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青海∶万直根尕卡幅区域地质调查

时间:2021-02-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:■青海1∶25万直根尕卡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:20022004年项目负责:段其发,牛志军,王建雄主要完成人:段其发,牛志军,王建雄,白云山,何龙清,涂兵,徐安武,卜建军,曾波夫成果概况:调查区位于青藏高原腹地的唐古拉山东段北坡,三江源自然保护区核心区之内。本项目属“青藏高原空白区基础地质调查与研究”子项目。
青海∶万直根尕卡幅区域地质调查_武汉地质调查中心

■青海1∶25万直根尕卡幅区域地质调查

项目来源:中国地质调查局国土资源大调查专项

起止时间:20022004年

项目负责:段其发,牛志军,王建雄

主要完成人:段其发,牛志军,王建雄,白云山,何龙清,涂兵,徐安武,卜建军,曾波夫

成果概况:调查区位于青藏高原腹地的唐古拉山东段北坡,三江源自然保护区核心区之内。地理坐标:东经93°00′~94°30′,北纬33°00′~34°00′。图幅位于青海省杂多县、治多县。本项目属“青藏高原空白区基础地质调查与研究”子项目。近3年的地质调查研究过程中,经过项目组全体人员的共同努力,运用现代地质学的有关新理论、新方法、新技术,获得了较丰富的第一手地质资料。通过综合研究取得了一些重要地质成果,为青藏高原矿产资源前景调查、环境演化及经济建设提供了翔实的基础地质资料。

(一)地层古生物

(1)通过对调查区地层的全面调查,在前第四纪地层中划分了4个群级地层单位、22个组级岩石地层单位(含非正式填图单位)、4个段级岩石地层单位(非正式填图单位),24个特殊岩性层(非正式填图单位)、12个年代地层单位(阶)、24个生物地层单位(新建22个),对部分层位进行了层序地层划分;在第四纪地层中划分了8种成因类型11个填图单位,系统地建立了调查区地层序列,提高了调查区地层的研究程度。

(2)查明了调查区各岩石地层单位的物质组成和时空变化以及含矿特征;新发现中泥盆世和早侏罗世地层,新建中泥盆世碎屑岩组、中二叠世碎屑岩组和碳酸盐岩组。在石炭纪杂多群碎屑岩组、二叠纪碎屑岩组和碳酸盐岩组中发现基性火山岩夹层,在石炭纪碳酸盐岩组中发现生物(点)礁;认为中二叠世尕笛考组与诺日巴尕日保组、扎日根组为同时异相的产物,前者以火山熔岩和火山碎屑岩为主夹沉积岩层,后者以沉积岩为主,夹火山岩及火山—沉积碎屑岩。早侏罗世那底岗日组下部为陆相碎屑岩,上部为火山岩。将前人划分为白垩纪的红层重新厘定为上新世曲果组。

(3)在生物地层和古生物群研究方面取得重要进展,在调查区划分出24个化石带(组合),提高了调查区生物地层的研究程度,对研究北羌塘—昌都地块地质演化历史具有重要意义。

①在尕日扎仁一带新发现Psilophyton dapsile Kasper,Andrews et Forbes(裸蕨)植物化石,时代属中泥盆世,为青海南部首次发现。该发现进一步丰富了我国泥盆纪南方区植物群的内容,为确定该植物区向西延伸范围提供了可靠的证据,对重新认识该地区的地质发展史、古地理变迁、生物古地理研究具有重要意义。

②在石炭纪杂多群新发现img33类、非img34有孔虫,并采获丰富的珊瑚类化石,综合前人资料,建立了6个化石组合(带),分别为img35类EostaffellaPseudoendothyra组合带(新建)、非img36有孔虫EndothyraMediocrisParaarchaediscus组合、BradyinaEndothyranopsis组合(新建)、珊瑚Siphonodendron scitulusLithostrotionella zadoensis组合、Lithostrotion decipiensKueichowphyllum sinenseSiphonodendron irregulare asiaticum组合(新建1个,沿用并修订1个)和腕足类Gigantoproductus edelburgensisStriatifera striata组合(沿用),明确了调查区杂多群的地质时代为早石炭世大塘期—德坞期,系统地建立了调查区早石炭世生物地层序列,明确了生物古地理区系属暖水的特提斯型。

