青藏高原羌北青海南部二疊紀(jì)大地構(gòu)造背景及其構(gòu)造演化研究

青海南部的唐古拉山及其不同的區(qū)域位于金沙江和漢江山脈的交匯處，以及羌北-江都地塊的中部。它是二疊系廣泛暴露的?；鹕綆r活動(dòng)非常強(qiáng)烈。火山巖分布廣泛，厚度大，變質(zhì)迅速。同時(shí)，復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造使二疊系通常是完整的（片）塊。由于高寒缺氧、交通不便等自然因素的制約,與羌北—昌都地塊西部龍木錯(cuò)、茶布—查桑一帶及東部毗鄰的三江昌寧—孟連地區(qū)相比,青海南部二疊系研究顯得較為薄弱,基礎(chǔ)地質(zhì)材料缺少,盡管較為明確的是研究區(qū)處于岡瓦納大陸與歐亞大陸之間,但關(guān)于晚古生代羌北—昌都地塊的構(gòu)造歸屬,目前仍尚存在有較多不同認(rèn)識(shí),主要分為三種觀點(diǎn):岡瓦納北緣(Sengoretal.,1988;劉訓(xùn)等,1992;趙政璋等,2001)、中間過(guò)渡地塊(Shietal.,1995;尹集祥,1997)、特提斯區(qū)(黃汲清和陳炳蔚,1987;李才等,1995,2006;潘桂棠等,1997;任紀(jì)舜等,1999;黃志勛等,2000;王成善等,2001),這些不同認(rèn)識(shí)究其實(shí)質(zhì)是岡瓦納北緣是劃在羌北—昌都地塊的南界還是北界?在羌北—昌都地塊內(nèi)部及其兩側(cè)發(fā)育二疊系火山巖的大地構(gòu)造背景主要體現(xiàn)在島弧和裂谷兩種不同的認(rèn)識(shí),致使對(duì)盆地性質(zhì)也存在不同認(rèn)識(shí):或認(rèn)為羌北—昌都地塊發(fā)育晚古生代開(kāi)心嶺—雜多裂谷(張以茀,1991)或三叉裂谷(王宜昌等,2000);或認(rèn)為發(fā)育晚古生代—早中生代火山弧(潘桂棠等,1997;杜德勛等,1997)、陸緣島弧(何龍清,1998;張雪亭等,2005)。在西部發(fā)育完整的蛇綠巖組合,早二疊世為洋島環(huán)境(翟慶國(guó)等,2004),相同的構(gòu)造背景在羌北—昌都地塊中部地區(qū)是否存在?昌都盆地的性質(zhì)及其晚古生代構(gòu)造演化也值得深入研究。筆者等自2000年以來(lái)在青海南部進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和研究工作(圖1),獲得較多古生物學(xué)、沉積巖、火山巖地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)等方面的實(shí)際材料,本文旨在通過(guò)這些實(shí)際材料的綜合研究來(lái)確定二疊紀(jì)青海南部所在的羌北—昌都地塊的大地構(gòu)造屬性及晚古生代的構(gòu)造演化特征。本文二疊系3個(gè)統(tǒng)的劃分采用國(guó)際地層表的方案(沈樹(shù)忠等,2005),階的劃分采用Jin等(1999),中—下二疊統(tǒng)(即瓜德魯普統(tǒng)—烏拉爾統(tǒng))界線劃在孤峰階/祥播階間。1原冷、暖生物群分異及對(duì)環(huán)境的敏感與對(duì)環(huán)境的敏感能力青海南部所在的羌北—昌都地塊構(gòu)造歸屬中最主要的證據(jù)在于古生物地理區(qū)系的判別,早二疊世早期是青藏高原冷、暖生物群分異最為明顯的時(shí)期,具有底棲生活特點(diǎn)的蟲筳[據(jù)顧松竹(2010)考證和論證,fusulinid的中譯名應(yīng)當(dāng)用蟲筳而不是——本刊注]類是對(duì)環(huán)境較為敏感的一種生物,這勢(shì)必使其生物群屬種組成、生態(tài)特征、地理分布等方面發(fā)生改變,而此時(shí)期則是確定羌北—昌都地塊古生物地理歸屬的關(guān)鍵點(diǎn)。1.1紫松階至羅4.