邊壩縣幅區域地質調查成果——西藏地勘局第二地質大隊地調成果之一
由西藏地勘局第二地質大隊承擔的“西藏1:25萬嘉黎縣(H46C002003)、邊壩縣(H46 C 002004)幅區域地質調查”項目系青藏高原南部空白區基礎地質調查與研究計劃項目的工作項目,項目起止年限為2003~2005年,項目聘請向樹元教授(中國地質大學•武漢)為項目負責,澤仁扎西工程師(西藏地勘局第二地質大隊)為技術負責,田立富教授(石家莊經濟學院)為副技術負責。通過三年的艱苦工作,項目在地層、火山巖、侵入巖和構造方面收集了豐富的資料。
1.對嘉黎–易貢藏布斷裂帶的空間展布、斷層結構和活動規律取得重要認識。嘉黎–易貢藏布斷裂是區域性大斷裂獅泉河–申扎–嘉黎斷裂帶的一個分支,另一主要分支斷裂為嘉黎區–向陽日斷裂。早期活動(K2之前)主要在北分支,并繼承作為岡底斯–念青唐古拉板片內那曲–沙丁中生代弧后盆地與隆格爾–工布江達中生代斷隆帶的分界斷裂,也是岡底斯–騰沖地層區內二級地層分區中拉薩–察隅地層分區與班戈–八宿地層分區的界線。嘉黎–易貢藏布斷裂帶經歷了多期活動,表現在斷裂帶上多條平行斷裂的活動性質各異。其主要活動主要有兩次,一是中晚侏羅世–早白堊世,西部以南北拉張的裂谷盆地,并有裂谷型蛇綠巖發育,在嘉黎縣(達馬)以西表現為張性斷陷盆地沉積,但進入易貢藏布一帶因方向發生變化,此時期表現為剪切性質,未見裂谷及蛇綠巖套;另一次是晚新生代高原隆升隆升過程中大規模走滑平移。通過地層特征和火山活動特點對比,傾多一帶的石炭至二疊紀地層與當雄一帶的石炭至二疊紀地層具有更多的相似性。嘉黎–易貢藏布斷裂的右行平移活動距離可能達200km以上。
2.對分布于嘉黎斷裂帶南側娘蒲鄉至錯高鄉一帶的原蒙拉組地層進行了解體。經野外調研和室內綜合研究可劃分為四套巖性組合、變形和變質相具明顯差異的地層,分別劃為四套地層:片麻巖夾大理巖組合為中新元古代念青唐古拉巖群a巖組,片巖夾片麻巖組合為中新元古代念青唐古拉巖群b巖組,變質砂巖、石英巖夾絹云母片巖組合為前奧陶紀雷龍庫巖組,砂板(千枚)巖夾灰巖組合為前奧陶紀岔薩崗巖組。在雷龍庫巖組中發現了變玄武巖。變玄武巖巖石化學以富SiO2、CaO、MgO為特征,稀土模式屬輕稀土富集重稀土虧損型,地球化學分布形式及投圖Th-Hf/3-Ta、Th-Hf/3-Nb/16結果顯示島弧環境特征,反映了測區沉積蓋層中最早期的板內巖漿活動。
在從蒙拉組解體后的四套地層中發現變質侵入體10多個。經U-Pb法年齡測定,侵位時代分別屬于早泥盆世、早二疊世和早侏羅世。微量元素蛛網圖中顯示Rb、Th峰和Nb、Ta谷。以富Rb、Th等大離子親石元素和虧損Nb、Ta、Y等高場強元素為特征。Nb負異常可能與地殼混染有關。Sr、Ba的虧損反映有分離結晶作用的存在,說明巖石形成于長期較穩定的條件,具正常大陸弧特征。Nb-Y及Rb-(Y+Nb)判別圖中,樣品皆落入火山弧和同碰撞區。R1–R2圖解中,投入1區(地幔分異)和6區(同碰撞區)。此外,在多居絨–英達韌性剪切帶侵入體中鋯石U-Pb法獲得了247±16Ma年齡,剪切帶片巖中鋯石U-Pb法SHIMP諧和線年齡為194±7Ma。五崗韌性剪切帶中花崗質糜棱巖鋯石U-Pb法年齡集中在179-189Ma之間。八棚擇韌性剪切帶中構造片麻巖鋯石U-Pb法測試年齡為252-253Ma。眾多巖體侵入和鉛重置年齡的出現,說明測區海西至印支期發生了較重要的巖漿活動、構造變形和構造熱事件。測區進入到巖漿弧發育階段,提供了特提斯洋海西–印支期俯沖碰撞的巖漿記錄。
