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西藏∶万赤布张错幅区域地质调查

时间:2021-02-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:■西藏1∶25万赤布张错幅区域地质调查项目来源:中国地质调查局国土资源大调查专项起止时间:2000—2002年项目负责:姚华舟,段其发,牛志军主要完成人:姚华舟,段其发,牛志军,白云山,王建雄,甘金木,魏君奇,段万军,卜建军,朱应华,曾波夫,盛贤才,徐安武,张仁杰,袁正新,鞠秀英成果概况:1∶25万赤布张错幅位于青藏高原腹部的唐古拉山地区,跨唐古拉山脉的南北两侧。
西藏∶万赤布张错幅区域地质调查_武汉地质调查中心

■西藏1∶25万赤布张错幅区域地质调查

项目来源:中国地质调查局国土资源大调查专项

起止时间:2000—2002年

项目负责:姚华舟,段其发,牛志军

主要完成人:姚华舟,段其发,牛志军,白云山,王建雄,甘金木,魏君奇,段万军,卜建军,朱应华,曾波夫,盛贤才,徐安武,张仁杰,袁正新,鞠秀英

成果概况:1∶25万赤布张错幅位于青藏高原腹部的唐古拉山地区,跨唐古拉山脉的南北两侧。地理坐标为:东经90°00′~91°30′,北纬33°00′~34°00′。图幅主体属青海省格尔木市,西南部分属西藏自治区安多县和班戈县。调查区以龙木措双湖断裂带为界,将羌塘盆地分为南北两个坳陷。羌北坳陷属于华南地层大区,中央隆起带及羌南坳陷属于藏滇地层大区。经项目组20余人3年来在藏北高原艰苦卓绝的调查研究,以《1∶25万区域地质调查技术要求》及有关规范、标准、技术要求为指南,运用现代地质学的有关新理论、新方法、新技术,获得了丰富的第一手地质资料,取得较多重要地质成果,为青藏高原的环境演化及经济建设提供了翔实的基础地质资料。取得主要成果如下。

(一)地层古生物方面

(1)对调查区进行了岩石地层、年代地层、生物地层、层序地层等多重地层划分与对比,划分出个17个正式岩石地层单位和21个非正式岩石地层单位,8个年代地层单位(阶),21个生物地层单位(均为新建),15个层序地层单位(沉积层序),第四纪地层中划分6种成因类型(9个正式填图单位,1个非正式填图单位)。建立了调查区地层系统,丰富和提高了羌塘地区地层的研究内容和研究程度。

(2)在调查区西南部新发现一套由灰色绢云母板岩、绿泥石板岩、绿泥绢云板岩、千枚状绿泥绢云板岩夹变石英细砂岩、变岩屑石英细砂岩组成的变质地层,局部夹大理岩透镜体,局部发育糜棱岩化,偶见变余棘皮生物屑,命名为亚恰组,属低绿片岩相区域变质作用的产物。据其变质变形特点和地层叠覆关系的对比研究,认为它不是晚三叠世土门格拉组的变质产物。在其中发现1粒宏观藻Churia?sp.(该属种主要见于震旦纪—寒武纪),考虑到大理岩中含少量残余棘皮碎屑,暂将亚恰组时代定为前二叠纪。该套变质地层的发现,为进一步研究北羌塘坳陷东南部盆地基底特征和双湖—澜沧江变质带提供了一份重要的基础地质资料。

(3)在二叠纪地层中新建立了6个化石带:①腕足类Spinomarginiferacf.kueichowensisTschernyschewia cf.sinensisTyloplecta cf.yangtzeensis组合带;②腕足类Leptodus nobilisPerigeyerella costellataEnteletes subequivalis组合带;③古植物Rajahia(Pecopteris)calceiformisParacalamites stenocostatusSchizoneura manchuriensis组合带;④img29类Palaeofusulina parafusiformisNanlingella simplex组合带;⑤img30类Gallowayinella meitienensisPalaeofusulina sinensis组合带;⑥有孔虫Colaninella minimaNeoendothyra permica Robustopachyphloia inique组合带。生物地层研究表明调查区二叠纪地层的地质时代为晚二叠世吴家坪期和长兴期,否定了前人早二叠世的结论,由此将调查区的二叠纪地层重新厘定为乌丽群,下部的含煤碎屑岩系称那益雄组(新发现),上部的灰岩层为拉卜查日组。

(4)在雀莫错一带新发现晚三叠世甲丕拉组地层。在三叠纪地层中划分了5个三级层序,新建立了5个化石带,分别为:①双壳类Quemocuomegalodon orientusNeomegalodon boeckhi组合带;②双壳类Halobia superbescensH.disperseinsecta组合带;③双壳类Amonotis togtonheensisCardium(Tulongocardium)xizhangensis组合带;④Cardium(Tulongcardium)martiniTrigonia(Kumatrigonia)kukxilensis组合带;⑤菊石类Nodotibetites cf.nodosusParatibetites cf.wheeleri组合带。

