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西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化

陈澍民 朱利东 廖驾 刘龙龙 朱振华 章志明 张健

陈澍民, 朱利东, 廖驾, 刘龙龙, 朱振华, 章志明, 张健. 西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化[J]. 沉积学报, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
引用本文: 陈澍民, 朱利东, 廖驾, 刘龙龙, 朱振华, 章志明, 张健. 西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化[J]. 沉积学报, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
CHEN ShuMin, ZHU LiDong, LIAO Jia, LIU LongLong, ZHU ZhenHua, ZHANG ZhiMing, ZHANG Jian. Spatiotemporal Evolution of Paleogene Volcano-sedimentary Basin in Konglong⁃Dago Area, Southern Tibet[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
Citation: CHEN ShuMin, ZHU LiDong, LIAO Jia, LIU LongLong, ZHU ZhenHua, ZHANG ZhiMing, ZHANG Jian. Spatiotemporal Evolution of Paleogene Volcano-sedimentary Basin in Konglong⁃Dago Area, Southern Tibet[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014

西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
基金项目: 

中国地质调查局地质调查项目 DD2016008003

中国地质调查局地质调查项目 2016008004

详细信息
    作者简介:

    陈澍民,男,1990年出生,硕士研究生,工程师,沉积学、矿产勘查,E-mail: chenshumin@mail.cgs.gov.cn

  • 西藏区域地质调查大队. 中华人民共和国西藏1∶100万区域地质调查报告(噶大克幅)[R]. 1987.
  • 成都理工大学地质调查院. 中华人民共和国西藏1∶25万区域地质调查报告(赛利普幅)[R]. 2006.
  • 中图分类号: P531

Spatiotemporal Evolution of Paleogene Volcano-sedimentary Basin in Konglong⁃Dago Area, Southern Tibet

Funds: 

China Geological Survey Projects DD2016008003

China Geological Survey Projects 2016008004

  • 摘要: 对冈底斯带的研究历来聚焦于岩浆弧,对弧间盆地的较少关注导致火山—沉积序列缺乏精细化研究。冈底斯带古近纪地层划分方案是基于并沿用东段林周、南木林地区的层序格架,即林子宗群与日贡拉组垂向叠置不整合接触,在带上其他地区适用时常产生矛盾,制约了基础地质及资源评价工作。通过系统实测孔隆—达果地区古近纪地层剖面,选取剖面中火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,以详实的同位素年代学数据搭建精细年代地层格架,以沉积学、地层学研究分析充填演化过程,恢复火山—沉积盆地古地理。结果显示冈底斯造山隆升剥蚀并被扇沉积体系记录的过程,从晚白垩世早期断续持续至古近纪;以火山岩和/或以沉积岩为主的盆地,发育时限均下延至约70 Ma,暗示岩浆作用与隆升剥蚀对雅鲁藏布洋俯冲的响应几乎同时启动;火山—沉积盆地发育贯穿了整个增生造弧事件,以印亚大陆初始碰撞后的沉积间断为界,分为70~56 Ma和56~40 Ma两期,火山岩与沉积岩同时发育,以时空上的负消长关系占主导地位,表现为剖面上交互或夹层,并受喷发中心、沉积中心的横向迁移约束,产生了地层发育时限的空间变化;受晚白垩世末—古近纪雅鲁藏布洋北向俯冲及印亚大陆碰撞过程影响,持续的造山隆升及岩浆活动的周期性强弱变化约束了盆地发育样式,火山—沉积序列在区域上延展不稳定,垂向序列产生多样性。因此,本文提出层型剖面上火山岩与碎屑岩垂向叠置序列关系不能普适地代表整个冈底斯带,同期火山岩与沉积岩存在空间上快速相变过渡,应使用更为精细年代格架下的空间展布关系,指导冈底斯带弧间盆地地层划分,探讨印亚大陆碰撞的火山—沉积响应过程。
    注释:
    1) 脚注:
    1)  西藏区域地质调查大队. 中华人民共和国西藏1∶100万区域地质调查报告(噶大克幅)[R]. 1987.
    2) 脚注:
    2)  成都理工大学地质调查院. 中华人民共和国西藏1∶25万区域地质调查报告(赛利普幅)[R]. 2006.
  • 图  1  西藏孔隆—达果地区地质简图(1∶50 000实测),小图为青藏高原构造—地层单元(据文献[42]修改)

    Figure  1.  Sketch geological map of Konglong⁃Dago area, Tibet, 1∶50 000 scale, inset shows tectono⁃stratigraphic units (modified from reference [42])

    图  2  西藏孔隆—达果地区林子宗群野外岩性特征

    (a)英安质熔结角砾凝灰岩;(b)流纹质熔结角砾凝灰岩;(c)流纹质沉凝灰岩;(d)稀斑(霏细)流纹岩;(e)晶屑凝灰岩;(f)复屑角砾凝灰岩;(g)弱蚀变玄武岩;(h)凝灰岩中的石泡*;(i)浆屑晶屑熔结凝灰岩;(j)流纹岩;(k)火山角砾岩;(l)沉凝灰岩;(m)角砾凝灰岩;(n)流纹岩;(o)角砾熔结凝灰岩;(p)熔结角砾凝灰岩;(q)弱熔结角砾凝灰岩;(r)含角砾凝灰岩;(s)凝灰岩中的假流动构造;(t)角砾凝灰岩(*石泡定义为长英质火山岩中的球形孔洞和同心腔)

    Figure  2.  Field lithology of Linzizong Group in Konglong⁃Dago area, Tibet

    (a) dacitic clinkering breccia tuff; (b) rhyolitic clinkering breccia tuff; (c) rhyolitic sedimentary tuff; (d) felsophyre (e) crystal tuff; (f) breccia tuff; (g) weakly altered basalt; (h) lithophysae* in tuff; (i) magmatic crystal ignimbrite; (j) rhyolite; (k) volcanic breccia; (l) sedimentary tuff; (m) breccia tuff; (n) rhyolite; (o) breccia ignimbrite; (p) clinkering breccia tuff; (q) weakly clinkering breccia tuff; (r) breccia⁃bearing tuff; (s) pseudoflow structure of tuff; (t) breccia tuff (*lithophysae defined as felsic volcanic rocks with small spherulitic cavities and concentric chambers)

