西藏山南地區(qū)上三疊統(tǒng)復理石郎杰學群巖性分布樣式及其意義①

張朝凱 李祥輝 王 尹 孫 勇

(1.南京大學地球科學與工程學院 南京 210046;2.江蘇省有色金屬華東地質勘查局八一四地球物理勘查公司 南京 210000;3.四川省地礦局區(qū)調隊區(qū)調所 成都 610213)

0 引言

西藏南部沿雅魯藏布江以南大面積出露一套上三疊統(tǒng)中低級變質的深?！肷詈屠硎练e地層，過去分別稱為郎杰學群和涅如組。由于二者各方面特征極為相似，因此新近研究建議把涅如組歸并為郎杰學群的一個組［1］。本文的郎杰學群即采用此種合并方案，包括了山南地區(qū)的涅如組。

長期以來這套復理石在構造和盆地分區(qū)上被歸于特提斯喜馬拉雅(次深海)低分水嶺［2］或北亞帶［3，4］，亦即被歸屬印度次大陸北部穩(wěn)定大陸邊緣的建造［5～10］(圖1)。另外一種認識通常把郎杰學群與日喀則以西構造混雜的修康(巖)群一起當做縫合帶的混雜堆積建造［11，12］。雖然早先有人對此觀點產生了質疑［13］，但并沒有直接證據，直到近期才從澤當南部瓊結縣一帶的碎屑組分、古水流、地球化學［14～16］、釤釹同位素［17］，仁布地區(qū)的重礦物［18］、碎屑組分［19，20］、Hf同位素及碎屑鋯石年代學［21］等方面證實郎杰學群的物質組分非印度大陸來源。

但是，上述研究主要集中于仁布和瓊結等局部地區(qū)，研究范圍相對局限;其二，雖然研究方法和手段包括了碎屑組分、古水流、全巖地球化學、碎屑鋯石年代學，但沉積學方面仍有欠缺。為了更全面系統(tǒng)地認識這套地層的物源情況，近期，我們對這套復理石進行了野外地質調查，研究范圍從西部的浪卡子縣到東部隆子縣的扎日鄉(xiāng)，幾乎涉及到了郎杰學群分布的大部分。本文重點通過野外地質路線觀察點的砂巖、粉砂巖、板巖厚度統(tǒng)計，分析其變化趨勢，試圖進一步檢測過去工作的代表性，為更廣區(qū)域的大地構造劃分和物源分析提供沉積學證據。

1 沉積特征與研究方法

西藏山南地區(qū)上三疊統(tǒng)郎杰學群主要包括涅如組、宋熱組、江雄組、姐德秀組［1］，各組均呈斷層接觸。雖然區(qū)域地質圖中大多區(qū)分了這幾個組，但實際野外操作存在較大困難。它們總體上以板巖、砂巖、粉砂巖為主，主要呈現灰色、綠灰色。其中，砂巖主要為長石(石英)砂巖或巖屑(石英)砂巖，碎屑顆粒次棱角—次圓狀，分選較差，結構和成份成熟度均較低。砂巖和粉砂巖多呈中—薄層產出，次見厚層，巖層中常見水平層理、砂紋層理、平行層理、塊狀及粒序層理，中粒、粗粒砂巖底部可見槽模和溝模構造。上述三種巖石多以互層產出并構成鮑馬序列，但結構往往不完整，以A-C、B-C、C-E、D-E 組合為主;郎杰學群總體表現為海底扇沉積模式，從底部的外—中扇砂板巖相往上演化為中—內扇砂板巖含礫巖相［14］。

圖1 西藏大地構造略圖及研究區(qū)位置(據Searle，et al.，［22］簡化)Fig.1 Study area within Tibet tectonic sketch map(simpified from Searle，et al.［22］)

