班公湖-怒江縫合帶西段沙木羅組泥質巖地球化學特征及意義

劉 文，吳建亮，尹顯科，雷傳揚，王 波

(四川省地質調查院， 四川 成都 610081)

班公湖-怒江縫合帶(下文簡稱班怒帶)西起印控克什米爾地區，在中國西藏境內經班公湖、改則、東巧、丁青等地呈弧形轉向東南，沿著怒江延伸到滇西，東西向延伸2 000余千米，南北寬十幾至近百千米(Changetal., 1986; 王希斌等， 1987； Yin and Harrison, 2000)，是一條規模巨大、地質構造復雜的構造帶，對探討青藏高原特提斯洋的構造演化具有重要意義(潘桂棠等，2006)。班-怒特提斯洋盆的構造演化引起了眾多學者的廣泛關注，至今對其一些基礎地質問題還存在許多爭議，如俯沖時間與俯沖極性、閉合時間等。關于班-怒特提斯洋的開合時限，至少存在以下觀點： ① Zhu等(2013)認為班-怒特提斯洋盆晚二疊世(約260 Ma)開始向南俯沖，晚三疊世(約210 Ma)開始雙向俯沖，早白堊世早期(約140 Ma)僅向南俯沖，直至晚白堊世(約80 Ma)已完全閉合，而黃啟帥等(2012)通過對班公湖MOR型蛇綠巖年代學的研究，認為晚二疊世至早三疊世班公湖-怒江特提斯洋正開始裂解。 ② 杜道德等(2011)提出班公湖中特提斯洋盆存在雙向俯沖，洋盆向北俯沖發生在晚侏羅世(142.15±0.35 Ma)，向南的俯沖發生在早白堊世(134.07±0.77 Ma)，兩者相差約8 Ma，向北俯沖的時限與Kapp等(2003)的觀點大體一致。 ③ 邱瑞照等(2004)認為班-怒特提斯洋盆中侏羅世開始向南俯沖，俯沖過程伴隨洋內弧的形成和地幔橄欖巖、玻安巖、島弧拉斑玄武巖的空間共生，洋盆最終在早白堊世末期封閉。 ④ 梁桑等(2017)認為班-怒特提斯洋盆西段早侏羅世開始北向俯沖，中侏羅世(約160 Ma)達到峰期，晚侏羅世演化成南北雙向俯沖，俯沖持續到早白堊世，直到晚白堊世洋盆徹底關閉。

沙木羅組在班怒帶分布廣泛，形成于晚侏羅世至早白堊世，記錄了班-怒特提斯洋演化的重要信息。前人對沙木羅組的巖性組合、巖相特征以及火山巖夾層的年代學研究取得了一定成果，但對沙木羅組泥質巖元素地球化學方面的研究較少。例如，謝冰晶等(2010)在班怒帶西段發現了沙木羅組，為一套以濱淺海為特征、以碎屑巖為主夾少量碳酸鹽巖的沉積建造。陳國榮等(2004)在班戈地區發現沙木羅組角度不整合覆蓋于木嘎崗日群之上，進而確定了班怒帶的閉合時限。巖石地球化學是研究沉積巖的物源、沉積物的分選與成巖過程、重建沉積盆地的古氣候與古構造環境以及探討陸殼的組成與演化的重要手段(Bhatia and Crook, 1986; Naqvietal., 1988; Condie, 1993； McLennanetal., 1993; Banerjee and Bhattacharya, 1994)。由于大多數泥質巖形成于特定的構造環境，其微量元素、稀土元素的地球化學特征可反映源區母巖的物質組成和構造背景(Cox and Lowe, 1995)。成分變化指數(ICV)可用于衡量碎屑巖原始成分的變化，判斷碎屑巖是代表初始沉積的產物還是源于再循環的產物，衡量沉積巖的物源及成熟度(Coxetal., 1995)?；瘜W蝕變指數(CIA)可以很好地評價長石向粘土礦物(如高嶺石)轉化的程度，是化學蝕變強度的評價指標，可用于重建古氣候( Nesbitt and Young, 1982; Scheffleretal., 2006; Liuetal., 2007; Passchier and Krissek, 2008; Yangetal., 2008)。本文在西藏日土縣昂龍崗日地區3幅區域地質調查的基礎上，運用元素地球化學手段，研究班怒帶西段沙木羅組的物源及風化作用，重建沉積盆地的構造背景，為班-怒特提斯洋西段的俯沖時限研究提供新的證據。

