新疆库鲁克塔格西段青白口纪末期伸展构造

金建斌，郭瑞清，木合塔尔·扎日，王克卓，朱志新,

(1.新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830049；2.新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆 乌鲁木齐 830011)

新疆库鲁克塔格西段青白口纪末期伸展构造

金建斌1，郭瑞清1，木合塔尔·扎日1，王克卓2，朱志新1,2

(1.新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830049；2.新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆 乌鲁木齐 830011)

项目资助：中国地质调查局新疆兴地塔格阿匍口地区1∶5万(K45E014010、K45E014011、K45E015010、K45E015011、K45E016011)等5幅区调（1212011120477）资助

系统分析记录库鲁克塔格地块西段青白口系及古元古代基底顶部构造样式，认为其变形组合特征总体反映了NW向顺层拆离滑脱构造机制。青白口系顶部卷入变形流纹岩及南华系底部未变形流纹岩测年数据显示，本次滑脱构造变形时代限定在（841.0±1.4）Ma~（738.9±5.4）Ma，表明构造变形可能对应Rodinia超大陆裂解事件，为此次构造事件塔里木东北缘地壳变形记录。

库鲁克塔格西段；新元古代；伸展构造

位于塔里木克拉通东北缘的库鲁克塔格地块广泛出露前寒武纪地质体，是研究塔里木板块前寒武纪地质演化热点地区之一，受到众多地质学者关注[1-20]。研究表明，库鲁克塔格地块发育大量新元古代中晚期（820~615 Ma）与长期持续伸展作用有关的岩浆事件，被解释为与Rodinia超大陆裂解有关的多期地幔柱和大陆裂谷作用产物[2-8,10-11,21-22]。据最新研究[23-24]，中天山块体是8亿年左右从塔北缘库鲁克塔格基底裂解出的。有关塔里木北缘新元古代伸展作用研究主要集中于岩石学和年代学，地壳变形方面证据相对匮乏[25-26]。本次在库尔勒铁门关地区进行1∶5万区域地质调查工作，从构造解析角度对库鲁克塔格地块西段地质构造进行详细观察，在青白口纪及下伏基底中识别出一套具伸展背景的构造变形组合，变形时代限定为新元古代中—晚期，认为是青白口纪末期伸展作用产物。本文对这些构造变形特征进行分析和论述，为研究新元古代塔里木北缘地质演化提供地壳变形方面资料。

1 地质背景

研究区位于库鲁克塔格地块西段（图1），区内主要发育前寒武纪地质体及古生代侵入岩。前寒武纪地质体主要由古元古代兴地塔格群、新元古代青白口系及南华系、古元古代岩浆岩、青白口纪岩浆岩及少量南华纪岩浆岩组成，缺失中元古代地层。青白口系与古元古代基底为韧性断层接触，南华系与前南华系呈明显角度不整合接触，具古元古代基底、青白口系及南华系构成的多层结构。

地层方面，兴地塔格群由变质碎屑岩-大理岩组成；青白口系为一套稳定的滨-浅海相浅水沉积，分下部塞纳尔塔格组和上部北塞纳尔塔格组，塞纳尔塔格组以变质碎屑岩为主，主要由紫红-灰绿色板岩、千枚岩、石英片岩和变质砂岩组成；北塞纳尔塔格组主要为浅变质白云岩体、灰绿色板岩及少量流纹岩夹层组成；南华系由一套浅变质冰积岩-灰绿色板岩-火山岩组成，为一套典型大陆裂谷环境下的沉积。

岩浆岩方面，发育古元古代晚期、新元古代中晚期和古生代中期3期岩浆事件。青白口纪岩浆岩在区内广泛发育，侵入古元古代早期变质深成岩中，为区内分布面积最广的花岗岩体。

区内构造变形十分发育，发育两组大规模区域性断裂——辛格尔断裂和兴地断裂，近EW向平行排列，共同控制本区的构造格局。受古元古代以来多期构造活动作用，古元古代至新元古代地质体中，发生了多阶段、多样式、不同变形机制及不同层次的构造变形，本文以发育于青白口系及下伏基底中伸展构造变形为研究对象展开研究。

