米蒼山東河地質(zhì)大剖面的構(gòu)造幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)及其對(duì)上揚(yáng)子北部陸內(nèi)俯沖機(jī)制的約束.docxVIP

1、doi：10.3969/j.issn.0563-5020.2013.01.005米蒼山東河地質(zhì)大剖面的構(gòu)造幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)及其對(duì)上揚(yáng)子北部陸內(nèi)俯沖機(jī)制的約束*文竹何登發(fā)樊春李英強(qiáng)孫衍鵬賀鴻冰（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院北京100083）摘要米蒼山位于四川盆地北緣，受秦嶺造山帶由北向南擠壓作用的影響，構(gòu)造變形特征復(fù)雜，深入研究米蒼山地區(qū)構(gòu)造變形特征對(duì)陸內(nèi)造山作用以及山前沖斷帶油氣勘探具有積極作用。本文通過(guò)對(duì)米蒼山地區(qū)的野外地質(zhì)考察，對(duì)地表產(chǎn)狀進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，建立了米蒼山地區(qū)東河地表地質(zhì)大剖面，并且利用等傾角區(qū)劃與軸面分析，對(duì)東河剖面進(jìn)行構(gòu)造解析，建立了米蒼山造山帶構(gòu)造幾何學(xué)模型，通過(guò)構(gòu)造楔模型分析了米蒼山

2、扇形隆升機(jī)制，通過(guò)不整合面分析，對(duì)四川盆地北部米蒼山構(gòu)造變形時(shí)間進(jìn)行了研究。米蒼山南緣基底發(fā)育4個(gè)構(gòu)造楔，是影響米蒼山南部地層抬升的主要原因，其頂部滑脫層為震旦系，底部滑脫層為元古界變質(zhì)巖，前緣單斜帶由嘉陵江一雷口坡組膏巖層作為滑脫層產(chǎn)生的反沖斷層控制，寒武系滑脫層與震旦系滑脫層共同影響了大兩會(huì)背斜的形成，而米蒼山北緣則發(fā)育單個(gè)構(gòu)造楔，其頂部滑脫層為震旦系，元古界變質(zhì)巖為底部滑脫層；通過(guò)對(duì)米蒼山地區(qū)不整合面研究，米蒼山造山帶自中生代以來(lái)，至少經(jīng)歷了印支期與燕山期兩次大規(guī)模的隆升。因此，米蒼山前表現(xiàn)為多期次多層滑脫的構(gòu)造特征。關(guān)鍵詞米蒼山滑脫層平衡復(fù)原構(gòu)造楔不整合面中圖分類(lèi)號(hào)：P542文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

3、：A文章編號(hào)：0563-5020（2013）01-093-16米蒼山位于秦嶺造山帶南部，印支期以來(lái)經(jīng)歷了北部勉略洋關(guān)閉沖斷時(shí)期，晚白堊世大規(guī)模陸內(nèi)造山作用后，發(fā)生隆升最終形成米蒼山?jīng)_斷帶；四川盆地北部發(fā)育多套滑脫層，因此，米蒼山?jīng)_斷帶表現(xiàn)為多期次多層滑脫的構(gòu)造特征，深入研究米蒼山?jīng)_斷帶構(gòu)造幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，對(duì)陸內(nèi)造山作用的研究具有積極作用。根據(jù)前人對(duì)米蒼山地區(qū)構(gòu)造特征的研究，主要可以分為兩種解釋方案：蓋層滑脫型（吳世祥等，2006a,2006b；李巖峰等，2008）和基底卷入型（羅壽兵等，2007；吳磊等，2011）o其中，蓋層滑脫型主要分析了由古生界和中下三疊統(tǒng)沿著寒武系和三疊系嘉陵江組滑

4、脫層變形產(chǎn)生的雙重構(gòu)造，基底卷入型認(rèn)為在深部元古界地層中形成基底逆沖斷層直接延伸至地表。然而，前者忽略了深部基底變形對(duì)前緣地層抬升的影響，后者則忽略了各滑脫層對(duì)米蒼山前構(gòu)造變形的控制，而且前人大部分工作集中于對(duì)于米蒼山南緣構(gòu)造變形的研究,對(duì)米蒼山北部和核部的構(gòu)造變形研究較弱，缺乏對(duì)米蒼山整體構(gòu)造變形特征的認(rèn)識(shí)，很難揭示陸內(nèi)造山作用對(duì)米蒼山隆升的影響。-國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：40739906）資助。文竹，男，1983年11月生，博士研究生，石油地質(zhì)學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)。E-mail：wenzhuu2012-07-16收稿，2012-10-22改回。N：32I642.2E：106o16M6

