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西藏1:5万德庆、冈吉、白朗、格达幅区域地质调查成果

2014-12-24

由中国地质大学(武汉)地质调查研究院承担的“西藏1:5万德庆(H46E013003)、冈吉(H46E013004)、白朗(H46E013005)、格达(H46E013002)幅区域地质调查”项目系冈底斯成矿带地质矿产调查计划项目的工作项目,项目起止年限为2010~2012年,通过三年的艰苦工作,项目在地层、火山岩、侵入岩和构造方面取得了较多成果。

1.对测区的典中组火山岩进行了沉积层序、采样、LA-ICP-MS锆石年代学、地球化学研究。通过剖面和路线样品得到LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄69.1±2.4Ma68.4±1.3Ma67.1±1.6Ma64.3±1.5Ma65.5±2.5Ma66.7±4.3Ma68.7±3.1Ma64.3±2.6Ma66.9±3.7Ma9个年龄,多属晚白垩世Maastrichtian期,仅三件样品显示为古新世Danian期。侵位于典中组内的岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为60.0±2.2Ma57.4±1.9Ma56.8±3.0Ma,说明马乡地区典中组火山岩形成时代为晚白垩世末期古新世早期。地球化学特征表明,马乡地区典中组由中酸性火山岩组成,属钙碱性高钾钙碱性岩石,显偏铝过铝质特点,轻稀土富集,分馏明显,重稀土亏损,分馏不明显,具Eu负异常,微量元素与原始地幔相比,富集强不相容元素RbThU,具有明显的高场强元素Nb-Ta谷和BaSrTi谷特点。该火偏铝过铝质特点,轻稀土富集,分馏明显,重稀土亏损,分馏不明显,具Eu负异常,微量元素与原始地幔相比,富集强不相容元素RbThU,具有明显的高场强元素Nb-Ta谷和BaSrTi谷特点,该火山岩应形成于新特提斯洋壳俯冲作用下的岛弧环境陆缘弧环境。

2.对林周地区强嘎乡一带帕那组火山岩进行了分析和研究,认为帕那组由一套英安岩、安山岩、流纹质火山碎屑岩及相应的熔结凝灰岩等岩石组成,早期以喷溢爆发为主,中期表现为大规模喷爆发,到中后期出现沉积间歇,晚期火山再次活动,但较中期火山活动明显减弱,演变为间歇性的火山爆发为主体的火山活动。整个旋回包括3个次级旋回和18个韵律,帕那旋回中的火山活动反映出由早到晚的弱间歇较强的演化规律。获得帕那组底部火山岩锆石U-Pb年龄为51.27±0.45Ma,表明该火山岩形成时代为古近纪始新世早期。同时为林子宗群火山活动的帕那旋回的时限提供了新的年龄资料。岩石地球化学特征表明,帕那组火山岩属高钾钙碱性和钾玄岩系列,具过铝质强过铝质特点,轻稀土富集,重稀土亏损,具中等负Eu异常,富集大离子亲石元素(如RbThU),相对亏损高场强元素(如 NbTiTaY 等),具有NbPTiBa负异常总体特征反映了碰撞后碰撞作用下加厚陆壳部分熔融的特征,同时Y+Nb-RbHf-Rb/30-Ta×3构造环境判别图中,帕那组火山岩也落在后碰撞区域。综上得出帕那组火山岩是加厚陆壳部分熔融形成的,是印亚大陆后碰撞作用的产物。

3.对设兴组地层进行了系统剖面测制和划分,从下至上可划分四个岩性段,并进行了系统孢粉样品控制;在德庆乡南的设兴组第二段安山岩(PM002U-Pb81-1)夹层中测得其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为94.0±3.0Ma;在马乡西的设兴组第四段,即马乡向斜核部发现一层安山岩夹层(PM004U-Pb2-1),其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为87.4±2.7Ma,初步将典中组与设兴组间角度不整合年龄限制在86.1±4.6Ma69.1±2.4Ma之间。

