西藏1:5萬德慶、岡吉、白朗、格達幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果

由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)調(diào)查研究院承擔(dān)的“西藏1:5萬德慶（H46E013003）、岡吉（H46E013004）、白朗（H46E013005）、格達（H46E013002）幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項目系岡底斯成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查計劃項目的工作項目，項目起止年限為2010~2012年，通過三年的艱苦工作，項目在地層、火山巖、侵入巖和構(gòu)造方面取得了較多成果。

1．對測區(qū)的典中組火山巖進行了沉積層序、采樣、LA-ICP-MS鋯石年代學(xué)、地球化學(xué)研究。通過剖面和路線樣品得到LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡69.1±2.4Ma、68.4±1.3Ma、67.1±1.6Ma、64.3±1.5Ma、65.5±2.5Ma、66.7±4.3Ma、68.7±3.1Ma、64.3±2.6Ma、66.9±3.7Ma共9個年齡，多屬晚白堊世Maastrichtian期，僅三件樣品顯示為古新世Danian期。侵位于典中組內(nèi)的巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為60.0±2.2Ma、57.4±1.9Ma和56.8±3.0Ma，說明馬鄉(xiāng)地區(qū)典中組火山巖形成時代為晚白堊世末期–古新世早期。地球化學(xué)特征表明，馬鄉(xiāng)地區(qū)典中組由中酸性火山巖組成，屬鈣堿性–高鉀鈣堿性巖石，顯偏鋁–過鋁質(zhì)特點，輕稀土富集，分餾明顯，重稀土虧損，分餾不明顯，具Eu負異常，微量元素與原始地幔相比，富集強不相容元素Rb、Th、U，具有明顯的高場強元素Nb-Ta谷和Ba、Sr、Ti谷特點。該火偏鋁–過鋁質(zhì)特點，輕稀土富集，分餾明顯，重稀土虧損，分餾不明顯，具Eu負異常，微量元素與原始地幔相比，富集強不相容元素Rb、Th、U，具有明顯的高場強元素Nb-Ta谷和Ba、Sr、Ti谷特點，該火山巖應(yīng)形成于新特提斯洋殼俯沖作用下的島弧環(huán)境–陸緣弧環(huán)境。

2．對林周地區(qū)強嘎鄉(xiāng)一帶帕那組火山巖進行了分析和研究，認為帕那組由一套英安巖、安山巖、流紋質(zhì)火山碎屑巖及相應(yīng)的熔結(jié)凝灰?guī)r等巖石組成，早期以噴溢–爆發(fā)為主，中期表現(xiàn)為大規(guī)模噴爆發(fā)，到中后期出現(xiàn)沉積間歇，晚期火山再次活動，但較中期火山活動明顯減弱，演變?yōu)殚g歇性的火山爆發(fā)為主體的火山活動。整個旋回包括3個次級旋回和18個韻律，帕那旋回中的火山活動反映出由早到晚的弱–強–間歇–較強的演化規(guī)律。獲得帕那組底部火山巖鋯石U-Pb年齡為51.27±0.45Ma，表明該火山巖形成時代為古近紀(jì)始新世早期。同時為林子宗群火山活動的帕那旋回的時限提供了新的年齡資料。巖石地球化學(xué)特征表明，帕那組火山巖屬高鉀鈣堿性和鉀玄巖系列，具過鋁質(zhì)–強過鋁質(zhì)特點，輕稀土富集，重稀土虧損，具中等負Eu異常，富集大離子親石元素（如Rb、Th、U），相對虧損高場強元素（如 Nb、Ti、Ta、Y 等），具有Nb、P、Ti、Ba負異常，總體特征反映了碰撞–后碰撞作用下加厚陸殼部分熔融的特征，同時，在（Y+Nb）-Rb和Hf-Rb/30-Ta×3構(gòu)造環(huán)境判別圖中，帕那組火山巖也落在后碰撞區(qū)域。綜上得出帕那組火山巖是加厚陸殼部分熔融形成的，是印–亞大陸后碰撞作用的產(chǎn)物。

3．對設(shè)興組地層進行了系統(tǒng)剖面測制和劃分，從下至上可劃分四個巖性段，并進行了系統(tǒng)孢粉樣品控制；在德慶鄉(xiāng)南的設(shè)興組第二段安山巖（PM002U-Pb81-1）夾層中測得其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為94.0±3.0Ma；在馬鄉(xiāng)西的設(shè)興組第四段，即馬鄉(xiāng)向斜核部發(fā)現(xiàn)一層安山巖夾層（PM004U-Pb2-1），其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為87.4±2.7Ma，初步將典中組與設(shè)興組間角度不整合年齡限制在86.1±4.6Ma和69.1±2.4Ma之間。

