滇西北剑川-虎跳峡大规模东向西逆冲推覆构造——兼论滇西扬子陆块区与西藏-三江造山系界线
2015-12-19沙绍礼曾普胜苟瑞涛代艳娟张子雄
沙绍礼,曾普胜,苟瑞涛,3,代艳娟,4,张子雄
(1.云南省地质矿产勘查开发局第三地质大队,云南大理671000;2.国家地质实验测试中心,北京100037;3.中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083;4.昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650000;5.云南省地质科学研究所,昆明650000)
云南西部,目前通行的大地构造划分方案是以哀牢山断裂为界,西侧为西藏-三江造山系,东侧为扬子-华南陆块区[1~8],其北段的界线则是沿点苍山西侧,西洱河断裂至乔后,转西北顺黑惠江至剑川,经白汉场、石鼓东,沿金沙江,经虎跳峡、小中甸转东至洛吉、拉巴—木里,交于甘孜-理塘缝合带[9]。早期,也有少数学者以红河断裂为界划分[10]。本文主要根据剑川至虎跳峡一带的区域地质资料,论述剑川-虎跳峡断裂的性质,从而探讨扬子-华南陆块区与西藏-三江造山系的界线。
1 地层
研究区内出露的地层有元古界石鼓群、古生界、中生界的三叠系及新生界。东部地层属扬子地层区稳定型沉积;中间为甘孜-理塘缝合带内的双峰式火山岩组合,即流纹岩+玄武岩组合;西部地层属西藏-三江造山系的巴颜喀拉活动型地层 (见图1)。经推覆构造作用,东部的地层常被推覆到西部的地层之上,形成薄皮推覆构造。
图1 滇西北剑川—虎跳峡区域构造 (a)和地质简图 (b)Fig.1 Regional tectonics and geologic map of Jianchuan-Hutiaoxia area,northwestern Yunnan Province
1.1 扬子稳定型地层系统
寒武系:出露于安乐一带,与下伏地层之间为逆冲推覆断裂分割。该组以灰色白云岩夹碎屑岩为特征。岩石组合为灰、浅灰色薄层、中厚层状粉晶白云岩及少量中薄层状白云质粉砂岩、绢云粉砂质板岩、泥质板岩,下部夹薄—中层状角砾状白云岩,上部白云岩中见较多的硅质条带或团块,厚度大于662 m。
奥陶系:出露于安乐、虎跳峡两岸,平行不整合于下寒武统砂页岩、藻纹层硅质团块砂质白云岩之上。该组为紫红色石英砂岩夹泥岩,含Cruziana(二叶石)。底部为紫红色厚层块状钙质泥砾岩;中、下部为紫红色—灰紫色中厚层状细粒石英砂岩夹泥岩、砂质白云岩;上部为黄绿色薄—中层状含云母粉砂岩、页岩。总厚1154 m。
志留系:与下伏奥陶系整合接触。岩性为浅灰、灰紫色薄—中、厚层状细粉晶白云岩、含石英白云质大理岩、砂质白云石大理岩,中上部夹深灰色薄—中层状白云质灰岩、泥灰岩。安乐一带厚402 m。向东至虎跳峡仅见浅灰白色薄—厚层状白云石灰理岩。本组产牙形刺、三叶虫、珊瑚化石,发育水平层理。结合岩性分析,该组形成于潮坪、澙湖环境。
泥盆系:区内为冉家湾组 (D1r),分布于冉家湾、虎跳峡等地。岩性为灰色砂岩、板岩夹灰岩,厚145~786 m,与中泥盆统光头坡组整合接触。产腕足类 Euryspirifer sp.Acrospirifer sp.等。
石炭系:
二叠系:包括下统的阳新组 (P1y)和上统的峨眉山组 (P2e)。阳新组为浅灰色厚层块状角砾状灰岩、生物碎屑灰岩;峨眉山组为玄武岩。被逆冲推覆后常覆盖于三叠系的双峰式火山岩和元古界石鼓群片岩之上。
三叠系:扬子稳定型的三叠系分布于九河、白汉场、石鼓至虎跳峡一带,金沙江以东。有下三叠统腊美组 (T1l)、中三叠统北衙组 (T2b)、和上三叠统中窝组 (T3z)。腊美组岩性为紫红色砂岩、泥岩互层,底部砾岩,厚115~316 m。产双壳类Claria stachei等。北衙组岩性为灰色白云质灰岩、泥质灰岩,夹少量砂岩和粉砂岩,厚125~804 m,产双壳类Costatoria goldfssi mansuyi等。上三叠统下段名中窝组,上段名松桂组。中窝组岩性为灰色灰岩、泥灰岩夹页岩,厚65~292 m,产双壳类Halobia suppeba等;松桂组岩性为长石石英砂岩,页岩夹煤层或煤线,底部砾岩,厚1068 m,产双壳类Myophoria nappengensis。扬子型的三叠纪地层,岩性及所含古生物化石均可与丽江、大理地区的三叠纪地层对比[11]。