1 區域地質特征

1.1 地質概況

研究區位于西藏革吉縣北約70 km處，大地構造位置處于班怒帶西段南緣，北接羌塘-“三江”轉換構造伸展帶，南抵岡底斯主俯沖造山帶。自晚古生代以來，研究區經歷了大洋擴張、俯沖、弧-陸(弧)碰撞造山、高原隆升等多階段多期次的構造演化過程，形成了以北西向構造為主體，多方向、多期次構造并存的復雜構造格局(圖1)。區內出露的地層包括上三疊統—侏羅系東巧蛇綠巖群(T3JD.)、下侏羅統—中侏羅統木嘎崗日巖群(J1-2M.)、上侏羅統—下白堊統沙木羅組(J3K1s)、下白堊統去申拉組(K1q)、上白堊統竟柱山組(K2j)、古近系牛堡組(E1-2n)和美蘇組(E2m)、新近系嗩吶湖組(Ns)、第四系(Qh)。東巧蛇綠巖群構造變形強烈，主要出露超基性、基性巖塊，呈透鏡狀產出。木嘎崗日巖群為一套復理石建造，主要為變質巖屑長石砂巖、粉砂質泥質巖。去申拉組為一套碎屑巖-火山巖建造，下部以碎屑巖為主，上部以基性火山巖為主，夾兩層泥質硅質巖。竟柱山組為一套紅色磨拉石建造，主要為紫紅色礫巖、含礫砂巖、砂巖，夾粉砂巖、泥質巖。牛堡組、嗩吶湖組為一套碎屑巖建造。美蘇組為一套基性-中性-酸性-堿性火山熔巖建造。區內受巖漿巖活動影響強烈，主要表現為白堊紀、古近紀中酸性侵入巖呈巖基產出，古近紀火山巖呈層狀產出。區內斷裂較發育，以NW向為主，NNW向次之。NW向斷裂斷層面總體北傾，傾角中等，為一系列逆沖斷層，是班怒帶北向俯沖留下的構造痕跡。NNW向斷裂為右行走滑斷裂，斷裂切割了古近系，它們可能是碰撞造山期后走滑調整階段的產物，將先期斷層切割錯位，區域上形成北北西向走滑拉分盆地。

圖 1 研究區地質圖Fig.1 Geological map of the study areaa—青藏高原大地構造格架圖(據Zhang et al., 2004)： ①—昆侖縫合帶； ②—金沙江縫合帶； ③—雙湖縫合帶； ④—班公湖-怒江縫合帶； ⑤—雅魯藏布江縫合帶； b—研究區地質簡圖[據江西省地質調查研究院(2004)[注]江西省地質調查研究院. 2004. 1∶25萬日土縣幅地質圖. 和四川省地質調查院(2003)[注]四川省地質調查院. 2003. 1∶25萬革吉縣幅地質圖. 修改]： 1—第四系； 2—嗩吶湖組； 3—美蘇組； 4—牛堡組； 5—去申拉組； 6—沙木羅組； 7—木嘎崗日群； 8—東巧蛇綠巖群； 9—漸新世正長花崗巖； 10—晚白堊世正長花崗巖； 11—晚白堊世花崗巖； 12—早白堊世花崗閃長巖； 13—早白堊世閃長巖； 14—閃長玢巖脈； 15—石英二長閃長巖脈； 16—平行不整合； 17—角度不整合界線； 18—區域性斷裂； 19—一般斷裂； 20—性質不明斷層； 21—平移斷層； 22—實測剖面位置a—sketch tectonic map of the Tibetan Plateau (after Zhang et al., 2004): ①—Kunlun suture; ②—Jinshajiang suture; ③—Shuanghu suture; ④—Bangong Co-Nujiang suture; ⑤—Yarlung Zangbo suture; b—geological map of the study area (after Jiangxi Geological Survey, 2004) [注]江西省地質調查研究院. 2004. 1∶25萬日土縣幅地質圖. and Sichuan Geological Survey, 2003)[注]四川省地質調查院. 2003. 1∶25萬革吉縣幅地質圖. : 1—Quaternary; 2—Suonahu Formation; 3—Meisu Formation; 4—Niubao Formation; 5—Qushenla Formation; 6—Shamuluo Formation; 7— Muggar Kangri Group; 8—Dongqiao ophiolite Group; 9—Oligocene syenogranite; 10—Late Cretaceous syenogranite; 11—Late Cretaceous granite; 12—Early Cretaceous granodiorite; 13—Early Cretaceous diorite; 14—diorite-porphyrite vein; 15—quartz monzodiorite vein; 16—parallel unconformity; 17—angular unconformity; 18—regional fault; 19—general fault; 20—unknown fault; 21—strike-slip fault; 22—sampling location