5、.|-180N47，300W16，170N25172,Z30,圖7米花山前東河剖面ili-口坡組中層間滑脫構(gòu)造Fig.7Thedetachmentslrucltirrdevelopii)LeikoupoFormalionaroundEastRiverareainthefrontofIhrMicangshanMountain3.3米蒼山地區(qū)東河地質(zhì)剖面南緣構(gòu)造解析迥過(guò)對(duì)米蒼山地區(qū)東河野外構(gòu)造地質(zhì)剖面對(duì)米荏山造山帶淺部構(gòu)造特征進(jìn)行分析。米蒼山南部山北向南構(gòu)造特征由復(fù)雜到簡(jiǎn)單，構(gòu)造強(qiáng)度由強(qiáng)到弱。淺部構(gòu)造是對(duì)深部構(gòu)造的響應(yīng)，前面我們對(duì)米蒼山前主要滑脫層進(jìn)行了研究，米蒼山前構(gòu)造變形E要是受深部和淺部?jī)商?/p>

6、滑脫層所控制:震旦系滑脫層，和嘉陵江組_雷口坡組膏巖滑脫層。淺部嘉陵江組_雷口坡組膏巖滑脫層影響了前緣單斜帶的形成,米蒼山造山帶受到秦嶺造山帶山北向南的強(qiáng)烈擠壓，在中生界地層中并沒(méi)形成類(lèi)似大巴山造山帶和川東榔破帶的侏羅山式襠皺,淺部滑脫層中產(chǎn)生的反沖斷層起到r關(guān)鍵性的作用，它將來(lái)n北部的構(gòu)造應(yīng)力傳遞至地表消亡，使得米蒼山前緣中生界地層形成單斜構(gòu)造，并且內(nèi)部變形微弱。而常個(gè)米蒼山前南緣古生界地層的抬升作用則是受控于深部震旦系滑脫層，對(duì)于米爸山地層變形前人研究認(rèn)為可能受基底逆產(chǎn)生的療沖斷層所控制，但是這樣就忽略r震日系7878N：322413.5，E：1061955.9圖8米花山前東河剖面震旦系中

7、層間滑脫構(gòu)造Fig.8ThrdetachmentstructuredevelopinSinianaroundEastRiverareainthefrontoftheMicangshanMountain滑脫層對(duì)米蒼山前構(gòu)造特征的影響，因此我們認(rèn)為米蒼山前緣地層抬升變形受控F下伏由震旦系滑脫層作為頂部滑脫層的構(gòu)造楔，共底部滑脫層可能產(chǎn)生于遠(yuǎn)占界變質(zhì)巖。通過(guò)對(duì)地表地層產(chǎn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì),野外地質(zhì)剖面進(jìn)行軸面分析(何登發(fā)等，2005；管樹(shù)巍等,2006,2007),米蒼山隆起南緣可以分為5個(gè)等傾角區(qū)，分別為:0。、14。、25。、45。和34。該5個(gè)等傾角區(qū)分別受下伏3條斷層所控制:F,和F3。地表地層產(chǎn)狀

8、訕?shù)浟藬鄬覨,發(fā)生轉(zhuǎn)折，所以斷層、成為構(gòu)造解析的突破口，斷層F3,上覆地層翼間角平分為84.5。、斷層與前翼地層的截切角為20。，根據(jù)傾角譜計(jì)算(Suppe,1983),斷層轉(zhuǎn)折角為蜩短責(zé):33km40墻短率：50.2%蜩短責(zé):33km40墻短率：50.2%二質(zhì)上三中下三蛾圖9米蒼山地區(qū)東河構(gòu)造AB段地質(zhì)剖面建模Fig.9ThestructuremodeloftheEastRivercrossMotionAB10。，與后翼地層切截角為19。根據(jù)斷層F,計(jì)算斷層F,、，最終得到下伏3條斷層的兒何形態(tài)（圖9a）。而大兩會(huì)背斜北側(cè)向斜也受控于下伏構(gòu)造楔虬，使地層發(fā)生傾斜抬升，與大兩會(huì)背斜共同控制形成

9、了北側(cè)向斜構(gòu)造。雖然米蒼山前南緣總體構(gòu)造特征受深部震日.系滑脫層的影響，但是大兩會(huì)背斜的成因機(jī)制卻與之矛盾，如果通過(guò)帶皺波K分析，將米花山南緣地層看為一個(gè)巨大的背斜南翼，其四分之一個(gè)褶皺波長(zhǎng)為26km,大兩會(huì)背斜的四分之一個(gè)褶皺波K僅為2.5km,褶皺的波接反映了滑脫層的深度，滑脫層深度越大，形成的榔皺波長(zhǎng)也就越K（Massolietal.,2006）o米蒼山抬升受震旦系滑脫層控制，因此影響大兩會(huì)背斜形成的滑脫層深度應(yīng)該淺于震旦系，而大兩會(huì)背斜核部12經(jīng)出露地層寒武系，所以說(shuō)影響大兩會(huì)背斜形成的滑脫層可能為下寒武統(tǒng)滑脫層：而大兩會(huì)背斜近于對(duì)稱(chēng)的箱狀形態(tài)指示了其町能受控于下伏寒武系滑脫層產(chǎn)生的登

