阿尔金断裂带的构造轮廓

　阿尔金断裂带的构造演化~

通过对寒山、鹰嘴山一带出露的地层、火山岩、侵入岩、变质岩、构造变形及古地磁特征等的分析，区内阿尔金断裂的成生、演化过程大致可划分为早古生代、泥盆—石炭纪、晚二叠世—三叠纪、早白垩世和新生代等5个阶段。
一、早古生代阶段
本阶段是区内阿尔金断裂和金矿矿源层的形成时期及鹰嘴山金矿的主成矿时期。
大约在中寒武世，祁连板块开始向华北板块俯冲；随着俯冲作用的持续进行，岩石圈增厚并产生大量的摩擦热能，加之俯冲过程中向深部地壳带入了一些水，致使岩石熔点降低。当摩擦热能积聚到一定程度，随地热梯度的升高，下地壳局部熔融，形成岩浆房。俯冲作用过程中形成的断裂往往作为火山口与岩浆房的连通器，板块俯冲作用是脉动式的，当俯冲速度较大时，表现为强烈火山活动；反之，则以沉积作用为主。本期火山岩以钙碱性系列为主，还有少量碱性系列和拉斑玄武岩系列火山岩，系不成熟岛弧环境的产物。火山岩岩石类型以安山质火山岩为主，其次为中酸性火山岩，玄武岩较少。人工重砂分析结果表明，中寒武世火山岩Au含量较高，鹰嘴山破碎带蚀变岩型金矿矿体的直接围岩为凝灰质板岩、安山岩和英安岩等，说明本期发生的板块俯冲作用形成了矿源层。
早奥陶世，随着板块作用的继续进行，火山活动的强度及规模较中寒武世大，沟－弧－盆体系形成。由于弧后盆地位处俯冲洋壳的前方并具较厚的地壳、更多的摩擦热能和较高的地热梯度，当摩擦热能聚到一定程度时，导致洋壳熔融并形成对流的拉斑玄武岩浆，弧后盆地在深部的岩浆对流作用下被拉开并最终形成弧后洋盆。本时期火山岩属典型的玄武岩－安山岩－流纹岩组合，基本上以钙碱性系列为主，以安山岩居多，与环太平洋岛弧地区的火山岩组合相似，其次为中酸性熔岩和火山碎屑岩类。火山喷发方式为裂隙式，总体上，本期火山活动从早而晚依次表现为爆发－溢流－喷发的过程。此外，早奥陶世火山岩金的背景值较高，构成寒山蚀变岩型金矿矿体的直接围岩是火山角砾岩和片理化凝灰岩；可见，早奥陶世火山作用为寒山金矿提供了矿源层。
中寒武世—早奥陶世弧前洋壳的消减作用于中奥陶世初期结束，取而代之的弧陆碰撞和弧后洋壳的俯冲作用。祁连板块洋壳的消亡暗示了四道沟—大泉高压低温变质岩带的形成以及阿尔金断裂的大泉—阿克塞段呈陆内裂谷环境。此外，陆－弧碰撞作用使岛弧、弧后盆地环境形成中寒武—早奥陶世火山－沉积岩系沿层面（S0）褶皱，岩石圈缩短并增厚，地热梯度升高而发生区域低温动力变质作用，变质程度达低绿片岩相。在岩层变形－变质过程中产生了大量的轴面劈理及NWW-NW走向的断裂，这些断裂与四道沟—大泉一带的板块缝合带一起在持久的挤压力作用下变形，其性质为逆冲断层。同时，岩石圈持续增厚的结果导致下地壳的局部重熔而形成的中酸性岩浆，它们常沿NW-NWW向断裂或背斜核部侵位而形成中酸性岩株、岩枝或岩脉，但值得提出的是鹰嘴山蚀变岩型金矿矿体的直接围岩之一是已滑石化、蛇纹石化的超基性岩。本次专题对鹰嘴山金矿含金石英脉Rb-Sr等时线测定结果［（483±12）Ma，宜昌地矿所，1999］以及锶初始值Sr87/Sr86=07110±0.00036，充分证明该期岩浆热液是鹰嘴山金矿的主导成矿流体。变质热液及大气降水也有混入。伴随着中奥陶世开始的弧后洋壳俯冲作用，鹰嘴山—肃北一带的阿尔金断裂继续并表现为左行走滑，昌马、阴沟地区的中奥陶世火山岩正是洋壳俯冲造成下地壳重熔形成的，从正常海相碎屑岩较发育这一点看来，俯冲速率远较早奥陶世小。