班公湖-怒江縫合帶中段構(gòu)造演化再探討

李 超，肖傳桃，龔文平，田海艷，王小陽(yáng)，王振鴻

長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023

班公湖-怒江縫合帶中段構(gòu)造演化再探討

李 超，肖傳桃，龔文平，田海艷，王小陽(yáng)，王振鴻

長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023

對(duì)于班公湖-怒江縫合帶中段的拼合時(shí)間，根據(jù)藏北地區(qū)中部侏羅紀(jì)生物礁發(fā)育的層位和其變化規(guī)律及含礁地層與下伏地層的接觸關(guān)系，認(rèn)為該縫合帶中段拼合于中侏羅世末期或晚侏羅世初期(沙木羅組沉積期之前)，生物礁的生長(zhǎng)代表了班公湖-怒江縫合帶拼合后的殘留盆地淺海相沉積。研究表明班公湖-怒江縫合帶中段在演化過(guò)程中經(jīng)歷了洋盆裂谷階段(～P1)、初始洋盆和成熟大洋階段(T～J2)、洋內(nèi)俯沖(J2～J3)、殘余洋盆階段(J2～J3)、洋盆消亡閉合階段(J3～K1)。

班公湖-怒江縫合帶；構(gòu)造演化；生物礁；洋盆

由于特殊的地理位置、交通問(wèn)題、構(gòu)造演化的復(fù)雜性、現(xiàn)有資料的不完整性等一系列問(wèn)題，使得對(duì)于班公湖-怒江縫合帶研究十分困難，對(duì)班公湖-怒江洋盆的性質(zhì)、演化模式、俯沖極性和閉合機(jī)制等關(guān)鍵的大地構(gòu)造問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)都存在著激烈爭(zhēng)論[1-18]。雖然到目前為止已有不少學(xué)者做出了不懈的努力并得出了自己的觀(guān)點(diǎn)，但有關(guān)班公湖-怒江縫合帶構(gòu)造演化性質(zhì)至今仍未有定論。為此，筆者對(duì)班公湖-怒江縫合帶中段構(gòu)造演化進(jìn)行了探討，以期得到更合理的結(jié)論。

1 班公湖-怒江縫合帶概述

班公湖-怒江縫合帶是一條橫貫青藏高原中部的重要縫合線(xiàn)，西起班公湖向東延經(jīng)改則、倫波拉、安多、索縣至丁青，再折而向南沿怒江直下，縫合帶在平面上呈WE向平緩展布為“S”型[1]，以改則、丁青為界可將該帶分為東、中、西3段。該帶是自海西運(yùn)動(dòng)以來(lái)的多旋回構(gòu)造-巖漿-變質(zhì)-成礦帶，特別是燕山期板塊俯沖標(biāo)志十分明顯[2]。伴隨該帶發(fā)育巨厚的侏羅系復(fù)理石、混雜巖、火山巖表明，該帶是南側(cè)拉薩地體與北側(cè)羌塘地體的構(gòu)造碰撞帶[3-6]。研究表明班公湖-怒江洋盆俯沖消亡方式是自東向西的斜向匯聚漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程，也是殘余洋盆萎縮的過(guò)程，消亡時(shí)間由東向西逐漸變新，東部的拼合時(shí)間為早侏羅世，至中白堊世西部拼合完成[7]。