3.通過填圖和實測剖面查明了不同構造層次中的構造變形樣式。中新元古代念青唐古拉巖群以深層次構造組合類型無根褶皺、柔皺和韌性剪切變形為主要特征,前奧陶紀地層以斜歪、局部褶疊層、千枚理級韌性剪切帶發育為特色,石炭紀至二疊紀地層中的構造樣式較為簡單,板理(軸面劈理)與層理垂直或近垂直,顯示的褶皺以開闊、軸面直立為特征,巖層產狀較為平緩。中晚侏羅世和早白堊世地層的構造樣式較為復雜,板理以平行層理和斜交層理為主,顯示的褶皺以緊閉、倒轉或傾斜為主。這種差異反映了各構造層構造變形背景和巖石變形行為的不同。
4.以現代地層學和沉積學新理論為指導,采用多重地層劃分方法,對石炭–二疊紀地層、侏羅紀–白堊紀地層進行了巖石地層、生物地層及年代地層、層序地層等多重地層劃分與對比,初步建立了測區地層格架。
生物地層研究方面取得了新進展。通過此次工作,分別在來姑組、洛巴堆組、拉貢塘組、多尼組及邊壩組中發現了大量古生物化石;結合前人在測區內己發現的化石資料的綜合研究,初步建立了12個組合(或帶),其中腕足2個組合、蜓1個帶、菊石3個帶、珊瑚3個組合、雙殼2個組合、植物1個組合。以上化石組合(或帶)為其年代地層劃分和沉積環境分析提供了確鑿證據。
開展了層序地層研究。初步劃分出石炭–二疊紀地層5個三級層序,侏羅紀–白堊紀地層6個三級層序。
5.在對邊壩縣多尼組地層實測剖面中發現多尼組可分為三套巖性組合,與前人二分有明顯差異,其中第三套(上部)巖性組合為深灰色砂板巖夾紫紅色泥巖和灰黑色泥灰巖、含鐵白云巖。在泥灰巖中發現大量的雙殼類化石,初步鑒定有:Trigonioides (Diversitrigonioides) xizangensis Gu(西藏類三角蚌)(異飾蚌)(K1)、Pleuromya spitiensis Hoidhaus (斯匹梯肋海螂) (K1)兩個種,Myopholas sp.(螂海筍)、Inoperna sp.(細股蛤)。通過詳細時代確定和巖性對比,建立了一個新的巖性地層單位——早白堊世邊壩組。
6.對拉孜北凼木曲東岸前人(1:20萬資料)定義的一套拉貢塘組碳酸鹽巖地層進行了重新研究和實測剖面控制,其碳酸鹽巖應為一套粉砂質板巖。在板巖中發現豐富的植物化石,主要有 Scleropteris cf. tibetica Tuan et Chen(西藏英羊齒,相似種)、Cladophlebis cf. browniana (Dunker) Seward (布朗枝脈蕨,相似種)、Cl sp.、Desmiophyllum sp.(帶狀葉屬,未定種)、Gleichenites sp.(似里白,未定種)、Zamiophyllum buchianum (Ett) Nath.emend Ôish(布契查米羽葉)、Z.sp.、Zamites sp. (似查米亞,未定種)、Sphenopteris sp. (楔羊齒,未定種)、Todites sp. (似托第蕨,未定種),具有早白堊世植被面貌。
7.巖漿巖各項測試分析數據齊全,較系統地研究了侵入巖和火山巖的巖石類型、礦物學、巖石化學和地球化學特征。在此基礎上,討論了巖漿活動規律及其成因類型,進一步探討了不同構造巖漿帶的大地構造環境,形成演化、定位機制的動力學模式及與造山帶地質構造演化的成生聯系。
