西秦岭北缘漳县地区上新统砾岩砾石特征及其地质意义

西秦岭漳县地区保存了2套角度不整合分隔的新生代沉积地层单元,即下部渐新统—中新统含盐沉积地层和之上的上新统粗砾岩地层。通过对该地区上新统砾岩层的沉积旋回、砾岩中砾石大小、磨圆度、排列、成分等特征及垂向变化地观测统计分析,这套砾岩及砾石主要特征可以归纳为:①这套砾岩主要由厚层中-粗砾砾岩组成,厚度达480 m,呈近水平或缓倾斜角度不整合在下伏渐新统—中新统之上,自下而上可以分为洪积砾岩、冲积砾岩、冲洪积砾岩、冲积砾岩和冲洪积砾岩5个岩性段;②砾岩的砾石大小混杂,粒径分布范围大,最大粒径达120~240 mm,但以10~80 mm粒径砾石为主,砂砾质胶结,基质支撑为主,下部发育颗粒支撑筛状砾岩,砾石以次棱角状-次圆状为主,个别层位可见滚圆状砾石;③砾石成分为复成分,主要以灰绿色变质长石砂岩、长石石英砂岩、灰色或肉红色灰岩和斑状花岗岩、花岗闪长岩或闪长玢岩为主,且不同岩性段的砾石成分差异明显,洪积砾岩段以花岗质岩石和各种砂岩为主,而冲积砾岩段以灰岩砾石为主,且砾石磨圆度较好;④砾石叠瓦斜列方向主要指向南,指示了自南向北的古流向。根据这套砾岩的特征,结合其空间分布受向南陡倾的F2逆冲断层控制,以及砾石成分与西秦岭造山带岩石组成的一致性分析,认为这套上新统粗砾岩是以西秦岭北缘断层为边界的山前近源快速堆积的冲洪积扇沉积,具有再生前陆粗磨拉石盆地性质。结合青藏高原东北缘出现的一系列时代相同、构造背景一致的基本类似的粗砾岩,如循化盆地甘家砾岩和临夏盆地的积石山砾岩等,提出西秦岭北缘漳县地区的这套上新统砾岩是印度-欧亚板块碰撞汇聚向北扩展到青藏高原东北缘西秦岭北缘构造边界,不仅造成西秦岭造山带快速隆升,且引发了北缘断裂带复活而强烈向北逆冲,从而形成的再生前陆磨拉石盆地沉积的认识。

西秦岭北缘北西向断层特征和形成的构造机制及地质意义

西秦岭北缘构造带不仅发育一系列继承性多期活动或新生的近东西向断层,而且新生代地层中还发育与近东西向断层走向不一致且具有独特构造特征的北西向左旋走滑断层。这种北西向左旋走滑断层带不发育断层角砾岩、磨砾岩、碎粉岩、断层泥、摩擦镜面、擦痕线理、断层阶步等脆性断层中常见的构造现象,仅表现为地层旋转和剪切拉断形成的一定宽度的透镜化带,两条断层之间地层产状发生旋转形成了约1 km宽,平面上类似膝折构造几何形态地层扭折带。该北西向断层横切了渐新统—中新统地层,并被上新统砾岩覆盖和第四纪以来的近东西向左旋走滑断层斜切,指示了其形成于渐新世—中新世沉积地层形成之后,上新世砾岩沉积之前,即上新世早期。北西向断层带不发育脆性断层典型构造现象和断层左旋走滑作用在渐新统—中新统沉积地层中形成了类似膝折构造几何形态地层扭折带,说明其变形具有韧脆性过渡和缓慢剪切变形的特征,是西秦岭北缘一种新的断层类型。其形成机制为基底或中下地壳中大型左旋走滑韧性或韧脆性剪切带向上扩展延伸到上部沉积盖层中之结果,也就是说,新生代沉积盖层中这种北西向断层和地层扭折带是下部韧性剪切带的左旋走滑剪切在盖层中被动构造响应。这种基底或中下地壳北西向左旋韧性剪切带可能指示了上新世初期西秦岭北缘构造带深部韧性地壳物质向南东流变蠕动的构造标志,代表深部地壳缩短增厚向地壳韧性物质侧向扩展流动的转换过程。这种特殊的断层类型对理解青藏高原东北缘新生代构造变形体制转换和地壳隆升具有重要的科学意义。