2 構(gòu)造演化探討

地縫合線(xiàn)是板塊碰撞增生的結(jié)果，往往產(chǎn)生于大洋洋盆閉合兩側(cè)陸塊碰撞階段。板塊邊界地區(qū)常會(huì)留下古板塊活動(dòng)的痕跡和古洋殼殘片，在其兩側(cè)往往斷續(xù)發(fā)育蛇綠巖套、混雜巖雙變質(zhì)帶、深斷裂及巖漿巖組合等特殊的地質(zhì)特征，代表已消亡的古海洋[8]。班公湖-怒江洋洋盆的閉合致使拉薩地體與羌塘地體碰撞從而產(chǎn)生班公湖-怒江縫合帶。但是由于地質(zhì)歷史時(shí)期的板塊離合和洋殼情況多變，尤其是微板塊的發(fā)育、各微板塊之間、微板塊與主陸塊之間的分離閉合使得碰撞過(guò)程變得極其復(fù)雜，因此研究起來(lái)顯得比較繁瑣和困難。就現(xiàn)有資料來(lái)看，大致能推斷出其經(jīng)歷了以下演化階段：洋盆裂谷階段、初始洋盆和成熟大洋階段、洋內(nèi)俯沖、殘余洋盆階段、洋盆消亡閉合階段。

2.1洋盆裂谷階段

地幔熱點(diǎn)使地幔物質(zhì)融化上涌，使大陸地殼上隆、斷裂、變薄，形成線(xiàn)性斷陷盆地，即大陸裂谷，但未形成海洋，裂谷接受陸源碎屑及海陸過(guò)渡沉積，出現(xiàn)基性噴出巖。張開(kāi)均等對(duì)青藏高原區(qū)域的拉薩、羌塘、塔里木等地的玄武巖進(jìn)行詳細(xì)研究之后，提出了關(guān)于班公湖-怒江洋盆的形成演化動(dòng)力學(xué)及地幔源區(qū)動(dòng)力學(xué)最新的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為可能存在大約280Ma的地幔柱導(dǎo)致了岡瓦納大陸北緣的裂解使得塔里木、羌塘、拉薩地體的相互分離并從岡瓦納大陸主體脫離開(kāi)來(lái)，而且可能產(chǎn)生了雅魯藏布江新特提斯、班公湖-怒江中特提斯、金沙江古特提斯等洋盆。在丁青蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)的三疊紀(jì)放射蟲(chóng)化石[2]說(shuō)明，在三疊紀(jì)時(shí)期該地區(qū)已經(jīng)發(fā)育了成熟的大洋洋殼，怒江帶蛇綠雜巖含二疊紀(jì)孢子化石等證據(jù)皆表明該區(qū)在早二疊世存在裂谷環(huán)境。

2.2初始洋盆和成熟大洋階段

大陸裂谷進(jìn)一步拉張、拓寬，地殼進(jìn)一步減薄，裂谷中央陸殼消失，洋殼出現(xiàn)并逐漸成熟，海水侵入，從微型大洋到成熟的大洋，通常伴隨有堿性玄武巖和流紋質(zhì)巖石。

洋盆的演化階段通常用蛇綠巖的年代加以約束。丁青蛇綠巖套可分為純橄巖、斜輝橄欖巖、斜輝輝橄巖、層狀輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、枕狀玄武巖、放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖[2]，是該帶上最具代表性的洋殼巖類(lèi)。丁青蛇綠巖具地幔巖塊構(gòu)造侵位的典型特點(diǎn)與世界典型蛇綠巖套共同特點(diǎn)，其主體代表了三疊-侏羅紀(jì)的大洋洋殼。巖套形成于晚印之期-早燕山期。

通常洋島型玄武巖的出現(xiàn)標(biāo)志著成熟洋殼的形成。王忠恒等[9]研究發(fā)現(xiàn)班公湖-怒江縫合帶中段塔仁本一帶發(fā)育呈片狀產(chǎn)出的塔仁本洋島型玄武巖，與蛇綠巖一起構(gòu)成班公湖-怒江縫合帶混雜巖堆積，是洋殼的殘余部分。塔仁本洋島型玄武巖岀露在塔仁本一帶，與侏羅系木嘎崗日巖群、上侏羅統(tǒng)吐卡日組為斷層接觸，角度不整合與下白堊統(tǒng)去伸拉組火山巖，與新近系康托組砂巖為斷層接觸關(guān)系。對(duì)巖石化學(xué)、地球化學(xué)、稀土元素等特征分析鑒定表明該玄武巖產(chǎn)自大洋板內(nèi)壞境[9]。經(jīng)巖石所含化石定年，這套玄武巖時(shí)代為中侏羅世。因此說(shuō)明在該段時(shí)間內(nèi)班公湖-怒江洋已經(jīng)具有成熟的大洋洋殼為中特提斯的一部分，并且在該期洋盆已經(jīng)開(kāi)始向陸殼俯沖才得以發(fā)育一系列火山島弧和島弧火山巖。

