可可西里—巴顏喀拉三疊紀沉積盆地的形成及演化.pdf

1、可可西里一巴顏喀拉三疊紀沉積盆地，位于青藏高原腹地北東部。構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濁積巖系，最厚達10×10<'3>m。由于其特殊的大地構造位置和復雜的成因，長期以來成為青藏高原大地構造和特提斯研究的熱點地區(qū)和關鍵地區(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，地質上號稱“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)，國家“三江源”自然保護區(qū)、可可西里自然保護區(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沉積盆地具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。 前人的研究工作主要限于地質構造、區(qū)域地層、古生物和地球物理等方面。作者歷經(jīng)十個春秋的野外填圖和科學考察，獲得了豐富而又翔實的第一手基礎資料。論文將可可

3、西里一巴顏喀拉三疊紀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造框架中，以活動論、板塊構造為理論指導，從沉積相、古水流、物源區(qū)、深海放射蟲硅質巖及與盆地有關的巖漿作用，如基性巖墻群、蛇綠巖、俯沖弧火山巖等方面的綜合研究，認為是一個典型的殘留洋盆，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-阿尼瑪卿構造帶、西秦嶺構造帶、可可西里-巴顏喀拉構造區(qū)、西金烏蘭

4、-玉樹-金沙江構造帶，各構造區(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、不同時期地層的分布及充填規(guī)律?？煽晌骼?巴顏喀拉主構造區(qū)發(fā)育二疊紀-三疊紀地層，二疊紀與三疊紀地層為連續(xù)沉積關系，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)濁積巖系之間并沒有截然的時間和空間發(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)三疊紀地層最高層位，其中發(fā)育有淺海陸棚-海陸交互相風暴巖、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是揚子區(qū)諾利期的帶化石，因此將其時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為該盆地閉合期的產(chǎn)物，從而為解決該盆地何時轉化為前陸盆地，乃至何時結束沉積的時限問題提供了直接依據(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)，即揚子西緣，重建的地層層序和沉積地質特征顯示，該區(qū)在中泥盆世一中三疊世時期為被動大陸邊緣，由于揚子陸塊向西雙向斜向俯沖作用，在其北側和南側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、礫石疊瓦構造、波痕、交錯層理古水流統(tǒng)計分析，認為可可西里-巴顏喀拉盆地具有南北兩個物源區(qū)的特點。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，另有來自揚子板塊的古水流。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)計分析表明，盆地的陸源碎屑物主要來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，前者是主要物質來源區(qū)，可能還有大量來自秦嶺-大別山的物源。 根據(jù)可可西里飲馬湖晚三疊世風暴巖、東昆侖鄂拉山等地中三疊世風暴巖，結合生物古地理、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，推測秦嶺與昆侖結合的河卡盆地三疊紀時古氣候處于亞熱帶和溫帶的過渡區(qū)。而盆地中南部的巴顏喀拉山、玉樹地區(qū)當時處于熱帶地

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個緯度左右，即相距1000Km，因而也反映了晚三疊世時古特提斯洋在該區(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。可可西里-巴顏喀拉盆地地層層序及沉積相研究證實，盆地于泥盆紀被動陸緣的淺?；A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)擴張，晚二疊世-中三疊世進入增生盆地和殘留洋盆階段，晚三疊世諾利期轉化為周緣前陸盆地，三疊紀末完全閉合。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陸塊雙向相背俯沖的極性特點，顯示由泥盆紀大陸邊緣盆地，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。 可可西里—巴顏喀拉地區(qū)泥盆紀為被動大陸邊緣，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—金沙江構造帶，呈構造巖片產(chǎn)出。石炭紀—二疊紀是古特提斯洋盆發(fā)育的主要時期，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—三疊紀是重要的洋—陸俯沖時期，形成可可西里—巴顏喀拉盆

13、地主要來自昆侖，次為羌塘和秦嶺的濁積扇體，同時早期(二疊紀—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)育的時期，是可可西里—巴顏喀拉盆地的主體地層形成時期。盆地中二疊紀與三疊紀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?？煽晌骼铩皖伩笈枘暇壘呦蚰衔髑继涟鍓K的俯沖作用。中晚三疊世由于揚子板塊與包括柴達

14、木板塊在內(nèi)的華北板塊的俯沖匯聚，來自昆侖及秦嶺大別山大量物質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化為前陸盆地，發(fā)育以可可西里風暴巖、煤線為代表的淺?！ｊ懡换ハ喑练e。 在青藏高原東部玉樹蛇綠混雜巖硅質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，該帶可以進行全球對

16、比，地質時代為早二疊世，該放射蟲動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)的金沙江構造帶與玉樹構造帶連通為一條構造帶。在可可西里地區(qū)，不僅發(fā)現(xiàn)石炭紀、二疊紀放射蟲，而且發(fā)現(xiàn)中三疊世放射蟲Spongoserrula rarauana動物群，表明石炭紀—中三疊世存在深水盆地。結合該次發(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