引用本文
邓金火, 吕鑫, 钟靖俊, 万川, 袁振国, 杜昌法, 钟文. 西藏康托地区早—中侏罗世木嘎岗日群沉积盆地分析及构造演化研究[J].中国地质调查, 2015,2015(6): 34-41.
DENG Jin-huo, LÜ Xin, ZHONG Jing-jun, WAN Chuan, YUAN Zhen-guo, DU Chang-fa, ZHONG Wen. Sedimentary Basin Analysis and Tectonic Evolution of the Early-Middle Jurassic Mugagangri Group in Kangtuo Area, Tibet[J].Geological Survey of China, 2015,2015(6): 34-41.
  
Permissions
Copyright@2015, 《中国地质调查》编辑部
《中国地质调查》编辑部 所有
西藏康托地区早—中侏罗世木嘎岗日群沉积盆地分析及构造演化研究
邓金火, 吕鑫, 钟靖俊, 万川, 袁振国, 杜昌法, 钟文
江西省地质调查研究院, 江西 南昌 330030

作者简介: 邓金火(1985—), 男, 硕士, 主要从事地质矿产调查工作。 Email:738585722@qq.com。

收稿日期: 2015-04-23
基金资助: 中国地质调查“西藏康托地区矿产远景调查 (编号: 12120113037600)” 项目资助
摘要

沿班公湖—怒江结合带中西段出露的早—中侏罗世木嘎岗日群,自创名以来,其代表的年代地层各异,岩石组合宏观上较固定,内部为总体无序局部有序的一套组成成分复杂的构造混杂地层体。通过对木嘎岗日群沉积组合、盆内沉积层序、岩石地球化学、岩相、物源区、碎屑模型、盆地分类及其构造演化分析,将沉积盆地视作一个整体进行地球动力学综合研究。康托地区中特提斯洋盆早—中侏罗世为深海—次深海沉积环境,属被动大陆边缘型弧前深水盆地复理石碎屑沉积组合。沉积构造演化可分为2个阶段:盆地扩张阶段和盆地双向俯冲阶段,包含3个活动期:扩张期、向南俯冲期与双向俯冲期,并将该地区木嘎岗日群地层划分为3个岩性组。

关键词: 班公湖—怒江结合带; 康托地区; 木嘎岗日群; 沉积盆地; 构造演化
中图分类号:P534.52;P542 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2015)06-0034-08
Sedimentary Basin Analysis and Tectonic Evolution of the Early-Middle Jurassic Mugagangri Group in Kangtuo Area, Tibet
DENG Jin-huo, LÜ Xin, ZHONG Jing-jun, WAN Chuan, YUAN Zhen-guo, DU Chang-fa, ZHONG Wen
Geological Survey of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi 330030, China
Abstract

The early-middle Jurassic Mugagangri Group widespread in the middle-western section of the Bangongco-Nujinag junction zone, the rock association seems like accordance from a macroscopic perspective. However, the chronostratigraphy is inconsistent in different areas since the establishment of Mugagangri Group; it is a tectonic melange with disorder sequence and complex composition. Taking the sedimentary basins as a whole, and according to features of sedimentary assemblage, sedimentary sequence, rock geochemistry, lithofacies, provenance, detrital model, basin classification, and tectonic evolution about the Mugagangri Group, the geodynamic background had been studied. We proposed that the early-middle Jurassic sedimentary environment of Kangtuo area corresponded to abyssal-bathyal facies of meso Tethys ocean basin; it was a suit of flysch clastic deposits of deepwater in fore-arc basin of passive continental margin. The tectonic evolution was divided into basin spreading period (basin spreading stage), and basin subduction period (southward subduction stage, bilateral subduction stage), and the Mugagangri Group can be divided into three lithology groups.

Keyword: Bangongco-Nujiang junction zone; Kangtuo area; Mugagangri Group; sedimentary basin; tectonic evolution
0 引 言

由文世宣于1979年命名为木嘎岗日群, 创名地点位于尼玛县木嘎岗日主峰木格各波日东南, 创名至今, 1∶ 100万改则幅、《西藏地质志》、《西藏岩石地层》均沿用此名, 但其所代表的年代地层各异, 依次分别为侏罗系、中— 下侏罗统、侏罗系。1∶ 25万物玛幅与改则幅认为该套地层属构造地层体, 改名木嘎岗日岩群①②。近年来, 随着多龙大型斑岩型铜矿等一系列矿床的发现及周边1∶ 5万地质矿产项目的开展, 使带内的基础地质工作程度和研究水平有大幅度提高[1, 2]。木嘎岗日群上部为混杂岩带, 下部为深海— 次深海复理石沉积, 岩性组合单调, 化石稀少[3], 同时也是包含玄武岩、硅质岩、灰岩等构造残片的蛇绿混杂岩[4, 5, 6, 7], 是一套整体无序、局部有序的复杂地层体。本文在沿用木嘎岗日群命名定义的基础上, 从沉积层序特征及沉积构造演化史分析进行研究, 为木嘎岗日群划分岩性组提供依据。