常見(jiàn)分子青海南部沱沱河地區(qū)二疊系底部扎日根組的蟲筳類計(jì)有Schubertella、Biwaella、Robustoschwagerina、Sphaeroschwagerina、Toriyamaia、Pisolina、Schwagerina、Staffella、Sphaerulina、Nankinella、Pamirina、Pseudoendothyra等屬(劉廣才和田琪,1993;劉廣才,1993),都是華南地區(qū)下二疊統(tǒng)紫松階至羅甸階下部的常見(jiàn)分子,二者可很好地對(duì)比。早二疊世晚期在治多—雜多一帶見(jiàn)蟲筳類Misellina帶,計(jì)有Ozawainella、Dunbarula、Pisolina、Schubertella、Toriyamaia、Minojapanella、Wutuella、Kahlerina、Yangchienia、Nankinella、Sphaerulina、Schwagerina、Parafusulina、Pseudofusulina、Misellina等屬(牛志軍等,2010),這些屬均為早二疊世華夏陸塊群海域的主要生物分子,Misellina生物群向北向東跨越金沙江結(jié)合帶,如青海南部阿尼瑪卿地區(qū)樹(shù)門維科組(青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1991)、川西的中咱地塊冰峰組(張遴信,1982),然而卻未能向南跨越龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江結(jié)合帶,該帶以南的南羌塘地塊為以蟲筳類Monodiexodina動(dòng)物群為特征的冷溫型生物群(尹集祥,1997;聶澤同和宋志敏,1983a,1983b,1983c;Ueno,2006)。近年來(lái)在東昆侖木孜塔格地區(qū)報(bào)道了岡瓦納冷溫型蟲筳類Monodiexodina動(dòng)物群的發(fā)現(xiàn)(孫巧縭和馬華東,2002;王秉璋,2002),但尹福光等(2005)認(rèn)為這些并非原地沉積的生物群,與其共生的原地生物組合為蟲筳類Misellina動(dòng)物群及珊瑚礁灰?guī)r等,即背景沉積的生物群仍屬暖水型。1.2蟲類動(dòng)物群的構(gòu)成中二疊世以及早二疊世晚期青海南部發(fā)育具復(fù)雜副隔壁的Afghanella、Neoschwagerina、Sumatrina屬以及Ozawainella、Schubertella、Toriyamaia、Dunbarula、Minojapanella、Wutuella、Codonofusiella、Russiella、Yangchienia、Nankinella、Pseudoendothyra、Pseudofusulina、Parafusulina、Schwagerina、Chusenella、Verbeekina、Paraverbeekina、Pseudodolilolina、Kahlerina、Sphaerulina、Cancellina等,所有屬均見(jiàn)于華南地區(qū),與早二疊世不同的是,向南跨越龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江結(jié)合帶,在申扎(王玉凈和周建平,1986;黃浩等,2007;朱秀芳,1983a)、林周(王玉凈等,1981;朱秀芳,1983b)、阿里(聶澤同和宋志敏,1983a,1983b,1983c;張遴信,1991)及印度斯—雅魯藏布江縫合帶北部(王玉凈等,1981)均見(jiàn)有Neoschwagerina暖水動(dòng)物群,蟲筳類屬種達(dá)到空前繁盛,但中二疊世晚期的Yabeina屬則分布較為局限。通過(guò)對(duì)比,青海南部與申扎地區(qū)中二疊世蟲筳類動(dòng)物群“屬”的構(gòu)成仍有差異。青海南部、華南在屬的構(gòu)成上相似性大,差異性小,而申扎地區(qū)Neoschwagerinidae科少見(jiàn),Verbeekinidae,Schwagerinidae科卻相對(duì)豐富,以Chusenella、Nankinella屬占優(yōu)勢(shì)地位(黃浩等,2007),青海南部與申扎地區(qū)中二疊世蟲筳類在種的構(gòu)成及優(yōu)勢(shì)類群上差異也很顯著。