这一过程形成的火山岩既有钙碱性系列的，又有拉斑玄武岩系列及碱性系列的火山岩，反映了昌马—阴沟一带大地构造背景的复杂性，虽然，目前在本时期火山岩中尚未发现金矿，甚至在人工重砂样品中也未见到自然金，但不能据此就肯定与金矿成矿作用无关。晚奥陶世，伴随缓慢的俯冲作用而发生间歇性的、喷发强度及规模较小的火山作用，而海相正常沉积岩较发育，火山岩主要是拉斑玄武岩浆分异形成的流纹岩，以及在俯冲作用过程中被“刮”下来的洋岛环境下形成的碱性橄榄玄武岩。晚奥陶世中晚期至早志留世初期，弧后洋壳的俯冲作用加强，下地壳局部熔融程度大，并具裂隙式火山喷溢活动，发育消亡岛弧环境下形成的拉斑玄武岩系列火山岩和钙碱性系列火山岩。本时期火山岩主要赋存于扣门子组的上部，以中酸性熔岩为主，间夹中酸性火山碎屑岩。该时期火山岩中亦发育碱性岩，石英粗面岩人工重砂样品中自然金含量达2粒/10kg，但迄今还没有在该期火山岩中发现金矿。进入早中志留世，也许是弧后洋壳的俯冲作用已近尾声的缘故，火山活动微弱，以火山喷发－沉积作用为主，主要是一些火山沉积岩类，局部相变为凝灰岩，中酸性熔岩偶尔才能见到。金湾子地区的凝灰质板岩Au含量可达0.1×10-6，矿体赋存于凝灰质板岩和凝灰质砂砾岩中的断层破碎带内。可见，早志留世火山岩是金矿的矿源层。
晚志留世，随着弧后洋壳的消减完毕，阿尔金断裂初步形成，寒山、鹰嘴山地区进入板块碰撞造山阶段，但迄今在该区志留系中未见作为板块缝合标志之一的高压变质岩，可能是陆内俯冲作用或后期剥蚀作用的影响致使其未留下记录。这时，局限于南北两个板块缝合带之间的早古生代岛弧环境下形成的海相火山－沉积岩系在强大的南北向挤压力作用下，发生褶皱、变形并产生轴面劈理以及一系列逆冲断裂；随着碰撞作用的持续进行，岩石圈因缩短而增厚，导致地热梯度的升高而发生低绿片岩相区域低温动力变质作用，同时，下地壳温度的升高驱使其发生局部熔融而生成中酸性岩浆。这些中酸性岩浆多沿构造相对薄弱的NWW向断裂带侵位而形成众多的中酸性深成岩体。
二、泥盆纪—石炭纪阶段
此期阿尔金断裂与北祁连山NW-NWW向断裂因祁连板块的推动而一起发生左行走滑。一般而言，板块缝合带出现以后，如果板块间的会聚作用仍未停息，运动就会通过复杂陆内转换向外发展，逐渐形成宽广的高应变带。增厚了的陆壳底部因等温线上升而发生壳熔型岩浆活动，本身也因均衡抬升而成为高原，为周缘盆地提供了充足的物源。近碰撞带地壳沿走滑断裂向大洋自由面的蠕滑更把应变扩散到宽广的邻区中去。可以类比的是，青藏高原和亚洲东部新生代以来很大一部分历史就属于这一阶段，它的最大特点是地块由于走滑断裂系的活动而发生旋转。
进入泥盆纪以来，寒山—鹰嘴山地区进入后碰撞造山阶段。由于祁连板块与华北、塔里木板块的陆内会聚作用的持续进行使北祁连地区处于高应力状态；但是，阿尔金左行走滑断裂的活动使处于高应力状态的北祁连山西部地区向应力相对较弱的东部蠕滑和旋转，这一过程可能发生在石炭纪末期。表现最明显的是北祁连地区NW-NWW向断裂在这时期呈左行走滑状态。此类断裂控制着北祁连山地区的构造格架，它们在本阶段的左行走滑过程中常派生出众多的、不同形式的次级断裂，最典型的NNW向张性断裂、EW向剪性断裂和NE向张扭性断裂带，这些不同形式的次级断裂往往是容矿构造和中酸性侵入体的就位场所，对区内金矿的形成起到了巨大的作用。
受NWW向断裂控制的青山英云闪长岩体的形成时代为早石炭世（K-Ar 329Ma本项目采样，宜昌所测定）。该岩体之岩浆期后的热液活动可延续到晚石炭末，本时期形成的寒山金矿的成矿流体为岩浆水就是很好的证明。岩浆期后的大量热液流体携带一定数量的金质并扩散到邻近的寒山脆韧性剪切带内，继续对“碎裂的”金背景值较高的中寒武世火山岩或矿化岩和早奥陶世火山岩进行“喷淋”，最后在空间相对较大的次级裂隙中沉淀成矿。