1 地质背景

木嘎岗日群在区域上展布于狭义班公湖— 怒江结合带内, 沉积厚度巨大, 其时代归属早— 中侏罗世[8]。地层总体岩性组合单调, 并为蛇绿混杂岩基质, 组成复杂的构造混杂岩体; 同时地层受构造变形强烈, 与其他地质体多为断层接触[9]。故其时代归属及沉积上限一直存在争议, 地层序列划分难以统一。在班公湖— 怒江结合带西段的康托地区, 木嘎岗日群出露层序相对稳定, 构造变形较弱。通过对该地区木嘎岗日群进行详细剖面测制与系统采样分析, 研究该套地层盆地特征、沉积环境及其盆地构造演化史, 对班公湖— 怒江结合带早— 中侏罗世的沉积演化研究有重要地质意义。

2 盆地分析

研究区地处班— 怒带西段, 地层归属班公湖— 怒江构造地层区(Ⅵ 4), 日土— 改则构造地层分区(Ⅵ 4-1)③(③ 耿全如, 张璋.班公湖-怒江成矿带及邻区1∶ 75万地质图(含说明书)[R].成都:成都地质矿产研究所, 2012.)(图1), 其早— 中侏罗世沉积盆地所包含的地层单位为木嘎岗日群(J1-2M), 主要分布于研究区南部(图2)。

图 1 研究区地层划分位置简图
Ⅴ . 羌塘-三江造山系; Ⅴ 5-2. 北羌塘地层分区; Ⅵ . 班公湖-双湖-怒江-昌宁构造-地层大区; Ⅵ 1.龙木错-双湖构造-地层区; Ⅵ 2. 南羌塘地层区; Ⅵ 4. 班公湖-怒江构造-地层区; Ⅵ 4-1. 日土-改则构造-地层分区; Ⅶ . 冈底斯-喜马拉雅地层大区; Ⅶ 1. 冈底斯-腾冲地层区; Ⅶ 1-2. 班戈-八宿地层分区; Ⅶ 1-3. 狮泉河-申扎-嘉黎构造-地层分区; Ⅶ 1-4. 错勤-申扎地层分区; Ⅶ 1-5. 隆格尔-南木林地层分区; Ⅶ 1-7. 科西斯坦-拉达克地层分区; Ⅶ 1-8. 日喀则地层分区; Ⅶ 3. 印度河-雅鲁藏布江构造-地层区; Ⅶ 3-1. 萨嘎-白朗构造-地层分区; Ⅶ 3-2. 仲巴-札达地层分区; Ⅶ 4. 喜马拉雅地层区; Ⅶ 4-2. 北喜马拉雅地层分区; Ⅶ 4-3. 高喜马拉雅地层分区; Ⅶ 4-4. 低喜马拉雅地层分区Fig.1 Sketch map of the stratigraphic division of the study area

图 2 康托地区地质略图
1. 第四系; 2. 康托组; 3. 纳丁错组; 4. 沙木罗组; 5. 木嘎岗日群; 6. 闪长玢岩; 7. 蛇绿岩; 8. 玄武岩; 9. 地质界线; 10. 角度不整合界线; 11. 断层Fig.2 Simplified geological map of Kangtuo area

2.1 沉积组合

2.1.1 成分特征

木嘎岗日群为灰色中厚层状、中薄层状浅灰色岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩, 薄层、极薄层状灰色泥质粉砂质板岩、含钙质板岩, 局部夹灰岩、少量砂砾岩、灰岩质砾岩。可见少量粒序层理、槽模或水平纹层构造, 岩层构造变形较强烈, 多以脆性、韧脆性变形为主。见古生代灰岩、火山岩等构造残片。

2.1.2 粒度特征

木嘎岗日群主要为次深海复理石沉积、浊流沉积、深海碳酸盐沉积。砂岩碎屑颗粒多为次棱角状, 分选性普遍较差, 反映出岩石的成熟度较低(表1); 粒度概率分布曲线(图3)显示斜率很陡, 滚动总体不发育, 总体以跳跃和悬移为主, 反映浊流沉积环境。

