西藏西南部札達(dá)盆地新近紀(jì)沉積序列研究①

吳 旌 徐亞?wèn)| 陳奮寧 陳銳明 張克信

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院 武漢 430074;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430074; 3.西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所 西安 710054)

西藏西南部札達(dá)盆地新近紀(jì)沉積序列研究①

吳 旌1,2徐亞?wèn)|1,2陳奮寧3陳銳明3張克信1,2

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院 武漢 430074;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430074; 3.西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所 西安 710054)

札達(dá)盆地為一個(gè)藏南晚新生代斷陷盆地,基于巖性巖相、古流向和物源分析,認(rèn)為札達(dá)盆地主要經(jīng)歷了裂陷充填期(9.2～7.8 Ma),穩(wěn)定發(fā)展期(7.8～2.6 Ma)和裂后消亡期(2.6～1.7 Ma)。沉積相主要有辮狀河相、淡水湖泊相和沖積扇相,以湖相為主;古流向由南西向轉(zhuǎn)變?yōu)榕璧刂芫壷赶蚝柚行?發(fā)展到最后為南東向;物源主要來(lái)自北側(cè)的阿伊拉日居山地區(qū),古地勢(shì)由北東高南西低,經(jīng)差異抬升變?yōu)楸蔽鞲吣蠔|低,沉積中心位于湖盆南緣。至約1.7 Ma之后,貢巴礫巖的出現(xiàn)代表了札達(dá)盆地的消亡。札達(dá)盆地的演化表明藏南裂陷盆地經(jīng)歷了拉張形成、湖盆最大化而后快速消亡的過(guò)程,揭示了藏南在獲得最大高度后進(jìn)一步構(gòu)造伸展垮塌的演變歷程。

札達(dá)盆地 新近紀(jì) 沉積相 沉積演化

0 前言

札達(dá)盆地位于西藏自治區(qū)西南部阿里地區(qū)象泉河流域,崗仁波齊峰的西側(cè),地理范圍為東經(jīng)79°00'至80°30',北緯30°50'至32°20'。其新近紀(jì)地層近水平產(chǎn)出,呈典型的“塔林”地貌景觀;基底為侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)砂巖,地層出露厚度在盆地南緣達(dá)到最大[1]。盆地周圍山體主體呈北西-北西西方向延伸,地勢(shì)南西(喜馬拉雅山脈)和北東(阿依拉日居山脈)兩側(cè)高,平均海拔在4 000 m以上,呈向西北開口的喇叭狀。盆地東西長(zhǎng)約140 km,南北最大寬度為50 km,面積約為40 000 km2,屬侵蝕剝蝕極高山地貌。

札達(dá)盆地地處喜馬拉雅褶沖帶,其形成和發(fā)育受控于青藏高原“兩體三帶”的構(gòu)造格局的發(fā)展演化,即喜馬拉雅造山帶的北坡、喀喇昆侖造山帶的東南端(阿伊拉日居山)和雅魯藏布江縫合帶西北端的結(jié)合地帶,也是岡底斯地體和喜馬拉雅地體結(jié)合部[2]。札達(dá)盆地的控盆斷裂為西南側(cè)藏南拆離系和東北側(cè)的阿伊拉日居山斷裂(喀喇昆侖斷裂的東南段的分支斷裂)。