1.2 三江造山系的巴颜喀拉活动型地层
分布于格咱-鸿文断裂带以西。主要有元古界石鼓群、泥盆系冉家湾组和三叠系。
元古界石鼓群 (Pt s):石鼓岩群起源于石鼓片岩,由德国人米士于1947年创名于丽江县石鼓镇,系指丽江县塔城—石鼓一带的浅变质岩系。主要岩性为含石榴子石、矽线石、蓝晶石等的黑云斜长片麻岩,斜长角闪岩-角闪绿泥片岩和少量大理岩[12]。
----------------角度不整合---------------
泥盆系 (D):分布于三江羊坡—石鼓北部,称为冉家湾组 (D1r)。岩性以灰质白云质板岩为主,夹薄层状或透镜状灰岩。中甸县冉家湾组厚315 m。该组总体表现出向北 (东)厚度增大、粒度变细的特点,南图外丽江县羊坡、新闻纸厂一带厚147~200 m。
三叠系 (T):最早德国人米士称“虎跳涧绿色片岩层”,时代为二叠纪[13~14]。1∶1000000下关幅命名虎跳涧群,时代仍为二叠纪[15]。1∶200000丽江幅、维西幅区调报告将其定位中三叠世,分上、下两段,分别以T2a、T2
b表示。下段以灰色板岩为主,夹结晶灰岩、绿泥片岩、变质玄武岩,厚度大于1700 m;李兴振等[3]于虎跳峡镇南4 km、金沙江边变质玄武岩的灰岩透镜体中,获得早三叠世奥伦期牙形石Pachycladina sp.,下段的时代应属早三叠世 (T1a)。上段岩性为灰白色白云质灰岩、泥灰岩、绢云板岩夹少量变质流纹岩,厚度大于1600 m。1∶200000丽江幅、维西幅分别于虎跳峡和淰渣洛见到中三叠世安尼期的带化石Costatoria goldfussi mansuyi及菊石Balatonites?sp.。
2 剑川-虎跳峡构造特征
目前滇西的大地构造划分将剑川—虎跳峡一带作为扬子-华南陆块区与西藏-三江造山系的界线。实际上,这一带不是一条简单的断层,而是扬子华南陆块区的古生代和中生代三叠纪地层,大规模从东向西逆冲推覆到西藏-三江造山系中的甘孜-理塘构造带之上,后期经河流剥蚀,形成一条狭长的构造窗。
图2是白汉场南2 km的一条东西向路线剖面,外来系统为扬子地层区稳定型的三叠纪地层,包括下三叠统腊美组 (T1l)、中三叠统北衙组 (T2b),原地系统为甘孜-理塘构造带中活动型的中三叠统 (T2b)。岩性为绢云千板岩、变质灰岩、绿泥片岩、阳起片岩,夹多层变质流纹岩和变质玄武岩。
图2 丽江汝寒坪图切剖面 (剖面Ⅰ-Ⅰ'位置见图1)Fig.2 Geologic section of the Upper Member of Middle Triassic in Ruhanping,Lijiang
图3中,金沙江以东为1∶200000丽江幅的一条路线剖面,西段为图切剖面。外来系统为扬子地层区,晚二叠世峨眉山玄武岩,原地系统为甘孜-理塘带中三叠世的千板岩、变质玄武岩及变质灰岩。变质灰岩中产菊石Balatonites?sp.及双壳类Nuculana?sp.,Lopha?sp.。
图3 丽江县忠义T2a-T2b路线剖面 (剖面Ⅱ-Ⅱ'位置见图1)Fig.3 Geologic section of the Upper and Lower Member of Middle Triassic in Zhongyi,Lijiang
图4是从哈巴雪山向西,经虎跳峡、安乐的图切剖面。外来系统为扬子地层区的中、上寒武统、奥陶系、志留系、石炭系和二叠系,原地系统为元古界石鼓群及活动型的中三叠统T2a、T2b。石鼓群岩性为片麻岩、变粒岩、斜长角闪岩、云母片岩、千板岩,夹变质玄武岩。中三叠统 (T2a、T2b)岩性为千枚岩、板岩,夹结晶灰岩及变质玄武岩。虎跳峡的石鼓群岩性为绢云千枚岩、白云石英片岩、白云片岩及大理岩。岩石大多糜棱岩化[3]。1∶200000丽江幅地质报告列为“时代不明变质岩”,地质图上以“M”表示。
