包括额尔齐斯挤压构造带、恰吾卡尔断褶构造带、乌伦古河-三塘湖沉降带、北塔山断褶构造带、淖毛湖沉降带、克拉麦里-莫钦乌拉断褶构造带。
(1)额尔齐斯挤压构造带
在阿尔泰弧型构造带的西南,顺额尔齐斯河发育着一条北西西方向延伸的强烈挤压构造带。它的主体限制在克孜加尔-玛因鄂博大断裂和额尔齐斯大断裂之间,宽2050km,延伸数千千米。向西北进入哈萨克斯坦境内,向东南延入蒙古。向东和向西逐渐加宽,现今表现为北西西向的低缓谷底,大部分为新生代松散堆积物覆盖。布尔津-哈巴河之间有零星的古生代岩块、地块出露,锡伯渡以东则主要由晚古生代地层组成。该带出露最多的岩石是晚石炭世的中、酸性火山岩及其碎屑岩。另外,局部出露二叠系的陆相粗碎屑岩,在哈拉通沟和青格里河下游有极少量的早、中侏罗世的含煤沉积,古近-新近纪砂砾岩则大面积分布。上石炭统和二叠系,上石炭统与下侏罗统,下侏罗统与古近-新近系之间都为明显的角度不整合。
岩浆活动以晚古生代(即华力两晚期)最强烈,以中-酸性侵入岩为主。另外,基性-超基性岩、岩株呈现带状分布,同时也见有印支-燕山期的酸-偏碱性的小岩体。岩体的分布与构造带的延伸方向大体一致。
额尔齐斯复式向斜,总体展布与构造方向基本一致,褶皱枢纽起伏弯曲多变,尤其是小褶皱轴向变化异常复杂,规模相差悬殊,多形成裙边式褶曲群。复式向斜两翼倾角北缓南徒,北翼倾角60°左右,南翼倾角70°以上。花岗斑岩沿褶曲轴部侵入,亦有顺几组破裂面呈网状、脉状侵入。
挤压带中断裂十分发育,以走向压扭性断裂为主(图2.17)。北东、北西向的追踪张裂面以及近于东西向的先压后扭性断层相当发育。
走向压扭性断裂主要是作为挤压带南北界的大断裂,即克孜加尔-玛囚鄂博断裂和额尔齐斯断裂。它们走向北西290°左右,呈舒缓波状弯曲,断面倾向北北东,倾角70°左右。克孜加尔断裂位于阿尔泰山的南麓,断裂北侧为中泥盆统,南侧为上石炭统,两者走向相交30°左右。顺断裂为宽阔的负向凹地,泉水出露点呈线状分布,两侧岩层均遭破碎,破碎带宽10~100m,并有大量的石英和方解石团块充填,局部有构造角砾岩和断层泥出现。断层面上可看到垂直、水平和斜交的不同方向的擦痕,表明断裂有多次活动,性质亦发生多次转化,航片和卫片上都显示出清晰地线状构造。航磁异常图上有明显的直线状梯度带,两侧异常轴线相交,交角30°左右。克孜加尔断裂河东被河西系的可可托海断裂错开,右行错距25km,错开后在可可托海断裂以东称为玛因鄂博断裂。额尔齐斯河断裂顺额尔齐斯河呈北西西向延伸。顺断裂带挤压破碎强烈,破碎带宽10~50m,带内发生硅化、绢云母化、绿帘石化,岩石呈褐色或灰白色条带。浅色花岗岩、花岗斑岩及石英脉顺断裂带广泛分布,多充填于断裂带内次级裂隙中,呈网状或雁行状。断裂切割了中、新生代地层,地形上形成构造陡坎。沿断裂,岩石变质程度加强,混合岩、角闪岩和片岩分布于断裂北侧。航磁异常图上,断裂北侧为北西向的正负相间的带状异常,南侧近于东西向的带状异常,两侧异常轴交角15°~20°。沿断裂带,磁异常呈明显的线状延伸,△T曲线近于对称,北边较南边稍缓。经航磁定量计算,断裂面产状与实地观测一致,倾向于东,倾角75°左右。
图2.17 额尔齐斯断裂中剪切布丁指示由北东向南西向逆冲
额尔齐斯挤压带具有长期活动的历史,它至少从早古生代就已形成,对蒙古弧型构造和准噶尔弧型构造的发育都具有重要的控制意义,但它的成熟期则是晚古生代末期。它严格控制了晚石炭世地层的展布,并造成晚石炭世地层的强烈挤压变形和动力变质,挤压带为中、酸性岩浆活动提供了通道和充填空间,特别是基性-超基性岩的侵入。该带至中、新生代仍有强烈的活动。
(2)恰吾尔断褶构造带
