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第二章 造山带混杂岩野外 调查要点 一、混杂岩定义、类型 混杂岩（melange）术语是1919年Greenly在英国威尔士Anglesey岛填图时首先引入的。其特征是原始层序完全被破坏，坚硬的块体包裹于破碎的基质之中。20世纪60年代以来，混杂岩被视为板块俯冲的证据之一，受到广泛的重视。大量研究表明，混杂岩广泛分布于世界各地的造山带或构造活动带。 1978年在美国加利福尼亚举行了混杂岩专题讨论会。1980年Silver和Beutner的会议报道混杂岩是描述一个可填图（1∶25 000或更小比例尺）的内部破碎混杂岩体的术语，它包含通常处在透入性变形基质中的各种块体。这种岩石混合体由构造运动、沉积滑塌或任何这类作用的复合所形成。吴浩若等1982 指出有些混杂岩只有块体没有基质。 一些研究者将沉积作用包括水下滑动、沉积物碎屑流和重力流等过程形成的混杂岩称为滑混岩（allolistostrome）（Raymond,1978; Bailey et al.,1989; Tull and Telle, 1989）或沉积混杂岩（sedimentary melange）（Muller,1989）（图2-1）,并归之于弧后盆地扩张、裂谷形成和大陆壳的边缘塌陷等构造背景; 对由构造作用包括弧陆碰撞、陆陆碰撞、加积楔中的变形和地体边界变形等形成的混杂岩称为构造混杂岩（Tectonic Melange）Lacazette and Rast,1989; Muller 图2-1 沉积混杂岩成因分类 and Wylie,1989 （图2-2）。 总的来说，对Silver和Beutner1980的混杂岩定义，目前有广义和狭义两种理解。广义的包括滑混岩，和构造成因、沉积成因和复合成因的地质体，为多数人所采用，例如Raymond（1984）按照成因将混杂岩分为构造混杂岩（tectonic melange）、底辟混杂岩 35 图2-2 造山带构造混杂岩类非史密斯地层各种混杂岩岩片（块）形成的大地构造背景模式图 A. 各种构造混杂岩岩片（块）生成原始位态及大地构造环境；B. 汇聚、碰撞环境中各种构造混杂岩岩片（块） 就位（变位）模式a. 俯冲刮削拼贴式，b. 俯冲折返拼贴式，c. 俯冲推覆式 图中112含义见表2-1；图1319的含义如下13. 礁；14. 陆架边缘浅海沉积；15. 陆壳；16. 洋壳； 17. 岩石圈地幔；18. 同造山侵入体；19.洋扩张脊 37 （diapiric melange）、滑混岩（allolistostrome）和复合成因混杂岩（polygenetic melange）。狭义的仅指由构造作用形成的混杂岩（构造混杂岩），排除沉积成因的滑塌堆积等。但许靖华（1974）认为，被透入性剪切破碎的滑塌堆积实际上无法从混杂岩堆积中区分开来。西藏江孜与仁布之间的混杂堆积即是一例（吴浩若等，1981），它延伸10km以上，其中包含了宗卓组浊积砂岩和床得组远洋灰岩和硅质岩，也有类似宗卓组滑塌堆积的成分，但已见不到正常的地层序列，大部分强烈剪切破碎，既有层状岩层保存，也与周围断层接触，本身为大的岩块。这种情况显然可单独作为一个填图单位而无法归入本区其他岩石地层单位。 二、构造混杂岩基本构件构造岩片（块） 造山带结合部位是混合物质场，尤其是多旋回造山带，在经历了多期次开合和洋陆转换及后期的陆内俯冲、叠覆、剪切走滑、伸展滑脱及一系列强烈的热事件、变质作用等重重地质事件作用下，更使原本成层有序的物质建造发生强烈改造、重组，最终大多以混杂岩的面貌出现在造山带区。从中型构造尺度来看,不同层次、不同产状、不同性质、成生于不同时期的断裂所分割的多级次构造岩片组合是造山带混杂岩地层重要特征之一。从填图尺度，可划分为超岩片和岩片两级。岩片（块）是造山带混杂岩地层非史密斯地质填图的基本单位之一。 岩片slice是指以构造拼合边界所分割的具有一定物质构成的地质体,在地质填图中具可填性，是混杂岩地层基本单位之一，也是非史密斯地质填图的基本单元之一。对岩片块的正确划分是最基本、最重要的，岩片块的厘定和划分可按如下原则进行 1 必须是以构造拼合边界所分割的地质体，即岩片四周均被断裂围限，该断裂决不是同一地质体内部的断裂，而是与不同地质体相拼合的构造界面； 2 相邻岩片在岩性、岩相、变形、变质程度和时代上具明显差异。尤其是被一断裂带所分割的两个相邻地质体如在岩相上不连续、变质程度、变形样式和时代上有一项不同者，即可区分为两个岩片。 超岩片superslice是在同一大的构造旋回期（如晋宁期、加里东期、海西期等）形成、亲源关系密切、大致经历了相似变形、变质历程的一套岩片和微岩片组合体。超岩片的大小一般宽为数公里，长达数十至数百公里。