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巴颜喀拉山群构造意义与极低级变质作用分析

2020-06-29 383 上传者：管理员

摘要：本文利用伊利石结晶度指数、晶胞参数b0研究青海牙扎康赛地区巴颜喀拉山群极低级变质作用温度、压力以及构造变形、造山带抬升对变质作用的叠加影响。结果显示昆仑山口-甘德断裂北-东昆仑山脉强烈隆升区为低压浅变质-近变质带，属于绿片岩相和葡萄石-绿纤石相；南部可可西里-松潘前陆盆地强烈褶皱区为中压浅变质带，属绿片岩相，变质温度均大于350℃，但断裂南盆地区略高于断裂北隆升区。

关键词：
变质压力
变质温度
岩石学
极低级变质作用
绿片岩相
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1.引言

极低级变质作用研究是当今地学前沿热点研究问题之一。虽然我国学者先后在右江盆地、三江盆地、湘中、可可西里-松潘盆地以及川西北壤塘等地区开展了极低级变质岩调查及研究工作，但总体研究程度较低，尤其在构造变形作用、造山带构造抬升与极低级变质作用的关系研究较少。当前对极低级变质作用的划分一般根据标志矿物及组合、黏土矿物成分和结构、有机质镜质体反射率、流体包裹体等指标确定。本次采用伊利石结晶度指数和晶胞参数，对青海牙扎康赛地区三叠纪巴颜喀拉山群极低级变质作用开展研究，并分析其构造意义。

2.地质背景

研究区位于东昆仑复合造山带中段南部，地处位于青海省格尔木市牙扎康赛地区，区内以昆仑山口-甘德断裂为界划分为北部南昆仑结合带之玛多—玛沁增生楔，南部巴颜喀拉地块之可可西里-松潘前陆盆地区（图1）。测区出露三叠纪巴颜喀拉山群复理石沉积地层，岩性以浅变质的细碎屑砂岩、板岩为主，依据砂岩与板岩的组合特点和相对位置，自下而上细分为昌马河组（T1-2c）、甘德组（T2gd）、清水河组（T3q）三个岩石地层单位。区内经印支期、燕山期、喜马拉雅期多期构造运动叠加作用影响，北西西-北西向断裂、褶皱构造强烈，褶皱核部紧闭，转折端圆滑-尖棱。

Ⅳ秦祁昆造山系，Ⅳ-3全吉地块，Ⅳ-6柴达木地块，Ⅳ-8东昆仑弧盆系，Ⅳ-9南昆仑结合带，Ⅳ-8-3北昆仑岩浆弧，Ⅳ-9-1东昆仑南坡俯冲增生杂岩带，Ⅳ-9-2木孜塔格—西大滩—布青山蛇绿混杂岩带，Ⅳ-9-3玛多—玛沁增生楔，Ⅶ西藏—三江造山带，Ⅶ-3羌塘弧盆系，Ⅶ-2三江弧盆系，Ⅶ-1巴颜喀拉地块，Ⅶ-1-2可可西里-松潘前陆盆地，Ⅶ-2-4西金乌兰湖—金沙江—哀牢山蛇绿混杂岩带，Ⅶ-2-5治多—江达—维西-绿春陆缘弧带，Ⅶ-2-6昌都—兰坪双向弧后前陆盆地，Ⅶ-2-7开心岭—杂多—景洪岩浆弧，Ⅶ-3-2羌北地块。

图1测区构造单元分区图（据潘桂棠等，2008)

1.昆仑山口-甘德断裂；2.级单元分界线；3.级单元分界线4.研究区

3.样品采集与测试

本次工作中在研究区不同岩石地层和构造位置采集31件板岩样品作X射线衍射分析（表1），其中昆仑山口-甘德断层北6件，断裂南可可西里-松潘前陆盆地区25件，分析矿物类型为伊利石。样品制备及分析测试工作由西南科技大学环境与资源学院中心实验室完成，仪器选用荷兰帕纳科X’PertPRO型X射线衍射仪，测试获得样品中黏土矿物伊利石结晶度指数及晶胞参数等。

