柴達木盆地北緣全吉地塊構造演化特征

劉衛東

(山東省第七地質礦產勘查院，山東 臨沂 276006)

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地質與礦產

柴達木盆地北緣全吉地塊構造演化特征

劉衛東

(山東省第七地質礦產勘查院，山東 臨沂 276006)

以柴達木盆地北緣全吉地塊內的布依坦烏拉山為研究對象，探討了布依坦烏拉山地區發育的多條不整合接觸界線與區域構造地質事件的匹配，以及柴北緣發育的擠壓、走滑和伸展3種構造樣式。通過對布依坦烏拉山地區自元古代到新生代以來地質體構造環境演化的分析，結合區域地質事件、構造樣式，認為全吉地塊構造特征總體可劃分為基底、蓋層和斷陷沉積3層構造模式。

全吉地塊；布依坦烏拉山；構造演化;柴達木盆地北緣

0 引言

布依坦烏拉山地區位于中國西北的柴達木盆地北緣地帶，在行政區劃上屬青海省海西洲德令哈市懷頭他拉鎮管轄，在構造位置上屬于秦-祁-昆造山帶全吉地塊(又稱歐龍布魯克地塊)[1]。全吉地塊為呈NW向展布的狹長地帶，處于柴北緣與祁連山接洽部位，其北部為宗務隆山晚古生代—早中生代裂陷帶，南部為柴北緣早古生代結合帶，西端為阿爾金斷裂，東端為哇洪山-溫泉斷裂。布依坦烏拉山處全吉地塊中東部，為柴北緣與祁連山接洽部位，經歷了漫長而復雜的構造演化，形成現在出露的殘山地貌。

前人在布依坦烏拉山地區開展過一系列工作[2-4]，但對區域大地構造背景下的動力學機制研究不夠，沒有建立起能反映區域地殼演化的構造演化史格架。筆者負責布依坦烏拉山地區2幅1∶5萬區調工作，對布依坦烏拉山地區的構造演化特征進行了簡單的思考，將柴達木盆地北緣全吉地塊的構造演化特征初步分析如下。

1 地質背景

全吉地塊呈NWW向界于宗務隆山南緣斷裂與柴北緣縫合帶之間，西端于丁字口一帶延出省后被阿爾金斷裂切錯，東端主體以哇洪山-溫泉斷裂為界與宗務隆山-青海南山裂陷槽分開，即前人所稱的歐龍布魯克地塊(圖1)[1]。與其他陸塊一樣該陸塊仍然以列島的樣式散布于秦-祁-昆多島洋內，之后被卷入到由秦-祁-昆多島洋滋生而來的秦-祁-昆造山系中，并由于該陸塊上發育了一套比較特殊的基本連續的南華系—奧陶系穩定型蓋層沉積而倍受人們關注。區內主要地質體為沉積地層，主體構造走向為NW向。主體地質體為古元古代、古生代及新生代地層。元古代、古生代和新生代地層自西向東依次發育，其中古元古代地層為達肯大坂(巖)群，主要分布在布依坦烏拉山南西坡下部。南華-震旦紀全吉群不整合于其上。寒武紀歐龍布魯克組，早奧陶世多泉山組、石灰溝組，泥盆石炭紀阿木尼克組，石炭紀城墻溝組懷頭他拉組、克魯克組向NE依次呈NW向條帶展布。它們構成區內布依坦烏拉山NW走向的主體，同時代巖石地層單位之間多呈整合接觸，不同時代地層單元之間則為平行不整合或角度不整合接觸。新近紀地層、第四紀地層約占總區面積的50%以上，主要分布在布依坦烏拉山和其南西的達肯烏拉山之間。區內斷裂構造有2組走向，一組為NW向，另一組為NE向，除斷裂外，局部地層發生軸向NE走向的褶皺。所有地層均為碎屑巖、碳酸鹽巖沉積。古元古代地層發生混合巖化中高級變質，更新的地層則弱或無變質。工作區巖漿活動較弱，除少量脈巖侵入外，無其他巖漿活動。