对林周县春堆乡尼隆岗晚白垩世设兴组二段进行了孢粉处理和鉴定,认为可以建立Schizaeceiosporites-Classopollis-Exesipollenites孢粉组合。这一孢粉组合与前人在西藏仲巴地区晚白垩世晚期帕达那组和曲贝亚组中建立的Classopollis-Exesipollenites-Cycadopites孢粉组合对比,ClassopollisExesipollenites在中国最后的高含量产出是在晚白垩世,其组合时代大体应为晚白垩世晚期,很可能是SantonianMaastrichtian期。

4.对前人时代尚有争议的却桑温泉组采集到大量双壳化石,经中国科学院南京古生物研究所文世宣鉴定后,产双壳类:Corbula cf. attenua Lycett(似J2)、(Protocardia sp.?)(T-K)、Protocardia qinghaiensis wenJ2)、Protocardia stricklandiMorris et Lycett)(J2)、Quenstedtia cloughtonensis Cox et ArkellJ2-3)、Protocardia stricklandiMorris et Lycett)(J2)、Pteroperna decorata ReedJ2)、Oxytoma? sp.? T3-K2)、Pteroperna decorata ReedJ2)等,确定其时代为中侏罗世。

 对原邱桑温泉划分的查曲浦组火山岩进行了年龄测定和岩石地球化学分析。根据LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果,PM023U-Pb25-1样品LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析数据加权平均值为64.6±1.9MaPM006U-Pb26-1样品LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析数据加权平均值为63.5±3.8Ma,数据显示为典中组火山岩。岩石地球化学特征显示该套火山岩属钙碱性高钾钙碱性岩石,显偏铝过铝质特点,轻稀土较富集,重稀土亏损,具Eu负异常,微量元素与原始地幔相比,富集强不相容元素RbThLaUNd,具有明显的高场强元素NbTa Sr负异常的特点。因此,火山岩应形成于岛弧环境陆缘弧环境。与区域上典中组构造环境一致。

结合下伏火山岩年龄测试结果为晚白垩世至古新世典中组火山岩,从而否定了查曲浦组火山岩和却桑温泉组与下伏地层之间的角度不整合接触关系。

5.通过对堆龙德庆县德庆乡帮村实测剖面分析,基本确定了德庆一带塔克那组带火山岩的沉积序列,在德庆东一带塔克那组下部为一套灰褐色沉集块岩、灰绿色火山角砾岩、灰绿色凝灰岩为主,夹灰黄色砾岩、砂岩、粉砂岩和页岩等。上部为一套黄灰色石英砂岩、灰黄色粉砂岩、灰黄色页岩为主,夹灰绿色凝灰岩、深灰色圆笠虫灰岩、生物碎屑灰岩。首次对塔克那组下部凝灰岩和英安岩中测得LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄116.1±5.1Ma111.4±3.1Ma

对林周县拉孜乡塔克那组进行了剖面测制并采集一批古生物化石,经鉴定主要有:Panopea xizangensis WenK1)、Astartoides cf. dingriensis WenK1)、 Pleuromya sp. K)、Nototrigonia sp. K1)、腕足类Reclithyris spK)、不规则海胆类Micraster sp. K)。进一步佐证了塔克那组属早白垩世。

6.对林周县强嘎乡年波村西始新世年波组进行了孢粉研究,依据各属孢粉在各样品中含量变化,可以建立Pinuspollenites-Quercoidites- Betulaepollenites孢粉组合带。这可与西藏仲巴地区曲下组以及整个渤海湾盆地沙河街组三段孢粉组合特色相类似,即:孢粉组合中被子植物花粉的分异度和含量都很突出,占据组合的优势地位,其中以QurcoiditesUlmipollenitesBetulaepollenites含量最为突出。裸子植物花粉的主导分子为两气囊类,主要是Pinuspollenites,在前一组合繁盛的ExisepollenitesClassopollisSchizaeceiosporites基本消失。蕨类孢子含量很低,类型少。将这一孢粉组合代表的地质时代定为古新世早始新世。

