班公湖-怒江缝合带西段改则地区木嘎岗日群物源特征和形成环境
2020-06-17刘升武王自剑杨文光朱利东李智武
刘升武,王自剑,杨文光,朱利东,童 馗,华 天,李 轲,李智武
(油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学),成都 610059)
班公湖-怒江缝合带(班-怒带)位于青藏高原中部、介于北侧的羌塘地体与南侧的拉萨地体之间,代表了消失的班公湖-怒江中特提斯洋(班-怒洋),是青藏高原内部重要的地质界线之一,因而一直被作为青藏高原形成演化研究的重点之一[1-8]。中生代木嘎岗日群作为班-怒带的标志性构造-地层单元,其形成环境与拉萨地体和羌塘地体的拼贴以及班-怒洋的构造属性和消亡过程密切相关[4-7,9-11]。由于木嘎岗日群本身物质组成复杂(由基质和岩块构成),并在沉积后遭受了强烈的构造改造,因而对其沉积时代、物源、沉积环境和构造属性长期存在争议,严重制约了人们对班公湖-怒江中特提斯洋消亡过程的理解。为此,国内外学者先后围绕木嘎岗日群岩石地层单元划分、物质组成、构造变形、沉积时代、沉积背景、物源及构造属性等方面开展了大量研究工作[4-6,12-22],但对其沉积时代和构造属性的认识仍然存在诸多争论。就其沉积时代而言,基于古生物组合分析认为其时代为早-中侏罗世[13]、侏罗纪[23],或其沉积上限至少持续到早白垩世早期[16]、沉积下限可延伸到三叠纪[14];而基于碎屑锆石U-Pb年代学分析则有晚三叠世-早侏罗世[5]、晚侏罗世[18,20]、侏罗纪-早白垩世[10]等多种不同的观点。关于其属性问题,主要存在2种观点:一种观点是木嘎岗日群岩块和基岩为断层接触,属于构造混杂岩[4-6,21];另一种观点是岩块和基岩为沉积接触,属于沉积混杂岩[14,24]。
解决上述争议的关键点之一在于木嘎岗日群的物源刻画和形成环境分析,但目前的研究极为薄弱,即便是对木嘎岗日群基质砂岩岩石学特征和碎屑组成的研究也相当有限。砂岩的碎屑组分模式是物源分析的基础,碎屑组分与受大地构造背景控制的物源区密切相关,它不仅可以反映母岩的性质[25],也可以反映源区的构造背景[26-30],从而可以用来推断岩石的形成环境。为此,本文选取班-怒带西段改则县城东北部的在不扎-念曲村一带的木嘎岗日群作为研究对象,在野外调查的基础上通过薄片观察对其基质砂岩进行详细的岩石学分析和碎屑组分统计,确定其碎屑组分模式,进而判断该地区木嘎岗日群的源区构造背景和形成环境,从沉积岩石学视角为认识班-怒洋的闭合过程提供约束。
1 区域地质背景
班-怒带呈近东西方向横贯青藏高原腹地(图1),西起印控克什米尔地区,向东经改则、丁青等地,沿怒江延伸到滇西,北侧以班公湖-康托-兹格塘错断裂为界与羌塘地体相隔,南侧以日土-改则-丁青断裂为界与拉萨地体相隔,全长 2 000余千米,南北宽十几至近百千米[14,20,31-34]。
研究区位于班-怒带西段改则县城东北部的在不扎-念曲村一带(图1),涵盖班-怒带和羌塘地体南缘两大构造单元(图2)。班-怒带构造单元主要由蛇绿岩的岩片、木嘎岗日群和沙木罗组构成。蛇绿岩岩片包括变质橄榄岩、堆积杂岩(辉长岩出露为主)、辉绿岩、玄武岩和浅色岩(斜长花岗岩和角闪石岩)等单元组分[14];木嘎岗日群为一套以灰黑色板岩-砂岩构成的复理石为基质、夹有玄武岩-安山岩岩块的沉积混杂岩[14];沙木罗组由碎屑岩夹碳酸盐岩构成[14,24]。羌塘地体南缘构造单元由色哇组以及上覆的去申拉组、康托组和琐呐湖组构成。色哇组主要为一套局部夹生物灰岩的碎屑岩[14];去申拉组为一套火山-沉积建造[14];康托组、琐呐湖组均以红色碎屑岩沉积为主,在琐呐湖组内夹有湖相碳酸盐岩沉积[14,35]。