圖1 布依坦烏拉山大地構造位置圖

2 區域主要地質事件年代格架

圖2為布依坦烏拉山地區自SW向NE方向實測構造剖面。從圖中可以明顯看到，布依坦烏拉山整體傾向NE，且自SW向NE各地層基本按時間先后順序發育。早期變質變形地層為達肯大坂(巖)群，在其上發育南華-震旦紀、寒武-奧陶紀、石炭紀3套沉積蓋層及3個不整合接觸面：古元古代達肯大坂(巖)群與南華-震旦紀全吉群為角度不整合接觸；南華-震旦紀全吉群與中-晚寒武世歐龍布魯克組為平行不整合接觸；早奧陶世與晚泥盆世角度不整合接觸。3個不整合面表明布依坦烏拉山地區與區域上柴北緣-南祁連造山帶經歷的晉寧運動(800～900Ma)、加里東運動(500～600Ma)、祁連運動(～450Ma)三期構造熱事件相匹配。前人成果表明[5-6]，800～900Ma年齡反映了祁連山在基底形成之后經歷的Rodinia超大陸裂解記錄，500～600Ma應該反應了青藏高原經歷的興凱運動，而～450Ma則代表了柴達木盆地北緣高壓榴輝巖俯沖碰撞帶的變質年齡。3條不整合界線的發育表明了布依坦烏拉山地區主構造變形與區域構造事件相匹配。

圖2 布依坦烏拉山實測構造剖面

3 布依坦烏拉山地區構造樣式分析

戴俊生等[7]認為柴達木盆地內部構造特征具有三分性的特點：北部塊斷帶、中部中央坳陷帶、南部昆北斷階帶。其中北部塊斷帶以沖斷構造為特征，主要發育于祁連山山前地區；中部中央坳陷帶主要為褶皺構造，發育中生代、新生界；南部昆北斷階帶構造特征與北部相似，表現為沖斷構造，主要發育于昆侖山山前地區。柴達木盆地由于受到特提斯洋自中生代以來周期性的俯沖/消減作用和畢業作用以及歐亞板塊與印度洋板塊碰撞作用的共同影響，在盆地內部發生了強烈的擠壓、走滑和伸展運動。位于北部塊斷帶內的布依坦烏拉山，在這些構造運動的作用下，形成了獨特的傾向NE的斷山地貌特征，以及擠壓、走滑和伸展構造樣式。

3.1 擠壓構造樣式

擠壓構造樣式主要受喜山期構造運動之下祁連山和柴達木盆地NE—SW向的擠壓和阿爾金斷裂走滑擠壓活動控制。擠壓類構造樣式可分為背沖構造樣式、斷展背斜構造樣式、逆沖疊瓦構造樣式、滑脫褶皺構造樣式、生長背斜構造樣式和縱彎褶皺構造樣式(圖3)。

背沖構造樣式如圖3-①所示。該構造樣式一般受區域構造運動作用而成，往往規模較大。在布依坦烏拉山地區主要為布依坦烏拉山南斷裂和布依坦烏拉山北斷裂分別向南和向北逆沖所形成的大型沖起構造。斷展背斜構造樣式如圖3-②所示。斷展背斜構造樣式是布依坦烏拉山重要的構造樣式，反沖斷層和沖斷構造的活動為斷展背斜構造提供了條件。該構造樣式多與沖斷構造伴生，多數具有同沉積特性，是喜馬拉雅造山運動的產物。逆沖疊瓦構造樣式如圖3-③所示。在布依坦烏拉山地區，由多條逆沖斷層組成，這些斷層呈疊瓦狀排列。這些逆沖斷層具有一條主斷裂，其余為派生斷裂的特點，且每條斷層淺層斷面相對較陡，向中深層斷面逐漸變緩，至深層面后，斷層面呈水平狀展布，斷層橫切面具有斷坪-斷坡構造特點。滑脫褶皺構造樣式如圖3-④所示。滑脫構造主要在第四系和新近紀、古近紀地層中發育，是布依坦烏拉山地區受喜山期造山運動影響的產物。在油砂山組和獅子溝組地層中因造山運動影響而產生的斷層，位于斷層上下間的地層相互滑脫，僅上伏地層滑脫褶皺，下伏地層不受擠壓作用的影響，未發生褶皺。生長背斜構造樣式如圖3-⑤所示。生長背斜在布依坦烏拉山地區分布比較廣泛，主要是在達肯大坂巖群基底之上發育起來的蓋層背斜，以及中生代、新生代沉積地層內發育的一些生長背斜，其在布依坦烏拉山內各地質體內均可見。縱彎褶皺構造樣式如圖3-⑥所示。縱彎背斜構造樣式多為順層擠壓的結果，特別是布依坦烏拉山地區多期次的造山運動，在石炭紀、新近紀地層多有發育。

