馬昌威, 葉征宇, 曹云, 王超
(1.四川川核礦業(yè)有限公司,成都 610061; 2.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,成都 610061)
在區(qū)域構(gòu)造位置上,云南寧蒗盆地地處上揚(yáng)子古陸塊[1]的活動邊緣,在構(gòu)造上亦屬吸納和調(diào)節(jié)印度-歐亞大陸碰撞應(yīng)力應(yīng)變的構(gòu)造轉(zhuǎn)化帶[2],受陸內(nèi)變形影響該區(qū)構(gòu)造帶經(jīng)歷了前期左行走滑和后期右行正斷[3]。前期左行走滑主要由滇中地塊沿西南邊界紅河斷裂、程海斷裂等作逆時針旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致先存斷裂逐步發(fā)展形成哀牢山—金沙江—紅河左行走滑斷裂帶[4]。同時,伴隨走滑斷裂作用,形成了劍川、大理、彌渡等一系列主走滑斷裂控制的NW向走滑拉分盆地及永勝、寧蒗、期納等次級走滑斷裂控制的近SN向、NE向走滑拉分盆地[5]。關(guān)于盆地的類型主要存在山間拗拉盆地[6]、山間斷陷盆地[7]等不同認(rèn)識,本文結(jié)合近年來在該區(qū)開展的數(shù)幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查[8-9],對寧蒗新生代盆地的沉積建造、控盆構(gòu)造的時空演化及區(qū)域地質(zhì)背景進(jìn)行分析,探討其演化模式及盆地類型。
寧蒗盆地位于100°39′~101°10′E、26°24′~27°30′N,長約60 km,寬19~32 km,呈SN向近似長菱形,行政區(qū)隸屬云南省寧蒗縣和永勝縣。在區(qū)域構(gòu)造位置上,盆地位于揚(yáng)子陸塊區(qū)之上揚(yáng)子古陸塊,三級構(gòu)造單元橫跨鹽源—麗江被動陸緣和楚雄陸內(nèi)盆地[1](圖1)。研究區(qū)屬揚(yáng)子地層區(qū),區(qū)域上地層出露較為齊全,缺失侏羅系和白堊系沉積,新生界較發(fā)育,其中古近系始新統(tǒng)寶相寺組沉積厚度大,為盆地蓋層。受喜馬拉雅運(yùn)動影響,深大斷裂活化,研究區(qū)有大量中酸性巖漿沿著構(gòu)造裂隙上侵,形成了寧蒗盆地周側(cè)分布廣泛的古近紀(jì)中酸性斑巖。研究區(qū)地處多期構(gòu)造交織、疊覆部位,構(gòu)造形跡以斷裂為主,不同時期、不同性質(zhì)、不同規(guī)模的斷裂比較發(fā)育,且多具脆-韌性或脆性斷層的特點,主斷裂呈NE向、NW向波狀彎曲延伸,其中,NE向延伸的箐河—金河斷裂為鹽源—麗江被動陸緣和楚雄陸內(nèi)盆地三級構(gòu)造單元的分區(qū)斷裂,亦為盆地的南東邊界。
1.第四系; 2.古近系始新統(tǒng)寶相寺組; 3.中生界; 4.古生界; 5.上二疊統(tǒng)峨眉山組; 6.震旦系; 7.古近紀(jì)漸新世二長花崗斑巖; 8.古近紀(jì)始新世花崗閃長斑巖; 9.古近紀(jì)始新世二長花崗斑巖; 10.古近紀(jì)始新世石英二長斑巖; 11.古近紀(jì)始新世石英閃長巖; 12.古近紀(jì)始新世正長閃長斑巖; 13.中二疊世橄欖輝長巖; 14.煌斑巖脈; 15.地質(zhì)界線; 16.逆沖斷層; 17.正斷層; 18.逆沖推覆斷裂