(5)在雀莫错西部发现了三叠纪伟齿蛤化石群,新建Quemocuomegalodon gen.nov.新属和若干新种,为详细研究这类化石的畸变、分类、演化和埋藏环境等提供了目前世界上最完备的材料。

(6)在调查区东北部的雀莫错剖面上,发现了雀莫错组上部层位的褶皱构造,从而将前人测制的雀莫错组厚度重新厘定为700余米。鉴于该剖面是羌塘盆地侏罗系的标准剖面,而且广为引用,因此,有关雀莫错组厚度的正确厘定,将改变人们对羌塘盆地侏罗纪岩石地层序列和沉积序列的认识。在侏罗纪布曲组中发现了大量的菊石、珊瑚、海绵等化石,尤其是其中相当丰富的中侏罗世菊石,在羌塘盆地北凹陷中尚属首次发现;此外,还发现了调查区内布曲组岩性、厚度变化很大,并非是以往人们认为的那么稳定;在调查区东南部其最大厚度为2 142.2m,而在北部雀莫错地区厚度最小,为438.7m。这一发现对调查区内中侏罗世巴通期沉积古地理、生物古地理研究和沉积盆地分析以及油气勘查均具有重要的意义。

(7)通过对侏罗纪双壳类化石的系统研究(雀莫错组7属12种、布曲组25科51属90种、夏里组22属26种、索瓦组5亚纲20科35属59种和雪山组23属28种),建立5个双壳类化石组合,分别为:Undulatula perlongaPsilunio chaoi组合(雀莫错组上部)、Isognomon(Mytiloperna)bathonicusProtocardia hepingxiangensisPraeexogyra cf.acaminata组合(布曲组)、Pteroperna costatulaRadulopecten vagans组合(夏里组)、Myopholas multicostataPlacunopsis duriusculaCamptonectes(Camptonectes)auritus组合(索瓦组)和Radulopecten fibrosusGervillella orientalisPlacunopopsis duriuscula组合(雪山组下部),对调查区侏罗纪地层的地质时代进行了重新厘定,认为调查区索瓦组和雪山组中下部的地质时代为中侏罗世晚期,雪山组上部为晚侏罗世早期。

(8)在沉积特征、沉积相标志研究的基础上,首次将调查区的中晚侏罗世地层划分为三角洲、近滨—陆棚和碳酸盐台地等沉积相,在此基础上进行了亚相的划分。将调查区中晚侏罗世地层划分为10个3级层序,认为长江源及邻区在中晚侏罗世存在10次较大规模的相对海平面变化旋回,出现过10次较重要的海平面上升事件,从而建立了调查区侏罗纪的层序地层格架。

(9)通过本次调查确认,美杜塘一带的“曲果组”与前人在调查区厘定的白垩纪洛力卡组实为同一套地层。本次在美杜塘原定为“上新世曲果组”中,首次发现了丰富的双壳类Pisidium amnicum(Müller)、腹足类、古孢粉及古植物化石,进而明确了其地质时代为始新世—渐新世。由此,对调查区原白垩纪地层及部分上新世曲果组进行重新厘定,将下部的砂、砾岩称古新世—始新世沱沱河组,上部的灰岩称始新世—渐新世雅西措组。在古近纪地层中发现硅质岩层、石膏层、火山—沉积岩层,根据地层接触关系、地层结构、沉积特征等将其划分为3个沉积层序,提高了调查区古近系研究程度。

(10)首次在调查区古近纪—新近纪地层中发现较多的孢粉化石,建立了5个孢粉组合,分别为古近纪沱沱河组的QuercoiditesPokrovskajaClassopollisPinuspollenites组合,雅西措组的PinuspollenitesAbietineaepollenitesAraucariacitesCedripites组合、AbietineaepollenitesEphedripitesLonicerapollisOsmundacidites组合,新近纪曲果组InaperturopollenitesPinuspollenitesGraminiditesCyperaceaepollis组合、AbietineaepollenitesChenopodipollisGraminiditesQuercoidites组合。这些组合除明确所在地层的地质时代意义外,更具有气候意义,即始新世—渐新世期间,古植被由早期的针阔叶混交林—森林草原植被向晚期的疏林草原植被演化,古气候也由亚热带暖湿气候向温凉气候方向演化。上新世的孢粉分析结果表明,从上新世中期到晚期,阔叶树种明显减少,而草本植物显著增多,反映气候开始向干冷方向演化;同时还表明此时的古植被与藏南札达盆地同时期的植被相似,由此进一步证明,当时从南到北,整个青藏高原并没有显著的地理、地貌和古气候分异现象,而是同处于行星风系控制下的同一气候带。

