可可西里—巴顏喀拉三疊紀(jì)沉積盆地的形成及演化.pdf

1、可可西里一巴顏喀拉三疊紀(jì)沉積盆地，位于青藏高原腹地北東部。構(gòu)造范圍北以木孜塔格一東昆南一阿尼瑪卿斷裂帶，南以西金烏蘭一玉樹一金沙江斷裂帶，東以龍門山推覆構(gòu)造圍限的巨型倒三角形區(qū)域，面積愈70×10<'4>km<'2>，盆地中的沉積物主要是三疊紀(jì)濁積巖系，最厚達(dá)10×10<'3>m。由于其特殊的大地構(gòu)造位置和復(fù)雜的成因，長(zhǎng)期以來(lái)成為青藏高原大地構(gòu)造和特提斯研究的熱點(diǎn)地區(qū)和關(guān)鍵地區(qū)。因受高寒缺氧、氣候惡劣、交通極差等諸多困難的影響，研究程度

2、非常低，地質(zhì)上號(hào)稱“百慕大三角”?？煽晌骼镆话皖伩貐^(qū)不僅有豐富的礦產(chǎn)資源，而且是江河源區(qū)，青藏公路及鐵路橫穿該盆地西段可可西里地區(qū)，國(guó)家“三江源”自然保護(hù)區(qū)、可可西里自然保護(hù)區(qū)及南水北調(diào)西線工程部署在這里，因此研究可可西里一巴顏喀拉三疊紀(jì)沉積盆地具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 前人的研究工作主要限于地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域地層、古生物和地球物理等方面。作者歷經(jīng)十個(gè)春秋的野外填圖和科學(xué)考察，獲得了豐富而又翔實(shí)的第一手基礎(chǔ)資料。論文將可可

3、西里一巴顏喀拉三疊紀(jì)沉積盆地的形成演化置于岡瓦納大陸的裂解、古特提斯域的全球構(gòu)造框架中，以活動(dòng)論、板塊構(gòu)造為理論指導(dǎo)，從沉積相、古水流、物源區(qū)、深海放射蟲硅質(zhì)巖及與盆地有關(guān)的巖漿作用，如基性巖墻群、蛇綠巖、俯沖弧火山巖等方面的綜合研究，認(rèn)為是一個(gè)典型的殘留洋盆，并反演了可可西里-巴顏喀拉沉積盆地形成及演化過(guò)程。 可可西里一巴顏喀拉沉積盆地自北而南包括木孜塔格-昆侖-阿尼瑪卿構(gòu)造帶、西秦嶺構(gòu)造帶、可可西里-巴顏喀拉構(gòu)造區(qū)、西金烏蘭

4、-玉樹-金沙江構(gòu)造帶，各構(gòu)造區(qū)帶內(nèi)的巖石地層及其分布、地層層序各具特色，反映了沉積盆地中不同背景、不同時(shí)期地層的分布及充填規(guī)律?？煽晌骼?巴顏喀拉主構(gòu)造區(qū)發(fā)育二疊紀(jì)-三疊紀(jì)地層，二疊紀(jì)與三疊紀(jì)地層為連續(xù)沉積關(guān)系，而且均為大陸斜坡-深海洋盆沉積，發(fā)育濁積巖系。盆地邊緣受俯沖增生控制作用，發(fā)育有石炭-中三疊世放射蟲硅質(zhì)巖、巖崩、滑塌和碎屑流沉積，具有從盆地邊緣到內(nèi)部依次發(fā)育蛇綠混雜巖一混雜堆積-濁積巖-深海盆地的演化規(guī)律，這種增生混雜沉積與

5、盆內(nèi)濁積巖系之間并沒(méi)有截然的時(shí)間和空間發(fā)育差異，而是相互依存。 在可可西里-巴顏喀拉盆地的中西部飲馬湖、巴顏喀拉山扎朵等地發(fā)現(xiàn)三疊紀(jì)地層最高層位，其中發(fā)育有淺海陸棚-海陸交互相風(fēng)暴巖、潮汐層理及夾煤線沉積，采集到以嘭凸厚殼的Myophori(Costatoria)mansuyi和Piacunopsis remuensis屬為代表的濱海相雙殼類動(dòng)物群組合，其中Myophori(Costatoria) mansuyi，Myopho

