藏北北羌塘盆地那底岗日组时代归属的新证据

藏北北羌塘盆地那底岗日组是一套角度不整合于三叠系肖茶卡组灰岩之上、假整合伏于侏罗系雀莫错组陆源碎屑岩之下的一套陆相火山岩夹火山碎屑岩及陆源碎屑岩地层,现有的资料都将其时代归属于早侏罗世。取自北羌塘盆地不同地区的2个那底岗日组流纹质晶屑凝灰岩和1个流纹质英安岩样品的SHRIMP锆石U-Pb定年结果分别为205Ma±4Ma、208Ma±4Ma和210Ma±4Ma,它们代表了那底岗日火山岩的形成时代,即那底岗日组的时代应为晚三叠世中期(诺利期)。那底岗日组形成时代的重新确定,对于重新认识羌塘盆地中生代火山喷发事件、羌塘盆地的性质与沉积构造演化具有重要意义。

羌塘盆地那底岗日地区中侏罗世层序地层与碳、氧、锶同位素响应

羌塘盆地那底岗日地区中侏罗世沉积了一套稳定的滨浅海相碳酸盐岩与碎屑岩地层 ,通过层序地层研究划分出五个三级层序。对其中四个层序内碳酸盐岩碳、氧、锶稳定同位素测试分析得出 ,不同层序、层序界面及层序内不同体系域的δ13 C、δ18O、N(87Sr/86Sr)值均有明显的差异 ,并具规律性变化 ,整体上反映出研究区中侏罗世发生了多次海平面升降变化和气候、构造活动的演变 ,为层序地层研究提供了定量的地质地球化学依据。

羌塘盆地那底岗日组火山岩地层时代及构造背景

野外地质调查发现,在羌塘盆地中央隆起带及其两侧的南、北羌塘拗陷中,那底岗日组及其同沉积地层之下广泛发育了一套古风化壳,古风化壳覆盖了石炭系、二叠系以及前人已确定的三叠系肖茶卡组,具有区域性展布的特点。结合在那底岗日组底部识别出来的底砾岩,证实了那底岗日组与下伏地层之间存在沉积间断。那底岗日组的沉积标志着新一轮盆地演化的开启。取自北羌塘中部胜利河地区英安岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(217.1±4.9)Ma,北羌塘西部冈玛错地区辉绿岩角闪石的40Ar/39Ar坪年龄为(197±4)Ma。结合近年来在羌塘盆地东部以及西部地区获得的那底岗日组火山岩喷发年龄,表明羌塘盆地那底岗日组火山岩的喷发年龄为205～220Ma,这一年龄也代表了羌塘中生代盆地的开启年龄。那底岗日组火山岩具有高的Nb/Zr(0.039～0.058),Ta/Hf(0.095～0.15)和Zr/Y(3.57～6.01)比值,在构造环境判别图(如Zr-Zr/Y和Th/Hf-Ta/Hf)上,那底岗日组火山岩大多位于板内玄武岩区。结合中生代盆地早期沉积演化特征,认为羌塘中生代盆地形成于伸展的构造环境。

藏北羌塘盆地上三叠统那底岗日组与下伏地层沉积间断的确立及意义

藏北羌塘盆地上三叠统那底岗日组呈近东西带状展布,下部主要为凝灰岩、凝灰质砂岩夹流纹岩、玄武岩,上部主要为含砾砂岩、泥质粉砂岩和生物碎屑泥灰岩。笔者等野外调查中首次在下伏的上三叠统肖茶卡组顶部发现古风化壳,结合在那底岗日组底部识别出来的不同底界类型和底砾岩特征,证实那底岗日组与下伏地层之间存在沉积间断。早期磁性地层研究中也曾发现了该沉积间断的存在,间断时间被认为约2Ma。运用已有的生物地层资料确定肖茶卡组地层的沉积时间(晚三叠世诺利期—瑞替期),从而推测那底岗日组火山岩形成时代略晚于这个时间,很可能早于前人关于该套地层的时代认识。那底岗日组火山岩可能对研究东特提斯地区的晚三叠世生物绝灭、气候变化以及海退事件有重要意义。

羌塘盆地那底岗日地区布曲组碳酸盐岩烃源岩稀土元素分布特征及意义

对采自羌塘盆地那底岗日地区布曲组碳酸盐岩烃源岩进行了稀土元素地球化学研究,分析结果表明:海相碳酸盐岩烃源岩稀土总量(ΣREE)最大值75.21μg/g,最小值20.58μg/g,平均值为36.67μg/g。稀土元素北美页岩标准化后具有相对富集轻稀土,亏损重稀土的特点。布曲组碳酸盐岩烃源岩Ce/Ce*值为0.83～0.93,平均为0.88,显弱负异常;Eu/Eu*值为0.68～1.58,大部分样品的Eu/Eu*为弱负异常,少部分样品显正异常。稀土元素的这些特征大体反映了那底岗日地区布曲组沉积期总体为弱氧化的沉积环境,由于海侵的扩大和水体分层影响,部分底层水体由于缺氧而变为还原环境。