木嘎岗日群于1979年被文世宣[37]命名于尼玛县木嘎岗日主峰木格各波峰东南,原意指班公湖-怒江缝合带中西段分布的一套半深海-深海复理石碎屑沉积,是班-怒带的标志性地层单元[9,13]。前人认为木嘎岗日群是一套总体无序、局部有序的构造混杂岩[4,11,17,32]。但巴桑玉珍等[38]发现那东洋岛玄武岩与木嘎岗日群复理石砂板岩呈过渡接触关系,且那东洋岛与仲岗洋岛[23]在同一地区出露及那东洋岛玄武岩与木嘎岗日群为连续沉积的特征,变质特征和变形样式与侏罗系木嘎岗日群一致。
在改则地区,木嘎岗日群大面积出露(图1、图2),构成班-怒带的主体,前人研究多集中在西北部和南部[4,11,17,22],并划分了3个非正式地层单元,主体以碎屑岩为主,局部夹岩块[11,17],具复理石沉积特征[22]。曾敏等[4]在3个非正式地层单元的基础上又分解出以复理石层序中出现厚层火山碎屑岩为基本特征的第4个非正式地层单元。而对改则东北部只有少量研究[21],相对比较薄弱。
改则东北部的在不扎-念曲村一带的木嘎岗日群岩性十分混杂,由基质和岩块组成。基质为一套深海-半深海的复理石沉积[13],成分为砂岩、粉砂岩、泥页岩,平行层理、斜层理、砂纹层理、槽模等发育,见不完整的鲍马序列(图3-A)。岩块主要为大理岩化灰岩岩块、玄武岩-辉绿岩岩块、玄武安山岩岩块、火山(角砾)岩+灰岩角砾岩块,这类岩块组合和组成洋岛的岩石类型十分相似,可能与洋岛的发育有关。基质岩层多发生强烈的破碎或褶皱变形,局部见强烈剪切形成的透镜体(图3-B)和轻微变质现象,且基质和岩块沉积接触(图3-C、D),二者变形特征一致,为一套总体无序、局部有序的受强烈剪切变形的沉积混杂岩[24]。
2 样品与实验方法
在改则县城东北部的在不扎-念曲村一带共采集了80件木嘎岗日群的基质砂岩样品,磨制薄片进行镜下观察。在此基础上,共挑选出32件杂基的体积分数低于25%的砂岩样品(图2)进行碎屑组分统计(表1)。Gazzi-Dickinson统计法[39-43]可以减小砂岩结构成熟度对统计结果的影响,从而可进行不同粒径砂岩之间的成分对比[40-43],进而利用Dickinson三角判别图解获得更加全面而准确的物源信息。为此,本次研究采用Gazzi-Dickinson法进行碎屑组分统计,具体操作参照W.R.Dickinson等[28]、 R.V.Ingersoll等[40]、E.Garzanti[42]、何杰等[43]和王建刚[44]的方法进行,只统计颗粒直径>0.062 5 mm的碎屑颗粒,每张薄片计数点不少于400个。碎屑颗粒统计常用的岩石学参数参照F.Fuentes等[41]的定义。实际操作中,除了能明显观察出的具有双晶结构或条纹结构的长石外,还存在其他不易辨认的长石,将其归为其他长石类(Fl),其含量仍计入长石总含量之中[34];可被观察到的花岗岩碎屑中由于长石或石英粒径>0.062 5 mm,则根据栅状网格交点指向计为相应的长石或石英端元;另外,极少数颗粒由于受到强烈挤压变形或风化蚀变,边界不清且无法识别,则不计数或计为基质。碎屑颗粒统计结果见表1,碎屑颗粒含量如表2所示。
3 木嘎岗日群砂岩的岩石学特征