金湾子金矿的形成与本期NW向区域性断裂的关系密切，NW向主干断裂在走滑过程中派生的NNW向次级张性断裂不仅作为提供成矿热液的斜长花岗斑岩的侵位通道，而且还是金矿体的容矿场所。
三、晚二叠世—三叠纪阶段
从区域上看，晚二叠世是北部的天山大洋和南部的昆仑大洋闭合期；而且晚三叠世随着金沙江洋盆的消亡，阿尔金断裂全面形成。但是，这两次构造变动在鹰嘴山、寒山地区的阿尔金断裂带内留下的记录较少，仅表现为车路沟山北坡石英闪长岩体和车路沟山花岗闪长岩体于晚二叠世沿阿尔金断裂带的相继侵位；其中，车路沟山花岗闪长岩体金含量达20粒/kg（据昌马幅人工重砂分析结果），其岩浆期后的含金热液贯入该岩体裂隙以及发育于奥陶纪地层中的构造裂隙内，形成含金石英脉型的车路沟金矿。
四、早白垩世阶段
从下白垩统角度不整合于侏罗系之上这一事实看来，燕山运动波及区内；早白垩世，区内进入另一种构造应力状态，阿尔金断裂活动的最重要的表现是在玉门红柳沟、碱泉子一带。该断裂带见玄武岩浆的溢流。据1∶50000《红柳峡幅、旱峡幅、鸭儿峡幅区域地质调查报告》，本期火山岩是在大陆内部拉张环境下形成的，属碱性玄武岩，结合其巨厚的火山－沉积建造，推测本时期区内的阿尔金断裂为大陆裂谷环境。
五、新生代阶段
第三纪以来，随着印度板块向欧亚大陆的俯冲，阿尔金断裂与北祁连地区的不同性质的断裂活动非常活跃和频繁。此时，阿尔金断裂表现为强烈的左行走滑，寒山—鹰嘴山地区（阿尔金断裂东盘）位于该断裂的前方，以强烈的挤压为主，而大泉一带（西盘）处于该断裂的后方，以拉伸为主，形成“入”字型断裂构造和拉分盆地。同时，北祁连地区处于南北向挤压应力场中，NW-NWW向断裂再次复活并往往转化为逆冲断裂和作为相互堆叠的构造岩片的推覆界面。泥盆纪—石炭纪形成的不同性质的次级断裂因其走向的不同而表现为不同性质，东西向断裂转化为逆冲断裂，南北向断裂转换为平推断裂，而北东向断裂兼具平推与逆冲性质，它们往往错断了NW-NWW向区域性断裂和金矿体。

本研究涉及的北山南带主要指甘肃北山地区，该区地处甘肃省西部酒泉地区，位于亚欧大陆桥的中间地段，闻名中外的古丝绸之路就穿过甘肃北山的南缘进入新疆境内。近EW走向的北山山脉属于北亚造山区的重要组成部分（李锦轶等，2006a），区内构造形迹多样，演化历史复杂，加上研究区处于甘肃、新疆两省区交界部位，因此，长期以来，构造地质学家们对北山地区的构造单元划分以及构造边界的确定存有不同意见。
以李四光为代表的地质力学工作者在研究我国西北部大地构造体系时，提出北山地区属于天山-阴山纬向构造带的西段（李四光，1972）。黄汲清等运用构造演化多旋回造山的学术观点在编制1：4000000中国大地构造图时将中朝—塔里木地台以北近EW向延伸的横贯中国西北、华北、东北的构造带称为天山-兴安地槽褶皱系，而北山则是隶属于天山地槽褶皱系中的一个优地槽褶皱带（任纪舜，1980），在早二叠世末褶皱而结束地槽型沉积。20世纪90年代末期，任纪舜等（1999）根据中国及东亚邻区地质具有显著的多旋回陆-陆叠覆造山作用特色，将中国及其邻区划分为亲西伯利亚、亲冈瓦纳和古中华三个陆块群以及古亚洲、特提斯和环太平洋三大造山区，且认为北山地区属于古亚洲造山区天山-兴安巨型造山系的北山-内蒙古-吉林造山带次级构造单元，该造山系经历了加里东期、晚华力西期、印支期多巡回造山运动，且碰撞-造山具有明显的软碰撞、弱造山特征。
