新疆西準噶爾達爾布特斷裂構造特征及演化

摘" 要：達爾布特斷裂是西準噶爾地區規模最大的左行走滑正斷層，通過對研究區大量地質調查成果分析總結，判定達爾布特斷裂基本形成于晚石炭世晚期—早二疊世，并在二疊紀強烈活動形成規模。據斷裂兩側錯移的哈拉阿拉特組和堿性長石花崗巖巖體作為被切割地質體標志，估算出達爾布特斷裂總滑移量為57.54～115.56 km。總結認為達爾布特斷裂形成演化經歷了碰撞俯沖、碰撞后伸展、碰撞后陸內擠壓、碰撞后伸展4個階段。

關鍵詞：達爾布特斷裂；左行走滑；滑移量；形成演化

達爾布特斷裂位于準噶爾坳陷西北部，總長約320 km[1]，是西準噶爾地區最大的走滑斷層，其所在的達爾布特蛇綠混雜巖帶構造單元，在石炭—二疊紀的構造演化一定程度上體現了整個西準噶爾地區洋-陸轉換的構造演化格局[2]。很多學者研究達爾布特斷裂取得豐富成果的同時也存在一定分歧，如：達爾布特斷裂是形成于早石炭世左行走滑斷裂[3]。早石炭世斷裂形成之后為左行走滑斷層[1，4-6]；斷裂具多期活動特征，早期以左行陡傾走滑運動為主，是在石炭紀韌性剪切帶基礎形成的[7]；在晚二疊世—三疊紀發生右行走滑[8]。本文依托2個地質調查項目地質填圖資料，從構造幾何學、運動學等方面分析達爾布特斷裂構造特征，探討演化過程。

1" 區域地質概況

研究區內石炭系廣泛出露（圖1），有希貝庫拉斯組、包古圖組、太勒古拉組、哈拉阿拉特組。二疊系出露比較局限，佳木河組主要分布于哈拉阿拉特山西南緣，庫吉爾臺組分布于達爾布特河谷一帶。中新生代地層出露西山窯組、八道灣組、小泉溝組。

研究區發育大量花崗巖體，侵位于石炭系中，代表性巖體有廟爾溝、阿克巴斯陶、克拉瑪依、小西湖、夏爾蒲、紅山6個巖體。這些巖體侵入年齡約為300 Ma，屬晚石炭—早二疊世。巖石地球化學特征指示，該時段花崗巖具鋁質“A”型花崗巖的特點[9]。

研究區主要發育有NE向斷裂，達爾布特斷裂是該區內規模最大的斷裂，次為哈圖斷裂。該組斷裂與準噶爾盆地東北緣NW向的右行走滑斷裂一起構成了一組共軛斷裂系，是印歐板塊碰撞造成青藏高原強烈抬升并向北擴展的遠程效應，同時也受到西伯利亞板塊向南運動的影響[10]。研究區發育達爾布特和克拉瑪依蛇綠混雜巖帶。本項目在克拉瑪依蛇綠混雜巖帶內硅質巖巖片中發現了豐富的晚泥盆世放射蟲化石，將克拉瑪依蛇綠巖形成時代延續至晚泥盆世[11]。

2" 達爾布特斷裂構造特征

2.1 幾何學特征

達爾布特斷裂橫貫研究區170 km，地貌上呈突出顯示，呈現出強烈的地貌反差（圖2），影像上呈線型構造，猶如被刀切出一條直線狀傷疤（圖1）。

達爾布特斷裂構造線的總體走向呈近NE向，與區域構造線總體走向一致，次級斷裂、蛇綠混雜巖帶均呈NE走向。達爾布特斷裂帶寬窄不一，從幾十米到3 km不等，最寬處在紅山巖體北部中段，傾向為NW向，斷裂面近垂直（圖2）。達爾布特河基本沿斷層展布，谷底平坦，南東岸地形陡峻，北西岸坡相對平緩，主斷層沿懸崖與谷底交界處延伸。

