曹泊 閆臻付長壘 牛漫蘭

1. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所,北京 1000372. 合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)，合肥 230009

增生雜巖(accretionary complex)是洋-洋或洋-陸俯沖過程中大洋俯沖板塊在仰沖板塊前端遭受刮削、無序逆沖、底侵和底辟等作用共同形成的以發(fā)育雙沖構(gòu)造和緊閉褶皺為典型特征的楔形地質(zhì)體(Karig, 1980; Moore and Silver, 1987; Isozakietal., 1990; Von Huene and Scholl, 1991; 方愛民等, 2003; 付長壘等, 2018; 閆臻等, 2003, 2018a)。它們形成并分布于全球現(xiàn)代和古匯聚板塊邊緣。其中大洋板塊地層(Oceanic Plate Stratigraphy, OPS)是增生雜巖的基本組成，主要由海溝復(fù)理石、遠(yuǎn)洋-半遠(yuǎn)洋沉積以及洋島/海山/大洋高原巖石共同組成(Isozakietal., 1990; Bangsetal., 2006; 閆臻等, 2008; Strasseretal., 2009; Wakita, 2012, 2015)，也可包含有少量高壓-超高壓變質(zhì)巖和微陸塊殘片(Robertson, 1994; 潘桂棠等, 2008; Wakabayashi, 2015; Safonovaetal., 2016)，如美國加利福尼亞Franciscan雜巖、日本Shimanto增生楔、新西蘭Torlesse增生楔、希臘中部Rhodope增生楔以及我國北祁連造山帶托萊山-走廊南山增生楔等。

圖1 柴北緣構(gòu)造帶與鄰區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the northern margin of Qaidam and adjacent area

增生雜巖、蛇綠巖、弧前盆地和島弧/大陸邊緣弧是增生型造山帶的基本組成單元(Matsuda and Uyeda, 1971;eng?r and Natal’In, 1996; Maruyama, 1997; 李繼亮, 2004; Cawoodetal., 2009)，它們的時空配置關(guān)系可直接指示大洋板塊俯沖極性并揭示洋盆形成-演化-俯沖消亡的過程(Dickinson, 1976; Windleyetal., 1990;eng?r and Natal’In, 1996; Xiaoetal., 2003, 2015; Cawoodetal., 2009; 閆臻等, 2012, 2018a, b; 張繼恩等, 2018)。增生雜巖與蛇綠巖在造山帶內(nèi)緊密共存，通常被視為古洋盆俯沖消亡的最終位置(Dewey and Bird, 1970; Moores, 1982; Isozakietal., 1990; Shervais, 2006)，二者的組成和構(gòu)造變形特征是恢復(fù)大洋板塊地層序列和重建洋盆演化歷史的直接依據(jù)(Isozakietal., 1990; Shervaisetal., 2011; Wakabayashi, 2015)。造山帶內(nèi)增生雜巖的識別，不僅可為確定古俯沖帶相對位置、古洋盆存在以及造山作用類型提供直接證據(jù)，而且它的組成、結(jié)構(gòu)及形成過程也可為古洋盆恢復(fù)和造山帶結(jié)構(gòu)研究提供最基本地質(zhì)依據(jù)。

柴北緣構(gòu)造帶位于祁連造山帶和柴達(dá)木地塊之間，向西被阿爾金斷裂切割，向東與西秦嶺構(gòu)造帶相鄰(圖1)。前人曾對該構(gòu)造帶中的高壓-超高壓變質(zhì)作用、前寒武紀(jì)變質(zhì)巖以及蛇綠巖等進(jìn)行了大量研究并取得了諸多認(rèn)識(Songetal., 2003, 2006, 2014; 吳才來等, 2004; Zhangetal., 2008, 2009a, b, 2010, 2011, 2012; Chenetal., 2009; Xiongetal., 2011, 2012; 張建新等, 2015; 朱小輝等, 2015; 周桂生等, 2017)，然而該構(gòu)造帶的組成及形成演化過程目前依然存在分歧。其中，柴北緣構(gòu)造帶內(nèi)“灘間山群”的組成、形成時代及構(gòu)造屬性爭議最為強烈，嚴(yán)重影響著人們對柴北緣構(gòu)造帶與相鄰構(gòu)造帶以及原特提斯洋構(gòu)造演化的合理認(rèn)識。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，“灘間山群”在柴北緣構(gòu)造帶發(fā)育廣泛，呈北西-南東向展布，西起賽什騰山吉綠素，向東經(jīng)綠梁山、錫鐵山至都蘭地區(qū)，是一套早古生代淺變質(zhì)中基性火山巖和碎屑巖為主夾硅質(zhì)巖、生物碎屑灰?guī)r以及超基性巖的巖石組合，與下伏元古代達(dá)肯大坂巖群和上覆泥盆系之間均為角度不整合接觸(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991)?！盀╅g山群”巖石組合空間變化較大，不同學(xué)者根據(jù)自己的研究結(jié)果將“灘間山群”的形成時代先后分別厘定為晚奧陶世-志留紀(jì)(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991)、早奧陶世(李懷坤等, 1999; 趙風(fēng)清等, 2003)、早-晚奧陶世(李峰等, 2006, 2007)或晚奧陶世(莊儒新和李峰, 2007)；同時，“灘間山群”形成的構(gòu)造環(huán)境有大陸裂谷(鄔介人等, 1987; 熊興武和陳憶元, 1994; 趙風(fēng)清等, 2003; 李峰等, 2006, 2007; 童?？? 2009)或者島弧(袁桂邦等, 2002; 王惠初等, 2003, 2005; 史仁燈等, 2004; 莊儒新和李峰, 2006; 高曉峰等, 2011)或者弧后盆地(孫華山等, 2012; 張孝攀等, 2015)等不同認(rèn)識。此外，朱小輝等(2015)根據(jù)同位素年代學(xué)與地球化學(xué)綜合分析認(rèn)為，柴北緣“灘間山群”變火山巖是寒武紀(jì)-中奧陶世古洋盆俯沖-增生過程中形成的并包含不同成因類型巖塊的混雜巖。這些不同認(rèn)識主要是基于火山巖地球化學(xué)和同位素年代學(xué)的研究結(jié)果，相對而言對其巖石組合序列及其時空變化特征研究薄弱，特別是對“灘間山群”碎屑巖組合的研究相對較少。