1 研究剖面介紹

本次研究剖面位于西藏自治區(qū)札達(dá)縣城南4 km的崗桑-多幾東溝一線(以下簡(jiǎn)稱多幾東剖面),剖面起點(diǎn)坐標(biāo)為79.75°E,31.48°N;剖面終點(diǎn)坐標(biāo)為79.74°E,31.38°N(圖1),自下而上出露的地層為中新統(tǒng)-上新統(tǒng)托林組(610.2 m)和下更新統(tǒng)香孜組(>44.3 m),剖面總厚約654.5 m。托林組區(qū)域上與下伏中侏羅統(tǒng)聶聶雄拉組呈角度不整合接觸(河北省地質(zhì)調(diào)查院,2004)②河北省地質(zhì)調(diào)查院。西藏自治區(qū)日新幅、札達(dá)縣幅、姜葉馬幅1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告。2004,和上覆下更新統(tǒng)香孜組呈整合接觸(圖1)。由于多幾東剖面處上覆香孜組未見頂,因而在札達(dá)縣香孜鄉(xiāng)西北約1km(N31°50'31″, E79°37'20″)選擇了一條輔助剖面(香孜剖面[3])進(jìn)行補(bǔ)充,該剖面厚109.4 m,與下伏托林組呈整合接觸,與上覆頂蓋礫巖(貢巴組)呈角度不整合接觸(圖3)。盆地內(nèi)地層近水平產(chǎn)出,分布連續(xù),保存完整,并含有豐富的動(dòng)植物化石,因此是進(jìn)行盆地演化研究的良好載體。然而,高程落差較大加劇了地貌侵蝕,使得札達(dá)地區(qū)發(fā)育典型的“塔林”地貌景觀。古水流和礫巖成分分析可以提供盆地演化過(guò)程中沉積物源區(qū)的位置和組成的信息,是重塑沉積環(huán)境和恢復(fù)古地理的重要方法[4,5]。我們對(duì)沉積地層中發(fā)育的礫石疊瓦狀構(gòu)造的優(yōu)勢(shì)扁平面產(chǎn)狀和砂巖板狀-楔狀交錯(cuò)層理的前積紋層產(chǎn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)量,室內(nèi)主要通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并在圖中用箭頭指示優(yōu)勢(shì)古水流方向,并對(duì)主要礫石成分繪制物源餅狀圖。

圖1 札達(dá)盆地地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖及其位置圖②全新統(tǒng):1.沖積物;2.沖洪積物;更新統(tǒng):3.沖洪積物;4.香孜組;新近系:5.托林組三段;6.托林組二段;7.托林組一段;侏羅系:8.拉弄拉組;9.聶聶雄拉組;三疊系:10.拉吾且拉組;11.窮果群;二疊系:12.曲嘎組二段;石炭系:13.滾江浦組;14.哲弄組;奧陶系:15.幕霞群;16.波庫(kù)混雜巖;17.縣行政所在地;18.村鎮(zhèn);19.居民點(diǎn);20.推測(cè)斷層;21.角度不整合界線;22.整合界線;23.公路;24.河流;ATF.阿爾金斷裂;JUF.宗務(wù)隆斷裂;MJF.木孜塔格-鯨魚湖斷裂;XJF.西金烏蘭-金沙江斷裂;BNF.班公湖-怒江斷裂;KKF.喀喇昆侖斷裂;YZS。雅魯藏布江縫合帶;STDS。藏南拆離系;MCT。主中央斷裂;MBT。主邊界斷裂。Fig.1 The location and geologicalmap of the Zanda Basin

2 沉積學(xué)研究

札達(dá)盆地新近系札達(dá)群可自下向上分為托林組和香孜組(圖1),主體為一套河湖相沉積。本文中托林組和香孜組的磁性地層年代引自Saylor等[6]。札達(dá)群由張青松和王富葆創(chuàng)名[7],創(chuàng)名地點(diǎn)位于札達(dá)縣城西北338°方向43 km的香孜農(nóng)場(chǎng)內(nèi),主要指一套含脊椎動(dòng)物化石(三趾馬和古小長(zhǎng)頸鹿)、孢粉及腹足類的半膠結(jié)-松散狀態(tài)的碎屑組合。

圖2 西藏札達(dá)盆地多幾東新近系托林組和香孜組柱狀剖面圖1.平行層理;2.水平層理;3.板狀交錯(cuò)層理;4.楔狀交錯(cuò)層理;5.疊瓦狀構(gòu)造;6.砂礫巖透鏡體;7.礫巖;8.含礫砂巖;9.砂巖;10.粉砂巖; 11.泥質(zhì)粉砂巖;12.粉砂質(zhì)泥巖、泥巖;13.三趾馬動(dòng)物群化石點(diǎn).沉積相:Af:沖積扇;fr-fe:扇根-扇端;Rb:河流;rb-fp:河床-泛濫平原; Fd:扇三角洲;fdp:扇三角洲平原;Ld:湖泊三角洲;dp:三角洲平原;dm:三角洲前緣;pd:前三角洲;L:湖泊;kl:濱湖;sl:濱湖;dl:深湖.圖中托林組和香孜組的磁性年代地層柱引自Sayloret al.(2009)[6].Fig.2 Stratigraphic column of the Neogene Tuolin Formation and XiangzêFormation in Zanda Basin,Tibet