6、ria(Elegantinia) VenuSta，PiacunopSiS remuensis常見于諾利期或晚三疊世地層，而且Myophori是揚(yáng)子區(qū)諾利期的帶化石，因此將其時(shí)代定為晚三疊世諾利期。巴顏喀拉山群頂部這套淺海陸棚一海陸交互相的沉積應(yīng)為該盆地閉合期的產(chǎn)物，從而為解決該盆地何時(shí)轉(zhuǎn)化為前陸盆地，乃至何時(shí)結(jié)束沉積的時(shí)限問(wèn)題提供了直接依據(jù)。中晚二疊世之間的角度不整合是盆緣增生帶上的不整合，可能代表一次強(qiáng)烈的洋陸俯沖作用。 地

7、層的沉積巖相特征及沉積充填序列研究表明，盆地西部具有二疊紀(jì)一晚三疊世早期增生混雜巖、濁積巖系沉積，晚三疊世中期淺海陸棚一海陸交互相沉積。而在東部馬爾康和康定地區(qū)，即揚(yáng)子西緣，重建的地層層序和沉積地質(zhì)特征顯示，該區(qū)在中泥盆世一中三疊世時(shí)期為被動(dòng)大陸邊緣，由于揚(yáng)子陸塊向西雙向斜向俯沖作用，在其北側(cè)和南側(cè)邊緣形成南昆侖和可可西里一甘孜一理塘俯沖增生一殘留盆地。 在綜合研究前人古水流資料成果的基礎(chǔ)上，作者根據(jù)可可西里、玉樹和秦昆接合部可

8、靠的槽模、礫石疊瓦構(gòu)造、波痕、交錯(cuò)層理古水流統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為可可西里-巴顏喀拉盆地具有南北兩個(gè)物源區(qū)的特點(diǎn)。北緣的古水流向自北向南，南緣古流向自南向北，在秦嶺昆侖接合部河卡山、鄂拉山為自西北向東南，另有來(lái)自揚(yáng)子板塊的古水流。玉樹地區(qū)的古水流向自東南向北西，表明物源來(lái)自于南部甘孜-理塘造山帶。有意義的是可可西里地區(qū)古流水向主要自北向南，晚期自南向北。 砂巖碎屑、主量微量元素統(tǒng)計(jì)分析表明，盆地的陸源碎屑物主要來(lái)自盆地周邊南北兩條重要的

9、造山帶：一條昆侖造山帶；另一條是西金烏蘭一金沙江造山帶，前者是主要物質(zhì)來(lái)源區(qū)，可能還有大量來(lái)自秦嶺-大別山的物源。 根據(jù)可可西里飲馬湖晚三疊世風(fēng)暴巖、東昆侖鄂拉山等地中三疊世風(fēng)暴巖，結(jié)合生物古地理、古氣候及古地磁顯示，可可西里-巴顏喀拉盆地及其周緣板塊位于中低北緯地區(qū)。盆地南部和北部生物古地理及古氣候有較大的差異，推測(cè)秦嶺與昆侖結(jié)合的河卡盆地三疊紀(jì)時(shí)古氣候處于亞熱帶和溫帶的過(guò)渡區(qū)。而盆地中南部的巴顏喀拉山、玉樹地區(qū)當(dāng)時(shí)處于熱帶地

10、區(qū)。羌塘板塊僅僅晚石炭世至中二疊世古緯度向北漂移的變化量就達(dá)25.3°±4.3° (南緯21.9°一北緯3.4°±4.3°)，晚三疊世，羌塘地塊與昆侖地塊還存在一定差異，古緯度還差lO個(gè)緯度左右，即相距1000Km，因而也反映了晚三疊世時(shí)古特提斯洋在該區(qū)的存在。 可可西里-巴顏喀拉盆地的形成奠基于晚古生代形成的多島洋，是古特提斯的一部分?？煽晌骼?巴顏喀拉盆地地層層序及沉積相研究證實(shí)，盆地于泥盆紀(jì)被動(dòng)陸緣的淺海基礎(chǔ)上裂陷、拉開