1.3對(duì)青海湖南部烏麗群的分類青海南部貢日、沱沱河地區(qū)晚二疊世烏麗群見(jiàn)2個(gè)蟲筳類化石帶——Nanlingellasimplex—Palaeofusulinaparafusiformis帶和Gallowayinellameitienensis—Palaeofusulinasinensis帶,與華南地區(qū)可很好地對(duì)比(牛志軍等,2004)。Palaeofusulina動(dòng)物群在羌北—昌都地塊自西而東見(jiàn)于西藏雙湖、阿里地區(qū),青海烏蘭烏拉湖、囊謙崗作涌、四川巴塘縣中咱區(qū)、西藏昌都妥壩、芒康縣小邦達(dá)區(qū)等地。從Gallowayinella屬和Palaeofusulina屬較為明確的分布產(chǎn)地來(lái)看,它們也并未向南跨越龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江結(jié)合帶一線。Lys等(1980)曾報(bào)道喜馬拉雅地區(qū)Lamayuru的一個(gè)不完整標(biāo)本Palaeofusulinaaff.mutabilis,但Kobayashi(1999)認(rèn)為這個(gè)種的鑒定有問(wèn)題。Jenney和Stampfli(2000)認(rèn)為Palaeofusulina屬僅見(jiàn)于特提斯區(qū),尤其是在北部邊緣最為常見(jiàn)。除上述蟲筳類化石外,在青海南部治多—雜多一帶的羅甸期地層中產(chǎn)腕足類Tylopectanankingensis組合、珊瑚Wentzellophyllum—Szechuanophyllum組合,茅口期產(chǎn)腕足類Urushteniacrenulata組合、珊瑚Ipciphyllumelegans—I.subtimorica組合,晚二疊世在各拉丹冬地區(qū)見(jiàn)烏麗群下部產(chǎn)Spinomarginiferacf.kueichowensis—Tschernyschewiacf.sinensis—Tyloplectacf.yangtzeensis組合帶,上部產(chǎn)Leptodusnobilis—Perigeyerellacostellata—Enteletessubequivalis組合帶(牛志軍等,2003),生物群面貌較為清晰,為華南二疊紀(jì)常見(jiàn)屬種,在華南甚至東特提斯區(qū)分布普遍,具有很好的可對(duì)比性。二疊紀(jì)蟲筳類、珊瑚、腕足類生物組合的研究表明,青海南部該時(shí)期動(dòng)物群均表現(xiàn)為暖水的特提斯型,未見(jiàn)冷溫型生物,以及二者交替或混生的現(xiàn)象,未顯示出與岡瓦納相有關(guān)的信息,相反與特提斯相始終表現(xiàn)出更多的相似性,具親揚(yáng)子性的特點(diǎn)。盛金章和王玉凈(1981)將二疊紀(jì)蟲筳類動(dòng)物地理區(qū)系分為2個(gè)區(qū)系—北極大區(qū)和特提斯大區(qū),將后者又分為3個(gè)區(qū),即岡瓦納—特提斯區(qū)、安加拉—特提斯區(qū)和華夏—特提斯區(qū),在此基礎(chǔ)上周建平等(2000)將華夏特提斯區(qū)再細(xì)分為華南亞區(qū)、華北亞區(qū)、西北亞區(qū)。青海南部所在的羌北—昌都地塊古生物地理區(qū)系應(yīng)歸屬于華夏特提斯區(qū)華南亞區(qū)。2成巖與構(gòu)造環(huán)境青海南部下二疊統(tǒng)為碳酸鹽巖—火山巖或碎屑巖建造,牛志軍等(2010)建立了火山—沉積格架下的早二疊世地層序列,研究表明早二疊世早期為較為穩(wěn)定的扎日根組中厚層狀碳酸鹽巖沉積,羅甸期特殊的火山—沉積地貌對(duì)沉積古地理格局形成明顯的制約,形成(火山)島海相間的古地理格局,沉積相時(shí)空變化大,劃分為4種沉積類型(牛志軍等,2008),各沉積類型在空間上圍繞火山巖基座呈帶狀展布,各有其特征的巖性組合(諾日巴尕日保組或尕笛考組)和生物群。中二疊統(tǒng)主要為碳酸鹽巖建造夾少量的碎屑巖和火山巖,下部主要為九十道班組厚層狀生物屑碳酸鹽巖,區(qū)域分布廣,上部在治多—雜多地區(qū)為尕日扎仁組碎屑巖和索加組以碳酸鹽巖為主的巖性組合(牛志軍等,2006)。上二疊統(tǒng)在青海南部?jī)H見(jiàn)于各拉丹冬及沱沱河一帶,下部為那益雄組含煤碎屑巖,上部為拉卜查日組以碳酸鹽巖為主的巖性組合。