青藏高原南部申扎地區(qū)寒武紀(jì)地層的泛非運(yùn)動角度不整合

青藏高原南部申扎地區(qū)寒武紀(jì)地層的泛非運(yùn)動角度不整合

眾所周知，中國青藏高原南部（龍木措、雙湖、漢江縫合帶南部）沒有明確的寒武紀(jì)地層，也沒有發(fā)現(xiàn)精確、典型的“泛非運(yùn)動”山地組合。泛非事件的具體積累記錄一直是學(xué)術(shù)界不斷探索的科學(xué)問題。筆者等近期在申扎地區(qū)開展地質(zhì)調(diào)查的過程中,發(fā)現(xiàn)了寒武系及其與上覆奧陶系之間的角度不整合,這無疑是令人振奮的重要進(jìn)展,將進(jìn)一步完善人們對青藏高原及整個岡瓦納北緣泛非運(yùn)動的認(rèn)識?，F(xiàn)將野外觀察結(jié)果草擬成文做一報道。1優(yōu)雅的外觀野外共觀察了以下2條剖面。1.1巖石學(xué)和礦物學(xué)特征扎欠寒武系—奧陶系剖面是近期發(fā)現(xiàn)的,也是至今岡底斯地區(qū)發(fā)現(xiàn)的最為齊全和完整的寒武系剖面,構(gòu)成了一個單斜構(gòu)造。1∶25萬門巴區(qū)幅將這套地層定為石炭系永珠組(C1+2y),而將奧陶系底礫巖命名為索爾碎屑巖,時代為晚侏羅世—早白堊世。由于寒武系的樣品測試分析、剖面研究正在進(jìn)行,目前尚未建立巖石地層單位。寒武系:從上到下初步劃分為3段(圖1)。上段(∈c):鈣質(zhì)片巖段,位于剖面的北部,其上與泥盆系呈斷層接觸,其下與中段(變質(zhì)砂巖段)整合過渡。鈣質(zhì)片巖呈薄層狀,黃灰色,東西向膝折現(xiàn)象十分發(fā)育,后期疊加了南北向?qū)捑忨薨?。其原巖為薄層泥質(zhì)、砂質(zhì)灰?guī)r夾薄層鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖。變質(zhì)粉砂巖的下層面保存有重荷模。中段(∈b):變質(zhì)砂巖石英巖段,以中薄層變質(zhì)中細(xì)粒砂巖為主,灰黃色、灰綠色,見有較多的白色石英脈,多呈順層產(chǎn)出,少量斜交巖層,一般寬度5~20cm,最寬可達(dá)1.5~2.0m?？拷虏恳曰尹S色石英巖為主。下段(∈a):變流紋巖夾石英巖段,流紋巖呈灰色、灰黃色、灰白色與灰黑色相間條紋狀,流紋構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。流紋巖厚度變化較大,薄層僅厚幾十厘米,在5048高地單層厚度達(dá)數(shù)十米。流紋巖熔巖的顏色較深,流紋質(zhì)角礫巖、凝灰?guī)r的顏色較淺。流紋巖的夾層為石英巖,與中段為整合接觸關(guān)系。底部被奧陶系礫巖層角度不整合覆蓋。寒武系的時代依據(jù):(1)計文化等在扎扛變流紋巖中獲得501Ma±2Ma的鋯石U-Pb年齡,扎欠地區(qū)的變流紋巖與扎扛變流紋巖的巖性和變質(zhì)程度一致;(2)扎欠礫巖之上為灰綠色、灰色千枚巖和薄層狀粉砂巖、細(xì)砂巖等組成的復(fù)理石,相當(dāng)于扎扛剖面的早奧陶世扎扛組,向上為含頭足類化石的中奧陶世柯爾多組和晚奧陶世剛木桑組。而且與扎扛剖面的剖面結(jié)構(gòu)完全一致,扎欠礫巖(奧陶系底礫巖)之下的地層應(yīng)為寒武系;(3)寒武系的變質(zhì)程度明顯低于同一地區(qū)出露的念青唐古拉巖群,但是高于奧陶系。申扎扎欠剖面奧陶系底礫巖的特征:礫巖層角度不整合于寒武系下段之上(圖2-a),不整合面以下的巖層產(chǎn)狀北傾,角度為20~40°,奧陶系底礫巖產(chǎn)狀南傾,角度為40~50°,不整合面上下的巖層產(chǎn)狀以近90°的角度相交(圖1)。礫巖層厚度20~30m,礫石成分復(fù)雜,有灰綠色中粒變質(zhì)砂巖、石英巖、白色脈石英、灰黑色板巖,少量的變流紋巖、角礫狀流紋巖、鈣質(zhì)片巖、結(jié)晶灰?guī)r、花崗巖、白云母石英片巖等,礫石多呈次棱角狀—次渾圓狀,少數(shù)為棱角狀,脈石英礫石磨圓較好,變質(zhì)砂巖礫石磨圓較差,砂泥質(zhì)膠結(jié)(圖2-b、c)。礫石礫徑一般2~8cm,較大的礫石超過20cm。