祁連山南部地區(qū)三疊紀(jì)弧后前陸盆地*
——基于沉積填充與大地構(gòu)造的證據(jù)

肖安成 余龍 熊光耀 張軍勇 張永庶 吳磊 趙海峰 覃素華

1. 浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，杭州 310027

2. 教育部含油氣盆地構(gòu)造研究中心，杭州 310027

3. 東方地球物理公司研究院地質(zhì)研究中心，涿州 072751

4. 中國(guó)石油青海油田勘探開發(fā)研究院，敦煌 736202

處于古亞洲構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域結(jié)合部位的祁連山南部地區(qū)在前奧陶紀(jì)與中祁連-隴西地塊和柴達(dá)木地塊具有相同的地殼結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成特點(diǎn)(Songetal., 2013)，早古生代其主體屬于古亞洲構(gòu)造域，石炭紀(jì)-三疊紀(jì)其主體則屬于古特提斯構(gòu)造域的組成部分，期間，該地區(qū)經(jīng)歷了由古亞洲構(gòu)造域向古特提斯構(gòu)造域的轉(zhuǎn)變(王蘇里和周立發(fā)，2012)。

該地區(qū)的二疊系、三疊系位于早古生代晚期構(gòu)造活動(dòng)形成的基底之上，主要為海相沉積地層，大面積連續(xù)分布且厚度巨大。近年來(lái)，由于油氣及礦產(chǎn)資源的地質(zhì)調(diào)查工作需要，南祁連地區(qū)的二疊-三疊系逐步被關(guān)注，自符俊輝和周立發(fā)(2000)對(duì)盆地進(jìn)行沉積學(xué)研究開始，陸續(xù)有大量針對(duì)盆地二疊-三疊系的沉積學(xué)特征成果發(fā)表，既有對(duì)盆地沉積的解釋(鄧中林等，2002; 王蘇里和周立發(fā)，2012; 陳永振，2013; 袁二軍，2014; 劉密歐，2015; 謝其鋒等，2015a，b; 姚暢，2015)，也有對(duì)盆地框架的討論(朱迎堂等，2009; 譚富榮和周立發(fā)，2010; 胡超，2011; 謝其鋒，2012)，但總體來(lái)看，鮮有關(guān)于盆地構(gòu)造屬性和演化的成果，也少有從盆地構(gòu)造角度出發(fā)的框架性認(rèn)識(shí)。與此同時(shí)，基于礦物微區(qū)分析方法的普及，大量的前二疊-三疊紀(jì)巖石成巖年齡測(cè)試數(shù)據(jù)得以發(fā)表(吳才來(lái)等，2001; Gehrelsetal., 2003; 董國(guó)安等，2006; 何世平等，2011; 余吉遠(yuǎn)等，2012a，b; 張照偉等，2012; Tungetal., 2013; 張莉莉等，2013; 廖華等，2014; Huangetal., 2015; Yanetal., 2015; 師江朋等，2015; 劉娜等，2016)，這些年齡數(shù)據(jù)包含古生代巖體、前寒武基底巖群等，對(duì)于我們了解三疊紀(jì)盆地基底的構(gòu)造性質(zhì)具有重要的意義。

關(guān)于南祁連三疊紀(jì)盆地屬性問(wèn)題，因?yàn)檠芯拷嵌鹊牟煌瑢?dǎo)致各異的結(jié)論：有學(xué)者提出，在早中三疊世，盆地受南側(cè)海侵的影響，盆地南緣形成邊緣坳陷型盆地；在晚三疊世，盆地則發(fā)育為陸內(nèi)坳陷盆地(王蘇里和周立發(fā)，2012)。類似地，亦有學(xué)者提出早中三疊世為受限的大陸邊緣坳陷型陸表海盆地，而中晚三疊世為擠壓模式下的由邊緣坳陷型海盆向陸內(nèi)坳陷型陸盆的轉(zhuǎn)變，同時(shí)盆地中心北移，晚三疊世末南祁連盆地形成隆起的物源區(qū)(胡超，2011)。還有學(xué)者認(rèn)為，早中三疊世南祁連盆地與柴達(dá)木之間存在深水盆地(宗務(wù)隆裂陷海)，而南祁連同期可能為陸緣海，晚三疊世則發(fā)展為海退與陸相碎屑巖系沉積(王永等，1995)。有學(xué)者根據(jù)盆地內(nèi)沉積巖地球化學(xué)特征綜合研究來(lái)分析，認(rèn)為南祁連盆地屬性早三疊世為弧后盆地，中三疊世為克拉通盆地，晚三疊世為陸內(nèi)坳陷盆地(謝其鋒，2012)。

