西藏罗仓地区晚石炭世拉嘎组物源及构造环境

饶世成，杨晨梦



西藏罗仓地区晚石炭世拉嘎组物源及构造环境

饶世成1，杨晨梦2

（1. 成都理工大学 地球科学学院，成都 610059；2. 中国科学院大学，北京 100049）

拉嘎组发育于拉萨地块中部，细碎屑岩基底上发育的一套粗碎屑岩，岩性主要为砂岩、杂砂岩，偶见冰碛物。通过研究了冈底斯西段措勤盆地南缘拉嘎组岩石物源及构造环境、地球化学特征表明，罗仓地区晚石炭世拉嘎组的沉积构造背景处于由被动大陆边缘向主动大陆转化的初级阶段，其物质来源为上地壳。

拉嘎组；物源；构造环境；罗仓地区

罗仓地区晚石炭拉嘎组地层是处于晚古生代冰期冈瓦那陆缘裂解背景下的沉积产物，主要沉积发育于冈底斯中西部[1,2,3,4]。至今为止，拉嘎组地层研究程度较低，其成因争议颇多。早期研究中，学者大多认为杂砾岩可能属水下滨岸的重力流沉积[4]。随着研究的深入，纪占胜等[5,6]把其归于“冰海相沉积”。近年来李晓勇、张予杰等[7,8]认为其具冰海相和水下块体重力流的复合（双重）性质。至目前，其成果现尚无较为统一的认识。

1 晚石炭世拉嘎组岩性特征

研究区晚石炭世拉嘎组岩性以砂砾岩、硅质岩、变泥质粉砂岩为主。砂岩或砾石磨圆程度一般，分选较好，层状产出。研究区拉嘎组出露范围较广，近东西向带状展布。岩石具轻度变质，岩性组合面貌与层型剖面总体特征极大相似。显微观察中砂岩普遍具有変晶结构和变余砂状结构，主要矿物为石英，可见少量长石（0~10%）（图1-f），少量海绿石、黄铁矿和微量的云母等矿物。砂屑以石英为主（80%~85%），其次为岩屑（0~40%）（图1-c），次棱状-次圆角状为主。砂岩杂基含量较高（13%~20%），为杂基胶结，杂基以泥质为主（图1-a；图1-b），分选性较差。此外镜下观察中可见岩石受后期构造作用影响，出现水平裂隙（图1-b）。大量裂隙呈条状，相互之间近于平行，并且可见部分石英颗粒被裂隙破坏。结合区域背景，岩石受可能受冰川作用下同时期应力影响导致裂隙。另外，可见部分石英具有多晶颗粒的现象（如图1-e）。晚石炭世拉嘎组砂岩中砂屑均以石英颗粒为主且部分石英颗粒具有波状消光和变形纹的特征（图1-d，1-e）。反映了岩石遭受了成岩后的剪切作用[8]，显示碎屑物可能来自于陆缘（图1-d）。

图 1 罗仓地区拉嘎组岩石类型

a-拉嘎组泥质砂岩；b-成岩同时期的显微裂隙；c-岩屑颗粒形态；d-石英颗粒呈波状消光；e-石英的多晶颗粒；f-长石颗粒；

由野外实地观察，拉嘎组砂岩颜色变化较频繁大致以灰黑色-黄褐色交替出现，表明该区的沉积环境及构造条件在不断发生变化，海平面变化较大。结合赵兵、张予杰等人的研究成果可知[7,8,9]，该时期措勤盆地基底开始形成，晚石炭至早二叠时期盆地南部出现了一些裂谷发育痕迹，而雄玛地区正处盆地南缘，或受构造条件影响，使该时期的拉嘎组沉积环境不稳定，导致出现极薄层粉砂岩的出现。

3 样品采集及分析

研究采集剖面样品共5件，分析测试由西南冶金地质测试所完成。常量元素以X荧光光谱分析，测试方法使用重量—滴定法测试。微量元素和稀土元素均利采用美国NexLON 300x ICP-MS离子质谱仪采用质谱法测试[9]。分析结果见表1到表3。为了使分析更加准确，引用了前人的相关数据进行分析验证。BX-1 、BX-2、 BX-3为蔺吉庆等人对下伏永珠组的研究数据[9]。