寧蒗盆地內(nèi)廣泛發(fā)育新生代地層,主要為始新統(tǒng)寶相寺組,其角度不整合覆蓋于二疊系、三疊系之上,厚度大于1 924 m,具明顯的磨拉石堆積特征,自下而上可分為4段(圖2): 第一段(E2b1)屬山麓相、河流相,厚11~633 m,底部為具疊瓦狀構(gòu)造的塊狀礫巖,中—上部灰紫色中細(xì)粒砂巖中見包卷層理、犬牙交錯現(xiàn)象,紫紅色粉砂巖與泥巖夾層中見蟲管、砂巖透鏡原生沉積現(xiàn)象,上部為紫紅色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖,呈似層狀、透鏡狀; 第二段(E2b2)為湖泊相,厚668 m,為紫紅色含鈣質(zhì)細(xì)砂巖、灰紫色含鈣質(zhì)中細(xì)粒砂巖夾紫紅色含鈣質(zhì)泥巖及粉砂巖,底部細(xì)砂巖、中細(xì)粒砂巖發(fā)育平行層理、波狀層理,粉砂巖與泥巖夾層中見龜裂、砂巖透鏡現(xiàn)象; 第三段(E2b3)以河流相為主,夾雜山麓相,厚317 m,為灰紫色礫巖、灰紫色含礫粗砂巖夾磚紅色細(xì)礫巖、紫紅色含鈣質(zhì)細(xì)砂巖、灰質(zhì)角礫巖、磚紅色含礫泥巖、紫紅色鈣質(zhì)粉砂巖,發(fā)育有板狀交錯層理、楔狀交錯層理、槽狀交錯層理、包卷層理及頂面沖刷等沉積構(gòu)造; 第四段(E2b4)屬河流-湖泊相,厚928 m,以紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主,夾灰紫色細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖、含礫粗砂巖,泥巖中發(fā)育水平層理、小型交錯層理、包卷層理及蟲管構(gòu)造,砂巖中具平行層理、砂紋層理。以上沉積特征表明,寧蒗盆地具明顯的山麓相/河流相—湖泊相—河流相—河流/湖泊相的4層立體沉積結(jié)構(gòu)。
寧蒗盆地內(nèi)部新生代地層內(nèi)斷裂較發(fā)育,主要為近SN向與NW向2組[8-9]。斷裂既有張性正斷層又有壓扭性逆斷層,這2種類型的斷裂為不同時期的產(chǎn)物。在盆地的北東部,受老鷹崖咀斷裂影響,多發(fā)育走向NW、傾向南西的逆斷層,該逆斷層為盆地形成后,始新世末期,印度板塊和歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞,青藏高原整體強(qiáng)烈隆升,使云南板塊進(jìn)入陸內(nèi)造山階段,盆地受到近EW向或NW—SE向的擠壓,沿盆地邊界先存斷裂發(fā)育壓性逆沖走滑斷層,此時盆地內(nèi)局部發(fā)育壓扭性的逆斷層。近SN向的清水河斷裂正斷層性質(zhì)明顯,斷裂東傾,斷裂破碎帶寬約1 m,發(fā)育泥巖角礫,斷裂兩盤地層有錯斷,上盤向下錯距約0.5 m,張性正斷層發(fā)育在盆地形成后,漸新世至中新世以來區(qū)內(nèi)斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚凶呋?,這一期走滑作用導(dǎo)致了寧蒗盆地始新統(tǒng)寶相寺組砂礫巖及兩側(cè)三疊系地層陡傾產(chǎn)出,形成多個巖層直立帶,發(fā)育張性正斷層。在盆地內(nèi)部的斷裂面多數(shù)平直、光滑,氧化程度低,拖拽現(xiàn)象不發(fā)育。
