西藏1:5万双湖区角木日地区四幅区域地质调查
王根厚 ;梁晓 ;袁国礼 ;高金汉 ;李典;唐宇;杜瑾雪 ;方斌
南羌塘中生代盆地区域地质专项调查项目隶属于冈底斯-喜马拉雅铜矿资源基地调查项目,羌塘盆地位于青藏高原中部,夹持于金沙江缝合带和怒江缝合带之间,面积近 18万平方千米,是我国最大的中新生代残留盆地,广泛出露三叠纪-侏罗纪的海相沉积地层,白垩纪以后逐渐转变为陆相沉积盆地。地球物理数据显示羌塘盆地具有“两坳夹一隆”的构造格局,冈玛错-戈木日-玛依岗日-双湖一带为盆地的“中央隆起”区,分隔了两侧的北羌塘凹陷与南羌塘凹陷。
本项目系统总结青藏高原南羌塘地区区域地质调查成果,以增生造山理论为指导,以构造解析和岩石流变学理论为基础,以重点区大比例尺构造解剖为手段,采用宏观构造与显微构造、构造变形与变质作用及同位素年代学相结合的思路,开展南羌塘地区多玛、戈木日、聂荣、吉塘及嘉玉桥等变质杂岩系的构造-岩石-地层组成及构造变形和变质作用系统对比研究,厘定南羌塘盆地基底变质杂岩的时空分布特征及构造属性;开展南羌塘盆地晚古生代浅变质地层的时空分布、沉积组成、构造环境及变形变质特征深入研究,探讨古特提斯形成演化。
研究表明:南羌塘增生杂岩依据变质变形特征及成因,可划分为高压变质岩单元、构造混杂岩及褶冲带三个单元。
高压变质岩单元是以蓝片岩、榴辉岩为代表的基性高压变质岩,围岩为以石榴石云母石英片岩、云母石英片岩为代表的高级变质泥质岩。这些高压变质岩的出现暗示其基性原岩曾俯冲到深部接受高压变质,并在后期剥露到浅表层次。
构造混杂岩指一套主要遭受两期透入性置换的浅变质细碎屑岩,含有不同岩性、不同时代及不同变质程度的块体。第一期为大洋板块沿海沟俯冲发生的强烈单剪变形,大规模透入性的置换了原始层理构造。流体活动强烈,发育大量同构造石英脉。第二期为以面理为变形面的纵弯褶皱为代表的收缩变形,形成的褶劈理基本已透入性的置换了第一期面理。
褶冲带由石炭-二叠系组成,主要遭受逆冲断层及相关纵弯褶皱变形。是在俯冲过程中未进入俯冲通道的增生拼贴物质。 年代学研究表明,褶冲带板岩的 Ar40-Ar40 年龄为 189.8 ±3.2 Ma,构造混杂岩基质的绢云母 Ar40-Ar40 年龄为 210.7 ±1.4 Ma,高压变质岩的围岩云母石英片岩的白云母 210.7 ±1.4 Ma 年龄为 212.9 ±1.1 Ma。
中生代海相盆地为班公湖-怒江洋裂解扩张期间形成的被动大陆边缘沉积。 结合沉积相和构造变形特征,晚三叠世,班怒洋初始裂陷,测区此时位于裂陷盆地北缘,处在稳定-次稳定的浅海环境,沉积了一套呈海侵层序的台地相碳酸盐岩日干配错组(T3r)。早侏罗世班怒洋加剧扩张,海水迅速逐渐上升,测区演变为深海-次深海环境,沉积了一套海底扇相碎屑岩色哇组(J1-2s)。
中侏罗世,班怒洋壳开始北向俯冲,俯冲导致测区抬升,并逐渐过渡为浅海环境,沉积了一套陆源碎屑岩与碳酸盐岩互层或夹层的混积陆棚相莎巧木组(J2sq)。晚侏罗世,班怒洋壳加剧俯冲,将测区地层带入中部构造层次,俯冲对测区地层产生斜向挤压应力使其形成纵弯褶皱、强劈理构造置换和一系列东西向逆断层,并将晚古生代地层龙格组(P2l)逆冲推覆到褶皱的色哇组(J1-2s)之上。
晚侏罗世末期,俯冲作用在测区形成岛弧型中酸性岩浆岩。早白垩世晚期,班怒洋俯冲消减结束。自此,班怒洋关闭并碰撞造山。碰撞作用使测区莎巧木组(J2sq)、日干配错组(T3r)遭受水平挤压作用形成宽缓-开阔共轴叠加褶皱,使色哇组(J1-2s)形成劈理褶皱及石英脉褶皱。
晚白垩世,竟柱山组磨拉石区域性角度不整合覆盖标志着碰撞造山过程终结。持续了约 150Ma 的班怒洋威尔逊旋回宣告结束。新生代发育大量受印度-亚洲大陆碰撞形成的南北向挤压构造。
主要成果包括以下几点:
(1)编制了南羌塘 1:50 万岩性-构造图。厘清了南羌塘中生代盆地构造演化过程,印支期为龙木错-双湖缝合带俯冲增生期,形成了包含增生杂岩、褶冲带、楔顶盆地的增生体系;燕山期为班公湖怒江洋演化期,经历了晚三叠世碳酸盐台地,早侏罗世台地拉开沉积海底扇,晚侏罗世洋壳俯冲,晚白垩世班公湖怒江洋演化结束。
(2)初步拟定了 1:5 万造山带填图方法,以此方法为基础,指导了雅鲁藏布江缝合带、索伦山缝合带、理塘缝合带等野外地质填图,并主持召开野外现场考察会和培训。
(3)探讨了在隆升背景条件下,青藏高原新生代的环境演化及新构造运动。
(4)以此项目为依托,共计发表论文 41 篇,其中 SCI 检索论文 24 篇(国际 16篇,国内 8 篇),中文核心期刊论文 21 篇,参加国际学术会议 10 人/次、参加国内 CUG 学术会议 2 次,依托项目研究,申请国家自然基金 3 项。在项目执行期间,项目组成员有 1 人晋升教授博导,1 人晋升副教授,培养博士 12 名,硕士 46 名。项目负责人获得 2012 年国土资源部科技成果一等奖 1 项。形成了一支优秀的青藏高原基础地质研究团队,并为社会培养锻炼了一大批地质科研人才。