表 1 岩屑砂岩粒度分析成果值 Table 1 Particle size of lithic sandstone
2.2 化学分析

2.2.1 砂岩化学成分分析

从木嘎岗日群取得砂岩硅酸盐样品分析结果(表2)可以看出, 其分析结果及特征参数反映出其物质来源较为分散, 4种物源均有, 相对集中于被动大陆边缘。木嘎岗日群Pb、Zn、Li、Rb、W、Sb、Nb、Zr、Hf含量高于克拉克值, Cu、Mo、Bi、Sr、Ba、Mo、Sc略高于克拉克值, 其余元素均低于克拉克值(表3)。

图 3 木嘎岗日群砂岩粒度分布累积概率曲线图Fig.3 Particle size cumulative probability plot of sandstone in Mugagangri Group

表 2 木嘎岗日群化学成分及特征参数(wB/%) Table 2 The chemical compositions and characteristic parameters of Mugagangri Group(wB/%)
表 3 木嘎岗日群微量元素含量(wB/10-6) Table 3 Trace element values of Mugagangri Group(wB/10-6)

2.2.2 稀土分析

Bhatia1985年总结了判断沉积盆地构造环境的稀土元素特征, 认为来自大洋岛弧构造背景:源区为未切割的岩浆弧沉积物, 具有低的稀土总量、弱的轻稀土富集和基本无负铕异常的特征; 来自大陆岛弧构造背景:源区为切割岩浆弧的沉积物, 有较高的稀土总量和中等的轻稀土富集、弱的Eu负异常; 而来自安第斯型活动大陆边缘、被动大陆边缘、地台和克拉通内构造高地的沉积物, 有高的稀土总量、轻稀土富集和明显的负Eu异常[10]。在木嘎岗日岩群中取得6件砂岩稀土样品, 其中砂岩特征参数La=3× 10-6~34.8× 10-6、Ce=10× 10-6~56.7× 10-6、Σ REE=24.68× 10-6~138.47× 10-6、LREE/HREE=5.50~9.26、La/Yb=4.7~18.5、LaN/YbN=3.38~13.3、δ Eu=0.6~0.93、δ Ce=0.6~1.52, 大部分参数值与Bhatia(1985)所统计的大洋岛弧、大陆岛弧砂岩特征参数值接近(表4)。采用Boynton(1984)推荐的球粒陨石标准值对稀土元素数据进行标准化, 并对木嘎岗日群作稀土元素配分模式图(图4)可以看出, Eu具负异常特征, 且曲线右倾、斜率不大, 其配分形态迫近于Bhatia(1985)的经典REE物源区构造背景模式配分图的大洋岛弧、大陆岛弧模式曲线, 说明了洋底盆地的活动性, 属非稳定型。

表 4 判别沉积盆地构造环境的REE参数(Bhatia, 1985)与研究区参数对比表 Table 4 The REE’ s parameters of sedimentary basin tectonic setting discrimination (Bhatia, 1985) and parameter comparison of the study area

图 4 木嘎岗日群稀土元素配分曲线图Fig.4 The REE distribution patterns of Mugagangri Group

2.3 层序分析

研究区木嘎岗日群为成层有序的地层体, 该层序特征由海侵体系域(TST)与高水位体系域(HST)组成, 局部为低水位体系域, 沉积性质以加积准层序为主。沉积物为成熟度较低的砂岩、粉砂岩与板岩或泥、页岩构成不等厚韵律互层, 并程度不等地夹有砂砾岩、硅质岩或少量灰岩, 总体特征是沉积物粒度较细, 韵律结构发育, 具有复理石的特征(图5)。该层序中地层连续性好, 沉积环境属开阔海近波基面的近滨带至波基面以下的滨外带及大陆斜坡环境。以洋流为主的水动力条件一般较弱, 沉积方式以垂向加积为主, 侧向加积次之。

图 5 西藏康托地区木嘎岗日群沉积层序Fig.5 Stratigraphic sequence of Mugagangri Group in Kangtuo area, Tibet

2.4 碎屑模型分析

砂岩薄片鉴定成果反映岩石中含有较多的岩屑成分, 多为岩屑细— 粉砂岩, 少量为岩屑石英砂岩, 杂基含量为6%~8%。根据Dickinson(1979) QFL物源区图, 其碎屑物源主要来自于再循环造山带物源区。Cook图解中来源于稳定陆壳区和次稳定前陆盆地区及火山岛弧型活动边缘(图6)。