根據以上郎杰學群的沉積特征，我們設計了巖性類型(反映粒度)分布方法來分析其物源方向。這是因為，碎屑沉積物的分散樣式是研究物源和古水系的一個重要方法，其原理是:水系通過的區(qū)域是砂體最為發(fā)育的地區(qū)，具有砂巖厚度大、砂巖含量高的特點［23］;通常離物源區(qū)越遠，沉積物粒度越細。在具體操作上，根據地層分布主要呈東西向帶狀展布特征，我們系統(tǒng)布置了14條近南北向地質路線，完成了65個點的觀測記錄(圖2)，對每個觀測點的砂巖、(泥質)粉砂巖、(粉砂質)板巖的厚度分別進行統(tǒng)計。然后，將各種巖石類型(可代表粒度大小)厚度進行累計，對每個觀察點上的砂巖與(粉砂質，以下省略)板巖累積厚度的比例進行了計算，將砂巖/板巖比值投點到平面圖上，從而編繪不同層位的砂巖/板巖比值等值線圖，由此來判別碎屑粒度大小的變化趨勢。野外觀測點統(tǒng)計總厚度均剔除了斷層和褶皺引起的地層重復，一般真厚度累積都大于50 m，大多總厚度在80～200 m(表1)。這些觀測點數量和統(tǒng)計厚度基本上可以滿足平面上粒度變化趨勢分析需要。

2 數據結果

數據統(tǒng)計結果參見表1。從砂巖/板巖比值等值線圖可以看出，浪卡子縣附近涅如組的砂巖/板巖比值都比較小，從0.12向南降到0.01(圖2a)，說明這一地區(qū)涅如組主體為板巖。而在隆子縣，涅如組不僅分布范圍較廣，而且砂巖/板巖比值從北向南、從東向西減小的趨勢特征明顯。如在雪薩鄉(xiāng)附近，該值從2.4往南減小到0.6;向東在雪薩和扎日鄉(xiāng)之間，砂巖/板巖比值往西南方向變小，比值從25.0降到2.0左右(圖2a)。

宋熱組分布于仁布縣與曲松縣之間，呈東西向展布，其砂巖/板巖比值等值線如圖2b所示，總體也是由北向南減小的，最西部從北邊的1.0向南逐漸遞減到0.2，而中部和東部都是從0.6左右減小到0.1左右，總體西部比值比東部比值稍大。

江雄組主要分布于宋熱組以北及其東南。鑒于樟村組T3z，玉門組T3y南北向出露較窄，以組為單位不能準確表現出等值線關系，所以其砂巖/板巖比值等值線未在圖2e中顯示。如圖2c所示，在瓊結—貢嘎之間的該組砂巖/板巖比值也是從北向南遞減，西部總體比東部的比值大:最西部從1.89向南降到0.22，中部從北的2.0向南降到0.4，東部大致從0.8向南降到0.4左右。其中，有個別比值較大的觀察點。

姐德秀組主要沿雅魯藏布江分布于貢嘎、扎囊一帶，雖然出露范圍較窄，但砂巖/板巖比值也反映出一定的分布規(guī)律。如圖2d所示，砂巖/板巖比值從最北邊的1.5向東南和西南方向分別逐漸減小到0.5和0.8。

3 討論與結論

(1)巖性分布樣式之物源來源意義

圖2 西藏南部上三疊統(tǒng)郎杰學群各組之砂巖/板巖比等值線及物源方向圖Fig.2 Ratio isoline map of sandstone vs.slate in thickness for the formations of the Upper Triassic Langjiexue Group in southern Tibet

表1 西藏南部上三疊統(tǒng)郎杰學群各組觀察點之巖性厚度及其比值信息統(tǒng)計Table 1 Statistics of sandstone vs.slate thickness ratio and individually lithological thickness for formations of the Upper Triassic Langjiexue Group at each observation site in southern Tibet

整體來看，各組砂巖/板巖厚度比值所反映的古水系方向比較一致，主體上都由北而南，表明物源方向來自北側，而不是南側。這一推斷結果與早先在瓊結、郎杰學［1，15］和仁布［20］地區(qū)通過古水流和重礦物組合指示［18］的方向來判斷的物源認識完全一致，進一步支持了晚三疊世郎杰學群非印度大陸來源的觀點。