圖3 西藏札達(dá)盆地香孜下更新統(tǒng)香孜組柱狀剖面圖圖中香孜組的磁性年代地層柱引自Saylor等[6],圖例見圖2所示,下面的圖與此亦相同.Fig.3 Stratigraphic column of the early Pleistocene XiangzêFormation in Zanda Basin,Tibet

圖4 西藏札達(dá)盆地多幾東剖面托林組下部沉積特征Fig.4 Sedimentary character of lower part of the Tuolin Formation of Duojidong Section,Zanda Basin,Tibet

圖5 西藏札達(dá)多幾東剖面托林組上部沉積特征Fig.5 Sedimentary character of Upper part of the Tuolin Formation of Duojidong Section,Zanda Basin,Tibet

圖6 西藏札達(dá)盆地多幾東新近系剖面沉積學(xué)綜合地層柱狀圖Fig.6 Comprehensive stratigraphic column of the Neogene Duojidong Section,Zanda Basin,Tibet

托林組由錢方等創(chuàng)名[8],在札達(dá)縣城南托林貢巴溝內(nèi)建立正層型剖面,主要為一套河湖相碎屑巖;托林組下部未見底或一般不整合與基底地層,上部與香孜組整合接觸(圖4和圖5)。托林組主要見于札達(dá)、普蘭、聶拉木、仲巴、拉薩、索縣等地[9]。在多幾東剖面,托林組厚610.2 m,巖性下部為礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖的正粒序旋回,沉積構(gòu)造發(fā)育,可見疊瓦狀構(gòu)造、大型板狀斜層理、槽狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理;向上變細(xì),為砂巖、粉砂泥巖互層,沉積構(gòu)造發(fā)育爬升層理、槽狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理,并出現(xiàn)發(fā)育在湖泊三角洲前緣斜坡地帶的滑塌構(gòu)造。含樹桿、哺乳動(dòng)物、腹足和雙殼動(dòng)物、介形類和孢粉等化石。托林組頂部礫巖和砂巖層增多。該組詳細(xì)的層序與巖性巖相詳見圖6。本組主要發(fā)育的沉積相為辮狀河相、湖泊相、湖泊三角洲相和扇三角洲相。

香孜組由錢方等創(chuàng)名[7],并在札達(dá)縣城南托林貢巴溝內(nèi)建立正層型剖面,主要代表一套河湖相碎屑巖,其與下伏托林組呈整合接觸,與上覆貢巴組呈角度不整合接觸。香孜組主要分布于喜馬拉雅地區(qū)[9]。在剖面處香孜組厚94.4 m,巖性主要為灰白、褐色厚層-巨厚層復(fù)成分礫巖,灰褐、灰綠色砂巖,夾灰色粉砂巖和藍(lán)灰、土黃色泥巖。礫巖發(fā)育疊瓦狀構(gòu)造和底沖刷面構(gòu)造,砂巖層發(fā)育波狀層理,粉砂巖夾層發(fā)育爬升層理、水平層理、小型砂枕構(gòu)造;砂質(zhì)泥巖具水平層理。該組以沖積扇相為主。

2.1 托林組

基于巖性巖相、古流向和物源分析,我們把多幾東剖面的托林組從下向上分為如下三段:

2.1.1 托林組下段(1～35層)

