西藏南部羊卓雍措地區(qū)晚侏羅世維美組沉積特征及環(huán)境演化

楊磊 丁楓 李穎

摘? 要：通過沉積巖石學、巖相學、粒度分析等研究方法，對維美組沉積特征、沉積環(huán)境及演化提出新的認識和探討。晚侏羅世維美組主要為一套陸源碎屑物質(zhì)沉積，沉積期共經(jīng)歷4個沉積旋回，每個沉積旋回的巖石組合大致為含礫石英砂巖-中、粗粒石英砂巖-細粒石英砂巖（長石石英砂巖）-粉砂巖（泥巖、頁巖），由底到頂粒度變細，層厚減薄。識別出6種巖相類別：含礫石英砂巖、石英砂巖、長石石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、薄層頁巖-泥巖互層;發(fā)現(xiàn)平行層理、水平層理、粒序層理和重荷模等沉積構造;識別出陸棚、濱岸和陸棚下切河道3類沉積相，其中陸棚相包括內(nèi)陸棚和外陸棚亞相，濱岸相包括近濱上部和近濱下部亞相;陸棚下切河道充填結構大致為：下部河道砂礫巖層，中部不等粒長石砂巖、雜砂巖層，上部細粒石英砂巖、泥巖層。綜合來看，維美組沉積環(huán)境為位于克拉通邊緣上淺海環(huán)境，沉積物質(zhì)及沉積序列受海平面升降變化影響顯著，主要形成于全球海平面下降之后上升的階段。

關鍵詞：西藏南部;維美組;沉積相;陸棚下切河道;沉積演化

研究區(qū)地處青藏高原南部，地層單元劃分屬岡底斯-喜馬拉雅地層大區(qū)-喜馬拉雅地層區(qū)-北喜馬拉雅地層分區(qū)，為岡瓦納大陸北部被動大陸邊緣沉積[1]。區(qū)內(nèi)中生界大面積分布，地層呈連續(xù)的、完整的上下順序疊置關系并側向延伸，為連續(xù)過渡型海相沉積（圖1）[2-4]。西藏南部晚侏羅世維美組巖性較為簡單，整體以一套中-厚層狀礫巖、含礫石英砂巖、石英砂巖為主，局部見粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等巖石組合，沉積層序上粒徑呈由多至少，由粗變細，砂質(zhì)逐漸減少的特點。

關于晚侏羅世維美組沉積環(huán)境的探討前人已做大量研究，但觀點尚未統(tǒng)一。余光明等、李祥輝等認為維美組為次深海、深海沉積環(huán)境[5，6];夏軍等指出維美組為淺海盆地-深切谷沉積環(huán)境[7];江新勝等、高蓮鳳等提出維美組為濱海-淺海沉積環(huán)境[8，9]。筆者在前人研究基礎上發(fā)現(xiàn)，晚侏羅世維美組與相鄰地層巖性呈突變接觸關系，生物帶缺失，部分層位見河道陸源碎屑物質(zhì)，指示該地層在沉積時經(jīng)歷了較大的海平面變化。這些現(xiàn)象在前人研究中探討較少，本文以研究區(qū)典型的野外實測剖面作為研究對象，運用沉積巖石學、巖相學、粒度分析等方法，對維美組地層的沉積特征、沉積環(huán)境及演化提出新的認識和探討。

1? 地層特征

“維美組”由王義剛等1980年在江孜縣維美村建立[10]，以灰黑色頁巖，粉砂質(zhì)頁巖，夾灰?guī)r透鏡體和砂質(zhì)結核，并含多層石英砂巖、粉砂質(zhì)砂巖為劃定標準。上侏羅統(tǒng)為一套淺海陸源碎屑巖，下部與中侏羅世遮拉組整合接觸，上部與晚侏羅—早白堊世桑秀組整合接觸，地層未缺失。通過對研究區(qū)色康、蘇格、澤浦以西、巴糾錯湖以西出露的維美組進行實測，綜合對比發(fā)現(xiàn)：晚侏羅世維美組出露較廣且延伸穩(wěn)定，整體呈近EW向展布，巖層厚度變化范圍不大，多分布于200～400 m，出露地層多以背斜核部出現(xiàn)，由西向東巖層總體變化趨勢逐漸變薄，巖石粒度逐漸變細。

