西藏羅倉(cāng)地區(qū)晚石炭世拉嘎組物源及構(gòu)造環(huán)境

饒世成，楊晨夢(mèng)

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西藏羅倉(cāng)地區(qū)晚石炭世拉嘎組物源及構(gòu)造環(huán)境

饒世成1，楊晨夢(mèng)2

（1. 成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

拉嘎組發(fā)育于拉薩地塊中部，細(xì)碎屑巖基底上發(fā)育的一套粗碎屑巖，巖性主要為砂巖、雜砂巖，偶見(jiàn)冰磧物。通過(guò)研究了岡底斯西段措勤盆地南緣拉嘎組巖石物源及構(gòu)造環(huán)境、地球化學(xué)特征表明，羅倉(cāng)地區(qū)晚石炭世拉嘎組的沉積構(gòu)造背景處于由被動(dòng)大陸邊緣向主動(dòng)大陸轉(zhuǎn)化的初級(jí)階段，其物質(zhì)來(lái)源為上地殼。

拉嘎組；物源；構(gòu)造環(huán)境；羅倉(cāng)地區(qū)

羅倉(cāng)地區(qū)晚石炭拉嘎組地層是處于晚古生代冰期岡瓦那陸緣裂解背景下的沉積產(chǎn)物，主要沉積發(fā)育于岡底斯中西部[1,2,3,4]。至今為止，拉嘎組地層研究程度較低，其成因爭(zhēng)議頗多。早期研究中，學(xué)者大多認(rèn)為雜礫巖可能屬水下濱岸的重力流沉積[4]。隨著研究的深入，紀(jì)占勝等[5,6]把其歸于“冰海相沉積”。近年來(lái)李曉勇、張予杰等[7,8]認(rèn)為其具冰海相和水下塊體重力流的復(fù)合（雙重）性質(zhì)。至目前，其成果現(xiàn)尚無(wú)較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

1 晚石炭世拉嘎組巖性特征

研究區(qū)晚石炭世拉嘎組巖性以砂礫巖、硅質(zhì)巖、變泥質(zhì)粉砂巖為主。砂巖或礫石磨圓程度一般，分選較好，層狀產(chǎn)出。研究區(qū)拉嘎組出露范圍較廣，近東西向帶狀展布。巖石具輕度變質(zhì)，巖性組合面貌與層型剖面總體特征極大相似。顯微觀察中砂巖普遍具有変晶結(jié)構(gòu)和變余砂狀結(jié)構(gòu)，主要礦物為石英，可見(jiàn)少量長(zhǎng)石（0~10%）（圖1-f），少量海綠石、黃鐵礦和微量的云母等礦物。砂屑以石英為主（80%~85%），其次為巖屑（0~40%）（圖1-c），次棱狀-次圓角狀為主。砂巖雜基含量較高（13%~20%），為雜基膠結(jié)，雜基以泥質(zhì)為主（圖1-a；圖1-b），分選性較差。此外鏡下觀察中可見(jiàn)巖石受后期構(gòu)造作用影響，出現(xiàn)水平裂隙（圖1-b）。大量裂隙呈條狀，相互之間近于平行，并且可見(jiàn)部分石英顆粒被裂隙破壞。結(jié)合區(qū)域背景，巖石受可能受冰川作用下同時(shí)期應(yīng)力影響導(dǎo)致裂隙。另外，可見(jiàn)部分石英具有多晶顆粒的現(xiàn)象（如圖1-e）。晚石炭世拉嘎組砂巖中砂屑均以石英顆粒為主且部分石英顆粒具有波狀消光和變形紋的特征（圖1-d，1-e）。反映了巖石遭受了成巖后的剪切作用[8]，顯示碎屑物可能來(lái)自于陸緣（圖1-d）。

圖 1 羅倉(cāng)地區(qū)拉嘎組巖石類型

a-拉嘎組泥質(zhì)砂巖；b-成巖同時(shí)期的顯微裂隙；c-巖屑顆粒形態(tài)；d-石英顆粒呈波狀消光；e-石英的多晶顆粒；f-長(zhǎng)石顆粒；