為了查明柴北緣構(gòu)造帶原“灘間山群”的結(jié)構(gòu)、組成和構(gòu)造屬性，我們在綜合分析前人研究資料的基礎(chǔ)上，近年來重點對烏蘭縣賽壩溝地區(qū)原“灘間山群”開展了詳細(xì)地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)廊帶填圖工作。填圖結(jié)果表明，賽壩溝地區(qū)原“灘間山群”碎屑巖主要是一套遭受剪切變形并發(fā)育透入性面理的濁積巖、凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖組合，同時裹夾有不同形狀和不同尺度的硅質(zhì)巖、玄武巖和灰?guī)r塊體，具有混雜巖特有的“基質(zhì)裹夾塊體”結(jié)構(gòu)特征(Hsü, 1968; Raymond, 1984; Festaetal., 2013; 閆臻等, 2018a)，應(yīng)屬于增生雜巖。區(qū)域上，該增生雜巖與北側(cè)蛇綠巖和島弧火山巖之間呈現(xiàn)斷層接觸，向南共同仰沖于元古代達(dá)肯大坂巖群之上。該增生雜巖的厘定，可為柴北緣構(gòu)造帶組成及早古生代構(gòu)造演化重建提供重要證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

柴北緣構(gòu)造帶位于祁連造山帶與柴達(dá)木地塊之間，以烏蘭-魚卡斷裂為界分為北側(cè)的歐龍布魯克微陸塊以及南側(cè)的早古生代俯沖雜巖。

歐龍布魯克微陸塊由德令哈雜巖、達(dá)肯大坂巖群和萬洞溝巖群組成的結(jié)晶基底以及全吉群沉積蓋層共同構(gòu)成(陸松年等, 2002; 查顯鋒等, 2013)。德令哈雜巖以紫紅色二長花崗片麻巖為主，含有大量的斜長角閃巖透鏡體；達(dá)肯大坂巖群巖石類型相對復(fù)雜，是一套經(jīng)歷了從高角閃巖相到麻粒巖相變質(zhì)的變火山-碎屑沉積巖系，表現(xiàn)為石英巖、斜長角閃巖、含石榴石矽線石石英片巖和云母片巖為主的表殼巖組合。前人根據(jù)年代學(xué)研究結(jié)果，認(rèn)為二者的形成時代為元古代(張建新等, 2001; 陸松年等, 2002;王惠初等, 2005)。王惠初等(2006)根據(jù)達(dá)肯大坂巖群變基性火山巖地球化學(xué)特征以及區(qū)域地質(zhì)資料和同位素年代學(xué)研究結(jié)果，進(jìn)一步推斷達(dá)肯大坂巖群形成于新元古代晚期-早古生代早期的弧后盆地環(huán)境。

早古生代俯沖-增生雜巖主要由高壓/超高壓變質(zhì)巖、火山-沉積巖和巖漿巖共同組成，包括正片麻巖、副片麻巖、“灘間山群”變火山-沉積巖系、鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖、中酸性侵入巖以及少量的榴輝巖、石榴子石橄欖巖等(王惠初等, 2005, 2006)。根據(jù)巖石組合的時空分布，該帶可進(jìn)一步分為南、北2個單元，分別為高壓-超高壓變質(zhì)帶和蛇綠混雜巖-島弧帶。其中，高壓-超高壓變質(zhì)巖出露并分布于研究區(qū)西南側(cè)綠梁山、錫鐵山和南側(cè)沙柳河一帶，表現(xiàn)為正、副片麻巖以及少量的榴輝巖和石榴子石橄欖巖透鏡體組合(楊經(jīng)綏等, 1998, 2003; Yangetal., 2002; Zhangetal., 2009b)。副片麻巖主要有云母石英片巖、二云母片麻巖以及石英巖，其原巖為泥巖、砂巖和少量的灰?guī)r，可見花崗片麻巖呈脈狀順層侵入(Wanetal., 2006)。大量鋯石U-Pb同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，柴北緣高壓-超高壓變質(zhì)巖的原巖年齡集中在～1000Ma以及800～750Ma，可能分別與Rodinia超大陸的形成、裂解有關(guān)(楊經(jīng)綏等, 2003; Yangetal., 2006; Zhangetal., 2006)，而與俯沖相關(guān)的變質(zhì)年齡主要集中在460～420Ma(Songetal., 2005, 2006, 2014; Zhangetal., 2008, 2009a, 2010, 2017, 2011, 2012; Chenetal., 2009; Xiongetal., 2011, 2012)。Zhangetal.(2008)對沙柳河超高壓變質(zhì)巖研究認(rèn)為其原巖為蛇綠巖，變質(zhì)年齡為445Ma，并通過區(qū)域分析將柴北緣高壓-超高壓變質(zhì)作用分為460～440Ma洋殼俯沖以及440～420Ma陸殼俯沖相關(guān)的2期變質(zhì)作用。