整體而言，南祁連地塊三疊紀(jì)盆地的結(jié)構(gòu)構(gòu)造探討較為薄弱。本文將從盆地構(gòu)造角度出發(fā)，利用沉積學(xué)和地質(zhì)年代學(xué)等方法探索南祁連地區(qū)晚中生代的盆地屬性與結(jié)構(gòu)構(gòu)造，以重建南祁連南部地區(qū)三疊紀(jì)盆地的地質(zhì)歷史。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

祁連山南部地區(qū)位于北祁連早古生代造山帶與柴達(dá)木克拉通地塊之間，基底構(gòu)造單元大致涵蓋了中-南祁連地塊，考慮到古生代晚期以來(lái)二者具有統(tǒng)一的沉積蓋層和盆地結(jié)構(gòu)，本文暫將其描述為祁連山南部地區(qū)，對(duì)此開展早中生代盆地形成的研究。

該帶的西側(cè)以阿爾金斷裂帶為界與塔里木板塊相接。志留紀(jì)末期的晚加里東運(yùn)動(dòng)最終結(jié)束了整個(gè)祁連地區(qū)早古生代海相盆地演化歷史(Wan, 2010; 王蘇里和周立發(fā)，2012)，由此在區(qū)域上完成了阿拉善地塊、中祁連-隴西地塊和柴達(dá)木地塊的拼貼及增生，形成了一個(gè)范圍廣泛的、由地塊和加里東構(gòu)造帶鑲嵌組成的統(tǒng)一的克拉通陸塊(圖1)。

圖1 祁連山南部地區(qū)及其鄰區(qū)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭DF1-龍首山斷裂；F2-中祁連北緣斷裂；F3-中祁連南緣斷裂；F4-宗務(wù)隆北緣斷裂；F5-宗務(wù)隆南緣斷裂；F6-昆中斷裂；F7-昆南斷裂；F8-阿爾金斷裂；A-拉脊山早古生代裂陷槽；B-宗務(wù)隆晚古生代裂陷槽；C-賽什騰早古生代裂陷槽；D-綠梁山早古生代裂陷槽；E-錫鐵山早古生代裂陷槽；F-阿爾茨托早古生代裂陷槽；G-祁漫塔格早古生代裂陷槽Fig.1 Division of tectonic units in the southern Qilian Mountains and its adjacent areas

祁連山南部地區(qū)三疊紀(jì)盆地分布區(qū)的基底組成以?shī)W陶系和志留系為主。奧陶系下部為厚度達(dá)萬(wàn)米的吾力溝群火山-碎屑巖，上部為以鹽池灣群淺海相過(guò)渡型碎屑巖-碳酸鹽巖為主的海陸交互相沉積建造；志留系則以海相陸源復(fù)理石沉積為主，夾有玄武巖、安山巖和硅質(zhì)白云巖，為累計(jì)厚達(dá)7000m以上的海相沉積建造。

祁連山南部地區(qū)的基底具克拉通或類克拉通類型特征，主要由三個(gè)不同時(shí)代的褶皺基底鑲嵌而成，自北向南依次是前寒武紀(jì)變質(zhì)基底、加里東褶皺基底和海西期褶皺基底，各個(gè)基底巖性組成和分布面積迥異，對(duì)應(yīng)的構(gòu)造單元依次是中祁連地塊、南祁連地塊和宗務(wù)隆構(gòu)造帶(圖1)。

南祁連地區(qū)三疊系發(fā)育良好，廣泛分布，構(gòu)成研究區(qū)盆地沉積蓋層的主體。沉積相上總體來(lái)看，以穩(wěn)定型濱海-淺海-海陸交互-陸相沼澤環(huán)境的沉積為特征。三疊系可以劃分為下統(tǒng)陽(yáng)康群、中統(tǒng)郡子河組和上統(tǒng)南營(yíng)兒群(默勒群)。其中陽(yáng)康群可細(xì)分為江河組和下環(huán)倉(cāng)組，南營(yíng)兒群(默勒群)可細(xì)分為上巖組、中巖組和下巖組。各分組地層巖性特征如圖2所示。

圖2 南祁連盆地三疊系及鄰區(qū)地層對(duì)比圖Fig.2 Stratigraphic correlation of Triassic and adjacent areas in South Qilian Basin