图4 哈巴雪山—虎跳峡镇—安乐剖面 (剖面Ⅲ-Ⅲ'位置见图1)Fig.4 Geologic section of Haba Snow Mountain-Hutiaoxia-Anle
3 讨论
3.1 滇西扬子-华南陆块区与西藏-三江造山系的界线
自20世纪80年代段兴华等[1]提出哀牢山断裂为古板块俯冲带以来,学术界一直以它作为扬子-华南陆块区与西藏-三江造山系的界线。但上述区域地质资料说明,该划分方案中的剑川—虎跳峡—香格里拉一带的断裂实属逆冲推覆断裂产生的构造窗,而不是两大板块的边界。真正的边界在哪里?有学者指出,通常可以把地震带当作板块划分的首要标志[16~17]。不同板块之间的结合部位,表现为持续活动的火山带,是全球地质作用最为活跃的地区[18]。后来的研究证实,哀牢山断裂是一条喜马拉雅期的逆冲推覆断裂[19],既不是地震活动带,也不是岩浆活动带。而红河断裂,则完全具备上述板块边界的特征。沿红河断裂有较多较强的地震活动,尤其是北段的弥渡、大理、洱源、剑川、丽江是全国知名的地震活动带[20~21]。沿红河断裂有大量喜马拉雅期的岩浆活动,自南向北有金宝山基性、超基性岩,弥渡县城边的玄武岩,大理海东的基性、超基性岩,洱源牛街的超基性岩、玄武岩,剑川县城东的玄武岩和超基性岩等。地球物理资料显示,红河断裂位于低重力与高重力的过渡带上,正负航磁异常的分界线上[22]。这些资料说明,滇西扬子陆块区与西藏-三江造山系的界线,应是沿红河断裂至下关,向北经洱海、洱源、剑川,转丽江、鸣音、木里,接甘孜-理塘断裂。北部的木里断裂,1∶200000永宁幅称安家村断裂[23]。早期也有学者认为红河断裂向北经丽江—宁蒗—木里,与龙门山断裂带相接。北段称丽江-箐河断裂,并认为是一条被推覆体掩盖了的晋宁期断裂[6,24]。因此,两大板块的分界断裂是洱海-剑川-丽江-木里断裂。
3.2 逆冲推覆时期探讨
剑川—虎跳峡一带的逆冲推覆构造,只是滇西北大规模逆冲推覆构造中的一小部分。该逆冲推覆构造南起大理,北至香格里拉,长约240 km。东起丽江-木里断裂,西止鲁甸花岗岩东侧,宽约90 km。大理地区可见古元古界苍山群推覆在白垩系景星组和新近系三营组之上,中三叠统北衙组推覆在新近系三营组之上[25]。说明逆冲推覆的时期应是喜马拉雅期。谢明儒等[26]在研究哈巴雪山麻花坪钨铍矿时,因矿区及周边均未见花岗岩,仅有少量绿泥石化辉绿岩和煌斑岩,故将矿床成因定为以热液成矿为主的高、中温热液叠加改造层控矿床;并于麻花坪矿区围岩的白云母中,获得Rb-Sr等时线,等时线年龄39.1~39.7 Ma。笔者认为,该矿床的成因应与虎跳峡的逆冲推覆构造密切相关。Lacassin等对虎跳峡大理岩顺层剪切的金云母内部Rb-Sr等时线定年为35.9±0.3 Ma。钟康惠等[27]在研究麻花坪钨铍矿时,获得19.70 Ma的矿石单阶段铅模式年龄和46.14 Ma的围岩单阶段铅模式年龄,以及13.7 Ma和21.5 Ma的石英脉型黑钨矿和脉型铍矿的ESR年龄。上述资料说明,区域地质显示的逆冲推覆时期与同位素年龄大体相同,扬子-华南陆块区从东向西推覆在西藏-三江造山系上,应是喜马拉雅期。
4 结论
剑川—虎跳峡一带的大规模东向西逆冲推覆构造将扬子稳定型地块推覆到三江活动型地块之上,形成长距离的薄皮推覆构造。经冲江河和金沙江剥蚀,下伏的三江活动型地层呈构造窗出露,将扬子稳定型地块与活动型地层的分界线掩盖。两者真正的分界线应为丽江-剑川断裂。
[1] 段兴华,赵鸿.论哀牢山-藤条河断裂——古板块俯冲带[J].地质学报,1981,(4):258~265.DUAN Xing-hua,ZHAO Hong.The Ailaoshan-Tengtiaohe Fracture:The subduction zone of an ancient plate[J].Acta Geologica Sinica,1981,(4):258 ~265.