托林組下段厚約110.2 m,主要發(fā)育辮狀河相(Rb),包含3個(gè)亞相:a)河床亞相(rb),b)心灘亞相(bm),c)河漫灘亞相(fp)。巖性為灰、灰黃、桔紅、灰綠色中-厚層或者巨厚層礫巖、砂巖,與藍(lán)灰、灰色、黃褐、紫紅色鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖互層。礫巖的礫石粒徑為0.2～10 cm,以1～5 cm為主,磨圓度次圓-圓,分選較好,成分復(fù)雜,填隙物為粉砂巖或粗砂巖,占50%左右,膠結(jié)類型為基底式膠結(jié),底部發(fā)育大型沖刷面構(gòu)造,頂部發(fā)育削頂構(gòu)造,含砂巖透鏡體。砂巖主要以石英砂巖為主,其中夾雜少量礫巖透鏡體;砂巖中主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理。泥巖具水平層理。礫巖、砂巖與泥巖構(gòu)成5個(gè)向上變細(xì)的正向旋回層。

2.1.2 托林組上段(35～138層)

托林組上段厚約500 m,主要發(fā)育湖泊三角洲相(D)、淡水湖泊相(L)和扇三角洲相(Fd)。

以下分托林組上段下部(35～71層)、托林組上段上部(72～131層)和托林組頂部(132～138層)敘述。

托林組上段下部(35～71層):厚約160 m,主要發(fā)育湖泊三角洲相(D),包含3個(gè)亞相:a)三角洲平原亞相(dp),b)三角洲前緣亞相(dm),c)前三角洲亞相(pd)。巖性主要為灰綠色、藍(lán)灰色細(xì)砂-粗砂巖、泥巖;砂巖中發(fā)育有水平層理、板狀交錯(cuò)層理、波狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理和變形層理,夾泥巖、礫巖透鏡體,透鏡體中含有植物化石,在細(xì)砂巖中含有樹干化石,粗砂巖中含有藍(lán)灰色泥質(zhì)結(jié)核,外囊為鐵質(zhì)殼層;灰綠色厚層巖屑石英細(xì)砂巖和磚紅色薄層粉砂質(zhì)泥巖組成正粒序,粗砂巖中發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理,細(xì)砂巖中發(fā)育爬升層理和凍融褶皺,泥巖中發(fā)育波狀交錯(cuò)層理、爬升層理。

托林組上段上部(72～131層):厚約340 m,主要發(fā)育淡水湖泊相(L),包含3個(gè)亞相:a)濱湖亞相(kl),b)淺湖亞相(sl),c)半深湖亞相(dl)。巖性主要為藍(lán)灰、灰白色厚層狀石英粗砂巖、長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖、中薄層粉砂巖和粉砂質(zhì)鈣質(zhì)泥巖。石英粗砂巖具槽狀交錯(cuò)層理,含礫石和鈣質(zhì)結(jié)核,及古脊椎動(dòng)物化石;長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖具楔狀交錯(cuò)層理,局部含石膏脈體;泥巖與粉砂巖呈互層狀,各厚約3 cm和5 cm,含鐵質(zhì)殼層及鐵質(zhì)中粒砂巖透鏡體,其中粉砂質(zhì)泥巖具波狀層理、水平層理和因重力作用發(fā)育的滑塌構(gòu)造;產(chǎn)植物葉片、雙殼類、腹足類、介形類和孢粉化石。

托林組頂部(132～138層):厚約20 m,以扇三角洲相(Fd)為主,巖性主要為灰色巨厚層狀復(fù)成分礫巖,灰褐色中層狀含礫石英中砂巖夾薄層狀中-細(xì)粒石英砂巖,藍(lán)灰、土黃色薄層-極薄層泥質(zhì)粉砂巖。礫石大小以1～5 cm為主,磨圓次棱角-次圓,分選中等-差,砂泥填隙物,基底式膠結(jié);礫石成分為石英巖(30%)、砂巖(25%)、花崗巖(15%)、其他成分(5%);礫石具疊瓦狀構(gòu)造。中-細(xì)粒石英砂巖具底沖刷面構(gòu)造,可見充填沖刷構(gòu)造;泥質(zhì)粉砂巖和鈣質(zhì)泥巖具水平層理、波狀層理和爬升層理。

2.2 香孜組(139～167層)

該組厚約100 m,以沖積扇相為主,夾少量淡水湖泊相,基本特征表述如下:

