梁晓：西藏龙木错—双湖缝合带（LSSZ）弧前盆地的厘定【Tectonics，2020】

发布时间：2021-01-15     作者：[科学研究院]张帅    阅读：606次

青藏高原的形成不仅与新生代印度板块和欧亚板块的碰撞相关，其内部中生代碰撞造山事件造就了高原的原始构造边界，并蕴含了特提斯洋的早期地质演化信息。E–W向展布＞500 km的西藏羌塘中央变质杂岩带（CQMB）夹持于南北羌塘地块（NQB，SQB）之间，是高原内部一条重要的三叠纪构造变形带，地球物理特征显示其作为地壳尺度的背形隆起带，控制了羌塘盆地中新生代沉积过程。但是，长期以来羌塘中央变质杂岩带的大地构造成因仍然存在很大争议，主要认识有：（1）羌塘中部南北羌塘地块（NQB，SQB）之间存在原位板块碰撞带—“龙木错-双湖古特提斯缝合带”，羌塘中央杂岩带（CQMB）为古特提斯洋向北俯冲的增生杂岩。（2）羌塘中央杂岩带（CQMB）为北部金沙江缝合带松潘-甘孜三叠纪变质杂岩向南俯冲和后期伸展拆离的产物，羌塘中部不存在板块缝合带和古特提斯洋。北羌塘南缘晚古生代—三叠纪沉积过程及其构造背景被认为与中央杂岩带演化密切相关，因此是解决上述科学争议和研究古特提斯增生造山的理想窗口。

图1. 热觉茶卡弧前盆地的位置及大地构造背景

针对这一科学问题，中国地质大学（北京）求真研究群体—岩石圈构造群体副教授梁晓，基于王根厚教授羌塘区调项目，选取北羌塘南缘热觉察卡晚二叠世—中三叠世连续沉积地层，开展地层学、沉积学和碎屑锆石物源研究，进行区域地层对比，收集并归纳北羌塘南缘晚古生代沉积地层的已有研究进展，查明晚古生代—三叠纪沉积过程、原型盆地类型，并对羌塘中央杂岩带已有成因模式进行验证，厘定盆地形成的大地构造背景。经过长期调查分析，取得如下几个方面的成果认识：

图2. 热觉茶卡弧前盆地晚二叠世—三叠纪沉积过程及伴生的古生物组合

1、热觉察卡晚二叠世—三叠世发育一个完整的海侵—海退沉积旋回，碎屑物源供给分别来自南北两侧的中央杂岩带和北羌塘，中三叠世安尼期达到半深海相最大水深。砂岩碎屑成分统计揭示：晚二叠世长兴阶，盆地物源区开始出现强烈且持续的岩浆活动。晚二叠世—中三叠世海侵亚层序的碎屑锆石U-Pb定年结果存在236–288 Ma的优势年龄区间，峰值为~248.1 Ma，对应的碎屑锆石保留较为完整的中酸性岩浆锆石晶形和震荡环带，Th/U比均>0.1。利用最年轻锆石组YC2-σ(3+)计算方法，得出海侵亚层序最大沉积年龄（MDAs）和标型化石指示的地层年龄高度一致。最年轻锆石组（236–288 Ma）具有较大的εHf(t) 负值（-25.3到-0.2）和Hf同位素地壳模式年龄(TC DM) （1311–2887 Ma），反映热觉茶卡以北的岩浆物源区发生了大规模的地壳重熔事件。

2、第一，北羌塘南缘晚古生代—三叠纪地层蕴含大量的暖水型生物群，古地理位置靠近北半球华夏/扬子地块，与南半球冈瓦纳大陆冷水古生物地理区系存在显著区别，指示羌塘中部存在古特提斯洋盆。第二，羌塘中央变质岩杂岩带中新发现的蛇绿岩组合（501–242 Ma）显示古特提斯洋具有漫长的演化过程，晚泥盆世—早石炭世望果山组弧火山岩指示洋壳俯冲起始于374–346 Ma，时限与北羌塘南缘晚古生代—三叠纪地层的岩浆锆石年龄谱基本一致，但明显早于金沙江缝合带发生的南向平板俯冲事件。北羌塘南缘晚古生代—三叠纪沉积过程具有弧前盆地特征，沉积作用受控于古特提斯洋的俯冲作用，沉积过程伴随强烈的中酸性岩浆活动（236–288 Ma，峰值为~248.1 Ma），原型盆地具有双向水流和物源，盆地演化末期海水的逐步变浅过程与古特提斯洋消亡和陆陆碰撞事件吻合。

3、热觉茶卡地层样品显示的碎屑锆石年龄谱（≥400 Ma）与中央杂岩带、特提斯喜马拉雅和华夏/扬子地块十分相似，均具有冈瓦纳大陆的亲缘性。

图3. 热觉茶卡盆地的大地构造背景、原型盆地和北羌塘地块古地理位置

研究首次厘定出“龙木错—双湖缝合带”弧前盆地沉积—北羌塘南缘石炭纪—三叠纪海相地层。羌塘中部存在“龙木错—双湖缝合带”，古特提斯洋向北俯冲于北羌塘地块(NQB)之下的构造模型为羌塘中央变质杂岩带（CQMB）的成因提供了合理解释。北羌塘南缘石炭纪—二叠纪地层暖水型生物古地理背景，以及新发现的拉雄错、日湾茶卡晚泥盆世—早石炭世陆缘弧火山岩，反映北羌塘地块(NQB)自冈瓦纳大陆的裂解很可能发生在早古生代，北羌塘随后向北漂移，晚泥盆世—二叠纪靠近华夏/扬子陆块。

上述研究成果发表在地质学国际权威刊物《Tectonics》上：Liang, X.*, Sun, X.H., Wang, G.H., Gao, J.H., An, X.Y., 2020. Sedimentary evolution and provenance of the late Permian–middle Triassic Raggyorcaka deposits in North Qiangtang (Tibet, Western China): Evidence for a forearc basin of the Longmu Co-Shuanghu Tethys Ocean. Tectonics, 39(1), doi:10.1029/2019TC005589.

全文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019TC005589