该带展布与额尔齐斯挤压构造带以南,乌伦古河谷地以北。主要由泥盆纪地层组成,局部出露奥陶纪和石炭纪地层。它的西段,在北北西向河西系的可可托海断裂带以西,与准噶尔弧型构造的东翼重接复合,两者成分难以区分。在可可托海断裂带以东,逐渐与准噶尔弧型构造分开,在青格里河和布尔根河一带形成一系列北西西方向的复式褶皱和压扭性断裂。主要有青格里-布尔根背斜、接勒的卡拉它乌向斜、恰贝尔提背斜,三者之间以北西西向的卡拉先格尔-接勒的卡拉它乌断裂、克孜-卡拉尕依巴斯它乌断裂分隔开来。由这北西西向的褶皱和压性断裂组成的北西西向构造带向东南延入蒙古境内,再向东南可能与汉水泉谷地以北的苏海图山地区的北西西向构造相接,而同属于一个构造的范畴。
中泥盆统为一套凝灰砂岩、凝灰粉砂岩及中性凝灰岩夹生物灰岩,出露于复式背斜的核部。上泥盆统由一套凝灰角砾岩、千枚岩、凝灰砂岩组成,常构成复式向斜的核部。这些复式褶皱一般为对称褶曲,两翼倾角50°~70°。自南北两侧接近额尔齐斯挤压构造带和乌伦古河凹地,挤压较强,构造比较复杂,局部有同斜褶曲。
晚古生代中、酸性侵入岩体广泛发育,多数呈北西西方向延伸,与构造线方向一致,仅个别呈规则的圆形。
分隔这些复式背斜、复式向斜的一组北西西向压扭性断裂都有较宽的挤压破碎带,最宽的可达1km,岩带退色化和赭石化现象明显,并有明显的构造阶梯和构造谷。顺断裂有较多的酸性岩脉侵入,而岩体又被后期的构造活动所破坏。这些破碎带为中温热液铜矿物质运移和富集的有利地带。
(3)乌伦古河-三塘湖沉降带
从乌伦古河谷地向东南至三塘湖盆地构成一条北西西方向展布的中、新生代的沉降带,该带的南段三塘湖地区发育完好,北段由于准噶尔弧型构造东翼的阿尔曼太山弧型褶带的干扰,使沉降带面貌比较模糊,南段三塘湖地区最宽约50km,三塘湖盆地长达200km,北段乌伦古河谷宽仅数千米,长近100km。
该沉降构造带是在古生代地层组成的大型复向斜的基础上,与二叠纪以后逐步形成。该带出露地层有泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系及第四系。泥盆系为多旋回的火山喷发-沉积建造。以中-基性火山喷溢为主,由早泥盆世的海相逐渐过渡至中泥盆世的海陆交互相,晚泥盆世晚期则以陆相为主。早石炭世早期的黑头组海相碎屑岩整合覆盖于晚泥盆世地层之上。重要的不整合发生在杜内期和维宪期之间,早石炭世和中、晚石炭世之间以及石炭纪与二叠纪之间。
泥盆纪末期的构造运动使西域系的一些隆起构造带遭到强烈褶皱而基本定型。
该沉降带内,以侏罗系-新近系为主的中、新生代地层形成一系列短轴状、箱状褶皱,局部地区为穹隆,地层倾角一般不超过15°。
(4)北塔山断褶构造带
该断裂构造带西起准噶尔盆地东北缘的塔克尔巴斯套,向东经北塔山,通过三塘湖和淖湖2个盆地之间,插向天山东西复杂构造带,总体走向300°~310°。该带的北段,与准噶尔弧型构造的阿尔曼太褶皱带复合,两者有10°~20°的夹角,部分构造形迹彼此重接,难以严格区分。
该带主要由志留纪、泥盆纪和石炭纪地层组成。志留系出露很小,只局限于库普复背斜的核部,为一套浅变质的海相碎屑岩,夹有少量基性喷出岩。泥盆系是该带分布最广的地层,构成该带的主体,下泥盆统与志留系为整合接触,但泥盆系下统的上部可超覆于早古生代的花岗岩体之上。早、晚古生代之间的构造运动在这里似乎推迟了。该带泥盆系的上、中、下3统发育齐全,但表现出2种不同的岩相建造,一种以北塔山地区为代表,多为浅海相火山碎屑岩、火山碎屑岩沉积,局部具火山熔岩;另一种以塔克尔巴斯套以北得仁格依里登地区为代表,以正常碎屑岩为主,早、中、晚泥盆世地层依次由海相-海陆交互相-陆相逐步变化。2种岩相区以北西向的大断裂为界,反映了西域系在泥盆纪已强烈活动,严格控制了该带火山岩带和正常沉积带的分布。到石炭纪这种明显的分异已不存在,均为多个喷发旋回组成的以中、基性为主的火山岩火山碎屑岩。早石炭世以后,基本结束了海侵的历史,北西西走向的复式背斜的轮廓已基本形成。