    图  3  西藏孔隆—达果地区日贡拉组岩性特征

    (a)剖面⑤稀斑(霏细)流纹岩、砾岩、杂砂岩野外宏观特征;(b)稀斑(霏细)流纹岩;(c)稀斑(霏细)流纹岩镜下特征,可见石英及钾长石斑晶(+);(d)复成分砾岩夹长石岩屑杂砂岩透镜体,显示了水下分流河道沉积;(e)复成分砾岩与粗粒岩屑砂岩接触界线为冲刷面;(f)砂岩中的脉状压扁层理;(g)粉砂质泥岩中的砂球;(h)日贡拉组与下伏晚古生代沉积基底角度不整合接触;(i)安山岩;(j)厚层—巨厚层灰岩;(k)具定向排列特征的砾岩;(l)砾岩中的正粒序层理,从底至顶均含有细粒泥质,显示浊流沉积产物;(m)砾岩与凝灰岩接触界线;(n)霏细结构基质流纹岩

    Figure  3.  Lithology of Rigongla Formation in Konglong-Dago area, Tibet

    (a) field macroscopic signature of felsophyre, breccia, graywacke; (b) felsophyre; (c) microscopic signature of felsophyre, quartz and potassium feldspar phenocrysts are visible (+); (d) polymictic conglomerate with interlayers of feldspathic debris graywacke lenticle, implied subaqueous distributary channel deposition; (e) contact boundary/erosion surface between polymictic conglomerate and coarse lithic sandstone; (f) flaser bedding of sandstone; (g) sand ball in silty mudstone; (h) angular unconformity between the Rigongla Formation and the underlying late Paleozoic sedimentary basement; (i) andesite; (j) mega thick layer of limestone; (k) conglomerate characterized by directional arrangement; (l) normal graded bedding in conglomerate, contains fine⁃grained mud from bottom to top, indicating turbid flow deposition products; (m) contact boundary between conglomerate and tuff; (n) felsophyre

    图  4  西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地年代地层格架

    剖面①②③⑧⑨为林子宗群,剖面④⑤⑥⑦为日贡拉组,见章节2;红色虚线表示推测等时线。粉色部分表示以火山活动为主的林子宗群时空延展。绿色部分表示以碎屑沉积为主的日贡拉组时空延展,棕色代表古生代沉积基底。1.砾;2.杂砂;3.泥质粉砂;4.灰岩;5.泥灰岩;6.玄武质;7.粗面质;8.凝灰岩;9.角砾;10.熔结;11.浆屑;12.晶屑;13.岩屑;14.石泡;15.英安质;16.流纹质;17.波痕;18.冲刷面;19.包卷层理;20.平行层理;21.正粒序;22.水平层理;23.U⁃Pb年龄。剖面④底部及剖面⑧数据来自文献[6263],剖面⑥⑦修改自文献[62]

    Figure  4.  Correlated Paleogene chrono⁃lithostratigraphic framework of Konglong⁃Dago area, Tibet

    Refer to Section 2. Cross⁃section 12389 are Linzizong Groups; cross⁃section 4567 are Rigongla Formations. The red dotted line indicates estimated isochrone. The pink area indicates spatiotemporal extent of volcanism of Linzizong Group. The green area indicates spatiotemporal extent of deposition of Rigongla Formation. The clay banks indicate the Paleozoic sedimentary basement: 1. conglomerate; 2. graywacke; 3. argillaceous siltstone; 4. limestone; 5. argillaceous limestone; 6. basalt; 7. trachyte & tuff; 9. breccia; 10. ignimbrite; 11. magmatic pyroclast; 12. crystal pyroclast; 13. lithic pyroclast; 14. lithophysae; 15. dacite; 16. rhyolite; 17. interference ripples; 18. erosion surface; 19. convolute bedding; 20. parallel bedding; 21. normal graded bedding; 22. horizontal bedding; 23. U⁃Pb age*Data for ④ and ⑧ from references [62⁃63]; ⑥ and ⑦ modified from reference[62]

    图  5  锆石阴极发光(CL)图

    白色/黑色圆圈表示激光烧蚀点的位置,圈内数字表示U⁃Pb分析点编号。LA⁃ICP⁃MS方法能够得到样品RGL⁃TW1中高U锆石可靠的U⁃Pb年龄[6465]

    Figure  5.  Zircon cathodoluminescence (CL) images of samples

    The white/black circles indicate the locations of the laser ablation spot; the numbers in the circles represent number of U⁃Pb analysis points. LA⁃ICP⁃MS analysis yield reliable U⁃Pb ages for high⁃U zircons in sample RGL⁃TW1 [6465]

    图  6  锆石样品谐和年龄及加权平均年龄.椭圆代表锆石核及边缘的数据(详见补充数据)

    Figure  6.  Concordia ages and weighted⁃mean ages for zircon analyses from the samples. Ellipses represent data for a zircon with core and rim (for details see supplemental data)

    图  7  西藏孔隆—达果地区70~56 Ma典型岩石类型等厚图

    (a)角砾凝灰岩;(b)灰岩;(c)含砾凝灰岩、砾岩;(d)沉积岩

    Figure  7.  Isopach maps of typical rock types of phase 70⁃56 Ma, Konglong⁃Dago area, Tibet

    图  8  西藏孔隆—达果地区56~40 Ma典型岩石类型等厚图

    (a)角砾凝灰岩;(b)灰岩;(c)含砾凝灰岩、砾岩;(d)沉积岩

    Figure  8.  Isopach maps of typical rock types of phase 56⁃40 Ma, Konglong⁃Dago area, Tibet

    图  9  西藏孔隆—达果地区期次1(70~56 Ma)古地理图

    Figure  9.  Paleogeographic map of Stage 1 (70⁃56 Ma), Konglong⁃Dago area, Tibet. See Section 4 for further details

    图  10  西藏孔隆—达果地区期次2(56~40 Ma)古地理图

    Figure  10.  Paleogeographic map of Stage 2 (56⁃40 Ma), Konglong⁃Dago area, Tibet. See Section 4 for further details

    表  1  西藏孔隆—达果地区样品信息表

    Table  1.   Details of studied sample from Konglong⁃Dago area, Tibet

    样号 剖面/层位 位置 经纬度 岩性
    PM23-2-14TW1 剖面⑤/27层 母措丙尼北东 30°37′32″ N, 92°21′12″ E 稀斑流纹岩
    PM23-2-18TW1 剖面⑤/39层 母措丙尼北东 30°36′56″ N, 92°21′33″ E 稀斑流纹岩
    PM23-2-20TW1 剖面⑤/43层 母措丙尼北东 30°36′28″ N, 92°21′20″ E 稀斑流纹岩
    RGL-TW1 剖面⑤/LB038层 母措丙尼北 28°45′14″ N, 92°18′11″ E 沉凝灰岩
    PM19-18-TW1 剖面④/18层 来瓦拉 28°47′11″ N, 92°20′58″ E 英安岩
    P13-3-N1 剖面⑥/15层 巴昌西 30°28′10″ N, 92°16′19″ E 凝灰岩
    DZ-TW1 剖面③/16层 阿当日 30°31′57″ N, 86°05′85″ E 凝灰岩
    NB-TW1 剖面②/20层 申拉日 30°20′16″ N, 91°50′00″ E 沉凝灰岩
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    表  3  西藏孔隆—达果地区古近纪地层剖面典型岩类厚度统计表