10、瓦構(gòu)造,形成堆坨形態(tài)（圖9a）。通過(guò)利用地表露頭信息，經(jīng)過(guò)等傾角區(qū)劃分，軸面分析，米蒼山前南緣變形受控于下伏震巳系滑脫層產(chǎn)生的4個(gè)構(gòu)造楔，寒武系滑脫層作為頂部滑脫層,震旦系作為底部滑脫層影響了大兩會(huì)背斜的形成，而雷口坡組滑脫層產(chǎn)生的反沖斷層，將山前向南傳遞的擠壓應(yīng)力轉(zhuǎn)移至地表消亡，使得侏羅系、白堅(jiān)系地層變形微弱，表現(xiàn)為單斜構(gòu)造。對(duì)剖面進(jìn)行平衡復(fù)原，剖面縮短量約為33km,縮短率為50.2%（圖9b）,而寒武系地層縮短率為19%,侏羅系、白堊系地層縮短率為9%，表現(xiàn)為典塑多層滑脫構(gòu)造樣式，由于滑脫層不同導(dǎo)致各層縮短率也不同，震旦系滑脫層產(chǎn)生變形，寒武系滑脫層改造變形，宙門(mén)坡組滑脫層消減變形。米蒼

11、山北部古生界根據(jù)地表露頭產(chǎn)狀可劃分3個(gè)等傾角區(qū)：由北向南為44。、14。、0%其中14。區(qū)與0。去軸面向下延伸發(fā)生相交形成新的軸面。根據(jù)軸而分析米蒼山北緣深部發(fā)育一個(gè)大型構(gòu)造楔，前翼切層角為44。,翼間角為68。,斷層轉(zhuǎn)折角為28。,后翼切層角為28。，頂部滑脫層為震旦系，底部滑脫層可能為元古界變質(zhì)巖，楔端點(diǎn)由南向北楔入,是米蒼山北緣占生界抬升至地表的主要原因。通過(guò)對(duì)剖面進(jìn)行發(fā)原，縮短ht為14km,縮短率為41%（圖10）,相對(duì)于米蒼山南部,縮短量和縮短率有所降低。06kn圖10米蒼山地區(qū)東河構(gòu)造CD段地質(zhì)剖面建模Fig.10TheslnicturemodrloftheEastRivercr

12、osssectionCD4討論4.1上揚(yáng)子北部陸內(nèi)造山作用變形機(jī)制通過(guò)對(duì)米蒼山地區(qū)東河地質(zhì)大剖面進(jìn)行構(gòu)造解析，米蒼山南部發(fā)育4個(gè)構(gòu)造楔，由北向南楔人.米蒼山北部發(fā)育1個(gè)構(gòu)造投，由南向北楔入，在剖面上表現(xiàn)為扇形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，導(dǎo)致米蒼山核部變質(zhì)巖基底向上抬升至地表。圖11表現(xiàn)了米蒼山造山帶下伏發(fā)育兩種類(lèi)型的構(gòu)造楔：I型構(gòu)造楔主要:發(fā)育在傳播楔端線區(qū)內(nèi)，以造山帶物質(zhì)向原地系統(tǒng)或上部板塊之上傳播為特征，楔端點(diǎn)向前傳遞位移，是活動(dòng)型構(gòu)造楔（賈承造等，2000）,正是由于米蒼山造山帶下伏發(fā)育1型構(gòu)造楔引起r米蒼山南翼上覆沉積蓋層的原地抬升變形，形成前緣單斜構(gòu)造帶，并仕不斷向南米蒼山隆起I足枸造摸圖II四川盆

13、地北部米蒼山降升機(jī)制Fig.11ThemechanismofMicangshanupliftnorthernSichuanBasin傳遞擠壓應(yīng)力。n型構(gòu)造楔是發(fā)育于造山帶核部，由未變形的巖石組成，物質(zhì)主要是F行板塊拆離的結(jié)果，屬于靜止型構(gòu)造楔。由于上揚(yáng)子板塊北緣陸內(nèi)造山作用，導(dǎo)致在I：揚(yáng)子地區(qū)發(fā)育由北向南逆沖的拆離斷層，并不斷向南傳遞擠壓應(yīng)力，但是由于四川盆地剛性地塊的阻攔，由盆地內(nèi)部產(chǎn)生由南向北的反向擠壓應(yīng)力.最終在米蒼山北翼產(chǎn)生n型構(gòu)造楔，并旦在上覆發(fā)育r1型構(gòu)造楔，導(dǎo)致米蒼山北翼地層發(fā)生抬升變形。米蒼山造山帶下伏南翼發(fā)育.由北向南逆沖的I型構(gòu)造楔和北翼發(fā)育的由南向北逆沖的II型構(gòu)造楔，共

