阿尔金断裂带的构造演化
发布网友
发布时间：2022-05-31 02:09
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-05 13:20
通过对寒山、鹰嘴山一带出露的地层、火山岩、侵入岩、变质岩、构造变形及古地磁特征等的分析，区内阿尔金断裂的成生、演化过程大致可划分为早古生代、泥盆—石炭纪、晚二叠世—三叠纪、早白垩世和新生代等5个阶段。
一、早古生代阶段
本阶段是区内阿尔金断裂和金矿矿源层的形成时期及鹰嘴山金矿的主成矿时期。
大约在中寒武世，祁连板块开始向华北板块俯冲；随着俯冲作用的持续进行，岩石圈增厚并产生大量的摩擦热能，加之俯冲过程中向深部地壳带入了一些水，致使岩石熔点降低。当摩擦热能积聚到一定程度，随地热梯度的升高，下地壳局部熔融，形成岩浆房。俯冲作用过程中形成的断裂往往作为火山口与岩浆房的连通器，板块俯冲作用是脉动式的，当俯冲速度较大时，表现为强烈火山活动；反之，则以沉积作用为主。本期火山岩以钙碱性系列为主，还有少量碱性系列和拉斑玄武岩系列火山岩，系不成熟岛弧环境的产物。火山岩岩石类型以安山质火山岩为主，其次为中酸性火山岩，玄武岩较少。人工重砂分析结果表明，中寒武世火山岩Au含量较高，鹰嘴山破碎带蚀变岩型金矿矿体的直接围岩为凝灰质板岩、安山岩和英安岩等，说明本期发生的板块俯冲作用形成了矿源层。
早奥陶世，随着板块作用的继续进行，火山活动的强度及规模较中寒武世大，沟－弧－盆体系形成。由于弧后盆地位处俯冲洋壳的前方并具较厚的地壳、更多的摩擦热能和较高的地热梯度，当摩擦热能聚到一定程度时，导致洋壳熔融并形成对流的拉斑玄武岩浆，弧后盆地在深部的岩浆对流作用下被拉开并最终形成弧后洋盆。本时期火山岩属典型的玄武岩－安山岩－流纹岩组合，基本上以钙碱性系列为主，以安山岩居多，与环太平洋岛弧地区的火山岩组合相似，其次为中酸性熔岩和火山碎屑岩类。火山喷发方式为裂隙式，总体上，本期火山活动从早而晚依次表现为爆发－溢流－喷发的过程。此外，早奥陶世火山岩金的背景值较高，构成寒山蚀变岩型金矿矿体的直接围岩是火山角砾岩和片理化凝灰岩；可见，早奥陶世火山作用为寒山金矿提供了矿源层。
中寒武世—早奥陶世弧前洋壳的消减作用于中奥陶世初期结束，取而代之的弧陆碰撞和弧后洋壳的俯冲作用。祁连板块洋壳的消亡暗示了四道沟—大泉高压低温变质岩带的形成以及阿尔金断裂的大泉—阿克塞段呈陆内裂谷环境。此外，陆－弧碰撞作用使岛弧、弧后盆地环境形成中寒武—早奥陶世火山－沉积岩系沿层面（S0）褶皱，岩石圈缩短并增厚，地热梯度升高而发生区域低温动力变质作用，变质程度达低绿片岩相。在岩层变形－变质过程中产生了大量的轴面劈理及NWW-NW走向的断裂，这些断裂与四道沟—大泉一带的板块缝合带一起在持久的挤压力作用下变形，其性质为逆冲断层。同时，岩石圈持续增厚的结果导致下地壳的局部重熔而形成的中酸性岩浆，它们常沿NW-NWW向断裂或背斜核部侵位而形成中酸性岩株、岩枝或岩脉，但值得提出的是鹰嘴山蚀变岩型金矿矿体的直接围岩之一是已滑石化、蛇纹石化的超基性岩。