    Table  3.   Thickness statistics and calculations for typical rock types of Paleogene geological cross⁃sections in Konglong⁃Dago area

    时代/Ma 70-56 56-40
    剖面编号 [62]
    位置 母措丙尼 阿当日 格尔耿 申拉日 达果 来瓦拉 来瓦拉 巴昌西 巴昌东 申拉日
    地层单位 日贡拉组 林子宗群 日贡拉组 林子宗群
    总厚度/m 1 167.3 935.7 579.88 1 582.6 1 315.5 1 083 947.1 958.2 1 677.7 843.4
    火山岩厚度 合计 145.6 935.7 512.55 1 571.1 1 315.5 134.4 333.7 0 0 843.4
    角砾凝灰岩 0 865.4 286.96 1 029.4 1 033.3 110.4 211.2 0 0 648.1
    熔岩 74.1 35.5 94.94 513.9 0 4.3 62 0 0 155.2
    沉凝灰岩 71.5 34.8 17.11 27.8 0 19.7 60.5 0 0 40.1
    含砾凝灰岩 0 0 113.54 0 282.2 0 0 0 0 0
    沉积岩厚度 合计 1 021.7 0 17.53 11.5 0 948.6 613.4 1 275.2 1 677.7 0
    砾岩 237.9 0 0 6.9 0 409 302.4 95.7 542.7 0
    砂岩 745.2 0 17.53 0 0 212.2 122 901.4 997.1 0
    泥页岩 30.9 0 0 0 0 225.3 46.1 278.1 137.9 0
    灰岩 7.7 0 0 4.6 0 102.1 142.9 0 0 0
    火山岩/沉积岩 0.14 0 29.24 136.62 0 0.14 0.54 0 0 0
    下载: 导出CSV
    编号 含量(10-6 Th/U 同位素比值 年龄值/Ma
    Pb Th U 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb
    PM23-2-14TW1
    1 5.65 423.15 428.13 0.99 0.062 82 0.001 60 0.009 71 0.000 08 0.047 03 0.001 18 61.9 1.5 62.3 0.5 50.1 59.3
    2 3.69 261.78 282.26 0.93 0.064 80 0.002 07 0.009 73 0.000 09 0.048 57 0.001 59 63.8 2.0 62.4 0.5 127.9 77.8
    3 7.18 584.51 501.68 1.17 0.071 24 0.001 78 0.009 87 0.000 08 0.052 49 0.001 32 69.9 1.7 63.3 0.5 305.6 52.8
    4 4.85 298.86 379.03 0.79 0.063 38 0.001 70 0.009 74 0.000 08 0.047 26 0.001 25 62.4 1.6 62.5 0.5 61.2 63.0
    5 4.76 345.14 362.52 0.95 0.065 01 0.001 91 0.009 73 0.000 09 0.048 79 0.001 46 64.0 1.8 62.4 0.6 200.1 70.4
    6 4.66 322.86 357.45 0.90 0.065 03 0.001 74 0.009 69 0.000 08 0.048 90 0.001 35 64.0 1.7 62.1 0.5 142.7 64.8
    7 5.28 412.87 391.58 1.05 0.063 48 0.001 82 0.009 77 0.000 07 0.047 20 0.001 37 62.5 1.7 62.7 0.5 57.5 70.4
    PM23-2-20TW1
    1 24.88 1 252.05 1 890.16 0.66 0.066 62 0.001 18 0.010 39 0.000 06 0.046 43 0.000 83 65.5 1.1 66.6 0.4 20.5 40.7
    2 18.49 1 353.79 1 269.78 1.07 0.065 43 0.001 43 0.010 32 0.000 08 0.046 14 0.001 04 64.4 1.4 66.2 0.5 400.1 -342.6
    3 15.34 697.54 1 147.15 0.61 0.069 98 0.001 59 0.010 47 0.000 07 0.048 53 0.001 11 68.7 1.5 67.2 0.5 124.2 55.6
    4 8.33 348.74 631.50 0.55 0.073 72 0.001 88 0.010 73 0.000 10 0.050 39 0.001 25 72.2 1.8 68.8 0.7 213.0 89.8
    5 5.76 351.18 401.86 0.87 0.072 31 0.002 46 0.010 67 0.000 10 0.049 39 0.001 67 70.9 2.3 68.4 0.7 164.9 79.6
    6 5.03 364.01 329.29 1.11 0.068 12 0.002 95 0.010 85 0.000 12 0.046 03 0.002 04 66.9 2.8 69.6 0.8
    7 6.25 423.55 436.68 0.97 0.068 60 0.002 32 0.010 72 0.000 11 0.047 29 0.001 68 67.4 2.2 68.7 0.7 64.9 81.5
    8 6.38 352.16 474.23 0.74 0.067 75 0.002 12 0.010 42 0.000 10 0.047 62 0.001 55 66.6 2.0 66.8 0.6 79.7 -116.7
    9 6.62 359.61 492.24 0.73 0.070 10 0.002 28 0.010 52 0.000 10 0.049 30 0.001 68 68.8 2.2 67.4 0.7 161.2 79.6
    PM23-2-18TW1
    1 6.15 491.75 390.58 1.26 0.069 43 0.002 34 0.010 92 0.000 10 0.046 57 0.001 65 68.2 2.2 70.0 0.7 33.4 75.9
    2 9.64 928.30 603.34 1.54 0.070 50 0.002 23 0.010 67 0.000 09 0.048 18 0.001 55 69.2 2.1 68.4 0.6 109.4 78.7
    3 7.35 581.79 462.80 1.26 0.068 56 0.002 15 0.010 93 0.000 10 0.046 01 0.001 50 67.3 2.0 70.1 0.6
    4 13.21 1 299.98 786.30 1.65 0.068 82 0.001 85 0.010 89 0.000 09 0.046 07 0.001 28 67.6 1.8 69.8 0.6 400.1 -335.1
    5 5.52 461.30 333.39 1.38 0.072 57 0.002 54 0.010 82 0.000 11 0.049 18 0.001 81 71.1 2.4 69.4 0.7 166.8 80.5
    6 4.50 323.83 307.15 1.05 0.073 10 0.002 77 0.010 65 0.000 14 0.050 69 0.001 93 71.6 2.6 68.3 0.9 227.8 61.1
    7 6.91 576.32 430.42 1.34 0.071 09 0.002 34 0.010 92 0.000 11 0.047 79 0.001 64 69.7 2.2 70.0 0.7 87.1 81.5
    8 5.98 412.70 406.11 1.02 0.076 63 0.002 99 0.010 61 0.000 13 0.052 27 0.001 97 75.0 2.8 68.0 0.9 298.2 89.8
    PM19-18TW1
    1 1.12 117.51 106.99 1.10 0.052 74 0.002 29 0.007 37 0.000 09 0.053 88 0.002 59 52.2 2.2 47.4 0.6 364.9 109.2
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    19 10.67 933.59 996.45 0.94 0.051 73 0.001 51 0.008 07 0.000 12 0.046 60 0.001 32 51.2 1.5 51.8 0.7 27.9 66.7
    20 10.04 911.78 964.29 0.95 0.052 00 0.001 31 0.007 69 0.000 13 0.049 51 0.001 54 51.5 1.3 49.4 0.9 172.3 72.2
    21 24.10 2 318.25 2 421.26 0. 96 0.049 66 0.001 19 0.007 64 0.000 13 0.047 30 0.001 00 49.2 1.2 49.0 0.8 64.9 54.6
    RGL-TW1
    1 151.61 7 912.15 17 060.54 0. 46 0.071 05 0.001 52 0.007 01 0.000 18 0.073 74 0.001 00 69.7 1.4 43.7 1.1 1 035.2 27.3
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-24
  • 刊出日期:  2021-08-10

