西準(zhǔn)噶爾達(dá)爾布特?cái)嗔涯蠔|緣紅山巖體“拖尾”構(gòu)造的成因探究

摘" 要：通過地質(zhì)填圖厘清了達(dá)爾布特?cái)嗔褳樾纬捎谕硎渴劳砥诘淖笮凶呋瑪嗔眩t山巖體侵入于晚石炭世早期，前者左行錯(cuò)移改造紅山巖體形成了“拖尾”構(gòu)造。采用野外觀察達(dá)爾布特?cái)嗔寻樯鷺?gòu)造和紅山巖體中發(fā)育的剪切構(gòu)造特征，與基于巖體堿長(zhǎng)花崗巖石英EBSD組構(gòu)測(cè)試分析相結(jié)合的方式對(duì)紅山巖體“拖尾”構(gòu)造的成因進(jìn)行探究。探究結(jié)果表明，紅山巖體“拖尾”變形構(gòu)造是達(dá)爾布特?cái)嗔炎笮凶呋嘈约羟绣e(cuò)移紅山巖體所致。

關(guān)鍵詞：達(dá)爾布特?cái)嗔眩蛔笮凶呋淮嘈约羟校弧巴衔病保籈BSD組構(gòu)分析

紅山巖體位于西準(zhǔn)噶爾地區(qū)東南部，是達(dá)爾布特構(gòu)造帶中的主要巖體之一，許多學(xué)者對(duì)該地區(qū)巖漿巖巖石學(xué)、巖相學(xué)、同位素年代學(xué)和地球化學(xué)[1-8]、巖漿巖源區(qū)特征及大地構(gòu)造環(huán)境等方面進(jìn)行了大量研究[5-6]，取得了許多進(jìn)展，但對(duì)達(dá)爾布特?cái)嗔亚懈罴t山巖體所形成“拖尾”構(gòu)造成因尚無人開展研究。從遙感影像和地質(zhì)圖可看出，紅山巖體呈曲頸瓶狀，內(nèi)部發(fā)育大量環(huán)狀巖墻（圖1）。

曲頸瓶狀構(gòu)造一般指示先存標(biāo)志體受韌性剪切拖曳發(fā)生韌性變形的改造，如北京西山房山巖體中發(fā)育的暗色包體被韌性剪切形成曲頸瓶狀構(gòu)造，可判斷出該曲頸瓶構(gòu)造是由北側(cè)斷裂左行剪切塑性變形所致（圖1-a）。由于該包體受左行剪切作用，在靠近斷裂一側(cè)內(nèi)部可見清晰的流狀線性構(gòu)造，線性構(gòu)造走向與斷裂走向有近乎平行的交角，而包體另外一端內(nèi)部礦物形態(tài)呈等軸狀，未見流變學(xué)跡象。紅山巖體南西端的“拖尾”到底是達(dá)爾布特?cái)嗔汛嘈约羟绣e(cuò)動(dòng)形成的？還是受達(dá)爾布特韌性剪切拖拽變形形成？是否與流變包體具同樣特征？要探究上述問題，須先厘清達(dá)爾布特?cái)嗔研纬蓵r(shí)代與運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)及紅山巖體地質(zhì)特征與侵入就位時(shí)代。本文依托地質(zhì)填圖成果，基于石英EBSD組構(gòu)分析對(duì)其成因進(jìn)行探究。

1" 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)內(nèi)石炭系廣泛出露（圖2），按沉積序列自下而上依次為包古圖組、太勒古拉組、哈拉阿拉特組。中新生代地層在克拉瑪依市北一帶出露廣泛，主要為河湖相碎屑巖及含煤建造，出露地層有西山窯組、八道灣組、小泉溝組。

研究區(qū)發(fā)育大量花崗巖，代表性巖體有克拉瑪依巖體、小西湖巖體、紅山巖體。這些巖體侵入年齡集中在約300 Ma，屬晚石炭—早二疊世。巖石地球化學(xué)特征指示，該時(shí)段花崗巖具鋁質(zhì)“A”型花崗巖特點(diǎn)[3，8-9]，巖性為堿長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖。

