青海南部二叠纪

■青海南部二叠纪类生物群与火山事件响应关系研究

项目来源:国土资源部百人计划，中国地质调查局青藏专项

起止时间:2009—2010年

项目负责:牛志军

主要完成人:牛志军，吴俊

成果概况:研究区位于青藏高原腹地的唐古拉山东段北坡治多—杂多地区。二叠纪是青藏高原东特提斯构造域地质演化的重要阶段，火山活动十分强烈，以栖霞期规模最大，火山岩分布广、厚度大。在火山活动间歇期沉积厚层碳酸盐岩，产丰富的类化石。通过在青藏高原三江源区两年来的调查研究，结合前期在该区完成的1∶25万区域地质调查工作，以二叠纪火山岩系中的类化石为重点，进行了岩石地层、生物地层、古生态学、沉积学、地球化学的综合研究，取得的主要成果如下。

（1）基于实测剖面中的化石采集，系统研究了33属150余种（包括新种4个）的类化石，建立二叠纪9个类化石带，厘定和完善了火山—沉积格架下的岩石地层序列（表1）。

表1　青海南部二叠纪类生物化石带

（2）研究了火山—沉积格架下的两种埋藏类型——异地型和原地型生物组合，后者再分出3种生态类型（台地相型、洼地相型和陆棚相型），对异地型埋藏类生物组合的沉积背景、地质时代、古地理区系意义、形成机制进行了讨论。通过对比原地型各类型生物组合的属种组成、岩石组分、岩石类型、沉积环境，结合多种数学统计方法，指出类最适宜的生态环境为火山岛之上中等能量、清水、畅通性好的台地相，高砂屑、高亮晶的强动力环境或畅通性差的低能环境均对类不利，即使有类的存在，也表现为属种单调。

（3）提出类生物组合的分布格局与火山—沉积的响应关系。研究表明栖霞期火山岛的不同部位出现3种不同的生物组合，这种差异是由于类生物群受不同的沉积环境分异引起。在火山岛之上或边缘产台地相型Misellina-Schwagerina组合，火山岛侧翼的斜坡相崩塌堆积的砾岩、砾屑灰岩产异地Pseudofusulina Schwagerina组合，火山岛间产洼地型Para fusulina组合。研究表明，类动物群属种组成及个体数量丰富度最高的为碳酸盐岩台地建造早期，向上至台地边缘浅滩、生物礁相及局限台地相时则不发育。在火山活动弱、生态环境稳定、台地发育好的背景下类演化序列最为完整。（4）探讨了青海南部二叠纪乌拉尔世—瓜德鲁普世古海洋生产力的变化及含灰岩中类丰度与化学特征之间的关系。通过对灰岩地球化学分析，发现绝大多数样品为氧化条件下所沉积形成，可以通过Ba来反演古生产力的变化。研究表明火山活动强烈的乌拉尔世古生产力总体较低，波动不大。乌拉尔世晚期，古生产力总体较高，波动较大。瓜德鲁普世，沉积环境稳定，古生产力稳定且最低。通过对氧化条件下样品的判别分析，表明类动物群的丰度主要和沉积物中的TiO₂、Pb相关。

（5）划分罗甸期4种沉积类型（以滑塌沉积为特征的阿日永型、以泥岩为主的左支型、以火山岩为主的尕日赛瑙贡玛型和以沉凝灰岩为主的玛日啊达州型），识别出与火山岛关系密切的8种沉积相类型，建立了火山岛的沉积相模式，揭示出昌都地块近东西向（火山）岛海相间的古地理格局。由于强烈的中基性火山喷发，在昌都地块内部快速而间歇地构建呈链状展布的火山岛。在火山活动相对宁静期，火山岛缘发育小型碳酸盐礁、浅滩、台地，深水斜坡、洼地相沉积围绕着岛链分布。

（6）明确昌都地块生物群的古地理区系归属。通过昌都地块石炭纪、二叠纪类及其他门类动物群与相邻地区对比研究，揭示出昌都地块整个晚古生代动物群均表现为暖水的特提斯型，未见冷水型生物以及二者的过渡类型，未见热带与温凉带生物交替或混生的现象，与澜沧江结合带以南的生物群差异显著，未显示出与冈瓦纳相有关的信息，明确指出昌都地块古生物地理区系属特提斯大区华夏特提斯区华南亚区。

（7）确定昌都地块构造属性。生物古地理区系、沉积岩和火山岩的地球化学、同位素地球化学综合研究表明，晚古生代昌都地块具亲扬子性的特点，明确提出昌都地块为特提斯区陆壳结构的裂陷盆地，属于华夏陆块群或扬子板块的一个组成部分，在晚古生代经历了裂解—扩张—闭合的构造演化阶段，裂解机制与古地幔柱活动有关（表2）。

表2　昌都地块构造演化序列表

注:1.泥岩；2.砂岩；3.含砾砂岩或砾岩；4.灰岩；5.燧石灰岩；6.凝灰岩；7.玄武岩；8.安山岩；9.相变界线；10.腕足化石（左）和古植物化石（右）；11.类化石（左）和珊瑚化石（右）；12.平行不整合接触，13.角度不整合接触；14.接触关系不明

（牛志军　编）