大陆碰撞与特提斯洋消亡的沉积响应-2018年项目进展

发布时间:2018-12-24 放大 缩小

项目名称:大陆碰撞与特提斯洋消亡的沉积响应 

2018年研究进展报告

 

2018年是项目开展的第一年,按项目计划书开展工作,进展顺利。今年以来,先后开展了法国阿尔卑斯、伊朗、西藏喜马拉雅、班公-怒江带等地区的野外工作,取得了一些野外新发现。简单汇报如下:

 

1 法国阿尔卑斯野外工作

2018629-79日期间,胡修棉、梁文栋及合作者E. GarzantiM. MulsaGiovanni  Coletti博士对法国AnnotBarreme盆地、Piera Cava盆地、Altime Alps以及意大利阿尔卑斯东北部对白垩纪-古近纪地层和沉积进行了考察,涉及古近纪Nummulitic limestone, Marres Bleues, Annot Santstones以及白垩纪Bordighera组、渐新世早期Clumanc Conglomerato砾岩等。系统采集了碳酸盐微相和碎屑岩物源分析的样品。查明了这些地层沉积构造,基本确定了沉积环境的研究。目前,样品已经抵达中国,正在进一步磨制薄片,进行初步的矿物分离等试验。

 

2 伊朗野外工作

2018910-30日赴伊朗开展野外工作(图1)。研究区位于伊朗西南-南部(扎格罗斯造山带)KermanshahLorestanKhuzestanFars等地区。共计实测剖面8条,涉及地层自中-上白垩系Garau组、Sarvak组、Ilam组、Gurpi组,以及古近系-新近系Amiran组、Padheh组、Asmari组、Gachsaran组、Mishan组和Agha Jari组。通过初步野外勘查,这些连续的上白垩统-新近系沉积地层主体上呈现深海远洋灰岩到浅海相富含大量底栖大有孔虫生物屑灰岩演化,至中新世早时期,扎格罗斯带西南部仍然以泥灰岩沉积为主,而南部逐渐出现陆源碎屑岩沉积(Razak组)。至中新世晚期,整个扎格罗斯区域基本转变为陆相沉积为主(Agha Jari组)。这些连续的沉积地层完整地记录了新特提斯洋在中部区域的关闭过程。基于本次野外勘查,后续将对本次采集各类样品数据进行室内分析,进而为新特提斯洋的演化、以及东、中、西特提斯对比提供新的地质资料。

 

 

1 伊朗沉积学野外工作

(a). Savak组远观照;(b). Gurpi组内部层状灰岩与泥灰岩互层;(c). Padheh组与上覆Asmari组界限;(d). Amiran组内生物介壳灰岩;(e). Agha Jari组砂泥岩互层;(f).顶部Agha Jari组与Bathyari组砾岩整合接触界限。

 

 

3 西藏喜马拉雅野外工作

本年度野外地质调查与英国阿伯丁大学Ben Kneller教授、Victoria Valdez-Buso博士联合开展,针对雅江缝合带内深水地层进行了详细的沉积学工作(图2)。

本次工作围绕亚洲南缘日喀则弧前盆地内的昂仁组在日喀则—拉孜之间布置了多条剖面,调查了昂仁组垂向上的沉积演化及侧向上的差异,并选取卡堆剖面、吉定剖面等典型代表进行了详细的实测工作。野外工作表明,昂仁组北翼底部与恰布林组断层接触,受到强烈的挤压作用,褶皱、断层较为发育,可识别出多个由含砾砂岩向上演变为泥岩至泥灰岩、灰岩的序列。南翼受到的后期构造影响较弱,与冲堆组整合接触或与柳区砾岩断层接触,可见四个旋回:块状砾岩快速过渡为薄层砂岩与页岩互层,分别代表了浊流体系中的水道及水下堤岸沉积;向上为中厚层砂岩与页岩互层,可能是叶状体沉积;顶部为泥岩、泥灰岩、灰岩偶夹少量砂岩,为浊流远端至远洋沉积的产物。这一沉积旋回代表了陆源碎屑物质的大量输入至逐渐消失的过程,其机制初步推测存在以下两种可能:1. 冈底斯岩浆弧周期性的火山活动;2. 海平面变化引起物源区侵蚀作用周期性改变。后续拟通过详细的年代学和物源工作加以验证。

此外,课题组在萨嘎地区木巴拉剖面开展了系统的沉积学、年代学和物源分析工作。该剖面记录了印度被动大陆边缘向同碰撞盆地的转变,物源区由印度大陆变为亚洲大陆,年代学工作表明物源改变的时间为61 Ma,表明印度亚洲大陆初始碰撞不晚于61 Ma

 

 

