伊朗南部Lurestan?Khuzestan 地區(qū)中新統(tǒng)沉積物源特征

摘 要 【目的】阿拉伯和歐亞大陸碰撞導(dǎo)致了扎格羅斯造山帶和前陸盆地的形成。扎格羅斯前陸盆地的持續(xù)充填致使海水最終從這一地區(qū)退出，實(shí)現(xiàn)了由海到陸的轉(zhuǎn)變過(guò)程，從而為探討新特提斯洋的消亡提供約束。【方法】對(duì)伊朗扎格羅斯Lurestan地區(qū)和Khuzestan地區(qū)的中新統(tǒng)Agha Jari組進(jìn)行了系統(tǒng)的地層學(xué)、沉積學(xué)、砂巖巖石學(xué)和碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)研究，以揭示碎屑物質(zhì)充填和海退過(guò)程。【結(jié)果】Lurestan地區(qū)Agha Jari組由中到厚層砂—泥巖互層組成，沉積環(huán)境分析其形成于河流環(huán)境。碎屑組分顯示大量變質(zhì)巖巖屑，結(jié)合170 Ma鋯石年齡峰，指示盆地北側(cè)Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶為其可能物源；Khuzestan地區(qū)Agha Jari組主要為底部鈣質(zhì)砂巖，向上逐漸變?yōu)楹駥由皫r、泥巖組合，沉積于三角洲環(huán)境。砂巖碎屑組分以沉積巖屑為主，中生代鋯石年齡與扎格羅斯褶皺沖斷帶一致，表明碎屑物源主要為再旋回的扎格羅斯褶皺沖斷帶中的沉積巖。基于下伏Gachsaran-Mishan組淺海蒸發(fā)巖和碳酸鹽巖沉積，Agha Jari組記錄了扎格羅斯前陸盆地由海向陸的轉(zhuǎn)變過(guò)程。生物地層學(xué)資料約束殘留海消亡的時(shí)間為不早于中新世早期，并且存在從西北向東南海退的趨勢(shì)。【結(jié)論】阿拉伯—?dú)W亞大陸初始碰撞作用導(dǎo)致扎格羅斯山脈隆起，隨著持續(xù)隆升的扎格羅斯山脈向前陸盆地提供碎屑物質(zhì)是導(dǎo)致扎格羅斯殘留海關(guān)閉的直接原因，并且扎格羅斯殘留海從西北向東南退出的古地理格局至少在中新世已經(jīng)形成。

關(guān)鍵詞 新特提斯洋；扎格羅斯；Agha Jari組；沉積環(huán)境；海退

第一作者簡(jiǎn)介 孫高遠(yuǎn)，男，1988年出生，副教授，沉積與海洋地質(zhì)，E-mail： sungy@hhu.edu.cn

中圖分類號(hào) P512.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

前陸盆地是碰撞造山帶的忠實(shí)記錄者，其盆地演化歷史往往能夠很好地反映陸陸碰撞及碰撞后的過(guò)程[1]。如對(duì)現(xiàn)今的特提斯喜馬拉雅造山帶前陸盆地研究，有效地約束板塊的初始碰撞時(shí)間、新特提斯洋的閉合以及殘留洋的消亡等[2?3]。新特提斯洋閉合引起了新生代最為廣泛的造山運(yùn)動(dòng)事件，形成了世界上最著名的阿爾卑斯—扎格羅斯—喜馬拉雅造山帶[4]。通過(guò)對(duì)新特提斯域中的碰撞造山帶相關(guān)前陸盆地開(kāi)展研究，分析其沉積和盆地充填歷史，有助于了解新特提斯洋的演化過(guò)程。

位于新特提斯構(gòu)造域中段的扎格羅斯造山帶，一直以來(lái)研究程度較低，基本的地層格架和時(shí)空演化還存在爭(zhēng)議[5?8]，使得該地區(qū)一些重要地質(zhì)問(wèn)題不是很清楚，比如阿拉伯—?dú)W亞板塊的碰撞時(shí)間、新特提斯洋在扎格羅斯地區(qū)的海退時(shí)間和過(guò)程等[9?15]。扎格羅斯前陸盆地自中生代以來(lái)發(fā)育了巨厚（厚度大于10 km）沉積地層[5，16?17]，其中，中新世地層包括海相灰?guī)r到碎屑巖沉積[5，18?19]，可能記錄了新特提斯洋在本區(qū)的最終消亡和阿拉伯—?dú)W亞板塊碰撞后的構(gòu)造演化過(guò)程。碎屑物質(zhì)沉積主要受控于區(qū)域構(gòu)造影響，扎格羅斯前陸盆地的中新世沉積物質(zhì)與區(qū)域隆升的褶皺沖斷帶關(guān)系密切，記錄了扎格羅斯的陸陸碰撞、抬升和剝蝕歷史，因此是該時(shí)段沉積演化的直接證據(jù)。