14、同導(dǎo)致了米蒼山造山帶核部扇形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。而在陸內(nèi)沖斷變形地區(qū)，構(gòu)造楔是沖斷帶擠壓縮短變形實(shí)現(xiàn)的主要方式。5結(jié)論(1) 通過(guò)對(duì)米蒼山地區(qū)野外露頭變形特征研究，米蒼山前發(fā)育兩套最主要:的滑脫層，慮旦系滑脫層、嘉陵江組一雷口坡組樣巖滑脫層，其中震旦系作為深部滑脫層是影響米蒼山抬升的主要:控制因素，而嘉陵江組一雷口坡組膏巖滑脫層則控制了米蒼山南緣緣單斜構(gòu)造的形成。(2) 通過(guò)對(duì)米蒼山前南緣地表露頭不整合面識(shí)別與磷灰石裂變徑跡分析，米蒼山?jīng)_斷帶表現(xiàn)為多期疊加變形，其中變形時(shí)間分別為：中三登世一晚三差世時(shí)期、晚三疊世一早侏羅世時(shí)期、晚侏羅世一早白堊世、新生代晚期。(3) 通過(guò)對(duì)米蒼山地區(qū)繪制野外構(gòu)造地質(zhì)剖

15、而，將米蒼山前南緣分為3個(gè)構(gòu)造單元:基底逆沖構(gòu)造單元，以遠(yuǎn)古界變質(zhì)巖出露地表為特征；山前強(qiáng)烈揉皺構(gòu)造單元，以發(fā)育大兩會(huì)背斜為特征，并且背斜北側(cè)還發(fā)育大型向斜；前緣單斜構(gòu)造單元，地表露頭侏羅系與白堊系地層變形微弱，表現(xiàn)為向南傾斜的單斜構(gòu)造。(4) 對(duì)米蒼山東河剖面進(jìn)行等傾角區(qū)劃分、軸面分析，米蒼山南緣基底發(fā)育4個(gè)構(gòu)造楔，其頂部滑脫層為震L1系，底部滑脫層為元古界變質(zhì)巖；震旦系滑脫層與寒武系滑脫層產(chǎn)生的疊瓦構(gòu)造影響r大兩會(huì)背斜的形成，使其表現(xiàn)為箱型對(duì)稱(chēng)背斜，米蒼山北緣則發(fā)育-1個(gè)構(gòu)造楔，其頂部滑脫層為震旦系，底部滑脫層為元古界變質(zhì)巖，米蒼山前南北翼背沖型構(gòu)造楔是導(dǎo)致米蒼山核部扇狀隆升變形的原因。高

16、長(zhǎng)林，劉光祥，張玉箴等.2003.東泰嶺一大巴山逆沖推陽(yáng)構(gòu)造勺油遠(yuǎn)景.石油試撿地質(zhì).25(增)：523-531.GaoChanglin.LiuGuangxiang,ZhangYuzhenetal.2003.Thrustingnappestructureandoil-gaspotentialineasternQinlingandDabaMountain.PetroleumGeologyandExperiment,25(suppl.):523531.管樹(shù)嫌，張朝軍，何登發(fā)等.2006,前陸沖斷帶復(fù)雜構(gòu)造解析與建模：以準(zhǔn)嘎?tīng)柵璧啬暇壍谝慌疟承睅槔?地質(zhì)學(xué)報(bào)，80(8)：11311140.GuanS

17、huwei,ZhangChaojun,HeDengfaetal.2006.Complexstructuralanalysisandmodeling：ThefirstrowofanticlinalbeltonthesouthernmarginoftheJunggarBasin.ActaGologicaSinica,80(8)：11311140.管樹(shù)巍.李本亮，何登發(fā)等.2007.復(fù)雜構(gòu)造解析中的幾何學(xué)方法與應(yīng)用.地質(zhì)科學(xué),42(4)：722-739.GuanShuwei,LiBenliang,HeDengfaetal.2007.Geometricalmethodsofcomplicatedstr

18、ucturalanalysisandtheirapplication.ChineseJournalofOtology,42(4):722739.何登發(fā).2007.不整合面的結(jié)構(gòu)與油氣聚集.石油勘探與開(kāi)發(fā),34(2)：142-149.HeDengfa.2007.Structureofunconformityanditscontrolonhydrocarbonaccumulation.PetroleumExplorationandDevelopment,34(2):142149.何登發(fā)，SuppeJ,賈承造.2005.斷層相關(guān)槽皺理論與應(yīng)用研究新進(jìn)展.地學(xué)前緣，12(4)：353-364.HeDe

19、ngfa,SuppeJandJiaChengzao.2005.Newadvancesintheoryandapplicationoffaultrelatedfolding.EarthScienceFrontiers：353364.何政偉，劉援朝，瑰顯貴等.1997,揚(yáng)子克拉通北緣米倉(cāng)山地區(qū)基底變質(zhì)巖系同位素地質(zhì)年代學(xué).礦物巖石，17(增刊)：8387.HeZhengwei,LiuYuancho,WeiXiangui.1997.IsotopicgeochronologyofbasementmetamorphicrockseriesintheMicangshanareaalongthenorthe

20、rnmarginofYangtzeCraton.China.JournalofMineralogyPetrology,17(suppl.):8387.賈承造，施央申，郭令智.1988.東秦嶺板塊構(gòu)造.南京：南京大學(xué)出版社.1-106.JiaChengzao,ShiYangshenandGuoLingzhi.1988.PlateTectonicsofEasternQinlingMountainsofChina.Nanjing：NanjingUniversityPress.1106.賈承造，何登發(fā)，宙振宇等.2000.前陸沖斷帶油氣勘探.北京：石油工業(yè)出版社.1-351.JiaChengzao,H