③在二叠纪地层中采获丰富的img37类、非img38有孔虫、腕足类、珊瑚、头足类、双壳、苔藓虫及古植物等化石,建立了13个化石组合(带),其中img39类5个,分别为Misellina带、PseudofusulinaParafusulina带、Cancellina cf.houchangensis带、Afghanella schenckiNeoschwagerina craticulifera带、Sumatrina annae带;非img40有孔虫4个,分别为PachyphloiaCribrogenerinaNodosaria组合、AgathamminaGlomospiraCribrogenerina组合、ClimacamminaCribrogenerinaHemigordius组合、ClimacamminaPachyphloia组合;珊瑚2个,分别为WentzellophyllumSzechuanophyllum组合、Ipciphyllum elegansI.subtimorica组合和腕足类2个,分别为Tylopecta nankingensis组合、Urushtenia crenulata组合(均为新建),系统地建立了调查区二叠纪生物地层序列,将调查区二叠纪岩石地层地质时代定为中二叠世栖霞期至冷坞期,明确了生物古地理区系属暖水的特提斯型。

④在调查区结扎群首次发现丰富的头足类化石,计有9属10种,新建Placites postsymmetricusCladiscites striatissimusMetaganides qinghaiensis组合,另新建双壳类QuemocuomegalodonBakevelliaCassianella组合、腕足类Sacofhyris sinosaTimorhynchia nimassicaRhaetiopsis cf.pentagonalis组合,明确调查区结扎群的地质时代为晚三叠世卡尼期至诺利期。

⑤在调查区侏罗纪地层中建立两个双壳类生物组合,即Camptonectes(Camptonectes)auritusGervillella cf.qianghaiensis组合和Protocardia hepingxiangensisProtocardia stricklandi组合,生物群反映了与正层型剖面不同的古地理背景,将雁石坪群地质时代确定为中侏罗世巴柔期—晚侏罗世牛津早期。

⑥通过孢粉化石分析,将沱沱河组时代定为始新世—渐新世早期,雅西措组时代为渐新世,五道梁组时代为渐新世—中新世,曲果组时代为上新世。

(4)在对孢粉组合和沉积相分析的基础上,探讨了调查区古近纪至新近纪的气候环境。认为沱沱河组沉积时期,植被为针阔叶混交林,并具垂直分带特征,反映当时地势高差较大,属温暖略干旱的亚热带气候环境;雅西措组以被子植物栎粉、蒿粉、桦粉、藜粉为主,沉积了厚度较大的灰岩,反映当时地势低平,属暖温带—亚热带气候环境;五道梁组分布面积明显缩小,沉积物以黏土夹石膏为特征,反映当时调查区处在地势较为低平的干旱气候环境。

(5)对调查区古近纪沱沱河组—五道梁组进行了层序地层划分。将古近纪地层划分为5个沉积层序,代表5次湖面的升降变化。

(6)在第四纪沉积物中发现一套含丰富腹足类和植物残体的湖相松散沉积,在其中获得植物残体的14C年龄为15 040±215a(BP)和11 900±178a(BP),时代为晚更新世晚期;古湖岸线遗迹的现今海拔高程为4 600m左右,据此,认为当时湖泊面积达1 000km2左右。湖相沉积物上部多呈浅褐红色,表明其形成后经历了一次明显的风化作用过程;在西恰山一带的沼泽沉积物中获得植物残体14C年龄为660±118a(BP)。提出了调查区晚更新世以来的地质生态环境演化和气候变迁的初步认识。

(7)将调查区沉积岩划分为陆源沉积岩、内源沉积岩和火山—沉积碎屑岩3大类和50个基本岩石类型;鉴别出3个沉积相区17种沉积相类型,归纳为4种沉积相模式。讨论了沉积岩类型与火山活动、角度不整合面的关系,重点分析了陆源碎屑成分的时空变化,表明物源区存在褶皱变质基底以及早侏罗世之前存在酸性侵入岩;将泥盆—石炭纪地层、二叠—侏罗纪地层和古近纪—新近纪地层的成岩压实作用强度划分为极强、较强和较弱3类。

(二)岩浆岩

(1)系统地查明了调查区岩浆岩的时空分布及岩石类型,通过岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学等特征的研究,探讨了岩石成因及其形成的构造环境。

(2)在调查区南部新发现左支—失多莫卜由4个辉长岩体组成的辉长岩带,时代为晚二叠世,其岩浆来源于弱亏损的地幔源区,可能受到来自富集地幔物质的影响,形成于板内伸展扩张构造环境。

(3)在调查区新发现了扎那日根复式岩体,其由花岗闪长岩体和石英闪长岩体组成,并获得了216Ma的UPb单颗粒锆石年龄值,时代为晚三叠世,具壳幔混合源特征,形成于岛弧构造环境。

(4)在尕考查锐—西恰赛素闪长岩体中获得了183Ma的UPb单颗粒锆石年龄值,时代为早侏罗世。在啊聂托确二长花岗斑岩岩体中获得了126Ma的UPb单颗粒锆石年龄值,时代为早白垩世。岩浆均具壳幔混合源特征,形成于岛弧构造环境。