但是，我們也注意到有二組物源方向和東、西部砂板巖比值大小存在差異的問題。在瓊結和浪卡子之間，物源方向主要由北向南，砂巖/板巖比值由北往南主體從1.0降到0.3，且在浪卡子一帶涅如組基本上保持在0.1以下;在東部隆子—曲松—扎日之間，物源方向指示主體由北東向南西方向，涅如組中砂巖/板巖比值變化較大，由北往南從3.0降到1.0，甚至最東部還從25.0降到2.0(圖2)。我們認為，這種差別暗示至少在測區(qū)有兩個主要的物源區(qū)來源，而且可能北東方向離物源區(qū)更近。但也不排除巖相的變化引起，也即是北東方向高砂巖/板巖比值可能是水道亞相發(fā)育的產物，這需要更進一步的工作予以證實。這樣看來，即使物源方向業(yè)已確定，但尚有其它諸多因素影響如地層格架、物源類型、供給量、盆地形狀等隨時間變化及充填深水變化［24］;沉積巖相變化也可是一個關鍵因素，因為海底扇的內扇比中扇和外扇粒度粗，水道相粒度要比溢流相粗。海平面升降引起的層序單元體系域的進積或退積也會使砂巖/板巖比值變化，但Mattern［25］指出，在構造活動區(qū)大陸架窄，扇體對海平面變化沒那么敏感。

(2)巖性分布樣式的巖相模式意義

如上，砂板巖比值顯示了測區(qū)存在二組物源方向和東、西部比值大小不同，不僅可以指示物源區(qū)的來源存在差異，而且也反映了巖相模式的變化。從郎杰學群各組中的砂巖/板巖比值等值線形態(tài)、比值大小、物源方向配置方式來看，我們認為，山南地區(qū)這套復理石建造至少由兩個大的海底扇沉積體系組成，如考慮西至仁布一帶大面積出露的差異，甚至可能存在三個大型海底扇沉積體系;各個海底扇沉積體系由若干扇體在平面上聯合，構成一個疊合的聯合扇體系［25］。

可能的問題是，雖然過去的工作已經在瓊結地區(qū)提出了海底扇的演化模式［14，15］，但各個海底扇沉積體系由多少個扇體疊合而成，是進積還是退積為主的扇體組成，或者多期進積—退積疊加組成等尚不清楚。這不僅需要更為詳盡的巖相工作，而且需要進一步厘清地層層序和相互配置關系。在下一步的沉積學工作中，要重點考慮的是水道充填物特別是內扇分布的水道和中扇的分支水道。它們一般顯示出復雜的層理樣式，充填物在橫向和垂向上都隨機分布，軸向侵蝕，細層向水道邊緣匯聚［25，26］;水道中的古水流方向變化范圍較狹窄，砂巖較厚，呈板狀或透鏡狀;天然堤亞相具有古水流方向變化范圍大，砂巖薄等特征［27］。

(3)關于構造變形作用對數據的影響

圖3 路線TL01信手剖面及構造恢復示意圖(地層代號參見圖2圖例)Fig.3 Sketch of the observed profile TL01 and its schematic cross section by tectonic restoration

從圖2a和2e中可以看出最南邊隆子縣附近存在與絕大部分地區(qū)顯示的物源方向不協調的兩個數據，等值線變化指示古水系似乎是從南向北。雖然，數據甚少，也可以從水道轉彎等來解釋這一結果，但地層變形可能也是一個重要因素。原因是，隆子縣北側這兩個數據來自涅如組一段(T3n1)到涅如組三段(T3n3)，巖層產狀顯示地層發(fā)生了倒轉，因此砂巖/板巖比值表現為由南向北增大。如果把地層恢復到正常狀態(tài)，古水系方向指示從北向南?？梢姡@種地層倒轉現象可能會對有關觀測數據產生影響。

實際野外觀察發(fā)現，雖然地層倒轉時有發(fā)生，但在觀察點所采集的數據基本上排除了這種構造變形引起的數據反轉?；痉椒ň褪峭ㄟ^地質路線編制平衡剖面，將采樣點恢復到原始沉積位置，進而查辨這些采樣點是否倒轉。圖3即是一個實例。從該圖中可以看出，各采樣點恢復到水平狀態(tài)時各觀察點的相對位置是不變的，表明TL01路線上的采樣點并沒有因為地層變形(如倒轉)而發(fā)生沉積順序上的混亂。由此可見，褶皺變形及斷層作用造成的南北向位移對于文中各觀測點的數據結果影響較小。

致謝 羅凱和扎西參加了野外工作，在此表示感謝!