21、eDengfa,LeiZhenyuetal.2000.OilandGasExplorationinForelandThrustBelt.Beijing：PetroleumIndustryPress.2000.羅壽兵，瞥慶，涂濤等.2007.四川盆地米倉(cāng)山東端一大巴山西段前緣構(gòu)造建模及地震資料構(gòu)造解釋.天然氣勘探與開(kāi)發(fā),30(1)：16-19.LuoShoubing.ZengQing,TuTaoetal.2007.TectonicmodelingandseismicdatatectonicinterpretationineastMichangshanandwestDabashanfront,Si

22、chuanBasin.NaturalGasExplorationandDevelopment,30(1):1619.李巖峰.曲國(guó)勝，劉殊等.2008.米倉(cāng)山、南大巴山前緣構(gòu)造特征及其形成機(jī)制.大地構(gòu)造與成礦學(xué),32(3)：285-292.LiYanfeng.QuGuosheng,LiuShuetal.2008.StructuralcharactersandmechanismintheMicangshanandsouthernDabashanMountainsfront.GeoteclonicaetMetallogenia,32(3):285292.吳磊，錢(qián)俊鋒，肖安成等.2011.揚(yáng)子地塊西側(cè)

23、米倉(cāng)山基底卷入式?jīng)_斷帶的構(gòu)造分析.巖石學(xué)報(bào),27(3)：681-688.WuLei,QianJunfeng,XiaoAnchengetal.2011.StructuralanalysisoftheMicangshanbasementinvolvedthrustbeltinthewesternedgeoftheYangtzeBlock.AdaPelrologicaSinica,27(3):68188.吳世祥，湯良杰，馬水生等2006a.四川盆地米倉(cāng)山前陸沖斷帶成藏條件分析.地質(zhì)學(xué)報(bào).80(3)：337-343.WuShixiang.TangLiangjie,MaYongshengelal.200

24、6aAnalysisofpool-formingfactorsoftheMicangshanthrustbeltintheSichuanBasin.ActaGeologicaSinica,80(3):337343.吳世祥，馬永生，金之鈞等-2006b.米倉(cāng)山前陸盆地東段構(gòu)造演化模式與油氣聚集.石油勘探與開(kāi)發(fā),33(1)：14-16.WuShixiang.MaYongsheng,JinZhijunetal.2006b.TectonicevolutionandoilandgasaccumulationintheeastMicangshanforelandBasin.Sichuan.Petroleu

25、mExplorationandDevelopment,33(1):1416.汪澤成，趙文智，張林等-2002.四川盆地構(gòu)造層序與天然氣勘探.北京：地質(zhì)出版社.1-287.WangZecheng,ZhaoWenzhi,ZhangLinctal.2002.TheTectonicSequenceandExplorationofSichuanBasin.Beijing：GeologicalPublishingHouse.1287.謝邦華，陳盛吉，黃純虎等-2007,米倉(cāng)山山前帶油氣成藏地質(zhì)條件分析.天然氣勘探與開(kāi)發(fā),30(2)：18-20.XieBanghua.ChenShengji,HuangChu

26、nhuetal.2007.Reservoir-ronninggeologicalconditionsofMicangshanforelandthrustbell.NaturalGasExplorationandDevelopment,30(2):18_20.顏丹平，金哲龍，劉少峰等.2008.川湖湘鄂薄皮構(gòu)造帶多層拆離滑脫系的巖石力學(xué)性質(zhì)及其對(duì)構(gòu)造變形樣式的控制.地質(zhì)通報(bào)，27(10)：1687-1697.YanDanping,JinZelong,LiuShaofengetal.2008.Rockmechanicalcharacteristicsofthemulti-layerdetachme

27、ntfaultsystemandtheircontrolsonthestructuraldeformationstyleoftheSichuan-Chongqing-Hubeithin-skinnedbelt,southChina.GeologicalBulletinofChina,11；16871697.MassoliD,KoyHAandBarchiMR,2006.Structuralevolutionofafoldandthrustbeltgeneratedbymultipledfcollements:Analoguemodelsandnaturalexamplesfromthenorth

28、ernApennines(Italy).JournalofStructuralGeology,28(2):185199.MaYS,GuoXS,GuoTLetal.2007.ThePuguanggasfiedl：NewgiantdiscoveryinthematureSichuanBasin,southwestChina.AAPGBulletin,9(5)：627643.SuppeJ,1983.Geometryandkinematicsoffault-bendfolding.AmericanJournalofScience,283：684721.Geometryandkinematicsmode

29、lofDonghegeologicalcrosssectionofMicangshanMountainandconstrainttotheintracontinentalsubductioninthenorthernYangtzeWenZhuHeDengfaFanChunLiYingqiangSunYanpengHeHongbing(SchoolofEnergyResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083)AbstractMicangshanMountainlocatedinthenorthernSichuanBasinmargin,

