混杂堆积体特征及其构造意义

WUMingRen

混杂堆积体特征及其构造意义

王立社1，2，董云鹏1，夏林圻2，徐学义2，

夏祖春2，李向民1，2，马中平1，2

（1.西北大学 地质学系，陕西 西安  710069；2.中国地质调查局西安地质矿产研究所，陕西 西安  710054）

摘要：为了探讨混杂堆积的概念及特征。对混杂堆积和滑塌堆积的异同点进行了分析比较，并指出了混杂堆积的成因及鉴别标志。结果表明：混杂堆积是由外来岩块、原地岩块和基质三部分组成的组分复杂的统一体，这些组分的来源、变形程度、时代及性质具有很大差异；由于混杂堆积年代较久，且受到构造改造的滑塌堆积比较相似而难于区分。混杂堆积是板块进行俯冲碰撞时形成的，可作为鉴别古板块消亡带的重要标志之一。

关键词：混杂堆积；外来岩块；原地岩块；基质；滑塌堆积；标志

中图分类号：P542+.4       文献标识码：A      文章编号：1000-274X(2004)0118-07

1  混杂堆积概念

混杂堆积作为板块俯冲、碰撞的产物具有非常重要的意义。地质学家曾以不同的术语进行描述[1]：1829年，G..Pouch提出klippe（飞来峰）一词指的是外来的岩片岩块；1849年，C.F.Naumann提出nappe（推覆体）这一术语；1886年，Kaufmann把瑞士阿尔卑斯含砂岩和其他岩性岩块的泥质岩称为wildflysch（野复理石）；1902年，Von.Kraft在克欧嘎地区进行野外工作时，对那里的混乱岩石进行了详细的观察和描述，并在许多岩块中找到不同时代的化石，他把这些含不同时代化石的岩块称为exotic block（外来岩块）；到1919年，Greenly在研究威尔士安格尔西岛的莫纳杂岩中杂乱岩石时，才首次提出混杂堆积（mélange）这个概念。1968年，板块构造理论提出后，混杂堆积得到了满意的解释，mélange这一术语才得到广泛推广。许多学者把混杂堆积与板块构造联系起来，认为是板块俯冲带或缝合带上强烈构造作用的产物[1]。随着地质工作的深入，越来越多的混杂堆积被人们发现，有必要对其特征、构造意义作进一步的讨论、总结。

2  混杂堆积体特征

混杂堆积组分复杂，根据以往发现的混杂堆积来看，混杂堆积一般是由不同来源、不同环境、不同变形程度、不同大小、不同时代及不同性质的外来岩块（exotic block，allochthonous block）、原地岩块（local block）和基质(matrix)三部分组成的统一的混杂物质场[2,3]。

2.1  混杂堆积体中的外来岩块

混杂堆积体中的外来岩块是混杂体的主要组成部分之一。它是构造作用的产物，是在板块俯冲、碰撞过程中，岩石（或地层）由大规模的逆掩作用[1]经远距离推覆而形成的。因此，外来岩块是来自与混杂堆积的主体（基质、原地岩块）无关的其他岩石地层单位的成分，主要出现在缝合带附近[4]。

2.1.1  外来岩块的规模  混杂堆积体中外来岩块大小不等，差异悬殊，大者可达几千立方米以上，多出露在混杂堆积组成的主体山脉的不同高点，形成峭壁的悬崖或独立山峰；小者仅在几立方厘米到数十立方厘米，混杂分布在较大岩块之间。例如，西藏姜塘江赛额混杂堆积体中以灰色结晶灰岩为主的外来岩块[5]，其岩块大小不等，大者可达数千立方米，多出露在混杂堆积组成的主体山脉的不同高点，形成峭壁的悬崖；小者仅在几立方厘米到数十立方厘米，零星分布于较大岩块之间。