下石炭統對稱分布于達爾布特斷裂兩側。斷裂控制哈拉阿拉特組和在阿克巴斯陶巖體的東南側發育的中—上二疊統庫吉爾臺組。紅山巖體呈曲頸瓶狀，西北側受達爾布特斷裂控制。調查顯示，該區域隨處可見斷裂破碎帶，其主要錯切下石炭統巖石地層單元，斷裂破碎帶影響范圍一般小于300 m。另外受構造擠壓作用，巖石被強烈構造肢解破壞（圖3-c），已不存在“基本層序”，斷裂破碎帶中混雜堆積著各類巖塊，達爾布特蛇綠混雜巖帶實際上是研究區內的大型構造破碎帶。破碎帶主要發育強片理化帶（圖3-a）、碎裂巖、錯開的硅質條帶（圖3-b）、構造角礫巖、構造透鏡體等（圖-4c）。

2.2" 運動學特征

達爾布特斷裂具多期活動特征，該斷裂左行錯斷下石炭統及以前的地層，并對下石炭統后的地層分布具有明顯的控制作用[7，12]。斷裂可能形成于晚石炭世[3]，早期以左行陡傾的走滑運動為主。緊貼斷裂邊緣，北西盤產出有廟爾溝巖體和阿克巴斯陶巖體，南東盤有克拉瑪依巖體和紅山巖體[3，13]。石炭—二疊世在準噶爾一帶擠壓-伸展-走滑并存，形成大量左行走滑斷層，達爾布特斷裂是該區域內規模最大的走滑斷層。新生代時期，達爾布特斷裂處于張裂狀態，表現為北西盤下降的正斷層特征，切斷了上更新—全新統洪積層，形成現在的斷層地貌[7，10，12]。

本文采用宏觀和微觀相結合的方法，分析達爾布特斷裂運動學性質。調查發現在達爾布特斷裂帶內發育具代表性伴生脆性變形構造，如凝灰巖中發育的羽飾構造、“S”型張剪裂脈（圖4-a，b，d，e），在哈拉阿拉特組中巖石受壓扭形成的“S”型片理彎曲隨處可見（圖4-h），破碎帶中發育的透鏡體團塊被錯斷的閃長巖脈及錯動巖體拖拽形成的“馬尾”構造等伴生構造均為左行錯動所致（圖4-c，j，f）。在達爾布特蛇綠混雜巖帶內取樣切片觀察到“σ”型碎斑和礦物錯斷現象也指示左行錯動。不同尺度構造變形特征指示了相同的運動性質，這些伴生構造的左行運動學現象和達爾布特斷裂的運動性質相匹配，同時也證明了達爾布特斷裂的左行走滑性質。在石棉礦以南，達爾布特斷層崖附近發育一系列平行于斷層崖的次級斷層面、錯落面錯斷閃長巖脈體（圖4-i）。

2.3" 走滑位移量估算

滑移量的確定是研究走滑斷裂的主要工作內容之一，目前有的學者根據該斷裂西北盤廟爾溝、阿克巴斯陶巖體與南東盤克拉瑪依、紅山巖體的展布特征估算出其位移量為100 km[7，12]；也有學者通過野外調查并結合遙感解譯，發現該斷裂左行走滑特征，估算其最大位移量達到約60 km [14]；還有學者通過對包古圖背斜和蘇烏爾背斜構造走滑后相對位置及斷裂兩側的阿克巴斯陶巖體和紅山巖體相對位置估算走滑位移量為62 km[10]。

斷裂的走滑位移量，又稱為“滑移量”，滑移量的估算需要先確定斷層在錯斷移動之前某一地質體在斷開分離之后的相對位置，即確定一個“不變地質點”。結合達爾布特斷裂一帶影像解譯和地質填圖成果，選擇發育于斷裂兩側的哈拉阿拉特組和斷裂兩側發育的巖體作為被切割地質體標志，來估算其相對滑移量。

2.3.1" 斷裂錯斷地層估算滑移量

20世紀60年代，新疆石油管理局在哈拉阿拉特山地區測制哈拉阿拉特山剖面并創建哈拉阿拉特組。資料顯示，該地層僅分布于西準噶爾哈拉阿拉特山，范圍小，巖性變化不大[15]。從圖1可看出，哈拉阿拉特組主要發育于烏爾禾北哈拉阿拉特山一帶，零星分布于紅山巖體北部至柳樹溝一帶達爾布特斷裂北西盤，與其它地層和蛇綠混雜巖呈斷層接觸，與阿克蘇巴斯陶巖體呈侵入接觸，推測緊貼斷裂北西盤的哈拉阿拉特組是達爾布特斷裂左行走滑過程中攜帶至此的。因此，哈拉阿拉特組在達爾布特斷裂北西盤最西端露頭與斷裂南東盤哈拉阿拉特山發育的該地層露頭最西段之間的距離可視作達爾布特斷裂沿走向的走滑位移。

