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沉积古地理格局

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:总体来看,青海南部乌拉尔世早期为较为稳定的浅灰色中厚层状的碳酸盐岩沉积,产丰富的类化石等。火山岛基座与边缘或上覆的以碳酸盐岩为主沉积共同构成类似于海山沉积序列。研究区从沉积相及火山岩的地球化学分析结果显示出基底为陆壳性质,这种能否称为海山,还需斟酌,但类似于海山的双层式结构在研究区是明显的。灰岩与火山岩的岩层产状并不一致,这表明九十道班组的灰岩应是沉积于火山岛的侧翼或岛顶,同时火山岩并未露出水面。

研究区南邻龙木错-澜沧江结合带,北濒金沙江结合带,位于北羌塘-昌都地块中西部,二叠纪火山岩的地球化学特征表明为板内裂谷型(段其发等,2006c),综合沉积特征来看,研究区属于陆壳块体的演化。研究区石炭纪表现为一套稳定的滨浅海相碎屑岩碳酸盐岩的沉积组合。在早瓜德鲁普世则发生了明显的变化,地层沉积厚度大,火山活动强,沉积类型多样,岩性、岩相变化复杂。

总体来看,青海南部乌拉尔世早期为较为稳定的浅灰色中厚层状的碳酸盐岩沉积,产丰富的类化石等。乌拉尔世罗甸期为“泛裂谷化”的鼎盛时期(张以茀,1991;赵政璋等,2001),研究区沉积古地理面貌发生明显改变,地层沉积厚度大,乌拉尔世最大沉积速率可达320m/Ma(赵政璋等,2001),火山活动强,厚度大,岩性、岩相变化复杂。如前所述,可划分为4种沉积类型,各沉积类型在空间上围绕尕日赛瑙贡玛型呈带状展布,各有其特征的岩性组合和生物群。从平面分布来看,以研究区中部尕日赛瑙贡玛—莫盖塞巴—夏麻贡玛曲构成北西—近东西向的火山喷发主轴线,显示火山岛链特征。火山岛链由多个喷发中心组成,在火山岛之上或其两侧则产出浅灰色厚层状碳酸盐礁、浅滩、开阔台地相等;围绕着火山岛链发育斜坡,在火山岛间为深水洼地,总体构成陆壳基底的(火山)岛海相间的古地理格局。

从图4-4可以看出研,究区乌拉尔世罗甸期岩性、沉积相变化相当快,沉积环境主体为火山岛、岛间洼地、火山岛斜坡(向研究区两侧外围可能还有深水盆地相)。

火山岛基座与边缘或上覆的以碳酸盐岩为主沉积共同构成类似于海山沉积序列。建立在洋岛之上,高出洋底1km以上的火山称为海山,若其峰顶露出水面则称洋岛(张海清等,1997;Roberston,1998)。研究区从沉积相及火山岩的地球化学分析结果显示出基底为陆壳性质,这种能否称为海山,还需斟酌,但类似于海山的双层式结构在研究区是明显的。

图4-4 研究区罗甸期岩相古地理图
1.砾岩、角砾岩;2.泥岩;3.(沉)凝灰岩;4.灰岩;5.火山岩;A.盆地相;B.岛前深水斜坡相;C.火山岛相;D.岛间洼地相;E.岛前浅水斜坡相

碳酸盐岩台地盖层与下伏的火山岛之间的接触关系较为复杂。一是整合接触,即灰岩与火山岩接触界面较为平直,岩层产状一致,二者之间或为直接接触,如玛日啊达州一带,即见灰岩直接覆于凝灰岩层之上,而更多的是灰岩与火山岩间为泥岩层,在西恰赛素曲在凝灰岩层之上为暗红色薄层状含硅质粉砂质泥岩,在苟果尕则为厚约近百米的深灰色泥岩层,在尕日赛瑙贡玛剖面上未见九十道班组与尕笛考组火山岩的直接接触界面,但剖面向东远观为一套红色沉积夹层,因无法到达而未能观察。在杂多县尕毛登走尕笛考组的正层型剖面,第15层灰色碎裂灰岩之下见有厚约350m的紫红色、灰色钙质粉砂岩,黏土岩,泥灰岩等(青海省地质矿产局,1997)。在戛金雪山地区,在生物碎屑灰岩层与下伏拉斑玄武岩层之间可见过渡的条带状火山碎屑灰岩(何龙清,1998)。从研究区来看,该套泥岩层表明火山喷发之后存在一个平静期,水体能量低,或水体略深,泥质沉积物大量覆于火山岛顶之上,也为浅水碳酸盐岩台地的沉积奠定了基础。二是似整合接触,即二者之间存在一个沉积间断。在尕日赛瑙贡玛,除上述的九十道班组灰岩与下伏尕笛考组火山岩间远观见一套红色沉积层外,在剖面的西侧可见灰岩覆于层位较低的凝灰岩层位之上。地质图面可清晰地显示出灰岩覆于尕笛考组火山岩的不同层位之上。灰岩与火山岩的岩层产状并不一致,这表明九十道班组的灰岩应是沉积于火山岛的侧翼或岛顶,同时火山岩并未露出水面。在研究区杂多县宰木通,在九十道班组的底部可见厚约17m的砾岩层。其层序如下:

5.浅灰色中厚层状灰岩(未见顶)