图 6 木嘎岗日群砂岩碎屑模型分析三角图解Fig.6 The triangular diagram of sandstone fragment model analysis in Mugagangri Group

2.5 沉积环境分析

木嘎岗日群物质来源于再循环造山带物源区及火山岛弧型活动边缘, 其沉积环境为次深海沉积盆地, 并伴有海底深切河谷水下扇环境, 具有浊积沉积特点。将砂岩硅酸盐样品分析结果综合统计, 投影在Bhatia(1983)砂岩构造环境判别图解中(图7), TiO2-Fe2O3+MgO图解显示, 有3件样品落入该图解中的A区, 即被动大陆边缘区。

图 7 碎屑岩(Fe2O3+MgO)-TiO2构造环境判别图①②
A. 被动大陆边缘; B. 安第斯型大陆边缘; C. 大陆岛弧; D. 大洋岛弧Fig.7 (Fe2O3+MgO)-TiO2 tectonic setting discrimination diagram of clastic rocks①②

2.6 岩性组划分

通过对西藏康托地区早— 中侏罗世木嘎岗日群剖面沉积特征的详细研究, 将木嘎岗日群分为3个岩性组:一组(J1-2M1)为一套细碎屑岩夹碳酸盐岩组合, 其岩性特征主要为薄层、极薄层板岩夹砂岩透镜体或薄层灰岩, 局部见玄武岩、橄榄玄武岩、白云质灰岩构造残片。二组(J1-2M2)为粗碎屑岩偶夹少量灰岩, 其岩性特征为中薄层砂岩、粗砂岩夹薄层板岩及少量灰岩, 偶见玄武岩构造残片, 底部可见深切河谷水下扇沉积灰岩质砾岩。三组(J1-2M3)为碎屑岩夹碳酸盐岩组合, 其岩性组合特征为板岩与砂岩不等厚互层, 偶夹灰岩, 局部见玄武岩、玄武安山岩构造残片。

在木嘎岗日群一组顶部、二组底部, 见一套沿走向出露较稳定的灰岩质砾岩, 西侧被第四系覆盖, 东侧延出区外, 区内延伸约7 km, 出露宽8~50 m, 灰岩质砾岩砾石主要为灰岩, 见少量砂岩、硅质岩等, 泥砂质及钙质胶结, 属深切河谷水下扇沉积。并在其沉积顶部沿走向相伴出露白云质灰岩构造残片, 为二叠系白云质灰岩滑塌岩块混入, 整体上形成含有外来岩块的野复理石沉积。视其为一次构造沉积事件的韵律亚旋回, 并将其归属于木嘎岗日群二组。

3 沉积盆地构造演化

中特提斯的形成经历了一个漫长的过程, 由中— 晚三叠世开始出现雏形, 至早白垩世陆陆碰撞造山[11, 12, 13], 经历了4个演化阶段:三叠纪— 早侏罗世扩张阶段, 中侏罗世— 晚侏罗世早期双向俯冲阶段, 晚侏罗世— 白垩纪早期残余洋盆阶段, 早白垩世晚期— 晚白垩世陆陆碰撞造山阶段。木嘎岗日群的沉积盆地构造演化产于扩张阶段与双向俯冲阶段[9](图8), 并进一步划分3个活动期:扩张期、向南俯冲期和盆地双向俯冲期。

(1)中特提斯洋扩张阶段:三叠纪— 侏罗纪是中国古大陆陆内汇聚造山的第一阶段, 中国各主要陆块基本拼合, 并进入欧亚板块的范畴。中三叠世末印支运动后, 测区北部经历了短暂的沉积间断, 晚三叠世由于特提斯向南俯冲, 其北侧被动大陆边缘产生了大陆裂谷, 南羌塘坳陷带在大陆裂谷盆地基础上发育形成, 早侏罗世沉积了木嘎岗日群一组, 一套细碎屑岩夹碳酸盐岩组合。

图 8 班公湖-怒江中特提斯洋J1-J2构造演化示意图
1. 陆壳; 2. 洋壳+深海沉积; 3. 洋中脊岩浆房; 4. 地幔柱; 5. 洋岛和海山; 6. 大陆边缘沉积; 7. 台地沉积; 8. 中酸性侵入岩; 9. 木嘎岗日群; 10. 冈底斯板片; 11. 羌塘板片Fig.8 The J1-J2tectonic evolution schematic diagram of Bangongco-Nujiang Meso-Tethys

