江達(dá)弧內(nèi)盆地三疊紀(jì)火山巖的成因分析

江達(dá)弧內(nèi)盆地三疊紀(jì)火山巖的成因分析

1西藏東部地區(qū)根據(jù)以往的研究數(shù)據(jù)，拱內(nèi)或拱后盆地形成的主導(dǎo)因素有兩種觀點(diǎn)。首先，全球海平面變化起著主要作用。其次，結(jié)構(gòu)與海平面的相互作用。西藏東部是由獨(dú)具特色的晚古生代至中生代弧—盆系統(tǒng)構(gòu)成的,不同性質(zhì)的多島弧與弧后盆地并存出現(xiàn)。目前在研究區(qū)除晚古生代克拉通盆地已作過(guò)層序地層研究外,三疊紀(jì)以來(lái)的層序地層做得較少。本文旨在探討弧內(nèi)盆地層序形成的主控因素的相互作用規(guī)律。2海侵體系域與沉積相地層結(jié)構(gòu)與島弧伴生的江達(dá)弧內(nèi)盆地東鄰金沙江結(jié)合帶,西接弧后區(qū)。在盆內(nèi)堆積著近萬(wàn)米厚、以海相為主的火山—沉積物質(zhì),其以巨厚濁積巖與頻繁火山活動(dòng)形成的鈣堿性火山巖為特征。在三疊系中共劃分出10個(gè)三級(jí)層序,這些層序經(jīng)歷了37Ma的時(shí)間演化,估算平均每個(gè)層序所占時(shí)限為3.7Ma,一般為1～2Ma,最長(zhǎng)者約10Ma。各層序特征如下:層序1(SQ1):見(jiàn)于印度早中期。該層序?yàn)棰耦悓有?具有完整的三分層序結(jié)構(gòu)。低水位體系域由風(fēng)化殘坡積含花崗巖質(zhì)角礫的長(zhǎng)石粗砂巖和細(xì)礫巖或河流相與沖洪積沉積所構(gòu)成。海侵體系域?yàn)闉I淺海的海侵滯留含礫石英粗砂巖、英安質(zhì)火山碎屑巖夾鮞?；?guī)r與泥巖所構(gòu)成。高水位體系域?yàn)闉I岸相巖屑砂礫巖、細(xì)砂巖、泥巖及弧火山組合的安山巖與具粒序?qū)永淼挠操|(zhì)凝灰?guī)r所構(gòu)成。層序2(SQ2):見(jiàn)于印度晚期。屬Ⅱ類層序,以鮞?；?guī)r夾層和鈣質(zhì)成分逐漸增加為特征。海侵體系域由陸棚相安山凝灰質(zhì)砂巖、泥巖夾亮晶鮞?；?guī)r構(gòu)成。高水位體系域由臺(tái)緣淺灘、潮坪相的鮞?；?guī)r、礫屑灰?guī)r與泥巖夾安山質(zhì)火山巖構(gòu)成。層序3(SQ3):見(jiàn)于奧倫尼克期,為Ⅱ類層序。海侵體系域由加積到退積型臺(tái)緣淺灘亮晶鮞?；?guī)r與亮晶砂屑灰?guī)r夾礫屑灰?guī)r、凝灰?guī)r構(gòu)成。高水位體系域?yàn)闉┖蟪钡琅c潮坪相沉積,由加積到進(jìn)積的鮞粒亮晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r與礫屑泥晶灰?guī)r的不等厚互層構(gòu)成。層序4(SQ4):見(jiàn)于中三疊安尼期。屬Ⅰ類層序,主要為斜坡扇沉積。反復(fù)的安山質(zhì)火山低密度濁流與碎屑流沉積,以及鈣質(zhì)碎屑流角礫狀灰?guī)r構(gòu)成低水位體系域。微晶灰?guī)r與砂質(zhì)灰?guī)r構(gòu)成海侵與高水位體系域,放射蟲硅質(zhì)巖與硅質(zhì)條帶板巖構(gòu)成凝縮段。層序5(SQ5):見(jiàn)于拉丁早期。為Ⅰ類層序,以一套中—粗粒的海底扇濁積砂體出現(xiàn)為標(biāo)志。低水位體系域由中扇葉狀體濁積砂構(gòu)成向上變粗變厚的進(jìn)積型海底扇序列的沉積。海進(jìn)體系域與高水位體系域?yàn)橥朔e型、加積型海底扇沉積。層序6(SQ6):見(jiàn)于拉丁中晚期,為Ⅰ類層序。低水位體系域由中扇中粗?；鹕皆磁c陸源濁積巖與安山巖構(gòu)成。海侵體系域?yàn)榧臃e與退積的外扇極薄層—薄層狀的濁積砂體與板巖。凝縮段為放射蟲硅質(zhì)巖與泥質(zhì)灰?guī)r、板巖。高水位體系域?yàn)閺?qiáng)烈進(jìn)積型內(nèi)扇至斜坡相序列的粗粒沉積。層序7(SQ7):見(jiàn)于卡尼階。屬Ⅰ類層序,以一大套紫紅色巖層出現(xiàn)為代表。低水位體系域以河湖相沉積為特征。海侵體系域?yàn)殚_闊臺(tái)地到斜坡相的發(fā)生向東的超覆的水體變深灰?guī)r序列,并以退積型的地層型式堆積在下伏紫紅色巖層上。凝縮段為疙瘩狀灰?guī)r與泥灰?guī)r組成的薄的復(fù)合層。高水位體系域?yàn)樾逼孪嘀粱旆e陸棚相結(jié)晶灰?guī)r、石英砂巖夾頁(yè)巖。層序8(SQ8):見(jiàn)于卡尼晚期至諾利早期。