由野外實(shí)地觀察，拉嘎組砂巖顏色變化較頻繁大致以灰黑色-黃褐色交替出現(xiàn)，表明該區(qū)的沉積環(huán)境及構(gòu)造條件在不斷發(fā)生變化，海平面變化較大。結(jié)合趙兵、張予杰等人的研究成果可知[7,8,9]，該時(shí)期措勤盆地基底開(kāi)始形成，晚石炭至早二疊時(shí)期盆地南部出現(xiàn)了一些裂谷發(fā)育痕跡，而雄瑪?shù)貐^(qū)正處盆地南緣，或受構(gòu)造條件影響，使該時(shí)期的拉嘎組沉積環(huán)境不穩(wěn)定，導(dǎo)致出現(xiàn)極薄層粉砂巖的出現(xiàn)。

3 樣品采集及分析

研究采集剖面樣品共5件，分析測(cè)試由西南冶金地質(zhì)測(cè)試所完成。常量元素以X熒光光譜分析，測(cè)試方法使用重量—滴定法測(cè)試。微量元素和稀土元素均利采用美國(guó)NexLON 300x ICP-MS離子質(zhì)譜儀采用質(zhì)譜法測(cè)試[9]。分析結(jié)果見(jiàn)表1到表3。為了使分析更加準(zhǔn)確，引用了前人的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析驗(yàn)證。BX-1 、BX-2、 BX-3為藺吉慶等人對(duì)下伏永珠組的研究數(shù)據(jù)[9]。

表2 晚石炭世拉嘎組稀土元素含量（*為引用數(shù)據(jù)）

表3 晚石炭世拉嘎組微量元素含量

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 常量元素地球化學(xué)特征

據(jù)表1可知，砂巖的SiO2含量為85%左右，長(zhǎng)石為9%~12%，雜基9%~13%。所有砂巖樣品的Na2O＜K2O ，Al2O36.05%~7.47%，Al2-O3主要以粘土及粘土礦物形式富集于雜基中，含量較高，說(shuō)明砂巖未經(jīng)長(zhǎng)距離搬運(yùn)，物源區(qū)較近[10,11]。

砂巖函數(shù)判別圖解與Roser and Korsch[12]和經(jīng)Murphy修改的 log（K2O /Na2O）-SiO2主量元素構(gòu)造背景判別圖上，拉嘎組砂巖的5件樣品以及藺吉慶等人永珠組[9]的3件樣品均落在被動(dòng)大陸邊緣的盆地裂谷區(qū)（PM）（圖2-I）。對(duì)比馬德勝等[13]在塔惹增地區(qū)拉嘎組火山巖夾層的地球化學(xué)特征，其投圖特點(diǎn)與本次投點(diǎn)結(jié)果相似，指示拉嘎組物源區(qū)指示有被動(dòng)大陸邊緣向主動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。在TiO2-SiO2圖解上, 8件樣品都落入沉積巖區(qū)（圖2-II）, 說(shuō)明拉嘎組地層物質(zhì)既來(lái)源較為單一，所有的砂巖數(shù)據(jù)點(diǎn)都分布在沉積巖區(qū)，其中有樣品投點(diǎn)接近分界線處說(shuō)明其物源有所區(qū)別。

K2O/Na2O比值可以作為砂巖類型和構(gòu)造背景的指標(biāo)[12]。本研究砂巖樣品K2O/Na2O的值介于2.9817～20.375，平均13.236，高于典型的被動(dòng)陸緣值1.6，與其他的構(gòu)造環(huán)境下的K2O/Na2O比值亦區(qū)別較大。而前人在研究拉嘎組下伏的永珠組時(shí)，認(rèn)為永珠組物源背景亦具有被動(dòng)大陸邊緣向主動(dòng)大陸陸緣的特征[9]。此外結(jié)合拉嘎組所采的5件砂巖樣品以及永珠組的3件樣品投點(diǎn)在Al2O3/SiO2-（Fe2O3+MgO）、TiO2-（Fe2O3+MgO）環(huán)境判別圖解中，結(jié)果均指示了由被動(dòng)大陸邊緣向主動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)換的特征（圖3）。