2 層序與填充

本文通過(guò)收集和實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，盡量選取三疊系出露較為完整的區(qū)域，建立了穿過(guò)南祁連三疊系盆地的兩條北東向橫向?qū)Ρ绕拭?，用各關(guān)聯(lián)點(diǎn)建立標(biāo)準(zhǔn)地層柱狀橫向?qū)Ρ葓D，目的是搭建起盆地沉積填充和結(jié)構(gòu)的框架(圖3)。

圖3 南祁連盆地地層沉積剖面線位置圖Fig.3 location of stratigraphic sedimentary profile in South Qilian Basin

南祁連地區(qū)的三疊系與早期地層的接觸關(guān)系可以劃分為三個(gè)帶：即北部的不整合控制的古隆起帶(圖3中橙色條帶表示T3/P平行不整合接觸分布帶)；三疊系連續(xù)沉積、向南逐漸加厚并與早期層序整合接觸的盆地主體填充帶(圖3藍(lán)色表示盆地北部不整合分布帶以南普遍為T1/P整合沉積)；盆地南側(cè)的同期發(fā)育火山巖的隆起帶(宗務(wù)隆山地區(qū))。

圖4為貫穿南祁連地區(qū)哈拉湖東側(cè)的北東向柱狀剖面對(duì)比圖，該圖選取北起羊露河、南至塔日格特的8條實(shí)測(cè)剖面，對(duì)比其相關(guān)層位關(guān)系?？梢钥闯霰睎|方向上，北段在五個(gè)山河-羊露河之間缺失中-下三疊統(tǒng)，顯然這里發(fā)育一個(gè)不整合反映出的早期古隆起帶；南段中-下三疊統(tǒng)的層序分布完整，沿著五個(gè)山河向南，地層厚度逐漸加大，呈現(xiàn)向南的楔形盆地填充形態(tài)，地層沉積厚度從北段的400m至南段的超過(guò)1400m。上三疊統(tǒng)北段完整，南段部分缺失。區(qū)域上，中-下三疊統(tǒng)為淺海相沉積，上三疊統(tǒng)逐漸過(guò)渡為河流-三角洲相、湖泊-沼澤相沉積，并且上三疊統(tǒng)沉積厚度在盆地中部達(dá)到最大。

圖4 南祁連盆地三疊系西段北東向剖面柱狀對(duì)比圖(位置見圖3)Fig.4 Columnar comparison of NE-trending cross-sections in the western section of the Triassic in the South Qilian Basin (its location is shown in Fig.3)

圖5為通過(guò)南祁連中部地區(qū)的北東向沉積柱狀圖剖面對(duì)比圖，選取了北起肅南、南至黑水河-肯得隆東溝的7條剖面對(duì)其相關(guān)的層位進(jìn)行了對(duì)比?？丝死餃现?下三疊統(tǒng)缺失，上三疊統(tǒng)直接覆蓋著二疊系之上，與圖4顯示的相同，這里是一個(gè)不整合約束的古隆起帶。向南依次加厚的地層反映了盆地基底逐漸加深(南端的將吾各什溝早中三疊世沉積厚度超過(guò)2000m，向北逐漸減薄至500m)，古隆起帶北則是一晚三疊世的陸相坳陷沉積區(qū)，為反映盆地結(jié)構(gòu)的良好剖面。盆地南側(cè)下-中三疊統(tǒng)在黑水河-肯得隆東溝剖面以及天峻山-關(guān)角日吉山一帶與將吾各什溝剖面之間發(fā)生明顯相變，二者分屬不同的沉積體系，北側(cè)為沉積厚度很大的淺海臺(tái)地相沉積環(huán)境，南側(cè)則處于中基性火山巖相-中酸性火山巖相-沖積扇相等相變劇烈的活動(dòng)陸緣巖漿弧地帶(對(duì)肯得隆東溝西側(cè)的花崗巖體鋯石U-Pb年齡測(cè)定為254.6±2.9Ma)，可見三疊紀(jì)沉積盆地的邊緣應(yīng)以天峻山-關(guān)角日吉山一帶為界(圖3)。

圖5 南祁連盆地三疊系中段北東向剖面柱狀對(duì)比圖(位置見圖3)Fig.5 Columnar comparison of the NE-trending profile in the middle section of the Triassic in the South Qilian Basin (its location is shown in Fig.3)