References)

1 李祥輝，王尹，許文禮，等.試論西藏南部上三疊統(tǒng)復理石郎杰學群與涅如組［J］.地質學報，2011(10):1551-1562［Li Xianghui，Wang Yin，Xu Wenli，et al.Contrasting the Upper Triassic Flysch Langjixue Group and Nieru Formation in Southern Tibet［J］.Acta Geologica Sinica，2011(10):1551-1562］

2 余光明，王成善.西藏特提斯沉積地質［J］.地質專報(三，12).北京:地質出版社，1990:197［Yu Guangming，Wang Chengshan.Sedimentary Geology of Tibetan Tethys［M］.Geology Special(Ⅲ，12)，Beijing:Geological Publishing House，1990:197］

3 王成善，劉志飛，何政偉.西藏南部早白堊世雅魯藏布江古蛇綠巖的識別與討論［J］.地質學報，1999，73(1):7-14［Wang Chengshan，Liu Zhifei，He Zhengwei.Recognition and discussion of Ancient Yarlung Zangbo ophiolite in Early Cretaceous，southern Tibet［J］.Acta Geologica Sinica，1999，73(1):7-14］

4 Wang Chengshan，Xia Daixiang，Zhou Xiang，et al.Field Trip Guide;T121/T387 Geology between the Indus-Yarlung Zangbo Suture Zone and the Himalaya Mountains(Xizang)［M］.Beijing:Geological Publishing House，1999:72

5 王鴻禎.試論西藏地質構造分區(qū)問題［J］.武漢地質學院學報，1983(1):1-8 ［Wang Hongzhen.On tectonic zonation of Tibet［J］.Journal of Wuhan College of Geology，1983(1):1-8］

6 黃汲清，陳炳蔚.中國及鄰區(qū)特提斯海的演化［M］.北京:地質出版社，1987:78［Huang Jiqing，Chen Bingwei.The Evolution of the Tethys Sea in China and Its Vicinity［M］.Beijing:Geological Publishing House，1987:78］

7 Searle M P，Windley B F，Coward M P，et al.The closing of Tethys and the tectonics of the Himalaya［J］.Geological Society of America Bulletin，1987(98):678-701

8 Dewey J F，Robert F R S，Shackleton R M，et al.The tectonic evolution of the Tibetan Plateau［J］.Philosophical Transactions of the Royal Society A-Mathematical Physical and Engineering Sciences，1988，327:379-413

9 Gansser A.Facts and theories on the Himalayas［J］.Eclogae Geologicae Helvetiae，1991，84(1):33-59

10 Gaetani M，Garzanti E.Multicyclic history of the Northern India continental-margin(Northwestern Himalaya)［J］.AAPG Bulletin，1991，75(9):1427-1446

11 周詳，曹佑功，朱明玉，等.西藏板塊構造—建造圖及說明書［M］.北京:地質出版社，1984:47［Zhou Xiang，Cao Yougong，Zhu Mingyu，et al.Explanation Notes to the Plate Tectonic Lithofacies Map of Tibet，China［M］.Beijing:Geological Publishing House，1984:47］

12 Pan Guitang，Ding Jun，Yao Dongsheng，et al.Geological Mapping Illumination(1∶1500000)of Qinghai-Tibet Plateau and Its Adjacent Area［M］.Chengdu:Chengdu Mapping Publishing House，2004:133

13 鄭海翔，張選陽.青藏高原大地構造問題［C］∥青藏高原地質文集(19).北京:地質出版社，1988:73-90［Zheng Haixiang，Zhang Xuanyang.Questions on tectonics in Qinghai-Xizang plateau［C］∥Geology of Qinghai Xizang Plateau.Beijing:Geological Publishing House，1988:73-90］

