正文
近年来,岩石磁组构作为地质学研究手段在各方面得到广泛应用mI.利用岩石磁组构来研究岩石的变形是构造地质学的一种新手段口一】.磁性物质的分布与排列方式决定了岩石磁化率的分布具有方向性,即存在最大值和最小值方向,而这些方向与岩石的形成和变形有关.研究表明,岩石磁化率椭球体与岩石的构造应变椭球体的作用是等价的,应变椭球体的3个轴与磁化率椭球体的3个轴相互平行,并具有一定的共构关系豫熨.通过磁组构分析结合局部构造应力分析,可以定量研究主要构造运动中的应变旧’. 对于变形微弱、没有明显变形标志的地质体,很难用常规构造研究手段进行变形或构造应力分析.岩石磁组构方法提供了可能,最近研究表明,利用沉积岩磁组构进行构造应变分析是可行的¨母。. 本区位于帕米尔构造结东侧,属印度板块与欧亚板块碰撞变形强烈的地带,因而成为研究造山带构造与变形的热点地区之一(图1).区内中、新生代地层发育,厚度巨大,且多发生地层倾斜、倒转.区内发育Nw向断裂.本地区晚新生代沉积地层主要出露在昆仑山的山前地带,但是本地区新生代地层已有的古地磁研究并不多∞111】,而利用沉积岩磁组构进行应变分析的研究还没有开展.本研究试图通过对西昆仑山前晚新生代沉积岩磁组构的分析,探讨区内晚新生代岩石应变特征.1样品采集与测试 尉,脚。囫。口a口s圈e口, 图1西昆仑地区地质简图 Fig.1 Simplified geological map Of the west Kunlun (据新疆地质志,1993) 1.元占宙;2.古生界;3.中生界;4.古新世-更新世;5.全新世; 6.断裂及推测断裂;7剖面位置世红层,地层走向为N 64。E,倾角32。SE)及新藏公路72 km处的叶城科克亚剖面(共采集20个岩样,均取自中新世安居安组)。所采样品在Battington:MS一2型磁力仪上,应用九个方位测量方法测定方向磁化率值,并计算每个样品的主磁化率k。。、Kint、Kmin和其他磁组构要素(表1).和尝誓雾冀焉睾篙兰景鬈9集422k个繁黧妻誓 2磁组构特征m积岩样,采样点位于中巴公路 处,盖孜河北岸 二 ’瞄钍¨l叫1习。uL的乌依塔克剖面(共采集6个沉积岩样品,地层属中新 两个剖面的磁组构参数表明(表1),磁化率平均第21卷第l期王永等:西昆仑山前晚新生代沉积岩磁组构及构造意义 75 表l西昆仑晚新生代沉积岩磁组构参数’Fable l Magnetic fabric 0f L,ate Cenozoic sedimentary rocks in western Kunlun磁化率平均值岛。=饵孟卅‰+.Kmi~)/3;磁化率各向异性P=K,‰;磁线理厶:(鼠。yK。一;磁面理斥:(‰。+‰。,2)一KⅢiII),‰～;磁化率椭球体扁率凸(‰。‘Kim)/(墨。’鼠m):校正磁化率各向异P=exp{2[(1nK~。.】nK )2+(1nKt,t-lnKmem)2.+(1nKmm.】n K )。】】O.5;形状因子丁=(2tnK,。r-lnKm~..1nK~)/(1nK~。.1nK~).量值为’7.0×10。。18.7×10。sI,有一定变化,磁化率各向异性度P较大,且变化较大,从1.07—1.89.但磁化率量值与磁化率各向异性没有相关性,表明各向异性并非沉积岩所含磁性矿物的差异造成. 首先将所测定的磁面理(F)与磁线理(L)绘制成图2.图解上位于E=l直线以下为压扁区域,表明它们主要发育磁面理.E=I直线以上为拉长区域,代表主要发育磁线理. Ji,映的磁化率椭球体是压扁状的,同时磁化率椭球体的磁面理平行于沉积层面,无明显的磁线理或磁线理与古水流方向相一致磁化率椭球体的最小轴与层面垂直,即Kmir.为垂直方向,投影点在原点附近,比较集中.因此,对于沉积岩而言,磁组构既包含原始沉积状态的信息,同时也可以记录后期构造作用的痕迹. 将样品经地层倾斜校正后的最小磁化率轴进行投影,从投影图中可以看出(图3),2个剖面的样品分布在不同范围.乌依塔克剖面样品主要集中在二、四象限,而柯克牙剖面主要集中在三象限,少数在二、四象限.最小磁化率椭球体轴向代表最大应变压缩轴,即代表最大压应力方向.反映该区经受较明显的变形,构造变形以压扁变形为主.从图中可以看出,‰。方位在乌依塔克剖面表现为Nw方向.在柯克牙剖面出现两组方向,一组集中在NE方向,偏角、倾角优势值为220<450;另一组为NW向,与乌依塔克剖面相一致,但样品数量较少.靠近原点附近仍有样品点分布,说明有原始沉积组构的残留.