根據(jù)實(shí)測(cè)地層柱狀對(duì)比圖，通過(guò)綜合分析發(fā)現(xiàn)南祁連三疊紀(jì)盆地的填充大致可分為三種盆地構(gòu)造古地理單元，分別為盆地南部外圍隆起剝蝕區(qū)、盆地內(nèi)部海相沉積區(qū)以及盆地北部陸相沉積區(qū)(圖6)。

圖6 南祁連盆地三疊系巖相古地理圖南祁連盆地下三疊統(tǒng)(a)、中三疊統(tǒng)(b)和上三疊統(tǒng)(c)巖相古地理圖Fig.6 Lithofacies and paleogeography map of Triassic in South Qilian BasinLower Triassic (a), Middle Triassic (b) and Upper Triassic (c) lithofacies paleogeography maps of the South Qilian Basin

三疊系以南的宗務(wù)隆山隆起帶為物源提供區(qū)域，具備盆地內(nèi)古水流、懷頭他拉八羅根郭勒河剖面以及織合瑪加隴溝剖面的物源分析約束，同時(shí)隆起帶內(nèi)發(fā)生有巖漿作用，例如黑水河-肯得隆東溝剖面、橡皮山剖面等(圖3、圖6)。

盆地主體填充帶內(nèi)大部分為海相沉積區(qū)。下-中三疊統(tǒng)主體為淺海相沉積，盆地內(nèi)部亦見淺海、次深海斜坡-盆地相沉積。北部為陸相沉積區(qū)，包含與前三疊系不整合控制的古隆起帶以及北側(cè)坳陷區(qū)域(圖6)。

3 討論

弧后前陸盆地的準(zhǔn)確厘定需要有幾個(gè)關(guān)鍵地質(zhì)要素，包括基底的克拉通性質(zhì)、弧后大地構(gòu)造背景、盆地內(nèi)部重要構(gòu)造單元的識(shí)別等等。

3.1 祁連山南部地區(qū)深部基底性質(zhì)

祁連山南部地區(qū)的基底主要由多個(gè)不同時(shí)代的褶皺基底鑲嵌而成，具克拉通或類克拉通類型基底特征(Chengetal., 2017)。

圖7為南祁連及其鄰區(qū)的莫霍面埋藏深度數(shù)據(jù)圖，重力異常數(shù)據(jù)顯示出祁連山南部地區(qū)與賽什騰山及其南側(cè)的柴達(dá)木盆地區(qū)為統(tǒng)一的穩(wěn)定負(fù)異常顯示，反映具有一致的穩(wěn)定地塊特點(diǎn)(王蘇里和周立發(fā)，2012)；莫霍面深度圖上顯示出明顯的兩隆一坳，最大深度在哈拉湖一帶，以此為中心，向北東、南西方向莫霍面埋藏深度明顯變淺，并呈鏡象對(duì)稱分布特點(diǎn)，該形態(tài)意味著盆地曾經(jīng)受擠壓作用，導(dǎo)致盆地基底撓曲下沉，地殼厚度增大?？紤]到祁連山南部地區(qū)現(xiàn)今沉積蓋層的層序主要以上古-中生界為主，這一撓曲變化趨勢(shì)與三疊系的殘余厚度一致(圖4、圖5、圖6)，表現(xiàn)出南祁連三疊紀(jì)發(fā)育了與擠壓相關(guān)的撓曲盆地特點(diǎn)。

圖7 南祁連及其鄰區(qū)莫霍面深度等值線圖(據(jù)唐元和李百祥，2008修改)Fig.7 Moho depth contour map of South Qilian and its adjacent areas (modified after Tang Yuan and Li, 2008)

3.2 柴達(dá)木-祁連地塊三疊紀(jì)的島弧及弧后前陸盆地系統(tǒng)