(1)沖積扇(Af)扇根-扇中亞相(fr-fm):巖性為灰白、灰褐、褐色復(fù)成分礫巖,灰白色厚層-巨厚層中、粗礫巖和含礫中粗砂巖,礫石分選中等,磨圓度為次棱角-次圓,填隙物為粉砂至粗砂,占10%～ 25%,基底式膠結(jié);具疊瓦狀構(gòu)造和底沖刷構(gòu)造,含粗砂巖透鏡體。

(2)沖積扇扇端相(fe),巖性為灰綠色中薄層粉砂巖,土黃色薄層粉砂質(zhì)泥巖,具水平層理。

(3)淡水湖泊相可見濱湖亞相和淺湖亞相,巖性主要為藍(lán)灰色中薄層鈣質(zhì)泥巖,土黃色薄層粉砂質(zhì)泥巖,具水平層理,產(chǎn)孢粉化石。

下更新統(tǒng)貢巴組由一套巨厚層沖積扇相礫巖組成,與下伏香孜組組呈角度不整合接觸,標(biāo)志著704.6 m厚的多幾東剖面沉積序列的結(jié)束。

3 古流向與物源分析

古流向分析最早由Herng等提出[10],是識(shí)別、描述和解釋過(guò)去的水流形式,為盆地分析的重要手段之一。物源分析是確定沉積物物源位置和性質(zhì)及沉積物搬運(yùn)路徑,在整個(gè)盆地的沉積作用和構(gòu)造演化等方面有重要意義。

3.1 古流向分析

古流向的研究方法主要由某一點(diǎn)水流方向的微觀研究和確定大范圍水流方向的宏觀研究[11],以波痕和交錯(cuò)層理、水道和沖蝕、礫石組構(gòu)、底面印痕以及斜坡地區(qū)的滑塌構(gòu)造等的標(biāo)志分析為主。本次研究主要通過(guò)野外對(duì)沉積地層中發(fā)育的礫石疊瓦狀構(gòu)造的扁平面優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀以及板狀-楔狀交錯(cuò)層理的前積紋層產(chǎn)狀進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量,在室內(nèi)用Qbasic軟件對(duì)野外測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和分析,最后在圖中用箭頭指示優(yōu)勢(shì)古水流方向。

根據(jù)分析從托林組底部第1、3、5、7、9、11、34層礫巖層疊瓦狀構(gòu)造和第2、4、6、8、10、12、14～15、19、20～23、32、35層中砂巖層板狀-楔狀交錯(cuò)層理得到的古流向數(shù)據(jù),得出該剖面托林組沉積時(shí)期古水流方向?yàn)?00°～250°,古流向指向南西。到托林組上段,根據(jù)第36～37、41、44、46～54、57、59、63、65～66、71 ～72、125～128、131～132、136層砂巖層板狀-楔狀交錯(cuò)層理采集的古流向數(shù)據(jù),計(jì)算校正得出古流向較為雜亂,從15°～330°不等,甚至出現(xiàn)多組相反的方向,反映該階段古流向?yàn)閺呐璧刂芫壷赶蚺璧刂行?。而札達(dá)縣城北部的香孜組第139、141、143、145、153、160、167層礫石疊瓦狀構(gòu)造和第157、159、166層砂巖層板狀-楔狀交錯(cuò)層理的古流向數(shù)據(jù)指出古流向早期為75°～96°(指向東),晚期轉(zhuǎn)變?yōu)?45°～205° (指向南)。

3.2 物源分析

礫石成分是確定沉積物物源的重要證據(jù)。根據(jù)野外實(shí)際情況,我們通過(guò)對(duì)礫巖中礫石成分的詳細(xì)研究,對(duì)礫巖中不同成分礫石的百分含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并結(jié)合古水流方向資料,繪制礫石成分餅狀圖,對(duì)該剖面地層沉積物的物源進(jìn)行了恢復(fù)(圖6)。