在地質圖和影像圖中找到哈拉阿拉特組在達爾布特斷裂兩盤的對應點A，B和A′，B′點，兩點之間連線基本與斷裂構造線方位一致，長度近似相等，估算2個露頭之間直線距離為115.56 km。“一家人”次級斷裂距離達爾布特主斷裂15 km，錯移夏爾蒲巖體及柳樹溝南東的下石炭統位移量也較大，位移量約3.60～5.66 km（圖1）。由此看來，達爾布特斷裂走滑位移量達到幾十千米甚至上百千米極具可能。

2.3.2" 斷裂錯移兩側的巖體估算滑移量

根據先期學者及本項目研究得出廟爾溝、阿克巴斯陶、夏爾蒲、小西湖、紅山5個巖體結晶年齡為晚石炭世，巖性為堿性長石花崗巖類。這些巖體具相同的結晶年齡和相似巖性，說明其在形成之初物源應該較接近，深部可能為同一巖基，具相同的巖漿物源，在地表呈相互獨立的巖體[13]。另外，紅山巖體北側被達爾布特斷裂切割錯動，在斷裂南東盤邊界形成“拖尾”切割殘留，從次級“一家人”斷裂錯動夏爾蒲巖體位移量得到啟發，即達爾布特斷裂切割錯動了同一巖基上部的幾個巖體，而兩盤巖體組合的相對位置之間的距離為該斷裂的走滑位移量。

分別找到達爾布特斷裂兩側巖體的中心點位置E，H點（圖1），分別過E，H點做達爾布特斷裂構造線的垂線，再做平行達爾布特斷裂構造線的平行線與垂線交于E′，H′點，線段E′H′之間距離即為估算達爾布特斷裂沿走向的滑移量57.54 km。

3" 達爾布特斷裂形成演化

本文對達爾布特中段區域進行了詳細的路線地質調查，發現斷裂錯移拖曳晚石炭世早期的紅山巖體并形成沿斷裂走向的“拖尾”現象，且還限制了中—上二疊統的庫吉爾臺組陸相山間盆地的砂礫巖的分布。由此可斷定達爾布特斷裂基本形成于晚石炭世晚期—早二疊世，斷裂規模形成并強烈活動于二疊紀[1]。

達爾布特斷裂地處中志留—早泥盆世達爾布特蛇綠混雜巖帶構造單元，該構造單元石炭—二疊紀構造演化在一定程度上體現了整個西準噶爾地區的洋-陸轉換的構造演化格局[2]。通過對各構造單元體構造屬性及時空結構關系的分析，以地質體所反映的構造轉換特點，初步建立起研究區的構造演化模型（圖5）。

西準噶爾晚古生代殘余洋盆是繼承早古生代洋盆發生的，沉積作用基本連續[17]，晚古生代仍然發生俯沖消減[18]，早古生代—晚石炭世早期為古亞洲洋的俯沖演化階段，形成多個巖漿島弧群，總體表現為多島弧盆系的構造格局，可能存在洋內俯沖[19]，至晚石炭世早期多塊體拼貼增生過程基本完成。其中，在早石炭世形成的弧盆系統中以陸源碎屑和火山碎屑為主的濁流沉積充填，沉積地層代表了殘余洋盆開始接受充填到逐漸填滿的過程[11]。在弧盆體系持續的擠壓收縮和水體逐漸變淺的環境條件下，沉積了阿拉哈拉特組，同時洋盆基本閉合，結束了洋殼歷史，重新成為大陸克拉通[4]；早石炭世末—晚石炭世早期達爾布特蛇綠混雜巖帶以右旋楔沖形式構造冷就位于現在的位置[18，20]，在晚石炭世早晚之交的碰撞階段，達爾布特斷裂雛形形成[2-4]。晚石炭世晚期—二疊紀碰撞后伸展演化階段[4]，巖漿活動劇烈，殼幔物質交換頻繁，大面積出露的中酸性侵入巖于該階段形成，多具后造山“A”型花崗巖性質[16，18，21]。該時期斷裂不斷形成并強烈活動，達爾布特斷裂早期正斷層開始發育，以庫吉爾臺組為代表的陸相磨拉石沉積開始發育，至二疊紀末期一直進行強烈的左行逆沖活動[2，4]，性質為壓扭性。二疊紀末—三疊紀初為陸內擠壓演化階段，區域受近NS向擠壓作用發育廣泛的近EW向劈理，應力分量導致達爾布特斷裂發育成大型左行走滑斷裂。在進入中生代后轉化為以張扭性質的正斷層為主，局部地段左行壓扭[2]。中新世后，隨著印度板塊向北與歐亞板塊碰撞的遠程效應的影響，達爾布特斷裂又開始強烈活動[14]，特別是在研究區中段，多處可見斷裂切斷了早更新—晚更新世沖洪積物，對第四系沉積物、現代地貌及河流階地都有明顯的控制作用。如在石棉礦南達爾布特河谷附近，可見斷裂控制斷裂兩盤的沉積，斷裂北西盤明顯低于南東盤，形成臺階狀明顯的地貌（圖2），且第四系分布于北西盤，斷裂南東盤基本不見第四系沉積。綜上所述，達爾布特斷裂基本為形成于晚石炭世晚期—早二疊世，晚期發育多期正斷層及左行走滑活動。