2 滑脱构造几何学及运动学特征

青白口系底部与古元古代基底间以韧性滑脱断层接触，以这些基底断层为主滑脱面同两盘变形围岩构成一条广泛发育于研究区内的滑脱带（图2）。滑脱带主要出露于库鲁克塔格西段中部，辛格尔断裂以南，宽1~5 km，长约10 km，由西向东呈条带展布，主滑脱面产状外倾，倾角45°~80°。青白口系北塞纳尔塔格组构成滑脱带上盘，古元古代岩浆岩及兴地塔格群构成滑脱带下盘。

图1 库鲁克塔格西段构造纲要图（b）及在库鲁克塔格地块中位置（a）Fig.1 Tectonic map of the western segment of Quruqtagh(b)and its location in Quruqtagh(a)1.托格杂岩；2.古元古代；3.中元古代；4.新元古代；5.古生代；6.花岗岩；7.古元古代岩浆岩；8.青白口纪岩浆岩；9.南华纪岩浆岩；10.古生代岩浆岩；11.兴地塔格群；12.青白口系；13.南华系；14.地质界线；15.角度不整合界线；16.逆断层；17.正断层；18.平移断层；19.推测断层；20.韧性变形带；21.褶皱；22.主滑脱面；23.拉伸线理；24.样品位置；25.剖面位置及编号

图2 库鲁克塔格西段A-A`构造剖面图（a）及A-A`伸展滑脱构造垂向结构示意图（b）Fig.2 A-A`structure profile map(a)and vertical structure map(b)of the west segment of Quruqtagh1.冰碛砾岩；2.灰绿色岩屑砂岩；3.白云岩；4.白云质角砾岩；5.砂质砾岩；6.古元古代二长花岗岩；7.角度不整合；8.拆离断层；9.韧性断层；10.糜棱面理；11.南华系贝义西组；12.青白口系北塞纳尔塔格组；13.古元古代二长花岗岩①——角度不整合示意图；②——顺层滑脱褶皱构造示意图；③——韧性滑脱面变形组构示意图；④——拆离断层寄生褶皱示意图；⑤——基底中拉伸线理及旋转组构示意图

2.1 上盘变形特征

主滑脱面上盘为青白口系，由于岩层厚度不同及不同的力学性质，不同层位中往往产生不同类型构造变形。

青白口系相对能干的厚层岩石中（厚层白云岩、厚层碎屑岩等）多发育有透入性流劈理，于地层中产生强烈广泛的横向构造置换。劈理向南或北陡倾，多与层面平行或小角度相切，流劈理产状10°~15°∠64°~80°和154°~182°∠55°~75°，部分岩层受横向剪切作用产生递进变形，使早期劈理产状发生膝折和“Z”形挠曲，挠曲在剖面上为由北向南的正向顺层剪切（图3-c），与水平面上左旋的膝折带同时出现（图3-b），共同反映岩层由NW向SE的顺层滑脱。厚层岩石中常见岩层间顺层发育的滑脱断层，多发育于相邻岩层间，构成两盘岩层的岩性界面，断层面与层理产状一致（图3-e）。断层面附近岩石糜棱岩化，上盘底部岩层褶曲变形形成牵引褶皱（图3-e），指示上盘相对下盘沿断层面倾向的正滑作用。

在相对软弱的细碎屑岩及薄层白云岩中褶皱构造非常发育。青白口系最明显褶皱构造发育于依格孜塔格东侧及奥依库如克西北侧，其中，中-大型褶皱十分发育。野外观察表明，褶皱常成群出现，造成地层褶叠增厚。原生层理多为密集顺层轴面流劈理置换，由于抗风化能力不同，褶皱形态易辨且保存完整，并由主滑脱面向上呈不同程度和不同样式的褶皱变形。青白口系底部一般为两翼伸长紧贴，转折端被压得很尖的相似等斜褶皱（图3-g）。褶皱轴面产状及轴面劈理与层理趋于一致，波幅100~300 m，波长15~33 m，波幅与波长之比多大于1∶6；青白口系上部多呈不对称倒转、斜歪褶皱形态（图3-h）。两翼底部紧闭褶皱开阔，轴面与区域上地层产状大体一致或小角度相交。褶皱边界常被不同顺层韧性剪切带限制，形成多个滑脱层。各层间发育不同样式滑脱褶皱，总体未相互牵动和扰乱。韧性剪切带中岩石糜棱岩化，发育糜棱面理，糜棱面上发育垂直于面理走向的拉伸线理。剪切带内发育a型剪切褶皱，其中能干性砾石和夹层在韧性滑脱过程中形成不对称旋转碎斑和石香肠构造（图3-i，d），这些不对称构造变形多向SE倾伏，右旋剪切，指示剪切带上盘具SE向的正向滑脱。