总体来看,北塔山断褶构造带是由一系列复背斜组成,延伸400km。由西向东包括得仁格依里登复背斜、哈萨坟复背斜、库普-北塔山复背斜,褶皱轴向均为290°~310°。复背斜的核部由志留纪、早泥盆世地层组成,两翼由中、晚泥盆世和石炭纪地层组成。褶皱为紧闭型,以对称型为主,局部为倒转褶皱,两翼倾角70°以上。各复背斜之间略有雁行排列之势,复背斜核部有大片的中、酸性的岩基分布。
北塔山断褶构造带内断裂构造发育,以与构造带展布方向一致的大型北西西向压扭性断裂为主。这些主干断裂面一般向北东方向倾斜,与其伴生的2组扭裂面,一组走向北西320°~330°,另一组走向北东50°左右。一般规模都不大,常在背斜的两翼密集分布,互相切割。
该带最主要的控制性大断裂有克罗温-上湖断裂、库普-北塔山南麓断裂、塔克尔巴斯套断裂等。
①克罗温-上湖断裂:西北端起自得仁格依里登复背斜的北侧,向南东经北塔山地区至三塘湖南东北第四纪松散零积物覆盖,断裂带总体走向和倾向上都具舒缓波状弯曲,常由数条密集平行的断裂组成挤压带。挤压断裂带最宽可达4km,一般为2~3km。带内岩石强烈片理化、千枚岩化,局部形成糜棱岩带。主要劈理面及片理面与挤压带方向平行。带内有大量的石英脉和方解石脉,局部见有大量的中、酸性岩枝、岩脉。沿断裂表象为线条分布的负地形。航照及卫片上影像清晰。断层总体向北东倾斜。倾角80°以上,局部向南西倾斜。总长度达400km。
②库普-北塔山南麓断裂:断裂走向北西290°~305°,舒缓波状弯曲,断裂面向北东倾,倾角60°,断裂破碎带宽500m以上,破碎带中挤压片理、劈理以及构造透镜体的长轴方向与断裂带平行。断裂带在航照和卫片上有清楚地显示,整个断裂带断续出露,中段和南段都被第四纪沉积物覆盖。
③塔克尔巴斯套断裂:位于准噶尔盆地东北部,为塔克尔凹陷的北缘,为塔克尔巴斯套的山前断裂,断层走向300°,断裂面向北东倾斜,倾角60°以上,挤压破碎带宽度100~350m,由少量平行断裂方向的石英脉、方解石脉、闪长玢岩脉充填。岩石见有褐色和赭石化,沿断裂带有泉水出露。
北东和北西向的2组共轭扭性断裂的轴向随整个断褶构造带呈波状弯曲,在不同的地段,方向稍有变化,前者为北东-北东东向,后者为北西-北北西向。它们一般规模都不大,常为30~50km,北东-北东东向断裂为扭性兼压性,北西-北北西向断裂为扭性兼张性,它们都斜切构造线走向,常具有较显著地水平位移。前者为左行扭动,后者为右行扭动,断距有时可达5~10km。这2组共轭扭性断裂发育最好的是北塔山复背斜的两翼。
(5)淖毛湖沉降带
该带是夹于北塔山断褶构造带和莫钦乌拉-克拉麦里断褶构造带之间的一个不连续的负向构造带。本带由西北向东南成生发展时代逐渐变新,即由三叠纪→侏罗纪→新生代相继成盆的发展序列。南段以淖毛湖盆地为主体,向北西方向经过北塔山盐池一带,直到准噶尔盆地东北部的塔克尔凹地。西部的塔克尔凹地像一个向西北张开的大口袋,位置在克拉麦里山和塔克尔巴斯套山之间。准噶尔盆地中间,通过物探资料也发现了这一北西向沉降带的存在。这一凹陷至少在三叠纪以前就已开始沉降。向东南,在北塔山盐池盆地中,侏罗纪形成良好的成煤盆地。在向南东,至淖毛湖一带主要是古近纪以后才形成的北西向盆地。盆地中覆盖不深,古近系、新近纪和第四纪的砂砾岩直接不整合于石炭纪地层之上,侏罗系、白垩系只分布在淖毛湖盆地的北缘和凹陷内。在塔克尔凹地和淖毛湖盆地中,古近-新近纪地层都发生了微弱的褶皱,形成一系列北西方向的短轴背斜、向西北倾状的鼻状构造以及穹隆构造。在背斜或穹隆构造的轴部,地层倾角达20°~30°,向翼部则逐渐变缓,甚至趋于水平。