李春昱等首先运用板块构造学说的观点来研究中国及亚洲的大地构造，对亚洲的板块构造轮廓进行了划分，奠定了该区板块构造单元划分的基本格架（李春昱等，1982），他进一步指出（李春昱等，1983），我国的天山、西准噶尔及北山属于哈萨克斯坦板块，而北部的北塔山和阿尔泰则属于西伯利亚板块。在此之后，研究区板块构造的划分方案主要有以下几种：左国朝等（1990，1996，2003）以板块构造和地壳演化阶段性理论为指导思想，对北山地区板块构造特征、各构造单元地质特征及有关的成矿作用开展了富有成效的研究，将北山地区早古生代构造单元以明水-石板井-小黄山蛇绿岩混杂带为板块缝合带，划分为北侧的哈萨克斯坦板块和南侧塔里木板块，再根据演化阶段的不同构造部位分为大陆区、过渡区和大洋区次一级构造单元，相比之下，晚古生代板内构造时期构造单元以时间演化顺序划分为造山期、陆壳伸展作用期、陆壳堆叠作用期和裂谷作用期。刘雪亚等（1995）在研究北山造山带的大地构造时认为，北山地区是中朝、塔里木、哈萨克斯坦和西伯利亚四大古板块汇聚地带，由北向南分别以红石山-黑鹰山断裂带和柳园-大奇山断裂带为界，划分为西伯利亚板块南缘的双沟山-骆驼山造山带、哈萨克斯坦板块东延部分的北山造山带和塔里木板块北部边缘的敦煌地块等构造单元，这三个古板块和中朝古板块之间由一条长约1500 km的NEE向大型左旋走滑断层（阿尔金断裂）相隔，在晚中生代碰撞拼接。汤中立等（1997）通过对天山-北山结合部位的考察，认为康古尔晚古生代俯冲带是塔里木板块和哈萨克斯坦板块的最后分野，也就是说，北山造山带主体属塔里木板块的东北边缘，哈萨克斯坦板块东端仅延入北山造山带的最北侧，并未构成造山带的主体。任秉琛等（2001）通过对甘肃北山地区早古生代蛇绿岩残片的恢复，认为红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带代表塔里木板块和哈萨克斯坦板块的缝合带，在中新生代受阿尔金NE向左行走滑断裂的影响而分割为红柳河-白玉山（西）、通畅口-牛圈子（中）和白云山-洗肠井（东）三段。龚全胜等（2003）根据北山主造山期大地构造相特点及区域性深大断裂带、各类蛇绿构造混杂岩带的发育情况，将北山造山带自北向南划分为8个构造单元：雀儿山古生代岩浆弧、红石山晚古生代蛇绿构造混杂岩带、北山晚古生代岩浆弧、马鬃山早古生代岩浆弧、牛圈子早古生代弧后盆地、双鹰山早古生代被动边缘、红柳园古生代裂谷和石板墩前陆基底，而红石山蛇绿构造混杂岩代表了晚古生代塔里木板块和哈萨克斯坦板块之间最后的碰撞界限，红柳河-洗肠井蛇绿混杂岩代表了早古生代塔里木板块边缘早期裂解的扩张洋盆。
通过以上简要评述可以看出，北山地区的大地构造归属及构造单元的划分尚存在不同意见，主要表现在：①由于代表古洋壳残余的蛇绿岩片在北山地区出露广泛，且成带分布，因此，塔里木板块和哈萨克斯坦板块之间的最终缝合带位于何处存在多种观点：是明水-石板井-小黄山蛇绿岩带，还是辉铜山-花牛山-帐房山蛇绿岩带，亦或是红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带。②敦煌地块是属于塔里木板块，或是华北板块，亦或是独立于两大板块之外的微陆块?尽管存在不同意见，但绝大部分地质学家都认为北山地区位于塔里木板块、哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块的结合部位，具有多期“开合”历史。