在石炭—二疊紀期間達爾布特斷裂一帶構造演化隨著應力場方向發生規律性變化，可歸納為4個演化階段：①晚石炭世晚期之前為持續受NW向應力擠壓作用下的碰撞俯沖演化階段。該階段洋盆閉合，達爾布特斷裂形成雛形；②晚石炭世晚期—二疊紀為受NW向張性應力作用下的碰撞后伸展演化階段。該階段巖漿活動劇烈，發育中酸性侵入巖，達爾布特早期正斷層發育；③二疊紀末—三疊紀為初受近NS向壓扭性應力作用下的碰撞后陸內擠壓演化階段。該階段NS向應力在SE向上的分量導致達爾布特斷裂發育成大型左旋走滑，發育伴生構造；④進入中生代之后，為以NS向張扭性應力為主的碰撞后伸展演化階段。該階段達爾布特斷裂持續發育，并形成河谷至現在地形地貌格局。

4" 結論

（1） 達爾布特斷裂是西準噶爾地區規模最大的左行走滑正斷層，發育斷裂破碎帶（含蛇綠混雜巖帶）。

（2） 根據斷裂兩側錯移的哈拉阿拉特組地層和堿性長石花崗巖體作為被切割地質體標志，估算達爾布特斷裂總滑移量為57.54～115.56 km。

（3） 達爾布特斷裂基本形成于晚石炭世晚期—早二疊世，斷裂規模形成并強烈活動在二疊紀。

（4） 達爾布特斷裂形成演化經歷了碰撞俯沖、碰撞后伸展、碰撞后陸內擠壓、碰撞后伸展4個階段。

致謝：特別感謝王國燦教授在工作和論文編寫過程中的悉心指導，感謝晏文博師兄野外工作中的幫助和指導，本文還凝聚了肖龍、龔一鳴、縱瑞文、查雁鴻、姜蕓、郁軍建等參加項目師生的集體勞動和智慧，在此一并致以衷心感謝！

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Tectonic Characteristics and Evolution of Darbuti Fault in West Junggar，Xinjiang

Du Yong1，2，3， Wang Guocan3，4， Yan Wenbo3， Yang Xijun1， Ye Xiufeng1

（1. The 8th Geological Brigade，Xinjiang Geological and Mineral Exploration and Development Bureau， Aksu，Xinjiang， 843000，China;2.Kuqa Natural Resources Bureau， Kuqa， Xinjiang， 842000，China; 3. School of Earth Sciences， China University of Geosciences， Wuhan，Hubei，430074，China; 4. National Key Laboratory of Geological Process and Mineral Resources， China University of Geosciences，Wuhan， Hubei，430074，China）

Abstract：Darbout fault is the largest left lateral strike slip normal fault in the western Junggar area. Based on the analysis and summary of a large number of geological survey results in the study area， this paper determines that Darbout fault was basically formed in the late Late Carboniferous Early Permian， and formed a scale of intense activity in the Permian; According to the Halarat Formation and alkaline feldspar granite on both sides of the fault， which are dislocated， as the indicators of the cut geological body， the total slip amount of Darbout fault is estimated to be 57.54～115.56km; It is concluded that the formation and evolution of the Darbout fault has experienced four stages： collision subduction， post collision extension， post collision intracontinental compression and post collision extension.

Key words： Darbout fault; Left strike slip; Slip amount; Formation and evolution