1.上三疊統(tǒng)松桂組; 2.上三疊統(tǒng)白土田組; 3.始新統(tǒng)寶相寺組一段; 4.始新統(tǒng)寶相寺組二段; 5.始新統(tǒng)寶相寺組三段; 6.始新統(tǒng)寶相寺組四段; 7.礫巖; 8.含礫細(xì)砂巖; 9.含礫粉砂巖; 10.孔雀石化泥巖; 11.粗砂巖; 12.含鈣質(zhì)細(xì)砂巖; 13.孔雀石化粉砂巖; 14.灰質(zhì)角礫巖; 15.石英細(xì)砂巖; 16.泥巖; 17.長石石英細(xì)砂巖; 18.含巖屑粗砂巖; 19.粉砂質(zhì)泥巖; 20.細(xì)粒砂巖; 21.含鈣質(zhì)粉砂巖; 22.含礫泥巖; 23.地質(zhì)界線; 24.角度不整合界線; 25.逆斷層; 26.斷層破碎帶; 27.大廠—平川斷裂帶; 28.分層編號; 29.產(chǎn)狀
寧蒗新生代盆地位于麗江—小金河斷裂(F1)和箐河—金河斷裂(F2)夾持的近SN—NE向的狹長地段,其東部和西部邊界分別為老鷹崖咀斷裂(F3)和大廠—平川斷裂帶(F4)。斷裂對盆地的發(fā)展、演化起著明顯的控制作用。
麗江—小金河斷裂金棉段(F1)總體走向35°~40°,傾向北西,從金棉鄉(xiāng)至紅橋鄉(xiāng)全長約54 km,構(gòu)成盆地北西緣的邊界。在金棉一帶由多條斷裂構(gòu)成疊瓦式斷裂帶,斷距最大達(dá)10 km,燈影組俯沖于峨眉山組、三疊系之上,松桂組仰沖于寶相寺組之上(圖3),為逆沖斷裂; 沿南西方向至龍山附近,斷距減小,峨眉山組蓋于三疊系地層之上。在麗江龍山斷裂結(jié)構(gòu)面清楚,黑泥哨組仰沖在松桂組之上,斷裂帶附近的灰?guī)r破碎成角礫狀,頁巖中產(chǎn)生小褶皺和錯動,輕微變質(zhì)具薄片狀和片理化。
E2b.寶相寺組; T3sg.上三疊統(tǒng)松桂組
箐河—金河斷裂(F2)為程海—賓川斷裂的北段分支斷裂[10],斷裂規(guī)模較大,從六德鄉(xiāng)—禪戰(zhàn)河鄉(xiāng)延伸長約70 km,為構(gòu)成盆地的南東緣邊界斷裂。新生代以來,斷裂活動較強(qiáng)烈。在古新世末—始新世初,箐河—金河斷裂和麗江—小金河斷裂發(fā)生左行走滑拉分作用[11],導(dǎo)致寧蒗—戰(zhàn)河—永勝一帶形成了拉張區(qū),爾后沉積新生代地層。始新世末期,箐河—金河斷裂(F2)主要表現(xiàn)為逆沖推覆特征,在永寧坪以西一帶,斷裂走向NE,傾向南東,傾角24°~88°,斷裂帶寬達(dá)數(shù)公里,且由多個分支斷裂組成,局部形成疊瓦狀構(gòu)造。在六德鄉(xiāng)作林灣,見中泥盆統(tǒng)爛泥箐組推覆疊置于上三疊統(tǒng)松桂組之上(圖4、圖5),斷層面傾向SE,傾角24°~48°,見寬約30 m的破碎帶,破碎帶中發(fā)育構(gòu)造透鏡體、強(qiáng)劈理化、碎裂巖等。
T3sg.上三疊統(tǒng)松桂組; D2ln.中泥盆統(tǒng)爛泥箐組
1.松桂組二段; 2.爛泥箐組二段; 3.砂巖; 4.灰?guī)r; 5.角礫灰?guī)r; 6.逆斷層; 7.強(qiáng)劈理化帶; 8.產(chǎn)狀