蛇綠巖和島弧帶分布于高壓-超高壓變質(zhì)帶的北東側(cè)，主要由“灘間山群”變火山-沉積巖、基性-超基性巖和早古生代中酸性侵入巖共同組成(王惠初等, 2005, 2006; 張建新等, 2015)。賴紹聰?shù)?1996)將北起蘇干湖、魚卡、大柴旦、托素湖，南至柴達(dá)木盆地的廣大區(qū)域內(nèi)的超基性巖、輝長巖以及“灘間山群”海相火山巖統(tǒng)歸為蛇綠巖組合。之后，不同學(xué)者也先后在綠梁山和賽壩溝地區(qū)陸續(xù)識別出由變質(zhì)橄欖巖、輝長巖、輝長輝綠巖、枕狀玄武巖以及少量硅質(zhì)巖和斜長花崗巖組成的蛇綠巖(韓英善和彭琛, 2000; 孫延貴等, 2000; 楊經(jīng)綏等, 2004; 王惠初等, 2005; Yangetal., 2006; Menoldetal., 2009; 朱小輝等, 2014)。朱小輝等(2014)根據(jù)斜長花崗巖和輝長巖的鋯石U-Pb同位素年代學(xué)以及玄武巖地球化學(xué)研究結(jié)果，認(rèn)為柴北緣蛇綠巖屬于SSZ型蛇綠巖，形成時代為535～493Ma。同時，Zhangetal.(2008)通過地球化學(xué)和鋯石U-Pb同位素年代學(xué)研究，認(rèn)為沙柳河一帶的藍(lán)晶石榴輝巖、綠簾石榴輝巖、多硅白云母榴輝巖以及蛇紋巖屬于蛇綠巖組合，形成時代為516Ma。島弧火山巖由分布于綠吉素、雙口山、錫鐵山和都蘭地區(qū)的“灘間山群”玄武巖、玄武安山巖、英安巖、安山巖和流紋巖組成(史仁燈等, 2003, 2004; 莊儒新和李峰, 2006; 張孝攀等, 2015)。已有地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析表明，這些島弧火山巖具有島弧拉班玄武巖和鈣堿性玄武巖兩種地球化學(xué)特征(史仁燈等, 2003; 莊儒新和李峰, 2006)。鋯石U-Pb同位素年齡資料表明，該島弧火山巖以及侵入其中的輝長巖形成年齡為522～460Ma(袁桂邦等, 2002; 趙風(fēng)清等, 2003; 史仁燈等, 2004; 王惠初等, 2005; 朱小輝等, 2010)。顯然，該年齡與蛇綠巖的形成年齡在誤差范圍內(nèi)一致。此外，在柴北緣廣泛發(fā)育石英閃長巖、英云閃長巖、奧長花崗巖和花崗閃長巖，同時有少量閃長巖和二長花崗巖。Wuetal.(2001, 2014)根據(jù)鋯石U-Pb同位素年齡和地球化學(xué)特征，認(rèn)為它們形成于大洋俯沖作用相關(guān)的島弧環(huán)境，形成時代為494～460Ma。從這些同位素年齡、地球化學(xué)特征及巖石組合可以看出，柴北緣在寒武紀(jì)時期曾發(fā)生古洋盆俯沖、增生造山作用，并伴隨有島弧火山巖的形成，且該洋盆可能于晚奧陶世-早志留世閉合。

圖2 賽壩溝地區(qū)地質(zhì)簡圖

圖中同位素年齡*引自河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局(2016[注]河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局. 2016. 1:50000托莫爾日特幅區(qū)域地質(zhì)報告)