图3 库鲁克塔格西段主滑脱面上盘青白口系中的变形特征Fig.3 Deformational characteristics of the Qingbaikou system in the hanging wall of the major detachment surface of the west segment of Quruqtagha——顺层劈理；b——膝折带；c——挠曲（剖面）；d——粘滞型石香肠；e——顺层拆离断层；f——拉伸线理；g——Qbbs底部的顺层滑脱褶皱；h——Qbbs上部的顺层滑脱褶皱；i——旋转碎斑

2.2 下盘变形特征

主滑脱面下盘由古元古代二长花岗岩及兴地塔格群组成，由于岩体能干性不同，发育不同构造样式和不同程度的构造变形。

古元古代二长花岗岩岩体作为主滑脱面下盘刚性块状地质体受构造滑动影响较小，构造变形不如上部青白口系强烈，基本无上盘青白口系底部出现的广泛褶皱变形，主要发育糜棱面理（与拉伸线理图4-b）。野外露头特征表明，二长花岗岩顶部糜棱面理产状与上盘青白口系中层理及透入性顺层劈理产状趋于一致，广泛发育S-L结构，眼球状斜长石定向拉伸，拉伸线理走向为SE向（图4-c）。

滑脱面下盘的兴地塔格群，顶部主要发育糜棱岩化大理岩，具相对软弱的刚性特征，发育十分丰富的固态流变构造，透入性糜棱面理、顺层掩卧褶皱、粘滞型石香肠及不对称旋转碎斑构造等。兴地塔格群顶部最明显的固态流变构造主要发育于滑脱带西部依格孜塔格山以东及中部西山口南东的大理岩中，各类固态流变构造十分常见，韧性变形强的变形带中发育透入性糜棱面理（图4-d），糜棱面理走向为100°~160°，向北或向南陡倾，倾角45°~70°。滑脱面附近糜棱面理与滑脱面及上盘青白口系中岩层层理产状基本一致，兴地塔格群中形成强的横向置换，糜棱面上拉伸线理及矿物线理倾向110°~155°，倾角15°~50°（图4-e）。

大理岩中常见发育于其中的能干性变粒岩、浅粒岩夹层拉断形成大小不一的断块，韧性流变过程中形成各尺度不对称旋转碎斑构造（图4-f），变形较强地区断块常呈粘滞型石香肠出现（图4-g）。旋转碎斑与粘滞型石香肠多在NW向上明显拉长，拉伸方向构成的a型线理倾向100°~160°，与糜棱面上拉伸线理基本一致。

糜棱岩化大理岩内常伴随顺层掩卧褶皱大量发育，这些褶皱在野外露头中形态多样，轴面多与区域上糜棱面理基本平行。野外露头中小型顺层掩卧褶皱，一般为两翼减薄伸长，转折端急剧增厚的相似褶皱形态（图4-h），变形强烈区域可见两翼紧闭的无根褶皱。沿糜棱面倾向可见各层间因岩层能干性不同造成岩石变形强度和变形样式的差异，部分层内韧性流变构造强烈发育，见各类顺层掩卧褶皱，邻层仅发育石香肠构造、旋转碎斑或糜棱面理，反映不同能干层间的不均匀层流（图4-i）。

下盘古元古代二长花岗岩及兴地塔格群顶部拉伸线理具NW向拉伸作用，不对称旋转碎斑、不对称剪切褶皱旋转指示，沿NW向糜棱面理右行剪切方向，可判断大理岩中固态流变构造的运动方向为SE向顺层剪切，与上盘青白口系中构造形迹反映的运动方向一致。

图4 库鲁克塔格西段主滑脱面下盘古元古代基底中的变形特征Fig.4 Deformational characteristics in the Paleo-Proterozoic basement rocks in the bottom wall of the major detachment surface of the west segment of Quruqtagha——主滑脱面；b,d——糜棱面理；c,e——拉伸线理；f——不对称旋转碎斑；g——粘滞型石香肠构造；h——顺层掩卧褶皱；i——不均匀层流