羌塘盆地那底岗日地区上侏罗统—下白垩统碳酸盐岩微量元素与古环境

那底岗日剖面是羌塘盆地发育最完整的上三叠统-下白垩统剖面之一。采用V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)、Th/U、Ni/Co和Fe2+/Fe3+的比值作为判断氧化还原环境的指标,Mn、Ti、P的富集程度推断古气候,Sr/Ba、Sr/Ca、Rb、V/Ni反映古盐度变化,结合沉积相的分析,研究那底岗日地区晚侏罗世-早白垩世的古环境变化。结果表明:上侏罗统索瓦组为开阔台地相,形成于贫氧的干旱炎热高盐度环境;下白垩统索瓦组经历了局限台地相和三角洲相沉积环境,形成于氧化-贫氧的潮湿-干旱炎热高盐度环境,且盐度高于上侏罗统。剖面中页岩产出层位与下白垩统海相油页岩的产出层位相当,均为潟湖相沉积;该时期气候温暖潮湿,有利于生物的大量繁殖,导致区域上大规模油页岩的沉积。

藏北羌塘菊花山那底岗日组火山岩锆石SHRIMP定年及其意义

那底岗日组主要为一套中酸性火山岩、火山碎屑岩,夹砂砾岩的岩石组合,主要分布在藏北羌塘中部地区,龙木错-双湖缝合带的北侧。对那底岗日组底部安山岩进行锆石SHRIMP测年,时代为219±4Ma,确定那底岗日组火山岩早期喷发时间为晚三叠世而不是早侏罗世,与龙木错-双湖一线的低温高压变质带的时代基本一致。结合区域地质资料,那底岗日组火山岩可能形成于板块消减的火山弧构造环境,为龙木错-双湖缝合带晚三叠世向北俯冲消减的产物。

羌塘盆地那底岗日地区上侏罗统—下白垩统碳酸盐岩稀土元素地球化学与古气候

通过对羌塘盆地那底岗日地区上侏罗统—下白垩统索瓦组碳酸盐岩稀土元素丰度、分布模式及稀土总量(ΣREE)的分析,结合总有机碳(TOC)含量、EFMn、Sr/Cu的变化特征,探讨了稀土元素纵向变化与气候环境之间的关系。结果表明:那底岗日地区碳酸盐岩中稀土元素总丰度值平均为45.3μg/g(不包括Y)。稀土元素与总有机碳(TOC)之间存在较好的相关性,与EFMn和Sr/Cu值的变化呈反向对应关系。ΣREE的高值段代表相对湿润的气候环境,ΣREE的低值段代表干热的气候环境。根据稀土元素分布与沉积环境的关系,推断晚侏罗世—早白垩世那底岗日地区经历了干热和相对温湿频繁交替变更的气候演化过程。

北羌塘盆地那底岗日剖面中上侏罗统碳酸盐岩稀土元素地球化学特征与沉积环境分析

北羌塘盆地那底岗日剖面中上侏罗统碳酸盐岩发育,其中以布曲组和索瓦组最为发育,对研究该区中上侏罗统沉积环境具重要意义。通过对稀土元素分布规律、分布特征及地球化学特征值分析,表明该套碳酸盐岩中稀土元素平均总含量(ΣREE)较低,为35.305μg/g;ΣLREE/ΣHREE比值为7.769～9.046,轻重稀土分馏明显,且稀土总含量(ΣREE)与SiO2和Al2O3含量呈正相关,与CaO含量呈负相关,说明沉积期有大量陆源碎屑注入。δCe平均值为0.966,基本无异常,但不同地层中有一定变化,布曲组到索瓦组一段、二段沉积水体氧化性显示为强-弱-强演化过程。LaN/YbN比值为1.124～1.493,其中索瓦组二段数值最小,沉积时期水体酸性最弱。表明研究区沉积水体具弱还原性,沉积时期有大量陆源碎屑注入,为近岸碳酸盐岩沉积。