研究發(fā)現(xiàn)，維美組砂巖的沉積期共經(jīng)歷4個沉積旋回（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），每個沉積旋回巖石組合特征相似，具下粗上細的沉積特征：含礫石英砂巖（細礫巖）-中、粗粒石英砂巖-細粒石英砂巖（長石石英砂巖）-粉砂巖（泥巖、頁巖）（圖2）。沉積旋回中各類單層所占比例變化較大，分布穩(wěn)定，沉積物以砂、礫為主，粒度變化較大，厚度較大。沉積構造主要為層理構造和同生形變構造，無定向構造。生物化石、生物擾動構造等少見。

2? 巖相特征和沉積構造

2.1? 巖相特征

研究區(qū)晚侏羅世沉積主體為一套陸源碎屑巖，通過對野外露頭剖面實地觀察描述，根據(jù)粒度、巖石成分和層厚的差異可分為以下巖相類型：

灰白色含礫石英砂巖? 在維美組中均有出露，多與石英砂巖呈巖石組合出現(xiàn)，地層由底及頂，碎屑粒徑變小，礫石含量減少。巖石風化色為黃褐色，新鮮色為灰白色，中-厚層狀，中-粗粒砂狀結構，塊狀構造，分選和磨圓度中等。巖石中礫石成分以單晶石英為主，少量泥巖碎屑。礫徑多為2 mm，最大可達3～4 mm，含量約5%（圖3-a，b）。受風化剝蝕作用影響，部分石英礫石脫落，巖石表面見大量溶蝕孔洞。

灰白色石英砂巖? 為維美組巖性的主體組成，分布面積廣，巖石風化色為灰黃色，新鮮色為灰白色，中-細粒砂狀結構。單層厚度20～30 cm，呈中-厚層狀。巖石中碎屑顆粒大小為0.3～1 mm，分選和磨圓度中等，成分成熟度較高，結構成熟度中等。碎屑成分以單晶石英為主，含量大于95%。雜基以粉砂質(zhì)碎屑礦物為主，少量粘土質(zhì)礦物（圖3-c，d）。巖石劈理較發(fā)育，局部可見褐鐵礦化。

灰黃色長石石英砂巖? 多出露于維美組底部，呈砂巖透鏡體、砂巖條帶（圖3-g），分布相對較少，巖層產(chǎn)狀雜亂，具河道砂快速沉積特點，為陸棚下切河道的充填沉積。巖石風化色為灰黃色，新鮮色灰白色，中-細粒砂狀結構。巖石碎屑物質(zhì)主要由石英、長石組成，碎屑磨圓度較差，分選中等。

灰褐色泥質(zhì)粉砂巖? 多與灰黑色薄層頁巖、泥巖呈巖石組合出現(xiàn)，分布相對較少。巖石風化色為灰褐色，新鮮色為灰白色，單層厚度5～10 cm，粉砂質(zhì)結構。巖石多由石英、長石等粉砂質(zhì)碎屑礦物和粘土質(zhì)礦物組成，膠結物多為粘土質(zhì)。巖石粒徑組成肉眼無法分辨，碎屑礦物分選較好，磨圓中等? ? ? ?（圖3-e，f）。

灰黑色薄層頁巖、泥巖互層? 多出露于維美組底部與遮拉組接觸部位，泥巖與頁巖比例約為1∶5～1∶7，泥巖單層厚約5 cm，呈灰色、深灰色，水平層理發(fā)育，礦物組分主要為高嶺石等粘土礦物及少量粉砂質(zhì)碎屑礦物等（圖3-h）。

灰黑色薄層頁巖? 薄層-極薄層狀。巖石風化色為灰黑色，新鮮面為紫紅色，泥質(zhì)結構，水平紋層狀構造，巖石組分以粘土質(zhì)礦物為主，肉眼分辨不清，頁理極發(fā)育。

2.2? 沉積構造

維美組層理發(fā)育，層內(nèi)物質(zhì)均勻，組分和結構上無較大差異，層厚約0.5 m，最厚達1 m，成層性較好且穩(wěn)定延伸（圖3-i）。主要發(fā)育流動成因構造和同生形變構造，具重要指相意義。大體介紹如下：