1.2 實測地質剖面

測區沙木羅組分布廣泛，沿班怒帶南側呈北西-南東向展布，與相鄰地層常呈斷層接觸。筆者在測區亞卓一帶開展了沙木羅組野外實測剖面，剖面起點坐標：N81°20′30″，E33°00′00″，剖面基巖出露良好，頂界與去申拉組呈平行不整合接觸，底界被牛堡組角度不整合覆蓋(圖2a)。剖面特征簡述如下：

沙木羅組整體受變形變質作用影響小，巖石原巖組構清晰可見，為一套以泥質巖、粉砂質泥質巖、巖屑石英砂巖等為主的深水斜坡相碎屑巖建造，巖屑石英砂巖中發育水平層理。該組基本層序可劃分為3類：基本層序A由灰色粉砂質泥質巖、灰色-深灰色泥質巖不等厚韻律互層，層序厚度約20～70 m；基本層序B由青灰色中-薄層狀巖屑石英砂巖、灰色-深灰色泥質巖組成，具有下粗上細的正粒序，層序厚度約50 m；基本層序C由青灰色中層狀巖屑石英砂巖、青灰色薄層狀巖屑石英砂巖和灰色-深灰色泥質巖組成的三元層序結構組成，具有較明顯的下粗上細的正粒序，層序厚度約60～90 m(圖2b)。

本文樣品PM16-1～PM16-12均采自沙木羅組實測剖面，按照從剖面底部到頂部逐層采樣的原則進行樣品采集，巖性為泥質巖(圖2c～2e)。巖石呈灰色-深灰色，泥質結構，薄-中層狀構造。巖石主要由泥質組分和粉砂質組分組成，可見少量金屬礦物(<1%)和方解石(2%±)。其中，泥質組分包括絹云母(36%±)、微粒石英(34%±)、粘土(22%±)和少量綠泥石；粉砂質組分包括石英(5%±)和少量長石(<1%)。泥質組分中微粒石英、云母均有重結晶，呈混合的定向分布，具板狀構造。粉砂質組分中石英多有重結晶，多數呈條帶狀分布。金屬礦物呈細小的它形粒狀、點狀分布。方解石呈點狀、不規則團狀分布。

2 分析測試

為便于討論并結合實際采樣層位，將研究樣品沙木羅組泥質巖分為下部泥質巖(PM16-1～PM16-5)、中部泥質巖(PM16-6～PM16-8)、上部泥質巖(PM16-9～PM16-12)3個部分。所有樣品在野外進行了預處理，經粗碎、中碎、細碎、粉碎等過程至200目后委托澳實礦物實驗室(廣州)完成測試。所有樣品進行主量元素、微量元素以及稀土元素的分析。

圖 2 實測剖面圖、野外露頭及鏡下照片Fig.2 The measured section, outcrops and characteristics under microscopea—實測剖面圖； b—基本層序； 1—牛堡組； 2—去申拉組； 3—沙木羅組； 4—長石砂巖； 5—巖屑石英砂巖； 6—粉砂質泥質巖； 7—泥質巖； 8—安山質火山角礫巖； 9—安山質晶屑凝灰巖； 10—安山巖； 11—產狀； 12—采樣位置及編號； c、d—泥質巖野外露頭； e—泥質巖鏡下照片(正交偏光)； Ser—絹云母； Cal—方解石； Qtz—石英a—measured section; b—basic sequence; 1—Niubao Formation; 2—Qushenla Formation; 3—Shamuluo Formation; 4—feldspar sandstone; 5—lithic quartz sandstone; 6—silty mudstone; 7—mudstone; 8—andesitic volcanic breccia; 9—andesitic crystal tuff; 10—andesite; 11—attitude; 12—sampling location and number; c and d—outcrops of argillaceous rocks; e—microphoto of argillaceous rocks (crossed nicols); Ser—sericite; Cal—cal-cite; Qtz—quartz