圖3 布依坦烏拉山地區地區主要構造樣式示意圖

3.2 走滑構造樣式

圖9為不同風場下輸電塔L1層位移響應隨風向角的變化，圖中同時給出三個典型風速下的結果。由圖9可見，在風向角0°～90°變化過程中，輸電塔x向位移響應整體上呈減小趨勢，y向位移響應呈增大趨勢；x向約在15°風向角、y向約在60°風向角分別存在響應極值，且風速越大，這一特征越顯著。綜合不同風向下位移響應來看，x向位移響應要高于y向位移響應，這主要與x向的投影面積較大有關。從響應隨風向的變化規律看，沖擊風場與B類風場具有一定的相似性。

走滑構造樣式主要表現為正反轉構造樣式，如圖3所示。主要特征為，地質體早期受拉張作用的影響，發育正斷層，晚期受到擠壓作用的影響，使早期發育的正斷層轉變為逆斷層。

3.3 伸展構造樣式

布依坦烏拉山的伸展構造樣式主要為背斜核部伸展構造樣式，如圖3所示。主要是為早期造山作用形成的變形背斜，其核部在拉張應力的作用下形成的一系列呈“Y”字型組合的正斷層。

4 布依坦烏拉山地區構造環境演化分析

布依坦烏拉山地區地質體可分變質基底、蓋層以及斷陷沉積。其中變質基底主要為達肯大坂巖群，蓋層為全吉群、歐龍布魯克組、多泉山組、石灰溝組、阿木尼克組、城墻溝組、懷頭他拉組和克魯克組，斷陷沉積主要為干柴溝組、油砂山組和獅子溝組。

(1)古元古代達肯大坂巖群：為布依坦烏拉山地區最老的變質地層，主要分布于布依坦烏拉山南西坡，呈帶狀分布，下與歐龍布魯克組呈斷層接觸，上與全吉群麻黃溝組呈角度不整合接觸。主要巖性為黑云斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、含輝石黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖等。巖石多具粗粒變晶結構或鱗片變晶結構，以片麻狀構造最為常見。巖性組合內可見順層褶皺、劍鞘褶皺、緊閉褶皺、S-C旋轉碎斑、眼球狀構造等。對達肯大坂巖群進行原巖恢復，其沉積特征應為海陸相交互沉積環境。

(2)南華-震旦紀全吉群：該套地層主要分布在布依坦烏拉山西坡，與達肯大坂巖群為高角度不整合接觸關系，與歐陸布魯克組呈平行不整合接觸，呈NW向條帶狀展布，為發育于達肯大坂(巖)群之上的近坳拉槽盆地的沉積蓋層。自下而上可分為4個組。其中麻黃溝組上部砂礫巖段為淺灰紅色長石石英粗砂巖與礫巖互層，下部礫巖段為淺肉紅石英礫巖夾長石石英粗砂巖，發育粒序層理、交錯層理，代表了扇三角洲和河流相的沉積環境。枯柏木組：上部石英砂巖段為淺灰白色石英砂巖，下部砂礫巖段為淺灰紅色長石石英粗砂巖、礫巖及肉紅色石英砂巖。發育斜層理、對稱波痕構造，代表了濱海相的沉積環境。石英梁組為灰綠色頁巖、粉砂質頁巖夾細砂巖，發育波狀層理、斜層理，代表了海陸交互相沉積環境。紅藻山組上部燧石條帶—白云巖段為灰白色—灰黃色燧石條帶白云巖；下部疊層石—白云巖段為灰黃色疊層石白云巖。發育疊層石構造、藻屑等構造，代表了淺海—潮間帶沉積環境。全吉群整體的沉積環境從扇三角洲向河流相，再到濱海相沉積環境，然后到海陸交互相沉積，最后到淺海—潮間帶沉積環境的轉換，即沉積環境從陸相→濱海相→淺海相的轉變，是典型的克拉通沉積蓋層。

(3)寒武紀-奧陶紀地層：主要為中-晚寒武世歐龍布魯克組和早奧陶世多泉山組和石灰溝組，其中歐龍布魯克組主要分布于布依坦烏拉山脊部，呈NW向條帶狀展布。由于斷層逆沖原因，在布依坦烏拉山中東部仍有少部分地層出露。其底部與全吉群平行不整合接觸，頂部則為多泉山組整合覆于其上。北東部重復出露地段的底部與其南西的石灰溝組呈斷層接觸，向西北延出圖幅，東南部被第四系覆蓋。巖性組合主要有白云巖段、碎屑巖段和灰巖段。發育條帶狀構造、竹葉狀構造、對稱波痕、核形石等構造，代表了沉積環境由潮間帶沉積向濱海沉積和淺海沉積的轉變。多泉山組主要分布于布依坦烏拉山中北部主脊一帶，呈條帶狀NW展布，為一套海相碳酸鹽建造。與上覆石灰溝組和下伏歐龍布魯克組均為整合接觸關系，北東側局部地段還被泥盆紀阿木尼克組和石炭紀城墻溝組角度不整合覆于其上。巖性組合主要為白云巖段和灰巖段，發育條帶狀構造，為淺海相沉積。石灰溝組主要分布于布依坦烏拉山中北部主脊東側，出露面積較小，頂與阿木尼克組為不整合接觸關系，底與多泉山組為整合接觸關系，總體呈條帶狀NW向展布，在北東側其與歐龍布魯克組呈斷層接觸。巖性主要為灰綠色黃綠色頁巖、粉砂質頁巖夾細砂巖、灰巖透鏡體，代表了海灣相沉積環境。