青海南部地區(qū)二疊系中碎屑巖層多,多以巖屑砂巖為主,另有少量石英砂巖。碎屑巖的地球化學(xué)特征可用來(lái)判斷物源和大地構(gòu)造背景,盡管成巖作用可能會(huì)改變碎屑巖的原始地球化學(xué)特征,但這種變化本身與構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān),筆者(趙小明等,2006)利用Bhatia(1983)函數(shù)判別圖解和氧化物含量判別圖解研究后認(rèn)為,早—中二疊世火山島相的碳酸鹽巖、碎屑巖夾火山巖建造,盆地物源區(qū)構(gòu)造背景以活動(dòng)陸緣為主,另有少量大陸島弧和被動(dòng)陸緣,顯示出早—中二疊世時(shí)為拉張背景下的陸殼裂谷盆地物源的多樣化,即羌北—昌都地塊自石炭紀(jì)至二疊紀(jì)逐漸由穩(wěn)定型向活動(dòng)型演化。據(jù)1∶25萬(wàn)曲柔尕卡幅區(qū)調(diào)報(bào)告,晚二疊世烏麗群砂巖微量元素分析結(jié)果表明其物源區(qū)構(gòu)造背景為島弧型?,這意味著自晚二疊世羌北—昌都地塊轉(zhuǎn)入一種擠壓機(jī)制。羌北—昌都地塊內(nèi)部的扎日根組、諾日巴尕日保組等層位可見(jiàn)少量硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖,另在羌北—昌都地塊北部邊界金沙江結(jié)合帶內(nèi)的治多縣扎河地區(qū),在通天河蛇綠混雜巖帶中發(fā)育二疊紀(jì)硅質(zhì)巖構(gòu)造巖塊(段其發(fā)等,2006a)。硅質(zhì)巖是確定造山帶沉積盆地大地構(gòu)造位置和古水深條件最有意義的巖石類型。硅質(zhì)巖中Mn常作為來(lái)自大洋深部物質(zhì)的標(biāo)志,而Ti則多與陸源物質(zhì)有關(guān),MnO/TiO2比值可作為判別硅質(zhì)來(lái)源及沉積盆地古地理位置的重要指標(biāo)。離陸較近的大陸坡和陸緣海沉積的硅質(zhì)巖MnO/TiO2一般小于0.5,而開(kāi)闊大洋中的比值較高,可達(dá)0.5～3.3(Adachietal.,1986)。扎河地區(qū)二疊紀(jì)硅質(zhì)巖的MnO/TiO2比值范圍為0.04～1.88,平均為0.74,低于開(kāi)闊大洋比值,而接近離陸較近的大陸坡和陸緣海沉積比值,表明在沉積過(guò)程中陸源物質(zhì)影響明顯,屬陸緣海環(huán)境。在圖2a、b、c上,樣品點(diǎn)主要落入大陸邊緣環(huán)境(段其發(fā)等,2006b)。硅質(zhì)巖ΣREE平均為138.51×10-6,稀土元素配分曲線呈平坦型,δCe為0.97～1.49,平均為1.14,無(wú)明顯異常;(La/Yb)N平均值為1.85,(La/Ce)N平均值為1.08,與陸間海盆沉積硅質(zhì)巖相似(丁林和鐘大賚,1995;Murryetal.,1994)。在(La/Ce)N—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)圖上(圖2d),樣品點(diǎn)均位于大陸邊緣區(qū),表明形成于大陸邊緣環(huán)境。上述研究表明,羌北—昌都地塊北部邊界扎河地區(qū)二疊紀(jì)硅質(zhì)巖的常量元素和REE與大陸邊緣盆地的地球化學(xué)特征相似。在沉積過(guò)程中受到陸源物質(zhì)注入的影響,且大部分樣品受陸源影響較明顯,表明沉積環(huán)境靠近陸塊,為被動(dòng)大陸邊緣上形成的陸間洋盆環(huán)境。而在羌北—昌都地塊內(nèi)部的硅質(zhì)巖層在瑪日啊達(dá)州地區(qū)其下為生物礁灰?guī)r,其上為中厚層狀含燧石結(jié)核泥晶含礫屑生物屑灰?guī)r,其中產(chǎn)有珊瑚等化石反映屬淺水沉積,沉積序列上屬島緣深水斜坡相,并不反映大洋盆地沉積,揭示水體也明顯淺于扎河地區(qū),間接地表明昌都盆地屬于陸殼的構(gòu)造背景。3火山巖3.1微量元素特征主要產(chǎn)于諾日巴尕日保組、尕笛考組,尤以尕笛考組最為發(fā)育,厚度最大可達(dá)2431.94m,屬海相噴發(fā)類型。