本次专题对鹰嘴山金矿含金石英脉Rb-Sr等时线测定结果［（483±12）Ma，宜昌地矿所，1999］以及锶初始值Sr87/Sr86=07110±0.00036，充分证明该期岩浆热液是鹰嘴山金矿的主导成矿流体。变质热液及大气降水也有混入。伴随着中奥陶世开始的弧后洋壳俯冲作用，鹰嘴山—肃北一带的阿尔金断裂继续并表现为左行走滑，昌马、阴沟地区的中奥陶世火山岩正是洋壳俯冲造成下地壳重熔形成的，从正常海相碎屑岩较发育这一点看来，俯冲速率远较早奥陶世小。这一过程形成的火山岩既有钙碱性系列的，又有拉斑玄武岩系列及碱性系列的火山岩，反映了昌马—阴沟一带大地构造背景的复杂性，虽然，目前在本时期火山岩中尚未发现金矿，甚至在人工重砂样品中也未见到自然金，但不能据此就肯定与金矿成矿作用无关。晚奥陶世，伴随缓慢的俯冲作用而发生间歇性的、喷发强度及规模较小的火山作用，而海相正常沉积岩较发育，火山岩主要是拉斑玄武岩浆分异形成的流纹岩，以及在俯冲作用过程中被“刮”下来的洋岛环境下形成的碱性橄榄玄武岩。晚奥陶世中晚期至早志留世初期，弧后洋壳的俯冲作用加强，下地壳局部熔融程度大，并具裂隙式火山喷溢活动，发育消亡岛弧环境下形成的拉斑玄武岩系列火山岩和钙碱性系列火山岩。本时期火山岩主要赋存于扣门子组的上部，以中酸性熔岩为主，间夹中酸性火山碎屑岩。该时期火山岩中亦发育碱性岩，石英粗面岩人工重砂样品中自然金含量达2粒/10kg，但迄今还没有在该期火山岩中发现金矿。进入早中志留世，也许是弧后洋壳的俯冲作用已近尾声的缘故，火山活动微弱，以火山喷发－沉积作用为主，主要是一些火山沉积岩类，局部相变为凝灰岩，中酸性熔岩偶尔才能见到。金湾子地区的凝灰质板岩Au含量可达0.1×10-6，矿体赋存于凝灰质板岩和凝灰质砂砾岩中的断层破碎带内。可见，早志留世火山岩是金矿的矿源层。
晚志留世，随着弧后洋壳的消减完毕，阿尔金断裂初步形成，寒山、鹰嘴山地区进入板块碰撞造山阶段，但迄今在该区志留系中未见作为板块缝合标志之一的高压变质岩，可能是陆内俯冲作用或后期剥蚀作用的影响致使其未留下记录。这时，局限于南北两个板块缝合带之间的早古生代岛弧环境下形成的海相火山－沉积岩系在强大的南北向挤压力作用下，发生褶皱、变形并产生轴面劈理以及一系列逆冲断裂；随着碰撞作用的持续进行，岩石圈因缩短而增厚，导致地热梯度的升高而发生低绿片岩相区域低温动力变质作用，同时，下地壳温度的升高驱使其发生局部熔融而生成中酸性岩浆。这些中酸性岩浆多沿构造相对薄弱的NWW向断裂带侵位而形成众多的中酸性深成岩体。
二、泥盆纪—石炭纪阶段
此期阿尔金断裂与北祁连山NW-NWW向断裂因祁连板块的推动而一起发生左行走滑。一般而言，板块缝合带出现以后，如果板块间的会聚作用仍未停息，运动就会通过复杂陆内转换向外发展，逐渐形成宽广的高应变带。增厚了的陆壳底部因等温线上升而发生壳熔型岩浆活动，本身也因均衡抬升而成为高原，为周缘盆地提供了充足的物源。近碰撞带地壳沿走滑断裂向大洋自由面的蠕滑更把应变扩散到宽广的邻区中去。可以类比的是，青藏高原和亚洲东部新生代以来很大一部分历史就属于这一阶段，它的最大特点是地块由于走滑断裂系的活动而发生旋转。