4.结果与讨论

4.1伊利石结晶度指数与变质温度

伊利石结晶度是划分成岩-变质变化过程的重要定量指标之一，目前国内外研究者一般采用Kubler(1964）年提出的以伊利石10Å（10Å=1nm）衍射峰的最大衍射强度（高度）之半高宽，表示伊利石结晶度指数（Kubler）。索书田（1998）将成岩带、近变质带和浅变质带相当的温度对应于Kubler指数，以Kubler指数大于0.42划分为成岩带（温度低于200℃）、0.42～0.25为近变质带（200℃～350℃）、小于0.25为浅变质带（大于350℃）。研究区由Kubler指数推测变质温度（表1),kubler指数均小于0.25，表明变质温度大于350℃。

表1伊利石结晶度Kubler指数、b0值及推测温度、压力

比较昆仑山口-甘德断裂南北极低级变质温度差异（图2），断裂北侧变质温度明显要低于断裂南侧，表明区内极低级变质岩不仅是埋藏变质作用的结果，同时可能受到断裂活动叠加作用，而陈宣华等（2011）采用锆石、磷灰石裂变径迹定年和热史模拟结果揭示东昆仑自中生代以来经历了多期次冷却和隆升事件，说明造山作用同样影响区域变质作用。

4.2b0值与变质压力

伊利石的结构参数b0值作为地质形成压力的函数，在成岩-极低级变质作用研究中广泛使用，是一个良好的地质压力计。根据伊利石b0值的大小，将压力划分成三个序列：b0﹤0.9000nm，为低压相；0.9000nm﹤b0﹤0.9040nm，属中压相；b0﹥0.9040nm，是高压相。

分析研究区岩石地层和构造位置差异与b0值变化关系（表1，图2），结果表明b0值的差异与岩石地层新老叠置关系不显著，而与褶皱或断裂构造关系更明显。昆仑山口-甘德断裂北呈低压相，而南部总体为中压相，局部低压，结果实测剖面构造变形特征，局部低压和中压，多与褶皱或断层引起的伸展或挤压局部应力差异有关，如褶皱核部或逆断层下盘多为中压，褶皱两翼或正断层可见局部低压；研究区南可可西里-松潘前陆盆地区砂板岩地层因强烈褶皱，总体表现为中压相。

图2伊利石结晶度Kulber指数、b0值指示温度、压力变化散点图

a.昆仑山口-甘德断裂南样品；b.昆仑山口-甘德断裂北样品

4.3低级-极低级变质作用及变质相带划分

依据前文研究结果，结合伊利石结晶度Kubler对极低变质相的划分方案，以昆仑山口-甘德断裂为界将研究区划分为南北差异明显的两个极低级变质带，其中断裂北为东昆仑山脉低压浅变质-近变质带，变质温度大于350℃，局部为200℃-350℃，属于绿片岩相和葡萄石-绿纤石相；断裂南为中压浅变质带，变质温度大于350℃，属于绿片岩相。

5.结论

(1)研究区昆仑山口-甘德断裂北伊利石kulber指数0.146～0.36,b0值0.8986～0.9000，平均值0.8994，属于低压浅变质-近变质带，具绿片岩相和葡萄石-绿纤石相特征；断裂南kulber指数均小于0.25,b0值介于0.8992～0.9029之间，平均值0.9005，属于中压浅变质带，具绿片岩相特征。(2)研究区极低级变质作用与岩石地层的新老叠置关系不大，而与构造变形、造山带抬升关系密切，其中北东昆仑山脉强烈隆升区表现为低压，南部可可西里-松潘前陆盆地区因强烈构造变形而表现为总体中压，且断裂南北极低级变质作用温度差异明显，虽然均大于350℃，但断裂南盆地区略高于断裂北隆升区。

参考文献:

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