Fig.2 Geological map of Saibagou area

在柴北緣構(gòu)造帶東段賽壩溝地區(qū)，廣泛出露有變火山-沉積巖、基性-超基性巖、中酸性侵入巖和少量泥盆系(圖1)。長期以來，這些變火山-沉積巖和基性、超基性巖在以往區(qū)域地質(zhì)資料中被劃歸為灘間山群。野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果表明，這些巖石組合雖然遭受不同程度構(gòu)造破壞和低綠片巖相變質(zhì)作用改造，但是在部分露頭上可見保留完好的枕狀構(gòu)造以及正粒序、底沖刷面、波紋斜層理等原始沉積構(gòu)造。區(qū)域上，中-基性火山巖和基性-超基性巖組合主要出露于賽壩溝北側(cè)，包括枕狀玄武巖、英安巖、安山巖、蛇紋巖、輝長巖、輝綠巖和斜長花崗巖；沉積巖主要出露在南側(cè)，表現(xiàn)為砂質(zhì)濁積巖、凝灰?guī)r和硅質(zhì)巖組合，與北側(cè)中-基性和基性-超基性巖組合之間均為斷層接觸(圖2)。泥盆紀(jì)牦牛山組不整合在這些中-基性火山巖之上，主要由礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖、粉砂巖以及泥巖組成，發(fā)育板狀、槽狀斜層理以及滑塌褶曲和波痕等沉積構(gòu)造(夏文靜等, 2014)。中酸性侵入巖主要包括二長花崗巖、鉀長花崗巖、花崗閃長巖、英云閃長巖和二長閃長巖，鋯石U-Pb同位素年齡結(jié)果表明這些侵入巖形成于463～430Ma。其中英云閃長巖遭受韌性剪切變形，LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為463.2±1.9Ma，而侵入于英云閃長巖和碎屑巖系且未發(fā)生變形的石英閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為439.8±2.3Ma(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 2016)。NWW向逆斷層和NE向左行走滑斷層普遍發(fā)育，其中NWW向逆斷層被NE向左行走滑斷層所截，顯示NWW向逆斷層形成較早。

2 賽壩溝增生雜巖的組成特征

柴北緣賽壩溝增生雜巖是由發(fā)生強烈構(gòu)造變形的復(fù)理石和少量凝灰?guī)r夾層以及玄武巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r塊體共同組成，呈現(xiàn)出混雜巖特有的“基質(zhì)裹夾塊體”基本特征。

2.1 基質(zhì)組成特征

基質(zhì)在露頭上總體由深灰色泥巖、淺灰-紅色薄層硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖以及灰綠色凝灰?guī)r共同組成?？臻g上，自北而南可分為3種巖石組合類型。其中，北部主要為硅質(zhì)凝灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖、砂巖和少量薄層凝灰?guī)r組合，砂巖層厚度一般為8～15cm，發(fā)育正粒序?qū)永砗偷讻_刷面構(gòu)造；凝灰?guī)r覆于砂巖層之上，厚度一般為1～3cm，發(fā)育平行層理；中-薄層紅色硅質(zhì)泥巖、灰綠色硅質(zhì)凝灰?guī)r韻律層中發(fā)育波紋斜層理(圖3a)。這些基本特征共同表明其為濁流沉積，以發(fā)育典型的鮑馬序列Tabc組合。中部主要表現(xiàn)為灰綠色中-薄層凝灰質(zhì)砂巖、泥巖、薄層硅質(zhì)巖韻律層，夾厚層硅質(zhì)巖透鏡體(圖3b)。該組合中硅質(zhì)巖透鏡體在側(cè)向上斷續(xù)出露，呈現(xiàn)出“總體有序、局部無序”的結(jié)構(gòu)特征，具有“破碎地層(broken formation)”典型特征(Raymond, 1984)。在研究區(qū)南段，主體表現(xiàn)為互層狀淺灰色泥巖和薄層硅質(zhì)巖基質(zhì)(圖3c, d)，局部夾薄層灰綠色凝灰?guī)r和大小不同的灰?guī)r(現(xiàn)為大理巖)、玄武巖透鏡體(圖3e, f)。它們分別呈現(xiàn)出與海溝濁積巖型、正常洋殼砂巖-硅質(zhì)巖型以及海山/洋島玄武巖-灰?guī)r型OPS混雜巖(Wakita and Metcalfe, 2015; Safonovaetal., 2016)相一致的巖性組合和沉積相特征。這些特征表明，賽壩溝增生雜巖的巖石組合自北而南呈現(xiàn)出由海溝向深海盆地地層序列過渡的基本巖石組合特征。

2.2 塊體特征

塊體主要有灰?guī)r、玄武巖、硅質(zhì)巖，大小混雜，一般為數(shù)厘米到數(shù)米(圖4)，被硅質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖或凝灰?guī)r包裹。這些塊體通常與基質(zhì)的產(chǎn)狀明顯不協(xié)調(diào)。露頭上，可見硅質(zhì)巖基質(zhì)發(fā)生明顯的剪切變形，而被包裹灰?guī)r塊體未見明顯變形(圖4a)。紅色、綠色硅質(zhì)巖與硅質(zhì)泥巖塊體大小混雜，但是部分硅質(zhì)巖塊體中可見同沉積滑塌褶曲(圖4b)。硅質(zhì)巖塊體周邊的黑色硅質(zhì)泥巖基質(zhì)也發(fā)生明顯的變形，表明這些混雜巖是滑塌沉積作用形成的(圖4c)。這些滑塌沉積組合在空間上與灰綠色硅質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂巖緊密相伴，進(jìn)一步表明它們可能是形成于海溝斜坡環(huán)境(Strasseretal., 2009; Wakita, 2012)。部分玄武巖透鏡體長軸與發(fā)生構(gòu)造變形硅質(zhì)巖、凝灰質(zhì)砂巖的片理呈現(xiàn)出大角度相交(圖4d)。灰?guī)r塊體(圖4e)與硅質(zhì)巖塊體(圖4f)分布于強烈變形的硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r中。