尕笛考組主要為中基性火山碎屑巖及熔巖,諾日巴尕日保組巖性以中基性火山碎屑巖為主,見(jiàn)少量火山熔巖(李莉等,2009)。巖石類型復(fù)雜,主要有火山集塊巖、火山角礫巖、玄武巖、橄欖玄武巖、粗玄巖、杏仁狀玄武安山巖、粗面玄武巖、玄武質(zhì)粗面安山巖、巖屑晶屑凝灰?guī)r等。玄武巖分布最廣,呈深灰綠色,斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為間粒間隱結(jié)構(gòu),斑晶主要為由假像輝石、假像橄欖石、斜長(zhǎng)石、普通輝石等,基質(zhì)則由中拉長(zhǎng)石、綠泥石、普通輝石、方解石和金屬礦物組成,基質(zhì)間隙中充填綠泥石、鈦鐵礦(白鐵礦)、磁鐵礦和方解石,以及脫?；a(chǎn)物。氣孔狀、杏仁狀構(gòu)造發(fā)育(段其發(fā)等,2006c,2010)。化學(xué)成分主要屬中基性火山巖,大部分樣品為堿性玄武巖系列范圍,個(gè)別樣品落入亞堿性系列。部分二疊紀(jì)火山巖樣品的常量、微量和稀土元素含量見(jiàn)表1～3。羅甸期火山巖常量元素特點(diǎn)可以分為兩類。一類位于南部當(dāng)郎賽一茍果尕一線,表現(xiàn)為高鈦,TiO2含量為3.56%～6.62%,平均值為5.01%,Ti/Y平均值為795。TFeO,P2O5含量較高,Mg#與A12O3、TiO2呈正相關(guān);另一類位于中部尕日賽瑙貢瑪一夏麻貢瑪曲一線,表現(xiàn)為低鈦,TiO2含量為0.85%～2.27%,Ti/Y均值為423,47個(gè)樣品SiO2含量為45.13%～67.37%,Mg#與SiO2、A12O3呈負(fù)相關(guān)。主量元素特征類似于高TiO2、低Al2O3的峨眉山玄武巖(TiO2為2.4%～4.29%,Al2O3為13%～16%)(汪云亮等,1987)和大陸溢流玄武巖(Wilson,1989)。莫宣學(xué)等(2001)在研究西南三江地區(qū)火山巖—構(gòu)造組合時(shí)指出,很高的TiO2含量是揚(yáng)子板塊和親揚(yáng)子的微陸塊中板內(nèi)玄武巖的一個(gè)明顯主量元素標(biāo)志。高鈦玄武巖稀土總量高(ΣREE為284.81×10-6～678.88×10-6),輕重稀土分異明顯,LREE富集,Ce/Y比值大(3.09～5.93),無(wú)明顯的銪負(fù)異常;低鈦玄武巖稀土總量低(ΣREE為46.17×10-6～219.64×10-6),輕重稀土分異不明顯,Ce/Y值小(1.23～3.34),弱銪負(fù)異常。高鈦玄武巖Zr/Hf值穩(wěn)定(31.93～44.63,平均為37.40),Hf/Th值相近(變化于0.20～1.76,平均0.47),Zr/Nb值低(變化于3.66～6.03,平均4.72),Ti/V值高(平均75.53)、Zr/Y值相近(5.94～11.35,平均8.64),Th/Nb值低(為0.07～0.74,平均0.36);低鈦玄武巖Zr/Hf值(25.38～37.85,平均29.99),Hf/Th值在0.09～1.46,平均0.46,Zr/Nb值高(變化為8.25～20.75,平均11.16),Ti/V低(平均38.89)、Zr/Y值在3.56～11.38,平均8.15,Th/Nb值高(變化在0.24～3.72,平均1.09)。10個(gè)玄武巖ISr為0.70333～0.70417,介于Rb虧損強(qiáng)度最大的上地幔與大洋島嶼下上地幔之間(馬麗艷等,2007),εSr(t)在-12.1～-0.2范圍內(nèi),n(147Sm)/n(144Nd)比是0.1163～0.1439,平均值為0.1102,INd變化在0.512492～0.512569之間,εNd(t)變化在4.0～5.5間,在εNd(t)—ISr圖解中,樣品落入第二象限的地幔線附近,顯示出虧損地幔源區(qū)特征,鉛同位素特征也表明形成火成巖的巖漿為虧損地幔型?；鹕綆r大部分樣品的Th/Ta>4,平均7.91,Ta/Hf為0.12～0.68,平均0.38,與峨眉山玄武巖(Ta/Hf為0.36～0.66,張成江等,1999)相當(dāng),與陸內(nèi)拉張帶或初始裂谷玄武巖(Th/Ta值為4～10,Ta/Hf值約為0.1)和地幔柱成因玄武巖(Ta/Hf值為0.3,Th/Ta值變化大,汪云亮等,2001)相似,更接近后者。