主量元素用X熒光光譜儀測定。在試樣中加入含有硝酸鋰的助熔劑，充分混合后，高溫熔融。熔融物倒入鉑金模子形成扁平玻璃片后，再用X熒光光譜儀分析。同時稱取另一份試樣放入馬弗爐中，于1 000℃加熱1 h。冷卻后稱重。樣品加熱前后的質量差即是燒失量。

微量元素用電感耦合等離子體發射光譜儀測定。試樣用高氯酸、硝酸、氫氟酸消解。蒸至近干后的樣品用稀鹽酸溶解定容，再用等離子體發射光譜與等離子體質譜進行分析。

稀土元素用電感耦合等離子體質譜儀測定。將樣品加入到偏硼酸鋰/四硼酸鋰熔劑中，混合均勻，在1 025℃以上的熔爐中熔化。熔液冷卻后，用硝酸、鹽酸和氫氟酸定容，再用等離子體質譜儀分析。

3 測試結果

研究區泥質巖主量元素、微量元素和稀土元素的測試結果(表1)顯示，除個別樣品(PM16-2)外，沙木羅組泥質巖SiO2含量中等，為55.10%～64.65%，均值59.97%，BaO、Cr2O3、MnO、P2O5、SrO、TiO2的含量相對較低。Cox等(1995)提出沉積物K2O/Al2O3值為0～0.3時，代表原始沉積物主要由粘土礦物組成，K2O/Al2O3值為0.3～0.9時，代表原始沉積物主要由長石組成。研究區泥質巖K2O/Al2O3值為0.13～0.25，均值0.19，指示沉積物原始組分以粘土礦物為主。相對于全球俯沖沉積物的化學豐度(Plank and Langmuir, 1998; 趙振華, 2016)，研究區泥質巖整體相對富集Al2O3、TFe2O3、K2O、MgO、TiO2組分，富集系數>1；相對虧損CaO、Na2O、MnO、P2O5組分，富集系數<1；SiO2的富集系數等于1(圖3)。

圖 3 泥質巖主量元素平均值蛛網圖Fig. 3 Spider diagrams of median values of major element concentrations of argillaceous rocks

由表1可知，與全球俯沖沉積物的化學豐度(Plank and Langmuir, 1998; 趙振華, 2016)相比，研究區泥質巖中富集的元素有V、Cr、Zn、Rb、Cs、Zr、Nb、Ta、Th，富集系數接近于1的元素有Ni、Hf、Pb，虧損的元素有Co、Cu、Sr、Ba、Y、U。

圖 4 泥質巖稀土元素分布模式圖Fig. 4 NASC-normalized rare earth element plots for argillaceous rocks

4 討論

4.1 構造背景判別

不同環境下的沉積物具有不同的地球化學特征。將本次測試樣品的數據在K2O/Na2O-SiO2判別圖中進行分析，可見除個別樣品(PM16-2，巖石中SiO2含量偏低)偏離外，沙木羅組泥質巖的其他投點均位于活動大陸邊緣區域及附近(圖5)。在泥質巖的La-Th-Sc判別圖解中，沙木羅組泥質巖投點均落于與巖漿弧有關的沉積物區域，并且剖面中下部樣品投點與后太古宙澳大利亞頁巖范圍一致，至剖面上部巖漿弧的特征更為明顯(圖6)，由剖面下部至上部可能指示板塊俯沖加劇、巖漿活動加強的地質過程。

表1 研究區泥質巖的主量元素(wB/%)、微量元素和稀土元素(wB/10-6)分析結果Table 1 Analyses of main elements (wB/%), trace elements and REE (wB/10-6) of argillaceous rocks

圖 5 K2O/Na2O-SiO2構造背景判別圖解(底圖據Roser and Korsch, 1986)Fig. 5 K2O/Na2O-SiO2 diagram for tectonic setting (base map after Roser and Korsch, 1986)

圖 6 泥質巖La-Th-Sc三角判別圖(底圖據Savoy et al., 2000)Fig. 6 La-Th-Sc diagram of argillaceous rocks (base map after Savoy et al., 2000)PCM—被動大陸邊緣沉積物； OIAB—洋島堿性玄武巖； PASS—后太古宙澳大利亞頁巖； MAR—與巖漿弧有關的沉積物PCM—passive continental margin; OIAB—oceanic island alkali basalt; PASS—post-Archean Australian shale; MAR—magmatic arc related sediments

