楊繼友，秦　松，張　偉，尼瑪次仁

（1. 四川省地礦局402地質(zhì)隊(duì)，成都 611730；2. 四川省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，成都 610213；3. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059；4. 西藏地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)，拉薩 851400）

岡底斯帶東段色日絨岡瓦納相冰海雜礫巖特征

楊繼友1，秦松2，3，張偉2，尼瑪次仁4

（1. 四川省地礦局402地質(zhì)隊(duì)，成都 611730；2. 四川省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，成都 610213；3. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059；4. 西藏地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)，拉薩 851400）

色日絨地區(qū)冰海雜礫巖產(chǎn)于砂泥質(zhì)為主的陸緣碎屑巖段中，累積出露厚度325m，沉積于淺海環(huán)境。該段頂部化石生物組合指示其沉積于早二疊世阿丁斯克期的冷水型海洋環(huán)境。巖層地質(zhì)構(gòu)造特征，與同層位產(chǎn)出的冷水型生物群為冰海雜礫巖的成因提供了證據(jù)，指示其形成于冰川作用下，由冰筏搬運(yùn)的海相沉積。通過(guò)收集資料對(duì)比，確定其在近似冰期南半球15°~35°的古緯度范圍內(nèi)，環(huán)境平均水溫0～10℃。在陸內(nèi)裂谷或被動(dòng)陸緣裂谷形成的廣闊島塊、谷槽相間的構(gòu)造古地理格局下，冰筏攜帶基底礫石，在赤道洋流作用等因素影響下，在消融以后，下落至色日絨地區(qū)淺海環(huán)境中，與砂泥質(zhì)、砂質(zhì)基質(zhì)一同沉積形成冰海雜礫巖層。

冰海雜礫巖；岡瓦納相；沉積環(huán)境；色日絨

岡瓦納相地層具有三要素：冷水動(dòng)物群、舌羊齒植物群、冰海雜礫巖，其沉積性質(zhì)及特征在古地理分區(qū)和構(gòu)造上是劃分南北大陸、特別是北部邊界的重要依據(jù)[1-6]。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)岡瓦納大陸的北部界線不同學(xué)者有著不同的認(rèn)識(shí)：①以印度河—雅魯藏布江縫合帶為界[7-8]；②以班公湖—怒江縫合帶為界[3,5，9-13]；③以喀喇昆侖南坡—龍木—查?！p湖—八宿—雙江縫合帶為界[14-22]；④是一漸變的界限，喀喇昆侖南坡—龍木錯(cuò)—查桑—雙湖—八宿—雙江縫合帶可視為冰期時(shí)岡瓦納特提斯與勞亞特提斯的一條生物一巖相分界線過(guò)渡帶，它代表岡瓦納的北界，但隨著時(shí)間推移而向南退縮[23,24]。但其沉積相特征基本存在三要素：冰海雜礫巖、冷水動(dòng)物群、舌羊齒植物群是大家的共識(shí)。對(duì)于其南北界限本文只引用以往學(xué)者的觀點(diǎn)，不再深入討論；但冰海雜礫巖作為岡瓦納相地層的重要組成部分，本文就其沉積特征、古構(gòu)造控制條件、古地理、古氣候控制條件進(jìn)行綜合分析，擬為岡瓦納相的沉積環(huán)境研究提供依據(jù)。

圖1　西藏色日絨地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及剖面位置[（a）圖[25,26]]

圖2　色日絨郎弄來(lái)姑組三段實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面圖

1 區(qū)域地質(zhì)背景

色日絨地區(qū)位于林周縣唐古鄉(xiāng)—嘉黎縣措多鄉(xiāng)一帶，距林周縣97km；大地構(gòu)造上位于岡底斯帶的隆格爾—念青唐古拉復(fù)合火山巖漿弧，也稱之為岡底斯弧背斷隆帶。島弧基底巖系主要為念青唐古拉群（Ano或Pt2-Pt3）、石炭—二疊系沉積地層，色日絨地區(qū)沉積了較為典型的石炭—二疊系來(lái)姑組地層（圖1）。

據(jù)剖面測(cè)制資料，來(lái)姑組主要為一套輕微變質(zhì)的陸源碎屑巖，但夾有碳酸鹽巖條帶或透鏡體。根據(jù)碎屑顆粒成分的變化，將來(lái)姑組分為三個(gè)巖性段，由一、二、三段組成，分別為：一段砂質(zhì)板巖夾長(zhǎng)石石英砂巖、砂質(zhì)條帶狀大理巖；二段千枚狀板巖、千枚巖；三段冰海雜礫巖、砂質(zhì)板巖互層，并夾透鏡狀碳酸鹽巖條帶。本文就其特殊的巖性段—三段冰海雜礫巖及上下層位的巖石學(xué)特征、構(gòu)造控制條件、古地理、古氣候控制條件展開綜合分析，探討了岡瓦納相的沉積環(huán)境。

