新疆克孜勒他乌山南坡的岩石成因

新疆克孜勒他乌山南坡的岩石成因

一、区域地质及对比本文提供了一种将遥感图像分析与野外地质研究相结合的研究实例，并以抗弯交叉带为例。在新疆北准噶尔地洼区东北缘与阿尔泰地洼区相接的乌伦古河上游地区,航天遥感图像和彩红外航空遥感图像均清晰地显示出存在一条北西走向的浅色调的线性影像异常带,它具有大型构造带的影像特征。该带北西端自青河县克孜勒他乌山南坡向南东经卡拉尕依巴斯他乌延至蒙古人民共和国布尔根以南,呈舒缓波状蜿蜒180km以上。1:20万区域地质图(二台幅)中曾将此作为地层单位,划为克孜勒他乌逆断层下盘的上泥盆统,相当于阿尔曼铁组下亚组()的区域变质岩(千枚岩、片岩等)系。最近又将其单位改名为“卡希翁组(D3k)”,仍没有改变作为地层单位的认识。遥感图像与区域地质资料的对比解释表明:①若该色带为一地层单元,则应在相同地层分布的地带可见到相同或相似的影像特征,但实际上在毗邻的大面积遥感图像上此影像异常带,是绝无仅有的,且卡希翁组地层与该带相比有显著不同的影像特征;②其他相邻的上泥盆统和更老的地层区域变质作用甚微或无区域变质现象,原先认为的区域变质岩只分布在一狭长的带内,很难得到圆满解释;③影像特征分析及实地观察,均证实此线性带显示了广泛的热液蚀变作用,具对寻找金矿有利的线性蚀变构造带。通过航天、航空遥感图像的,质解译和地面实地观察以及一系列专门性的构造分析等研究,结果证实了克孜勒他乌—布尔根这一大型线性影像异常带所反映的地质体,并不是前人原先划分的地层单元,而是一个动力变形-变质的构造带。其主要的组成岩石并非区域变质岩系而是强挤压作用下的塑性变形-变质的一套构造岩,其中包括有初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、千糜岩、变晶糜棱岩及叠加其上的碎裂岩等。带内并叠加有碳酸盐化、黄铁矿化等热液蚀变,同时金元素的丰度值高,且已发现有多处金矿(化)点,是一条对金成矿有利的蚀变剪切构造带。二、克莱特修剪带的主要特征(1)断裂带东北侧地层克孜勒他乌剪切带位于准噶尔地洼区之东准噶尔地穹系的中段(图1),整个准噶尔地洼区在元古代至石炭纪为地槽期,加里东运动对其有明显的影响。晚古生代的海西运动在该地区表现最为强烈,使其由地槽期进入地槽褶皱期,并全面出现褶皱回返。由此准噶尔地区自三叠纪起为地台阶段,到早更新世末才全面进入地洼阶段的初动期。东准噶尔齐斯河地区所出露的岩体80%为海西期中—酸性侵入岩也从另一方面反映了海西运动在该区中所处的主导地位。剪切带东北侧出露的地层为上泥盆统卡希翁组,西南侧出露地层为下泥盆统托让格库都克组(图2),据区测资料分析可知剪切带两侧地层之间有厚度约10,000m的地层缺失。图1中的实线所反映出的断层是在区测资料上有记录并在航片上有清晰线性影像。区测资料表明此剪切带的东南侧是一较大规模的克孜勒他乌逆断层,在卫片上有不十分明显的线性影像与其对应,但在航片上则表现为多截被错位的线性影像,故而图1中将已不连续的克孜勒他乌逆断层用虚线表示加以区别。(2)克孜勒他乌剪切带1:50万卫片中克孜勒他乌剪切带及其东延部分表现为一浅灰色并具平行纹理特征,呈长条带舒缓波状起伏的影像带,西部被二台—可可托海NNW向线性构造所截断,东延至蒙古境内且被一北东向线性构造阻截,最宽处约4.5km,最窄处不足1km,其整体的走向变化由西边的120°向东逐渐转至100°,呈一向西南突出的弧形。