老鷹崖咀斷裂(F3)斷裂南段走向NW,北段走向NE,斷裂面向東傾斜,傾角40°~55°,延伸長約83 km,為盆地的東緣邊界。在金姑村一帶,破碎帶寬200余m,下盤地層倒轉(zhuǎn),巖層彎曲,見厚10~20 cm的斷層泥,上震旦統(tǒng)地層逆推于上三疊統(tǒng)地層之上,并造成兩盤地層沿走向呈60°的交角接觸,斷距100~1 000 m以上,由南東向北西逐漸加大,該斷裂為一向南仰沖的樞紐斷層。在寧蒗縣喇嘛廟東側(cè)新修公路壁可見斷層上盤上三疊統(tǒng)松桂組含煤碎屑巖系向西逆沖于斷層下盤寶相寺組三段紫灰色含礫砂巖之上(圖6)。老鷹崖咀斷裂(F3)逆沖推覆應(yīng)發(fā)生于始新世末期印度板塊和歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞時。在阿家大河—桃子鄉(xiāng)一帶,見多條張扭性正斷裂,斷裂走向NE,傾向W,傾角65°左右,多交于麗江—小金河斷裂(F1)之上,并受其改造,其應(yīng)代表盆地形成時邊界。
E2b.始新統(tǒng)寶相寺組; T3sg.上三疊統(tǒng)松桂組
大廠—平川斷裂帶(F4)為程?!e川斷裂的北段分支斷裂,該斷裂帶寬大,由多條斷裂組成。斷裂主體走向近N,局部NW,傾向西/南西,從六德鄉(xiāng)至金棉鄉(xiāng)延伸長約86 km,構(gòu)成盆地的西邊界。
大廠—平川斷裂帶(F4)明顯經(jīng)過2期構(gòu)造活動: 第一期發(fā)生在古新世末—始新世初,在永勝縣分水嶺村西二疊紀(jì)峨眉山組玄武巖中見多條高角度的正斷層(圖7),斷面傾向東,傾角75°~83°,近似直立,斷面平整,見擦痕、擦階,局部見透鏡體,斷裂東側(cè)為新生代古近系寶相寺組,該期形成的斷裂應(yīng)代表盆地形成時邊界; 第二期構(gòu)造活動發(fā)生在古近紀(jì)始新世末期,表現(xiàn)為逆沖特征,斷層面傾向西,傾角27°~68°,在羊坪水庫以東斷層面產(chǎn)狀291°∠68°,見二疊紀(jì)峨眉山組逆掩于古近系寶相寺組之上,斷裂帶寬約34 m(圖8)。
1.寶相寺組; 2.峨眉山組; 3.礫巖; 4.泥質(zhì)粉砂巖; 5.玄武巖; 6.花崗閃長斑巖; 7.正斷層; 8.斷層破碎帶; 9.隆升/下陷; 10.產(chǎn)狀
E2b.始新統(tǒng)寶相寺組; P3e.上三疊統(tǒng)峨眉山組
寧蒗盆地位于上揚(yáng)子古陸塊西緣與“三江”結(jié)合帶[12],是云南西北部復(fù)雜地質(zhì)演化、多期構(gòu)造疊加的重要部位。揚(yáng)子陸塊西緣古元古代—中元古代早期東川群、通安組、河口群以及滇中大紅山群等古老基底巖層僅在康滇地軸構(gòu)造區(qū)內(nèi)部出露,研究區(qū)內(nèi)未見前寒武系古老基底。新元古代晚期—晚古生代,該地區(qū)處于揚(yáng)子陸塊西緣被動陸緣盆地沉積環(huán)境,發(fā)育有震旦系—古生界。中二疊世晚期—晚二疊世由于受到峨眉山地幔柱活動的影響,揚(yáng)子陸塊西部發(fā)生分裂,即攀西裂谷出現(xiàn)大規(guī)模玄武巖噴溢[13]。早—中三疊世,該地區(qū)延續(xù)被動陸緣盆地沉積環(huán)境[14]: 早三疊世發(fā)育一套紫紅色夾灰綠色濱淺海相碎屑沉積,底部含中基性火山巖碎屑; 中三疊世,發(fā)生短暫的海進(jìn)作用,發(fā)育一套碳酸鹽臺地相夾碎屑巖沉積。晚三疊世,隨著古特提斯金沙江洋、甘孜—理塘洋的閉合,揚(yáng)子西緣轉(zhuǎn)變?yōu)閰R聚環(huán)境,研究區(qū)由被動陸緣盆地轉(zhuǎn)換為前陸盆地。晚三疊世末期受區(qū)域上印支期陸內(nèi)造山運(yùn)動影響,揚(yáng)子西緣鹽源—麗江臺緣坳陷[15]發(fā)生構(gòu)造轉(zhuǎn)換,地層經(jīng)歷復(fù)雜構(gòu)造變形,強(qiáng)烈褶皺-抬升,形成鹽源—麗江中生代逆沖帶,直至古近紀(jì),本地區(qū)不再接受沉積作用。