區(qū)域上，本文研究區(qū)南段和北段，均可見出露頭寬度為7～9m玄武巖、灰?guī)r組合塊體(圖5a)，被強烈剪切變形的深灰色泥巖、薄層硅質(zhì)巖組合所包裹。玄武巖通常在局部地段保留有完好的枕狀構(gòu)造(圖5b)?；?guī)r與枕狀玄武巖構(gòu)成互層(圖5c)，同時也以夾層形式出現(xiàn)于硅質(zhì)巖中(圖5d)，具有與日本Akiyoshi海山(Sano and Kanmera, 1988)相一致的巖石組合。這些巖石組合在露頭上現(xiàn)以構(gòu)造透鏡體形式夾持于硅質(zhì)巖、薄層泥巖構(gòu)成的復(fù)理石中，但在其中和周邊未見到陸源碎屑巖出露，表明它們形成于遠(yuǎn)離大陸邊緣的深海環(huán)境，為海山巖石組合(Sano and Kanmera, 1988; Robertson, 1994)。

3 賽壩溝增生雜巖構(gòu)造變形特征

根據(jù)構(gòu)造變形強度和變形樣式組合特征，賽壩溝地區(qū)增生雜巖自北而南可分為北、中和南三段。其中北段主要見于賽壩溝西側(cè)(圖2)，發(fā)育寬緩褶皺，局部地段發(fā)生強烈擠壓變形，以緊閉褶皺和密集片理為特征，總體變形相對較弱，且原始層序保存相對完整。中段和南段出露于賽壩溝南側(cè)，構(gòu)造變形復(fù)雜(圖6)，以NW-SE向逆沖斷層構(gòu)造和強烈緊閉褶皺為典型特征，且不同逆沖席體(thrust sheet)內(nèi)部發(fā)生強烈的剪切變形，發(fā)育透入性面理、緊閉褶皺和不對稱褶皺，構(gòu)成雙沖構(gòu)造(duplex)。從這些構(gòu)造變形特征來看，賽壩溝增生雜巖具有與日本西南部增生雜巖(Wakita, 2012, 2015)和Nankai增生楔一致的構(gòu)造變形組合樣式(Strasseretal., 2009)。根據(jù)交切關(guān)系以及各類變形形跡的系統(tǒng)測量和統(tǒng)計結(jié)果，構(gòu)造變形主要表現(xiàn)為兩期(D1和D2)，增生雜巖北段僅發(fā)育第一期構(gòu)造變形(D1)，中段和南段發(fā)育兩期變形(D1，D2)且疊加關(guān)系明顯。本文重點對增生雜巖中段和南段的變形行跡進(jìn)行了測量，以下將從面理(S0、S1和S2)、線理(L2)以及褶皺(F1和F2)等方面對這些構(gòu)造變形進(jìn)行詳細(xì)分析。

第一期變形(D1)：主體表現(xiàn)為NW-SE逆沖斷層，主體傾向NE，傾角變化大(30°～82°；圖7a-c)。與該期斷層同時發(fā)生的是不同逆沖席體中的同斜緊閉褶皺(F1)、透入性面理(S1)和S-C組構(gòu)。露頭上，S1主體傾向NE， 局部地段傾向SW，傾角中等-陡傾(38°～86°；圖6)，并通常與原始層面S0及逆沖斷層相互平行(圖7a, b、圖8)。顯微組構(gòu)分析表明，硅質(zhì)巖、泥巖和凝灰質(zhì)砂巖中S1普遍發(fā)育，其中S1在凝灰質(zhì)砂巖中表現(xiàn)為輝石和長石礦物的定向排列(圖7e)，而S1在泥巖和硅質(zhì)巖中表現(xiàn)為石英、云母和黏土礦物的定向排列(圖7f)。同斜緊閉褶皺(F1)軸面與S1面理基本平行(圖8a)。逆沖席體中的玄武巖、灰?guī)r及硅質(zhì)巖塊體在剪切擠壓作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，其長軸方向與S1平行，且部分塊體內(nèi)部發(fā)生韌性變形，發(fā)育S-C組構(gòu)(圖7d)。少量石英脈在該期變形過程中發(fā)生變形并成布丁狀(D1)。這些現(xiàn)象表明，該期逆沖斷層上盤向SW運動特征。

圖4 賽壩溝增生雜巖露頭典型照片(a)硅質(zhì)泥巖中的不同類型塊體；(b)滑塌堆積中硅質(zhì)巖塊體發(fā)生滑塌褶曲；(c)滑塌堆積中的大小不同硅質(zhì)巖塊被硅質(zhì)泥巖所包裹；(d)硅質(zhì)泥巖、灰綠色強烈片理化凝灰質(zhì)砂巖與薄層硅質(zhì)巖基質(zhì)中的玄武巖塊體；(e)發(fā)生強烈褶皺變形凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖基質(zhì)中的灰?guī)r塊體；(f)發(fā)生強烈片理化凝灰?guī)r與硅質(zhì)泥巖基質(zhì)中的厚層狀硅質(zhì)巖塊體Fig.4 Typical photographs of the Saibagou accretionary complex(a) different blocks within siliceous mudstone matrix; (b) sliding folds of chert block within olistostrome; (c) chert blocks in various size within siliceous mudstone of olistostrome; (d) basalt block within the flysch matrix composed of siliceous mudstone, grey-green strongly foliated tuffaceous sandstone, and thinly bedded chert; (e) limestone block in the strongly deformed matrix of tuff and chert; (f) thickly bedded chert block in strongly foliated matrix of tuff and siliceous mudstone