本书在系统总结前人成果的基础上，主要采用刘雪亚等（1995）对该区大地构造单元划分的观点，认为北山地区地处西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块和塔里木板块交汇处，骆驼山-红石山-黑鹰山深大断裂以北属西伯利亚板块，柳园-大奇山深大断裂以南属塔里木板块，而这两大断裂之间的广大区域属哈萨克斯坦板块（图2-1）。这里对涉及北山南带的几个构造单元做简要介绍。
图2-1 北山地区大地构造纲要图


（一）塔里木板块
塔里木板块是组成中国大陆主体的三大克拉通之一（Wang et al.，1995），其主体即由现在被显生宙沉积地层覆盖的塔里木盆地组成，周边地区前寒武纪地层出露广泛，北山南带仅涉及塔里木板块东北边缘一隅。按聂凤军等（2002a）的意见，北山地区以玉门关-安北-旧寺墩深大断裂为界，断裂以南为塔里木板块的敦煌地块，以北为敦煌地块北缘的安北-旧寺墩构造-岩浆带。
1.敦煌地块
敦煌地块南以阿尔金断裂为界与祁连山分开，在区内呈北东东向展布，主要由太古宙基底岩系敦煌群及零星出露的中新生代盖层组成。关于敦煌群的地质特征将在区域地层一节中加以详细介绍，此不赘述。
2.安北-旧寺墩构造-岩浆带
安北-旧寺墩构造-岩浆带分布于敦煌地块南缘，西起古玉门关以北地区，向东经石板墩、老君庙至金塔县旧寺墩，全长450 km，宽20～40 km。该构造-岩浆带内除分布有大量呈EW向展布的晚古生代花岗岩外，还出露较大面积时代仍有争议的区域中低级变质岩系和石炭系火山-沉积岩盖层（刘雪亚等，1995），两者呈断层接触。对于这套时代有争议的变质岩系，即前人所称的“北山杂岩”，其岩石组合和变质作用完全可与新疆库鲁克塔格地区的兴地塔格群、敦煌地块的敦煌群对比（甘肃省地质矿产局，1989；左国朝等，1990），因此被认为是其南侧的敦煌岩群向北的延伸（李景春等，1996），在本书中也将其划归敦煌群。安北-旧寺墩构造-岩浆带内金矿床（点）分布较多，代表性的金矿床有新老金厂金矿床、小西弓金矿床、金庙沟金矿床、白墩子金矿点和石板墩金矿点等。
（二）哈萨克斯坦板块
哈萨克斯坦板块是位于东欧、西伯利亚和塔里木三大板块之间的一个三角形板块，其主体由克齐尔库姆、木尤恩-中天山、科克切塔夫核汉特-曼西斯克等几个不大的中间地块及若干走向不同的古生代造山带组成（李春昱等，1982）。由于哈萨克斯坦板块缺乏比较古老的陆核，且前寒武纪地块比较分散，因此对于其是否构成一个独立的大板块尚存在疑问，任纪舜等（1999）就将这一广大地区划归天山-兴安造山系的一部分，称为哈萨克斯坦镶嵌地块。在北山地区，哈萨克斯坦板块仅楔入其东端的小部分，由北而南可划分为红石山-黑鹰山地体、公婆泉-月牙山地体、马鬃山中间地块、花牛山地体和柳园-大奇山地体，这里对涉及研究区的几个地体作一介绍。
1.柳园-大奇山地体
柳园-大奇山地体构成北山南带的主体，西起白山，经柳园和音凹峡到白山堂，长460 km，宽约15～30 km。地体的北界以北倾的逆冲断层分别与花牛山地体和马鬃山地块相邻，南界以柳园-大奇山断裂与塔里木板块相隔。该地体主体部分为音凹峡-野马井岛弧带，主要由古元古代基底变质岩系和石炭系海相火山-沉积岩组成，之上不整合覆盖下二叠统双堡塘组海相碎屑岩。柳园-大奇山地体内代表性的金属矿床有古堡泉铁矿床等。
2.花牛山地体