2.1.2  外来岩块的成分 构成外来岩块的岩石一般比较坚硬，主要是不同成分的碳酸盐岩、含砾碎屑岩、碎屑岩、硅质岩、基性岩、超基性岩以及各类变质岩等组成。例如：九寨沟塔藏构造混杂岩带中外来岩块有两种类型，一类为早期滑塌坠入塔藏岩组中的泥盆－二叠纪的灰岩块体，另一类是构造岩片或岩块，主要为泥盆－石炭纪的石英砂岩、板岩、灰岩及二叠纪灰岩块体[6]；江赛额混杂堆积体中的岩块以不同成分的碳酸盐岩为主，其次为含砾碎屑岩、碎屑岩、硅质岩、基性岩等岩块组成的复成分堆积物[5]。

2.1.3  外来岩块的形态  外来岩块的形态复杂多变，纵观以往发现混杂堆积中的外来岩块，其形态主要出现以下3种：①三角状岩块，岩块棱角分明；②磨圆度略好状岩块，以浑圆、长椭圆状为多；③菱形体、方块体状岩块。这些外来岩块由于受构造运动的影响，有些岩块的边部保留有明显的转动痕迹，有的可见“包卷”、小揉皱等构造[5]，有的表面发育有擦痕叠加等现象。岩块形态的不同，主要受岩块所处位置、自身硬度、搬运距离等因素影响。如新疆且末县黄羊沟蛇绿混杂岩中的岩块，在强烈变形部位多呈透镜状产出，而在变形较弱部位则呈角砾状产出[7]。岩块往往呈不同的形态或是嵌在基质上、或者被基质包裹，嵌在基质上者多呈三角块或方块状，块多较大，可独立成山峰；被包裹的较小岩块多且有些磨圆，可能有多次移位。外来岩块内部有时可见层理，但整体上却无章可循[8]。

2.1.4  外来岩块的时代  外来岩块来自于与混杂堆积主体无关的其他岩石地层单位，由于大规模的逆掩作用，从外部推覆而来，因而它的时代、生物化石组合等与基质不同，差异较大。一般混杂岩的基质年代较新，外来岩块的地质年代较老[1]。

2.1.5  外来岩块的成因  文献[4]对雅鲁藏布江沿岸外来岩块进行了研究，根据外来岩块的产出方式、岩性和古生物特征，将外来岩块的成因分为俯冲型、仰冲型、挤压型3类。俯冲型是印度板块上一部分岩石随板块的俯冲消减到欧亚板块之下，由于欧亚板块的阻挡无法俯冲下去的一部分随俯冲作用反卷上来，形成俯冲型外来岩块；仰冲型是印度板块向北漂移、俯冲，根据运动的相对性，必然使欧亚板块产生一种相反的运动，使上部地层产生向南的仰冲作用，形成仰冲型外来岩块；挤压型是在印度板块和欧亚板块的强烈挤压作用下，古地中海的洋壳物质被挤出地表而形成的岩块。

2.2  混杂堆积体中基质和原地岩块的特征

混杂堆积体的基质(matrix)与外来岩块的成分是截然不同的，两者在岩性、形成时代、变形程度及形成环境等诸多方面存在较大差异。基质一般是复理石沉积或类复理石沉积的泥砂质岩或以蛇纹岩、火山碎屑岩及火山碎屑熔岩等为主相对塑性的岩石，在强大的压力下普遍遭受不同程度的扭动变形或剪切，甚至发生流动现象，填在岩块的空隙中。基质的分布非常不均，而且位置不同，分布形态也不同。原地岩块(local block)与基质是同源或同时期的产物，是基质内稍坚硬一些的夹层被挤压、错碎而形成一种新的岩块——原地岩块。这种岩块一般规模较小，形态单一，显示韧性变形特点，成岩时代与基质接近或相同。外来岩块没有“根基”，被基质包围着，经风化剥蚀后突出地表，基质普遍遭受扭动变形、错碎破坏，有时可见到不甚明显的韵律性和沿走向断续可连的不甚清楚的层理[5]。