进入泥盆纪以来，寒山—鹰嘴山地区进入后碰撞造山阶段。由于祁连板块与华北、塔里木板块的陆内会聚作用的持续进行使北祁连地区处于高应力状态；但是，阿尔金左行走滑断裂的活动使处于高应力状态的北祁连山西部地区向应力相对较弱的东部蠕滑和旋转，这一过程可能发生在石炭纪末期。表现最明显的是北祁连地区NW-NWW向断裂在这时期呈左行走滑状态。此类断裂控制着北祁连山地区的构造格架，它们在本阶段的左行走滑过程中常派生出众多的、不同形式的次级断裂，最典型的NNW向张性断裂、EW向剪性断裂和NE向张扭性断裂带，这些不同形式的次级断裂往往是容矿构造和中酸性侵入体的就位场所，对区内金矿的形成起到了巨大的作用。
受NWW向断裂控制的青山英云闪长岩体的形成时代为早石炭世（K-Ar 329Ma本项目采样，宜昌所测定）。该岩体之岩浆期后的热液活动可延续到晚石炭末，本时期形成的寒山金矿的成矿流体为岩浆水就是很好的证明。岩浆期后的大量热液流体携带一定数量的金质并扩散到邻近的寒山脆韧性剪切带内，继续对“碎裂的”金背景值较高的中寒武世火山岩或矿化岩和早奥陶世火山岩进行“喷淋”，最后在空间相对较大的次级裂隙中沉淀成矿。
金湾子金矿的形成与本期NW向区域性断裂的关系密切，NW向主干断裂在走滑过程中派生的NNW向次级张性断裂不仅作为提供成矿热液的斜长花岗斑岩的侵位通道，而且还是金矿体的容矿场所。
三、晚二叠世—三叠纪阶段
从区域上看，晚二叠世是北部的天山大洋和南部的昆仑大洋闭合期；而且晚三叠世随着金沙江洋盆的消亡，阿尔金断裂全面形成。但是，这两次构造变动在鹰嘴山、寒山地区的阿尔金断裂带内留下的记录较少，仅表现为车路沟山北坡石英闪长岩体和车路沟山花岗闪长岩体于晚二叠世沿阿尔金断裂带的相继侵位；其中，车路沟山花岗闪长岩体金含量达20粒/kg（据昌马幅人工重砂分析结果），其岩浆期后的含金热液贯入该岩体裂隙以及发育于奥陶纪地层中的构造裂隙内，形成含金石英脉型的车路沟金矿。
四、早白垩世阶段
从下白垩统角度不整合于侏罗系之上这一事实看来，燕山运动波及区内；早白垩世，区内进入另一种构造应力状态，阿尔金断裂活动的最重要的表现是在玉门红柳沟、碱泉子一带。该断裂带见玄武岩浆的溢流。据1∶50000《红柳峡幅、旱峡幅、鸭儿峡幅区域地质调查报告》，本期火山岩是在*内部拉张环境下形成的，属碱性玄武岩，结合其巨厚的火山－沉积建造，推测本时期区内的阿尔金断裂为*裂谷环境。
五、新生代阶段
第三纪以来，随着印度板块向欧亚*的俯冲，阿尔金断裂与北祁连地区的不同性质的断裂活动非常活跃和频繁。此时，阿尔金断裂表现为强烈的左行走滑，寒山—鹰嘴山地区（阿尔金断裂东盘）位于该断裂的前方，以强烈的挤压为主，而大泉一带（西盘）处于该断裂的后方，以拉伸为主，形成“入”字型断裂构造和拉分盆地。同时，北祁连地区处于南北向挤压应力场中，NW-NWW向断裂再次复活并往往转化为逆冲断裂和作为相互堆叠的构造岩片的推覆界面。泥盆纪—石炭纪形成的不同性质的次级断裂因其走向的不同而表现为不同性质，东西向断裂转化为逆冲断裂，南北向断裂转换为平推断裂，而北东向断裂兼具平推与逆冲性质，它们往往错断了NW-NWW向区域性断裂和金矿体。