花牛山地体呈EW向紧邻马鬃山中间地块产出，西起辉铜山，经花牛山至墩墩山，长约250 km，宽10～20 km。该地体北界为黑山-碱泉子深大断裂与马鬃山中间地块相邻，南界为红山-明金沟断裂，其南部分布的地层为下元古界北山群片岩、片麻岩和大理岩，其内辉铜山-花牛山-东大泉一线见有蛇绿岩残片（左国朝，1996）。地体的主体部分由奥陶系滨海相陆源碎屑岩夹火山岩组成，其上不整合覆盖泥盆系海陆交互相碎屑岩夹火山岩。泥盆纪火山岩具有岛弧带火山岩的特点，同时在地体北缘见有早古生代花岗岩体断续出露，因此花牛山地体被认为是其北侧的马鬃山中间地块在奥陶纪至泥盆纪向南增生的产物（刘雪亚等，1995）。地体内不仅分布大量海西中晚期花岗岩体，而且还出露早古生代和中生代花岗岩体（江思宏等，2003；2006a）。花牛山地体内代表性的金属矿床有花牛山铅锌银矿床、辉铜山铜矿床、拾金坡金矿床、磨金硐金矿床、明舒井金矿点等。
3.马鬃山中间地块
马鬃山中间地块呈NWW走向产出，西起红柳河，经黑尖山、双鹰山、马鬃山至红山口，长约480 km，宽约20～40 km。地块的北界为红柳河-马鬃山-月牙山深大断裂，南界为黑山-碱泉子深大断裂。该地体最古老的基底地层为下元古界北山群片麻岩、片岩夹大理岩，其上覆盖中元古界滨海相陆源碎屑岩和碳酸盐岩建造。该区寒武系地层为一套浅海相还原环境沉积的硅质板岩夹碎屑岩，其中下部含有磷结核，奥陶系下统仍为稳定的盖层沉积，但中、上统及志留系则出现陆源沉积并伴有岛弧型火山喷发（刘雪亚等，1995）。地体内石炭纪中酸性侵入岩分布广泛，二叠纪和侏罗纪酸性侵入岩亦很发育。地体内代表性的金属矿床有金窝子金矿床、照壁山金矿床、老硐沟金矿床、鹰嘴红山钨矿床、罗雅楚山铁矿床和玉石山南铁锰矿床等。

阿尔金构造带横亘于青藏高原的西北部并构成青藏高原的西北部边界（图6-1）。关于这条构造带的性质和成因，前人从不同的学术观点有过较多的论述，结合近代板块构造观点对此构造断裂带进行研究的代表性意见主要有：李春昱（1980）认为“祁连山西端为阿尔金山大断裂所斜切，这个断裂是在地层褶皱的同时，由于地槽部分向东北推移而生成的，相当一个转换断层”。“沿塔里木南缘的西昆仑向东经阿尔金山至柴达木盆地南缘及盆地北缘的山脉，是一个晚古生代褶皱带，在古生代是一个优地槽沉积带，古生代晚期地槽区受到向北移动的挤压使地层发生褶皱。西昆仑……地槽褶皱带俯冲于塔里木地块之下，而沿布尔汗布达断裂南侧的地槽褶皱带向北俯冲于柴达木盆地之下”。“在褶皱及俯冲的同时，沿阿尔金山发生平移断裂，东南侧向北东推移，形成阿尔金山的西南段，它与古生代中期形成的阿尔金山东北段连成一条”。张建新、许志琴等（1998）认为阿尔金断裂带东段是“一个韧性转换挤压带”等。

阿尔金断裂西端在西藏的拉竹龙归并于印支期形成的金沙江缝合带上，东段终止于玉门宽滩山且归并于东西向构造带上，总体上呈NEE向展布，全长约1600km。本次主要涉及该断裂的肃北—宽滩山段（见图6-1），它西起阿克塞，经红口子至昌马呈NE70°～75。方向延伸，然后至宽滩山一带呈近东西向展布，断层面总体上倾向南南东，南盘在肃北—昌马一带主要由下古生界构成，北盘仅在大泉一带出露作为陆块结晶基底的前长城纪敦煌岩群，其余广大地区皆被中新生界覆盖。该断裂较陡，断层面倾角常在70°左右，南盘的寒武系、奥陶系常逆冲到上侏罗统之上，志留系和侏罗系往往逆冲到更新统之上，证明阿尔金左行走滑断裂兼具逆冲推覆性质，挽近以来仍在活动。