(5)在调查区晚古生代地层中识别出4个火山岩层位,分别是石炭纪杂多群碎屑岩组火山岩,二叠纪尕笛考组(诺日巴尕日保组)火山岩、碎屑岩组火山岩、碳酸盐岩组火山岩,火山岩岩浆来源于弱亏损地幔源区,形成于板内伸展拉张(裂谷)环境。发现中二叠世高钛玄武岩,区域上分布呈条带状(图1),这是亲扬子地块的火山岩特征,进一步证明了中二叠世调查区与扬子地块的亲缘性。

(6)在调查区新发现了晚三叠世甲丕拉组及早侏罗世那底岗日组火山岩,火山岩具壳幔混合源区特征,形成于岛弧构造环境,为金沙江洋盆向南俯冲的产物。

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图1 直根尕卡地区栖霞期火山岩概略分布图

1.古火山口;2.熔岩;3.集块岩;4.火山角砾岩;5.凝灰岩;6.沉积岩;7.火山碎屑岩与熔岩构成的火山岛链带;8.火山熔岩构成的水下隆起带;9.沉积有的火山含熔岩、角砾岩、凝灰岩岛间洼地或岛缘浅水斜坡带;10.火山岩以凝灰岩为主的岛缘深水、浅水斜坡带;11.夹有凝灰岩的深水沉积带;P2n诺日巴尕日保组;P2g尕笛考组

(三)构造

(1)查明晚三叠世甲丕拉组与中二叠世地层、早侏罗世地层与下伏地层、新近纪曲果组与古近纪地层之间为角度不整合接触关系,其中晚三叠世甲丕拉组与中二叠世地层之间角度不整合为本次发现,据此,将调查区划分为6个构造层。

(2)查明了调查区主要褶皱和断裂构造的变形特征、活动期次、形成时间,识别出5期具有区域性的构造变形。

(3)认为当曲断裂带和西恰山—宋卡赛玛断裂带为区域性大断裂,以此为界将调查区从北往南划分为索加拗陷、开心岭隆起和北羌塘坳陷3个次级构造单元,对每个单元的地质特征进行了系统总结。

(4)在开心岭隆起的南北两侧发现推覆构造。北部推覆体由晚古生代地层构成,原地岩系为上三叠统,推覆断层带总体呈东西向展布,断层倾向北,估算向南推覆距离应大于20km,总体具有前峰带的特征,形成于三叠纪末期;南部推覆构造具有自南向北逆冲,显示褶皱冲断带的特征,形成时代为晚侏罗世至白垩纪。

(5)探讨了调查区大地构造属性,认为晚古生代调查区从稳定陆块向活动陆块转化,处于拉张构造背景,至三叠纪—侏罗纪转化为挤压构造背景,从而奠定了调查区构造变形的基础。

(6)系统地总结调查区内各构造阶段的沉积建造、岩浆活动和变形特征。将调查区地质构造演化划分为洋陆转换、盆山转换、陆内调整和高原隆升等演化阶段,探讨了调查区地质构造演化史。

(7)通过对古近纪以来的沉积建造、孢粉组合和古气候分析,认为始新世初期和中新世—上新世初期调查区发生过剧烈的差异升降运动,在古近纪与新近纪之交和上新世末调查区发生过夷平作用。

(8)发现区内存在上更新统古冰川和古湖岸遗迹,调查区主要河流见有三级阶地,表明第四纪以来调查区发生过多次间歇性抬升运动。

(9)系统总结了调查区新构造运动的特点。将新构造运动划分为两个阶段,早期为南北向挤压变形阶段,晚期为剧烈隆升阶段,形成了掀斜构造,并出现南北向正断层活动。

(四)矿产资源及其他国土资源

(1)新发现值得进一步工作的铜矿化点2处、石盐矿化点1处、石膏矿化点1处。在调查区侏罗纪夏里组、古近纪沱沱河组、新近纪曲果组中发现有石膏矿化层,在调查区东南部当郎赛中二叠世诺日巴尕日保组基性火山岩中发现存在高丰度值铜元素异常,个别达到铜矿化,对寻找此类矿产具有重要指示意义。

(2)新提出当郎赛—玛日达卓一带具有较好的铜矿找矿远景;重新厘定了调查区赛底贡右—夏琼石膏成矿带中的石膏矿形成时代为晚三叠世,石膏矿赋存层位为甲丕拉组,矿体受东西向逆冲推覆断层控制,为在该矿带内寻找石膏矿明确了找矿方向。