[2] 潘桂棠,肖庆辉,陆松年,等.中国大地构造单元划分[J].中国地质,2009,36(1):1~28.PAN Gui-tang,XIAO Qing-hui,LU Song-nian,et al.Subdivision of tectonic units in China[J].Geology in China,2009,36(1):1~28.
[3] 李兴振,江新胜,孙志明,等.西南三江地区碰撞造山过程[M].北京:地质出版社,2002:1~20.LI Xing-zhen,JIANG Xin-sheng,SUN Zhi-ming,et al.The collisional orogenic processes of the Lancangjiang-Jinshajiang-Nujiang area,Southwestern China[M].Beijing:Geological Publishing House,2002:1~20.
[4] 刘增乾,李兴振,叶庆同,等.三江地区构造岩浆带的划分与矿产分布规律[M].北京:地质出版社,1993:25~43.LIU Zeng-qian,LI Xing-zhen,YE Qing-tong,et al.Division of tectono-magmatic zones and the distribution of deposits in the Sanjiang area[M].Beijing:Geological Publishing House,1993:25~43.
[5] 云南地质矿产局.云南省区域地质志[M].北京:地质出版社,1990:553~555.Yunnan Bureau of Geology and Mineral Resources.Regional geology of Yunnan Province[M].Beijing:Geological Publishing House,1990:553 ~555.
[6] 王义昭,熊家镛,林尧明.云南地质构造的若干特征[J].云南地质,1988,7(2):105~111.WANG Yi-zhao,Xiong Jia-yong,Lin Yao-ming.Some features on Yunnan geological structures[J].Yunnan Geology,1988,7(2):105 ~111.
[7] 潘桂棠,丁俊.青藏高原及邻区地质图说明书[M].成都:成都地图出版社,2004:10~12.PAN Gui-tang,DING Jun.The geological map of the Qinghai-Xizang(Tibet)Plateau and adjacent areas[M].Chengdu:Chengdu Cartographic Publishing House,2004:10 ~12.
[8] 钟达赉.滇川西部古特提斯造山带[M].北京:科学出版社,1998:89~91.ZHONG Da-lai.The Tethyan orogenic belt in western Yunnan[M].Beijing:Science Press,1998:89~91.
[9] 沙绍礼,殷质豫,夏抱本.滇西北新生代逆冲推覆构造[J].云南地质,2004,23(2):154~163.SHA Shao-li,YIN Zhi-yu,XIA Bao-ben.The Cenozoic thrusting nappe in northwest Yunnan [J].Yunnan Geology,2004,23(2):154 ~163.
[10] 范承均,张翼飞.云南西部地质构造格局 [J].云南地质,1993,12(2):139~147.FAN Cheng-jun,ZHANG Yi-fei.Tectonic framework of the western Yunnan Province [J].Yunnan Geology,1993,12(2):139 ~147.
[11] 云南省地质局第一区域地质调查队.1∶20万丽江幅区域地质调查报告[R].玉溪:云南省地质局第一区域地质调查队,1977.The No.1 Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Geological Bureau.Report of regional geological survey,Yunnan Province(1∶200000 Lijiang Sheet)[R].Yuxi:The No.1 Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Geological Bureau,1977.
[12] 翟明国,从柏林.对于点苍山-石鼓变质岩带区域划分的意见[J].岩石学报,1993,9(3):227~239.ZHAI Ming-guo,Cong Bai-lin.The Diancangshan-Shigu metamorphic belt in W.Yunnan,China:Their geochemical and geochronological characteristics and division of metamorphic domains[J].Acta Petrologica Sinica,1993,9(3):227 ~239.