平行層理? 廣泛發(fā)育于中-細粒石英砂巖中，主要由平行的、顆粒大小不同的紋層狀中砂和細砂組成。層厚1～2 mm，平直連續(xù)且互相平行，但側向延伸較差，指示水動力條件較強的高能急流環(huán)境? ? ? ? ?（圖3-j）。

水平層理? 發(fā)育較少，僅見于維美組底部粉砂巖，泥、頁巖互層的巖石組合中。層理平直連續(xù)且與層面平行，厚0.1～1 mm。指示水動力條件較穩(wěn)定的靜水環(huán)境（圖3-k）。

重荷模? 見于灰白色中-厚層含礫石英砂巖的底部，為砂巖對下伏泥巖產(chǎn)生較大壓力所形成，多呈圓丘狀、不規(guī)則狀的瘤狀突起，排列雜亂，突起高度1～10 cm不等，突起變化程度較大（圖3-l）。

粒序層理? 見于含礫石英砂巖和石英砂巖中，粒度從底到頂呈由細變粗的規(guī)律，為逆粒序，厚約40 cm，側向分布不穩(wěn)定，為流體中局部區(qū)域砂含量較高，在分散壓力的作用下形成（圖3-m）[11-12]。

3? 沉積相

通過對研究區(qū)多條維美組剖面觀察后發(fā)現(xiàn)，石英砂巖巖層沉積厚度較大，與下伏頁巖、泥巖呈突變接觸關系（圖3-n）。砂巖中未見生物化石及生物擾動構造，下伏地層中侏羅世遮拉組二段生物缺失。結合樣品粒度參數(shù)（表1），綜合劃分出陸棚、濱岸和陸棚下切河道3類沉積相（圖4）。

3.1? 陸棚相

陸棚相對應于為維美組的底部與下伏地層遮拉組二段過渡的沉積環(huán)境，逐漸由外陸棚向內(nèi)陸棚轉變。沉積物主要以灰黑色薄層泥巖、頁巖、粉砂巖為主，巖層成不規(guī)則的互層，局部夾長石石英砂巖條帶、透鏡體，沉積構造主要為水平層理，沉積厚度較薄，巖層巖性穩(wěn)定且延伸較遠。巖層中常見箭石、雙殼、菊石、菊石印模等化石，經(jīng)鑒定為Inoceramus everisti、Halobia、Hibolites subfusiformis、Hibolithes sp.等。樣品06B01分選系數(shù)較小，頻率曲線呈單峰對稱正態(tài)曲線;偏度值為0.33，對稱且偶有負偏態(tài);峰度值為2.05為窄峰態(tài)。反映了沉積物顆粒粒級較小、粒度分布集中、分選中等-較好的特點。概率累積曲線顯示樣品以懸浮總體為主，概率累計曲線斜率大于1。表明該段沉積物沉積期的水動力條件穩(wěn)定且較弱，為低能環(huán)境。

3.2? 濱岸相

濱岸相對應于維美組砂巖的整體沉積環(huán)境，在垂向沉積序列上呈現(xiàn)由底及頂粒度變細的特點。完整地層剖面中可見4次此類沉積旋回，由底及頂巖石組合為：粗粒含礫石英砂巖-中、細粒石英砂巖-粉砂巖（泥巖），巖層厚度較大，普遍發(fā)育平行層理等高水動力沉積構造。根據(jù)各巖層樣品的粒度參數(shù)特征，識別出近濱上部、近濱下部2種沉積亞相。

近濱上部? 巖性以粗粒石英砂巖、含礫石英砂巖為主。樣品02B01、09B01分選系數(shù)較大，頻率曲線形態(tài)多呈雙峰形態(tài)，偏度值變化較大以正偏為主。反映沉積物顆粒粒級較粗、粒度分布分散、分選中等的特點。概率累積曲線顯示樣品以跳躍總體和滾動總體為主，曲線斜率小于1。表明該階段物源供給充足，水動力條件強的特點。

近濱下部? 巖性以中-細粒石英砂巖為主。樣品04B01、08B01、10B01分選系數(shù)相對較小，頻率曲線呈單峰近對稱正態(tài)曲線;偏度值對稱且偶有正偏態(tài)，峰態(tài)中等至微尖。反映了沉積物顆粒粒級中等-較小、粒度分布集中，分選較好的特點。概率累積曲線顯示樣品以懸浮總體和跳躍總體為主，概率累計曲線斜率大于1。表明該階段沉積期的水動力條件逐漸減弱，且較穩(wěn)定。

