西藏羅倉地區晚石炭世拉嘎組物源及構造環境

饒世成，楊晨夢

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西藏羅倉地區晚石炭世拉嘎組物源及構造環境

饒世成1，楊晨夢2

（1. 成都理工大學 地球科學學院，成都 610059；2. 中國科學院大學，北京 100049）

拉嘎組發育于拉薩地塊中部，細碎屑巖基底上發育的一套粗碎屑巖，巖性主要為砂巖、雜砂巖，偶見冰磧物。通過研究了岡底斯西段措勤盆地南緣拉嘎組巖石物源及構造環境、地球化學特征表明，羅倉地區晚石炭世拉嘎組的沉積構造背景處于由被動大陸邊緣向主動大陸轉化的初級階段，其物質來源為上地殼。

拉嘎組；物源；構造環境；羅倉地區

羅倉地區晚石炭拉嘎組地層是處于晚古生代冰期岡瓦那陸緣裂解背景下的沉積產物，主要沉積發育于岡底斯中西部[1,2,3,4]。至今為止，拉嘎組地層研究程度較低，其成因爭議頗多。早期研究中，學者大多認為雜礫巖可能屬水下濱岸的重力流沉積[4]。隨著研究的深入，紀占勝等[5,6]把其歸于“冰海相沉積”。近年來李曉勇、張予杰等[7,8]認為其具冰海相和水下塊體重力流的復合（雙重）性質。至目前，其成果現尚無較為統一的認識。

1 晚石炭世拉嘎組巖性特征

研究區晚石炭世拉嘎組巖性以砂礫巖、硅質巖、變泥質粉砂巖為主。砂巖或礫石磨圓程度一般，分選較好，層狀產出。研究區拉嘎組出露范圍較廣，近東西向帶狀展布。巖石具輕度變質，巖性組合面貌與層型剖面總體特征極大相似。顯微觀察中砂巖普遍具有変晶結構和變余砂狀結構，主要礦物為石英，可見少量長石（0~10%）（圖1-f），少量海綠石、黃鐵礦和微量的云母等礦物。砂屑以石英為主（80%~85%），其次為巖屑（0~40%）（圖1-c），次棱狀-次圓角狀為主。砂巖雜基含量較高（13%~20%），為雜基膠結，雜基以泥質為主（圖1-a；圖1-b），分選性較差。此外鏡下觀察中可見巖石受后期構造作用影響，出現水平裂隙（圖1-b）。大量裂隙呈條狀，相互之間近于平行，并且可見部分石英顆粒被裂隙破壞。結合區域背景，巖石受可能受冰川作用下同時期應力影響導致裂隙。另外，可見部分石英具有多晶顆粒的現象（如圖1-e）。晚石炭世拉嘎組砂巖中砂屑均以石英顆粒為主且部分石英顆粒具有波狀消光和變形紋的特征（圖1-d，1-e）。反映了巖石遭受了成巖后的剪切作用[8]，顯示碎屑物可能來自于陸緣（圖1-d）。

圖 1 羅倉地區拉嘎組巖石類型

a-拉嘎組泥質砂巖；b-成巖同時期的顯微裂隙；c-巖屑顆粒形態；d-石英顆粒呈波狀消光；e-石英的多晶顆粒；f-長石顆粒；

由野外實地觀察，拉嘎組砂巖顏色變化較頻繁大致以灰黑色-黃褐色交替出現，表明該區的沉積環境及構造條件在不斷發生變化，海平面變化較大。結合趙兵、張予杰等人的研究成果可知[7,8,9]，該時期措勤盆地基底開始形成，晚石炭至早二疊時期盆地南部出現了一些裂谷發育痕跡，而雄瑪地區正處盆地南緣，或受構造條件影響，使該時期的拉嘎組沉積環境不穩定，導致出現極薄層粉砂巖的出現。