2 雅江缝合带内深水地层的沉积学工作

(a).日喀则弧前盆地南翼远观照(吉定剖面);(b).斜坡相突变为海底扇水道相(卡堆剖面);(c).海底扇水道砾岩(卡堆剖面);(d).海底扇水下堤岸相和决口扇相(拉孜剖面);(e).海底扇叶状体相(吉定剖面);(f).背景沉积,钙质页岩与透镜状灰岩互层(吉定剖面);(g).课题组成员与合作者野外讨论

 

4 班怒带野外工作

本年度着重开展拉萨地体白垩纪中期、北羌塘地体侏罗系地层的沉积学工作、以及班怒带木嘎岗日群混杂岩、早白垩世花岗岩的低温热年代学工作(图3)。

 

 

3 班怒带沿线沉积学野外工作

(a).北羌塘中侏罗世夏里组与索瓦组整合接触,温泉剖面;(b).以典型的沉积混杂形式存在的木嘎岗日群,日土县东;(c).北羌塘中侏罗世布曲组与夏里组整合接触,雁石坪剖面;(d).北羌塘中侏罗世雀莫错组与布曲组整合基础,温泉剖面;(e).北拉萨白垩系中期多尼组与郎山组整合接触,革吉剖面;(f).北拉萨白垩系中期见郎山组和多尼组的整合接触关系,雄梅剖面;(g).北拉萨白垩系中期多尼组与郎山组呈明显的整合接触关系,措勤郭龙剖面。

 

1)以前的工作认识到,北拉萨地体郎山组的出现是海侵的产物,但海侵的具体过程尚不清楚,因此今年野外聚焦于该问题调查郎山组与下伏地层接触关系。野外调查结果表明,自西向东郎山组与下伏多尼组均为沉积整合接触,但下伏多尼组沉积环境横向差异较大。在西部革吉地区多尼组底部为河流相沉积环境,向上变为浅海相沉积环境,表明海侵发生在多尼组中部。中部措勤地区多尼组为陆相沉积,顶部出现海相灰岩夹粉砂岩页岩沉积,表明海侵发生在多尼组顶部。东部申扎地区,郎山组直接覆盖在多尼组陆相火山岩之上,表明海侵发生在郎山组底部。据此野外观察,发现该次海侵事件是由西向东逐步进行的。

2)为了建立北羌塘侏罗-白垩纪的地层格架,以具有代表性的北羌塘东部雁石坪-温泉为研究区,初步厘清了侏罗纪各地层单元的接触关系,并实测4条剖面。野外工作发现,以“三砂夹两灰”为特征的北羌塘侏罗纪各地层之间均为整合接触关系,地层旋回性特征显著,碎屑岩的沉积特征以三角洲、潮坪相为主,碳酸盐沉积特征以潮坪、碳酸盐台地相为主。区域上从北部沱沱河地区一直到南部109道班,沉积相差异不大。认为北羌塘侏罗纪时期区域构造背景较为稳定,全球海平面变化可能是引发北羌塘侏罗纪显著的沉积旋回特征与沉积环境变化的主要因素。

3) 为了厘清拉萨-羌塘碰撞对高原早期隆升的影响,沿着班怒带西部改则-日土一线,系统的针对班怒带内部及南羌塘地体上早白垩世的花岗岩基以及木嘎刚日群混杂岩进行采样,试图采用低温热年代学的方法限定南羌塘地体的隆升时间与隆升机制。

 

 

 

附:

重点基金(项目号:91755209)目前资助的已发表或已投稿期刊论文:

 

Ma, A., Hu, X., Kapp, P., Han, Z., Lai, W., BouDagher-Fadel, M., 2018. The disappearance of a Late Jurassic remnant sea in the southern Qiangtang Block (Shamuluo Formation, Najiangco area): Implications for the tectonic uplift of central Tibet. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 506, 30-47.

 

Ma, A., Hu, X., 2018. Reply to Comment by W.Y. Chen et al. Reply to the comment by Chen et al. on “Sedimentary and Tectonic Evolution of the Southern Qiangtang Basin: Implications for the Lhasa–Qiangtang Collision Timing”. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 123, 2.

 

Sun, G., Hu, X., Xu, Y., BouDagher-Fadel, M., 2018. Discovery of Middle Jurassic trench deposits in the Bangong-Nujiang suture zone: implications for the timing of Lhasa-Qiangtang initial collision. Tectonophysics, in revision.

 

Lai, W., Hu, X., Garzati, E., Sun, G., Garzione, C., Boudagher-Fadel, M., Ma, A., 2018. Initial growth of the Northern Lhasaplano in the early late Cretaceous (92 Ma). Geological Society of America Bulletin, under review.