表2 晚石炭世拉嘎组稀土元素含量（*为引用数据）

表3 晚石炭世拉嘎组微量元素含量

4 岩石地球化学特征

4.1 常量元素地球化学特征

据表1可知，砂岩的SiO2含量为85%左右，长石为9%~12%，杂基9%~13%。所有砂岩样品的Na2O＜K2O ，Al2O36.05%~7.47%，Al2­O3主要以粘土及粘土矿物形式富集于杂基中，含量较高，说明砂岩未经长距离搬运，物源区较近[10,11]。

砂岩函数判别图解与Roser and Korsch[12]和经Murphy修改的 log（K2O /Na2O）-SiO2主量元素构造背景判别图上，拉嘎组砂岩的5件样品以及蔺吉庆等人永珠组[9]的3件样品均落在被动大陆边缘的盆地裂谷区（PM）（图2-I）。对比马德胜等[13]在塔惹增地区拉嘎组火山岩夹层的地球化学特征，其投图特点与本次投点结果相似，指示拉嘎组物源区指示有被动大陆边缘向主动大陆边缘转换的特点。在TiO2-SiO2图解上, 8件样品都落入沉积岩区（图2-II）, 说明拉嘎组地层物质既来源较为单一，所有的砂岩数据点都分布在沉积岩区，其中有样品投点接近分界线处说明其物源有所区别。

K2O/Na2O比值可以作为砂岩类型和构造背景的指标[12]。本研究砂岩样品K2O/Na2O的值介于2.9817～20.375，平均13.236，高于典型的被动陆缘值1.6，与其他的构造环境下的K2O/Na2O比值亦区别较大。而前人在研究拉嘎组下伏的永珠组时，认为永珠组物源背景亦具有被动大陆边缘向主动大陆陆缘的特征[9]。此外结合拉嘎组所采的5件砂岩样品以及永珠组的3件样品投点在Al2O3/SiO2-（Fe2O3+MgO）、TiO2-（Fe2O3+MgO）环境判别图解中，结果均指示了由被动大陆边缘向主动大陆边缘转换的特征（图3）。

4.2 稀土及微量元素地球化学特征

通过对雄玛地区样品稀土总量分析可知（表2），样品ω（∑REE）值介于93.3~104.8 μg/g之间，平均100.9μg/g，样品的ω（∑REE）均低于大陆地壳的平均稀土元素总量值UCC=146.4μg/g。ω（∑LREE）/ω（∑HREE）值为8.14~8.92，平均8.54，La、Yb标准陨石化比值ωN（La）/ωN（Yb）为10.39~11.42；ω（∑LREE）/ω（∑HREE）和ω（LaN）/ω（YbN）比值偏高，说明轻、重稀土元素分馏明显。此外，样品δEu值范围在0.78~0.643，表明雄玛地区晚石炭世拉嘎组砂岩具有弱负铕异常，平均值与大陆上地壳δEu（δEu=0.64）相近。同时，晚石炭世拉嘎组这种轻稀土相对富集且具有明显负Eu异常的曲线形态，与图4的右图中的被动大陆曲线型稀土元素特点相似，根据前人研究表明[14]：活动大陆边缘的沉积物富集重稀土元素，Eu无异常或具正异常，而被动大陆边缘的沉积物相对富集轻稀土具有Eu强负异常的特点，由图5可知，雄马地区晚石炭世拉嘎组有被动大陆边缘的稀土元素特征，且与下伏的永珠组相似。

所研究砂岩在微量元素构造环境Th-Co-Zr判别图解中被动陆缘及其边界上[13,14,15]（图5）。研究区的5件样品以及永珠组的3件样品在ω（∑REE）-La/Yb判别图投点均分布在钙质泥岩区[16]（图6-I），Hf-La/Th判别图投点结果均位于上地壳附近（图6-II）。指示了雄马地区晚石炭世拉嘎组物源主要为上地壳兼有部分古老沉积物组分，这些物质受晚古生代冰期影响，在随冰筏一起下到海面进而成岩[7,17]。