目录

    西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化

    doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
      基金项目:

      中国地质调查局地质调查项目 DD2016008003

      中国地质调查局地质调查项目 2016008004

      作者简介:

      陈澍民,男,1990年出生,硕士研究生,工程师,沉积学、矿产勘查,E-mail: chenshumin@mail.cgs.gov.cn

    • 西藏区域地质调查大队. 中华人民共和国西藏1∶100万区域地质调查报告(噶大克幅)[R]. 1987.
    • 成都理工大学地质调查院. 中华人民共和国西藏1∶25万区域地质调查报告(赛利普幅)[R]. 2006.
    • 中图分类号: P531

    摘要: 对冈底斯带的研究历来聚焦于岩浆弧,对弧间盆地的较少关注导致火山—沉积序列缺乏精细化研究。冈底斯带古近纪地层划分方案是基于并沿用东段林周、南木林地区的层序格架,即林子宗群与日贡拉组垂向叠置不整合接触,在带上其他地区适用时常产生矛盾,制约了基础地质及资源评价工作。通过系统实测孔隆—达果地区古近纪地层剖面,选取剖面中火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,以详实的同位素年代学数据搭建精细年代地层格架,以沉积学、地层学研究分析充填演化过程,恢复火山—沉积盆地古地理。结果显示冈底斯造山隆升剥蚀并被扇沉积体系记录的过程,从晚白垩世早期断续持续至古近纪;以火山岩和/或以沉积岩为主的盆地,发育时限均下延至约70 Ma,暗示岩浆作用与隆升剥蚀对雅鲁藏布洋俯冲的响应几乎同时启动;火山—沉积盆地发育贯穿了整个增生造弧事件,以印亚大陆初始碰撞后的沉积间断为界,分为70~56 Ma和56~40 Ma两期,火山岩与沉积岩同时发育,以时空上的负消长关系占主导地位,表现为剖面上交互或夹层,并受喷发中心、沉积中心的横向迁移约束,产生了地层发育时限的空间变化;受晚白垩世末—古近纪雅鲁藏布洋北向俯冲及印亚大陆碰撞过程影响,持续的造山隆升及岩浆活动的周期性强弱变化约束了盆地发育样式,火山—沉积序列在区域上延展不稳定,垂向序列产生多样性。因此,本文提出层型剖面上火山岩与碎屑岩垂向叠置序列关系不能普适地代表整个冈底斯带,同期火山岩与沉积岩存在空间上快速相变过渡,应使用更为精细年代格架下的空间展布关系,指导冈底斯带弧间盆地地层划分,探讨印亚大陆碰撞的火山—沉积响应过程。

    注释:
    1) 脚注:
    1)  西藏区域地质调查大队. 中华人民共和国西藏1∶100万区域地质调查报告(噶大克幅)[R]. 1987.
    2) 脚注:
    2)  成都理工大学地质调查院. 中华人民共和国西藏1∶25万区域地质调查报告(赛利普幅)[R]. 2006.

    English Abstract

    陈澍民, 朱利东, 廖驾, 刘龙龙, 朱振华, 章志明, 张健. 西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化[J]. 沉积学报, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
    引用本文: 陈澍民, 朱利东, 廖驾, 刘龙龙, 朱振华, 章志明, 张健. 西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化[J]. 沉积学报, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
    CHEN ShuMin, ZHU LiDong, LIAO Jia, LIU LongLong, ZHU ZhenHua, ZHANG ZhiMing, ZHANG Jian. Spatiotemporal Evolution of Paleogene Volcano-sedimentary Basin in Konglong⁃Dago Area, Southern Tibet[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
    Citation: CHEN ShuMin, ZHU LiDong, LIAO Jia, LIU LongLong, ZHU ZhenHua, ZHANG ZhiMing, ZHANG Jian. Spatiotemporal Evolution of Paleogene Volcano-sedimentary Basin in Konglong⁃Dago Area, Southern Tibet[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(4): 953-972. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.014
      • 针对冈底斯造山带(又称拉萨地体)岩浆—构造演化的研究是近年来热门方向,尤其是作为新特提斯洋俯冲、印亚大陆碰撞岩浆响应的岩浆弧,是研究的侧重点[1-9]。带上镶嵌的若干沉积盆地研究程度则相对不深,冈底斯带基础地质相对于藏南[10]缺乏系统梳理,地层划分方案上仍是以1∶20万和1∶25万填图为主体,其中近东西向广泛展布的古近纪火山岩序列是基于并沿用东段林周盆地的层序格架[7,11-21],其与碎屑沉积序列的关系则采用南木林盆地的认识,即林子宗群与日贡拉组下伏上覆不整合接触[22-25]。此方案一直用以代表冈底斯带古近纪地层序列关系,但其在东西横跨近2 000 km的广阔区域适用时历来存在一些岩石组合、地层时代、构造背景之间的矛盾,有以印亚大陆碰撞穿时性解释[20,26-27],有以不同地层单位如江巴组[28]、达雄组[29]等表征。对冈底斯中段面积约3 200 km2的孔隆—达果地区填图时同样产生类似矛盾,如竟柱山组时代上延至晚白垩世末,日贡拉组时代则下延至始新世,二者皆与林子宗群火山岩同期发育,与前人认识相左。研究区周缘与日贡拉组相似的地层序列如同构造单元的茶里错群(E1-2 Cl 1 ,南部大竹卡组(E3N1 d),北部牛堡组(E1-2 n)、丁青湖组(E3 d),指示的构造环境与研究区具有可比性[29-30],但这些磨拉石建造缺乏与火山序列之间的紧密联系。精细化研究的缺少,也进一步制约了如印亚大陆碰撞的火山—沉积响应、岛弧造山作用具体表现形式等若干问题的有效探讨[9,22,31-33]。因此,本文聚焦于孔隆—达果地区火山—沉积序列,探讨古近纪弧间盆地时空演化,为印亚大陆碰撞过程的盆地响应研究及区域地层划分提供新的资料和角度。