(2)中特提斯双向俯冲阶段:中侏罗世班公湖— 怒江洋继续向南俯冲消减于冈底斯陆块之下, 形成类似于现代东南亚西太平洋多岛弧-洋盆体系构造环境。而北部, 中侏罗世为正常的次深海环境, 沉积了木嘎岗日群二组粗碎屑岩偶夹少量灰岩。中侏罗世末由于中特提斯向北低角度俯冲消减, 海水由北向南逐渐退出本区, 沉积了木嘎岗日群三组碎屑岩夹碳酸盐岩组合。在中侏罗世中晚期, 在鸡龚木足— 加查村— 那嘎俄那断裂带南侧的加查村、色日阿勒等地还发育了一套洋岛沉积组合, 伴有扩张环境的基性、超基性岩浆弧, 即蛇绿岩的形成。

4 结 论

(1)西藏康托地区早— 中侏罗世木嘎岗日群分为3个岩性组, 并在二组底部发现深切河谷水下扇沉积的粗碎屑岩建造, 伴随二叠系白云质灰岩的滑混构造, 间接为岩性组划分提供依据。

(2)木嘎岗日群沉积盆地早— 中侏罗世的沉积演化可分为2个阶段:盆地扩张阶段和盆地双向俯冲阶段。在盆地扩张阶段由于特提斯向南俯冲, 其北侧被动大陆边缘产生大陆裂谷, 南羌塘坳陷带在大陆裂谷盆地基础上发育形成; 双向俯冲阶段为中侏罗世班公湖-怒江洋继续向南俯冲消减于冈底斯陆块之下, 北部为正常的次深海— 深海环境; 中侏罗世末由于中特提斯向北低角度俯冲消减, 海水由北向南逐渐退出本区。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 耿全如, 彭智敏, 张璋, 等. 班公湖-怒江成矿带及邻区特提斯演化与成矿地质背景[M]. 北京: 地质出版社, 2012: 1-219. [本文引用:1]
[2] 耿全如, 毛晓长, 张璋, 等. 班公湖-怒江成矿带中、西段岩浆弧新认识及其对找矿的启示[J]. 中国地质调查, 2015, 2(2): 1-11. [本文引用:1]
[3] 曹圣华, 肖晓林, 欧阳克贵. 班公湖-怒江结合带西段侏罗纪木嘎岗日群的重新厘定及意义[J]. 沉积学报, 2008, 26(4): 559-564. [本文引用:1]
[4] 罗建宁, 王小龙, 李永铁, 等. 青藏特提斯沉积地质演化[J]. 沉积与特提斯地质, 2002, 22(1): 7-15. [本文引用:1]
[5] 耿全如, 潘桂棠, 王立全, 等. 班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化与成矿地质背景[J]. 地质通报, 2011, 30(8): 1261-1274. [本文引用:1]
[6] 冯彩霞. 班公湖-怒江缝合带西段改则硅质岩地球化学特征及沉积环境[J]. 矿床地质, 2011, 30(5): 773-786. [本文引用:1]
[7] Pan G, Wang L, Li R, et al. Tectonic evolution of the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2012, 53: 3-14. [本文引用:1]
[8] 宋扬, 唐菊兴, 曲晓明, 等. 西藏班公湖-怒江成矿带研究进展及一些新认识[J]. 地球科学进展, 2014, 29(7): 795-809. [本文引用:1]
[9] 曹圣华, 邓世权, 肖志坚, 等. 班公湖-怒江结合带西段中特提斯多岛弧构造演化[J]. 沉积与特提斯地质, 2006, 26(4): 25-32. [本文引用:2]
[10] Bhatia M R. Rare earth elements geochemistry of Australian Paleozoic graywacks and mudstones: provenance and tectonic control[J]. Sedimentary Geology, 1985, 45: 97-113. [本文引用:1]
[11] 曲晓明, 辛洪波, 赵元艺, 等. 西藏班公湖中特提斯洋盆的打开时间: 镁铁质蛇绿岩地球化学与锆石U-Pb L A ICP MS定年结果[J]. 地学前缘, 2010, 17(3): 53-63. [本文引用:1]
[12] 高顺宝, 郑有业, 王进寿, 等. 西藏班戈地区侵入岩年代学和地球化学: 对班公湖-怒江洋盆演化时限的制约[J]. 岩石学报, 2011, 27(7): 1973-1982. [本文引用:1]
[13] 黄启帅, 史仁灯, 丁炳华, 等. 班公湖MOR型蛇绿岩Re-Os同位素特征对班公湖-怒江特提斯洋裂解时间的制约[J]. 岩石矿物学杂志, 2012, 31(4): 465-478. [本文引用:1]