1.2流紋巖的時代及特征該剖面是吉林大學(xué)西藏科研隊2000年發(fā)現(xiàn)和實測的著名的“P2”扎扛剖面的底部,計文化等對扎扛剖面底部進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)了變流紋巖,獲得了501Ma±2Ma的鋯石U-Pb年齡(剖面詳見參考文獻(xiàn)),確定流紋巖的時代為寒武紀(jì)。申扎扎扛剖面奧陶系底礫巖的特征:礫巖層的厚度為0.6~1.0m,礫石的成分以變流紋巖為主,變流紋巖礫石占礫石總量的80%以上,其他礫石有脈石英、石英巖、變質(zhì)砂巖等,礫石礫徑(長軸)一般0.5~5cm,較大的礫石長度超過10cm,礫石多呈扁平狀,長短軸之比為1∶2~1∶5,長軸平行層面魚形排列,礫石磨圓較好,砂泥質(zhì)膠結(jié)(圖2-d)。礫巖向上變?yōu)殚L石石英砂巖并快速轉(zhuǎn)變?yōu)榍稁r和泥質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖的互層,構(gòu)成典型的復(fù)理石沉積序列,即1∶25萬申扎縣幅新建的扎扛組(O1z)。礫巖層與下伏的寒武系變流紋巖、流紋質(zhì)千枚巖、板巖等呈約20°傾向角度差,局部甚至沒有明顯的角度關(guān)系。2西藏奧陶系青藏高原的寒武系僅出露于喜馬拉雅山南坡的巴基斯坦鹽嶺、印度西姆拉—索里山到尼泊爾加德滿都一線,沒有反映出“泛非運(yùn)動”的跡象。岡瓦納北緣統(tǒng)一變質(zhì)基底與沉積蓋層的關(guān)系一直未能搞清,“泛非運(yùn)動”問題和基底與沉積蓋層的關(guān)系成了青藏高原構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的關(guān)鍵科學(xué)問題。國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為“泛非運(yùn)動”在喜馬拉雅地區(qū)應(yīng)該表現(xiàn)在變質(zhì)基底與沉積蓋層之間,但是兩者之間被后期形成的韌性剪切帶所分隔,幾十年來從未發(fā)現(xiàn)可以確認(rèn)泛非事件的、未被后期改造的經(jīng)典角度不整合關(guān)系。西藏聶拉木地區(qū)奧陶系底礫巖、康馬地區(qū)奧陶系和不整合發(fā)現(xiàn)后,人們逐漸把研究的重點轉(zhuǎn)向西藏喜馬拉雅地區(qū),獲得大量泛非—早古生代造山事件的年齡記錄。以往在尋找“泛非運(yùn)動”的證據(jù)時,國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家把目光集中在喜馬拉雅及其以南地區(qū)[4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。北喜馬拉雅和康馬地區(qū)奧陶紀(jì)底礫巖的發(fā)現(xiàn),使人們進(jìn)一步聯(lián)系到印度和尼泊爾喜馬拉雅地區(qū)奧陶紀(jì)礫巖的性質(zhì)。在北西喜馬拉雅,中奧陶世礫巖角度不整合于變質(zhì)的沉積巖之上,在中尼泊爾加德滿都等地,奧陶紀(jì)礫巖和長石砂巖是造山作用的記錄,尼泊爾西部的KoraiKholaf地區(qū)下奧陶統(tǒng)Damgad組長石砂巖之下有30m厚的底礫巖不整合于前奧陶系之上,礫石直徑達(dá)到40cm,庫蒙地區(qū)的Ralam礫巖都應(yīng)是奧陶系沉積蓋層的底礫巖。岡底斯地區(qū)的泛非運(yùn)動界面早在10年前就有線索,但沒有引起重視。2009年計文化等報道了申扎扎扛寒武紀(jì)變流紋巖的定年成果,這是一個十分重要的發(fā)現(xiàn),已經(jīng)認(rèn)識到岡底斯構(gòu)造帶寒武系并非是局部現(xiàn)象,而很可能有一定的分布范圍,但仍未涉及不整合的揭示。3本界面的價值(1)在遠(yuǎn)離造山帶前緣的岡底斯地區(qū),泛非運(yùn)動的記錄保存很好,為研究泛非運(yùn)動提供了良好的剖面。申扎地區(qū)保存有目前青藏高原及周邊唯一的下奧陶統(tǒng)與寒武系角度不整合的“泛非運(yùn)動”界面,對研究青藏高原及鄰區(qū)“泛非運(yùn)動”具有重要的科學(xué)價值。(2)根據(jù)簡單分析與對比,盡管奧陶系底礫巖成分各地有差異,下伏地質(zhì)體的時代與性質(zhì)可能差異很大,但是印度大陸北緣“泛非運(yùn)動”的結(jié)束時間基本是同期的,為早奧陶世—中