      • 青藏高原由多个稳定构造单元与缝合带近南北向拼合而成,冈底斯带夹持于北部班公湖—怒江缝合带以及南部雅鲁藏布缝合带之间,构造属性为复合岛弧盆系,以广泛发育的复合岩浆弧及各类沉积盆地为主要特征[7-8]。研究区在前寒武纪古老变质基底念青唐古拉岩群[34-35]之上,发育从晚古生代石炭纪至二叠纪的稳定陆缘海相沉积碎屑岩及碳酸盐岩,地层单元从老到新有永珠组、拉噶组、昂杰组、下拉组[36],从中生代开始地壳抬升接受剥蚀,沉积记录缺失。直至中生代末,本区演化成弧间盆地,记录了较为完整的古近纪陆相岛弧火山岩及磨拉石建造,地层单元从老到新划分为竟柱山组、林子宗群、日贡拉组。青藏高原南北挤压和东西拉张作用导致拆离和伸展构造发育,在新生代产生了钾质火山岩和湖盆沉积,包括布嘎寺组、唢呐湖组和洁居纳卓组[34-35,37-42]图1)。

        图  1  西藏孔隆—达果地区地质简图(1∶50 000实测),小图为青藏高原构造—地层单元(据文献[42]修改)

        Figure 1.  Sketch geological map of Konglong⁃Dago area, Tibet, 1∶50 000 scale, inset shows tectono⁃stratigraphic units (modified from reference [42])

      • 林子宗群(又称林子宗火山岩系[5])在拉萨北部林周地区创名[43],从底到顶细分为典中组、年波组、帕那组[1,3,44],为一套中酸性火山岩偶夹泥质灰岩及细碎屑沉积岩建造,时代为70~40 Ma,冈底斯带中西段年龄相对东段稍老约5~10 Ma[2-4,26-27,45-48]。作者实测剖面5条,根据岩性、结构、构造分析火山岩相[49-53]

        剖面①(图2a,b)未见顶,底部与岩体角度不整合接触(岩体年龄83.37±0.35 Ma,另文报道);底部为层状构造的凝灰质细砂岩,显示火山沉积相;中部为大套含角砾英安质晶屑岩屑熔结凝灰岩、晶屑角砾凝灰岩,结构特征显示热碎屑流亚相;顶部为流纹质熔结凝灰角砾岩、熔结角砾凝灰岩,晶屑凝灰结构特征显示热碎屑流亚相。剖面⑨(图2p~t)岩性与剖面①相似,未见顶底,以热碎屑流亚相的流纹质熔结凝灰角砾岩、弱熔结角砾凝灰岩为主。两条剖面都以爆发相的中酸性火山岩为主体,共同反映了强烈的火山作用。

        图  2  西藏孔隆—达果地区林子宗群野外岩性特征

        Figure 2.  Field lithology of Linzizong Group in Konglong⁃Dago area, Tibet

        剖面②(图2c~e)为一套下部爆发相中酸性火山岩,上部爆发相+喷溢相基性熔岩夹火山碎屑岩的岩石组合。未见顶,底部与岩体角度不整合接触。下部的流纹质玻屑晶屑熔结角砾凝灰岩显示热碎屑流亚相,凝灰熔岩结构的硅化英安质凝灰熔岩为火山颈相,火山角砾岩为空落亚相;中、上部的凝灰岩中的石泡构造、含集块稀斑(基质霏细结构)流纹岩及玄武岩显示喷溢相;中部沉凝灰岩夹层显示火山沉积相;底部石英岩质砾岩及中部含硅质砂屑灰岩显示河湖相沉积特征[54]

        剖面③(图2f~k)、剖面⑧(图2l~o)与下伏晚古生界沉积基底呈角度不整合接触,上未见顶。都为火山碎屑岩+酸性熔岩组合,含稀斑(基质霏细结构)流纹岩夹层,显示喷溢相特征;灰白—灰紫色流纹质晶屑角砾凝灰岩、晶屑玻屑熔结凝灰岩及火山角砾岩显示爆发相为主的特征;剖面⑧中上部含砾凝灰质杂砂岩夹层为火山沉积相。

      • 日贡拉组创名于日喀则北部南木林地区,层型剖面与林子宗群的关系未厘清[43],在达多群(后归入林子宗群)中被认为与林子宗群是同一套地层。对日贡拉组的系统研究较少,报道的年代学研究集中在数量稀少的豆螺、均采集于1个样品的孢粉化石,以及K-Ar法、ESR测年,以不够可靠的年龄归属于渐新世[25,55-56]2

        作者实测剖面4条。剖面⑤(图3a)为一套紫红—灰绿色碎屑岩夹火山岩的磨拉石建造,因第四系覆盖未见顶底。岩性组合为底部大套石英杂砂岩,中部砾岩夹火山岩,以及上部的大套紫红色—灰绿色泥质粉砂岩,1∶25万措麦区幅将这套地层归于竟柱山组,但竟柱山组的分布范围在北部班怒缝合带一线,时空展布的诸多差异使其不适用本区[29,57-58]。主要岩性有霏细结构流纹岩(图3b,c)、沉凝灰角砾岩、复成分砾岩、岩屑石英杂砂岩、粉砂质泥岩、紫红—灰绿色含砾岩屑砂岩、砾屑灰岩,经弱变质具轻微绿帘石化。主要沉积构造有平行层理、交错层理、砂球、砂纹层理。岩屑石英杂砂岩、岩屑砂岩整体为中粗粒,磨圆差—中等,分选较差。砾岩夹透镜状砂岩构成了叠置体(图3d),砾石分选总体较差,成分以普遍中等磨圆的碳酸盐岩、细碎屑岩为主,以及少量火山岩、硅质岩,发育槽形层理和正粒序特征,反映长距离河流搬运及水下分流河道沉积;以交错层理为特征的砂岩与含砾砂岩构成了扇三角洲前积砂体沉积主体,反映扇三角洲前缘沉积(图3e);发育“砂球”的粉砂质泥岩常位于扇三角洲前缘沙坝,是由于沉积速率过快而导致沉积物失稳,未固结沉积物沿陡坡向盆地滑动形成,当发生能量减弱,形成发育“砂球”的重力流沉积[54,59]图3g);紫红色细碎屑岩反映了半干旱环境下湖泊沉积特征(图3f)。剖面⑤的复杂岩性组合显示了兼具河湖相、扇三角洲相沉积环境[54,59-61]