32件砂岩薄片鉴定结果显示木嘎岗日群砂岩大多数具有较高的杂基含量,体积分数(φ)达10%~15%;少数砂岩的杂基含量较低,体积分数为2%~5%;个别薄片(D5324-B1和D5550-B1)中杂基的体积分数约为16%,为杂砂岩。
碎屑组分主要由石英、岩屑和长石组成,其次为少量重矿物,如电气石、绿泥石、锆石和帘石类矿物。
基于R.L.Folk[25]Qt-F-R三端元岩石分类方案,将碎屑骨架组分按照石英、长石和岩屑三类重新计算骨架颗粒含量并投到分类三角图中(图4),显示木嘎岗日群砂岩主要为岩屑石英砂岩,其次为岩屑长石砂岩,个别为岩屑石英杂砂岩、长石石英砂岩和岩屑长石砂岩。为方便论述,本文将其归为两大类:一类为石英含量高的岩屑石英砂岩类(81.25%)(含岩屑石英杂砂岩、长石石英砂岩和长石岩屑砂岩),三端元平均含量Qt∶F∶R=82∶5∶13,碎屑成分以石英为主,岩屑次之,长石含量较低;另一类为石英含量低的岩屑长石砂岩类(18.75%),其三端元平均含量Qt∶F∶R=14∶51∶35,碎屑成分以长石为主,岩屑次之,石英含量较低(图4,表2)。
岩屑石英砂岩类的碎屑组分以石英为主,其次为岩屑(主要为沉积岩碎屑,中酸性岩浆岩碎屑和低级变质岩碎屑次之,少量基性岩浆岩碎屑),见少量斜长石,偶见钾长石(图5-A、B)。该类砂岩碎屑颗粒的粒度较细,颗粒直径(d/mm):0.0625≤d<0.125的占30%,0.125≤d<0.25的占40%,0.25≤d<0.5的占20%,0.5≤d<1的占6%,1≤d<2的占4%。大多数样品显示分选性较差,少量样品分选性中等或中等偏差;以次圆状-次棱角状为主,棱角状-次棱角状次之,颗粒边缘见受溶蚀而形成的模糊边。杂基的体积分数为2%~15%。以钙质胶结为主,凝灰质次之。胶结类型以接触-孔隙式为主,孔隙式-基底式次之;以颗粒支撑为主。反映了木嘎岗日群中岩屑石英砂岩类的成分成熟度较高,结构成熟度较低。
表1 木嘎岗日群砂岩组分统计结果Table 1 Statistical results of sandstone components of the Mugagangri Group
Qm.单晶石英; Qp.多晶石英; P.斜长石; K钾长石; Fl.其他长石; Lv.火山岩碎屑; Lm.变质岩碎屑; Lp.碎屑岩碎屑; Lc.碳酸盐岩碎屑; Lch.燧石; Ls.沉积岩碎屑; Ls=Lp+Lc+Lch; Acc.副矿物
岩屑长石砂岩类碎屑组分以长石(斜长石和钾长石之比介于2∶1~8∶1)和岩浆岩碎屑为主(图5-C、D),碎屑颗粒的粒度较粗,0.125≤d<0.25的占30%,0.25≤d<0.5的占55%,0.5≤d<1的占10%,1≤d<2的占5%;样品分选性中等,以次棱角状为主,颗粒边缘见溶蚀形成的模糊边;杂基的体积分数约10%,主要为凝灰质,局部见类似流纹质的物质。泥质胶结为主;以孔隙式胶结、颗粒支撑为主:反映木嘎岗日群中岩屑长石砂岩类的成分成熟度中等,结构成熟度较低。
表2 木嘎岗日群砂岩组分重新计算Table 2 Recalculation of sandstone compositions of the Mugagangri Group
Q.石英,Q=Qm+Qp; Qt.石英端元,Qt=石英+燧石(Lch); F.长石(长石端元),F=P+K+Fl; Lsm.沉积岩碎屑(Ls)+变质岩碎屑(Lm); L.岩屑,L=Lv+Ls+Lm; Lt.岩石碎屑总量,Lt=L+Qp; R.岩屑端元,R=Lv+Lp+Lc+Lm+Acc