综上所述，主滑脱面及两盘构造显示了统一的产状和运动学指向，面理顺层发育并与主滑脱面近平行，两盘岩石中拉伸线理倾向SE向，顺层掩卧褶皱NW向伸展，使岩层在SN向褶叠加厚，两盘石香肠构造具NW向拉伸，不对称剪切变形多倾向SE向呈右旋剪切。上述5个变形标志指示，NW向拉伸及SE向运动方向，表明上盘沿主滑脱面由NW向SE顺层滑脱，这些构造变形在研究区广泛发育，暗示库鲁克塔格西段普遍发生NW-SE向伸展滑脱作用。

3 时代讨论

本次通过野外地质调查对青白口系顶部区域角度不整合面观察，分别在青白口系顶部变形岩层及南华系底部未卷入变形岩层中采集的流纹岩样品锆石U-Pb同位素年龄，对本次伸展作用的发生时代进行了限定。

（1）西山口附近南华系贝义西组底部冰碛砾岩与青白口系北塞纳尔塔格组顶部为角度不整合接触，不整合面下伏北塞纳尔塔格组变形强烈，广泛发育强的滑脱褶皱变形，不整合面与褶皱岩层大角度相交（图2-a）。不整合面上部贝义西组底部未褶皱变形，两侧表现出构造样式不协调，表明上覆贝义西组冰碛岩未卷入这次构造变形，暗示伸展滑脱作用主活动期发生在贝义西组冰碛岩沉积之前。

（2）本区双峰山南部北塞纳尔塔格组顶部发育一层流纹岩。野外观察发现这些流纹岩两侧变形样式较一致，形成时期应早于滑脱构造的发生时间。取样得到的年龄值可大致代表滑脱构造形成的时代下限。对流纹岩中锆石的LA-ICP-MS年龄测定表明，锆石206Pb/238U年龄加权平均值为（841.0±1.4）Ma（MSWD=0.42），为青白口纪晚期；不整合面上贝义西组底部流纹岩中获得的锆石U-Pb年龄为（738.9± 5.4）Ma（MSWD=0.94），为南华纪早期，该年龄大致代表滑脱构造形成的时代上限，徐备、高林志等分别在辛格尔及西山口附近贝义西组底部火山岩中获得（740±7）Ma和（73±6）Ma成岩年龄[11,27]，与区内贝义西组底部流纹岩中获得的年龄相近。因此，推断本次伸展滑脱构造时间为841.0~738.9 Ma，为青白口纪晚期至南华纪早期。

4 形成机制初探及地质意义讨论

库鲁克塔格西段新元古代以来的伸展构造事件与其广泛的岩浆活动密切相关。新元古代是库鲁克塔格地区岩浆活动的一个高峰期，其古元古代地质体大面积遭受新元古代岩浆岩的侵入[1,10-11,13-14,28]，曹晓峰等总结了新元古代发生于塔里木北缘的岩浆活动，推测库鲁克塔格地块新元古代构造动力学背景可能经历了俯冲碰撞阶段(1 100~860 Ma)、后碰撞阶段(830~800 Ma)和裂解阶段(774~735 Ma)，其中830~800 Ma岩浆活动最剧烈，影响面积最大。邓兴梁等报道了兴地断裂820~800 Ma（花岗岩脉（798±7）Ma，辉长辉绿岩墙（816±15）Ma）的双峰式火成岩，提出新元古代中晚期沿兴地断裂发生了强烈的裂谷-岩浆活动，控制了中元古代末期—新元古代早期且干布拉克-团结湖和兴地河等超基性岩带的展布[29]。Zhang et al.，陆松年、孙宝生等曾对塔里木北缘存在的基性超基性岩浆岩进行了研究[30-31]，尉犁县且干布拉克碱性超基性岩年龄测试结果表明其形成于800~ 820 Ma，与塔里木北缘广泛发育的高钾、高钠岩浆活动时间（830~800 Ma）基本一致[1,28]，显示为碱性地球化学特征，形成于新元古代裂谷环境。董富荣等在辛格尔一带识别出一套变质核杂岩剥离构造[32]，高振家等对基性岩墙群进行年龄测试[9]，得到岩墙KAr年龄分别为（760.3±19.3）Ma、（821.6±20.9）Ma、（790.8±20.2）Ma；徐备、高林志、张英利等在兴地北、辛格尔东、西山口东及库鲁克塔格东部贝义西组底部具双峰式特征的火山岩中分别获得（755±15）Ma、（725±10）Ma、（739±6）Ma、（743±7）Ma、（741±2）Ma、（724±4）Ma的锆石U-Pb年龄[10-13]，与本文研究的伸展构造变形时间基本对应，表明塔里木东北缘青白口纪末期至南华纪早期发生了广泛裂解。