東昆侖造山帶古特提斯洋殼俯沖時(shí)間應(yīng)為大約300～240Ma，證據(jù)為高鉀、鈣堿性、地化性質(zhì)屬于I型花崗巖的發(fā)現(xiàn)(Xiongetal., 2014; Chenetal., 2015)；與南側(cè)巴顏喀拉板塊碰撞時(shí)間為240～225Ma，證據(jù)包括形成了區(qū)域性角度不整合和地殼增厚事件，以及變鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性I型花崗巖的發(fā)現(xiàn)等(郭正府等，1998; 李瑞保，2012; Xiongetal., 2014)。南祁連南緣廣泛分布的花崗巖巖性和時(shí)代與之相一致，很可能為巴顏喀拉地塊向柴達(dá)木地塊俯沖匯聚與碰撞過(guò)程形成的島弧呈空間上一致性分布，其中二郎洞鉀長(zhǎng)花崗巖巖體年齡為215±1.2Ma，屬A型花崗巖特征，反映了板內(nèi)造山期后階段；天峻南山二長(zhǎng)花崗巖巖體(246±1.5Ma)和青海湖南山黑云母花崗巖巖體(238±1.5Ma)則屬于I型花崗巖，反映了島弧、活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境的俯沖階段(強(qiáng)娟，2008; 郭安林等，2009)。有學(xué)者對(duì)橡皮山地區(qū)東側(cè)、青海湖南緣的花崗巖體進(jìn)行了U-Pb鋯石年代學(xué)定年，得到235±2Ma的同屬印支期的巖漿年齡(張宏飛等，2006)。此外，前人已對(duì)黑水河-肯得隆東溝剖面所在區(qū)的中酸性火山巖樣品進(jìn)行生成環(huán)境投點(diǎn)，TAS圖解反映出鈣堿性系列，REE配分模型和微量元素蛛網(wǎng)圖均表現(xiàn)出島弧環(huán)境，Rb-Yb-Ta圖表現(xiàn)為落入島弧區(qū)域(郭安林等，2009)。以上證據(jù)至少表明，盆地以南地區(qū)二疊紀(jì)晚期-三疊紀(jì)時(shí)期巖漿活動(dòng)頻繁，且中酸性火成巖均表現(xiàn)出島弧、活動(dòng)陸緣巖漿弧的屬性。

根據(jù)上述對(duì)比關(guān)系，柴達(dá)木地塊周緣分布了大量的俯沖-碰撞相關(guān)巖體，這些巖體分布意味著古特提斯洋俯沖消亡的同時(shí)，很可能導(dǎo)致柴達(dá)木地塊基底發(fā)生熔融與拆沉過(guò)程，這一過(guò)程與南祁連三疊紀(jì)弧后前陸盆地的模型在時(shí)空對(duì)比的證據(jù)契合。

根據(jù)以上證據(jù)，我們認(rèn)為南祁連三疊紀(jì)弧后前陸盆地島弧帶分布范圍為柴達(dá)木地塊及其周緣毗鄰地區(qū)，并且其弧后前陸盆地形成時(shí)間可能早于三疊紀(jì)，即初始形態(tài)可能于二疊紀(jì)已形成(表1、圖8)。

圖8 南祁連三疊紀(jì)弧后前陸盆地及其大地構(gòu)造格局圖Fig.8 South Qilian Triassic back-arc foreland basin and its tectonic framework

3.3 祁連山南部地區(qū)弧后前陸盆地內(nèi)部主要構(gòu)造單元的識(shí)別

3.3.1 前陸沖斷帶的厘定

有兩個(gè)重要的現(xiàn)象可以確定祁連山南部地區(qū)三疊紀(jì)與前陸盆地相關(guān)的沖斷帶的發(fā)育，一個(gè)是現(xiàn)今殘余的沖斷帶構(gòu)造分布，另外一個(gè)是三疊系內(nèi)部同沉積的與沖斷活動(dòng)相關(guān)的構(gòu)造角礫巖層的存在。

從南祁連盆地南緣和柴達(dá)木盆地的北緣地區(qū)，根據(jù)多幅1:20萬(wàn)地質(zhì)圖的綜合對(duì)比來(lái)看，我們可以初步識(shí)別出了兩條向北逆沖的主要斷裂帶，這些斷裂帶構(gòu)成了今天的宗務(wù)隆山?jīng)_斷系統(tǒng)，一條位于德令哈-烏蘭北部，暫稱其為F1(即宗務(wù)隆南緣斷裂，圖9)，另一條位于黨和南山-青海南山北，暫稱其為F2斷裂。兩條斷裂之間寬度為50km左右、長(zhǎng)度超過(guò)400km，此斷裂區(qū)間整體代表了一個(gè)復(fù)雜的沖斷構(gòu)造單元(圖10)。與此同時(shí)，本文實(shí)測(cè)的南祁連南部三疊紀(jì)盆地中帶的剖面，諸如中帶西段八羅根郭勒河剖剖面、中帶中段將吾各什溝剖面以及中帶東段橡皮山剖面，均位于本帶區(qū)，并且其沉積充填特征具備很大程度上的共同特性。