(3)在诺日巴尕日保组、九十道班组、索加组、波里拉组和雅西措组岩石薄片中见有沥青分布。

(4)总结了调查区的水资源、土地资源、生物资源和旅游资源,划分出长江源区、澜沧江源区和高原内陆湖盆区3个大区6个次级单元水资源,5种基本类型土地资源,4类植物资源,2类动物资源和4种类型旅游资源,为三江源区资源的开发、利用和保护提出了参考意见。

(五)专题部分

(1)通过对调查区地层的全面调查,重新厘定了石炭纪、二叠纪的岩石地层序列,认为早石炭世杂多群在青海南部及藏东地区均可很好对比。二叠纪地层新发现扎日根组层位,二叠纪新建立两个岩石地层单位——碎屑岩组和碳酸盐岩组。为更好地进行区域对比,对尕笛考组和九十道班组进行了修订,丰富和提高了调查区地层的研究内容和研究程度。

(2)在石炭纪杂多群新发现img42类、非img43有孔虫,并采获丰富的珊瑚类化石,综合前人资料,建立了6个化石组合(带),其中img44类1个(新建)、非img45有孔虫2个(新建)、珊瑚2个(新建1个,沿用并修订1个)和腕足类1个(沿用),明确杂多群地质时代为早石炭世大塘期—德坞期,较为系统地建立了调查区石炭纪生物地层序列。

(3)在二叠纪地层采获丰富的img46类、非img47有孔虫、腕足类、珊瑚、头足类、双壳类、苔藓虫及古植物等,综合前人资料,建立了13个化石组合(带),其中img48类5个、非img49有孔虫4个、珊瑚2个和腕足类2个(均为新建),明确调查区二叠纪各岩石地层单位地质时代为中二叠世栖霞期至冷坞期,较为系统地建立了二叠纪生物地层序列。

(4)详细地研究了调查区石炭纪、二叠纪的img50类生物群,建立6个生物组合、3个亚组合,在二叠纪地层中根据img51类化石产出特点划分出原地与异地生物群,对各生物群进行了生态学的研究,同时结合沉积环境分析认为在栖霞期存在3种不同类型的img52类生物组合。

(5)通过研究,认为调查区石炭纪、二叠纪生物群(重点是img53类、非img54有孔虫)面貌显示出暖水型,生物古地理区系属于特提斯大区华夏区,与澜沧江结合带以南的冷水型和冷暖过渡型生物群不同,不受冈瓦纳相影响,而与华南地区表现出更多的相似性,即生物群具亲扬子性。

(6)在石炭纪杂多群碎屑岩组新发现玄武岩层,在二叠纪碎屑岩组及碳酸盐岩组底部新发现火山岩层。对调查区石炭纪、二叠纪火山岩的岩石类型组合、地球化学分析结果表明火山岩形成于板内伸展拉张构造环境。玄武岩高Ti的地球化学特征显示出亲扬子性的特点,同时也表明火山岩的强烈喷发对调查区二叠纪沉积古地理格局造成明显的制约。

(7)通过对杂多群沉积相的研究,认为其形成于滨浅海相,在青海南部地区具有统一性。通过不同剖面对比分析,将调查区中二叠世栖霞期划分为4种沉积类型,即阿日永型(以滑塌沉积为特征,产异地img55类生物群PseudofusulinaSchwagerina组合)、左支型(以泥岩为主,产原地洼地相img56类生物群Parafusulina组合)、尕日赛瑙贡玛型(以火山为主,产异地img57类生物群PseudofusulinaSchwagerina组合和原地台地相MisellinaSchwagerina组合)和玛日啊达州型(以沉凝灰岩为主,产原地台地相MisellinaSchwagerina组合),各沉积类型主要围绕尕日赛瑙贡玛型呈带状展布(图2)。

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图2 二叠纪栖霞期img59类动物群与火山岛关系示意图

(8)通过沉积相分析,在二叠纪地层中共识别出14种沉积相类型,建立了调查区栖霞期沉积相模式——火山岛沉积模式。研究表明,在栖霞期调查区显示出以陆壳为基底的近东西向的(火山)岛海相间的格局,而祥播期后则主要为统一的碳酸盐岩台地。

(9)对生物古地理区系及火山岩的地球化学分析均显示出调查区具亲扬子性的特点,表明调查区在石炭纪、二叠纪应属于华夏陆块群的一部分,在石炭纪、二叠纪处于裂谷开裂—扩张的构造演化阶段,并推断调查区所在的北羌塘—昌都地块两侧的结合带不存在使浅海底栖生物不可逾越的深而辽阔的洋盆。

(王建雄 编)

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