La/Nb值為0.77～2.56,平均為1.56,與OIB的相應(yīng)元素比值(Zr/Nb為3.2～13.1,La/Nb為0.66～1.32)相近,在2Nb—Zr/4—Y判別圖、Ti/100—Zr—3Y判別圖和Zr/Y—Zr判別圖上,明顯集中在板內(nèi)堿性玄武巖區(qū)。在Th/Yb—Ta/Yb判別圖上,絕大多數(shù)樣品落在位于大陸邊緣和富集地幔的范圍內(nèi),表明火山巖的大陸邊緣屬性。TiO2/10—MnO—P2O5判別圖解和TFeO—MgO—A12O3判別圖解上(圖3),均顯示了與洋島玄武巖類似的板內(nèi)構(gòu)造背景?；鹕綆r缺乏酸性端元:不相容元素的豐度普遍高于MORB數(shù)倍至十幾倍。分布模式以及稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線與MORB有本質(zhì)區(qū)別,排除了火山巖形成于洋島的可能性?；鹕綆r與細(xì)粒石英砂巖、巖屑砂巖、粉砂巖、泥巖、碳酸鹽巖構(gòu)成火山一沉積旋回,地層中產(chǎn)腕足類、蟲筳類、古植物化石等,顯示該套巖石形成于近岸淺海環(huán)境。這種巖石組合不同于深海洋島環(huán)境下典型的海山型沉積序列,表明玄武巖雖然具有OIB型地球化學(xué)特征,但并非形成于洋島環(huán)境,其與OIB的相似性很可能暗示此時(shí)研究區(qū)陸殼已經(jīng)變薄。因此,其形成環(huán)境有別于典型裂谷環(huán)境,具有初始裂谷特征。綜合上述,研究區(qū)羅甸期火山巖形成于大陸邊緣拉張構(gòu)造環(huán)境,巖漿起源于地幔,屬地幔柱作用產(chǎn)物。越來(lái)越多的證據(jù)表明晚古生代古特提斯構(gòu)造演化與地幔柱活動(dòng)相關(guān)(侯增謙等,1996;肖龍等,2005;羅志立等,2004)。3.2樣品基因特征產(chǎn)于尕日扎仁一帶二疊紀(jì)索加組底部,呈夾層狀產(chǎn)出,夾于灰?guī)r、砂巖中,共出露3層,總厚約30m。與羅甸期相比,火山活動(dòng)規(guī)模明顯減小。巖性主要為石英安山巖、安山玄武巖等,斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為間粒間隱結(jié)構(gòu)。巖石化學(xué)上表現(xiàn)為低鋁(13.02%～15.56%),低鎂(1.61%～6.85%),貧鉀富鈉,在Zr/TiO2—Nb/Y圖解上,樣品全落入堿性玄武巖區(qū)內(nèi);Zr/Nb比值變化為6.67～9.05,Hf/Th比值變化在0.29～0.35之間,類似于板內(nèi)玄武巖(Hf/Th<8);Th/Nb比值變化在0.65～0.70之間,平均0.67,Nb/Zr比值變化在0.11～0.14之間,平均0.13,與大陸板內(nèi)玄武巖一致,處于典型裂谷玄武巖與陸內(nèi)裂谷帶或初始裂谷玄武巖之間(李莉等,2010)。同時(shí)高REE,LREE顯著富集,富集大離子親石元素,高場(chǎng)強(qiáng)元素分異,缺乏板塊匯聚邊緣玄武巖特有的Ta、Nb、Ti顯著貧化和Zr、Hf、P適度貧化。在TiO2/10—MnO—P2O5圖解、2Nb—Zr/4—Y圖解(圖3)中,樣品均落入板內(nèi)玄武巖區(qū)。綜上所述,中二疊世火山巖形成于板內(nèi)伸展拉張構(gòu)造環(huán)境。3.3島弧火山巖形成機(jī)制主要產(chǎn)于貢日二疊紀(jì)那益雄組,呈層狀產(chǎn)出,夾于灰?guī)r、砂巖中,厚2.14m。巖性主要為橄欖拉斑玄武巖、安山玄武巖,斑狀結(jié)構(gòu),杏仁狀構(gòu)造。巖石化學(xué)上,巖石為鈣堿性玄武巖系列,屬低鈦范圍(TiO2<1%),輕稀土高度富集,富集Th和大離子親石元素,高強(qiáng)場(chǎng)元素Nb、Ta虧損,表現(xiàn)為島弧火山巖的特征。在10TiO2—Al2O3—10K2O圖解和Hf/3—Th—Nb/16判別圖解中樣品主要落入島弧火山巖區(qū)。Th/Ta比值為23.7,遠(yuǎn)大于1.6,Ta/Hf比值為0.09,小于0.1,Th·Ta/Hf2比值為0.2遠(yuǎn)大于0.035,說(shuō)明為陸緣島弧、陸緣火山弧玄武巖(島弧玄武巖的Th/Ta>1.6,Ta/Hf<0.1。