稀土元素特征具有活動大陸邊緣-被動大陸邊緣過渡的沉積物特征，剖面上部泥質巖對應的稀土元素特征指示較明顯的活動大陸邊緣構造背景，可能代表班-怒特提斯洋俯沖消減作用加劇的地質過程(表2)。

經北美頁巖標準化后，沙木羅組泥質巖Ce/Ce*值為0.91～0.94，均值0.92，具弱Ce負異常，從剖面下部到上部變化范圍小，稀土元素配分曲線為略微右傾的輕稀土元素富集和重稀土元素相對虧損型，重稀土元素曲線較為平坦(圖4)。多數活動大陸邊緣構造背景下形成的沉積物稀土元素豐度低，無Eu異常，輕稀土元素富集程度可變(趙振華， 2016)。Murray等(1990)對加利福尼亞海岸圣弗蘭西斯科灣侏羅紀-白堊紀頁巖和燧石的研究表明，距洋脊頂400 km之內的擴張脊附近區Ce/Ce*值約為0.29，大洋盆地底Ce/Ce*值約為0.55，大陸邊緣區(陸塊約1 000 km之內)Ce/Ce*值為0.90～1.30。綜上所述，沙木羅組泥質巖具有活動大陸邊緣沉積物的稀土元素特征，因此，本文認為研究區沙木羅組泥質巖形成于活動大陸邊緣環境。

4.2 物源與風化作用

表 2 不同構造背景沉積盆地沉積巖的稀土元素特征 wB/10-6Table 2 REE characteristics of sedimentary rocks of different tectonic settings of sedimentary basins

非研究區數據據Bhatia(1985)。

圖 7 泥質巖TiO2-Zr(a，據Hayashi et al., 1997)與Co/Y-Ti/Zr(b， 據Ishiga and Dozen, 1997)判別圖解Fig. 7 TiO2-Zr (a, after Hayashi et al., 1997) and Co/Y-Ti/Zr (b, after Ishiga and Dozen, 1997) diagrams of argillaceous rocks

圖 8 泥質巖La-Th-Sc三角判別圖(底圖據Cullers and Podkovyrov, 2000)Fig.8 La-Th-Sc diagram of argillaceous rocks (base map after Cullers and Podkovyrov, 2000)

沙木羅組泥質巖Th/Sc值變化于0.65～1.10之間，平均值0.88，高于中國東部地殼0.6的界線值 (遲清華等， 2007)，接近于上地殼0.97的界限值(Taylor and McLennan, 1985)。泥質巖Rb/Cs值變化于11～16之間，平均值13.5，低于北美頁巖混合樣的平均值(24)，與上地殼Rb/Cs值(19)最為接近(Taylor and McLennan, 1985)。Th-Sc圖解可用于識別不同源區的母巖，在Th-Sc圖解中沙木羅組泥質巖的投點位于Th/Sc值等于1趨勢線附近(圖9a)，具有典型大陸上地殼的特征(Tottenetal., 2000)，指示沉積物初始源區母巖具有大陸上地殼的特征，母巖中含有較多的硅鋁質組分。在Co/Th-La/Sc圖解(圖9b)中，沙木羅組泥質巖投點落于平均上地殼、酸性火山巖、顯生宙克拉通砂巖之間，其平均成分更接近于平均上地殼和酸性火山巖。以上證據表明沙木羅組泥質巖源區母巖具有上地殼的特征，母巖中含有較多的硅鋁質組分。

圖 9 泥質巖Th-Sc和La/Sc-Co/Th圖解(底圖據徐文禮等， 2014)Fig.9 Th-Sc and La/Sc-Co/Th diagrams of argillaceous rocks(after Xu Wenli et al., 2014)

Bhatia和Taylor通過對澳大利亞Tasman地槽沉積物的元素地球化學研究認為，La、Th、U、Hf含量和Th/U值可以指示沉積物的源區母巖 (Bhatia and Taylor, 1981)。研究區沙木羅組泥質巖相應元素的含量及比值反映泥質巖的源區具有構造高地和再循環造山帶、切割的巖漿弧的特征，源巖性質為中酸性巖漿巖和沉積巖(表3)，由剖面下部至上部，樣品相應元素的含量及比值特征與切割的巖漿弧的擬合程度逐漸增大，指示巖漿弧對泥質巖物源的貢獻作用逐漸增大。