        图  3  西藏孔隆—达果地区日贡拉组岩性特征

        Figure 3.  Lithology of Rigongla Formation in Konglong-Dago area, Tibet

        剖面④(图3h)、⑥、⑦岩性较为相似,属于紫红—灰绿色陆相碎屑岩夹火山岩的磨拉石建造。包含霏细结构流纹岩(图3n)、凝灰岩(图3m)、英安岩(图3i)、玄武岩等火山岩夹层以及砾岩、含砾石英砂岩、泥页岩、灰岩等沉积岩。具平行层理、粒序层理(图3n)、冲刷面。顶底为含砾粗碎屑岩(图3l),砾石多为次棱角状,少量次圆状,分选差,成分主要为安山岩、熔结凝灰岩、英安岩、砂岩、硅质岩、方解石等,具有定向性(图3k),从底至顶均含有细粒泥质,杂基支撑,显示浊流沉积;砾石分选差、成分多样表明河流沉积时期洪水间歇性爆发的砾石快速堆积。中部为细碎屑岩及灰岩,构成多个河湖相沉积旋回,显示了盆地沉积过程中的构造脉动作用。岩石粒序形成的沉积韵律结构较为明显,成分及成熟度相对不高,中部有大套陆相生屑泥晶灰岩(图3j),显示时令湖沉积环境。碎屑岩岩性变化反映了水流强度变化,剖面⑥、⑦中的石膏夹层+紫红色特征暗示干旱气候。紫红色厚层状复成分砾岩与砂岩、粉砂岩组合(图3k),显示湖盆萎缩封闭末期河流相沉积[54,59-61]。整个沉积期不断接受火山喷发物源。

        根据实测剖面搭建的地层格架如图4所示。

        图  4  西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地年代地层格架

        Figure 4.  Correlated Paleogene chrono⁃lithostratigraphic framework of Konglong⁃Dago area, Tibet

      • 选取剖面中不同岩性的火山岩,破碎后挑选锆石,利用环氧树脂制靶并抛光。镜下观察锆石呈自形—半自形特征,粒度多数在60×100~120×200 μm之间,长宽比约为1.5∶1~2∶1,阴极发光图除RGL-TW1样品外都显示了清晰的韵律环带特征(图5),边部未见变质新生边,Th/U比值为0.53~1.99,显示了岩浆锆石特征;RGL-TW1样品CL图相对较暗,放射性元素含量较高,锆石形态呈短柱状自形晶,可见震荡环带,Th/U比值0.41~0.55,表明其为岩浆锆石,可测得可靠年龄[64-65]

        图  5  锆石阴极发光(CL)图

        Figure 5.  Zircon cathodoluminescence (CL) images of samples

        在南京宏创地质勘查技术服务有限公司完成共计8个样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年(表1)。使用仪器为Australian Scientific Instruments公司制造的RESOlution LR型号193nm激光剥蚀系统及Agilent Technologies公司Agilent 7700x型号四极杆型电感耦合等离子体质谱仪。能量密度3.5 J/cm2,束斑直径33 μm,频率5 Hz,剥蚀40 s,测试过程中以标准锆石91500为外标,校正仪器质量歧视与元素分馏,以标准锆石GJ-1为盲样,检验U-Pb定年数据质量,测试过程参考Liu et al.[66-67],Hu et al.[68]的总结,采用ICPMSDataCal软件处理数据,Glitter软件制谐和图,Isoplot软件计算加权平均值[69]

        表 1  西藏孔隆—达果地区样品信息表

        Table 1.  Details of studied sample from Konglong⁃Dago area, Tibet

        样号 剖面/层位 位置 经纬度 岩性
        PM23-2-14TW1 剖面⑤/27层 母措丙尼北东 30°37′32″ N, 92°21′12″ E 稀斑流纹岩
        PM23-2-18TW1 剖面⑤/39层 母措丙尼北东 30°36′56″ N, 92°21′33″ E 稀斑流纹岩
        PM23-2-20TW1 剖面⑤/43层 母措丙尼北东 30°36′28″ N, 92°21′20″ E 稀斑流纹岩
        RGL-TW1 剖面⑤/LB038层 母措丙尼北 28°45′14″ N, 92°18′11″ E 沉凝灰岩
        PM19-18-TW1 剖面④/18层 来瓦拉 28°47′11″ N, 92°20′58″ E 英安岩
        P13-3-N1 剖面⑥/15层 巴昌西 30°28′10″ N, 92°16′19″ E 凝灰岩
        DZ-TW1 剖面③/16层 阿当日 30°31′57″ N, 86°05′85″ E 凝灰岩
        NB-TW1 剖面②/20层 申拉日 30°20′16″ N, 91°50′00″ E 沉凝灰岩
      • 除样品RGL-TW1为加权平均年龄以外,其他样品均为206Pb/238U谐和年龄,代表成岩年龄。日贡拉组中稀斑(霏细基质)流纹岩年龄有62.42±0.21 Ma(样品PM23-2-14TW1,图5a、图6a),67.30±1.00 Ma(样品PM23-2-20TW1,图5b、图6b),69.45 ± 0.25 Ma(样品PM23-2-18TW1,图5c、图6c),与孢粉组合(区调报告未刊资料)所反映的时代均为古近纪。日贡拉组中火山岩年龄有42.60±1.80 Ma(样品RGL-TW1,图5h、图6h),47.32±0.15 Ma(样品PM19-18-TW1,图5d、图6d)及50.60±1.20 Ma(样品P13-3-N1,图5e、图6e)。林子宗群凝灰岩年龄有62.70±0.83 Ma(样品DZ-TW1,图5f、图6f),沉凝灰岩年龄有50.01±0.62 Ma(样品NB-TW1,图5g、图6g)。详见补充数据。

        图  6  锆石样品谐和年龄及加权平均年龄.椭圆代表锆石核及边缘的数据(详见补充数据)

        Figure 6.  Concordia ages and weighted⁃mean ages for zircon analyses from the samples. Ellipses represent data for a zircon with core and rim (for details see supplemental data)