4.2 稀土及微量元素地球化學(xué)特征

通過(guò)對(duì)雄瑪?shù)貐^(qū)樣品稀土總量分析可知（表2），樣品ω（∑REE）值介于93.3~104.8 μg/g之間，平均100.9μg/g，樣品的ω（∑REE）均低于大陸地殼的平均稀土元素總量值UCC=146.4μg/g。ω（∑LREE）/ω（∑HREE）值為8.14~8.92，平均8.54，La、Yb標(biāo)準(zhǔn)隕石化比值ωN（La）/ωN（Yb）為10.39~11.42；ω（∑LREE）/ω（∑HREE）和ω（LaN）/ω（YbN）比值偏高，說(shuō)明輕、重稀土元素分餾明顯。此外，樣品δEu值范圍在0.78~0.643，表明雄瑪?shù)貐^(qū)晚石炭世拉嘎組砂巖具有弱負(fù)銪異常，平均值與大陸上地殼δEu（δEu=0.64）相近。同時(shí)，晚石炭世拉嘎組這種輕稀土相對(duì)富集且具有明顯負(fù)Eu異常的曲線形態(tài)，與圖4的右圖中的被動(dòng)大陸曲線型稀土元素特點(diǎn)相似，根據(jù)前人研究表明[14]：活動(dòng)大陸邊緣的沉積物富集重稀土元素，Eu無(wú)異常或具正異常，而被動(dòng)大陸邊緣的沉積物相對(duì)富集輕稀土具有Eu強(qiáng)負(fù)異常的特點(diǎn)，由圖5可知，雄馬地區(qū)晚石炭世拉嘎組有被動(dòng)大陸邊緣的稀土元素特征，且與下伏的永珠組相似。

所研究砂巖在微量元素構(gòu)造環(huán)境Th-Co-Zr判別圖解中被動(dòng)陸緣及其邊界上[13,14,15]（圖5）。研究區(qū)的5件樣品以及永珠組的3件樣品在ω（∑REE）-La/Yb判別圖投點(diǎn)均分布在鈣質(zhì)泥巖區(qū)[16]（圖6-I），Hf-La/Th判別圖投點(diǎn)結(jié)果均位于上地殼附近（圖6-II）。指示了雄馬地區(qū)晚石炭世拉嘎組物源主要為上地殼兼有部分古老沉積物組分，這些物質(zhì)受晚古生代冰期影響，在隨冰筏一起下到海面進(jìn)而成巖[7,17]。