在物源分析中,多幾東溝剖面托林組底部第1、3、5、7、9、11、34層的礫石成分分析表明主要為石英巖和砂巖,占80%左右,含有少量的灰?guī)r、花崗巖和變質(zhì)巖。而多幾東溝的托林組上部第127、132、136層礫石成分分析表明礫石成分主要為花崗巖25%、石英巖25%和砂巖30%,少量的變質(zhì)巖。礫石成份特點(diǎn)說(shuō)明札達(dá)盆地物源與北部的阿伊拉日居山脈地區(qū)密切相關(guān),因?yàn)檠匕⒁晾站由矫}發(fā)育大量的中新生代花崗巖和中生代的砂泥質(zhì)沉積巖,而盆地的西南部主要出露中生代的蛇綠混雜巖、砂巖、淺變質(zhì)巖及元古代變質(zhì)巖。此外,盆地北部的香孜剖面的香孜組第139、141、143、145、153、160、167層礫石成分主要為石英巖和砂巖,次之為花崗巖、灰?guī)r和變質(zhì)巖,指示出札達(dá)盆地頂部的物源與盆地北部的阿伊拉日居山脈地區(qū)密切相關(guān),故其物源主要來(lái)自于盆地西側(cè)和北側(cè)地區(qū)。

3.3 結(jié)果

通過(guò)以上的分析,我們發(fā)現(xiàn)在托林組下段古流向主體為南向和西向,礫石主要成分為石英巖和砂巖,含少量的花崗巖和變質(zhì)巖,沉積物源主要來(lái)自北部的阿伊拉日居山脈地區(qū);在托林組上段,古流向?yàn)榕璧刂芫壷赶蚺璧刂行?礫石主要成分為花崗巖、石英巖和砂巖,表明沉積物源與盆地北部的阿伊拉日居山脈地區(qū)密切相關(guān);香孜組古流向從早期的東向轉(zhuǎn)變?yōu)槟舷?礫石主要成分為石英巖和砂巖,花崗巖、灰?guī)r及變質(zhì)巖次之,該礫石成分特征表明其物源主要來(lái)自盆地的西側(cè)和北側(cè)地區(qū)。

在巖相上托林組下部與吉隆沃馬組下段[12,13]、Thakkhola地塹Narsing-Ghidiya Kholas一帶的Tetang組[14]、聶拉木北部野博康加勒地區(qū)的“野博康加勒群”和亞汝雄拉的“達(dá)涕組”[15]均是一致的,并且沉積物的源區(qū)來(lái)自喜馬拉雅特提斯斷褶帶。同時(shí),托林組上部也與上述的區(qū)域地層可以很好地進(jìn)行對(duì)比。

前人[16,17]對(duì)盆地南部的物源分析認(rèn)為礫石成分主要為花崗巖和砂巖,其中花崗巖達(dá)70%,基性、超基性巖成分較少。根據(jù)周勇等[15]研究發(fā)現(xiàn)在盆地西北部曲松厚150～170 m,向東南至札達(dá)農(nóng)場(chǎng)和縣城厚200～500 m,盆地南部的地層厚度最大可達(dá)800 m[1,6]。我們判斷物源主要來(lái)自于盆地北緣的阿伊拉日居山脈地區(qū),結(jié)合區(qū)域托林組地層分布特征,沉積中心位于盆地的南端。

4 沉積盆地演化

札達(dá)盆地為受東北側(cè)的北西-南東向喀喇昆侖斷裂主控的半地塹盆地,其控盆斷裂還包括西南側(cè)近東西向的藏南拆離系。其中,喀喇昆侖斷裂(KKF)西起紅其拉甫,經(jīng)班公山、扎西崗、門士至岡仁波齊峰一帶,全長(zhǎng)約1 200 km,具有右旋走滑性質(zhì),是青藏高原西南緣的一條大型活動(dòng)斷裂帶;該斷裂的初始活動(dòng)時(shí)間在27 Ma以前[18,19],并且活動(dòng)時(shí)間可以持續(xù)到12 Ma左右[19～22],之后在8.75～6.88 Ma之間再次發(fā)生強(qiáng)烈走滑變形[23],斷裂的活動(dòng)一直延續(xù)到晚更新世以來(lái)。而藏南拆離系(STDS)西起喜馬拉雅西部的扎斯卡地區(qū),經(jīng)中部的珠穆朗瑪?shù)貐^(qū)到東部的米林地區(qū),是分隔高喜馬拉雅變質(zhì)結(jié)晶基底和藏南特提斯沉積蓋層的低角度正斷裂[24];其被藏南南北向正斷層切割,反映其活動(dòng)時(shí)間上限為8～9 Ma[24,25],對(duì)應(yīng)了札達(dá)盆地初始裂陷形成的時(shí)間。