(5)新生代地層：主要為漸新世-中新世干柴溝組、上新世油砂山組和上新世獅子溝組，主要分布在布依坦烏拉山主體周邊的低山丘陵、山前沖積、洪沖積灘地及階地臺地。其中干柴溝組下部為灰白色疙瘩狀灰巖,中部為棕紅色泥巖、長石石英砂巖,上部為棕紅色粗礫巖，發育斜層理、波狀層理，代表了沖積河流沉積環境；油砂山組上部泥巖段為淺灰色、土黃色泥巖夾湖藍色泥巖、粉砂質泥巖，下部砂巖段為灰綠色、黃綠色細粒長石石英砂巖，夾土黃色泥巖，地層中含菱鐵礦、黃鐵礦晶體,局部夾石膏，發育斜層理、槽狀層理、平行層理，為典型的湖泊相沉積環境；獅子溝組下部為灰紫色粗礫巖、細礫巖夾砂巖泥巖，上部為灰褐色砂巖、泥巖夾礫巖，含鹽、石膏及灰質結核等，為河流相沉積環境。新生代地層表明布依坦烏拉山地區從漸新世到上新世沉積環境由沖積河流沉積向湖泊沉積再向河流沉積的演化過程。

5 大地構造演化

通過對布依坦烏拉山地區區域構造事件、構造樣式、沉積環境和構造活動特征的分析，將布依坦烏拉山地區的構造演化劃分為基底形成、蓋層沉積和斷陷盆地沉積3個階段。其中基底形成主要指古元古代達肯大坂巖群的形成階段，蓋層沉積主要指南華-震旦紀、奧陶紀及石炭紀沉積作用，斷陷沉積主要指新生代沉積作用(圖4)。

5.1 基地形成階段

柴北緣全吉地塊基底的形成可以劃分為2個階段。早期階段以巖漿增生為主，形成德令哈雜巖，在德令哈至格爾木一帶廣泛分布。德令哈雜巖以磚紅色二長花崗片麻巖為主，含有一些斜長角閃巖包體，陸松年等[8]在斜長角閃巖和二長花崗片麻巖中已獲得了(2412±14)Ma和(2366±10)Ma的單顆粒鋯石U-Pb年齡。晚期階段以火山-沉積作用為主，形成達肯大阪巖群；達肯大坂巖群在柴北緣從東到西廣有分布，變質程度東西差異較大，張建新等[9]獲得了(1791±37)Ma的Sm-Nd等時線年齡。布依坦烏拉山未出露典型的德令哈雜巖，但達肯大坂巖群比較發育，巖石學及巖石地球化學特征表明其具有活動大陸邊緣的構造背景。布依坦烏拉山在區域上湟源運動之后，隨著陸塊抬升和褶皺回返，受地幔熱流活動的影響，遭受多期次的變質作用，最終達角閃巖相，形成了透入性的片理和少量層理褶皺以及大量的不同規模的褶皺構造，造就了布依坦烏拉山古老的結晶基底。