研究區(qū)主要發(fā)育有NE向斷裂。NE向達(dá)爾布特?cái)嗔咽窃搮^(qū)域內(nèi)規(guī)模最大的斷裂，其次為研究區(qū)北西側(cè)的NE向哈圖斷裂，該組斷裂與準(zhǔn)噶爾盆地東北緣NW向的右行走滑斷裂一起，構(gòu)成了一組共軛斷裂系，是印歐板塊碰撞造成青藏高原強(qiáng)烈抬升并向北擴(kuò)展的遠(yuǎn)程效應(yīng)，同時(shí)也受到西伯利亞板塊向南運(yùn)動(dòng)的影響[9]。研究區(qū)還發(fā)育2條古生代蛇綠巖帶，分別為達(dá)爾布特蛇綠混雜巖、克拉瑪依蛇綠混雜巖。本次在克拉瑪依蛇綠混雜巖帶內(nèi)硅質(zhì)巖巖片中發(fā)現(xiàn)豐富的晚泥盆世放射蟲化石，將克拉瑪依蛇綠巖形成時(shí)代延續(xù)至晚泥盆世[10]。

2" 斷裂運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及形成時(shí)代

達(dá)爾布特?cái)嗔咽俏鳒?zhǔn)噶爾地區(qū)最大的走滑斷層，其所在的達(dá)爾布特蛇綠混雜巖帶構(gòu)造單元在石炭—二疊紀(jì)的構(gòu)造演化一定程度上體現(xiàn)了整個(gè)西準(zhǔn)噶爾地區(qū)洋-陸轉(zhuǎn)換的構(gòu)造演化格局[11]。目前很多學(xué)者采用不同的研究手段對(duì)達(dá)爾布特?cái)嗔堰M(jìn)行了多方面研究，包括運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及形成時(shí)代，在取得了豐富成果的同時(shí)也存在分歧。有人認(rèn)為該斷裂左行錯(cuò)斷了下石炭統(tǒng)及之前地層，并對(duì)下石炭統(tǒng)后的地層分布具有明顯的控制作用[12-13]；該斷裂可能開始形成于晚石炭世左行走滑斷層[14-18]；該斷裂具多期活動(dòng)特征，早期以左行陡傾的走滑運(yùn)動(dòng)為主[12]；達(dá)爾布特?cái)嗔言谕矶B世—三疊紀(jì)期間發(fā)生右行走滑[19]，石炭—二疊紀(jì)在準(zhǔn)噶爾一帶擠壓-伸展-走滑相并存，形成大量左行走滑斷層[9]；新生代時(shí)期，達(dá)爾布特?cái)嗔烟幱趶埩褷顟B(tài)，表現(xiàn)為北西盤下降的正斷層特征，切斷了上更新—全新統(tǒng)洪積層，形成現(xiàn)在的斷層地貌[11-13]。

一個(gè)地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的成因和演化都經(jīng)歷了近乎相同的過程，采用任何尺度研究該地區(qū)變形特征都可獲得相同結(jié)論，所以研究達(dá)爾布特?cái)嗔堰\(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)，可采用宏觀和微觀相結(jié)合的方法進(jìn)行分析。本次地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在達(dá)爾布特?cái)嗔褞?nèi)發(fā)育伴生脆性變形構(gòu)造，具代表性，如凝灰?guī)r中發(fā)育的方解石填充形成的羽飾構(gòu)造（圖3-a）。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3-b）； “一家人”次級(jí)斷裂左行錯(cuò)動(dòng)夏爾蒲巖體5.66 km（圖3-c）；在達(dá)爾布特蛇綠混雜巖帶內(nèi)取樣切片，觀察到“σ”型碎斑和礦物錯(cuò)斷現(xiàn)象指示其左行錯(cuò)動(dòng)（圖3-d，e）。不同尺度構(gòu)造變形特征指示了相同的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，伴生構(gòu)造的左行運(yùn)動(dòng)學(xué)現(xiàn)象和達(dá)爾布特?cái)嗔训倪\(yùn)動(dòng)性質(zhì)相匹配，也證明了達(dá)爾布特?cái)嗔训淖笮凶呋再|(zhì)。

依托填圖成果，發(fā)現(xiàn)斷裂錯(cuò)移拖曳晚石炭世早期的紅山巖體形成沿?cái)嗔炎呦虻摹巴衔病爆F(xiàn)象，且斷裂還限制了中—上二疊統(tǒng)庫吉爾臺(tái)組陸相山間盆地的砂礫巖的分布，故推斷達(dá)爾布特?cái)嗔研纬捎谕硎渴劳砥凇缍B世，二疊紀(jì)斷裂規(guī)模形成，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，后期發(fā)育多期正斷層及左行走滑活動(dòng)，目前該斷裂仍繼續(xù)活動(dòng)[11，20]。