2 巖石學(xué)特征

在嘉黎縣色日絨郎弄一帶測(cè)制了來(lái)姑組冰海雜礫巖剖面（即來(lái)姑組三段巖石剖面），地層厚約785m（圖2、圖3）：

（未見頂）

洛巴堆組上部

10. 灰白色生物碎屑灰?guī)r，重結(jié)晶現(xiàn)象明顯；產(chǎn)大量的生物碎屑，含量約為20%～25%；產(chǎn)苔蘚蟲化石：Fistuliramus bifidus Yang et Hsia, Maychella sp.; 腕足類化石：Cleiothyridina roissyi（Eeville）等。35m來(lái)姑組三段

9. 變質(zhì)細(xì)-粉砂巖夾碳酸鹽巖透鏡體，兩者比例約7∶1。變質(zhì)砂巖層理面見波痕，頂部見交錯(cuò)層理；碳酸鹽巖透鏡體厚0.1~0.4m，產(chǎn)苔蘚蟲化石Fenestella cf. tenox Ulrich, Fenestella elusa Reed等。60m

8. 砂質(zhì)板巖與冰海雜礫巖互層，兩者比例約8∶1。冰海雜礫巖基質(zhì)為砂質(zhì)、粉砂質(zhì)物，礫石成分復(fù)雜。層中產(chǎn)苔蘚蟲化石：Fenestella cf. tenox Ulrich, Fenestella elusa Reed等。 95m

7. 灰色千枚狀板巖。 88m

6. 冰海雜礫巖，礫石粒徑2～150mm，成分為花崗巖、砂巖、板巖等；另可見少量板巖夾層；兩者比例約12∶1。 69m

5. 灰色千枚狀板巖夾冰海雜礫巖，兩者比例約15∶1。冰海雜礫巖沉積呈條帶狀、透鏡狀分布，厚約0.3~1.5m。 48m

4. 深灰色變質(zhì)細(xì)-粉砂巖，為細(xì)砂～粉砂質(zhì)，含量約90%；該層水平層理較為發(fā)育。 21m

3. 灰色千枚狀板巖夾冰海雜礫巖，兩者比例約12∶1。冰海雜礫巖呈條帶狀，礫石成分復(fù)雜，含量約15%。 92m

2. 冰海雜礫巖，礫石含量較少，礫徑2~100mm，含量約10%，顯墜石結(jié)構(gòu)，落石刺穿層理，礫石上下的砂泥質(zhì)巖類的紋層具有頂凸下?lián)系默F(xiàn)象，礫石壓裂面常見。另可見板巖夾層，兩者比例約10∶1。 224m來(lái)姑組二段

1. 灰色砂質(zhì)板巖。 53m

（未見底）

由上可見，來(lái)姑組三段主要巖石組合為冰海雜礫巖、粉砂質(zhì)/砂質(zhì)板巖、千枚巖夾冰海雜礫巖、砂巖夾碳酸鹽巖條帶等，其中冰海雜礫巖累積厚約325m，上、下均為粉砂質(zhì)、砂泥質(zhì)巖類，砂泥質(zhì)巖石中水平層理常見。經(jīng)薄片鑒定：上下巖層砂泥質(zhì)含量高，一般在80%~85%左右，礫石含量較少，約10%~15%。這樣的沉積特征顯示該段大部分巖層是遠(yuǎn)離海岸線，形成于浪基面之下的寧?kù)o水體環(huán)境，以粉砂質(zhì)、砂泥質(zhì)沉積為主的淺海環(huán)境；直至頂部砂巖及透鏡狀碳酸鹽巖的出現(xiàn)，腕足及苔蘚蟲等生物化石豐富，并見波痕及交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造，其沉積環(huán)境才有所變淺，但仍處于淺海的環(huán)境（局部淺灘）（圖3）。

圖3　色日絨郎弄來(lái)姑組三段實(shí)測(cè)剖面柱狀圖

此套巖石中雜礫巖的礫石粒徑大小約2~150mm；礫石雜亂無(wú)序分布于砂泥質(zhì)基質(zhì)中，分選性差或無(wú)分選性，呈棱角狀、次棱角狀（圖4a）。巖層雖然經(jīng)歷了較為強(qiáng)烈的變形，但在巖石中仍可見墜石結(jié)構(gòu)（圖4b、c）及礫石壓裂面（圖4d）。礫石成分復(fù)雜，有石英砂巖、脈石英、花崗巖、灰?guī)r、大理巖、安山巖、玄武巖等。另在同層位的改則縣扎布區(qū)（西藏羌塘南部）、滇西以及中南半島（早二疊世）等地區(qū)，也大量出現(xiàn)冰海雜礫巖，礫石表面見冰川擦痕和壓坑等現(xiàn)象。上述的特征均證明了冰海雜礫巖的礫石是冰川作用的產(chǎn)物：墜石結(jié)構(gòu)是礫石經(jīng)冰筏搬運(yùn)，冰筏消融后墜落在已形成的砂泥質(zhì)基質(zhì)中而形成的刺穿層理的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為較大的礫石刺穿下部沉積物的層理，又為后續(xù)的沉積所覆蓋；礫石壓裂面為冰川作用、搬運(yùn)的結(jié)果。