圖9 南祁連三疊紀(jì)前陸盆地沖斷帶平面展布圖(據(jù)熊光耀, 2015)Fig.9 Plane layout of the thrust belt of the Triassic foreland basin in the South Qilian (after Xiong, 2015)

圖10 南祁連三疊紀(jì)沖斷帶的結(jié)構(gòu)剖面圖(懷頭他拉-哈拉湖西)Fig.10 The structural section of the Triassic thrust belt in South Qilian (Huitoutala-West of Hala Lake)

F1和F2斷裂的北部石炭系呈帶狀分布，斷裂以南分布震旦系和古生界，斷裂的傾向主要為南傾。與此同時(shí)，這一界線限定了三疊系巖相的差異性展布，其南部的三疊系層序主要為巖漿作用相關(guān)的火山巖，如安山巖、中酸性凝灰?guī)r和熔巖等(見青海省地質(zhì)局, 1976(1)青海省地質(zhì)局. 1976. J-47-34新哲農(nóng)場(chǎng)幅1:200000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.)，北部則主要是沉積巖相與層序的三疊系。因此，我們認(rèn)為這是一條控制南祁連三疊紀(jì)盆地南緣邊界的主斷裂。在F1、F2斷裂之間的盆地與島弧帶的交匯區(qū)域分布著大量斷面南傾的逆沖斷層及其構(gòu)成的劈理帶，其范圍展布幾乎沿宗務(wù)隆北緣斷裂呈北西西向發(fā)育，主要表現(xiàn)為南側(cè)的石炭系向北逆沖到二疊-三疊系之上，來(lái)自八羅根郭勒河剖面的褶皺、向北逆沖斷裂及南傾劈理等較為發(fā)育。

圖10是沿著沖斷帶西段所完成的區(qū)域剖面圖，資料來(lái)源于區(qū)測(cè)和野外實(shí)測(cè)剖面(熊光耀，2015)，可以助于理解南祁連三疊紀(jì)南部沖斷體系的框架、方位以及對(duì)于現(xiàn)今地層層序的控制作用。

與沖斷活動(dòng)相關(guān)的構(gòu)造角礫巖層主要分布在南祁連南部地區(qū)，角礫巖層具有內(nèi)源和順層穩(wěn)定分布的特征(余龍，2017)。

三疊系內(nèi)部發(fā)育大量的灰?guī)r角礫巖層。其成分均為與上下地層間互分布的角礫狀灰?guī)r層，產(chǎn)出層位的巖相環(huán)境多為斜坡帶或者淺水向深水的過(guò)渡區(qū)，角礫巖層多為厚層或者塊狀，與上下巖層呈整合接觸關(guān)系，表現(xiàn)為同沉積的特征。研究區(qū)東部的橡皮山剖面(位于青海湖以南)和天峻縣西部的快日瑪鄉(xiāng)剖面均見到典型的巨厚灰?guī)r角礫巖的分布?？臻g上角礫巖帶沿著宗務(wù)隆山北側(cè)連續(xù)的成北西走向帶狀分布，寬度50～70km(熊光耀，2015)。

目前認(rèn)為，這一些同沉積的灰?guī)r角礫巖層可以反映盆地西南緣沖斷帶的構(gòu)造活動(dòng)記錄，沖斷帶的活動(dòng)是控制這些同沉積灰?guī)r角礫巖層分布及發(fā)育的根本原因。宗務(wù)隆山以北發(fā)育前陸沖斷帶。當(dāng)沖斷帶活動(dòng)時(shí)，強(qiáng)烈的深部沖斷作用導(dǎo)致盆地的南部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，包括形成與沖斷相關(guān)的斜坡或者沖斷作用直接卷入到軟的沉積物中，形成被密集剪切面改造的灰?guī)r角礫巖層。因此，空間上可以追蹤的角礫巖層代表了同期沖斷帶活動(dòng)伴生的同沉積層序，是構(gòu)造事件的地層記錄和反映，是突發(fā)的沉積事件，一旦活動(dòng)性變小或者停止，盆地內(nèi)部又開始了正常的沉積過(guò)程。這樣我們就可以在剖面上見到多套角礫巖的分布，實(shí)際上是多期構(gòu)造事件的沉積記錄(圖11)。Yuetal.(2017)認(rèn)為該沖斷帶在新生代仍然有持續(xù)活動(dòng)的記錄。