圖2 拉嘎組判別圖解（△為本文數(shù)據(jù)，○為引用數(shù)據(jù)）

A. 大洋島?。∣IA）；B.大陸島弧（CIA）；C.活動(dòng)大陸邊緣（ACM）；D.被動(dòng)大陸邊緣（PM）

圖3 拉嘎組主量元素的構(gòu)造判別（△為本文數(shù)據(jù)，○為引用數(shù)據(jù)）

A. 大洋島?。籅. 大陸島弧；C. 活動(dòng)大陸邊緣；D. 被動(dòng)大陸邊緣

圖4 雄瑪?shù)貐^(qū)晚石炭世拉嘎組稀土元素蛛網(wǎng)圖

A. 大洋島弧；B. 大陸島弧；C. 活動(dòng)大陸邊緣；D. 被動(dòng)大陸邊緣

5 討論

通過(guò)野外觀察結(jié)合巖相學(xué)分析，雄瑪?shù)貐^(qū)晚石炭世拉嘎組主要為石英細(xì)砂巖和巖屑砂巖，雜基含量較高，且成熟度低，石英顆粒含量普遍大于40%，因此拉嘎組形成于較為穩(wěn)定環(huán)境[18]，聯(lián)系區(qū)域構(gòu)造環(huán)境，認(rèn)為其沉積于晚古生代被動(dòng)大陸裂陷盆地邊緣，其地球化學(xué)特征表明其具有似活動(dòng)大陸的地球化學(xué)特征[10,12],晚石炭世拉嘎組石英顆粒以單晶石英為主，偶見(jiàn)具有弱波狀消光的晶體光學(xué)特征，可見(jiàn)少量的多晶石英。拉嘎組巖屑種類較多，指示其物源受到巖漿弧影響，且與古老沉積物組分隨冰筏一起沉積，這一點(diǎn)與馬德勝等人在塔惹增地區(qū)的研究較為吻合[13]。結(jié)合措勤盆地部分樣品正是呈現(xiàn)類似活動(dòng)大陸的地球化學(xué)特征[10,11]分析，拉嘎組砂巖為一套被動(dòng)大陸邊緣裂陷階段盆地邊緣發(fā)育的地層。具有從被動(dòng)大陸邊緣向主動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。

圖5 措勤盆地雄瑪?shù)貐^(qū)晚石炭世拉嘎組砂巖Th-Co-Zr判別圖解

A.大洋島?。∣IA）；B.大陸島?。–IA）；C.活動(dòng)大陸邊緣（ACM）；D.被動(dòng)大陸邊緣（PM）

圖6 措勤盆地雄瑪?shù)貐^(qū)晚石炭世拉嘎組砂巖La/Yb-∑REE圖（△為本文數(shù)據(jù)，○為引用數(shù)據(jù)）

A-玄武巖區(qū)；B-花崗巖區(qū)；C-鈣質(zhì)泥巖區(qū)；D-球粒隕石區(qū)；E-金伯利巖；F-碳酸鹽巖區(qū)

6 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)措勤羅倉(cāng)地區(qū)晚石炭世拉嘎組的野外調(diào)查、室內(nèi)整理及資料研究，對(duì)研究區(qū)的晚石炭世拉嘎組沉積環(huán)境進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：

1）羅倉(cāng)地區(qū)晚石炭世拉嘎組地層為冰期岡瓦那陸緣裂解背景下的沉積產(chǎn)物，是在正常濱淺海的細(xì)碎屑巖基底上發(fā)育砂巖與雜礫巖。

2）其物源來(lái)自上地殼，物源區(qū)的構(gòu)造背景為被動(dòng)大陸陸緣，但靠近活動(dòng)陸緣，其陸緣處于被動(dòng)大陸向主動(dòng)大陸轉(zhuǎn)換初期這一階段。

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A Study of Material Sources and Tectonic Environment of the Upper Carboniferous LagaFormation in the Luocang Area, Tibet

RAO Shi-cheng1YANG Chen-meng2

（1-College of Earth Science, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059; 2-University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049）

The Laga Formation consists mainly of sandstone, greywacke and glacial till. It is developed in the centralLhasa massif. This paper deals with material sources, tectonic environment and geochemistry of the Laga Formation on the southern margin of the Coqên basin in the west Gangdisê. The study indicates that the Laga Formation in the Luocang area was deposited in the primary stage of transformation from passive continental margin to active continental margin and that its material was derived from the upper crust.

Luocang area; Laga Formation; sandstone; material sources; tectonic environment

2017-12-26

四川省2016年省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“西藏羅倉(cāng)地區(qū)拉嘎組沉積特征及構(gòu)造意義”（201610616147）；資源勘查工程專業(yè)教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（17Z0511）；“卓越計(jì)劃”背景下資源勘查工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)與改革項(xiàng)目（16Z0509）；西藏1∶5萬(wàn)羅倉(cāng)地區(qū)4幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查（批準(zhǔn)號(hào)：1212011221067）聯(lián)合資助

饒世成（1995-），男，四川宣漢人，在讀研究生，主要從事礦床學(xué)研究

P534.45；P[545]

A

1006-0995（2018）04-0531-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.001