4 木嘎岗日群砂岩的碎屑组分特征
4.1 岩屑石英砂岩类
该类砂岩中,石英是最丰富的单矿物,体积分数为69.46%~91.54%,平均为80.17%,单晶石英占绝对优势(平均含量Qm/Qp=3.59)。石英表面较干净,多为他形晶,单晶石英和多晶石英均可见,以次棱角-次圆状为主,单晶石英颗粒边缘模糊,与融熔改造石英颗粒类似。绝大多数单晶石英具破裂纹(图6-A)和港湾状溶蚀边;少量单晶石英具波状消光;偶见次生加大边的圆状石英(图6-B),极个别单晶石英具有蠕虫状绿泥石包裹体(图6-C)。多晶石英相对较少,大多数多晶石英内部石英晶粒大小不一,呈拉长状,表现凹凸接触或缝合状接触,具波状消光特征(图6-D);少量多晶石英由多个石英颗粒镶嵌组成(图6-E);极个别多晶石英具有梳妆结构。
长石含量相对较少,以次圆-次棱角状为主,其含量变化较大,体积分数为0%~12.5%,平均为5.17%,以斜长石为主(图6-F),聚片双晶常见,钾长石含量很少甚至缺乏。大多数薄片中长石的体积分数都小于10%,有些薄片中未见长石发育。由于长石不稳定,大部分长石表面都发生了不同程度的蚀变,暗淡粗糙较混浊,可见绢云母化和被方解石交代现象。
岩屑组分含量变化较大,体积分数为6.39%~26.42%,平均为12.4%;其成分相对较复杂,岩浆岩、沉积岩、变质岩碎屑均可见,以沉积岩碎屑为主。岩屑颗粒大小不等,粒径以0.062 5~0.5 mm为主,少数可接近2 mm。沉积岩碎屑主要包括泥岩碎屑、粉砂岩碎屑、碳酸盐岩碎屑和燧石等。在单偏光下,泥岩碎屑表面污浊,呈土褐色;在正交偏光下,颜色很暗,光性较弱(图6-G)。粉砂岩碎屑具明显的粉砂级碎屑结构,可见其中有细小的石英、云母等,颗粒之间有更细小的杂基和胶结物充填。碳酸盐岩碎屑具有明显的碎屑颗粒外形,在正交偏光下具高级白干涉色,常呈现五彩斑斓的颜色,部分薄片中可见有残留的生物碎屑结构(图6-H)。燧石表面较光洁,由隐晶质的石英组成,具有小米粒状结构,颗粒轮廓较圆滑,消光紊乱。岩浆岩碎屑以具玻基交织结构的中性喷出岩(安山岩)碎屑(图6-I)和未见斑晶且基质为隐晶质的长英质岩浆岩碎屑为主,局部见具有花岗结构的花岗岩碎屑、具霏细结构的酸性喷出岩碎屑和具明显的粗玄结构的基性玄武岩碎屑(图6-J);部分薄片中见似流纹构造的岩浆岩碎屑。变质岩碎屑主要包括千枚岩碎屑(图6-K)和石英片岩碎屑(图6-L)。千枚岩碎屑在单偏光下呈土状,有明显的突起;在正交偏光下,石英颗粒不明显,可见绢云母定向排列。石英片岩碎屑主要由定向排列的石英和云母类矿物组成。
副矿物平均体积分数为2.27%,个别薄片中(P21-18b1)可达7.23%;大多数以云母类为主,少数为帘石类矿物,偶见电气石和锆石。
4.2 岩屑长石砂岩类
共有6件样品属此类砂岩(图4)。石英含量明显较岩屑石英砂岩类低, 体积分数为7.96%~28.45%,平均为13.3%,石英表面较干净,以次圆状-次棱角状为主,少量为圆状-次圆状,未见波状消光。整体而言,石英以单晶石英占优势(平均Qm/Qp=1.43),但P22-25B1和P22-27B1两件样品以多晶石英为主。单晶石英常见破裂纹(图7-A)、双锥形态和港湾状溶蚀边缘(图7-B);见少量弧面棱角状的石英(图7-C),少量石英具有较好的磨圆度并且具有石英次生加大边(图7-D)。多晶石英中主要由多个石英颗粒镶嵌组成(图7-E)。