圖11 南祁連三疊紀(jì)灰?guī)r角礫巖層形成機(jī)制示意圖(a)構(gòu)造平靜期，形成正常的逐漸向深水過(guò)渡的碳酸鹽巖和泥頁(yè)巖，前緣隆起部位發(fā)育海相碎屑巖；(b)構(gòu)造活動(dòng)期，沖斷帶強(qiáng)烈活動(dòng)，形成與環(huán)繞在沖斷帶前緣盆地區(qū)，與沖斷作用伴生的灰?guī)r角礫巖層，前緣隆起部位可以發(fā)育不整合；(c)構(gòu)造平靜期，沖斷活動(dòng)減弱或者停止，在沖斷帶的前緣形成盆地相或者臺(tái)地相沉積，前緣隆起部位下降，堆積了海相碎屑巖；(d)構(gòu)造活動(dòng)期，新的沖斷作用開始，盆地邊緣近山前部位形成前積的灰?guī)r角礫巖，盆地區(qū)發(fā)育相關(guān)的深水碎屑流，前緣隆起接受沉積或者發(fā)生遷移Fig.11 Schematic diagrams of the formation mechanism of the Triassic limestone breccia layer in South Qilian

3.3.2 祁連山南部地區(qū)三疊紀(jì)弧后前陸盆地的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)盆地內(nèi)部的沉積填充、沉積相帶展布和古水流等的綜合分析，可以將祁連山南部地區(qū)三疊紀(jì)盆地劃分為南部沖斷帶、北部盆地帶、前緣隆起帶等完整的前陸盆地內(nèi)部構(gòu)造單元(圖12)。

圖12 南祁連三疊紀(jì)弧后前陸盆地結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)澐謭DFig.12 The division of structural units of the Triassic back-arc foreland basin in the South Qilian

F2斷裂南北差異性較為明顯，斷裂北部區(qū)域表現(xiàn)為南祁連三疊紀(jì)弧后前陸盆地的盆地帶單元。F2斷裂以北，包含織合瑪加隴溝剖面在內(nèi)，以及陽(yáng)康曲剖面均可以發(fā)現(xiàn)深海黑色頁(yè)巖相細(xì)碎屑沉積(余龍，2017)，可以約束盆地主體沉降區(qū)域的存在。

圖3看出北部的南北祁連地區(qū)過(guò)渡帶，大致沿著瓦烏斯·休瑪、克克里溝、大通河和尕勒锝寺一線缺失下-中三疊統(tǒng)，形成T3/P不整合隆起區(qū)域，另外該帶也是三疊紀(jì)北側(cè)的陸相和南側(cè)的海相盆地分隔帶，表現(xiàn)為同期的控制沉積的古隆起性質(zhì)，盆地屬于前緣隆起帶。該隆起帶的北部屬于隆后拗陷區(qū)域。

3.3.3 祁連山南部地區(qū)三疊紀(jì)弧后前陸盆地的發(fā)育過(guò)程

綜合分析，南祁連三疊紀(jì)弧后前陸盆地的發(fā)育過(guò)程可劃分為以下3個(gè)階段(圖13)：

圖13 祁連山南部地區(qū)弧后前陸盆地構(gòu)造演化示意圖(a)早-中三疊世；(b)中-晚三疊世；(c)晚三疊世Fig.13 Schematic diagrams of the tectonic evolution of the back-arc foreland basin in the southern Qilian Mountains(a) Early-Middle Triassic; (b) Middle-Late Triassic; (c) Late Triassic

早三疊世，南祁連南部處于巴顏喀拉地塊向柴達(dá)木地塊持續(xù)俯沖的地質(zhì)背景下，柴達(dá)木地塊周緣廣泛分布的巖漿巖體分布意味著地塊之間古特提斯洋俯沖消亡的同時(shí)，柴達(dá)木地塊基底發(fā)生熔融與拆沉，地塊南北高鉀、鈣堿性島弧花崗巖的具備同時(shí)代產(chǎn)出的年齡特征，呈現(xiàn)為島弧屬性的構(gòu)造單元向南祁連南部的沖斷推覆(可能初始于二疊紀(jì))，南祁連南部三疊紀(jì)盆地屬性為弧后前陸盆地，并接受沖斷山前近源粗碎屑及類復(fù)理石沉積建造，沉積環(huán)境以海相斜坡帶為主，同期島弧帶花崗巖體的年代學(xué)及沉積學(xué)記錄約束了這一過(guò)程。