2.3  混杂堆积中外来岩块、原地岩块和基质的接触关系

外来岩块（岩片）与基质、原地岩块间一般为断层接触关系，原地岩块和基质间有断层接触者，也可有沉积接触者。例如，金沙江以东的正斗、茨巫和群都一带的混杂堆积[8]可见基质的沉积纹层围绕岩块，以沉积接触关系叠覆，有的岩块斜截基质层理，显示为基质沉积后滑塌嵌入，同时可见部分岩块与基质均遭受构造剪切揉搓，显示曾经历同沉积期和沉积期后构造变形改造。有时因受到强烈的剪切作用，岩块间以韧性剪切带接触，如嘉黎-迫隆藏布构造混杂岩带中，经露头揭示岩块及基质之间一般以糜棱岩带接触[9]。

3  混杂堆积与滑塌堆积的区别

1955年，G .Flores在研究西西里岛的滑塌堆积时提出olistostrome，它由希腊语olistomai （滑动）和stroma（层）复合而成，在实际运用中有些人将mélange与它混用。针对一些文献中术语使用上的混淆，许靖华（1974）曾建议将olistostrome与mélange区别开来。前者是有一定层位和层序的沉积体，后者是一种构造混杂体[10]。虽然，一般可以根据滑塌堆积体中的沉积物特征以及其周围地质环境判定其为滑塌堆积，如甘肃武都古崩滑堆积体的确定[11]，但滑塌堆积与混杂堆积有许多相似之处。例如，它们都是由规模大小不一、形态各异的较硬岩块和较软基质混杂的堆积在一起而组成的，特别是当滑塌堆积被后期的构造作用改造、叠加后，很少保留它原先沉积时的一些特点。因而，两者区分起来比较困难，一些学者可能就把滑塌堆积误认为混杂堆积，因此有必要对混杂堆积和滑塌堆积进行区别。许多地质学家从不同的侧重点对国内外混杂堆积和滑塌堆积进行了分析比较，笔者对其进行了归纳总结，将二者的主要区别列于表1。

4  混杂堆积体的成因及鉴别标志

关于混杂堆积体的成因有构造成因和沉积成因两种不同的观点。板块构造理论提出前，有学者认为是由于构造作用发生的褶皱、破碎、逆掩形成的；另一些学者则强调是海底泥流、重力滑坡等非构造作用的结果[1]。板块构造理论提出后，大多数学者认为混杂堆积是一个板块向另一个板块移动时，当其前缘彼此发生碰撞时，俯冲板块上的沉积物（深海沉积、浊流沉积）一部分随同俯冲板块俯冲下去，另一部分因逆冲板块的阻拦、挤压，堆积在接触线上，与沉积在海沟中的物质、逆冲板块前缘的塌落岩块以及通过构造侵位上来的洋壳碎片挤压混杂在一起，这些不同性质、不同时代和不同大小的岩块经挤压混在一起形成的。但是，也有一些学者认为它是构造、沉积两种作用的综合产物。李继亮认为：冲断与消减刮落是构造应力的结果，但堆积是在地壳表面形成，属于沉积作用的范畴① ；郭令智，施央申认为：不能随板块俯冲下去而被刮下来的沉积物堆积在接触带上的同时，仰冲板块被普遍剪切而发生外来岩块的滑落，不同性质、不同时代的岩石混合堆积在泥质成分的基质中，构成混杂堆积②。笔者认为，混杂堆积主要是构造成因，但沉积作用也不能忽视。例如：在四川西部造山带就存在由板块俯冲、海底火山喷发和重力滑塌作用，在不同历史阶段和构造部位先后或同时形成的不同类型的混杂岩，于板块碰撞和陆内会聚时再经构造变形挤压混合，并使之共生在一起的复合型混杂岩[8]；东昆仑山东段的阿尼玛卿混杂岩带是在阿尼玛洋经历了扩张期、汇聚俯冲期、碰撞期和陆内调整期逐步形成的，扩张期主要以沉积混杂为主，俯冲期和碰撞期以构造混杂为主[2]。