其中大洋島弧玄武巖Th·Ta/Hf2<0.035,陸緣島弧、陸緣火山弧玄武巖的Th·Ta/Hf2>0.035,汪云亮等,2001)。晚二疊世火山巖構(gòu)造環(huán)境為大陸島弧(白云山等,2004)。4區(qū)域地質(zhì)背景筆者等(馬麗艷等,2007)在尕笛考組玄武巖4件樣品中完成Pb同位素組成測(cè)試。鉛同位素的塊體效應(yīng)明顯,同一塊體內(nèi)部具有相似的鉛同位素組成特征,不同構(gòu)造塊體具有各自獨(dú)特的n(206Pb)/n(204Pb)和n(208Pb)/n(204Pb)比值變化范圍,而與巖石成因及類型無(wú)關(guān),據(jù)此可對(duì)大陸巖石圈的構(gòu)造塊體進(jìn)行劃分。沈上越等(2001)在研究三江中段特提斯古陸與岡瓦納古陸同位素地球化學(xué)邊界時(shí),認(rèn)為以n(206Pb)/n(204Pb)、n(208Pb)/n(204Pb),V1=75,V2=65為分界線,低于該鉛同位素分界線的屬揚(yáng)子鉛同位素省,相反則屬岡瓦納鉛同位素省,研究區(qū)4個(gè)樣品鉛同位素的n(208Pb)/n(204Pb)(17.547～17.986)、n(208Pb)/n(204Pb)(37.778～37.976)、V1(31.39～46.78)和V2(22.38～42.45)數(shù)據(jù)均小于界線值,在鉛同位素矢量值V1—V2圖解(圖4)上,樣品點(diǎn)均落在揚(yáng)子鉛同位素省區(qū)域內(nèi),表明早二疊世青海南部地區(qū)與揚(yáng)子地塊有親緣關(guān)系。上述關(guān)于青海南部生物古地理區(qū)系、沉積建造背景、火山活動(dòng)及鉛同位素地球化學(xué)的研究,具有兩方面的意義,一是明確昌都盆地為具陸殼結(jié)構(gòu)的裂陷盆地,而且該盆地的形成與古地幔柱的上涌活動(dòng)相關(guān);二是確定羌北—昌都地塊的古構(gòu)造背景,暖水型生物群、高鈦玄武巖和鉛同位素特征均具明顯的親揚(yáng)子型特征,表明晚古生代羌北—昌都地塊始終位于特提斯區(qū),屬于泛華夏大陸群(潘桂棠等,1997)或揚(yáng)子板塊(殷鴻福等,1999),構(gòu)成特提斯多島洋體系的一個(gè)組成部分,龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江結(jié)合帶為岡瓦納大陸的北緣。5成巖時(shí)代及構(gòu)造演化序列羌北—昌都地塊位于東特提斯構(gòu)造域北部,晚古生代經(jīng)歷了古特提斯(黃汲清和陳炳蔚,1987)的構(gòu)造演化階段,具有區(qū)域構(gòu)造單元比較單調(diào)、地質(zhì)演化歷史比較短的特點(diǎn),現(xiàn)有地質(zhì)記錄的歷史只可追溯到泥盆系,基本上僅代表蓋層的沉積,同時(shí)大地構(gòu)造演化與兩側(cè)的龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江結(jié)合帶、金沙江結(jié)合帶有密切的聯(lián)系,經(jīng)歷了從華夏陸塊群裂解→拼合的整個(gè)過(guò)程,而這種裂解機(jī)制與古地幔柱作用相關(guān)。圖5是對(duì)羌北—昌都地塊晚古生代主要生物群、巖漿活動(dòng)及構(gòu)造演化序列的總結(jié),下文即對(duì)該序列詳述。由于羌北—昌都地塊的分裂是從泥盆紀(jì)開(kāi)始的,為更完整敘述研究區(qū)的構(gòu)造演化,對(duì)本文未涉及的泥盆紀(jì)至石炭紀(jì)作簡(jiǎn)單介紹。5.1上泥盆統(tǒng)與青海湖地區(qū)泥盆紀(jì)是裂谷作用萌生階段(趙政璋等,2001),此時(shí)羌北—昌都地塊屬揚(yáng)子板塊或華夏陸塊群的西部邊緣,研究區(qū)出露最老的地層是中泥盆統(tǒng),巖性為灰黑色中薄層狀粉砂質(zhì)泥巖夾淺灰色中層狀細(xì)粒石英砂巖,產(chǎn)植物PsilophytondapsileKasper,AndrewsetForbes,屬濱淺海沉積(段其發(fā)等,2004),表明研究區(qū)當(dāng)時(shí)有陸源物質(zhì)供應(yīng),同時(shí)該化石為確定泥盆紀(jì)南方植物區(qū)系向西延伸提供了可靠的依據(jù)。