本次1∶5萬(wàn)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查及1∶25萬(wàn)門巴幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作[27]，在來(lái)姑組三段頂部共鑒定出苔蘚蟲：Fenestella cf. tenox Ulrich，F(xiàn)enestella elusa Reed，F(xiàn)enestella pulcherrima Sch.-Nest.，F(xiàn). microretiformis Sch.-Nest.，Strelelascopara angustimarginalis Hsia；珊瑚：? Amplesocarinia sp.；腕足：Spiriferella rajah（Salter）；通過(guò)與模式標(biāo)本產(chǎn)出層位及臨區(qū)生物組合類型特征對(duì)比，指示此段巖層沉積于早二疊世阿丁斯克期的冷水型海洋環(huán)境[2,5,6,13,19,24]。該段的生物群組合特征也印證了來(lái)姑組三段冰海雜礫巖形成于冰川作用影響下的冰海環(huán)境，為岡瓦納相地層的典型代表。

圖4　色日絨地區(qū)冰海雜礫巖沉積特征照片及素描

圖5　岡瓦納大陸冰海雜礫巖理想成因圖[16]

圖6　晚石炭世—早二疊世主要陸塊的位置及生物分布[2]

3 古構(gòu)造控制條件

冰海雜礫巖的分布范圍大體上代表著岡瓦納裙邊海的范圍，也是岡瓦納巖系最顯著的標(biāo)志[17]，它包含著重要的構(gòu)造信息。經(jīng)過(guò)對(duì)剖面中化石的鑒定與對(duì)比，表明含冰海雜礫巖段沉積于早二疊世阿丁斯克期。在這個(gè)時(shí)期，岡底斯帶與喜馬拉雅帶已開始發(fā)生分解，總體呈現(xiàn)出“北臺(tái)南盆，東坳西隆”的構(gòu)造格局[25]。研究區(qū)即位于陸內(nèi)裂谷或被動(dòng)陸緣裂谷形成的廣闊島塊、谷槽相間的構(gòu)造古地理格局下，這樣的構(gòu)造環(huán)境控制了冰海雜礫巖礫石來(lái)源。

經(jīng)綜合分析表明，冰海雜礫巖在岡瓦納大陸邊緣廣泛分布，并存在著北厚南薄的現(xiàn)象：喀喇昆侖（日土多瑪）至岡底斯區(qū)（色日絨）再到喜馬拉雅區(qū)（定日），冰海雜礫巖的厚度從500~1000m變化至300m再變化不足1m[23]。根據(jù)冰海雜礫巖的成因，本文對(duì)此做出了較為合理的解釋：冰筏攜帶基底礫石，在古氣候、赤道洋流作用等因素影響下，由南向北，向低緯度地區(qū)加快融解，從而形成了南薄北厚的冰海雜礫巖沉積現(xiàn)象（圖5）。

4 古地理、古氣候條件

前文已述，冰海雜礫巖為冰川呈消融狀態(tài)下，冰筏搬運(yùn)沉積的產(chǎn)物，與之相伴生的冷水生物群也輔證了這樣一個(gè)寒冷的氣候條件。那么色日絨地區(qū)冰海雜礫巖的出現(xiàn)也應(yīng)具備這樣必不可少的古地理、古氣候條件。大量的研究證明：早二疊世是地史上最冷的時(shí)期，古水溫要比現(xiàn)代海洋低得多，熱帶與亞熱帶必然比現(xiàn)代范圍小得多。雖然目前國(guó)內(nèi)外對(duì)青藏高原古地磁和古溫度研究數(shù)據(jù)不多，但在晚石炭世—早二疊世時(shí)期岡瓦納大陸位于南半球中—高緯度區(qū)域是確定的（圖6）[10,28-30]。用生物地理單元反映出的古緯度可用于判定有關(guān)陸塊的大體位置；但古地磁數(shù)據(jù)反映出的古緯度更為可靠。本文借用以往學(xué)者的各項(xiàng)古地磁、古溫度數(shù)據(jù)（表1）：早二疊世，在澳大利亞南部產(chǎn)Eurydesma的冰海雜礫巖獲得了古水溫7.7℃的氧同位素測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)[31]；早石炭世，喜馬拉雅位于29.7°的古緯度區(qū)域[32]；早二疊世，申扎位于23.2°的古緯度區(qū)域[33]；早二疊世，羌塘位于16.5°的古緯度區(qū)域[34]；早二疊世，騰沖、保山地區(qū)古水溫度為0~10℃，且位于30°的古緯度區(qū)域[35]。