表1  混杂堆积与滑塌堆积特征比较

Tab.1  Comparison of olistostromes with mélanges

比 较 项 目	混 杂 堆 积	滑 塌 堆 积
岩块特征	形状为菱形体、扁豆体，经构造作用可形成浑圆状，其长轴方向与周围地层的协调性差，规模可大可小，成分变化大，常含蛇绿岩套碎片，时代老于、近于和新于基质		一般有滚圆的岩屑，其长轴方向与周围地层的协调性强，一般比混杂体岩块小，在成分上与基质有某种过渡性，时代为老于或近于基质
基质特征	岩性可分为蛇纹质和泥沙质，无固定原岩组合，多伴有较强的动力变质，是固化岩石在剪切作用下形成的		岩性可为砾砂、砂泥或碳酸盐岩且层序较好，常与重力流及半深水－深水盆地沉积系列共生，是由未固结的沉积物在水介质中形成的，不一定被剪切
接触关系	与下伏地层为构造接触，与上覆地层多为构造接触，也有沉积接触		与上下地层均为沉积接触关系
形成持续时间	与板块结合处剪切作用持续的时间一致，可长可短		一般较短
形成环境	形成于构造界线处（大陆边缘及碰撞缝合带），与逆冲推覆关系密切，主要发育在构造旋回的挤压期		一般形成于被动大陆边缘和裂谷环境，与同生正断层关系密切，主要发育在构造旋回的拉张期
成因	以构造作用为主		以沉积作用为主

既然混杂堆积是具有重要构造意义的特殊地质体，那么如何在复杂的地质环境中发现混杂堆积，它有什么样的标志？

纵观已发现的混杂堆积体：①它们都是由外来岩块、原地岩块和基质三部分组成的，因此混杂堆积必须有外来岩块、原地岩块和基质；②块体间及块体与基质间多为构造接触关系，即以断层为主；③外来岩块、原地岩块和基质三部分具有不同时代、不同性质、不同来源的特点。例如：一些学者从不同的角度提出桐柏－信阳一带物质组成不均一、生物地层年代与同位素年龄值跨度大，以及密切共生的强构造变形，标示了秦岭群的地质体属于混杂堆积[12~15]；张伯有等对两广交界岑溪一带白板至大爽基性火山岩进行了野外调研，发现该处火山岩和地层存在复杂的构造叠置关系，其中在研究区的大爽村头山上志留系明显地推覆在细碧角斑岩等火山建造之上，在白板至大爽约2km的路线剖面上，黑色火山岩(指细碧岩、角斑岩、枕状玄武岩、火山角砾岩等)断断续续时有出露，围岩地层为志留系、泥盆系和石炭系，近白板一带主要为灰岩、硅质岩及泥质页岩，时代为石炭纪，大爽一带主要为志留系黑色页岩、砂质粉砂质泥岩，也有零星的石灰岩分布,彼此呈断层接触关系，因此他初步认为该处存在构造混杂堆积[16]。此外，混杂堆积常与蛇绿岩套共生，构成蛇绿混杂堆积。混杂堆积也常与高压低温变质作用的代表矿物——蓝闪石片岩伴生（这是因为冷的洋壳发生迅速向下俯冲时，洋壳及其表层岩石压力剧增，但岩石的导热率很低，所以俯冲时温度上升很慢，结果在靠洋一侧常形成低温高压的变质矿物）。例如：北祁连加里东期俯冲-增生楔就是由蛇绿混杂岩、蓝片岩等组成[17]；甘肃玉门昌马地区蛇绿混杂岩带内发育早寒武世蓝片岩[18]。