3" 紅山巖體地質(zhì)特征及侵位時(shí)代

3.1" 紅山巖體地質(zhì)特征

紅山巖體呈不規(guī)則錐形瓶狀，長(zhǎng)軸延伸方向?yàn)榻麼E向，主要由堿長(zhǎng)花崗巖組成。受達(dá)爾布特?cái)嗔延绊憙?nèi)部發(fā)育環(huán)狀暗色巖墻（圖2，3-f），北西界與達(dá)爾布特?cái)嗔殉蕯鄬咏佑|關(guān)系。紅山巖體與早石炭世包古圖組和太勒古拉組呈侵入接觸關(guān)系。北部呈高角度侵入接觸，南部接觸較緩，其內(nèi)部有大量的下石炭統(tǒng)火山碎屑巖頂垂體。圍巖普遍發(fā)生輕微的熱接觸變質(zhì)，與巖體接觸處可見巖體的冷凝邊與圍巖烘烤邊。通過專項(xiàng)路線調(diào)查發(fā)現(xiàn)紅山巖體的變形改造強(qiáng)度由達(dá)爾布特?cái)嗔堰吘壍綆r體中心逐漸減弱，伴生節(jié)理表現(xiàn)明顯，發(fā)育密集程度下降。斷裂邊緣節(jié)理間距為厘米級(jí)，在巖體內(nèi)隨處可發(fā)現(xiàn)節(jié)理之間的穿切現(xiàn)象（圖3-g，j）、馬尾節(jié)理構(gòu)造（圖3-h）、閃長(zhǎng)巖脈錯(cuò)斷等現(xiàn)象（圖3-i），該現(xiàn)象因受應(yīng)力左行剪切所致。從野外露頭堿長(zhǎng)花崗巖造巖礦物的定向情況來看，鉀長(zhǎng)石和石英的顆粒呈等軸狀，部分礦物顆粒被切穿，但未見礦物被拉長(zhǎng)的跡象。通過鏡下觀察堿長(zhǎng)花崗巖切片發(fā)現(xiàn)，礦物顆粒均為破裂面之間相互接觸，未見明顯的礦物定向分布（圖3-l），說明巖體受斷裂的脆性剪切改造。據(jù)上述宏觀現(xiàn)象特征，說明該巖體受到了達(dá)爾布特?cái)嗔训淖笮写嘈约羟杏绊憽?/p>

3.2" 紅山巖體侵位時(shí)代

關(guān)于紅山巖體的形成時(shí)代，前人分別在探索西準(zhǔn)噶爾花崗巖類的時(shí)代及其成因[1]；西準(zhǔn)噶爾晚古生代花崗分布及其巖石成因[4]；紅山巖體鋯石U-Pb測(cè)年及地質(zhì)意義[5]。達(dá)爾布特南構(gòu)造巖漿巖帶斑巖型銅鉬礦找礦思路[21]；中亞地區(qū)古生代晚期地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境等研究中對(duì)紅山巖體的侵入年齡進(jìn)行了測(cè)定[7]。前人測(cè)定年齡主要集中在319～297 Ma，范圍過大，本次姜蕓在研究紅山巖體地質(zhì)地球化學(xué)特征及下地殼性質(zhì)時(shí)利用LA-ICP-MS和SIMS高精度測(cè)年方法[3]，又在紅山巖體的不同地點(diǎn)采集具相同巖性的堿長(zhǎng)花崗巖體年齡樣品2件，其中在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用LA-ICP-MS方法測(cè)試19顆鋯石，測(cè)得206Pb/238U年齡為（317.8±3.8） Ma；在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所采用SIMS方法測(cè)試15顆鋯石，得出206Pb/238U年齡為（315.7±2.4） Ma。確定了紅山巖體的巖漿活動(dòng)發(fā)生在晚石炭世早期，是形成于西準(zhǔn)噶爾后碰撞板內(nèi)伸展構(gòu)造背景。