[13] 云南省地质矿产局区域地质调查队.1∶20万维西幅区域地质调查报告[R].玉溪:云南省地质矿产局区域地质调查队,1984.The Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Bureau of Geology and Mineral Resources.Report of regional geological survey,Yunnan Province(1∶200000 Weixi Sheet)[R].Yuxi:The Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Bureau of Geology and Mineral Resources,1984.
[14] 米士.丽江地质志[M].李璞,译.北京:国立北京大学,1947.Misch P H.Geology of Lijiang[M].LI Pu,translated.Beijing:National Beijing University,1947.
[15] 云南省地质局第一区域地质队.1∶100万下关幅地质图说明书 [R].玉溪:云南省地质局第一区域地质调查队,1965.The No.1 Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Geological Bureau.The specification of regional geological survey,Yunnan Province(1∶1000000 Xiaguan Sheet)[R].Yuxi:The No.1 Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Geological Bureau,1965.
[16] 金性春.板块构造学基础[M].上海:上海科学技术出版社,1984:41~45.JIN Xing-chun.Fundamentals of plate tectonics[M].Shanghai:Shanghai Science and Technology Press,1984:41 ~45.
[17] 李春昱,郭令智,朱夏,等.板块构造基本问题[M].北京:地震出版社,1986:10~31,363~392.LI Chun-yu,GUO Ling-zhi,ZHU Xia,et al.Basic problems on plate tectonics [M].Beijing:Seismological Press,1986:10~31,363~392.
[18] 程裕淇,王鸿祯.地球科学大辞典[M].北京:地质出版社,2006:885.CHENG Yu-qi,WANG Hong-zhen.Earth science dictionary[M].Beijing:Geological Publishing House,2006:885.
[19] 陈元坤.哀牢山-点苍山推覆构造的认识依据和讨论[J].云南地质,1987,6(4):291~297.CHEN Yuan-kun.A cognitive basis and discussion on the nappe structure of Ailaoshan-Diancangshan[J].Yunnan Geology,1987,6(4):291~297.
[20] 虢顺民,计凤桔,向宏发,等.红河活动断裂带[M].北京:海洋出版社,2001:27~48,130~141.GUO Shun-min,JI Feng-ju,XIANG Hong-fa,et al.The Honghe active fault zone[M].Beijing:China Ocean Press,2001:27~48,130~141.
[21] 国家地震局地质研究所,云南省地震局.滇西北地区活动断裂[M].北京:地震出版社,1990:217~286.Institute of Geology,State Seismological Bureau,Seismological Bureau of Yunnan Province.Active fault in northwest Yunnan region[M].Beijing:Seismological Press,1990:217~286.
[22] 范承均.滇西区域地质特征 [J].云南地质,1982,1(4):323~336.FAN Cheng-jun.Regional geological characteristics in western Yunnan[J].Yunnan Geology,1982,1(4):323 ~336.
[23] 云南省地质矿产局区域地质调查队.1∶20万永宁幅区域地质调查报告[R].玉溪:云南省地质矿产局区域地质调查队,1980.The Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Bureau of Geology and Mineral Resources.Report of regional geological survey,Yunnan Province(1∶200000 Yongning Sheet)[R].Yuxi:The Regional Geological Survey Brigade,Yunnan Bureau of Geology and Mineral Resources,1980.
[24] 程裕淇.中国区域地质概论 [M].北京:地质出版社,1994:242~243,306~309.CHENG Yu-qi.Introduction to Chinese region geology[M].Beijing:Geological Publishing House,1994:242~243,306~309.
[25] 沙绍礼.点苍山新生代推覆构造的确立及其地质意义[J].云南地质,2002,21(3):250~255.SHA Shao-li.The determination of Cenozoic nappe strctures of Diancang MTS and their geological significance[J].Yunnan Geology,2002,21(3):250~255.
[26] 谢明儒,蒲国全,张玉全.云南省中旬县麻花坪钨铍矿床地质特征及成因探讨[R].1989.XIE Ming-ru,PU Guo-quan,ZHANG Yu-quan.Geological characteristics and genesis discussion of Mahuaping tungstenberyllium deposit in Zhongdian County,Yunnan Province[R].1989.
[27] 钟康惠,刘肇昌,李凡友,等.盐源-丽江构造带是新生代陆内造山带[J].地质学报,2004,78(1):36~43.ZHONG Kang-hui,LIU Zhao-chang,LI Fan-you,et al.Yanyuan-Lijiang tectonic zone:A Cenozoic intracontinental orogenic belt[J].Acta Geological Sinica,2004,78(1):36 ~43.