對林周縣春堆鄉(xiāng)尼隆崗?fù)戆讏资涝O(shè)興組二段進行了孢粉處理和鑒定，認為可以建立Schizaeceiosporites-Classopollis-Exesipollenites孢粉組合。這一孢粉組合與前人在西藏仲巴地區(qū)晚白堊世晚期帕達那組和曲貝亞組中建立的Classopollis-Exesipollenites-Cycadopites孢粉組合對比，Classopollis和Exesipollenites在中國最后的高含量產(chǎn)出是在晚白堊世，其組合時代大體應(yīng)為晚白堊世晚期，很可能是Santonian–Maastrichtian期。

4．對前人時代尚有爭議的卻桑溫泉組采集到大量雙殼化石，經(jīng)中國科學(xué)院南京古生物研究所文世宣鑒定后，產(chǎn)雙殼類：Corbula cf. attenua Lycett（似J2）、（Protocardia sp.?）（T-K）、Protocardia qinghaiensis wen（J2）、Protocardia stricklandi（Morris et Lycett）（J2）、Quenstedtia cloughtonensis Cox et Arkell（J2-3）、Protocardia stricklandi（Morris et Lycett）（J2）、Pteroperna decorata Reed（J2）、Oxytoma? sp.?（ T3-K2）、Pteroperna decorata Reed（J2）等，確定其時代為中侏羅世。

對原邱桑溫泉劃分的查曲浦組火山巖進行了年齡測定和巖石地球化學(xué)分析。根據(jù)LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡結(jié)果，PM023U-Pb25-1樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析數(shù)據(jù)加權(quán)平均值為64.6±1.9Ma，PM006U-Pb26-1樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析數(shù)據(jù)加權(quán)平均值為63.5±3.8Ma，數(shù)據(jù)顯示為典中組火山巖。巖石地球化學(xué)特征顯示該套火山巖屬鈣堿性–高鉀鈣堿性巖石，顯偏鋁–過鋁質(zhì)特點，輕稀土較富集，重稀土虧損，具Eu負異常，微量元素與原始地幔相比，富集強不相容元素Rb、Th、La、U、Nd，具有明顯的高場強元素Nb、Ta、 Sr負異常的特點。因此，火山巖應(yīng)形成于島弧環(huán)境–陸緣弧環(huán)境。與區(qū)域上典中組構(gòu)造環(huán)境一致。

結(jié)合下伏火山巖年齡測試結(jié)果為晚白堊世至古新世典中組火山巖，從而否定了查曲浦組火山巖和卻桑溫泉組與下伏地層之間的角度不整合接觸關(guān)系。

5．通過對堆龍德慶縣德慶鄉(xiāng)幫村實測剖面分析，基本確定了德慶一帶塔克那組帶火山巖的沉積序列，在德慶東一帶塔克那組下部為一套灰褐色沉集塊巖、灰綠色火山角礫巖、灰綠色凝灰?guī)r為主，夾灰黃色礫巖、砂巖、粉砂巖和頁巖等。上部為一套黃灰色石英砂巖、灰黃色粉砂巖、灰黃色頁巖為主，夾灰綠色凝灰?guī)r、深灰色圓笠蟲灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r。首次對塔克那組下部凝灰?guī)r和英安巖中測得LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年齡116.1±5.1Ma和111.4±3.1Ma。

對林周縣拉孜鄉(xiāng)塔克那組進行了剖面測制并采集一批古生物化石，經(jīng)鑒定主要有：Panopea xizangensis Wen（K1）、Astartoides cf. dingriensis Wen（K1）、 Pleuromya sp. （K）、Nototrigonia sp. （K1）、腕足類Reclithyris sp（K）、不規(guī)則海膽類Micraster sp. （K）。進一步佐證了塔克那組屬早白堊世。

6．對林周縣強嘎鄉(xiāng)年波村西始新世年波組進行了孢粉研究，依據(jù)各屬孢粉在各樣品中含量變化，可以建立Pinuspollenites-Quercoidites- Betulaepollenites孢粉組合帶。這可與西藏仲巴地區(qū)曲下組以及整個渤海灣盆地沙河街組三段孢粉組合特色相類似，即：孢粉組合中被子植物花粉的分異度和含量都很突出，占據(jù)組合的優(yōu)勢地位，其中以Qurcoidites、Ulmipollenites和Betulaepollenites含量最為突出。裸子植物花粉的主導(dǎo)分子為兩氣囊類，主要是Pinuspollenites，在前一組合繁盛的Exisepollenites、Classopollis和Schizaeceiosporites基本消失。蕨類孢子含量很低，類型少。將這一孢粉組合代表的地質(zhì)時代定為古新世–早始新世。