圖4 全吉地塊布依坦烏拉山地區構造演化簡圖

5.2 蓋層形成階段

南華-震旦紀全吉群發育于布依坦烏拉山中西部與達肯大坂巖群呈角度不整合接觸。該不整合面代表了布依坦烏拉山遭受晉寧運動的結果，全吉群整體的沉積環境從扇三角洲向河流相，再到濱海相沉積環境，然后到海陸交互相沉積，最后到淺海—潮間帶沉積環境的轉換，即沉積環境從陸相→濱海相→淺海相的轉變，是典型的克拉通沉積蓋層。陸松年[8]認為全吉群的底界代表了新元古代Rodinia超大陸裂解事件的開始。區內南華-震旦紀與中-晚寒武世之間的平行不整合關系表明是一次微弱的造陸作用，在青海省內東昆侖、中祁連、柴北緣等地產生了規模不大的類似于CCG或POG型花崗巖，表明秦祁昆活動帶在泛非或興凱旋回作用為地史時期內非均變論演化模式的一個實例[10]。中-晚寒武世歐龍布魯克組為一套以濱-淺海相為主的穩定型蓋層沉積，巖石組合以碳酸鹽為主，次為少量頁巖及成熟度不等的砂巖，底部出現含磷砂礫巖，早奧陶世多泉山組地層為穩定的碳酸鹽沉積，早奧陶世石灰溝組為復理石沉積。總之，寒武紀-奧陶紀地層巖相相對穩定，褶皺寬緩，變質輕微，發育于克拉通邊緣，相當于外陸棚沉積相，屬克拉通構造相類的克拉通邊緣盆地相，代表了沉積環境由濱海-淺海-海灣相的轉變。沉積歐龍布魯克組、多泉山組、石灰溝組地層之后，在古浪運動，布依坦烏拉山遭受擠壓、隆升，中奧陶世-中泥盆世不發生沉積作用，晚泥盆世全吉地塊處于拉張狀態，沉積以陸源粗碎屑為主的阿木尼克組，此后，地殼進一步拉張，古特提斯洋打開，沉積石炭紀城墻溝組、懷頭他拉、克魯克組等濱淺海及海陸交互相地層[11-12]。

5.3 斷陷沉積階段

晚石炭世后特提斯洋關閉，全吉地塊受華力西-印支運動的影響，再次抬升遭受剝蝕，不沉積二疊紀到白堊紀地層，之后遭受喜馬拉雅造山運動的影響，布依坦烏拉山構造格架基本形成，在喜馬拉雅造山運動第一幕、第二幕、第三幕的影響下沉積河流相—湖泊—河流相的干柴溝組、油砂山組以及獅子溝組，反映了由湖相向河流相過渡的特點，指示著柴達木盆地收縮的演化趨勢，其后高原抬升，沉積第四系，形成現今的地貌特征。

6 結論

(1)全吉地塊布依坦烏拉山地區發育3個不整合接觸面：古元古代達肯大坂(巖)群與南華-震旦紀全吉群為角度不整合接觸；南華-震旦紀全吉群與中-晚寒武世歐龍布魯克組為平行不整合接觸；早奧陶世與晚泥盆世角度不整合接觸。3個不整合面表明布依坦烏拉山地區與區域上柴北緣-南祁連造山帶經歷的晉寧運動(800～900Ma)、加里東運動(500～600Ma)、祁連運動(～450Ma)三期構造熱事件相匹配。

(2)處于柴達木盆地北部塊斷帶內的布依坦烏拉山，在這些構造運動的作用下，形成了獨特的NE傾向的斷山地貌特征，以及擠壓、走滑和伸展構造樣式。

(3)通過對布依坦烏拉山地區區域構造事件、構造樣式、沉積環境和構造活動特征的分析，將布依坦烏拉山地區的構造演化劃分為基底形成、蓋層沉積和斷陷盆地沉積3個階段。其中基底形成主要指古元古代達肯大坂巖群的形成階段，蓋層沉積主要指南華-震旦紀、奧陶紀及石炭紀沉積作用，斷陷沉積主要指新生代沉積作用。

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Geological Evolution Characteristics of Quanji Block in the Northern Margin of Qaidam Basin

LIU Weidong

(No.7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Linyi 276006, China)

Regarding Buyitanwulashan mountain in the northern margin of Quanji block in Qaidam basin as the research object, the matching of several unconformity boundaries developed in Buyitanwulashan area and regional tectonic geological events, and 3 tectonic styles, such as extrusion, strike slip and extension developed in norhtern Chaidamu basin have been studied. Through analysis on geological tectonic environment evolution of Buyitanwulashan area from Cenozoic to Proterozoic, combining with regional geological events and structural styles, it is thought that tectonic chatacteristics of Quanji block can be divided into basement, cover and faulted sedimentary in general.

Geological evolution characteristics; northern margin of Qaidam basin; Quanji block; Buyitanwula mountain

2016-06-07；

2016-09-08；編輯：曹麗麗

中國地質調查局西安地質調查中心(項目編號12120113028300)資助項目

劉衛東(1981—)，男，山東臨沂人，工程師，主要從事區域地質調查與找礦工作；E-mail：wolf1210@sina.com

P548

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劉衛東.柴達木盆地北緣全吉地塊構造演化特征[J].山東國土資源，2016,32(11)：1-6.LIU Weidong.Geological Evolution Characteristics of Quanji Block in the Northern Margin of Qaidam Basin[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(11)：1-6.