区内阿尔金断裂之断层破碎带宽一般在150～300m之间，片理化强烈，主要由中深层次的糜棱岩和浅－表层次的碎裂岩类及断层泥组成，糜棱岩带内往往发育鞘褶皱，产状一般为250°～265°∠25°～40°；断层面上常见擦痕，产状245°～260°∠25°～35°；说明该断裂以水平滑移为主。由于该断裂兼具逆冲推覆性质，往往将不同构造层次的地质体堆叠在一起。寒武系、奥陶系及志留系等中浅层次的地质体与深层次的敦煌岩群、北大河岩群堆叠在一起，恰是这种沿大型走滑断层的隆升效应，世界上著名的圣安德烈斯大断裂和郯庐大断裂均具此种效应。阿尔金断裂带内应变较强，根据该剪切带内长英质糜棱岩中重结晶颗粒粒度计算出差异应力值为113.3MPa，比围岩差异应力值大一倍以上，应变速率为1.19×10^-12，比围岩应变速率大20倍以上。该断裂带内岩浆活动强烈，车路沟山北坡的石英闪长岩体沿此断裂及其破碎带侵位，延长约10km，宽一般在200～600m之间，它被车路沟花岗闪长岩体穿插，显得“支离破碎”，它们均为下地壳火成岩重熔的结果。受控于阿尔金断裂的车路沟花岗闪长岩体之岩浆期后的含Au热液是形成车路沟石英脉型金矿的主要因素。此外，在该断裂带之红柳沟、碱泉子一带发育早白垩世陆相环境下形成的玄武岩，它们均呈厚层状赋存在早白垩世地层中，说明阿尔金断裂在早白垩世时处于引张状态。所有这些岩浆活动的信息表明，阿尔金断裂为超壳深断裂，并且有多期活动的特征。另据张喜贺、姜枚等（1998）的深部地震层析资料表明，阿尔金南缘断裂产状较陡，延伸超过了100km，切割了Moho面，属于阿尔金断裂系的主断裂。

图6-1　阿尔金断裂带分布图

关于阿尔金断裂的成因，历来众说纷纭，一种是大型走滑断裂，另外一种是转换断层。我们认为，区内阿尔金断裂的形成与北祁连造山带的演化有着密不可分的内在联系，寒山、鹰嘴山地区的中寒武—中志留世火山－沉积建造为岛弧、弧后盆地环境下形成的，表明该区曾属于华北古陆边缘的祁连洋。其中，中寒武世火山岩为不成熟岛弧环境下形成的，暗示了板块俯冲－碰撞带可能在其南侧存在。在昌马乡南的四道沟一带发育蓝片岩及构造混杂岩，它们是板块缝合带的重要标志；但是，在其西部被中新生代沉积物掩盖，给工作增加了难度。总体看来，四道沟地区的蓝片岩与东部的肃南石居里蓝片岩、大岔大板蛇绿岩以及发育于红柳沟地区阿尔金断裂带上的蛇绿杂岩一样，均为祁连与华北板块缝合带的产物。由上分析，推测区内板块缝合带大致在四道沟—大泉—肃北一线。不难看出，区内大泉以西的阿尔金断裂是祁连与塔里木板块的分界并具转换断层性质。那么，大泉之东的阿尔金断裂是怎样形成的？早中奥陶世弧后扩张洋盆的存在说明：早中奥陶世，随着祁连板块的持续俯冲而发生弧后扩张，致使先成熟的岛弧向洋壳逆冲，弧后洋盆形成，该洋盆西界就是阿尔金断裂的部位。晚奥陶世至中志留世，随着弧陆碰撞而发生弧后洋壳的俯冲，晚志留世弧后洋壳的消减结果使大泉—昌马一带阿尔金断裂形成。值得指出的是，阿尔金断裂的昌马—宽滩山段从区域上看来，可能是在拗拉槽基础上发展起来的。

肃北—昌马一带的阿尔金断裂位于该断裂的东部，断裂两盘的构造型式差异较大，北盘以发育“入”字型断裂和拉分盆地为特征，而南盘则发育一系列弧形断裂。这是因为北盘处于阿尔金断裂带滑动的后方，处于引张状态；南盘处于阿尔金断裂带滑动的前方，处于挤压应力场中；此外，阿尔金断裂带上NE向次级张性断裂在其南盘较发育，在强大的南北向挤压力作用下转换为平推断层。上述构造型式均是阿尔金断裂挽近以来左行走滑的必然结果。

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