4" 堿長(zhǎng)花崗巖石英EBSD組構(gòu)的分析

本文根據(jù)紅山巖體受達(dá)爾布特?cái)嗔芽刂魄闆r，采集了5個(gè)具有代表性的堿長(zhǎng)花崗巖定向樣品（圖1-a）做石英EBSD組構(gòu)分析，由SW端-NE端依次編號(hào)為DB6612-1、DB6612-2、DB6612-3、DB6612-4、DB6612-5，其中DB6612-1、DB6612-2樣品位于紅山巖體“拖尾”尾端，點(diǎn)距為4.5 km，DB6612-3位于紅山巖體斷裂帶斷夾塊南部，DB6612-4、DB6612-5位于紅山巖體北東部環(huán)狀巖墻鄰近處。

EBSD測(cè)試由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。DB6612-2、DB6612-3樣品形成弱的點(diǎn)密集，其中DB6612-2組構(gòu)表明石英晶軸lt;0001gt;在垂直面理方向形成弱的點(diǎn)極密，表明石英可能發(fā)育一定程度的韌性變形，形成以（0001）面為滑移面的組構(gòu)類型，但滑移向發(fā)育不明顯。DB6612-3的石英組構(gòu)表明，石英晶軸lt;0001gt;在近平行線理方向形成弱的點(diǎn)極密，表明其滑移向?yàn)閇0001]方向，該點(diǎn)極密與線理存在一定的夾角。DB6612-1、DB6612-4、DB6612-5樣品石英組構(gòu)發(fā)育接近隨機(jī)，不具滑移系（圖4）。

測(cè)試分析成果說明，紅山巖體堿長(zhǎng)花崗巖石英結(jié)晶學(xué)優(yōu)選方位不明顯，未形成明顯滑移向，可判定紅山巖體“拖尾”變形構(gòu)造為脆性變形所致，與野外觀察到的堿長(zhǎng)花崗巖體中的脆性剪切特征相吻合。

5" “拖尾”構(gòu)造成因探討

為探究紅山巖體 “拖尾”形態(tài)為達(dá)爾布特?cái)嗔汛嘈约羟绣e(cuò)動(dòng)形成？還是受達(dá)爾布特韌性剪切拖拽韌性變形形成？結(jié)合北京西山房山巖體中曲頸瓶狀變形暗色包體特征，探索紅山巖體與達(dá)爾布特?cái)嗔训年P(guān)系。通過對(duì)紅山巖體侵入就位時(shí)代測(cè)試成果可知，紅山巖體堿長(zhǎng)花崗巖結(jié)晶年齡為晚石炭世早期，達(dá)爾布特?cái)嗔训男纬赏碛诩t山巖體的侵入就位時(shí)代，斷裂左行走滑錯(cuò)移拖曳紅山巖體并形成沿?cái)嗔炎呦虻摹巴衔病毙螒B(tài)。5件定向樣品分析成果說明，紅山巖體堿長(zhǎng)花崗巖石英結(jié)晶學(xué)優(yōu)選方位不明顯，未形成明顯的滑移向，可判定紅山巖體“拖尾”變形構(gòu)造為脆性變形所致，這與野外觀察到的堿長(zhǎng)花崗巖巖石學(xué)特征和脆性剪切特征相吻合，而非韌性剪切所致。綜合前述，紅山巖體“拖尾”構(gòu)造形態(tài)是受達(dá)爾布特?cái)嗔汛嘈宰笮凶呋e(cuò)動(dòng)拖拽形成的。

結(jié)合達(dá)爾布特?cái)嗔堰\(yùn)動(dòng)學(xué)特征及形成時(shí)代、紅山巖體地質(zhì)特征及侵位時(shí)代，基于EBSD對(duì)紅山巖體特定位置堿長(zhǎng)花崗巖石英組構(gòu)分析，找出紅山巖體“拖尾”變形與達(dá)爾布特?cái)嗔阎g的關(guān)系，探討了紅山巖體“拖尾”變形形態(tài)的成因。據(jù)前人研究，達(dá)爾布特?cái)嗔鸦顒?dòng)性從形成以來一直延續(xù)到第四紀(jì)[15]，經(jīng)地質(zhì)填圖顯示，紅山巖體的“拖尾”經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期，共計(jì)拖拽約6 km。巖體兩側(cè)均發(fā)育左行走滑斷裂構(gòu)造，南東側(cè)平行于達(dá)爾布特?cái)嗔训摹耙患胰恕贝渭?jí)斷裂SW段左行走滑錯(cuò)移夏爾蒲巖體5.66 km（圖3-c），NE段左行錯(cuò)移紅山巖體（圖2）。為更好的說明形成過程，提出相應(yīng)的形成過程模型加以解釋（圖5）。