中三疊世中期開始，巴顏喀拉地體弧陸碰撞事件發(fā)生，其遠(yuǎn)程效應(yīng)導(dǎo)致沖斷帶前鋒不斷向前推覆，致使沖斷帶遠(yuǎn)端水下斜坡帶的形成，南側(cè)島弧帶火山作用的減弱，形成近源粗碎屑巖-火山巖的沉積建造；沖斷帶內(nèi)部局部背馱盆地被厚層碳酸鹽巖超覆，形成了典型的淺海臺(tái)地相沉積。此期間盆地帶受持續(xù)擠壓發(fā)生撓曲沉降，前陸盆地海相沉積范圍達(dá)到最大。

在晚三疊世中期盆地處于后碰撞環(huán)境，下地殼由于俯沖碰撞而形成的彈性撓曲沉降部分迅速反彈，盆地沉降作用減弱，逐漸整體抬升，形成全盆地中、上三疊統(tǒng)之間的區(qū)域性平行不整合與微角度不整合，導(dǎo)致海水退出，盆地接受陸相碎屑沉積，處于過(guò)補(bǔ)償填充階段。至此南祁連弧后前陸盆地進(jìn)入逐漸的消亡階段。

4 結(jié)論

南祁連三疊紀(jì)沉積充填大致可分為三個(gè)相帶，分別是：①以黑水河-肯得隆東溝剖面為代表的中-下三疊統(tǒng)陸相近源火山巖、粗碎屑巖等，向上三疊統(tǒng)陸相粗碎屑巖過(guò)渡的隆起區(qū)沉積建造；②以八羅根郭勒河剖面、將吾各什溝剖面和橡皮山剖面一線為代表的中-下三疊統(tǒng)水下斜坡-臺(tái)地相近源碎屑巖、局部臺(tái)地灰?guī)r、灰?guī)r角礫巖等，向上三疊統(tǒng)陸相碎屑巖過(guò)渡的斜坡區(qū)沉積建造；③以織合瑪加隴溝剖面為代表的下-中三疊統(tǒng)水下斜坡-盆地相碎屑巖、穩(wěn)定臺(tái)地灰?guī)r、灰?guī)r角礫巖、深水細(xì)碎屑巖等，向上三疊統(tǒng)陸相碎屑巖過(guò)渡的盆地區(qū)沉積建造。中-下三疊統(tǒng)與上三疊統(tǒng)呈平行不整合接觸關(guān)系，象征著盆地從海相向陸相沉積的轉(zhuǎn)變過(guò)程。

依據(jù)沉積充填特征、構(gòu)造接觸關(guān)系及區(qū)域地質(zhì)背景，本文認(rèn)為南祁連南部三疊紀(jì)盆地具備弧后前陸盆地的構(gòu)造屬性，在柴達(dá)木-祁連地塊范圍區(qū)域上可以劃分出島弧帶和沖斷帶構(gòu)造單元以及北部的盆地帶，認(rèn)為盆地南部早三疊世-中三疊世中期遭受俯沖作用持續(xù)向北擠壓推覆導(dǎo)致盆地?fù)锨两?；中三疊世中期-晚三疊世中期盆地南部發(fā)生(東昆侖-柴北緣弧)-陸(巴顏喀拉地塊)碰撞作用，導(dǎo)致盆地北部撓曲沉降增大，其間形成區(qū)域性斷裂和不整合等構(gòu)造事件；晚三疊世中期-末期盆地處于后碰撞環(huán)境，發(fā)生整體抬升和陸相沉積填充，預(yù)示著弧后前陸盆地的逐漸消亡。

致謝感謝北京大學(xué)郭召杰教授和南京大學(xué)賈東教授兩位審稿人認(rèn)真評(píng)審了本文， 他們?cè)谖恼赂窦?、成果凝練、文字寫作與圖件完成等方面提出了極有價(jià)值的建議與修改意見；感謝參加本研究計(jì)劃的所有成員多年來(lái)良好的合作與貢獻(xiàn)。

謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給恩師李繼亮先生，先生嚴(yán)以治學(xué)，寬以待人，成果豐厚，高山仰止；先生一生致力于沉積大地構(gòu)造學(xué)理論和方法體系的創(chuàng)建及應(yīng)用研究，展示了一代學(xué)術(shù)大師引導(dǎo)學(xué)科前緣的領(lǐng)袖品質(zhì)。