乌伦古河上游以西的一段即克孜勒他乌剪切带所在,长约30km。此段是整个浅色影像带中最窄的一段,一般在1公里宽左右。整个浅色带内均有具对称形态的深色米粒状大型构造透镜体,最大者可有3×1km2,且长轴方向与构造带平行,显示出浅色带为一动力变形带,水平面上只表现为挤压作用。在1:5万假彩色红外航片上,克孜勒他乌剪切带同样表现为具平行纹理的浅灰色条带状影像。此影像带为狭长状的相对负地形,其中沟谷显得平坦而山脊陡峻,山脊总体走向与浅色带平行,表现为典型的挤压构造带的地貌特征。带内构造透镜体十分明显,且可见其首尾相联显藕节状并与浅色带同形弯曲。充分说明该浅色带为一动力变形带,其在形成之时在水平面上只受挤压作用而无剪切迹象,其变形机制为塑性变形[1985,孙岩]。此外在剪切带中及其两侧构造岩浆活动所形成的环形构造比较发育(图2),这些环形构造一般表现为环状隆起及环状地层弯曲且部分被后期线性构造所破坏,表明剪切带在活动的同时伴有明显岩浆活动。(3)克孜勒他乌剪切带的断裂带对克孜勒他乌剪切带进行路线地质调查时已证实该带有许多特征之外,首先是片理构造极其发育,以至强物理风化后裂开呈书页状(图版1),绝大部分岩石被强片理化,只有少量的后期火成岩及脉岩不具片理构造(图3)。这些片理构造均平行于克孜勒他乌剪切带,其宏观特征在航片中显示为平行纹理。此外还可见有辉绿岩脉与地层同样被片理化的现象。其次是带内各类柔性褶(皱)曲随处可见(图版1),其中以具轴迹与片理面平行的鞘褶皱最为典型(图版2)。此类紧闭不对称长轴式的鞘褶皱反映了具压剪性质的塑性变形,剪切方向垂直于鞘褶皱的枢纽,属韧性剪切带的重要标志之一。结合前面的遥感分析,由此鞘褶皱的枢纽水平且平行于克孜勒他乌剪切带可以判断该带由水平面上的挤压及垂直面上的剪切共同作用所致,挤压及剪切的运动方向皆垂直于克孜勒他乌剪切带的走向。带内各类褶(皱)曲的轴变彼此平行,构成了不同级别的线理构造,而最小的两级线理构造为杆状构造及生长线理。手标本(图版3)上可见在片理面上有彼此平行的长条状隆起,是由压剪作用下岩石的塑性收缩所产生的杆状构造。同时还可见在片理面上与杆状构造平行的、密集分布的针状线理(图版3),是在塑性变形中矿物在垂直压应力方向上进行重新排列而形成的生长线理(图版4)。总的来说,从褶皱到生长线理在整个带内均很发育,形成了分布广泛的不同级别的线理构造。剪切带内的砾石明显地经历了塑性压剪变形,手标本上砾石已被压扁拉长,其长轴的两端有两具旋扭性质的“把”,其上有强烈的线理化呈拨丝构造(图版5)。克孜勒他乌剪切带内还见有不均匀分布的脆性变形现象,在经过验证的该带航片解译图(图2)上可以清楚地看出线性特征典型的断层切割构造带的现象。如西段见有逆冲断层发育并错断片理构造,中段也有碎裂石英脉斜切片理面而过,且片理发生右旋错动(图4),已经历过塑性变形的糜棱岩自身也有碎裂现象。由这些叠加的脆变构造可以推论现今所能见到的克孜勒他乌断裂构造带,在最初由塑变机制形成之后又叠加了规模、方位均不相同的脆性变形构造。在整个克孜勒他乌剪切带内石英脉、热液蚀变相当普遍*,在航片上反映为最亮的白色影像,表明该带亦为构造蚀变带。