综上所述，混杂堆积的鉴别标志可归结为以下5点：

1）混杂堆积由外来岩块、原地岩块和基质三部分组成；

2）混杂堆积的岩块和基质间常以断层接触关系；

3）混杂堆积的外来岩块、原地岩块和基质三部分具有不同时代、不同性质、不同来源的特点；

4）混杂堆积常与蛇绿岩套共生，构成蛇绿混杂堆积；

5）混杂堆积常与高压低温变质作用的代表矿物——蓝闪石片岩伴生。

当然，混杂堆积这些标志的发现离不开野外工作与室内工作的结合，也离不开构造地质学、古生物学、地球化学、地球物理学甚至遥感解析[19]等多学科的综合分析。

5  混杂堆积的地质意义

混杂堆积是一个板块向一个板块俯冲、碰撞时形成的。它的分布范围与陆间海盆和板块缝合带密切相关，形成时期与缝合带附近的俯冲活动（包括海下俯冲在内）有关[5]。混杂堆积常与蛇绿岩套共生构成蛇绿混杂堆积，它们多沿造山带核部呈断续的带状分布，组成构造混杂型地层体[3]。蛇绿构造混杂岩已在活动大陆边缘、陆内裂谷带甚至被动大陆边缘等多种地球动力环境中发现。但是，无论何种构造环境，蛇绿构造混杂岩的本质特征代表了消亡的古洋盆[9]。例如：羌塘地区查桑－双湖一带发现的混杂堆积分布在靠近龙木错－双湖蛇绿岩附近的狭长地域内，在冈玛错－双湖一线发现了发生在俯冲板块一侧的特定构造位置和低的地热梯度条件下高压低温变质作用的代表矿物——蓝闪石片岩，为确定龙木错-双湖地区冈瓦纳与欧亚大陆的界线提供了一个重要的标志[20]。同时，混杂堆积体对确定冈瓦纳与欧亚古陆的界线和位置具有重要意义[5]。并且，这种混杂堆积、蛇绿岩带和蓝片岩组合是板块缝合带的典型标志[21]。再如：新疆乌瓦门蛇绿混杂岩向西可能与长阿吾子蛇绿混杂岩相对应，向东可能与库米什蛇绿混杂岩相对应，共同构成中天山南缘早古生代晚—晚古生代早—中期海沟俯冲杂岩带[22] ；新疆东部梧桐窝子群是一套混杂堆积，位于哈萨克斯坦－准噶尔古板块的俯冲带上[23]。因此，混杂堆积是鉴别古板块消亡带的重要标志之一。

参考文献：

[1] 汤耀庆. 混杂体[A].李春昱，郭令智，朱  夏，等. 板块构造基本问题[C]. 北京：地震出版社，1986，90-105.

[2］ 张克信，黄继春，殷鸿福，等. 放射虫等生物群在非斯密斯地层研究中的应用[J]. 中国科学（D辑）,1999，29（6）：542-550.

[3] 何龙清.试论造山带构造地层体的类型及特点——以金沙江造山带为例[J].华南地质与矿产,2001，1（2）：53-59.

[4] 郑锡澜.喜马拉雅山北坡的外来岩块及其成因讨论[J].地震地质，1980，2（3）：1-9.

[5] 程立人，李  才，胡  克.西藏羌塘地区中部混杂堆积的发现及其地质意义[J].长春科技大学学报，1998，28（3）：254-265.

[6] 曹  俊，彭  东，郭建强，等.塔藏构造混杂岩带特征[J].中国地质，2002，29（4）：387-391.

[7] 戴传固，陈厚国，成国繁.新疆且末县黄羊沟地区蛇绿混杂岩带的发现及其意义[J].地质通报，2002，21（2）：88-91.

[8] 侯立玮.构造地层学及构造岩片填图法在大陆造山带中的应用[J].四川地质学报，1995，15（1）：3-9.

[9] 何来信，王小伟.嘉黎-迫隆藏布构造混杂岩带的基本特征[J].甘肃地质学报,2002，11（1）：29-31.

[10] 张  抗.滑塌堆积及其构造意义[J].岩相古地理,1994，14（6）：15-23.

[11] 南  凌，崔之久.甘肃武都古崩滑堆积体的沉积特征及其形成环境[J].沉积学报，2001，19（3）：351-356.