8.根據巖性和接觸關系對測區內巖漿巖體進行了解體和年齡測定。其侵入巖體從泥盆紀–古近紀均有出現,并具成片成帶的特點,而且巖漿活動明顯受構造控制。從北向南分別形成洛慶拉–阿扎貢拉、扎西則及魯公拉三個復式巖漿帶。共圈出中酸性侵入體115個。新測年齡數據30多個。其中在嘉黎縣南側的原早白堊世巖體中解體出多個巖體,其中早二疊世、早侏羅世和晚侏羅世的巖體年齡在嘉黎縣一帶屬首次獲得。此外,在洛木獲得二長花崗巖體K-Ar年齡45.13±0.45Ma(始新世)。這些巖漿活動時間的確定對研究測區的巖漿活動與構造運動關系提供了較好的證據。
9.根據光釋光測試結果確定了測區河流階地的時代。其中T3(邊壩縣上卡)年齡為20.3±1.7kaB.P.、T4(邊壩縣徐卡)年齡為29.4±2.5kaB.P.、T5(邊壩縣徐卡)年齡為30.8±2.5kaB.P.)、T6(波密縣傾多)年齡為59.5±4.9kaB.P.,均為晚更新世。在波密縣傾多原劃為中更新世冰磧物中獲得OSL年齡80.2±6.5kaB.P.,為晚更新世。在邊壩縣拉孜北分水嶺上(海拔4560m)冰磧物中獲得ESR年齡705kaB.P.,相當于青藏高原倒數第三期冰期時間,為測區最早冰川記錄,該分水嶺高出現代河床(海拔4250m)300m,反映了中更新世以來測區的強烈隆升和河流強烈下蝕作用。
10.根據地面高程和山頂面高程統計結果分析,建立了四級層狀地貌結構,即山頂面、主夷平面、盆地面和局部侵蝕面。嘉黎區–向陽日斷裂帶兩側的主夷平面高程和盆地面高程差異不明顯,反映嘉黎區–向陽日斷裂帶在高原隆升過程中差異升降較小,但嘉黎–易貢藏布斷裂帶以南地區的主夷平面高程和盆地面高程略高,且跨度較大,說明嘉黎–易貢藏布斷裂帶南北兩側有明顯差異升降現象。南盤總體隆升高100~150m,局部侵蝕面高程顯示怒江水系區與雅魯藏布江水系區的高程基本一致,說明兩條水系進入研究區的時間和侵蝕強度相當,而以嘉黎–易貢藏布斷裂帶為界的南側比北側的局部侵蝕面高程還低100~150m(與主夷平面和盆地面的高程差異相反),是雅魯藏布江水系由南向北溯源的反映。盆地面在研究區內相當發育,比主夷平面低500~700m,在山頂海拔高程分布圖和地面海拔高程分布圖中頻率均相當明顯,其地貌景觀相當于現代高原腹地的內陸盆地景觀,雖然盆地面本身高差變化范圍較大(700~800m),但其高程不受現代河谷谷底高程影響(現在谷底高程2000~4700m,而盆地面均在4500~5300m),說明在雅魯藏布大峽谷地區在峽谷形成以前經歷了較長時期的內陸盆地發育階段。
11.對嘉黎–易貢藏布斷裂帶兩側的不同高度的花崗巖中磷灰石進行了裂變徑跡測量,其中斷裂帶北側的磷灰石裂變徑跡年齡較大,反映其抬升作用較慢,而斷裂帶南側的磷灰石裂變徑跡年齡明顯較小,6個樣品中有5個樣品的磷灰石裂變徑跡年齡在4.0~5.9Ma之間,僅有一個樣品年齡為8.0Ma。說明嘉黎斷裂帶南盤有明顯抬升作用。此外,斷裂帶南側6個樣品中有5個樣品的磷灰石裂變徑跡年齡在4.0~5.9Ma之間,反映研究區在上新世有較強烈的抬升作用,這比鐘大賚、丁林等在南迦巴瓦地區研究的青藏運動第一幕3.4~2.5Ma的時間略早,而與趙志丹等研究拉薩一些巖體的磷灰石裂變徑跡3.2 ~8.3Ma相當,反映了岡底斯帶高原隆升特點。此外,樣品磷灰石裂變徑跡年齡與樣品高程沒有規律,一方面反映當時該地區抬長速率較快,另一方面可能反映當時已有一定地貌反差,并且這種地貌反差被繼承性發展到現在。