圖5 賽壩溝增生雜巖中海山巖石組合露頭照片(a)凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖、薄層灰?guī)r和泥巖組合中的枕狀玄武巖透鏡體；(b)枕狀玄武巖；(c)枕狀玄武巖、灰?guī)r組合透鏡體夾持于薄層硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r和灰?guī)r組合中；(d)薄層硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r和灰?guī)r構(gòu)成的濁積巖Fig.5 Photographs of rock assemblages of sea-mountain of the Saibagou accretionary complex(a) pillow basalt lenses in the assemblage of tuff, chert, thinner limestone, and mudstone; (b) pillow basalt; (c) lenses of pillow basalt and limestone in the matrix of thinner chert, tuff and limestone; (d) turbidite consists of thinner chert, tuff, and limestone

第二期變形(D2)：以發(fā)育韌性剪切作用相關(guān)的不同幾何形態(tài)和類型的褶皺、S2面理、礦物拉伸線理(L2)、S-C組構(gòu)以及疊瓦狀構(gòu)造為典型特征。該期變形在賽壩溝增生雜巖硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖巖石組合中最為發(fā)育。露頭上，該期褶皺F2主要表現(xiàn)為頂厚緊閉褶皺(圖8a)、非對稱寬緩褶皺(圖8b)、緊閉褶皺(圖8c)、等厚褶皺(圖8d)以及膝折(圖8e, f)等。緊閉褶皺(F2)核部增厚，翼部減薄并發(fā)生細(xì)頸化甚至被斷開(圖8c)。S2面理主體傾向NE，傾角較陡(圖6)，S2與S1基本平行或有小夾角(圖6d和圖8)。布丁狀石英脈(D1)在第二期變形中在持續(xù)剪切作用(D2)下形成疊瓦狀構(gòu)造(圖9a)和S-C組構(gòu)(圖9b)。區(qū)域上，L2傾伏NW或SE，傾角在5°～25°之間(圖6)。L2在凝灰質(zhì)砂巖中通常表現(xiàn)為輝石和斜長石的定向排列(圖9c)，在硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖中表現(xiàn)為石英的定向排列(圖9d)。在硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖中，S2通常表現(xiàn)為石英、云母和黏土礦物的定向排列(圖10a)，構(gòu)成緊閉褶皺和不對稱褶皺的軸面；在凝灰質(zhì)砂巖中，S2通常表現(xiàn)為長石和輝石的定向排列(圖10b)。顯微組構(gòu)分析表明，該期剪切作用使得凝灰質(zhì)砂巖中的斜長石和輝石晶屑發(fā)生定向排列并形成S-C組構(gòu)(圖10c)，輝石形成“云母魚”狀構(gòu)造(圖10d)和σ旋轉(zhuǎn)殘斑(圖10e)，同時，斜長石斑晶發(fā)育雪球構(gòu)造(圖10f)。這些特征共同表明， 賽壩溝增生雜巖第二期變形(D2)為高角度右行韌性剪切作用形成。

圖6 賽壩溝增生雜巖中-南段巖性-構(gòu)造地質(zhì)圖和剖面圖(a)賽壩溝增生雜巖巖性-構(gòu)造地質(zhì)圖；(b) A-B剖面圖；(c) C-D剖面圖；(d) D1和D2兩期變形露頭素描圖. S1-第一期面理；S2-第二期面理；L2-第二期礦物拉伸線理；D1-第一期變形；D2-第二期變形Fig.6 Lithologic-structural map and cross sections of the southern and middle portions of the Saibagou accretionary complex(a) lithologic-structural map; (b) Section A-B; (c) Section C-D; (d) sketches of D1 and D2 deformations. S1-the first foliation; S2-the second foliation; L2-the second mineral elongation lineation; D1-the first deformational event; D2-the second deformational event

圖7 第一期構(gòu)造變形(D1)露頭和顯微照片(a)雙沖構(gòu)造；(b)指示逆沖斷層的S-C組構(gòu)；(c) S-C組構(gòu)指示逆沖斷層；(d)玄武巖塊體發(fā)生旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部發(fā)育S-C組構(gòu)；(e)凝灰質(zhì)砂巖中的S1面理；(f)硅質(zhì)巖中的S1面理. Px-輝石；Pl-斜長石；Q-石英；Se-絹云母Fig.7 Photographs of field occurrences and photomicrographs of the first deformational event D1(a) duplex; (b) S-C fabric indicated thrust fault; (c) S-C fabric indicated thrust fault; (d) S-C fabric within the rotated basalt block; (e) foliation (S1) within tuffaceous sandstone; (f) foliation (S1) within chert. Px-pyroxene; Pl-plagioclase; Q-quartz; Se-sericite