本文借用當(dāng)今的水溫帶，將早二疊世西藏的古溫度、古緯度與之進(jìn)行對(duì)比（表2）。根據(jù)收集的各古緯度、古溫度數(shù)據(jù)資料（表1），即可較為準(zhǔn)確的推斷色日絨地區(qū)當(dāng)時(shí)的古溫度及古氣候條件：早二疊世岡底斯地區(qū)位于寒溫帶—暖溫帶，近似冰期南半球15°~35°的古緯度范圍，平均水溫0~10℃的環(huán)境。

在這樣的古氣候、古地理?xiàng)l件下，造就了冰海雜礫巖的沉積模式：早二疊世岡底斯東段伸展、裂解，在陸內(nèi)裂谷或被動(dòng)陸緣裂谷環(huán)境下，形成廣闊的島塊、谷槽相間的構(gòu)造古地理格局。在赤道洋流的作用下，冰筏攜帶大量的礫石廣泛分布，但同時(shí)也限制了礫石來(lái)源的就地性；在消融以后，沉落至色日絨地區(qū)淺海環(huán)境中，與砂泥質(zhì)、砂質(zhì)基質(zhì)一同沉積成巖，在多條件的控制下形成了如今剖面中所見的冰海雜礫巖。

表1　石炭—二疊紀(jì)時(shí)期岡瓦納大陸各地古溫度、古地磁數(shù)據(jù)

表2　各氣候帶平均水溫與近似緯度對(duì)照表[36]

5 結(jié)論

1）來(lái)姑組三段沉積環(huán)境為淺海相，層位中的墜石結(jié)構(gòu)、壓裂面以及與其同層位產(chǎn)出的冷水型生物群為冰海雜礫巖的確定提供了有力的證據(jù)，并指示其形成于冰川作用下，由冰筏搬運(yùn)的海相沉積。該地區(qū)冰海雜礫巖的沉積及冷水型生物群的出現(xiàn)均體現(xiàn)了岡瓦納相地層寒冷的沉積環(huán)境。

2）通過(guò)資料綜合收集、對(duì)比，確定了冰海雜礫巖在近似冰期南半球15°~35°的古緯度范圍內(nèi)，平均水溫0~10℃的環(huán)境下，在陸內(nèi)裂谷或被動(dòng)陸緣裂谷形成的廣闊島塊、谷槽相間的構(gòu)造古地理格局下形成。

3）根據(jù)色日絨地區(qū)古構(gòu)造位置及古地理特征，大致總結(jié)出了該地區(qū)岡瓦納相冰海雜礫巖的成因模式：早二疊世岡底斯東段伸展、裂解，在陸內(nèi)裂谷或被動(dòng)陸緣裂谷環(huán)境下，形成廣闊的島塊、谷槽相間的構(gòu)造古地理格局。在赤道洋流的作用下，冰筏攜帶大量的礫石廣泛分布，但同時(shí)也限制了礫石來(lái)源的就地性；在消融以后，下落至色日絨地區(qū)淺海環(huán)境中，與砂泥質(zhì)、砂質(zhì)基質(zhì)一同沉積成巖，在多條件的控制下形成了如今剖面中所見的冰海雜礫巖。

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Glacial-Marine Diamictite of Gondwana Facies in the Sêbrong, East Gangdisê

YANG Ji-you1QIN Song2,3ZHANG Wei2NI Ma-ciren4
(1-No. 402 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611730; 2-Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213; 3-College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059; 4-No. 2 Geological Party, Tibet Bureau of Geology and Mineral Resources, Lhasa 851400)

Glacial-marine diamictite with a total thickness of 325 m in the Sêbrong, East Gangdisê occurs in terrigenous clastic rock. The petrology and sedimentary characteristics indicate a coastal-neritic environment. Fossil assemblage indicates the cold water environment in Early Permian Artinskian. These show that the glacial-marine diamictite was formed by glaciations in an intracontinental rift environment with an average temperature of 0-10℃ and within paleolatitude of 15o-35o S.

Sêbrong area; Early Permian; Gondwana facies; glacial-marine diamictite; sedimentary environment

P588.2

A

1006-0995（2016）02-0195-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.004

2015-07-16

楊繼友（1956—），男，四川成都人，高級(jí)工程師，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及管理工作