30、itexperiencedcompressiondrivingforcefromnorthtosouth,whichcausedthestructuremuchmorecomplexinthefrontofMicangshanMountain.WecreateEastRivercrosssectionthroughcollectionofthestrataattitudefromfieldpracticeinthefrontofMicangshanMountain,anddosomestructureanalysistotheEastRivercrosssectionusingdipdomai

31、nmethodandanalysisoftheaxialsurface,constructthegeometrymodelofthestructureinthefrontoftheMicangshanMountain,andfinally,weuseunconformitytoanalyzethestructureevolutioninthenorthSichuanBasin.ThereliesfourstructurewedgeundergroundinthefrontoftheMicangshanMountainwhicharethemaininfluencetotheupliftofth

32、eMicangshanMountain,anditsupperdetachmentisSinian,theLeikoupoFormationasdetachmentcreaterecoilfaulttocontroltheformationofthemonocline,theCambriandetachmentandtheSiniandetachmentboththedeformationofDalianghuiAnticline.Throughtheanalysisoftheunconformity,Micangshanthrustbelthasexperiencedtwouplifteve

33、ntssinceLatePalaeozoic,therefore,itseemsasthecharacteristicofmulti-phaseandmuti-layerdetachmentinthefrontofMicangshanMountain.KeyWordsMicangshanMountain,Detachment,Balancerestoration,Unconformity,Structurewedge因此，本文試圖通過(guò)地表地層產(chǎn)狀，建立米蒼山東河構(gòu)造地質(zhì)大剖面，利用斷層相關(guān)槽破理論和平衡岌原技術(shù)對(duì)米蒼山隆起的北部、核部和南部構(gòu)造特征進(jìn)行解析，分析米在山前各滑脫層對(duì)其抬升變形的影

34、響，以及米蒼山隆升的機(jī)制，并II.結(jié)合地表不整合面和磷灰石裂變徑跡分析米蒼山隆升變形的時(shí)間。1米蒼山區(qū)域地質(zhì)背景米蒼山位于秦嶺造山帶南緣，處于秦嶺造山帶與四川盆地的過(guò)渡帶之上。米蒼山東西兩側(cè)還分別受到龍門(mén)山、大巴山造山帶的影響，形成一系列北東、北西向構(gòu)造（圖I）。因此.米花山作為四川盆地北部一個(gè)重要的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，調(diào)檸了來(lái)自秦嶺造山帶、龍門(mén)山造山帶、大巴山造山帶各時(shí)期的構(gòu)造變形，加上米蒼山前發(fā)育多套滑脫層，使其造現(xiàn)為多期次.多重滑脫的構(gòu)造特征。白堊系侏羅系二系E部外觀察點(diǎn)中-下三統(tǒng)沖斷帶侵入巖圖|米花山區(qū)域構(gòu)造位置圖黑色方框?yàn)閳D5b的位置；黑點(diǎn)代發(fā)圖3和圖4.分別代表野外照片的位置和確灰石樣&采

35、樣點(diǎn)位置Fig.IThesketchmapshowingregionaltrctonicsandthelocationoftheMiranghanMountain米蒼山基底以新太古代一中新元古代的變質(zhì)巖及侵入巖為特征，以古生界一中生界沉積巖為蓋層（賈承造等，1988）。根據(jù)沉積環(huán)境與巖性的大變化，將米蒼山前地層劃為3個(gè)層序：基底層序、震旦系一中三疊統(tǒng)海相沉積層序以及上三準(zhǔn)統(tǒng)一中生界陸相沉積層序（圖2）?；讓有蛞宰冑|(zhì)巖和侵入巖為特征，表現(xiàn)了自晉寧運(yùn)動(dòng)和澄江運(yùn)動(dòng)后，晦底固結(jié)基本完成，四川盆地北部開(kāi)始了穩(wěn)定臺(tái)地發(fā)展階段（汪澤成等，22），并旦構(gòu)界系統(tǒng)m符導(dǎo)t:界第舛系Q第三系上N下E中生界白*K侏

36、方系antiitflJ/中JjJir千佛密蛆J中-下effltMtaV三登系T/中4下i江taTJ飛的關(guān)taTJ占生界二系上it臥ii72.R,prrscntllicuncoiifomnlybetweenXujiaheFonnalionandBaitianbaFormation巖性為厚層紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，二者巖性差別微小，根據(jù)1：200000南江幅區(qū)調(diào)報(bào)告，在侏羅系勺門(mén)堅(jiān)系接觸而上存在平行不整合。而在龍門(mén)山北段劍閣地區(qū)，I.侏羅統(tǒng)蓮花【I組與下白堊統(tǒng)劍閣組發(fā)育巨厚層礫巖，累計(jì)厚度大f500m,礫徑為110cm,磨圓較好主要為灰?guī)r礫，該套不整合而表現(xiàn)r龍門(mén)山北段在晚侏羅世一早白堅(jiān)世發(fā)生隆升。因此