表 3 不同性質盆地中沉積巖的元素地球化學特征 wB/10-6Table 3 Geochemical characteristics of sedimentary rocks from different basins

非研究區數據據Bhatia和Taylor(1981)。

在La/Yb-ΣREE圖解中，泥質巖所有數據點落在堿性玄武巖、沉積巖和花崗巖三者的交匯區(圖10)。張金亮等( 2006)研究認為，以花崗巖為源區母巖時泥質巖多具有Eu負異常(Eu/Eu*<0.90，球粒隕石標準化)，以玄武巖為源區母巖時泥質巖多無Eu負異常(0.90

成分變化指數(ICV)的計算公式為： ICV=(Fe2O3+ K2O + Na2O + CaO*+ MgO + TiO2)/Al2O3，式中各氧化物含量的單位均為摩爾分數(Mclennan, 1993; Cox and Lowe, 1995; Coxetal., 1995)，CaO*指硅酸鹽組分中Ca的摩爾分數，本文采用McLennan(1993)提出的硅酸鹽中Ca/Na值一定的方法計算樣品中CaO*的摩爾分數。未成熟的泥質巖非粘土質礦物含量較高，ICV值>1；成熟的泥質巖伊利石族等粘土礦物含量較高，ICV值<1 (Cullers and Podkovyrov, 2000)。沙木羅組泥質巖中Al2O3與K2O具明顯的正相關性(R2=0.96)(圖11a)，指示巖石中伊利石等含鋁的粘土礦物含量較高。泥質巖ICV值變化于0.53～1.11之間，均值0.80，指示泥質巖為成熟的泥質巖。泥質巖的ICV值與斜長石的ICV值(0.6)、堿性長石的ICV值(0.8～1.0)(Coxetal., 1995)最為接近，表明泥質巖源區礦物組成以斜長石、堿性長石為主。

化學蝕變指數(CIA)的計算公式為： CIA = 100 Al2O3/(Al2O3+CaO*+Na2O+K2O)，式中各氧化物含量的單位均為摩爾分數(Nesbitt and Young, 1982)，CaO*的含義及計算方法同上。沙木羅組泥質巖CIA值變化于66～80之間，平均值72，介于溫暖、濕潤條件下中等化學風化程度CIA值(65～85)范圍內(Nesbitt and Young, 1982, 1989)，表明泥質巖沉積時具中等程度的化學風化作用，沉積物沉積時氣候較溫暖、濕潤。泥質巖中Al2O3與TiO2具明顯的正相關性(R2=0.94)(圖11b)，也指示源區可能存在較強的化學風化作用，導致Al、Ti等元素的殘余富集。A-CN-K圖解可以用來判斷源巖成分、揭示鉀交代作用對源巖的影響(Nesbitt and Young, 1989; Fedoetal., 1995; Nesbittetal., 1996; Fedoetal., 1997; Young and Nesbitt, 1999)。在化學風化作用初期主要風化斜長石，風化產物的組分演化趨勢線與A-CN連線平行；在風化作用中期，主要風化黑云母、鉀長石、伊利石等礦物；在風化作用晚期，主要風化次生粘土礦物，最終向定點A靠近(Nesbitt and Young, 1984)。如果在化學風化過程中沉積物發生了鉀交代作用，風化產物的組分演化趨勢線會向自然風化趨勢線的右側偏離(馮連君等，2003)。在A-CN-K三角圖中(圖12)，沙木羅組泥質巖投點落于花崗巖與花崗閃長巖自然風化趨勢線附近，與A-CN連線平行，表明泥質巖成巖后未發生鉀交代作用，保留了原始沉積物的信息，指示泥質巖初始源區母巖為中酸性巖漿巖。

圖 11 泥質巖K2O-Al2O3和TiO2-Al2O3圖解Fig.11 K2O-Al2O3 and TiO2-Al2O3 plots of argillaceous rocks