14 李祥輝，曾慶高，王成善.西藏山南地區(qū)瓊結南部上三疊統(tǒng)郎杰學群的沉積學巖相特征與濁積扇模式［J］.現代地質，2003(1):52-58［Li Xianghui，Zeng Qinggao，Wang Chengshan.Sedimentary characteristics of the Upper Triassic Langjiexue Group in southern QiongJie，Tibet［J］，Geoscience，2003(1):52-58］

15 李祥輝，曾慶高，王成善.西藏南部郎杰學群碎屑物質來源的古水流證據［J］.地質論評，2003(2):132-137［Li Xianghui，Zeng Qinggao，Wang Chengshan.Palaeocurrent data:Evidence for the source of the Langjiexue Group in Southern Tibet［J］.Geological Review，2003(2):132-137］

16 李祥輝，曾慶高，王成善，等.西藏南部上三疊統(tǒng)郎杰學群物源分析［J］.沉積學報，2004(4):553-559［Li Xianghui，Zeng Qinggao，Wang Chengshan，et al.Provenance analysis of the Upper Triassic Langjiexue Group in the Southern Tibet，China［J］.Acta Sedimentologica Sinica，2004(4):553-559］

17 Dai Jingen，Yin An，Wang Chengshan.Nd isotopic compositions of the Tethyan Himalayan Sequence in southeastern Tibet［J］.Science in China(Series D:Earth Sciences)，2008(9):1306-1316

18 曾慶高，李祥輝，夏斌，等.西藏仁布地區(qū)上三疊統(tǒng)重礦物組合與物源分析［J］.地質通報，2009(1):38-44［Zeng Qinggao，Li Xianghui，Xia Bin，et al.Heavy mineral assemblages and provenance analysis of the Upper Triassic in Renbu area，southern Tibet［J］.Geological Bulletin of China，2009(1):38-44］

19 徐文禮，李祥輝，舒珺.西藏仁布縣上三疊統(tǒng)朗杰學群物源分析［J］.四川地質學報，2009(1):8-10［Xu Wenli，Li Xianghui，Shu Jun.Material sources of the Upper Triassic Langjiexue Group in Rinbung，Tibet［J］.Acta Geologica Sichuan，2009(1):8-10］

20 徐文禮，李祥輝，王尹，等.西藏仁布地區(qū)上三疊統(tǒng)復理石物源分析［J］.高校地質學報，2011(2):220-230［Xu Wenli，Li Xianghui，Wang Yin，et al.Provenance analysis of the Upper Triassic Flysch in Renbu area，Southern Tibet［J］.Geological Journal of China Universities，2011(2):220-230］

21 Li G W，Liu Xiaohan，Pullen，et al.In-situ detrital zircon geochronology and Hf isotopic analyses from Upper Triassic Tethys sequence strata［J］.Earth and Planetary Science Letters，2010(297(3-4)):461-470

22 Searle M P，Law R D，Jessup M.Crustal structure，restoration and evolution of the Greater Himalayain Nepal South Tibet:implications for channel flow and ductile extrusion of the middle crust［J］.Geological Society，London，Special Publications，2006(268):355-378

23 王成善，李祥輝.沉積盆地分析原理及其應用［M］.北京:高教出版社，2003:70-114［Wang Chengshan，Li Xianghui.Sedimentary Basin:From Principles to Applications［M］.Beijing:Higher Education Press:70-114］

24 Romans B W，Fildani A，Hubbard S M，et al.Evolution of deep-water stratigraphic architecture，Magallanes Basin，Chile［J］.Marine and Petroleum Geology，2011(28):612-628

25 Mattern F.Ancient sand-rich submarine fans:depositional systems，models，identification，and analysis［J］.Earth-Science Reviews，2005(70):167-202

26 Pablo J，Carbonell T，Eduardo B.Olivero.Sand dispersal in the southeastern Austral Basin，Tierra del Fuego，Argentina:Outcrop insights from Eocene channeled turbidite systems［J］.Journal of South American Earth Sciences，2012(33):80-101

27 Poursoltani M R，Moussavi-Harami R，Gibling M R.Jurassic deepwater fans in the Neo-Tethys Ocean:The Kashafrud Formation of the Kopet-Dagh Basin，Iran［J］.Sedimentary Geology，2007(198):53-74