在持續(xù)受NW向應(yīng)力擠壓作用下洋盆閉合，洋陸轉(zhuǎn)換時(shí)達(dá)爾布特蛇綠混雜巖帶楔沖就位后，達(dá)爾布特?cái)嗔研纬呻r形[22-23]；晚石炭世晚期—二疊紀(jì)為受NW向張性應(yīng)力作用下的碰撞后伸展演化階段，該階段巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育中酸性侵入巖，紅山巖體形成，隨后達(dá)爾布特早期正斷層發(fā)育[24]；二疊紀(jì)末—三疊紀(jì)初為受近NS向壓扭性應(yīng)力作用下的碰撞后陸內(nèi)擠壓演化階段，該階段NS向應(yīng)力在SE向上的分量導(dǎo)致達(dá)爾布特?cái)嗔寻l(fā)育成大型左旋走滑，發(fā)育伴生構(gòu)造，紅山巖體被達(dá)爾布特?cái)嗔炎笮绣e(cuò)切，形成平行于主斷裂的次級(jí)面理構(gòu)造-節(jié)理面和彌散型的斷裂面，并發(fā)生左行錯(cuò)移。受剪應(yīng)力作用在紅山巖體中部形成環(huán)狀剪裂隙，早二疊世被暗色閃長(zhǎng)巖墻填充；中生代之后以NS向張扭性應(yīng)力為主的碰撞后伸展演化階段，該階段達(dá)爾布特?cái)嗔殉掷m(xù)發(fā)育，緩慢形成眾多微小位移，匯聚成整體的大規(guī)模、長(zhǎng)距離錯(cuò)移，形成河谷至現(xiàn)在地形地貌格局（圖5）。

6" 結(jié)論

（1） 達(dá)爾布特?cái)嗔咽俏鳒?zhǔn)噶爾地區(qū)最大的左行走滑斷裂，形成于晚石炭世晚期。

（2） 紅山巖體侵入就位年齡約316 Ma，屬晚石炭世早期，早于達(dá)爾布特?cái)嗔研纬蓵r(shí)間。

（3） 石英結(jié)晶學(xué)成果表明巖體中石英組構(gòu)優(yōu)選方位不明顯，未形成明顯的滑移向，說明紅山巖體北西邊界沿線堿長(zhǎng)花崗巖均未發(fā)生韌性變形，可判定紅山巖體“拖尾”變形構(gòu)造為脆性變形所致，而非韌性剪切。

（4） 紅山巖體“拖尾”變形構(gòu)造是達(dá)爾布特?cái)嗔炎笮凶呋嘈约羟绣e(cuò)移紅山巖體所致。

致謝：在此特別感謝王國(guó)燦教授在工作中和論文編寫過程中的悉心指導(dǎo)，感謝晏文博、郭紀(jì)盛、劉文龍師兄、姜蕓師姐野外工作中的幫助和指導(dǎo)，除本文作者外，還凝聚了包括肖龍、龔一鳴、縱瑞文、查雁鴻、郁軍建等參加項(xiàng)目的師生集體的勞動(dòng)和智慧。在此一并致以衷心感謝！

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A Discussion on the Origin of the \"Tuowei\" Structure of the Hongshan Rock Mass on the Southeastern Margin of the Darbot Fault in Western Junggar——Based on the Analysis of the Quartz EBSD Fabric

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

（1.The 8th Geological Brigade，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development， 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： Through the project mapping results， this study clarified that the Darbot fault is a left strike slip fault formed in the late Late Carboniferous， and the Hongshan rock mass was intruded in the early Late Carboniferous. The former left strike offset transformed the Hongshan rock mass to form a \"tailing\" structure. The origin of the \"trailing\" structure of Hongshan rock mass is explored through the field observation of the associated structure of Darbout fault and the shear structure characteristics developed in Hongshan rock mass， as well as based on the test and analysis of the alkali feldspar granite quartz EBSD fabric of the rock mass. The research results show that the \"tailing\" deformation structure of the Hongshan rock mass is caused by the left lateral strike slip brittle shear dislocation of the Hongshan rock mass in the Darbot fault.

Key words： Darbot fault;left lateral strike slip;brittle shear;\"trailing\" ;EBSD fabric analysis