3.3? 陸棚下切河道

陸棚下切河道相對應于維美組底部泥質(zhì)陸棚背景下發(fā)育的一套突變接觸的不協(xié)調(diào)砂巖層，巖石組合復雜，主要巖性以含礫砂巖，長石砂巖，雜砂巖等為主，巖石產(chǎn)狀凌亂，整體較破碎（圖3-o）。砂巖底部不平整，常見重荷模構造、槽模等，含礫石英砂巖中常發(fā)育逆粒序層理，巖層中未見任何生物化石、生物活動遺跡，下伏地層遮拉組二段生物帶缺失，這些沉積特點指示了該階段砂巖快速侵蝕、搬運和堆積的形成過程。樣品12-B01分選系數(shù)較大，頻率曲線形態(tài)呈多峰不對稱形態(tài);偏度值變化較大且以正偏為主。根據(jù)?？撕臀值绿岢龇诌x系數(shù)分級標準，反映了沉積物顆粒粒級較大、分選較差的特點[11]。概率累積曲線顯示滾動總體為主，曲線斜率小于1。表明沉積過程中物源供給豐富，水動力條件較強且能量快速變化的特點，具河道陸源碎屑物質(zhì)的粒度參數(shù)特征。河道充填結構可大致識別：下部河道砂礫巖層，中部不等粒長石砂巖、雜砂巖層，上部細粒石英砂巖、泥巖層。

4? 沉積環(huán)境演化

據(jù)以上討論來看，晚侏羅世維美組屬于淺海沉積環(huán)境，且這種淺?？赡芪挥诳死ㄟ吘?，地層底部石英砂巖的出現(xiàn)說明沉積環(huán)境從陸棚環(huán)境快速轉變到濱海環(huán)境。從維美組特有的含礫石英砂巖來看，礫石礫徑較小，磨圓中等-較好，礫石成分以單晶碎屑石英為主，為石英質(zhì)沉積巖類風化后再沉積而成[12]，反映了礫石來源環(huán)境極可能為克拉通邊緣。在某一特征時期經(jīng)歷了構造隆升，此時海平面下降，陸棚地帶下切河道發(fā)育，陸源碎屑物質(zhì)在重力作用下近距離快速搬運至水道底部沉積，形成礫石分選較差，磨圓較好的特點[13]。結合古水流大體向北，說明印度大陸北緣同時期存在大陸向上撓曲，導致陸源碎屑輸入量的快速增加[14-16]。在巖石沉積序列上，造成區(qū)域上維美組與下伏地層巖性突變，生物帶缺失，下伏層序保存不完整，出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的砂礫巖層等[7]。該巖石組合和沉積序列表明維美組可能形成于全球海平面下降之后的上升階段。

晚侏羅世早期海平面開始逐漸下降，沉積物粒度變粗，巖石沉積速率加快，巖層加厚，顯現(xiàn)濱淺海沉積物特征，與下伏地層遮拉組巖性突變;中期海平面快速下降至陸棚邊緣地區(qū)，隨著海平面快速下降，河流下蝕作用增強，在原先克拉通邊緣產(chǎn)生寬闊的下切河道。此階段水動力條件較強，搬運碎屑物質(zhì)粒度較大，沉積速率較快，沉積厚度較大，巖石成分及來源復雜;末期海平面逐漸上升，水動力條件減弱，河流下蝕作用減弱至停止，巖層沉積速率減慢，沉積物粒度逐漸變細，層厚減?。▓D5）。

5? 結論

（1）? 維美組主要為一套陸源碎屑物質(zhì)沉積，共經(jīng)歷4個沉積旋回，每個沉積旋回巖石組合特征相似，具下粗上細的特點。

（2）? 維美組共識別出陸棚、濱岸和陸棚下切河道3類沉積相，其中陸棚相可劃分內(nèi)陸棚和外陸棚亞相，濱岸相可劃分近濱上部和近濱下部亞相。

（3）? 晚侏羅世維美組處于全球海平面下降、之后上升的階段，地層沉積物受海平面升降影響顯著。海平面升降使入海水道向下侵蝕形成下切河道，其充填結構為下部河道砂礫巖層，中部不等粒長石砂巖、雜砂巖層，上部細粒石英砂巖、泥巖層。

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