羌塘盆地晚三叠世裂谷盆地演化——来自同裂谷期那底岗日组的证据

在羌塘盆地剖面地质调查基础上,综合区域最新的油气调查及地质进展,采用LA-ICP-MS测试方法,提供锆石U-Pb测年,分析羌塘盆地晚三叠世同裂谷期那底岗日组岩性组合、分布特征、喷发—沉积时限、与下伏地层接触关系及裂陷机制。结果表明:那底岗日组分为两个岩相组合类型,一类是陆上喷发系列,以基性熔岩—酸性熔岩—火山碎屑岩为主;另一类是水下沉积系列,为沉火山角砾岩—沉凝灰岩—凝灰质砂岩—粉砂岩—泥岩等,具有典型的双峰式组合特征,与其中玄武岩地球化学特征显示的、与裂陷相关的构造背景一致。那底岗日组的分布受上三叠统顶部的裂陷基底控制,与之具有良好的匹配关系;样品年龄分别为(210.5±2.1)Ma和(214.9±1.8)Ma,属于晚三叠世诺利期;那底岗日组沉积超覆于下伏地层之上。羌塘盆地在晚三叠世之前完成南北羌塘、羌塘与北部大陆的拼合,在晚三叠世诺利期—瑞替期结束前陆盆地沉积,伴随南部班公湖—怒江洋再一次打开,开启新一轮裂谷盆地演化,形成同裂谷期那底岗日组火山—沉积序列。

长江源各拉丹冬一带晚三叠世那底岗日组

长江源各拉丹冬一带那底岗日组,为一套基—中酸性的火山岩或火山碎屑岩—沉积岩组合,其上与中侏罗统雀莫错组不整合、与下晚三叠世巴贡组整合接触,火山岩U-Pb同位素年龄为212±1.7Ma,时代为晚三叠世诺利晚期—瑞替期,为晚三叠世拉竹龙—金沙江洋盆?向南消减形成的火山岩浆弧。

藏北羌塘盆地菊花山地区晚三叠世古岩溶不整合面的发现及其意义

菊花山地区出露的肖茶卡组—那底岗日组,其接触关系清楚,是北羌塘盆地代表性的剖面。在对该剖面中两者之间的砾岩进行详细的野外观测和分层取样分析的基础上,确定了肖茶卡组顶部与那底岗日组底部之间的砾岩为上、下两套不同成因、不同性质的砾岩组合。下套角砾岩以钙质、铁泥质胶结为特征,是肖茶卡组沉积期后海平面下降,出现广泛暴露、风化溶蚀形成的岩溶角砾岩;上套砾岩以凝灰质胶结为特征,是岩溶角砾未固结之前,发生构造活动产生的火山碎屑、熔岩流携带、搬运松散岩溶角砾再次沉积形成的那底岗日组底砾岩。从而确定了肖茶卡组与那底岗日组为岩溶不整合接触关系。该岩溶不整合面是羌塘盆地构造演化分析的重要证据,也是油气勘探的重要标志层。

藏北羌塘盆地晚三叠世地层特征与对比

羌塘盆地上三叠统日干配错组、土门各拉组和肖茶卡组、那底岗日组分别分布于南、北羌塘凹陷。在以往研究和笔者在中国地质调查局青藏重点沉积盆地油气资源潜力分析项目工作基础上,通过对各地层单元的详细研究和区域对比,从古生物、岩石组合、沉积系列、地层单元的接触关系、年代地层进行了综合分析。结果显示北羌塘凹陷那底岗日组与南羌塘凹陷日干配错组和土门各拉组的时代主要为晚三叠世诺利期—瑞替期,三者为羌塘晚三叠世诺利期—瑞替期裂陷盆地形成过程中的同期异相的火山-沉积系列。北羌塘凹陷肖茶卡组的是残留陆表海沉积产物,其时代主要为晚三叠世卡尼期-诺利期早期,与那底岗日组、日干配错组和土门各拉组均为上下对比关系。

北羌塘沃若山地区火山岩年代学及区域地球化学对比--对晚三叠世火山-沉积事件的启示

藏北羌塘沃若山地区三叠系肖茶卡组之上不整合沉积超覆了一套沉火山碎屑岩夹火山岩地层,该套地层底部的玻屑凝灰岩夹层的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(216.1±4.5)Ma,该年龄代表了沃若山地区晚三叠世火山-沉积事件的时代,它与最近获得的羌塘盆地广泛分布的那底岗日、石水河等地区的那底岗日组火山岩的形成时代基本一致,同属晚三叠世.微量元素及同位素地球化学特征表明,沃若山地区火山岩的地球化学特征与其相邻的那底岗日、石水河等地区的那底岗日组火山岩十分相似,表明该时期羌塘地区的火山岩可能具有相同的岩浆源区和相似的构造环境.羌塘盆地晚三叠世大规模火山喷发与火山-沉积事件的正确认识,对于探讨东特提斯域晚三叠世生物绝灭、气候变化与海退事件具有重要的意义,同时,对于了解晚三叠世-侏罗纪北羌塘地区新一轮盆地演化的开启时间、盆地性质及沉积特征也具有重要的意义.