长石是最丰富的单矿物,其体积分数为35.88%~66.86%,平均为51.1%,以次棱角状为主。其中钾长石以卡式双晶为主(图7-F);斜长石以聚片双晶为主(图7-G);少量长石为具条纹构造的条纹长石(图7-H)。钾长石形态轮廓清晰可辨,但表面普遍暗淡粗糙较混浊,暗示遭受了一定风化作用或成岩改变。
岩屑的体积分数为27.71%~71.95%,平均为35.6%,以次棱角状为主,颗粒边缘模糊;岩屑成分单一,以岩浆岩碎屑为主,少量沉积岩碎屑,未见变质岩碎屑。岩浆岩碎屑以中性-基性岩浆岩碎屑(图7-G、I、J)为主,少量为长英质岩浆岩碎屑。沉积岩碎屑主要包括硅质岩碎屑和碳酸盐岩碎屑,未见明显的泥岩碎屑和粉砂岩碎屑。硅质岩碎屑主要为燧石(图7-K),碳酸盐岩碎屑主要为砂屑灰岩(图7-L)和生物碎屑灰岩。
副矿物颗粒较细,含量很少,其体积分数不足1%。
5 讨 论
5.1 木嘎岗日群的物源特征
砂岩的碎屑成分主要受源岩的岩性、源区构造-气候背景、沉积过程和沉积环境等因素影响[45]。木嘎岗日群基质总体为一套深水复理石沉积,杂基含量高和结构成熟度低的特点更表明其为相对近源、快速堆积的产物,但存在2类组分明显不同的砂岩。其中,岩屑石英砂岩类的颗粒偏细,长石和火山岩碎屑的含量相对较低,石英的含量相对较高,其岩屑中包含变质岩碎屑;而岩屑长石砂岩类不含变质岩碎屑。上述特征暗示两类砂岩的岩石学组成差异可能与各自的物源有直接关联。区域构造演化和古地理重建研究表明,羌塘地体主要以碎屑岩为主,夹少量火山岩[14,21,23-24,35]。拉萨地体以变质沉积岩为主[21],木嘎岗日群的主要物源可能为北部的羌塘地体或南部的拉萨地体或二者之间班-怒洋中早期或同期洋岛物质的再沉积产物[5-6,21,34]。
岩屑石英砂岩类中碎屑组分以单晶石英(平均体积分数62.69%)为主,其次为沉积岩碎屑(平均体积分数6.47%)。大多数单晶石英干净,常具破裂纹和港湾状溶蚀边缘,表明源岩主要为岩浆岩,来源于中酸性火山岩;少数单晶石英具波状消光,指示其可能来自于变质岩;偶见磨圆度极好的单晶石英,指示其为再旋回沉积;个别单晶石英具有蠕虫状绿泥石包裹体,可能来源于与火山岩相关的热液脉石英[45-48]。大多数多晶石英晶粒呈拉长状凹凸接触或缝合线状接触,颗粒大小悬殊,具波状消光,指示来源于变质岩[45-48]。这些特征表明岩屑石英砂岩类中的石英既有岩浆岩来源,又有变质岩来源,还有少量搬运距离较远的沉积岩来源。岩屑组分以沉积岩碎屑为主,岩浆岩碎屑和变质岩碎屑含量变化不大,其中岩浆岩碎屑以中性-酸性岩浆岩碎屑为主,少量基性岩浆岩碎屑;而变质岩碎屑以低级变质岩为主。上述碎屑组分特征表明岩屑石英砂岩类的物源主要来自于中酸性岩浆岩、沉积岩、少量变质岩和基性岩浆岩。根据变质岩碎屑和石英的变形特征,推测其物源区应为遭受岩浆侵入和变形变质的沉积盖层区。此外,尽管岩屑石英砂岩类的成分成熟度较高,但结构成熟度较低,表明其所受搬运改造程度弱,其碎屑并未经过远距离的搬运,距物源区相对较近。
Qm-F-Lt判别图显示岩屑石英砂岩类的样品点主要分布在再旋回造山带;而在Qp-Lv-Lsm判别图中,岩屑石英砂岩类的样品点主要分布于碰撞缝合线及褶皱-逆冲带物源区,少量分布于混合造山带物源区(图8)[27],表明岩屑石英砂岩的物源与俯冲带或碰撞造山带密切相关。岩屑石英砂岩三端元平均含量(Qm∶F∶Lt=64∶5∶31、Qp∶Lv∶Lsm=58∶12∶30)与W.R.Dickinson等[28]统计的沿缝合带发育的复杂性继承盆地(Qm∶F∶Lt=60∶6∶34、Qp∶Lv∶Lsm=60∶10∶30)相似,表明其物源可能为缝合带附近的混杂岩层[28]。