根據(jù)Saylor等[17]的最新古地磁年代學(xué)的研究成果,結(jié)合三趾馬動(dòng)物群的出現(xiàn)和C3-C4植物型演化的時(shí)限,本文認(rèn)為札達(dá)盆地的沉積時(shí)限為9.2～1.7 Ma。結(jié)合古流向數(shù)據(jù)和物源的統(tǒng)計(jì)分析,可將盆地的沉積演化分為三個(gè)階段(圖6),即盆地快速裂陷充填階段、盆地穩(wěn)定發(fā)展充填階段和盆地萎縮消亡階段。

4.1 盆地快速裂陷充填階段

托林組下段沉積時(shí)期(9.2～7.8 Ma),受伸展構(gòu)造的影響,主要發(fā)育辮狀河相(包括河漫灘、河床和心灘),古流向主體呈南向和西向,物源主要來(lái)自北部的阿伊拉日居山地區(qū)。大量粗碎屑沉積物在該時(shí)期隨著辮狀河快速向南流入盆地;而該階段盆地南部深,西北部較淺,沉積中心位于盆地南部。

4.2 盆地穩(wěn)定發(fā)展充填階段

托林組上段沉積時(shí)期(7.8～2.8 Ma),盆地進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段,主要發(fā)育湖泊三角洲相和淡水湖泊相,且以濱-淺湖相和半深湖相沉積為主。古流向較雜亂,表明該時(shí)期古流向由盆地四周指向盆地中心,物源依然主要來(lái)自北部的阿伊拉日居山地區(qū)。該階段湖盆面積達(dá)到最大化,隨著盆緣地帶的差異隆升,四周的高山地帶所提供的物源隨著河流可以從四周進(jìn)入盆地,沉積中心位于盆地中部。

4.3 盆地萎縮消亡階段

托林組頂部(2.8～2.6 Ma)和香孜組(2.6～1.7 Ma)沉積時(shí)期,湖盆演化進(jìn)入萎縮消亡期,主要發(fā)育扇三角洲相和沖積扇相,夾濱淺湖相。古流向早期指向東,晚期轉(zhuǎn)向南,物源來(lái)自西側(cè)和北側(cè)山脈地區(qū)。該時(shí)期湖盆受到青藏高原背景環(huán)境的強(qiáng)烈持續(xù)隆升,湖泊迅速萎縮消亡,并且由于區(qū)域差異抬升,沉積物源由北偏東側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)楸逼鱾?cè),古地勢(shì)由北東高南西低轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽鞲吣蠔|低。在約1.7 Ma之后的貢巴礫巖的出現(xiàn)表示札達(dá)盆地結(jié)束沉積。

札達(dá)盆地的沉積歷史與臨近的吉隆盆地[11]、尼泊爾盆地[13]及其他南北向斷陷盆地極為相似,伴隨著青藏高原加速巖石抬升剝露期[26]強(qiáng)烈地表抬升和高原快速擴(kuò)展的背景,并且其沉積序列可與高原周緣壓陷盆地的記錄[27]相互響應(yīng)。這表明藏南裂陷盆地均經(jīng)歷了拉張形成、湖盆最大化而最后快速消亡的過(guò)程,揭示了藏南在獲得最大高度后進(jìn)一步構(gòu)造伸展垮塌的演變歷程。