2.3洋內(nèi)俯沖階段

大洋板塊的俯沖消減形成海溝、島弧，大量安山質(zhì)火山巖噴發(fā)，中酸性巖侵入。海溝和弧后盆地中接受巨厚碎屑沉積和濁流沉積。在晚三疊世-早中侏羅世時(shí)期，班公湖-怒江洋洋盆依然存在，其中，晚侏羅世班公湖-怒江洋殼向拉薩地體俯沖并形成了一套含火山碎屑的類(lèi)復(fù)理石、復(fù)理石建造，代表了班公湖-怒江洋洋盤(pán)向南俯沖形成的弧后盆地的早期沉積，并且伴隨著晚侏羅世隨著班公湖-怒江洋殼向南俯沖在其南側(cè)形成了弧-盆體系[10]。同時(shí)有地震資料顯示班公湖-怒江縫合帶南側(cè)拉薩地體地殼向北俯沖，而北側(cè)羌塘地體地殼向南俯沖[11]。

2.4殘余洋洋盆階段

該階段表現(xiàn)為大洋洋殼進(jìn)一步俯沖消減、大陸對(duì)接，此時(shí)期仍有部分海盆殘余接受淺海-深海相的各種沉積物?？p合帶中段安多-巴青侏羅紀(jì)生物礁的發(fā)現(xiàn)確定了班公湖-怒江縫合帶的閉合年限。

生物礁產(chǎn)于上侏羅統(tǒng)沙木羅組巖層中[12,14]，生物礁主要分布于索縣城東中侏羅統(tǒng)柳灣組、巴青縣馬如鄉(xiāng)中侏羅統(tǒng)布曲組和安多縣東巧相上侏羅統(tǒng)沙木羅組之中。柳灣組主要為一套陸源碎屑與碳酸鹽混合沉積，其中含有Burmirhynchia-Holcothyris腕足類(lèi)動(dòng)物群，該動(dòng)物群均為中侏羅世巴通期-卡洛期標(biāo)準(zhǔn)化石。布曲組主要為淺灰色、灰色中-厚層亮晶砂屑灰?guī)r、核形石灰?guī)r、生屑灰?guī)r、雙殼類(lèi)障積灰?guī)r和泥晶灰?guī)r，其中產(chǎn)有腕足類(lèi)Burmirhynchia-Homoeorhynchia bolinensis組合、雙殼類(lèi)Pseudotrapezium cordiforme-Homomya gibbosa組合，均見(jiàn)于中侏羅世巴通期地層中。沙木羅組[14-16]也主要為一套陸源碎屑與碳酸鹽混合沉積，其中產(chǎn)Cladocoropsis mirabilis層孔蟲(chóng)化石帶，其主要分子見(jiàn)于國(guó)內(nèi)外晚侏羅世牛津階-基末里階。

根據(jù)研究區(qū)侏羅紀(jì)生物礁發(fā)育的層位及含礁地層與下伏地層的接觸關(guān)系認(rèn)為，該縫合帶在東段拼合于中侏羅世早期(柳灣組沉積期)，中段則拼合于中侏羅世末期或晚侏羅世初期(沙木羅組沉積期之前)，生物礁的生長(zhǎng)代表了班公湖-怒江縫合帶拼合后的殘留盆地淺海相沉積，這一觀(guān)點(diǎn)有別于傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