3 樣品采集及分析

研究采集剖面樣品共5件，分析測試由西南冶金地質測試所完成。常量元素以X熒光光譜分析，測試方法使用重量—滴定法測試。微量元素和稀土元素均利采用美國NexLON 300x ICP-MS離子質譜儀采用質譜法測試[9]。分析結果見表1到表3。為了使分析更加準確，引用了前人的相關數據進行分析驗證。BX-1 、BX-2、 BX-3為藺吉慶等人對下伏永珠組的研究數據[9]。

表2 晚石炭世拉嘎組稀土元素含量（*為引用數據）

表3 晚石炭世拉嘎組微量元素含量

4 巖石地球化學特征

4.1 常量元素地球化學特征

據表1可知，砂巖的SiO2含量為85%左右，長石為9%~12%，雜基9%~13%。所有砂巖樣品的Na2O＜K2O ，Al2O36.05%~7.47%，Al2-O3主要以粘土及粘土礦物形式富集于雜基中，含量較高，說明砂巖未經長距離搬運，物源區較近[10,11]。

砂巖函數判別圖解與Roser and Korsch[12]和經Murphy修改的 log（K2O /Na2O）-SiO2主量元素構造背景判別圖上，拉嘎組砂巖的5件樣品以及藺吉慶等人永珠組[9]的3件樣品均落在被動大陸邊緣的盆地裂谷區（PM）（圖2-I）。對比馬德勝等[13]在塔惹增地區拉嘎組火山巖夾層的地球化學特征，其投圖特點與本次投點結果相似，指示拉嘎組物源區指示有被動大陸邊緣向主動大陸邊緣轉換的特點。在TiO2-SiO2圖解上, 8件樣品都落入沉積巖區（圖2-II）, 說明拉嘎組地層物質既來源較為單一，所有的砂巖數據點都分布在沉積巖區，其中有樣品投點接近分界線處說明其物源有所區別。

K2O/Na2O比值可以作為砂巖類型和構造背景的指標[12]。本研究砂巖樣品K2O/Na2O的值介于2.9817～20.375，平均13.236，高于典型的被動陸緣值1.6，與其他的構造環境下的K2O/Na2O比值亦區別較大。而前人在研究拉嘎組下伏的永珠組時，認為永珠組物源背景亦具有被動大陸邊緣向主動大陸陸緣的特征[9]。此外結合拉嘎組所采的5件砂巖樣品以及永珠組的3件樣品投點在Al2O3/SiO2-（Fe2O3+MgO）、TiO2-（Fe2O3+MgO）環境判別圖解中，結果均指示了由被動大陸邊緣向主動大陸邊緣轉換的特征（圖3）。

4.2 稀土及微量元素地球化學特征

通過對雄瑪地區樣品稀土總量分析可知（表2），樣品ω（∑REE）值介于93.3~104.8 μg/g之間，平均100.9μg/g，樣品的ω（∑REE）均低于大陸地殼的平均稀土元素總量值UCC=146.4μg/g。ω（∑LREE）/ω（∑HREE）值為8.14~8.92，平均8.54，La、Yb標準隕石化比值ωN（La）/ωN（Yb）為10.39~11.42；ω（∑LREE）/ω（∑HREE）和ω（LaN）/ω（YbN）比值偏高，說明輕、重稀土元素分餾明顯。此外，樣品δEu值范圍在0.78~0.643，表明雄瑪地區晚石炭世拉嘎組砂巖具有弱負銪異常，平均值與大陸上地殼δEu（δEu=0.64）相近。同時，晚石炭世拉嘎組這種輕稀土相對富集且具有明顯負Eu異常的曲線形態，與圖4的右圖中的被動大陸曲線型稀土元素特點相似，根據前人研究表明[14]：活動大陸邊緣的沉積物富集重稀土元素，Eu無異常或具正異常，而被動大陸邊緣的沉積物相對富集輕稀土具有Eu強負異常的特點，由圖5可知，雄馬地區晚石炭世拉嘎組有被動大陸邊緣的稀土元素特征，且與下伏的永珠組相似。