图2 拉嘎组判别图解（△为本文数据，○为引用数据）

A. 大洋岛弧（OIA）；B.大陆岛弧（CIA）；C.活动大陆边缘（ACM）；D.被动大陆边缘（PM）

图3 拉嘎组主量元素的构造判别（△为本文数据，○为引用数据）

A. 大洋岛弧；B. 大陆岛弧；C. 活动大陆边缘；D. 被动大陆边缘

图4 雄玛地区晚石炭世拉嘎组稀土元素蛛网图

A. 大洋岛弧；B. 大陆岛弧；C. 活动大陆边缘；D. 被动大陆边缘

5 讨论

通过野外观察结合岩相学分析，雄玛地区晚石炭世拉嘎组主要为石英细砂岩和岩屑砂岩，杂基含量较高，且成熟度低，石英颗粒含量普遍大于40%，因此拉嘎组形成于较为稳定环境[18]，联系区域构造环境，认为其沉积于晚古生代被动大陆裂陷盆地边缘，其地球化学特征表明其具有似活动大陆的地球化学特征[10,12],晚石炭世拉嘎组石英颗粒以单晶石英为主，偶见具有弱波状消光的晶体光学特征，可见少量的多晶石英。拉嘎组岩屑种类较多，指示其物源受到岩浆弧影响，且与古老沉积物组分随冰筏一起沉积，这一点与马德胜等人在塔惹增地区的研究较为吻合[13]。结合措勤盆地部分样品正是呈现类似活动大陆的地球化学特征[10,11]分析，拉嘎组砂岩为一套被动大陆边缘裂陷阶段盆地边缘发育的地层。具有从被动大陆边缘向主动大陆边缘转换的特点。

图5 措勤盆地雄玛地区晚石炭世拉嘎组砂岩Th-Co-Zr判别图解

A.大洋岛弧（OIA）；B.大陆岛弧（CIA）；C.活动大陆边缘（ACM）；D.被动大陆边缘（PM）

图6 措勤盆地雄玛地区晚石炭世拉嘎组砂岩La/Yb-∑REE图（△为本文数据，○为引用数据）

A-玄武岩区；B-花岗岩区；C-钙质泥岩区；D-球粒陨石区；E-金伯利岩；F-碳酸盐岩区

6 结论

本文通过对措勤罗仓地区晚石炭世拉嘎组的野外调查、室内整理及资料研究，对研究区的晚石炭世拉嘎组沉积环境进行分析，得到以下结论：

1）罗仓地区晚石炭世拉嘎组地层为冰期冈瓦那陆缘裂解背景下的沉积产物，是在正常滨浅海的细碎屑岩基底上发育砂岩与杂砾岩。

2）其物源来自上地壳，物源区的构造背景为被动大陆陆缘，但靠近活动陆缘，其陆缘处于被动大陆向主动大陆转换初期这一阶段。

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A Study of Material Sources and Tectonic Environment of the Upper Carboniferous LagaFormation in the Luocang Area, Tibet

RAO Shi-cheng1YANG Chen-meng2

（1-College of Earth Science, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059; 2-University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049）

The Laga Formation consists mainly of sandstone, greywacke and glacial till. It is developed in the centralLhasa massif. This paper deals with material sources, tectonic environment and geochemistry of the Laga Formation on the southern margin of the Coqên basin in the west Gangdisê. The study indicates that the Laga Formation in the Luocang area was deposited in the primary stage of transformation from passive continental margin to active continental margin and that its material was derived from the upper crust.

Luocang area; Laga Formation; sandstone; material sources; tectonic environment

2017-12-26

四川省2016年省级大学生创新创业训练计划项目“西藏罗仓地区拉嘎组沉积特征及构造意义”（201610616147）；资源勘查工程专业教育部卓越工程师教育培养计划项目（17Z0511）；“卓越计划”背景下资源勘查工程专业实践教学体系的建设与改革项目（16Z0509）；西藏1∶5万罗仓地区4幅区域地质矿产调查（批准号：1212011221067）联合资助

饶世成（1995-），男，四川宣汉人，在读研究生，主要从事矿床学研究

P534.45；P[545]

A

1006-0995（2018）04-0531-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.001