(二)岩浆岩方面

(1)在调查区获得RbSr、单颗粒锆石UPb和KAr同位素年龄21个,以此为基础,划分了岩浆活动期次。首次在雀莫错一带发现了二叠纪火山岩,岩石地球化学特征分析表明,其形成于陆缘岛弧环境,这对研究调查区二叠纪地质演化具有重要意义。

(2)在各拉丹冬雪山周围地区发现大套钙碱性中酸性火山岩,角度不整合伏于侏罗纪雀莫错组之下(图1),单颗粒锆石UPb同位素年龄为212Ma,地质时代为晚三叠世末期,属岛弧型火山岩,表明晚三叠世末期各拉丹冬一带为火山岛弧环境,其形成可能与班公湖怒江洋盆或龙木错双湖澜沧江洋盆俯冲有关。横向上岩性变化较大(图2),主弧带位于各拉丹冬雪山,弧后盆地位于雀莫错西南至波尔藏陇巴,呈北西南东走向。

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图1 各拉丹冬雪山晚三叠世鄂尔陇巴组火山岩

(3)查明了新近纪查保马组火山岩的火山活动系列,将区内的火山岩划分为两个喷发喷溢旋回。自下而上由安粗岩→粗面岩→安粗岩构成喷溢沉积旋回,横向上,大致以赤布张错—错居日南北向断裂居中,以安粗岩、粗面岩为主,向两侧、向北演化为英安岩、流纹岩。第Ⅰ旋回火山岩的岩石类型为安粗岩和粗面岩,自下而上为安粗岩→粗面岩,从中心往两侧为安粗岩→粗面岩、英安岩和流纹岩;第Ⅱ旋回火山岩的岩石类型为安粗岩。从第Ⅰ旋回至第Ⅱ旋回,构成安粗岩→粗面岩→安粗岩的喷溢沉积旋回。岩石地球化学分析表明,岩浆的起源与俯冲作用有关,具EMⅡ型富集地幔特征,并且岩浆在生成及上升过程中,受到过陆壳的混染。在巴日根曲北岸发现具流纹状构造的斑状粗面岩,孟宰芒毛北部发现含角闪石晶屑细粒安粗岩,其分布范围小,均位于调查区内大面积分布的气孔状安粗岩之下。该套火山岩形成时代相对较早,KAr年龄值为35.1~40.1Ma,属始新世,为藏北高原腹地新生代构造运动和岩浆活动的研究提供了新资料。

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图2 各拉丹冬地区晚三叠世鄂尔陇巴组柱状对比图

1.火山角砾岩;2.砾岩;3.砂岩;4.泥岩;5.灰岩;6.花岗岩;7.玄武岩;8.安山岩;9.玄武安山岩;10.英安岩;11.凝灰岩;12.晶屑凝灰岩;13.岩屑凝灰岩

(4)调查区内共发现岩体4个(25个侵入体),其中基性—超基性岩体1个,酸性岩体2个,碱性岩体1个。在各拉丹冬岩体中获得40Ma、52Ma(单颗粒锆石UPb法)年龄数据,雀莫错基性—超基性岩带中获得了31Ma(单颗粒锆石UPb法)地质年龄数据。根据这些年龄数据及岩体与地层的交割关系,认为区内岩体主要形成于喜马拉雅期,岩浆主要形成于同碰撞造山期,部分形成于后造山期。

(三)构造方面

(1)确定了本区在大地构造位置上,属于昌都地块西段南缘。划分了本图幅及整个昌都地块的构造旋回和构造运动。将其分为中条、晋宁、兴凯、加里东、华力西、印支、燕山、喜马拉雅8个构造旋回和12次主要构造运动。

(2)通过剥掉调查区新生代地层,恢复了古近纪以前的构造面貌,将调查区褶皱分为华力西期、印支期和燕山期,以燕山期褶皱为主,形成了各拉丹冬复背斜,它是本图幅褶皱构造的主体。

(3)将本区断裂按时代分为印支期、燕山期和喜马拉雅期。根据断裂规模和切割深度又分为深断裂、大断裂和一般断裂,确定了里栽赛日改仁断裂为深断裂,塞可塘阿尔下穷断裂和结日照改拉布宰断裂为大断裂。

(4)确定了本区亚恰组经历了韧性剪切变形、变质作用,它所出露的部分为一大型韧性剪切带,称为亚恰韧性剪切带,因亚恰组以页岩为主,夹细砂岩,它们在韧性剪切过程中,不可能产生糜棱岩化,而以重结晶作用为主,所以构造岩以动态重结晶砂岩、片理化砂岩、构造绢云(绿泥)板岩为主,透镜状灰岩变为方解石糜棱岩和方解石超糜棱岩。韧性剪切带的另一特点是形成揉褶带和褶叠层。