37、，米蒼山前I.侏羅統(tǒng)一下口堊統(tǒng)平行不整合是對(duì)龍門(mén)山晚侏羅世隆升的-種遠(yuǎn)程效應(yīng)。2.2米蒼山前磷灰石裂變徑跡分析磷灰石裂變徑跡分析法（AFT）是近卜兒年發(fā)展起來(lái)的恢發(fā)沉積盆地?zé)峤瞪返囊环N新方法，在四川盆地得到了廣泛應(yīng)用。它最垂要的特征是其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（徑跡年齡、徑跡K度等）反映的不僅是樣品在達(dá)到最大古地溫（封閉溫度）的時(shí)間，而11.還洋盡地記錄r樣品的地質(zhì)熱史（退火）過(guò)程。在剖面中米蒼山北部與南部分別采集了寒武系閻王編組砂巖與三疊系須家河組砂巖樣品，進(jìn)行熱史反演，從熱史反演圖中可以發(fā)現(xiàn)（圖4）,寒武系閻王編組砂巖埋藏深度大，樣品在155Ma開(kāi)始退火，而須家河組砂巖在105Ma達(dá)到最高溫度，開(kāi)始退火

38、；兩個(gè)樣品在新生代晚期都發(fā)生了一期快速的降溫過(guò)程，開(kāi)始時(shí)間在2010Ma之間。50ISO100時(shí)何/Ma200120M時(shí)（nJ/Ma90206011口十二“圖4米苗山地區(qū)砂巖中磷灰石裂變徑跡退火圖a.米蒼山北綠塞武系同E編砂巖樣品中條米石裂變徑跡退火圖;b.米止山南緣須家河砂巖樣品中確米石裂變徑迷退火圖Kig.4Apatitefissiontrackthermalhisloninversiongraph地質(zhì)體的熱演化可能受到多種因索的影響，由于米蒼山及四川盆地北緣在中新生代期間沒(méi)有大規(guī)模的巖漿熱液活動(dòng)，因此我們觀測(cè)到的熱演化應(yīng)該反映r地質(zhì)體埋深的變化，即構(gòu)造隆升的影響。根據(jù)E述樣品熱演化分析，

39、可以認(rèn)為155MaJ05Ma與20Ma期間各發(fā)生了一期重要的構(gòu)造事件，使得地層發(fā)生構(gòu)造抬升。通過(guò)上述對(duì)米蒼山前野外不整合面分析，露頭巖性分析，結(jié)合米蒼山前低溫年代學(xué)特征研究，可初步恢矩米蒼山隆升變形。根據(jù)米蒼山前不整合而發(fā)育特征，以及磷灰石裂變徑跡結(jié)果，町以將四川盆地北部米花山地區(qū)劃分為3個(gè)主要的構(gòu)造變革時(shí)期中2疊世一晚三登世時(shí)期：四川盆地發(fā)生整體抬升，伴隨著海平面的下降，海水逐漸退出盆地，晚三樣世陸相沉積建造逐漸取代r震旦紀(jì)以來(lái)到中的海相沉積建造，以須家河組砂巖平行不整合于雷口坡組白云巖之上為特征（圖3a）；晚三檢世一早侏羅世，巾于占特提斯洋的關(guān)閉，勉略古洋盆作為古特提斯多島洋的一個(gè)分支，四

40、川盆地北部開(kāi)始大炭模造山運(yùn)動(dòng)，米蒼山前陸盆地略顯雛形，并沉積了早侏羅世白田壩組巨厚層礫巖平行不整合覆蓋在須家河紐砂巖之上（圖3b）c隨后，米爸山地區(qū)進(jìn)入r穩(wěn)定而h.快速的沉積建造時(shí)期，沉積了巨厚層沙溪廟組砂巖，直至晚侏羅世到早白堊世,由于龍門(mén)山?jīng)_斷帶的大規(guī)模造山作用，并且在龍門(mén)山北段沉積了蓮花口組和劍閣組巨厚層礫巖，米花山作為龍門(mén)山北段毗鄰區(qū)域，同樣發(fā)育了蓬萊鎮(zhèn)組與劍門(mén)關(guān)組平行不整合，并且在米蒼山北部寒武系閻王仙組砂巖樣品裂變徑跡分析中有所反應(yīng)（圖4a）,可以把該次米蒼山變形看作為對(duì)龍門(mén)山隆升的遠(yuǎn)程效應(yīng)，或者說(shuō)龍門(mén)山造山作用對(duì)米蒼山的影響。進(jìn)入晚白堅(jiān)世，通過(guò)對(duì)米蒼山前須家河組砂巖中磷灰石裂變徑