4.细砾岩,砾石成分为主要为火山岩,呈棱角状,分选、磨圆差,大小为0.3~1.0cm,颗粒支撑,厚6m

3.细砾岩,砾石成分为主要为火山岩,分选、磨圆较好,大小为2.0~5.0cm,颗粒支撑,钙质胶结,砾石含量约60%,厚3m

2.细砾岩,砾石成分主要为火山岩,呈棱角状,分选、磨圆差,大小为0.3~1.0cm,颗粒支撑,钙质胶结,砾石含量约70%,厚8m

1.灰绿色、紫红色玄武岩,安山岩,节理发育,层位为尕笛考组(未见底)

地质图面可清晰地显示出九十道班组灰岩覆于尕笛考组火山岩的不同层位之上。灰岩与火山岩的岩层产状并不完全一致,这表明九十道班组的灰岩沉积之前,火山岛露出于水面,接受剥蚀,即九十道班组与尕笛考组之间具明显的沉积间断,但间断时间较短。

在青海省玛多县花石峡那尔扎地区,礁岛相的沉积序列中,其基座主要为一套复成分的砾岩夹凝灰岩、砂砾岩夹硬砂岩,发育平行层理和交错层理。而其上覆则为生物碎屑灰岩、礁灰岩,砂砾岩代表了一个浅水动荡的环境,这种环境为其上形成生物碳酸盐岩建造创造了条件(王永标等,2001)。这一点与研究区可很好地对比。

潘桂棠等(1997)认为东特提斯气候与生态环境具有特殊性,除了该区长期处于热带、亚热带气候之外,生态环境上尚有洋陆相间、火山岛弧众多、小陆块散布等特点,这些决定了生物群的繁盛与生态类型的多样化。火山作用强烈使海水温度升高,适合于暖水生物群生存及生物礁的发育。研究区(岛缘)开阔台地相中生物化石最为丰富,尤其是类生物群,其一般在开阔台地相的下部层位,即碳酸盐岩台地建造早期或海侵面之上,该生物群最为富集,壳体类型丰富,内部结构复杂,生态类型多样化,向上至台地相发育,至边滩、礁相及局限台地相时,则该生物群不发育。

研究区罗甸期的开阔台地相灰岩在区域上横向分布不稳定。在玛日啊达州剖面诺日巴尕日保组顶部的灰色块状弱硅化泥晶含生物屑含砾屑砂屑灰岩,向上为灰色中-薄层状泥晶含生物屑含砾屑砂屑灰岩,属碳酸盐岩开阔台地相,其向西约6km,则相变为生物礁相的浅灰色块状苔藓虫骨架灰岩,厚达100余米。在尕日赛瑙贡瑙台地相灰岩自东而西厚度逐渐变小,以至尖灭于火山岩层中,在娘扎赛里可见台地相灰岩向两侧厚度明显减小,颜色渐变为深灰色,夹于泥岩层中,相变为岛间洼地相。

在火山岛之间为洼地相沉积,亦呈北西向展布,岩石类型以深灰色的泥岩为主,夹灰色中厚层状岩屑砂岩、灰岩及玄武岩等。灰岩生物屑种类多,产原地Parafusulina生物群。岩石组合及生物群均反映出海水相对较为平静、水体混浊、水深较大的沉积背景。

在上述火山岛链的外围为岛缘斜坡相沉积物,浅水斜坡相靠近火山岛分布,深水斜坡相由于受古地形的影响,分布范围不广,典型特征是发育重力滑塌灰岩,产异地Pseudofusulina-Schwagerina组合。总体来看,斜坡相的沉积物为粉砂质泥岩、细粒岩屑石英砂岩等,夹玄武岩、玄武安山岩、凝灰岩、沉凝灰岩等,即诺日巴尕日保组层位,其横向上的岩性变化规律明显,愈靠近尕笛考组,火山熔岩愈多且厚,反之则少。

治多—杂多地区祥播期—孤峰期九十道班组,代表火山活动暂时停止后的浅水碳酸盐岩台地沉积,其在青海南部分布较广,向西至沱沱河地区,厚达338m。但从类生物群来看,明显晚于治多—杂多地区,具穿时现象,向东在西藏昌都地区则略为复杂,灰岩、砂岩沉积均可见,但均反映一种较为稳定的浅海相沉积。在罗甸期复杂的古地理格局,至此则构成统一的较稳定的浅水碳酸盐台地,显示裂陷盆地活动性明显减弱并向稳定地块方向转化(但向南北两侧在研究区外围深水盆地内是否有稳定的碳酸盐岩沉积尚不清楚)。这种稳定的台地相沉积在孤峰晚期呈现分异,在西部沱沱河地区仍以台地相沉积为主,而治多—杂多一带则沉积了一套以混合陆棚相为主的砂、泥质沉积,间夹裂谷型火山岩,这种沉积类型是否在青海南部地区都较为普遍,目前还不清楚。索加组底砾岩的出现说明该套陆棚相沉积物后期由于地壳抬升而露出水面,接受剥蚀,但时间较短,继而又为浅水台地相-陆棚相灰岩、泥岩所覆盖,海水进退的频繁表明治多—杂多地区在孤峰期晚期至冷坞期裂谷盆地的不稳定性有所增加。

乐平世整个昌都地块进入裂谷闭合回返阶段,仅局部地区沉积具残留海性质的乌丽群,但各地区的生物群可很好地对比。

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