自65 Ma以來,藏東三江地區(qū)受印度-歐亞大陸碰撞效應(yīng)的影響,發(fā)生了強(qiáng)烈的陸內(nèi)變形[16-17],歷經(jīng)了古新世—始新世(65~46 Ma)壓扭階段、始新世—漸新世(45~26 Ma)壓扭/張扭轉(zhuǎn)換階段和漸新世以來(25 Ma至今)的EW向伸展3個階段[3]。寧蒗盆地地處上揚(yáng)子古陸塊西緣與“三江”構(gòu)造帶結(jié)合部位,其形成、發(fā)展、改造明顯受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力控制。根據(jù)各個時期演化特征可將寧蒗新生代盆地的演化過程分為以下幾個階段。
從中三疊世開始,隨著滇西古特提斯洋盆的逐漸封閉、碰撞造山[18],揚(yáng)子準(zhǔn)地臺從晚三疊世開始在結(jié)合帶逆沖前緣形成擠壓構(gòu)造環(huán)境,以發(fā)育壓陷盆地為特征,在其后緣形成伸展構(gòu)造環(huán)境(研究區(qū)屬此),在晚三疊世形成松桂斷陷盆地,在早侏羅世形成坳陷盆地[19]。在古新世末至始新世初,研究區(qū)處于區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力壓扭階段。鹽源—麗江地區(qū)受箐河—金河斷裂(F2)和麗江—小金河斷裂(F1)左行走滑拉分作用控制(圖9、圖10(a)),形成鹽源、寧蒗、永勝、期納等一系列拉分盆地。永勝—寧蒗地區(qū)拉張區(qū)范圍較小,平面上呈菱形。從沉積的新生代地層看,沉降中心主要位于南部永勝縣麥地坪一帶至北部的寧蒗縣新營盤一帶。
1.拉張區(qū); 2.左行走滑斷層; 3.不規(guī)則盆地邊界正斷層; 4.麗江—小金河斷裂; 5.箐河—金河斷裂
始新世是寧蒗盆地形成發(fā)展的主要時期。始新世初,箐河—金河斷裂(F2)、麗江—小金河斷裂(F1)發(fā)生左行走滑活動,盆地在原鹽源—麗江中生代逆沖帶基礎(chǔ)上最初在麥地坪、仁和、跑馬坪一帶拉分打開,早期沉積了厚達(dá)近600 m的厚塊狀粗礫巖—巨礫巖,即寶相寺組一段(E2b1)(圖10(b))。始新世中期,盆地基本成形,走滑拉分活動減弱,盆地水域擴(kuò)大、穩(wěn)定發(fā)展,沉積以湖泊相紫紅色泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主,即寶相寺組二段(E2b2)。始新世中—晚期,受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力影響,走滑斷裂再次強(qiáng)烈活動,盆地進(jìn)入新一階段快速沉積期,形成寶相寺組三段(E2b3),下部巖性以多旋回山麓洪積相厚層狀礫巖為主夾粉砂巖,上部巖性為河流相含礫粗砂巖與粉砂巖、泥巖互層。始新世晚期,盆地構(gòu)造整體穩(wěn)定,沉積了河流-湖泊相的紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖,即寶相寺組四段(E2b4)。隨著印度-歐亞板塊碰撞,本區(qū)不斷抬升,造成寧蒗盆地南高北低,水域不斷向北萎縮,逐漸演化為以寧蒗挖開為中心的殘留鹽湖相蒸發(fā)巖沉積。