圖8 第二期構(gòu)造變形(D2)不同類型褶皺野外照片(a)互層的薄層硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖形成頂厚緊閉褶皺；(b)硅質(zhì)巖與硅質(zhì)泥巖中的不對稱寬緩褶皺，并發(fā)育第二期破裂面理(S2)；(c)強烈片理化的硅質(zhì)泥巖中硅質(zhì)巖形成緊閉褶皺，翼部減薄并發(fā)生細(xì)頸化，形成破裂面理(S2)；(d)凝灰?guī)r中的硅質(zhì)泥巖形成等厚褶皺；(e、f)互層的薄層硅質(zhì)巖與硅質(zhì)泥巖發(fā)育膝折，并形成破裂面理(S2)Fig.8 Photographs of different types of fold in the second deformational event (D2)(a) top-thick tight fold formed by interlayers of thinly bedded chert and siliceous mudstone; (b) asymmetry broad and gentle fold of interlayers of chert and siliceous mudstone with cleavage S2; (c) tight fold with necking and cleavage S2 of chert within strongly foliated siliceous mudstone; (d) equal thick fold of siliceous mudstone within tuff; (e, f) interbedding of thinly bedded chert and siliceous mudstone with kink and cleavage S2

圖9 布丁狀石英脈和第二期構(gòu)造線理(a)布丁狀石英脈發(fā)育疊瓦狀構(gòu)造；(b)石英脈剪切形成S-C組構(gòu)；(c)凝灰?guī)r中的第二期構(gòu)造線理(L2)；(d)硅質(zhì)泥巖中的第二期拉伸線理(L2)Fig.9 Photography of pudding-like quartz vein and lineation L2(a) pudding-like quartz vein with imbricate structure; (b) S-C fabric formed by sheared quartz vein; (c) lineation (L2) in tuff; (d) stretching lineation (L2) in siliceous mudstone

圖10 賽壩溝增生雜巖顯微構(gòu)造照片(a)硅質(zhì)巖中第二期面理(S2)；(b)凝灰質(zhì)砂巖中第二期面理(S2)；(c)凝灰質(zhì)砂巖中斜方輝石晶屑構(gòu)成S-C組構(gòu)；(d)單斜輝石的魚狀構(gòu)造與σ旋轉(zhuǎn)殘斑；(e)輝石斑晶發(fā)育σ旋轉(zhuǎn)殘斑；(f)斜長石斑晶發(fā)育σ旋轉(zhuǎn)殘斑. Chl-綠泥石；Cpx-單斜輝石；Opx-斜方輝石Fig.10 Microphotographs of the Saibagou accretionary complex(a) foliation S2 formed by chert; (b) foliation S2 formed by tuffaceous sandstone; (c) orthopyroxene phenocryst with S-C fabric in tuffaceous sandstone; (d) clinopyroxene phenocryst with fish structure and σ rotated porphyroblast; (e) clinopyroxene phenocryst with σ rotated porphyroblast; (f) plagioclase phenocryst with σ rotated porphyroblast. Chl-chlorite; Cpx-clinopyroxene; Opx-orthopyroxene

4 討論

4.1 柴北緣賽壩溝增生雜巖的形成

巖石組合、構(gòu)造變形組合樣式及其運動學(xué)特征以及不同巖石構(gòu)造單元的時空配置特征是確定增生雜巖形成過程和俯沖極性的重要依據(jù)(閆臻等, 2018a)。盡管增生雜巖是由發(fā)生強烈構(gòu)造變形的洋殼物質(zhì)組成，但在每個逆沖席體(thrust sheet)中依然可以保留相對完好的大洋板塊地層“片段”序列信息(閆臻等, 2018a)，因此通過對增生雜巖巖石組合及其成分時空變化特征研究，可以恢復(fù)和重建大洋板塊地層與大洋板塊俯沖過程(Wakita, 2012)。

賽壩溝增生雜巖總體表現(xiàn)為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖、凝灰?guī)r和砂巖組合，在靠近蛇綠巖一側(cè)的北段部分主要為海溝沉積組合序列，由砂巖、硅質(zhì)泥巖、薄層硅質(zhì)凝灰?guī)r共同構(gòu)成，以發(fā)育底沖刷面、波紋斜層理以及鮑馬序列Tabc組合為典型特征。中段主要為中-薄層凝灰質(zhì)砂巖、泥巖、薄層硅質(zhì)巖韻律層，夾中-厚層硅質(zhì)巖透鏡體，具有“破碎地層”特征的混雜巖。南段主要表現(xiàn)為海山OPS巖石組合類型，呈現(xiàn)為硅質(zhì)巖和薄層泥巖組合，局部夾灰?guī)r和玄武巖的塊體。它們分別與濁積巖型、砂巖-硅質(zhì)巖型以及玄武巖-灰?guī)r型OPS混雜巖(Wakita, 2015)相類似，而且這些巖石組合中的火山物質(zhì)成分和砂巖層總體呈現(xiàn)出自北而南逐漸減少，表明它們在形成時，火山噴發(fā)中心和陸緣碎屑物源供給區(qū)主要位于北側(cè)，是北側(cè)海溝沉積序列的重要物源區(qū)。另外，這些巖石組合及相關(guān)沉積構(gòu)造特征也進(jìn)一步表明，自北而南表現(xiàn)為海溝濁流沉積逐漸向半深海、深海盆地沉積過渡?？傊@些巖石組合類型及其構(gòu)造變形樣式均與日本增生雜巖結(jié)構(gòu)、組成相似(Isozakietal., 1990; Wakita, 2012)，進(jìn)一步反映了其初始巖石組合表現(xiàn)為自北向南由海溝OPS逐漸過渡為正常洋殼及海山OPS的巖石組合(Wakita and Metcalfe, 2005)。