但大部分发生明显偏移,显示后期构造活动的影响.Jelinek利用校正的磁化率各向异性度P’来表示磁化率椭球体的特征n2’,从表l可以看出,除个别样品外,大部分样品的P’>1.2,最高达1.89,显示出较明显的变形特征. 图2晚新生代沉积岩磁面理(F).磁线理(L)图Fi艮2 F-L Plots 0f Late Cenozoic sedimentary rocks (a)乌依塔克剖面;(b)柯克亚剖面 3 从F.L图中可以看出,大部分样品均集中在E=1直线以下,靠近F轴,表明磁化率椭球体以压扁状为主对于未受构造扰动的沉积岩而言,其原始磁组构所反 .__K一 ▲一K。. ·一K,。图3西昆仑山前晚新至衣沉积暑硪组构方位投影图 Fig.3 Stereograph Of anisotropy directions 0f Late Cenozoic sedimentary rocks in the piedmont area 0f west Kunlun (a)乌依塔克剖面:(b)柯克亚剖面结论与讨论西昆仑山前其它位置的古地磁研究指出o,西昆。李德贵,王永.新疆地学海峡两岸学术研讨会沦文集.1999,~北,88.93仑山前中新世的古地磁平均方向表明该地区的构造已产生30~。400jj.~ji时针旋转运动(图4),此顺时针旋转运动与区域性构造运动一致.表明后期构造活动对中新世以前地层进行过改造.恰哈t倾斜校正前1 恰哈(倾斜校正后) 图4西昆仑山前中新世古地磁方向投影图Fig.4 Stereographic projection of paleomagnetic directions of the Miocene from west Kunlun. (a)乌依塔克剖面(b)柯克亚削面 叶城柯克亚剖面的古地磁结果显示安居安组地层也有30。～40~左右的顺时针旋转运动.该剖面古水流分析表明f1引,中新世时物源区为南或偏南方向.磁化率椭球体中,最大轴(磁线理)一般与古水流方向或构造线理相一致,而最小轴(磁面理)与片理、层理面相一致.对于正常沉积而言,Kmin为垂直方向,其方位与层理面相垂直.然而,西昆仑山前中新世磁化率椭球体最大轴方向与古水流方向不一致,磁组构的形成非原生沉积作用所致,显示有后期构造活动的叠加.由于最小磁化率轴代表了最大应变轴,即代表了最大主压应力方向,从两个剖面的结果来看,投影点主要集中三、四象限,故显示有Nw和NNE两组应力方向. 根据塔里木西南凹陷周边发育的各类构造形迹分析【l钔,晚白垩纪—新近纪,最小主应力为:NW 32l一335,最大主应力为SW 23l～240,为NNW方向的挤压.与本项研究中磁化率椭球体最小轴方向一致,显示新生代以来西昆仑山前地区经历了NE向的挤压,为印度板块向北挤压碰撞的反映.同时,西昆仑及其邻区主要断裂的研究也表明,西昆仑构造带具有NE向逆冲、Nw向走滑,多方向活动的组合特征【1 5'拍】. 沉积岩磁化率椭球体与应变椭球体方位的一致性表明,可以从磁组构研究中获得有关构造应力及构造变形方面的信息.由于乌依塔克剖面的采样点较少,数据缺乏系统性,有待于进一步研究.西昆仑山前晚新生代沉积岩磁组构及构造意义@王永$中国地质大学地球科学与资源学院!北京 100083;中国地质科学院地质研究所,北京 100037 @李德贵$台北中研院地球科学研究所!台湾 台北 南港邮政1-55 @王军$中国地质科学院地质研究所!北京 100037 @王彦斌$中国地质科学院地质研究所!北京 100037西昆仑;;山前晚新生代;;沉积岩;;磁组构西昆仑山前晚新生代沉积岩磁组构特征表明,沉积岩原生磁组构受后期构造活动改造.磁组构测试结果表明晚新生代沉积岩发生较明显变形,岩石磁化率椭球体指示磁面理较发育,反映岩石受压扁型变形为主.磁化率椭球体最小轴方向为NW指示该区最大主压应力为NW,与区域构造分析结果相一致.李德贵,王永.新疆地学海峡两岸学术研讨会论文集.1999,台北,88-93 [1] 余钦范,郑敏.岩石磁组构分析及其在地学中的应用[M].北京:地质出版,1992． [2] 张拴宏,周显强.磁化率各向异性地学应用综述[J].地质论评,1999,45(6) :613-620． [3] Hrouda B A. 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引文