(6)克拉麦里-莫钦乌拉断褶构造带
该构造带以北西方向的莫钦乌拉山为主体,向北西方向延至克拉麦山一带,进入准噶尔盆地当中。根据物探资料所作的盆地内部基底深度图,可清楚地见到这一北西西向的隆起构造带斜贯准噶尔盆地中部,直到西准噶尔界山地边缘,与准噶尔弧型构造的西翼反接复合。该构造带东南段插入天山东西复杂构造带之中,与阿吾拉勒-博格达-哈尔里克褶皱构造带斜接复合,并在中、新生代后被卷进巴里坤-伊吾反S型构造之中,多数成分都经后期改造而成为反S型构造的组成部分。
该构造带主要由奥陶系、志留系、泥盆系和石炭系组成。奥陶系、志留系为一套浅变质的碳酸盐岩、中-酸性火山岩及火山碎屑岩。泥盆纪时沉积岩相和古地理环境因北西西方向深断裂分隔,发生了显著的分化,北西西向的克拉麦里深断裂以北,地壳沉降十分剧烈,伴随有大规模的海底裂隙式喷发,岩性变化急剧,沿走向常由火山岩相变为火山碎屑岩及火山沉积碎屑岩,而克拉麦里深断裂以南则为相对稳定环境的正常沉积岩,仅局部有少量火山活动。沉积速度较慢,厚度不大,岩相也比较稳定。这种由北西西向的深断裂的分隔而发生强烈活动与相对稳定带分异的产生,显然是西域系的强烈活动有关,早石炭世以后,这种分异作用已不明显,皆为一套火山碎屑岩相与正常沉积的碎屑岩,局部地区有较强的中-酸性火山活动。早石炭世晚期以后,多数地区都已隆起,除南段的局部地区仍接受沉积外,其他地区则长期遭受剥蚀,并已具备北西西向断褶构造带的基本形态。
该断褶构造带的西北段为克拉麦里褶皱束,东南段位莫钦乌拉复背斜带。克拉麦里褶皱束包括一系列北西西向的背斜和向斜,这些褶皱一般长20~40km,宽4~5km,由泥盆、石炭纪地层组成;次级小褶曲十分复杂,两翼倾角60°~80°。局部受断裂影响,轴面向南倒转,形成向北倾斜的同斜褶曲,莫钦乌拉复背斜的核部由奥陶纪地层组成,两翼由泥盆纪和石炭纪地层组成。由于一系列北两向的大断裂将本构造带切割成许多叠瓦状断块。每一断块则以单斜(同斜)带状出现,但总的来看,仍保留了背斜的外貌,只是南翼被切割更不完整。所有的岩层都具有紧闭线型褶曲的特点,岩层走向主要为北西-南东方向,倾角一般都达40°~60°,次级褶曲十分复杂,常形成同斜和倒转的褶曲,它们一般向北东倒转,向南西倾斜。
该带大型压性或压扭性断裂有克拉麦里断裂、莫钦乌拉断裂等,这些断裂皆为北西西-南东东走向,延长达均上百千米。其中石英滩-克拉麦里山北缘断裂向东南可与巴里坤盆地东北缘断裂相接,向西北延伸穿过准噶尔盆地的中央直至西准噶尔界山的东南缘,总长可达600km。其性质大多数为高度逆断层,倾角多在60°以上,局部由逆掩断层性质。由于断层面产状较陡,因而断层面倾向沿走向多不稳定,时而北东,时而南西,该组断裂都有较宽的断裂破碎带。航片、卫片及物探异常图上都有明显的现象。该组北西向断裂都具有较长的活动历史,较大的切割地壳深部,多数都有基性、超基性岩分布,并控制了古生代的火山喷发和大量的中、酸性岩浆的侵入,而且对克拉麦里一带的含金石英脉的形成也有控制作用。
该构造带内,与北西西向压性结构面配套的2组扭裂面,即西北-北北西向断层组和北东-北东东向断层组,一般规模都较小,长5~20km。斜切地层走向,断层面直立。前者具左行扭动,后者具右行扭动,断距一般为100~200m。
在北端克拉麦里地区,由于与六棵树-老爷庙区域东西向构造带斜接复合,因而东西向的褶皱和断裂也较发育,但规模都较小。东西向断裂带表现更新的活动性,往往切割其他方向的几组断裂。
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