阿克苏地区高压蓝片岩及蓝闪石Ar-Ar年龄为872~862 Ma[33-34]，揭示塔里木北缘新元古代早期可能发生一次碰撞事件。随着碰撞造山的结束，挤压应力松弛，新元古代大规模中酸性岩浆沿兴地断裂带上涌，呈带状展布，广泛侵入古元古代基底中，使新元古代中期库鲁克塔格西段地壳加厚，开始隆升[1,11]，岩浆上涌及加热导致地壳弱化。该背景下基底之上岩层在重力作用下沿基底滑脱面韧性滑脱[35]，形成低角度基底拆离断层和一系列伸展构造，导致库鲁克塔格地块西段古元古代基底与盖层明显拆离，造成青白口系底部及中元古代地层构造切失减薄。此时，由于水平扩张，塔里木北缘区域性断裂在张力作用下剧烈活动，深部基性、超基性岩浆岩或杂岩沿裂隙侵入地壳上部，形成岩体和岩墙，调节地壳水平伸展[18]。

笔者认为，本次发生于青白口纪末期至南华纪早期的伸展作用可能是塔里木北缘漫长裂解过程的一部分。岩石学和年代学证据显示，与裂解有关的岩浆事件在840~630 Ma间虽总体连续，但其中有不同长度间断。南华纪地层总体为一套多旋回海进沉积序列[15,17]，暗示长期持续的裂解过程是多阶段伸展活动下逐渐形成的，此过程中塔里木北缘逐渐由裂谷发展为裂陷槽，最终形成广阔大洋（南天山洋）。伸展性质的构造活动在青白口系中保留完整丰富，上部地层中表现微弱，可能表明本次发生于青白口纪末期的构造变形代表库鲁克塔格西段新元古代以来一次较强的伸展构造运动，与新元古代伸展性质的岩浆活动强烈响应，是Rodinia超大陆裂解作用的一部分。

5 结论

（1）库鲁克塔格西段青白口-南华纪地层构成的盖层与古元古代岩浆岩及兴地塔格群构成的基底间是以一条由西向东逐渐变窄的滑脱带接触。

（2）发育于研究区滑脱带的构造变形显示，青白口系沿基底滑脱面由NW向SE滑脱，可能造成库鲁克塔格西段中元古代至青白口系底部不同程度缺失和减薄。

（3）从北塞纳尔塔格组顶部卷入变形的流纹岩及南华系底部未变形流纹岩中获得的锆石U-Pb年龄表明，本次伸展构造主活动期时间为841.0~738.9 Ma，为青白口纪晚期至南华纪早期，于南华系沉积前结束。

（4）本次伸展运动可能代表库鲁克塔格西段南天山洋盆发育早期的裂解事件，是这次构造运动在地壳变形中的具体表现，与塔里木地块新元古中晚期具伸展性质的岩浆活动强烈响应，是Rodinia超大陆裂解作用的一部分。

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Extensional Structures of the Late Qingbaikou in the Western Segment of Quruqtagh,Xinjiang

Jin Jianbin1,Guo Ruiqing1,Muhetaer Zhari1,Wang Kezhuo2,Zhu Zhixin1,2
(1.Geological and Mining Engineering Institute,Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang,830049,China; 2.Geological Research Academy of Xinjiang,Urumqi,Xinjiang,830011,China)

Systematic study on the structural styles recording in the Qingbaikou system and the Paleoproterozoic basal in the western segment of Quruqtagh indicates,that their deformation assemblages characteristics are overall reflect the structural mechanism of bedding sliding from NW to SE.The age of the rhyolite in the top of the Beisainartag Formation which involved in the deformation and the age of the rhyolite in the base of Nanhuan system which didn’t involved in the deformation indicates that the deformation time interval of this decollement structure movement are(841.5±2.3)Ma to(736±3.1)Ma.It is indicated that the tectonic movement might be the record of the early crustal deformation in the northeastern tarim edge,in the breaking up period of the Rodinia supercontinent.

The western segment of Quruqtagh;Neoproterozoic;Extensional structures

2015-07-21;

2015-08-12;作者E-mail：xj20092701010@sina.com

金建斌（1989-），男，新疆额敏人，新疆大学矿产普查与勘探专业在读硕士研究生

1000-8845(2016)02-164-06

P588.11

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