所研究砂巖在微量元素構造環境Th-Co-Zr判別圖解中被動陸緣及其邊界上[13,14,15]（圖5）。研究區的5件樣品以及永珠組的3件樣品在ω（∑REE）-La/Yb判別圖投點均分布在鈣質泥巖區[16]（圖6-I），Hf-La/Th判別圖投點結果均位于上地殼附近（圖6-II）。指示了雄馬地區晚石炭世拉嘎組物源主要為上地殼兼有部分古老沉積物組分，這些物質受晚古生代冰期影響，在隨冰筏一起下到海面進而成巖[7,17]。

圖2 拉嘎組判別圖解（△為本文數據，○為引用數據）

A. 大洋島弧（OIA）；B.大陸島弧（CIA）；C.活動大陸邊緣（ACM）；D.被動大陸邊緣（PM）

圖3 拉嘎組主量元素的構造判別（△為本文數據，○為引用數據）

A. 大洋島弧；B. 大陸島弧；C. 活動大陸邊緣；D. 被動大陸邊緣

圖4 雄瑪地區晚石炭世拉嘎組稀土元素蛛網圖

A. 大洋島弧；B. 大陸島弧；C. 活動大陸邊緣；D. 被動大陸邊緣

5 討論

通過野外觀察結合巖相學分析，雄瑪地區晚石炭世拉嘎組主要為石英細砂巖和巖屑砂巖，雜基含量較高，且成熟度低，石英顆粒含量普遍大于40%，因此拉嘎組形成于較為穩定環境[18]，聯系區域構造環境，認為其沉積于晚古生代被動大陸裂陷盆地邊緣，其地球化學特征表明其具有似活動大陸的地球化學特征[10,12],晚石炭世拉嘎組石英顆粒以單晶石英為主，偶見具有弱波狀消光的晶體光學特征，可見少量的多晶石英。拉嘎組巖屑種類較多，指示其物源受到巖漿弧影響，且與古老沉積物組分隨冰筏一起沉積，這一點與馬德勝等人在塔惹增地區的研究較為吻合[13]。結合措勤盆地部分樣品正是呈現類似活動大陸的地球化學特征[10,11]分析，拉嘎組砂巖為一套被動大陸邊緣裂陷階段盆地邊緣發育的地層。具有從被動大陸邊緣向主動大陸邊緣轉換的特點。

圖5 措勤盆地雄瑪地區晚石炭世拉嘎組砂巖Th-Co-Zr判別圖解

A.大洋島弧（OIA）；B.大陸島弧（CIA）；C.活動大陸邊緣（ACM）；D.被動大陸邊緣（PM）

圖6 措勤盆地雄瑪地區晚石炭世拉嘎組砂巖La/Yb-∑REE圖（△為本文數據，○為引用數據）

A-玄武巖區；B-花崗巖區；C-鈣質泥巖區；D-球粒隕石區；E-金伯利巖；F-碳酸鹽巖區

6 結論

本文通過對措勤羅倉地區晚石炭世拉嘎組的野外調查、室內整理及資料研究，對研究區的晚石炭世拉嘎組沉積環境進行分析，得到以下結論：

1）羅倉地區晚石炭世拉嘎組地層為冰期岡瓦那陸緣裂解背景下的沉積產物，是在正常濱淺海的細碎屑巖基底上發育砂巖與雜礫巖。

2）其物源來自上地殼，物源區的構造背景為被動大陸陸緣，但靠近活動陸緣，其陸緣處于被動大陸向主動大陸轉換初期這一階段。

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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年省級大學生創新創業訓練計劃項目“西藏羅倉地區拉嘎組沉積特征及構造意義”（201610616147）；資源勘查工程專業教育部卓越工程師教育培養計劃項目（17Z0511）；“卓越計劃”背景下資源勘查工程專業實踐教學體系的建設與改革項目（16Z0509）；西藏1∶5萬羅倉地區4幅區域地質礦產調查（批準號：1212011221067）聯合資助

饒世成（1995-），男，四川宣漢人，在讀研究生，主要從事礦床學研究

P534.45；P[545]

A

1006-0995（2018）04-0531-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.001