5 結(jié)論

根據(jù)札達(dá)盆地多幾東剖面和香孜剖面的巖性巖相的野外觀察和研究,以及古流向和物源的統(tǒng)計(jì)分析,表明札達(dá)盆地存在3個(gè)沉積階段:托林組下段為裂陷充填期(9.2～7.8 Ma),主要發(fā)育辮狀河相沉積,古流向主體呈南向和西向,沉積中心位于盆地東南緣,盆地南深,西北淺,大量粗碎屑沉積物隨辮狀河自北部的阿伊拉日居山地區(qū)流入湖盆;托林組上段為穩(wěn)定發(fā)展期(7.8～2.6 Ma),主要發(fā)育湖泊三角洲相和淡水湖泊相,湖盆面積達(dá)到最大化,以半深湖相沉積為主,盆緣四周的高山地帶為沉積盆地提供物質(zhì)來(lái)源;到托林組頂部和香孜組為裂后消亡期(2.6～1.7 Ma),主要發(fā)育沖積扇相,湖盆迅速?gòu)暮嗪蜕热侵尴噢D(zhuǎn)變?yōu)闆_積扇相粗碎屑沉積,沉積物質(zhì)主要來(lái)源于盆地西側(cè)和北側(cè),古地勢(shì)為北西高南東低;至約1.7 Ma之后,湖盆消亡。

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Neogene Sedimentary Succession in the Zanda Basin,Southwest Tibet

WU Jing1,2XU Ya-dong1,2CHEN Fen-ning3CHEN Rui-ming3ZHANG Ke-xin1,2
(1.Faculty of Earth Sciences,China University of Geosciences,W uhan 430074; 2.State Key Laboratory of Biological and Environmental Geology,China University of Geosciences,W uhan 430074; 3.Xi'an Institute of Geology and M ineral Resources,Xi'an 710054)

The Zanda Basin is a Neogene rifted basin in South Tibet.On the basis of previous vertebrate palaeontology,palynology,magnetostratigraphy,and ESR dating research,the age interval can be bracketed between～9.2 and 1 Ma through strata correlation.Based on lithology,paleo-currentmeasurements and provenance analysis,this paper studies sedimentological succession of the Neogene Basin,and three sedimentological phases are identified:initial rift filling phase(9.2～7.8 Ma),stable subsidence phase(7.8～2.6 Ma)and subduction phase(2.6～1.7 Ma).uring 9.2～7.8 Ma,the braided river lithofacies with an SWS paleo-current predominates in the Lower Tuolin Formation,and the sediment sources aremainly in the north-esatern side of the basin,the sedimentary centrer is located at the southside of the basin.Then,the lacustrine lithofacies dominates in the basin,accompanied by lake-delta lithofacies,with a basin-centric paleo-current in the Upper Tuolin Formation from 7.8 Ma to 2.6 Ma,the lake area reach to maximum,and the source of the sedimentary basin comes from mountains surrounding the basin margin.During 2.6 ～1.7 Ma,the alluvial-fan lithofacie dominates,with a SES paleo-current in Xiangz Formation,implying the the sourcematerial are from southwestern side of the basin,and the facies change from fine lacustrine to coarse alluvial fan rapidly.The Pleistocene Gongba Formation is in angular unconformity with the underlying Xiangz Formation,implying end of the sedimentary basin.In summary,the lithofacies compose of braided river,lacustrine and alluvialfan,dominated by lacustrine lithofacies.Paleo-current directions change from SW(lower part)to SE(upper part), with a basin-centric direction in the middle part.Furthermore,regional geography changes from northeast high, southwest low to northwest high,southeast low,and the sedimentary central is located at the south margin of the basin.After 1.7 Ma,the Pleistocene Gongba Formation appears and implies disappearance of the basin.It indicates that the rift-sag basin in southern Tibet rises firstly,forming a paleo-lake,and then falls abruptly,dating east-westextensional tectonic evolvementwhen the plateau attains itsmaximum elevation.

the Zanda Basin;Neogene;sedimentological facies;sedimentological evolvement

吳旌 男 1990年出生 學(xué)士 地質(zhì)學(xué) E-mail:fred93@live.cn

張克信 E-mail:kx_zhang@cug.edu.cn

P512.2

A

1000-0550(2012)03-0431-12

①中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青藏專項(xiàng)項(xiàng)目(編號(hào):1212011121261)和國(guó)家地質(zhì)學(xué)理科基地人才培養(yǎng)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):J0830520)資助。

2011-06-02;收修改稿日期:2011-09-19