[12] 石铨曾，牟用吉，张恩惠,等.河南信阳古消减杂岩[J].地震地质,1982，4（1）：11-21.

[13] 仇甘森，陈琦，刘继堂.桐柏－信阳一带的混杂岩[J].长春地质学院学报，1983，（2）：47-56.

[14] 张以熔.桐柏－信阳古蛇绿岩带及混杂堆积[J].中国区域地质，1985，（13）：143-158.

[15] 马文璞，刘文灿，王果胜.梅山群的再定位、区域对比和构造含义[J].现代地质，1997，11（1）：95-101.

[16] 张伯有，赵振华，石满全，等.岑溪二叠纪岛弧型玄武岩的首次厘定及大地构造意义——两广交界古特提斯构造带的重要证据[J].科学通报，1997，42（4）:413-416.

[17] 张建新，许志琴，徐慧芳，等.北祁连加里东期俯冲-增生楔结构及动力学[J].地质科学，1998，33（3）：290-298.

[18] 黄增保，许荣科，张彦杰，等.甘肃昌马地区蛇绿混杂岩地质特征[J].甘肃地质学报，2001，10（2）：12-22.

[19] 陆关祥，周鼎武，王居里，等.南天山东段榆树沟-铜花山巨型构造混杂带的发现及意义[J].地质论评，2004，59(2)：120-123.

[20] 胡  克，李  才，程立人，等.西藏羌塘中部冈玛错-双湖蓝片岩带及其构造意义[J].长春地质学院学报，1995，25（3）：268-274.

[21] 陈国铭，肖序常，曲景川，等.北喜马拉雅褶皱带的洋壳和混杂堆积主要特点[A].  青藏高原地质文集[C]（1）,北京：地质出版社，1982.124-138.

[22] 李向民，董云鹏，徐学义，等.中天山南缘乌瓦门地区发现蛇绿混杂岩[J].地质通报，2002，21（6）：304-307.

[23]白云来.新疆东部梧桐窝子群的大地构造背景及其地球化学论证[J].新疆地质，1994，12（2）：106-112.

(编  辑  张银玲)

Melange and its tectonic meaning

WANG Li-she1,2 ，DONG Yun-peng1，XIA Lin-qi2，XU Xue-yi2,

XIA Zu-chun2，LI Xiang-min1,2，MA Zhong-ping1,2

（1.Department of Geology，Northwest University，Xi’ an 710069，China;

2. Xi’an Institute of Geology and Mineral Resources，C.G.S，Xi’an 710054，China)

Abstract：More and more mélanges have been discovered ,with the geologic work going on ,so ,it is necessary to summarize their features and tectonic implication. The article discuss the derivation about terminology of mélange，the features of mélange , the cause of formation of mélange and it’s tectonic implication . Mélange  was made up of three parts : exotic block , local block and matrix, which are from different sources ,times and setting ,with variational sizes and characteristics . Describing the differences between olistostrome and mélange，giving five signs of identifying it .At last this article regard the mélange as an important sign to find old subduction and collision belt

Key words: mélange；exotic block；local block；matrix；olistostrome；

作 者 简 介

王立社，男，陕西周至人，生于1976年9月。2001年7月毕业于西北大学地质学系地质学专业，获学士学位。2002年9月至今在西北大学地质学系攻读构造地质学硕士学位。曾参与 “天山造山带岩浆作用研究”等项目的研究工作。

本文引用格式为：

[] 王立社，董云鹏，夏林圻，等. 混杂堆积体特征及其构造意义[J]. 西北大学学报（自然科学网络版），2004，2（12）：0118.

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①李继亮.全球构造中的沉积作用.第二届全国构造地质学术会议文件，1979.

②郭令智，施央申. 板块构造理论及其成矿作用. 冶金部江苏地质勘探公司，1981.

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2012-2-3 19:50 上传

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guangyou

好资料，谢谢提供。