根據(jù)變形行跡測量和統(tǒng)計結(jié)果，第一期構(gòu)造變形雖然經(jīng)歷了第二期構(gòu)造事件的疊加改造，但是依然保留了清晰的變形行跡，包括雙沖構(gòu)造、逆沖斷層、同斜緊閉褶皺以及S1面理等。S1面理與逆沖斷層基本平行，傾向NE，結(jié)合塊體發(fā)生旋轉(zhuǎn)形成的S-C組構(gòu)，共同表明上盤向南逆沖，這些構(gòu)造變形是增生雜巖典型的特征(Wakita, 2012; Festaetal., 2013; 閆臻等, 2018a)。區(qū)域地質(zhì)資料分析表明，在賽壩溝地區(qū)島弧火山巖、蛇綠巖和增生雜巖在空間上呈現(xiàn)出自北而南依次出露，蛇綠巖與其南、北兩側(cè)的增生雜巖和島弧火山巖與之間為斷層接觸，且島弧火山巖向南逆沖于蛇綠巖之上，而增生雜巖與蛇綠巖分別位于斷層下盤和上盤(圖2和圖6)。這些特征與弗朗西斯科增生雜巖(Wakabayashi, 2015)相一致。區(qū)域上，蛇綠巖和島弧火山巖的形成時代集中在535～460Ma(袁桂邦等, 2002; 史仁燈等, 2004; 王惠初等, 2005; 朱小輝等, 2010)。這些事實進(jìn)一步表明，柴北緣在寒武紀(jì)-中奧陶世時期存在古洋盆，且該洋盆發(fā)生向北俯沖作用。

4.2 增生雜巖的就位過程

大洋俯沖以及最終洋盆閉合導(dǎo)致陸-陸碰撞過程，使得增生雜巖內(nèi)部構(gòu)造變形復(fù)雜化同時也引起增生雜巖最終就位。賽壩溝增生雜巖是由發(fā)生強烈褶皺的凝灰質(zhì)砂巖、泥巖、薄層硅質(zhì)巖組合以及“破碎地層”和海山OPS混雜巖共同組成，這些巖石組合及其組成的空間展布特征表明其初始形成位置自北而南逐漸遠(yuǎn)離火山噴發(fā)中心和大陸邊緣并向深海盆地變化特征；賽壩溝增生雜巖以發(fā)育強烈緊閉褶皺、雙沖構(gòu)造變形為特征，與其北側(cè)蛇綠巖斷層接觸且位于斷層下盤；同時，巖石地球化學(xué)和同位素年代學(xué)研究表明，出露于賽壩溝增生雜巖北側(cè)的蛇綠巖形成于480Ma，為SSZ型蛇綠巖(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 2016)。這些事實共同表明，賽壩溝增生雜巖是大洋俯沖過程中，洋殼物質(zhì)隨同古洋盆向北俯沖過程中逐漸發(fā)生拼貼，實現(xiàn)增生雜巖向南側(cè)向增長。

野外宏觀特征和顯微組構(gòu)分析表明，賽壩溝增生雜巖遭受晚期NW-SE向高角度右行韌性剪切作用(D2)的疊加改造和破壞，從而形成不對稱褶皺以及相關(guān)的面理(S2)和線理(L2)。該期構(gòu)造與柴北緣NW-SE向韌性剪切帶產(chǎn)狀相一致。付建剛等(2016)通過對錫鐵山韌性剪切帶中花崗質(zhì)糜棱巖白云母Ar-Ar同位素測年并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析，認(rèn)為該期構(gòu)造形成于400Ma左右，且與柴北緣超高壓變質(zhì)巖形成時代相一致，是柴達(dá)木地塊向北東斜向俯沖碰撞形成的。然而，前人曾獲得侵入于賽壩溝增生雜巖中未發(fā)生剪切變形的石英閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡439.8±2.3Ma(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 2016)。據(jù)此，我們推斷賽壩溝增生雜巖形成時代應(yīng)早于440Ma，在440～400Ma左右的陸-陸碰撞過程向南仰沖、就位。

5 結(jié)論

(1)賽壩溝增生雜巖由正常深海OPS、海山OPS和海溝OPS共同構(gòu)成，主要巖性為硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r和硅質(zhì)泥巖，同時裹夾玄武巖、灰?guī)r、硅質(zhì)巖等塊體，具有混雜巖特征。增生雜巖與北側(cè)蛇綠巖和島弧火山巖帶共同構(gòu)成了相對完整和溝-弧系，是寒武紀(jì)-中奧陶世時期古洋盆向北發(fā)生俯沖-增生造山作用的結(jié)果。

(2)賽壩溝增生雜巖發(fā)育兩期構(gòu)造變形(D1、D2)，總體主要構(gòu)造樣式表現(xiàn)為雙沖構(gòu)造、不對稱褶皺、同斜緊閉褶皺、S-C組構(gòu)和透入性面理。其中第一期變形(D1)形成于大洋俯沖階段，時代為寒武紀(jì)-中奧陶世；第二期變形(D2)為高角度右行韌性剪切變形，可能形成于440～400Ma柴達(dá)木地塊與祁連地塊碰撞過程中。

致謝三位匿名審稿人和本刊編輯對本文提出了建設(shè)性修改意見，在此謹(jǐn)表謝意。