      • 以年代地层格架(图4)为基础,对岩石地层划分方案进行暂时修订[70-71](表2),便于盆地分析。林子宗群(E1-2 L)保留原义,为以火山岩为主体的地质体,主要发育时代为古新世—始新世(省略区域上少量晚白垩世末年龄)。日贡拉组(Er)修订为一套磨拉石性质粗碎屑岩与湖相细碎屑岩夹火山岩的地质体,主要发育时代为古近纪(省略少量晚白垩世末年龄)。二者角度不整合于晚古生代海相地层及中生代岩浆岩之上,上被新近纪火山岩及沉积地层超覆接触①[42]

      • 图4中近似等时线将盆地充填样式分为四个阶段进行分析:1)70~65 Ma,依据本次研究获取的最老年龄推断最早的沉积记录始于约70 Ma,在姆错丙尼北东开始出现粗碎屑沉积夹火山岩(图4,剖面⑤),同期的火山岩见于东南部(图4,剖面⑧),两地之间的假学—格尔耿一带地层缺失,推测在这一时期两地分属不同的沉积盆地。姆错丙尼的火山岩推测来自东部(地垒雪盖区)或来自南部俄加地区火山活动;2)65~56 Ma,在早期沉积—火山地层格局基础上在孔隆南部开始发育火山岩(图4,剖面③),反映了区内火山活动增强;在印亚大陆初始碰撞[22]的约60~56 Ma,本区沉积记录缺失;3)56~50 Ma,孔隆以西火山岩向南、西方向扩展(图4,剖面②),东北部达果地区开始出现火山活动(图4,剖面⑨),两地中间地带发育碎屑岩为主夹碳酸盐岩及火山岩的岩石组合,代表了远离喷发中心的沉积充填为主的盆地环境(图4,剖面④、⑥、⑦),灰岩发育于假学—达果南(图4,剖面④、⑥),代表了湖盆沉积达到顶峰;4)50~40 Ma,孔隆南西部的火山活动继续向西扩展(图4,剖面①),火山活动的增强还导致火山岩向东、向北进入同期的沉积盆地(图4,剖面④、⑤),东北部达果南未见火山记录(图4,剖面⑥、⑦)。

      • 盆地演化以约60~56 Ma出现明显的沉积间断为界,分为70~56 Ma和56~40 Ma两期发育。实测剖面中角砾凝灰岩、灰岩、含砾凝灰岩、砾岩、沉积岩厚度如表3所示,厚度等值线特征见图78

        表 3  西藏孔隆—达果地区古近纪地层剖面典型岩类厚度统计表

        Table 3.  Thickness statistics and calculations for typical rock types of Paleogene geological cross⁃sections in Konglong⁃Dago area

        时代/Ma 70-56 56-40
        剖面编号 [62]
        位置 母措丙尼 阿当日 格尔耿 申拉日 达果 来瓦拉 来瓦拉 巴昌西 巴昌东 申拉日
        地层单位 日贡拉组 林子宗群 日贡拉组 林子宗群
        总厚度/m 1 167.3 935.7 579.88 1 582.6 1 315.5 1 083 947.1 958.2 1 677.7 843.4
        火山岩厚度 合计 145.6 935.7 512.55 1 571.1 1 315.5 134.4 333.7 0 0 843.4
        角砾凝灰岩 0 865.4 286.96 1 029.4 1 033.3 110.4 211.2 0 0 648.1
        熔岩 74.1 35.5 94.94 513.9 0 4.3 62 0 0 155.2
        沉凝灰岩 71.5 34.8 17.11 27.8 0 19.7 60.5 0 0 40.1
        含砾凝灰岩 0 0 113.54 0 282.2 0 0 0 0 0
        沉积岩厚度 合计 1 021.7 0 17.53 11.5 0 948.6 613.4 1 275.2 1 677.7 0
        砾岩 237.9 0 0 6.9 0 409 302.4 95.7 542.7 0
        砂岩 745.2 0 17.53 0 0 212.2 122 901.4 997.1 0
        泥页岩 30.9 0 0 0 0 225.3 46.1 278.1 137.9 0
        灰岩 7.7 0 0 4.6 0 102.1 142.9 0 0 0
        火山岩/沉积岩 0.14 0 29.24 136.62 0 0.14 0.54 0 0 0

        图  7  西藏孔隆—达果地区70~56 Ma典型岩石类型等厚图

        Figure 7.  Isopach maps of typical rock types of phase 70⁃56 Ma, Konglong⁃Dago area, Tibet

        图  8  西藏孔隆—达果地区56~40 Ma典型岩石类型等厚图

        Figure 8.  Isopach maps of typical rock types of phase 56⁃40 Ma, Konglong⁃Dago area, Tibet

        70~56 Ma,角砾凝灰岩厚度集中在孔隆南部、格尔耿南部,火山岩/沉积岩比值较大,判断典中组即为多源火山中心相,主火山口和两个次级火山口位于假学和格尔耿东;母措丙尼的火山岩/沉积岩比值较小,结合1∶25万措麦幅地质图竟柱山组分布情况,推断盆地沉积中心在研究区北部(图7)。

        56~40 Ma,角砾凝灰岩厚度最大值位于孔隆乡南西部、正果乡东部和达果乡北西部,推测这三处存在火山中心,并且在格尔耿北部存在次级火山口。来瓦拉日贡拉组灰岩厚度达102 m,推测盆地中心在扎多乡南部的坡孜错附近(图8)。

        综合年代地层格架和盆地充填样式恢复的古地理特征如下:1)火山岩、沉积岩发育与剥蚀区共存,且呈现相互消长的关系;2)70~56 Ma,火山在孔隆—俄加—昂玛塘一线发育,呈东西向展布,存在四个喷发中心,沉积盆地主要发育于北部及东南部查卡,姆错丙尼南部受南侧火山活动影响有熔岩侵入盆地形成火山岩夹层,查卡盆地介于火山盆地与隆起区之间,形成火山岩为主夹碎屑岩的特征(图9);3)56~40 Ma阶段,火山活动向西和向北发展,在东北部达果一带出现火山活动,南部的火山中心出现在夏俄、亚日和下勒,育如塘—查卡一带发生抬升,在西部的普勒一带有陆源碎屑沉积夹层,说明同期的西侧存在剥蚀区。该阶段的姆错丙尼沉积盆地范围向西和向东扩展,向西扩展至丝堆错,向东扩展至拉弄拉南侧,沉积厚度所反映的沉积中心由西向东为丝堆错、白热—强玛、杰不敖北—拉弄拉南,俄加一带有来自南部的火山岩夹层(图10)。

        图  9  西藏孔隆—达果地区期次1(70~56 Ma)古地理图

        Figure 9.  Paleogeographic map of Stage 1 (70⁃56 Ma), Konglong⁃Dago area, Tibet. See Section 4 for further details