前人基于古水流和碎屑锆石U-Pb年代学研究多认为木嘎岗日群的碎屑物质主要来自于北侧的羌塘地体[4,5,11,14,21-22,49],且认为主要与羌南地体南缘的中生代岩浆弧有关[4,11,22]。羌塘地体南缘的中生代岩浆弧多以中酸性岩浆岩为主,少量为基性岩浆岩[50-51]。晚三叠世以来,羌塘地体发生显著抬升,不仅导致羌塘中央变质岩带开始剥露[52],也造成羌塘地体南缘表层火山-沉积岩系遭受侵蚀直至中酸性岩浆岩出露[4]。这些特征与研究区岩屑石英砂岩类碎屑组分的母岩岩性相符,其岩浆岩碎屑应该来自于近源的中酸性岩浆岩的剥蚀,而沉积岩碎屑和变质岩碎屑应该来自羌塘地体南缘的浅变质沉积岩。将前人报道的改则地区木嘎岗日群砂岩[4,11]和本文所获得的岩屑石英砂岩类的碎屑组分数据进行对比(图8),二者显示出几乎相似的物源特征。因此,有理由认为研究区岩屑石英砂岩类的物源区主要为羌塘地体南缘。
岩屑长石砂岩类中,大多数单晶石英发育破裂纹,具有双锥结构,少数单晶石英为弧面棱角状结构,这些特征指示其源岩可能为喷出岩;多晶石英含量极少,主要由多个石英颗粒镶嵌组成,表明其可能来自于岩浆岩[45-48];长石以斜长石占优势,多为自形板柱状;岩屑则以中-基性岩浆岩碎屑为主,少量为长英质岩浆岩碎屑。这些特征表明岩屑长石砂岩类的碎屑组分主要来自于中-基性岩浆岩,少量沉积岩(主要为灰岩和硅质岩)和酸性岩浆岩。根据中-基性岩浆岩碎屑和长石特征,推测其母岩为含斜长石斑晶的中-基性火山岩。此外,岩屑长石砂岩类的成分成熟度和结构成熟度较前述的岩屑石英砂岩更低,表明其可能是近源快速堆积。
Qm-F-Lt判别图显示岩屑长石砂岩样品点主要分布在过渡弧区域,Qp-Lv-Lsm判别图显示为火山弧造山带物源,少量位于混合造山带物源(图8)[27],表明岩屑长石砂岩物源与陆缘岛弧、洋内岛弧或洋岛有关。前人报道的与研究区木嘎岗日群砂岩物源有关的陆缘岛弧主要以中酸性岩浆岩为主,少量为基性岩浆岩[4,50-52],这与岩屑长石砂岩碎屑组分所反映的母岩特征不符,因而更可能与洋内岛弧或者洋岛有关。同时,岩屑长石砂岩类三端元平均含量(Qm∶F∶Lt=8∶51∶41、Qp∶Lv∶Lsm=13∶80∶7)也与W.R.Dickinson等[28]统计的过渡弧中各源区砂岩组分的平均含量不同,且差异较大,表明其物源也并非来自典型的火山弧造山带物源区。研究区木嘎岗日群的典型特点就是基质与岩块共生,尽管遭受强烈剪切变形,但二者间仍保留有明显的沉积接触关系[14],表明两者原始应该是连续沉积的。其中的岩块,即前人划分出的仲岗洋岛岩片[53],保留有典型的洋岛火山-沉积建造序列[24]。巴桑玉珍等[38]在改则以东的那东一带于同一构造-地层单元内发现了相似的洋岛岩石组合,将其命名为那东洋岛,并认为那东洋岛玄武岩与木嘎岗日群复理石砂板岩呈过渡接触关系,变质特征和变形样式与木嘎岗日群基质一致,二者为连续沉积的特征,这与本文的观点一致。对于仲岗洋岛或那东洋岛玄武岩的构造属性,前人认为是洋内岛弧火山岩[14]或者OIB型玄武岩[38,53-54],本文暂且不予讨论并笼统地称之为洋岛火山岩,这并不影响本文的物源分析。在洋岛岩石组合中,一类常见的岩石类型就是由中基性火山岩和大理岩化灰岩构成的(角)砾岩,无疑是由洋岛物质滑塌堆积而成。在岩屑长石砂岩类中,镜下局部可见岩浆岩碎屑和碳酸盐岩碎屑混杂在一起的现象,这与露头上可见的玄武质-灰质(角)砾岩的成分相似,表明其可能来自于洋岛本身。因此,这些现象共同表明岩屑长石砂岩类的物源与洋岛有关,可能是洋岛物质近源快速沉积的产物。此外,岩屑长石砂岩类中少量长英质岩浆岩碎屑的存在表明其还接受了北部羌塘地体南缘的物源混入。