李德贵,王永.新疆地学海峡两岸学术研讨会论文集.1999,台北,88-93 [1] 余钦范,郑敏.岩石磁组构分析及其在地学中的应用[M].北京:地质出版,1992． [2] 张拴宏,周显强.磁化率各向异性地学应用综述[J].地质论评,1999,45(6) :613-620． [3] Hrouda B A. Magnetic anisotropy of rocks and its application ingeology and geophysics [J]. Geophys. Surveys, 1982, 5:37-82． [4] Owens W H. Mathematical model studies on factors affecting themagnetic anisotropy of deformed rocks[J]. Tectonophysics, 1974,24:115-131． [5] Kligfield R, Lowrie W, Dalziel I W D. Magnetic susceptibilityanisotropy as a strain indicator in the subbury basin Ontrario[J].Tectonophysics, 1977,40:287-305． [6] 潘永信,朱日祥.磁组构研究现状[J].地球物理学报,1998,13(1) :52-59． [7] Lee T Q, Kissel C, Laj C, et al. Magnetic fabric analysis of the Plio-Pleistocene sedimentary formations of the Coastal Range of Taiwan [J]. Earth and Planetary Science Letters, 1990, 98:23-32． [8] Sagnotti L, Winkler A, Montone P, et al. Magnetic anisotropy of Plio-Pleistocene sediments from the Adriatic margin of the Northern Apennines (Italy); implications for the time-space evolution of the stress field [J]. Tectonophysics, 1999,311:139-153． [9] Pitambar G, Azumi H, Raj R K, et al.. Magnetic minerals and magnetic properties of the Siwalik Group sediments of the Karnali River section in Nepal[J]. Earth, Planets and Space. 2000, 52(5) :337-345． [10] Gilder S, Zhao X, Coe R, et al. Paleomagnetism and tectonics of the southern Tarim basin, northwestern China[J], Journal of Geophysical Research, 1996,101(B10) : 22015-22031． [11] Zheng H B, Powell C M., An Z S, et al. Pliocene uplift of the northern Tibetan Plateau [J]. Geology, 2000, 28(8) : 715-718． [12] Jelinek V. Characterization of magnetic fabric of rocks[J], Tectonophysics, 1981,79: 63-67． [13] 郑洪波,Butcher K,Powell C.新疆叶城晚新生代山前盆地演化与青藏高原北缘的隆升[J].沉积学报,2002,20(2) :274-281． [14] 钱一雄,吉让寿,秦德余,等.喀什凹陷北缘中新生界的油气勘探前景[J].石油实验地质,2001,23(1) :32-37． [15] 李建华,张家声,单新建.西昆仑-西南天山地区断裂活动性研究[J],地质学报,2002,76(3) :347-353． [16] Thomas J C, Perroud H, Cobboldm P R, et al. A paleomagnetic study of Tertiary formations from the Kyrgyz Tienshan and its tectonic implications[J]. J Geophys Res, 1993, 98:9571-9589．