41、跡低溫年代學(xué)分析，在1051a退火開(kāi)始（圖4h）,米蒼山開(kāi)始了強(qiáng)烈隆升時(shí)期，米蒼山形成現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)。最后，在新生代晚期，由于青藏高原隆升對(duì)整個(gè)四川盆地西部與北部的影響，米蒼山地區(qū)發(fā)生r抬升變形。3米蒼山地區(qū)構(gòu)造變形特征隨著米蒼山北部秦嶺造山帶不斷向南擠壓，米蒼山南緣沿正源一灰圈子一大河壩出露基底逆沖斷層，斷層北部以元古界基底出露地表，為米蒼山隆起核部；斷層南部出露古生界和中生界地層，新生界地層不發(fā)育，根據(jù)米蒼山前地表地質(zhì)信息分析，米蒼山前由西向東構(gòu)造抬升幅度逐漸減弱，旺蒼一金溪地區(qū)發(fā)育大兩會(huì)背斜，背斜近東西向，核部出露寒武系筑竹寺組，金溪地區(qū)向東，出露地層年代逐漸變新，構(gòu)造走向?yàn)楸睎|向，向東到

42、鎮(zhèn)巴地區(qū)受米蒼山造山帶影響逐漸變?nèi)?，主要受大巴山造山帶的影響。本次野外地質(zhì)考察主要是對(duì)米蒼山西段大兩會(huì)背斜地區(qū)進(jìn)行研究，剖面南部沿東河經(jīng)過(guò)古城山，正源、雙井場(chǎng)、鹿渡壩和旺蒼西側(cè)，橫穿米蒼山核部。3.1米蒼山前東河野外地質(zhì)剖面東河野外地質(zhì)剖而位于米蒼山前西側(cè)，靠近龍門(mén)山北段，經(jīng)過(guò)古城山，穿過(guò)米蒼山核部隆起區(qū)到正源、雙井場(chǎng)及旺蒼西側(cè)，與大兩會(huì)背斜構(gòu)造走向線斜交（圖5c）。通過(guò)地表數(shù)字高程分析，米蒼山地區(qū)北部地表起伏比南部大，相對(duì)于南部地勢(shì)高出1000m,說(shuō)明了北側(cè)受秦嶺造山帶改造作用明顯（圖5a）。米蒼山北部古城山地區(qū)地層向北傾斜，古生界大面積出露，地層傾角由40。向南逐漸變緩，表現(xiàn)為箱狀褶皺。在

43、干河地區(qū)發(fā)育大型逆沖斷層，斷面向南傾斜，地表表現(xiàn)為震旦系與寒武系斷裂接觸，震旦系地層南傾55。，而由于受基底逆沖斷層牽引構(gòu)造的影響，在斷面接觸帶上寒武系也向南傾，角度為48。（圖6）,寒武系與震旦系切層角為7。，山于逆沖斷層上盤(pán)震巨系已經(jīng)出露地表，推斷基底逆沖斷層受下伏元古界變質(zhì)巖滑脫層影響。米蒼山核部隆起區(qū)南至正源鄉(xiāng)，北至干河，以前震旦系變質(zhì)巖出露地表為主要標(biāo)志，主要發(fā)育后河巖群和火地垣群，通過(guò)同位素地質(zhì)年代學(xué)研究，后河巖群形成時(shí)間大于2524GPa,為上太古界一下元古界，火地堀群形成時(shí)間約為16GPa,為中.上元古界。其中，后河巖群斜長(zhǎng)角閃構(gòu)造片巖的錯(cuò)石鉛同位素年齡約為776Ma,說(shuō)明了米

44、蒼山在上覆蓋層沉積之前就經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（何政偉等，1997）o米蒼山核部南緣正源地區(qū)發(fā)育基底逆沖斷層，上盤(pán)為元古界變質(zhì)巖，下盤(pán)為震旦系白云巖，斷面北傾。剖面AB中部發(fā)育大兩會(huì)背斜，核部出露寒武系第竹寺組，大兩會(huì)背斜北側(cè)發(fā)育向斜構(gòu)造，向斜核部為三疊系飛仙關(guān)組，大兩會(huì)背斜南側(cè)，旺蒼縣附近，發(fā)育中生代地層單斜構(gòu)造，構(gòu)造變形相對(duì)微弱，因此根據(jù)地表地質(zhì)信息（圖5c）可以將米蒼山南部西側(cè)分為3個(gè)構(gòu)造單元：正源地區(qū)基底逆沖斷層以北為基底逆沖構(gòu)造單元；正源一大兩會(huì)背斜以南到立溪巖地區(qū)為山前強(qiáng)烈揉皺構(gòu)造單元，立溪巖以南為前緣單斜構(gòu)造單兀O圖5b為東河地質(zhì)剖面，根據(jù)地表露頭產(chǎn)狀對(duì)米蒼山北部、核部、南部進(jìn)行構(gòu)造地質(zhì)幾何學(xué)分析。米蒼山南緣控制較好，對(duì)前緣單斜構(gòu)造，大兩會(huì)背斜，造山帶前緣向斜構(gòu)造進(jìn)行了精細(xì)刻畫(huà)，剖面AB北部元古界變質(zhì)巖逆沖在震旦系地層之上，斷層傾角較陡，約為64。，斷層附近發(fā)育許多次一級(jí)的斷層，地層發(fā)生強(qiáng)烈倒轉(zhuǎn)，剖面AB中部發(fā)育大兩會(huì)背斜，背斜南翼地層最大傾角為58。,北側(cè)最大傾角為55。，剖面上表現(xiàn)為