7．對羊八井盆地內(nèi)第四系地層進行了精細年代學(xué)測試和環(huán)境分析。ESR測試結(jié)果表明，PM018剖面ESR年齡為13.4±1.3萬年、7.2±0.7萬年， PM017剖面為29.7±3.0萬年、9.3±1.4萬年，時間為中更新世至晚更新世。對PM017進行了孢粉分析，由老到新可以建立三個孢粉組合帶。第一孢粉組合帶：以木本植物花粉為主，發(fā)育溫帶濕潤氣候的落葉闊葉櫟屬和樺屬花粉，其植被類型為闊葉林為主的森林草原植被，總體反映當(dāng)時氣候溫涼偏干。第二孢粉組合帶：陸生草本植物花粉含量急劇增加，并占主導(dǎo)地位，木本植物位退居第二，蕨類植物孢子和水生草本植物花粉含量極低，陸生草本植物花粉含量急劇增加，植被類型為荒漠–疏林草原植被，反映氣候溫涼干旱。第三孢粉組合帶：法蘭木本急劇增多，呈現(xiàn)出一種森林草原植被景觀，說明當(dāng)時氣候溫涼半濕潤。從剖面年齡分析，第一、第二孢粉帶相當(dāng)于倒二冰期，氣候較差，第三孢粉帶相當(dāng)于末次間冰期，氣候轉(zhuǎn)好。

8．建立了工作區(qū)巖漿演化序列。通過11個鋯石U-Pb年齡和地球化學(xué)測試資料，初步建立了工作區(qū)巖漿演化序列。侵入巖巖石地球化學(xué)結(jié)果顯示，白堊紀(jì)侵入巖在Hf-Rb-Ta構(gòu)造環(huán)境判別圖解上，落入火山弧區(qū)。在主量元素SiO2-TFeO/（TFeO+MgO）圖解中樣品落入島弧–大陸弧–大陸碰撞花崗巖區(qū)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，認為白堊紀(jì)侵入巖形成于火山弧環(huán)境，應(yīng)該為俯沖型花崗巖。古新世侵入巖在Hf-Rb/30-Ta*3圖中樣品落入火山弧花崗巖區(qū)，但是有向同碰撞花崗巖方向發(fā)展的趨勢，而在Hf-Rb/10-Ta*3圖中樣品落入碰撞花崗巖區(qū)，在Rb-Y-Nb圖中，樣品落入火山弧與同碰撞花崗巖的交界處，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景認為古新世侵入巖產(chǎn)生于同碰撞構(gòu)造環(huán)境背景下。

9．查明了測區(qū)地質(zhì)構(gòu)造格架及主要構(gòu)造形的基本特征，較合理地劃分了三級構(gòu)造單元，對測區(qū)不同構(gòu)造層的構(gòu)造變形樣式作了較系統(tǒng)研究。查明了米拉山口斷裂的空間展布和幾何結(jié)構(gòu)，并在測區(qū)內(nèi)新查明多條近東西向區(qū)域斷裂帶。基本查明了測區(qū)構(gòu)造變形樣式和構(gòu)造形態(tài)，研究表明自中二疊世以來該區(qū)經(jīng)歷了三期主要的構(gòu)造變形。第一期變形發(fā)生在燕山晚期，為近南北向擠壓體制下產(chǎn)生褶皺變形；第二期變形發(fā)生在喜山早–中期，以擠壓體制下形成大規(guī)模近EW走向逆沖斷層和推覆構(gòu)造為主；第三期變形為喜山晚期伸展機制下的正斷層活動，發(fā)育一系列SN走向正斷層系統(tǒng)和地塹構(gòu)造。其中第一期變形為測區(qū)主導(dǎo)構(gòu)造樣式，且褶皺構(gòu)造形態(tài)好、規(guī)模大。

10．測區(qū)主要的褶皺變形發(fā)生在燕山構(gòu)造層內(nèi)，變形強烈，褶皺兩翼緊閉，形態(tài)多樣，總體來說，在測區(qū)中部多發(fā)育直立褶皺，而北部和南部多發(fā)育倒轉(zhuǎn)褶皺和平臥褶皺，且北部褶皺軸面多北傾，南部褶皺軸面多南傾，總體上呈現(xiàn)為一個軸面近東西向的大規(guī)模扇形復(fù)向斜構(gòu)造；喜山構(gòu)造層褶皺變形不強，褶皺類型多為開闊寬緩褶皺，褶皺軸面近直立，轉(zhuǎn)折端為圓弧狀，兩翼交角較大，規(guī)模以大中型為主。從測區(qū)褶皺形成的機制上看，以淺表層次的縱彎褶皺作用為主，為近南北向擠壓體制下產(chǎn)生褶皺變形。

測區(qū)內(nèi)斷層多為淺表層次的脆性斷層，斷層方向以東西向和南北向為主，另外有少數(shù)北東向和北西向斷層。東西向斷層為逆斷層，斷層面多向北傾，傾角中等至較大，反映區(qū)域上南北向擠壓的主應(yīng)力狀態(tài)。北東向和北西向斷層以逆沖兼平移為主。南北向斷層多為正斷層，形成南北向展布的斷陷盆地。測區(qū)斷層發(fā)育時間較晚，除少數(shù)斷裂為燕山期發(fā)育外，其余多為喜馬拉雅構(gòu)造期發(fā)育，其中以南北向的正斷層發(fā)育最晚，為喜馬拉雅運動后期區(qū)內(nèi)伸展作用產(chǎn)物。