劉 鑄,唐學(xué)淵,仲佳愛(ài),盛德波,王富明,龐 博
(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0五地質(zhì)隊(duì),四川 成都 611830)
作為地球上最活動(dòng)、最年輕的高原,青藏高原的平均海拔高度在4000m以上,其主要構(gòu)造地貌特征都是5000~6000萬(wàn)年以來(lái)印度板塊和亞洲板塊碰撞的結(jié)果(Molnar et al.,1975)。阿爾金斷裂帶是青藏高原北部一條左旋走滑斷裂帶,該斷裂是青藏高原北部和塔里木盆地的地質(zhì)邊界,呈東西向延伸約2000km以上(圖1),阿爾金斷裂在對(duì)印度板塊和亞洲板塊碰撞所產(chǎn)生的構(gòu)造變形起著非常重要的調(diào)節(jié)作用(Avouac et al.,1993)。由于阿爾金山所處的特殊地理、地質(zhì)位置,其歷來(lái)都是中外學(xué)者們關(guān)注的對(duì)象。近年來(lái),隨著1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在青藏高原的全面實(shí)施、阿爾金構(gòu)造帶兩側(cè)區(qū)域內(nèi)油氣勘查的深入開展、以及阿爾金山的動(dòng)力學(xué)意義研究等眾多因素的疊加,阿爾金山正逐漸成為當(dāng)今地質(zhì)學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的地區(qū)之一。迄今為止,在巖石地層、斷裂構(gòu)造、同位素測(cè)年等許多方面都取得了大量的新資料和新認(rèn)識(shí)。然而對(duì)于:①阿爾金斷裂系的形成時(shí)代研究;②運(yùn)動(dòng)學(xué)研究,包括走滑隆升兩個(gè)方面,延伸規(guī)模、力學(xué)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)方向和斷裂兩盤錯(cuò)動(dòng)的距離;③阿爾金斷裂的劃分、阿爾金斷裂對(duì)中國(guó)西北大陸構(gòu)造格局的影響等,許多關(guān)鍵性地質(zhì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)還存在眾多分歧,這也正好體現(xiàn)了阿爾金斷裂構(gòu)造重要性和復(fù)雜性。
目前已經(jīng)積累了很多有關(guān)阿爾金斷裂形成年代的觀點(diǎn)與年齡數(shù)據(jù),總體上可分為兩種認(rèn)識(shí),一種認(rèn)為阿爾金斷裂從元古代就開始活動(dòng)(周勇等,1998;任紀(jì)舜等,1980;許志琴等,1994),其依據(jù)是斷裂帶內(nèi)元古宙麻粒巖中存在反映斷裂左行走滑牽引的韌性變形及斷裂帶內(nèi)包含著蛇綠混雜巖與大量“槽型”輕微變質(zhì)的下古生界巖系,認(rèn)為在早古生代時(shí),阿爾金就是夾于柴達(dá)木與塔里木地塊之間的裂陷斷槽或古洋盆,推斷早古生代時(shí),阿爾金很可能是夾于柴達(dá)木與塔里木之間的裂陷斷槽或古洋盆(許志琴等,1996)。另一種認(rèn)為阿爾金斷裂從晚中生代一新生代才開始活動(dòng),根據(jù)來(lái)源于對(duì)阿爾金斷裂對(duì)柴達(dá)木、塔里木侏羅紀(jì)原型盆地的錯(cuò)移、新生代以來(lái)大量變形年齡數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí)(車自成等,1998)。
圖1 印度-亞洲大陸的新生代構(gòu)造綱要圖
此外,李春昱(李春昱,1980)認(rèn)為阿爾金斷裂是古生代以來(lái)形成的板塊俯沖帶或轉(zhuǎn)換斷層。長(zhǎng)期以來(lái),阿爾金斷裂對(duì)西北大地構(gòu)造的分隔意義被學(xué)者們認(rèn)同,例如黃汲清(黃汲清,1984)就指出:“柴達(dá)木與塔里木很可能原本是相接的,只是后來(lái)被阿爾金斷裂帶分開了”,但是阿爾金斷裂活動(dòng)何時(shí)發(fā)生,塔里木、柴達(dá)木盆地何時(shí)開始分離,這些問(wèn)題在學(xué)術(shù)圈一直存在著很大分歧。國(guó)外學(xué)者關(guān)于索爾庫(kù)里的沉積記錄研究揭示了索爾庫(kù)里沉積環(huán)境的一個(gè)顯著,廣泛的改變,一個(gè)從低能湖積物(淺灰色、綠色的粉砂巖和棕色粉砂巖)到高能湖積物(分選差的灰色鵝卵石和鵝卵石集團(tuán))的轉(zhuǎn)變。在索爾庫(kù)里盆地的東南邊緣,390mm厚的達(dá)坂層詳細(xì)磁性地層學(xué)表明,這種沉積相發(fā)生于3.2Ma,并伴隨著堆積物速率的顯著增加(Chang et al.,2012)。因此將此沉積改變歸因于上新世以來(lái)阿爾金斷裂活動(dòng)。另外巖相,沉積速率和磁化率(K)的變化表明南祁連山為不活躍構(gòu)造,在30Ma前并未發(fā)生快速滑動(dòng)(Lu et al.,2009)。此外,在方法上也存在著差異,20世紀(jì)90年代興起的變形年代學(xué)研究是研究斷裂構(gòu)造的前沿領(lǐng)域。野外樣品的采集是該項(xiàng)研究的關(guān)鍵,取樣時(shí)必須區(qū)分圍巖原有礦物與韌性變形期新生的礦物,要采集與韌性變形同變形期的礦物進(jìn)行測(cè)年,然后選擇合適的測(cè)試方法,獲取最準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù),進(jìn)行合理的解釋,才能查明斷裂形成的年齡。