在東部的昌都—芒康地區(qū),泥盆系為灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁(yè)巖及白云巖,底部見(jiàn)少量砂礫巖,主體屬被動(dòng)大陸邊緣的淺海相碳酸鹽巖建造。玉樹(shù)巴塘一帶中—上泥盆統(tǒng)主要由礫巖、火山巖及灰?guī)r組成,腕足類動(dòng)物群經(jīng)許漢奎和李炳有(1991)研究后認(rèn)為與華南地區(qū)同期動(dòng)物群特征相似、關(guān)系密切,表明玉樹(shù)地區(qū)在泥盆紀(jì)與華南可能是連在一起的。青海南部泥盆系地層的巖性與相鄰地區(qū)雖有差別,但塊體的屬性大體一致,即在羌北—昌都地塊內(nèi)部是穩(wěn)定的淺海相沉積建造。南部的龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江結(jié)合帶出現(xiàn)了強(qiáng)烈的火山活動(dòng),瀾滄江洋在泥盆紀(jì)晚期已有一定的規(guī)模,西藏北部雙湖地區(qū)見(jiàn)晚泥盆世放射蟲硅質(zhì)巖,表明盆地處于初始裂解的沉積環(huán)境(朱同興等,2006)。北部的金沙江結(jié)合帶也有火山活動(dòng)出現(xiàn)(尹集祥等,1998;趙政璋等,2001;丁林和鐘大賚,1995;朱迎堂等,2006),但其裂解規(guī)?？赡鼙三埬惧e(cuò)—雙湖—瀾滄江帶要小得多。石炭紀(jì)是裂谷初成階段(趙政璋等,2001)。石炭紀(jì)開(kāi)始,由于拉張活動(dòng)逐漸加強(qiáng),海域擴(kuò)大,整個(gè)羌北—昌都陸塊被海水淹沒(méi),形成以陸表海為主的沉積環(huán)境。青海南部下石炭統(tǒng)雜多群與藏東昌都地區(qū)馬查拉群可以很好地對(duì)比,沉積于碳酸鹽臺(tái)地邊緣淺灘相—三角洲相—陸棚相—臺(tái)地相,自下而上構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完整的沉積旋回,所夾的鮞粒灰?guī)r層揭示出南亞熱帶溫暖、較為干燥的古氣候背景。上石炭統(tǒng)加麥弄群下部的碎屑巖組和上部的碳酸鹽巖組,夾少許火山巖,與下石炭統(tǒng)沉積環(huán)境相似。早石炭世蟲筳類、非蟲筳有孔蟲、珊瑚、腕足類組合等,與華南地區(qū)同期生物群可很好地對(duì)比(牛志軍等,2005),晚石炭世的生物群也表現(xiàn)出親揚(yáng)子性?？傮w來(lái)看,石炭紀(jì)古生物群屬于暖水的特提斯區(qū)系,與瀾滄江結(jié)合帶以南(如申扎一帶)的岡瓦納型冷水生物群有差異。自石炭紀(jì)開(kāi)始,雜多縣西巧日森、雜多縣莫云地區(qū)板內(nèi)(陸內(nèi))拉張環(huán)境的玄武巖層(白云山等,2009),反映出研究區(qū)穩(wěn)定的地塊中部開(kāi)始出現(xiàn)拉張活動(dòng)。在茶布—查桑發(fā)育石炭紀(jì)堿性玄武巖(王成善等,2001)、三江地區(qū)吉義獨(dú)一帶裂谷型火山巖(莫宣學(xué)等,1998)均表明昌都?jí)K體兩邊界的金沙江帶及瀾滄江帶形成拉張活躍中心。5.2調(diào)查區(qū)及地區(qū)的構(gòu)造背景、沉積特征及構(gòu)造屬性青藏高原在早二疊世進(jìn)入“泛裂谷化”的鼎盛期,自石炭紀(jì)開(kāi)始出現(xiàn)的裂谷此時(shí)多數(shù)或接近陸間裂谷的程度,形成的三個(gè)主支(修沁—瑪沁洋、金沙江—哀牢山洋、瀾滄江—昌寧孟連洋)擴(kuò)張達(dá)到最大規(guī)模(莫宣學(xué)和潘桂棠,2006),在早二疊世晚期達(dá)到裂谷的成熟階段。青海南部早二疊世早期為較穩(wěn)定的碳酸鹽巖沉積,自羅甸期始,研究區(qū)島海相間的古地理格局基本形成,地層沉積厚度大,最大沉積速率可達(dá)320m/Ma(趙政璋等,2001),具有裂谷構(gòu)造背景的火山活動(dòng)強(qiáng),厚度大,在雜多地區(qū)伸展拉張?zhí)卣鞯逆V鐵—超