾向北东的逆冲推覆构造，形成一系列自北东向南西推覆的逆冲断层系，组成逆冲断层与逆冲岩片相间的构造样式。断层呈 NW 向展布，倾角 3575，逆冲断层和 F2 褶皱变形破坏了 F1 褶皱的连续性。该期构造中 F2褶皱多呈不对称中常褶皱，翼间角在 3060之间，厚层变质砂岩的能干层形成等厚褶皱，而泥质、粉砂质板岩的软弱层多形成相似褶皱，转折端明显加厚两翼变薄，同一褶皱层厚度发生规律变化。由变质砂岩和板岩互层组成的褶皱各层岩性和厚层的差异，受力不均形成不协调褶皱，研究区内现今褶皱形态多表现为此类褶皱类型。F2 褶皱变形中软弱层发育轴面劈理，层间劈理（S2）与早期面理（S0S1）斜交（图 3f），与之伴生的线理类型较单一，以 B 型线理为主，其中皱纹线理和交面线理方向与 F2 褶皱枢纽方向一致。3.3陆内阶段构造变形燕山期前陆盆地演化结束，进入到陆内汇聚阶段，区内变形以宽缓开阔褶皱和稀疏发育的断层为主要特征。该期次形成的褶皱形态宽缓，轴迹呈东西向，轴面近直立略南倾。断层多为断面北倾的低角度逆冲断层和产状较陡的走滑断层。喜马拉雅运动以来，受印度板块与欧亚板块碰撞影响，青藏高原进入隆升阶段，古近纪区内进入山间断陷盆地沉积；第四纪新构造运动强烈，表现为地震活动频繁、两级夷平面、深切谷发育。该阶段各期构造运动对研究区内先期构造形迹及地（岩）层的总体展布影响不大。4结论（1）研究区巴颜喀拉山群仅出露清水河组，划分为四个岩性段，自下而上分别为砂岩板岩互层段（T3q1）、板岩段（T3q2）、砂岩板岩互层段（T3q3）及砂岩夹板岩段（T3q4），普遍发育粒序层理、平行层理、水平层理、槽模构造及遗迹化石，不同岩性段发育完整或部分鲍玛序列，属深海浊积扇相沉积。（2）研究区接受多期构造运动改造，不同期次构造变形叠加，形成总体 NWSE 向构造线，厘定处三期构造变形：印支期俯冲阶段形成大量紧闭褶皱、韧性剪切带，地层发生倒转变形；印支末期碰撞阶段形成大型逆冲推覆构造和褶皱构造，该期褶皱对早期褶皱进行叠加改造；陆内阶段，燕山期形成宽缓开阔褶皱、低角度逆冲断层及走滑断层，喜马拉雅期形成山间断陷盆地，先期构造变形未受图 2 巴颜喀拉山群鲍玛序列地质论评 2023 年 69 卷 增刊 122到该阶段影响。注释/Note核工业二三研究所.2016.I46E009022 叶格幅、I46E010022 克陇多卓少多幅、I46E011022 治渠幅区域地质矿产调查报告(1:50000),未刊资料.参 考 文 献/References柏道远,熊延望,陈建超等.2003.青海银石山地区巴颜喀拉前陆盆地构造变形特征及动力学机制.沉积与特提斯地质,23(4):7178.陈守建,李荣社,计文化.2011.巴颜喀拉构造带二叠三叠纪岩相特征及构造演化.地球科学,36(3):393408.王志,王剑,付修根.2021.青藏高原东缘扬子特提斯构造域深部结构与地壳变形研究.地质论评,67(10):113.杨遵仪,张舜新,杨基端.2000.中国地层典(三叠系).北京:地质出版社,11118.张培震,王伟涛,甘卫军.2002.青藏高原的现今构造变形与地球动力过程,地质学报,96(10):32973313.FENG Bo，QIANG Ligang，ZHANG Chaofeng，ZHANGShenglong：Study on the sedimentary and tectonicdeformationcharacteristicsofBayanharGroupinQumarlai Area,Qinghai ProvinceKeywords：Qumarlai Area;Bayanhar Group;sedimentarycharacteristics;tectonic deformation characteristics图 3 曲麻莱地区巴颜喀拉山群沉积及构造变形特征（a）变质砂岩中见槽模构造；（b）遗迹化石；（c）变砂岩中发育包卷层理；（d）紧闭平卧褶皱；（e）韧性剪切带中发育构造透镜体；（f）S2与 S0S1斜交