4.3 班-怒特提斯洋西段的俯沖時限

由于在青藏高原演化史上的特殊地位，班怒帶長期以來受到了廣泛的關注和研究，但對于洋盆的開合時限至今仍沒有統一的認識。對于班怒縫合帶西段，有學者認為不存在侏羅紀俯沖，原因是缺少侏羅紀島弧巖漿巖(Zhang, 1988)。也有學者據蛇綠巖和花崗巖類巖體的同位素年代學資料認為班-怒特提斯洋西段在中晚侏羅世才俯沖消減(史仁燈， 2007; 張玉修， 2007; 曲曉明等， 2009; 周濤等， 2014; Liu Detal., 2014; Liu Wetal., 2014)。Kapp等( 2003)據沉積地層的掩蓋關系，把班-怒特提斯洋西段的閉合時間限定在晚侏羅世—早白堊世，即145 Ma左右。本文研究結果顯示，沙木羅組泥質巖形成于活動大陸邊緣的構造背景，由底部到上部可能反映了板塊俯沖加劇、巖漿活動加強的地質過程，進而從沉積巖地球化學方面提供了班-怒特提斯洋西段俯沖消減的信息。

圖 12 泥質巖A-CN-K三角圖(底圖據Nesbitt and Young, 1984, 1989; Fedo et al., 1995)Fig.12 A-CN-K diagram of argillaceous rocks (base map after Nesbitt and Young, 1984, 1989; Fedo et al., 1995)

沙木羅組泥質巖源區母巖的時代主要為后太古宙，具上地殼的特征，源區礦物組成以斜長石、堿性長石為主，源區母巖為花崗閃長巖、花崗巖、安山巖等中酸性巖漿巖和碎屑巖。班怒帶沙木羅組分布范圍有限，主要集中于班怒帶中西段日土—班戈一帶，指示殘余海盆的沉積環境。區域上，班怒帶西段出露有木嘎崗日群(位于班怒帶內部)、日干配錯群和歐拉組(位于南羌塘地體)等比沙木羅組時代更老的地層，均發育有碎屑巖建造，同時在南羌塘地體發育侏羅紀—白堊紀的巖漿弧，這與本文地球化學數據反映的沙木羅組泥質巖源區母巖為中酸性巖漿巖和再循環的碎屑巖信息一致。班怒帶西段獅泉河一帶可劃分出3條俯沖帶：北面一條位于班公湖—日土縣城一帶；中間一條位于獅泉河—改則一線的北側，是班-怒帶的主俯沖帶；南面一條位于拉果錯湖北岸(Wangetal., 2008; 曲曉明等，2010)。中侏羅世晚期(166.4±2.0 Ma、165.5±1.9 Ma)班公湖-日土和獅泉河兩條俯沖帶同時向北俯沖(曲曉明等，2009)。本文研究表明，研究區沙木羅組泥質巖夾粉砂質泥質巖、巖屑石英砂巖的巖性組合代表深水的沉積環境。在板塊向北俯沖的過程中，木嘎崗日群、日干配錯群、歐拉組等老地層以及南羌塘巖漿弧開始接受風化剝蝕，風化產物向南搬運至大陸斜坡環境沉積成巖，沙木羅組為該地質過程的直接響應。本次在沙木羅組中下部發現了安山巖夾層，屬于島弧安山巖中的高鎂安山巖，鋯石U-Pb年齡為141.3±1.7 Ma(吳建亮，審稿中)[注]吳建亮， 劉 文， 尹顯科， 等. 藏北班公湖-怒江縫合帶西段沙木羅組火山巖年代學、Hf同位素及地球化學特征. 巖石學報(復審中).，表明至少在141 Ma左右班-怒特提斯洋西段正在向北俯沖消減。

5 結論

(1) 泥質巖地球化學特征表明，沙木羅組沉積于活動大陸邊緣的構造背景，剖面下部至上部可能反映了板塊俯沖加劇、巖漿活動加強的地質過程。

(2) 沙木羅組泥質巖為成熟的泥質巖，源區礦物組成以斜長石、堿性長石為主，源區母巖的時代主要為后太古宙，源區母巖為花崗閃長巖、花崗巖、安山巖等中酸性巖漿巖和上地殼再循環的碎屑巖。

(3) 泥質巖源區母巖經歷了中等程度的化學風化作用，沙木羅組沉積時氣候較溫暖、濕潤。

(4) 沙木羅組泥質巖巖石地球化學特征顯示至少在141 Ma左右班-怒特提斯洋西段正在向北俯沖消減。

致謝在野外地質調查和樣品采集過程中，項目組成員提供了極大的幫助，匿名審稿老師及編輯部老師提出了建設性意見和細致的修改，在此表示衷心的感謝！