7.对羊八井盆地内第四系地层进行了精细年代学测试和环境分析。ESR测试结果表明,PM018剖面ESR年龄为13.4±1.3万年、7.2±0.7万年, PM017剖面为29.7±3.0万年、9.3±1.4万年,时间为中更新世至晚更新世。对PM017进行了孢粉分析,由老到新可以建立三个孢粉组合带。第一孢粉组合带:以木本植物花粉为主,发育温带湿润气候的落叶阔叶栎属和桦属花粉,其植被类型为阔叶林为主的森林草原植被,总体反映当时气候温凉偏干。第二孢粉组合带:陆生草本植物花粉含量急剧增加,并占主导地位,木本植物位退居第二,蕨类植物孢子和水生草本植物花粉含量极低,陆生草本植物花粉含量急剧增加,植被类型为荒漠疏林草原植被,反映气候温凉干旱。第三孢粉组合带:法兰木本急剧增多,呈现出一种森林草原植被景观,说明当时气候温凉半湿润。从剖面年龄分析,第一、第二孢粉带相当于倒二冰期,气候较差,第三孢粉带相当于末次间冰期,气候转好。

8.建立了工作区岩浆演化序列。通过11个锆石U-Pb年龄和地球化学测试资料,初步建立了工作区岩浆演化序列。侵入岩岩石地球化学结果显示,白垩纪侵入岩在Hf-Rb-Ta构造环境判别图解上,落入火山弧区。在主量元素SiO2-TFeO/TFeO+MgO)图解中样品落入岛弧大陆弧大陆碰撞花岗岩区,结合区域地质背景,认为白垩纪侵入岩形成于火山弧环境,应该为俯冲型花岗岩。古新世侵入岩在Hf-Rb/30-Ta*3图中样品落入火山弧花岗岩区,但是有向同碰撞花岗岩方向发展的趋势,而在Hf-Rb/10-Ta*3图中样品落入碰撞花岗岩区,在Rb-Y-Nb图中,样品落入火山弧与同碰撞花岗岩的交界处,结合区域地质背景认为古新世侵入岩产生于同碰撞构造环境背景下。

9.查明了测区地质构造格架及主要构造形的基本特征,较合理地划分了三级构造单元,对测区不同构造层的构造变形样式作了较系统研究。查明了米拉山口断裂的空间展布和几何结构,并在测区内新查明多条近东西向区域断裂带。基本查明了测区构造变形样式和构造形态,研究表明自中二叠世以来该区经历了三期主要的构造变形。第一期变形发生在燕山晚期,为近南北向挤压体制下产生褶皱变形;第二期变形发生在喜山早中期,以挤压体制下形成大规模近EW走向逆冲断层和推覆构造为主;第三期变形为喜山晚期伸展机制下的正断层活动,发育一系列SN走向正断层系统和地堑构造。其中第一期变形为测区主导构造样式,且褶皱构造形态好、规模大。

10.测区主要的褶皱变形发生在燕山构造层内,变形强烈,褶皱两翼紧闭,形态多样,总体来说,在测区中部多发育直立褶皱,而北部和南部多发育倒转褶皱和平卧褶皱,且北部褶皱轴面多北倾,南部褶皱轴面多南倾,总体上呈现为一个轴面近东西向的大规模扇形复向斜构造;喜山构造层褶皱变形不强,褶皱类型多为开阔宽缓褶皱,褶皱轴面近直立,转折端为圆弧状,两翼交角较大,规模以大中型为主。从测区褶皱形成的机制上看,以浅表层次的纵弯褶皱作用为主,为近南北向挤压体制下产生褶皱变形。

测区内断层多为浅表层次的脆性断层,断层方向以东西向和南北向为主,另外有少数北东向和北西向断层。东西向断层为逆断层,断层面多向北倾,倾角中等至较大,反映区域上南北向挤压的主应力状态。北东向和北西向断层以逆冲兼平移为主。南北向断层多为正断层,形成南北向展布的断陷盆地。测区断层发育时间较晚,除少数断裂为燕山期发育外,其余多为喜马拉雅构造期发育,其中以南北向的正断层发育最晚,为喜马拉雅运动后期区内伸展作用产物。