        图  10  西藏孔隆—达果地区期次2(56~40 Ma)古地理图

        Figure 10.  Paleogeographic map of Stage 2 (56⁃40 Ma), Konglong⁃Dago area, Tibet. See Section 4 for further details

      • 通过大量资料的积累,中生代至古近纪冈底斯造山带构造演化被认为长期受到班公湖—怒江洋(可能的新特提斯洋北部分支)南向俯冲,雅鲁藏布洋(新特提斯洋)北向俯冲[72],及印亚大陆碰撞过程的综合作用,并导致了冈底斯带幕式岩浆活动。将冈底斯带岩浆岩测年数据及Hf同位素进行统计学研究,明显看出岩浆活动有时空上的强弱之分,并可将冈底斯岩浆活动划分为约100~80 Ma及约65~40 Ma两个峰期和其间约80~65 Ma的平静期[73]。孔隆—达果地区约70~65 Ma处于岩浆活动萌芽期,沉积岩中的少量火山岩夹层是该时期内的岩浆响应;约65~40 Ma为岩浆爆发期,大套火山岩由持续而强烈的喷发活动形成,其中还存在约60~56 Ma的短时平静期,间隔了扇沉积体系与河湖相沉积体系,可以看出,演化过程与第二个岩浆峰期基本吻合。

        班怒洋从古生代持续发育,在中侏罗纪达到顶峰,其后演化为残留海。对北冈底斯中生代蛇绿岩、岩浆岩的研究显示,北冈底斯不存在与班怒洋南向俯冲相关的岩浆或沉积记录,永珠地区镁铁质岩MORB特征显示,即使存在南向俯冲,也不能在侏罗纪穿过中冈底斯,合理的解释是,班怒洋向北俯冲至羌塘地体下,而可能并不存在南向俯冲[74-76]。竟柱山组、阿布山组等磨拉石建造限定了班怒洋闭合时限为早白垩世末[57-58,77-78],所反映的造山隆升标志着洋陆转换完成[57,79]。班怒洋俯冲的影响因此在时空上有所约束,前人将措勤—孔隆一带分布的晚白垩世末磨拉石建造划归竟柱山组有待商榷,归入修订后的日贡拉组或建立新单位可能更合适。上述地层在时间上间隔约20~25 Ma,构造环境上相似,共同表明冈底斯造山隆升剥蚀并被冲积扇—扇三角洲记录的过程,从晚白垩世早期断续持续至古近纪早期。

        雅鲁藏布洋于晚三叠世打开,从中侏罗世开始向北俯冲,至晚白垩世末洋盆逐渐闭合[72,77],约59 Ma(东西段可能有约5 Ma的时间差)印度—亚洲大陆发生陆陆碰撞,此后冈底斯带主要受碰撞过程影响并持续至始新世中期,形成了冈底斯岩浆弧盆系构造特征,在火山弧中发育了若干弧间盆地[7]。雅鲁藏布洋俯冲闭合过程在研究区同时发生弧火山及隆升剥蚀沉积响应,结合林子宗群最老年龄记录69.97±0.72 Ma[26]及70.7±1.4 Ma[27],可知二者时间下限均为约70 Ma,暗示第二幕岩浆作用与构造隆升剥蚀对雅鲁藏布洋俯冲的响应几乎同时发生,动力来源可能是新特提斯洋残余洋壳俯冲。而后,陆陆碰撞过程导致了强烈而持续的火山作用及山间磨拉石建造响应,二者转换期间存在约4 Ma的短暂沉积缺失,原因不明。因此,本文提出孔隆—达果地区70~40 Ma主要受雅鲁藏布洋北向俯冲及印亚大陆碰撞过程影响,火山—沉积盆地分为两期演化,造山隆升及岩浆活动的强弱变化,是沉积岩、火山岩消长发育的源动力,并可通过盆地研究反演该过程。

        结合已有的火山—沉积盆地研究成果[49-50,80-83]可知,火山岩地层具有空间展布的不稳定性、岩石组合序列与发育年代受深部过程影响大的特征[84-86],火山岩作为地层单位须加以一定时空范围约束,而已有的冈底斯带内不同区段的零散工作缺乏有效约束,适用中存在的诸多矛盾表明典型剖面上的火山—沉积序列并不能普适地代表区域上所有的地层关系,建立在精细年代格架下的空间展布关系来取代被广泛采用的地层划分方案才能在更精细的时间维度上探讨冈底斯火山作用对洋壳俯冲、陆陆碰撞的响应关系。

      • (1) 弧岩浆作用与构造隆升剥蚀对新特提斯洋壳俯冲的响应几乎同时开启于约70 Ma。

        (2) 火山—沉积盆地演化主要受新特提斯洋北向俯冲及印亚大陆碰撞过程约束,以二者转换期为界分为70~56 Ma、56~40 Ma两期演化,火山岩与沉积岩的发育以时空上的负消长关系占主导地位。

        (3) 造山隆升及岩浆活动呈现周期性强弱变化,局部地区存在火山—碎屑的旋回和叠置关系,这一关系在区域上的延展稳定性受喷发中心与沉积中心展布与变化的约束,进而导致垂向序列上的多样性。

        (4) 岩石学的序列变化在时间的框架内并不稳定,火山岩与沉积岩二者的关系存在同时期的空间快速相变过渡,建立在精细年代格架下的空间展布关系来取代被广泛采用的地层划分方案才能在更精细的时间维度上探讨冈底斯火山作用对洋壳俯冲、陆陆碰撞的响应关系。

        编号 含量(10-6 Th/U 同位素比值 年龄值/Ma
        Pb Th U 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb
        PM23-2-14TW1
        1 5.65 423.15 428.13 0.99 0.062 82 0.001 60 0.009 71 0.000 08 0.047 03 0.001 18 61.9 1.5 62.3 0.5 50.1 59.3
        2 3.69 261.78 282.26 0.93 0.064 80 0.002 07 0.009 73 0.000 09 0.048 57 0.001 59 63.8 2.0 62.4 0.5 127.9 77.8
        3 7.18 584.51 501.68 1.17 0.071 24 0.001 78 0.009 87 0.000 08 0.052 49 0.001 32 69.9 1.7 63.3 0.5 305.6 52.8
        4 4.85 298.86 379.03 0.79 0.063 38 0.001 70 0.009 74 0.000 08 0.047 26 0.001 25 62.4 1.6 62.5 0.5 61.2 63.0
        5 4.76 345.14 362.52 0.95 0.065 01 0.001 91 0.009 73 0.000 09 0.048 79 0.001 46 64.0 1.8 62.4 0.6 200.1 70.4
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