(5)昌都地块与羌塘地块之间的龙木措澜沧江缝合带,从本图幅向南东至澜沧江一带,以往为一条推测界线。通过我们工作确定了该缝合带确实通过本图幅西南角,其具体表现就是亚恰韧性剪切带,因此该韧性剪切的发现为缝合带提供了新的证据。

(6)分析了调查区构造应力场。自古生代以来,本区一直处于近南北向的挤压作用之下。主干压性构造线以北西西为主,并发育与其配套的北东向和北西向两组剪切断裂,南北向张(剪)性配套断裂在新生代才开始强烈活动。

(7)划分了昌都地块和调查区的构造单元,将昌都地块分为札多芒康拗褶带,唐古拉中生代拗陷带和双湖查多冈日褶断带。调查区构造单元分为龙木措澜沧江缝合带,西南部断陷带和东北部隆起带。

(8)论述了本图幅及昌都地块的构造演化历史。将其分为中条期—加里东期地槽演化与基底形成阶段,华力西期盖层沉积与褶皱阶段,印支期卷入特提斯构造带阶段,燕山期海侵与隆起阶段,喜马拉雅期新构造格局形成演化阶段,详细说明了喜马拉雅期盆地的时空演化。

(9)提出了包括调查区在内的藏北高原的隆升,是与该区各缝合带之间的刚性地块互相推挤和壳幔间、地壳各层间的相互运动、调整相关,这些作用产生一种托举式的整体隆升,在地貌上表现为形成平顶高原,在构造变形上表现为以断裂(断块)作用为主的拉伸张裂活动。

(四)第四纪地质方面

(1)发现调查区在中更新世末期和晚更新世晚期发育了大面积的湖泊,前者为淡水—半咸水湖,后者为淡水湖。在对第四纪成因类型划分的基础上,应用气候地层学和地貌地层学方法对调查区第四纪地层进行了详细划分,获得了11个ESR年龄数据(1 180~9.3ka)。在此基础上,初步建立了调查区第四纪地层序列,编制了第四纪地质图。初步建立了调查区早更新世晚期至全新世早期孢粉组合序列。孢粉分析表明,全新世早期区内尚有零星的乔木生长,为青藏高原腹地第四纪以来植被演化提供了新资料。

(2)发现早更新世地层与上新世曲果组呈不整合接触、曲果组被断层切割破坏的野外证据。对地貌和沉积物的分析表明区内仅发育一级的夷平面,其最终定位于渐新世末期至中新世初,认为各拉丹冬一带发育的平坦山顶面可能与多期次的冰川作用有关。第四纪以来的新构造运动主要表现为整体抬升背景下的差异运动,夷平面受到强烈破坏,盆、山地貌格局分化明显,在山区形成4级河流阶地,而在山前平原形成2级埋藏阶地。

(3)对区内古冰川和现代冰川进行了全面调查,认为区内于晚更世末期、中期(倒数第2次冰期)和中更新世早期共发生了3次冰川作用。中更新世次冰期形成了区内规模最大的山谷冰川,倒数第2次冰期形成山麓冰川,末次冰期形成大陆性山谷冰川;全新世以来冰川以退缩为主,其间的新冰期和小冰期冰川发生过短暂的前进,现代冰川均以退缩为特征。

(4)对调查区第四纪以来的地质生态环境因子进行了系统分析和总结。新近纪初发生了大规模的火山活动,从此调查区地质生态环境进入了一个新的演化阶段。在岩性和古生物资料对比的基础上,进一步证实了早更新世初期是地质生态环境发生大变革的时期,于早更新世地层中发现冰缘地貌(冻融褶皱),表明气候显著变冷,至中更新世调查区开始发育冰川,山地已经上升到雪线以上高度,之后的间冰期使冰碛受到了强烈的湿热风化作用,冰碛地貌荡然无存;晚更新世高原进一步隆升,随之发生了两次冰川作用,山、盆分异更加明显,在末次冰期极盛时形成了冻土和沙地,调查区进入了与现今地质生态环境相似的演化过程。全新世调查区总体处在上升过程中,气候变干变冷,冻土面积扩大。随着高原的不断隆升,长江源各拉丹冬地区地质生态环境环境将变得更加寒冷和干旱,地质生态环境更加恶化,并指出高原隆升是地质生态环境恶化的根本原因。

(5)人类活动(特别是过度放牧)及鼠害等使本已脆弱的高寒植被受到前所未有的破坏,结果是裸地面积扩大、冻土融化、风沙盛行,不合理的人为活动加剧了环境破坏,由此提出了环境利用和保护的建议。

(牛志军 编)

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