目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為阿爾金斷裂具左旋走滑的特征,兼具韌性剪切和逆沖推覆的特征,最大切深可達(dá)巖石圈(李百祥等,1990)。只有少數(shù)學(xué)者認(rèn)為是右旋走滑(楊藩等,1994)。還有一些學(xué)者綜合上述兩種觀點(diǎn),認(rèn)為阿爾金斷裂在元古宙為右旋剪切,第三紀(jì)以來(lái)為左旋剪切或早期(中元古代)阿爾金斷裂帶為右行(于海峰等,1998),在三疊紀(jì)和晚中生代時(shí)為擠壓,至今為左行走滑斷裂(Zhou et al.,1996),而在斷裂性質(zhì)是逆沖走滑還是斜滑,以及斷裂形成的過(guò)程的認(rèn)識(shí)上也都存在較大分歧,因此確定走滑斷裂的錯(cuò)位距離和錯(cuò)移方式,必須收集斷裂帶兩側(cè)錯(cuò)移巖塊,尤其是巨型構(gòu)造帶的錯(cuò)位,以及相鄰盆地沉積巖相等資料,同時(shí)要收集阿爾金山夷平面、洪積階地面的高程與相鄰盆地中新生界巖相厚度進(jìn)行對(duì)比,來(lái)確定阿爾金山的隆升史。
來(lái)自阿爾金山測(cè)量結(jié)果顯示,在吸收印度板塊和歐亞板塊碰撞會(huì)聚量的大小上,阿爾金斷裂系和喜馬拉雅幾乎同樣多,其部分被走滑消耗(分量9±5mm/a),部分被山體隆升而吸收(分量3±1mm/a)(Rebecca et al.,2000)。隨后獲得的全新世以來(lái)阿爾金斷裂走滑速率(4±2 mm/a),則更準(zhǔn)確地反映了阿爾金斷裂的現(xiàn)況。以上的研究成果均反映了50 Ma年前板塊碰撞時(shí)阿爾金斷裂的低走滑速率、第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)的頻繁性以及各段活動(dòng)的差異性。
在前人研究結(jié)果基礎(chǔ)上,葛肖虹等認(rèn)為:西昆侖山與東昆侖祁曼塔格—布爾漢布達(dá)山華力西—印支期的構(gòu)造巖漿帶相對(duì)應(yīng);,南塔里木盆地對(duì)應(yīng)于柴達(dá)木盆地;祁連山對(duì)應(yīng)于塔里木中部,北塔里木地塊對(duì)應(yīng)于阿拉善地塊,它們同步錯(cuò)位約600km~750km(肖序常等,1984)。如果這種新生代構(gòu)造錯(cuò)移的復(fù)位是正確的話,那么對(duì)我國(guó)西北地區(qū)古生代大地構(gòu)造格局的一些現(xiàn)有結(jié)論就需要重新討論了。首先便是對(duì)祁連山構(gòu)造帶的認(rèn)識(shí),北祁連山寒武—奧陶系蛇綠巖套在80年代初被確認(rèn)以后(肖序常等,1984),許多學(xué)者都稱北祁連山為早古生代的洋盆(董必謙等,1984;許志琴等,1994),近年有些學(xué)者根據(jù)北祁連蛇綠巖的巖石化學(xué)特征,認(rèn)為北祁連存在洋中脊(張旗等,1997)。但是,這無(wú)法解釋北祁連構(gòu)造帶內(nèi)大量出現(xiàn)的前寒武紀(jì)殘留巖塊(劉寄陳等,1991)??傊?,構(gòu)造復(fù)位的研究,對(duì)于中國(guó)西北大陸構(gòu)造的認(rèn)識(shí)意義重大,對(duì)于油氣勘查也有重要意義,如塔里木盆地西南部油氣勘查就要與柴達(dá)木盆地聯(lián)系起來(lái)(葛肖虹等,1998)。
以上三個(gè)地質(zhì)問(wèn)題,對(duì)研究阿爾金斷裂是十分重要的。解決這三個(gè)科學(xué)問(wèn)題,對(duì)于重新構(gòu)建中國(guó)西北部大陸構(gòu)造格局,重新認(rèn)識(shí)西部成礦帶的分布以及重新評(píng)估西部找油氣方向,都具有重要意義。未來(lái)阿爾金斷裂的科學(xué)研究,在基礎(chǔ)地質(zhì)研究之外,應(yīng)結(jié)合國(guó)家一帶一路對(duì)資源的需求,注重以下幾方面的研究工作:①取得阿爾金走滑斷裂在古生代活動(dòng)的可靠證據(jù),解決關(guān)于阿爾金走滑活動(dòng)的起始時(shí)間爭(zhēng)論;②研究阿爾金斷裂的年代學(xué),以及阿爾金山隆升時(shí)間及對(duì)我國(guó)西部氣候的影響作用;③搞清阿爾金斷裂較為準(zhǔn)確的走滑時(shí)限、走滑方式以及兩側(cè)盆地沉積相帶之間的關(guān)系,更好地服務(wù)于油氣勘查,提高油氣探明儲(chǔ)量,這才是我們所有研究的價(jià)值所在。