為Ⅰ類層序,以一套巨厚的鈣堿性系列弧火山巖和強(qiáng)烈火山噴發(fā)為標(biāo)志。低水位體系域?yàn)闉I岸相弧火山巖夾石英砂巖、頁(yè)巖與灰?guī)r。海侵體系域與高水位體系域?yàn)殚_闊臺(tái)地灰?guī)r。凝縮段為泥灰?guī)r、雙殼堆積層與含菊石頁(yè)巖。層序9(SQ9):見(jiàn)于諾利晚期。為Ⅱ類層序,為一大套單調(diào)的濱淺海沉積。陸棚邊緣體系域?yàn)榧臃e至進(jìn)積的濱岸相頁(yè)巖夾石英砂巖。海侵體系域?yàn)橥朔e的濱岸至陸棚相石英砂巖、頁(yè)巖與碳質(zhì)頁(yè)巖;凝縮層為黑色薄層狀碳質(zhì)頁(yè)巖;高水位體系域?yàn)檫M(jìn)積型的濱岸相石英砂與頁(yè)巖。層序10(SQ10):見(jiàn)于諾利晚期與瑞替期。為Ⅱ類層序,以突然的砂質(zhì)增多和煤系沉積為特征。海侵體系域由陸棚相黑色頁(yè)巖夾石英砂巖構(gòu)成。凝縮層為黑頁(yè)巖與碳質(zhì)頁(yè)巖復(fù)合段。高水位體系域?yàn)閺?qiáng)烈進(jìn)積的厚層塊狀的濱岸相至三角洲相砂巖、頁(yè)巖與碳質(zhì)頁(yè)巖夾煤線、煤層沉積。3高頻旋回地層與全球海平面經(jīng)與Haq等(1988)根據(jù)特提斯地區(qū)編制的三疊紀(jì)年代地層及海平面變化周期資料對(duì)比,分成10個(gè)周期(圖1)。正如圖1所解釋的那樣,構(gòu)造—火山作用在其中扮演了重要角色。但同時(shí)也應(yīng)看到全球海平面變化對(duì)該區(qū)產(chǎn)生的影響,例如全區(qū)內(nèi)規(guī)?？涨暗囊淮魏Ｇ质窃谥Z利早期,相應(yīng)的覆蓋著全區(qū)大部分面積的凝縮層為泥灰?guī)r、雙殼堆積層與含菊石頁(yè)巖,代表了區(qū)域乃至全球海平面變化特征。其原因可能是區(qū)內(nèi)東西向擠壓應(yīng)力釋放,緩慢的構(gòu)造沉降與弧火山活動(dòng)的終止,使得海平面變化起主導(dǎo)作用所致。在印度期,受構(gòu)造與火山作用產(chǎn)生的高頻旋回地層型式明顯不同于全球海平面導(dǎo)致的低頻地層。而在奧倫期與安尼期發(fā)育于構(gòu)造—火山正地形上的碳酸鹽臺(tái)地的長(zhǎng)周期層序與全球高頻旋回地層存在顯著差別。同樣在拉丁期弧內(nèi)拉張與坳陷、充足火山沉積物補(bǔ)給,形成了高頻地層。與諾利中晚期至瑞替早期不同,盡管在此期間發(fā)生旋回地層樣式的差別,但都是全球海平面造成的。其余的海平面變化的解釋見(jiàn)圖1。4火山活動(dòng)的制約層序形成的主控因素為構(gòu)造、火山、沉積物補(bǔ)給與海平面變化,其中構(gòu)造與火山活動(dòng)因素起關(guān)鍵作用。首先,構(gòu)造作用的影響是較明顯的。主要表現(xiàn)在:強(qiáng)烈擠壓或拉張時(shí),多半形成Ⅰ類層序;差異沉降與隆升造陸過(guò)程中,發(fā)育Ⅱ類層序;構(gòu)造作用強(qiáng)烈時(shí),Ⅰ類層序界面與角度不整合重合,并產(chǎn)生了被構(gòu)造加強(qiáng)了的層序界面類型(例如SQ1與SQ8的底界面)。其次,火山活動(dòng)也較明顯制約著層序的形成。有趣的是各體系域中的火山巖厚度的變化與海平面變化曲線十分相似(圖2)。這可能暗示火山作用與相對(duì)海平面升降有著內(nèi)在的成因聯(lián)系當(dāng)火山巖厚度增大或遞增時(shí),相對(duì)海平面下降;相反,當(dāng)火山巖厚度變小或遞減時(shí),相對(duì)海平面上升。如果火山巖厚度達(dá)到最大值時(shí),即火山活動(dòng)達(dá)到了高峰,例如SQ8層序中的情況,相對(duì)海平面下降到了最低點(diǎn)。從該區(qū)的實(shí)際情況看,當(dāng)擠壓應(yīng)力加強(qiáng)或俯沖加劇,弧火山作用強(qiáng)烈,產(chǎn)生大量的火山巖;相反,在擠壓應(yīng)力的松弛階段,火山活動(dòng)較弱,發(fā)生少量的火山巖。這樣弧火山作用增強(qiáng)時(shí),源自弧區(qū)的火山—沉積物補(bǔ)給更充分,同樣,火山活動(dòng)減弱時(shí),火山沉積補(bǔ)給也減少。應(yīng)力狀態(tài)與性質(zhì)的轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致地殼的抬升與沉降變化,如果綜合考慮火山與構(gòu)造相互作用的影響,上述火山作用與相對(duì)