2.5洋盆閉合消亡階段

該階段洋盆經(jīng)歷晚期洋殼向陸殼下俯沖最后完全拼合，陸殼對(duì)接碰撞發(fā)育磨拉石、混雜巖、雙變質(zhì)帶、大深斷裂。一般的洋盆的閉合時(shí)限可以用磨拉石沉積年代制約，蛇綠巖的構(gòu)造侵位也與洋殼閉合密不可分。

班公湖-怒江縫合帶的斷裂構(gòu)造相當(dāng)發(fā)育，不僅地層間接觸關(guān)系以斷裂帶分割，超基性巖體兩側(cè)及內(nèi)部也多以斷層為界[17]，班公湖-怒江縫合帶是有4條大的斷層組成的巨大弧形斷裂帶，斷裂帶延伸到地殼深部使得超基性巖得以侵入。沿?cái)嗔褞Х植加?條超基性巖帶是很明顯的，一南一北，一老一新沿縫合帶呈平緩的“S”狀，顯然表明其是受斷裂控制的[1]。該超基性巖帶與圍巖呈明顯的侵入關(guān)系，應(yīng)該是燕山運(yùn)動(dòng)早期或晚期由北而南侵入的。

拉薩地體北緣下白堊統(tǒng)地層分布廣泛，主要有以下幾部分構(gòu)成：代表拉薩地體與羌塘地體碰撞有關(guān)的磨拉石沉積，巖石組合主要是砂巖、礫巖夾泥巖、煤線(xiàn)，時(shí)代為晚侏羅至早白堊；高能潮汐環(huán)境下硅質(zhì)碎屑巖、粗砂巖、局部有火山巖，物源分析表明沉積物主要來(lái)源于北部造山帶、南部火山弧，這可以解釋為拉薩地體北部發(fā)育弧后裂谷，時(shí)代大致為早白堊世；弧后盆地內(nèi)局限臺(tái)坪沉積的巨厚碳酸鹽巖。拉薩地體納木錯(cuò)西緣蛇綠巖有人推測(cè)也經(jīng)歷了晚侏羅世大陸-島弧碰撞及早白堊世陸-陸碰撞。

白堊紀(jì)弧-陸碰撞后續(xù)的陸內(nèi)俯沖擠壓構(gòu)造條件下，該區(qū)殘余海盆消亡，海水退出該區(qū)進(jìn)入陸內(nèi)造山階段，競(jìng)柱山組下部陸相磨拉石建造廣泛不整合于早白堊世地層之上，是陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)的沉積效應(yīng)。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，班公湖-怒江縫合帶大致經(jīng)歷了如下演化階段：

1)早二疊世之前，拉薩地體與羌塘地體尚屬于同一板塊，處于克拉通階段。自二疊世，由于巖漿作用，兩地塊從岡瓦納大陸裂解出來(lái)并逐漸遠(yuǎn)離形成陸內(nèi)裂谷，陸內(nèi)裂谷緩慢拉張陸殼變薄，洋殼出現(xiàn)并不斷擴(kuò)張。

2)中晚侏羅世開(kāi)始洋殼成熟，并開(kāi)始向拉薩地體俯沖發(fā)育火山島弧。

3)至晚侏羅世，洋殼進(jìn)一步消減進(jìn)入殘余洋盆階段，在熱帶古地理位置，在殘留盆地環(huán)境中，發(fā)育了生物礁。

4)晚侏羅世末期-早白堊世，班公湖-怒江洋洋盆完全閉合，兩側(cè)陸體碰撞增生發(fā)育了山前盆地磨拉石堆積，形成大斷裂帶超基性巖侵位，堆積發(fā)育了蛇綠巖、混雜巖等建造，至此形成了青藏高原上重要的縫合線(xiàn)——班公湖-怒江縫合帶。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.03.014

P548

1673-1409(2011)03-0041-03