综上所述,木嘎岗日群中的基质砂岩具有两端元物源供给的双物源特征,岩屑石英砂岩类主要来自于缝合带北侧的羌塘地体南缘,而岩屑长石砂岩类主要来自于洋岛。
5.2 形成环境及构造意义
关于木嘎岗日群的构造属性,历来存在争议,其关键问题在于其形成环境不明确。曹圣华等[13]基于木嘎岗日群砂泥岩地化数据分析认为其形成于大洋岛弧-活动大陆边缘的构造背景。彭头平等[55]认为洋岛火山岩形成位置应位于洋盆靠近大陆架一带。Zeng等[11]和曾敏等[4]认为木嘎岗日群是在羌塘地体南缘形成的增生楔杂岩体,沉积于弧前的斜坡-海沟盆地。Li等[5]认为木嘎岗日群是班公湖-怒江洋壳北向俯冲初期形成的一个向南的增生复合体。裴英茹等[56]在双湖县商旭金矿床的木嘎岗日群中获得223 Ma的最年轻碎屑锆石年龄,略早于班-怒洋壳向北俯冲于羌塘地体之下的初始年龄(~220 Ma),表明该区沉积物很可能为班-怒洋残余洋盆的产物。本文综合前人研究成果[4,11,14,17,32]和本次研究结果,木嘎岗日群岩块和基质沉积接触,基质岩层多发生强烈的破碎或褶皱变形,认为木嘎岗日群为一套总体无序、局部有序并受强烈剪切变形的沉积混杂岩。根据前文的物源分析结果,木嘎岗日群基质砂岩在沉积过程中既接受了来自相对远源的羌塘地体南缘变质沉积盖层和岛弧岩浆岩的物源供给,也接受了来自相对近源的洋岛火山-沉积建造的物源供给。同时考虑到木嘎岗日群在沉积之后遭受了强烈剪切变形,本文认为其形成于海沟外侧的大洋盆地(图9),无论是来自羌塘地体南缘还是洋岛本身的碎屑物质,都是通过浊流的方式被搬运至海沟外侧的大洋盆地并不等程度地混合。同时,班-怒洋在晚三叠世就开始俯冲[11,31],在白垩纪[57-58]闭合,木嘎岗日群形成于班-怒洋的闭合过程中[11,16-17,22]。
6 结 论
基于野外地质调查、砂岩薄片分析、碎屑组分统计和物源分析,本文针对西藏改则县城东北部的在不扎-念曲村一带的木嘎岗日群获得以下认识:
a.木嘎岗日群为一套总体无序、局部有序并遭受强烈剪切变形的沉积混杂岩,由基质和岩块两部分组成。
b.木嘎岗日群基质砂岩主要分为岩屑石英砂岩类和岩屑长石砂岩类。岩屑石英砂岩类的主要碎屑组分为石英(Qm/Qp=3.59)、斜长石、岩屑(主要为沉积岩碎屑,中酸性岩浆岩碎屑和低级变质岩碎屑次之);岩屑长石砂岩类的主要碎屑组分为石英(Qm/Qp=1.43)、斜长石、钾长石、岩屑(主要为中基性岩浆岩碎屑,碳酸盐岩碎屑次之)。
c.根据Dickinson三角图解分析,岩屑石英砂岩类在Qm-F-Lt图中主要落入再旋回造山带物源区,在Qp-Lv-Lsm图中主要落入碰撞缝合线及褶皱-逆冲带物源区,少量位于混合造山带物源区;岩屑长石砂岩类在Qm-F-Lt图中主要落入过渡弧物源区,在Qp-Lv-Lsm图中主要落入火山弧造山带物源区,少量位于混合造山带物源区。
d.物源分析表明,木嘎岗日群基质砂岩具有两端元物源供给的双物源特征。岩屑石英砂岩类的碎屑物质主要来自于相对远源的羌塘地体南缘的变质沉积盖层和岛弧岩浆岩,而岩屑长石砂岩类的碎屑物质主要来自于相对近源的洋岛火山-沉积建造。
e.综合分析认为木嘎岗日群沉积于海沟外侧的大洋盆地,形成于班-怒洋的闭合过程中。