1.古近系始新統(tǒng); 2.上三疊統(tǒng); 3.下—中三疊統(tǒng); 4.中二疊統(tǒng)—上三疊統(tǒng); 5.中二疊統(tǒng); 6.震旦系—泥盆系; 7.泥巖; 8.砂巖夾頁巖; 9.礫巖; 10.灰?guī)r; 11.白云巖; 12.正斷層; 13.左行走滑斷層
作為走滑拉分?jǐn)鄬涌刂菩纬傻臉?gòu)造盆地,寧蒗盆地具有發(fā)育快、沉降快、沉積速率大、沉積厚度大、沉積相變化迅速等特征。
始新世末期,印度板塊和歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞,青藏高原整體強(qiáng)烈隆升,使云南板塊進(jìn)入陸內(nèi)造山階段[19]。盆地受到近EW向或NW-SE向的擠壓,沿盆地邊界先存斷裂發(fā)育壓性逆沖走滑斷層(圖11(a)),造成盆地西側(cè)的古生代—中生代的地質(zhì)體開始向東仰沖,在盆地東側(cè)的六德—松山坡一帶,箐河—金河斷裂(F2)的上盤(東盤)由東往西沖。該期構(gòu)造活動形成了規(guī)模巨大的逆沖推覆構(gòu)造帶,整體表現(xiàn)為老地層沖到古近系之上的特征,局部形成了疊瓦狀的逆沖斷裂帶(永勝以東的羊坪—哨坪一帶),造成了斷層兩盤及寧蒗盆地中的地層廣泛褶皺。伴隨該期構(gòu)造運(yùn)動,有大量中酸性巖漿沿著構(gòu)造裂隙開始侵入[20-21]。
1.古近系始新統(tǒng); 2.上三疊統(tǒng); 3.中二疊統(tǒng)—上三疊統(tǒng); 4.泥盆系—上三疊統(tǒng); 5.中泥盆統(tǒng)—上泥盆統(tǒng); 6.震旦系—上三疊統(tǒng); 7.震旦系—泥盆系; 8.泥巖; 9.砂巖夾頁巖; 10.礫巖; 11.灰?guī)r; 12.白云巖; 13.斑巖脈體; 12.逆斷層; 15.右行走滑斷層
漸新世至中新世以來,研究區(qū)區(qū)內(nèi)斷裂再次轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚凶呋瑪嗔?圖11(b)、圖12)。這一時期走滑作用對區(qū)內(nèi)尤其是盆地邊界巖層改造影響較大,導(dǎo)致了寧蒗盆地始新統(tǒng)寶相寺組砂礫巖及兩側(cè)三疊系地層陡傾產(chǎn)出,在大廠橋、哨坪、仁和、大龍洞、跑馬坪等地形成多個巖層直立帶[8-9]。
1.寶相寺組; 2.花崗閃長斑巖; 3.右行走滑斷層; F1.麗江—小金河斷裂; F2.箐河—金河斷裂; F3.老鷹崖咀斷裂; F4.大廠—平川斷裂帶
(1)作為由走滑拉分?jǐn)鄬涌刂破湫纬傻臉?gòu)造盆地,寧蒗盆地具有發(fā)育快、沉降快、沉積速率大、沉積厚度大、沉積相變化迅速等特征,且具明顯的山麓相/河流相—湖泊相—河流相—河流/湖泊相的4層立體沉積結(jié)構(gòu)。
(2)寧蒗盆地是比較典型的走滑拉分盆地,其演化與區(qū)域應(yīng)力場的改變有著密切關(guān)系,斷裂對盆地的發(fā)展、演化起著明顯的控制作用。
(3)寧蒗盆地演化階段性明顯,經(jīng)歷了發(fā)生(古新世末至始新世初,盆地拉分打開)、發(fā)展(始新世初至始新世末,沉積了寶相寺組紅色磨拉石建造)、改造(始新世末期,逆沖推覆; 漸新世—中新世以來區(qū)內(nèi)右行走滑)過程。