(4)糜棱岩构造背景通过野外地质观察及室内镜下鉴定,该动力变形变质带中的岩石绝大多数为千糜岩、糜棱岩及超糜棱岩,其中的定向构造及矿物颗粒之动力变形特征均很典型,矿物细晶化明显,千糜岩具千糜构造,其中粒径小于0.1mm者占90%以上,成分以长英质及绢云母为主,碎斑很少而定向平行构造极为显著,定向线理及面理绕碎斑而过;糜棱岩具糜棱构造,其碎斑中以长石为主,以塑性变形为主,同时也可见脆性裂开,基质中以石英、绿泥石为主,粒径小于0.5mm者占整个岩石的50%以上,在菱形碎斑的长轴两端均有细小的石英颗粒呈旋扭式的动态重结晶集合体,构成旋扭式压力影。总体上看糜棱岩中从碎斑到基质的定向构造均明显,而构造带内的糜棱岩中成份一般以长英质为主;超糜棱岩具超糜棱构造(图版4),粒径在0.1～0.01mm之间者占90%以上,成份一般以长英质为主并有少量绢云母,有明显的重结晶作用,几乎无碎斑,少量的碎斑的粒径均很小呈定向拉长状,其两端见有动态重结晶现象,定向片理、线理构造极发育,此外,在部分糜棱岩、超糜棱岩中较刚性的长石具有双晶机械变位、弯曲等塑变特征(图版6)。千糜岩的手标本特征一般为浅色丝绢光泽,在克孜勒他乌剪切带内分布最为广泛约占>50%,形成航、卫片上浅灰色条带状影像的主体。糜棱岩及超糜棱岩一般为暗色,是航、卫片上构造带内深色透镜体的主体组成部分,产出在为正地形的大型构造透镜体中(图2)。三、克孜勒他乌断裂构造带综上所述,可以确定航、卫片所显示的浅色影像带为一韧性剪切带。它是由韧性挤压剪切作用形成的糜棱岩带——即韧性剪切带,在该带形成之后又叠加了脆性变形并产生了一系列的逆断及起滑断层,并且存在普遍的热液蚀变现象,表现出长轴状平行沟谷的地貌等一系列韧性剪切带的基本特征。对该带内42个片理产状进行了施密特网极点统计(图5),得知其片理大多倾向北东且倾角很陡,说明此带所受的挤压作用是相当强烈的。表明它是在区域强挤压力的作用下,沿薄弱带产生并与挤压规模相当的逆冲断层。根据区域地质资料分析,克孜勒他乌断裂构造带为一大型逆冲断层,断层面向南倾斜,对一其片理向南倾斜的石英脉质糜棱岩的岩组分析(图6),岩组图特征为轴对称点极密型,片理面对石英光轴有明显的控制作用,后期叠加的J1、J2两组节理有一定的影响。点极密区反映出石英光轴在拉伸方向的重新排列。现在所见到的克孜勒他乌断裂构造带,形成于Sibson(1977)断层双层模式的下部地段,由于后期的构造运动而使其抬升至浅部并叠加了脆性变形。据Kolhstedt(1979)用糜棱岩中石英亚颗粒大小求岩石变形时差异应力的公式,对该带内糜棱岩进行了差异应力计算,结果表明平均差异应力为4.47×107pa。根据克孜勒他乌断裂构造带及其整个东延部分的走向(图版1)在水平方向的挤压变形特征可判断其形成时的区域应力场的压应力为北北东向。四、克孜勒他乌断裂构造带内金异常现象对构造带内124块岩石标本所进行金含量统计分析(图7)结果,有近一半的样品中金品位超过了100ppb,平均金品位为164ppb。此平均值大大地超过了金的克拉克值,表明此构造带具有金的成矿远景。将100ppb作为此带内的金异常下限,将观察剖面上连续出现金异常的地带投影到遥感解译图(图3、4)上,金异常大多集中在克孜勒他乌断裂构造带边界线附近,尤其以线性构造交叉部位更为突出。在实测剖面图(图3)上也能明显地看出金异常分布在横切构造带剖面