在造山带1∶50万地质图上，在岩石地层单位编图的基础上，采用超岩片进一步解剖混杂岩区较好，但有特别重要意义的岩片如蛇绿岩岩片，超高压含柯石英榴辉岩岩片，深海放射虫硅质岩岩片等 可在1∶50万地质图上夸大表示。 三、混杂岩地层常见岩片块类型及主要特征 根据东昆仑造山带1∶250 000地质填图，殷鸿福、张克信等（1998）列述了混杂岩地层常见的岩片（块）类型及其主要特征表2-1。 表2-1 造山带混杂岩地层中岩片块、层主要特征 岩片类型 主 要 特 征 1.滑动岩块sli 半固结的沉积物块体沿破裂的底面整体移动，内部几乎无揉皱变形和旋转作用 2.滑塌岩块slu 半固结的沉积物块体沿破裂的底面整体移动，内部揉皱变形和旋转作用强 3.蛇绿岩岩片op 洋壳或似洋壳岩石圈碎片，其岩石组合为地幔变质橄榄岩、超镁铁－镁铁质堆晶杂岩、席状岩墙群、枕状熔岩等 4.玄武岩岩片β 由大套枕状玄武岩或非枕状玄武岩构成的构造岩片，可能为蛇绿岩残片 5.超镁铁岩岩片Σ 主要为地幔变质橄榄岩、超镁铁－镁铁质堆晶杂岩、席状岩墙群等，可能为蛇绿岩残片 6.硅泥质岩岩片sa 与蛇绿岩密切伴生的放射虫硅质岩，硅化粘土和泥岩、硅化沉凝灰岩等 7.碳酸盐岩岩片ca 主要指洋盆中的非火山海山，没有陆源物质参与，多数为生物建隆形成碳酸盐岩海山（台）、相伴远洋硅岩及压缩层序，有时产具蓝绿藻纹层的铁锰壳和铁锰结核 8.火山弧 岩片va 火山、海山或火山弧残片。由喷出的火山岩、火山弧的深成岩根部和来源于火山的沉积碎屑构成 9.复理石岩片fw 巨厚的再沉积深海、半深海碎屑岩序列。由来自大陆边缘的石英长石质碎屑所构成，杂基支撑为主 续表2-1 岩片类型 主 要 特 征 10.磨拉石岩片ml 为造山沉积再旋回产物，包括从陆相到海相的一系列沉积体系，其碎屑模型图解中是一个岩屑-石英区域 11.裂解块体岩片sl 原来从大陆裂解出来的一些块体（地体），后又被拼贴于大陆边缘。沉积体富含石英，反映沉积作用的多旋回。或在碰撞带中被卷入的一些被裂离的变质基底岩系块体 12. 超高压变质岩片hp 特指俯冲于地壳深部发生超高压变质后又折返于地壳浅部的岩石，如含柯石英榴辉岩 四、混杂岩地层野外调查要点及技术路线 在造山带进行区域地质调查工作，特别要注意对“混杂岩”或“蛇绿混杂岩”的调查和研究，应采用特殊的方法进行填图。 （1）从整体上查明“混杂岩” 或“蛇绿混杂岩”分布延伸范围的基础上，重点要对内部构成进行详实观察记录,分别收集混杂岩的岩片（块）和基质两者各自的岩性、岩相和时代依据。首先要从现存构成混杂岩各类基本构件构造岩片（块）的物态（物质组成）、时态（时代依据）、相态（岩相特征）、位态（原始生成部位）和变形、变质调查入手，追寻其原始生成环境、时空结构和变位、变形、变质历程，从中恢复其造山带三维结构和揭示造山带形成机制及大地构造演化历程，这一调查方法称之为“混杂岩构造岩片四维裂拼复原法”（图2-3）。对混杂岩中不同类型的构造岩片或岩块，均需尽量详细圈定和填制。其次还要对外来岩片（块）赋存的“基质” 进行系统混杂岩构造岩片四维裂拼复原法 超岩片 岩片 物态分析 物质组成 时态分析 确定时代 相态分析 确定相环境 位态分析 确定原始位置 变形分析 变质分析 非史密斯地层原生形成环境、时空结构、变位、变形变质历程恢复 造山期次分析、大地构造相和造山带三维结构及形成演化分析 岩矿岩 石物石 学学地 球 化 学 生同年磁事 物位代性件 地素地地地 层年层层层 龄 测 定 沉生事环岩 积态件境石 相相相相地 球 化 学 变变变变变变 质质质质质质 建相作岩变作 造带用地形用 原与类层 期 岩相型 次 建系 造 构构构构构构 造造造造造造 几运动流变年 何动力变形代 学学学学相学 岩石构古 相物造地 古古古磁 地地地 理理理 的物质成分、时代、变形变质特点调查。 图2-3 混杂岩地层调查技术路线 （2）在混杂岩地层剖面或主干调查路线上要按基质和岩片（块）对内部物质组成进行详细描述，采集岩矿、古生物、岩相、构造定向、岩石地球化学、粒度分析等样品，选择代表性岩片采集同位素年龄测试样。特别要注意岩片（块）与基质之间、岩片（块）与岩片（块）之间（在混杂岩中，岩片（块）四周被断裂围限）接触关系（断裂）特征性质的调查。 （3）对“蛇绿岩”发育保存完好的地区，应查明“蛇绿岩”岩石类型和结构构造特征，建立系统完整的“蛇绿岩”序列，研究上覆沉积单元的沉积岩相特征，尽量采集古生物化石，并结合同位素年龄资料，确定“蛇绿岩”形成时代。在“蛇绿岩”保存发育不好的“蛇绿混杂岩”地区，应着重查明有关岩浆岩组成的不同类型岩石的岩块规模、物质组成、产状、形态、相互接触关系，以及伴生沉积岩的沉积岩相和构造变形特征，寻找古生物化石。结合同位素年龄、岩石学、岩石化学和地球化学资料建立对“蛇绿岩”形成环境和时代的认识。 41
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