11、，早石炭世形成洋盆，晚石炭世洋盆北部開始消減、南部繼續(xù)擴(kuò)張，晚二疊世-中三疊世進(jìn)入增生盆地和殘留洋盆階段，晚三疊世諾利期轉(zhuǎn)化為周緣前陸盆地，三疊紀(jì)末完全閉合。其主體由晚二疊世-中三疊世深海沉積、典型濁積巖系和晚三疊世諾利期淺海陸棚沉積構(gòu)成，北部零星出露了中二疊世海山玄武巖+碳酸鹽巖沉積，木孜塔格-東昆南阿尼瑪卿構(gòu)造帶以北有早-中三疊世島弧一弧后沉積。以盆地為中心具有向南北兩側(cè)陸塊雙向相背俯沖的極性特點(diǎn)，顯示由泥盆紀(jì)大陸邊緣盆地，石炭-中

12、二疊世洋盆沉積至晚二疊世-中三疊世的增生盆地和殘留洋盆演化的趨勢(shì)。 可可西里—巴顏喀拉地區(qū)泥盆紀(jì)為被動(dòng)大陸邊緣，形成裂谷碎屑巖+碳酸鹽巖建造，偶夾雙峰式火山巖，增生于盆地周緣木孜塔格—東昆南—阿尼瑪卿帶及西金烏蘭—玉樹—金沙江構(gòu)造帶，呈構(gòu)造巖片產(chǎn)出。石炭紀(jì)—二疊紀(jì)是古特提斯洋盆發(fā)育的主要時(shí)期，形成北緣木孜塔格、布青山和阿尼瑪卿蛇綠巖，南緣西金烏蘭、玉樹和金沙江蛇綠巖。二疊紀(jì)—三疊紀(jì)是重要的洋—陸俯沖時(shí)期，形成可可西里—巴顏喀拉盆

13、地主要來(lái)自昆侖，次為羌塘和秦嶺的濁積扇體，同時(shí)早期(二疊紀(jì)—早三疊世)伴生有灰?guī)r巖崩、滑塌及碎屑流。晚二疊世—晚三疊世早期是濁積巖發(fā)育的時(shí)期，是可可西里—巴顏喀拉盆地的主體地層形成時(shí)期。盆地中二疊紀(jì)與三疊紀(jì)地層之間為整合接觸，并且上下伏地層的沉積相為濁積巖相。盆地邊緣受俯沖增生主控制作用，從邊緣到盆地具蛇綠混雜巖—混雜堆積—濁積巖—深海盆地的演化規(guī)律。可可西里—巴顏喀拉洋盆南緣具向南西羌塘板塊的俯沖作用。中晚三疊世由于揚(yáng)子板塊與包括柴達(dá)

14、木板塊在內(nèi)的華北板塊的俯沖匯聚，來(lái)自昆侖及秦嶺大別山大量物質(zhì)的剝蝕使巴顏喀拉山北部盆地區(qū)填滿，只在盆地南緣歇武—甘孜理塘存在殘留盆地，閉合時(shí)主洋域在“三江”地區(qū)。晚三疊世諾利期，可可西里—巴顏喀拉盆地由殘留盆地轉(zhuǎn)化為前陸盆地，發(fā)育以可可西里風(fēng)暴巖、煤線為代表的淺海—海陸交互相沉積。 在青藏高原東部玉樹蛇綠混雜巖硅質(zhì)巖巖塊中首次采獲早二疊世放射蟲化石。該放射蟲組合包括Latentifistula crux Nazarov et O

15、rmiston，Pseudoalbaillella scalprata scaiprata Hodsworth et Jones，Pseudoa1baillella scalprata rhombothoracata Ishiga，Pseudoalbaillella sakmarensis(Kozur)等。該放射蟲組合屬于Pseudoalbaillella scalprata rhombothoravata帶，該帶可以進(jìn)行全球?qū)?/p>

16、比，地質(zhì)時(shí)代為早二疊世，該放射蟲動(dòng)物群與滇西等地的古特提斯放射蟲組合一致。因此，可以將早期發(fā)現(xiàn)的金沙江構(gòu)造帶與玉樹構(gòu)造帶連通為一條構(gòu)造帶。在可可西里地區(qū)，不僅發(fā)現(xiàn)石炭紀(jì)、二疊紀(jì)放射蟲，而且發(fā)現(xiàn)中三疊世放射蟲Spongoserrula rarauana動(dòng)物群，表明石炭紀(jì)—中三疊世存在深水盆地。結(jié)合該次發(fā)現(xiàn)的深海遺跡化石和前人鮮水河等地區(qū)中三疊世放射蟲的發(fā)現(xiàn)，從而證明了深水洋盆的存在。 初步分析表明，可可西里—巴顏喀拉盆地東部基底