對(duì)于扎格羅斯前陸盆地中新統(tǒng)地層，前人已做了一定的地層學(xué)、物源以及沉積演化等方面的工作。前人根據(jù)生物地層和磁性地層學(xué)研究，認(rèn)為扎格羅斯Lurestan 地區(qū)Agha Jari 組的形成時(shí)間介于13.8～12.3 Ma[18，20]。Pirouz et al.[19]提出新特提斯洋在Khuzestan、Fars 地區(qū)的穿時(shí)海退發(fā)生于西部的14～12 Ma至東部的8～1 Ma。Alavi[5]提出扎格羅斯地區(qū)中新世發(fā)育向上變淺的海退沉積，Gachsaran組蒸發(fā)巖在扎格羅斯地區(qū)普遍發(fā)育[21]，Mishan組碳酸鹽巖主要沉積于Khuzestan 和Fars 地區(qū)[19]，最終被上覆Agha Jari組砂巖和Bakhtiyari組礫巖覆蓋[18?19]。Zhanget al.[6]利用碎屑鋯石年齡研究前陸盆地的物源，認(rèn)為早中新世沉積物源主要來(lái)自蛇綠巖帶和伊朗南部巖漿弧帶，中晚中新世地層物源來(lái)自Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶。李佳緯等[22]利用磷灰石（U-Th）/He年齡得出Khuzestan地區(qū)Agha Jari組物源來(lái)自扎格羅斯蛇綠巖帶、Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶和高扎格羅斯帶。總體上，記錄新特提斯洋關(guān)閉的中新世沉積演化以及區(qū)域?qū)Ρ妊芯吭谠窳_斯地區(qū)還很薄弱。

通過(guò)對(duì)伊朗南部Lurestan和Khuzestan兩個(gè)地區(qū)的扎格羅斯前陸盆地中新統(tǒng)Agha Jari組開(kāi)展野外工作，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的地層學(xué)、沉積學(xué)、巖石學(xué)和碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)等研究，并通過(guò)區(qū)域?qū)Ρ龋謴?fù)了伊朗南部扎格羅斯造山帶的中新世碎屑沉積過(guò)程與物源供應(yīng)，進(jìn)而為新特提斯洋在該地區(qū)的演化提供新的約束。

1 地質(zhì)背景

扎格羅斯造山帶由自北向南三個(gè)構(gòu)造單元組成，分別為Urumieh-Dokhtar 巖漿弧、Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶和扎格羅斯褶皺沖斷帶（Zagros Fold-and-Thrust Belt）（圖1）[23?25]。

Urumieh-Dokhtar 巖漿弧位于Sanandaj-Sirjan 巖漿變質(zhì)帶的東北側(cè)，呈北西—南東走向與扎格羅斯山脈相互平行，其形成可能與新特提斯洋殼俯沖及伊朗—阿拉伯板塊碰撞相關(guān)[26?28]。該巖漿巖帶以鈣堿性火成巖為主，活動(dòng)時(shí)間主要為始新世至漸新世晚期（55～25 Ma），其次為巖漿活動(dòng)逐漸減弱的中新世（22～6 Ma）[28?29]。

Sanandaj-Sirjan 巖漿變質(zhì)帶位于扎格羅斯主逆沖斷層北側(cè)，寬150～200 km，長(zhǎng)約1 500 km。該地區(qū)以鈣堿性侵入巖、噴出巖及變質(zhì)巖為主[23，30]，前人對(duì)該地區(qū)巖漿巖形成時(shí)間約束為侏羅紀(jì)（180～144 Ma）時(shí)期[31?33]，其形成與新特提斯洋殼的北向俯沖或晚期的阿拉伯—?dú)W亞大陸碰撞相關(guān)[34?36]，隨后在始新世晚期（40～34 Ma）巖漿作用再次活動(dòng)[36?37]。該帶變質(zhì)巖主要由侏羅紀(jì)高壓低溫相藍(lán)片巖組成[23，38]。

扎格羅斯褶皺沖斷帶可分為高扎格羅斯帶（High Zagros Belt）和扎格羅斯褶皺帶（Simply FoldedBelt）[23?24]（圖1）。高扎格羅斯帶位于扎格羅斯主逆沖斷層南側(cè)，該區(qū)發(fā)育由大量薄皮狀變形的褶皺和斷層，是扎格羅斯地區(qū)造山活動(dòng)最強(qiáng)烈區(qū)域。該區(qū)地層主要以疊瓦狀構(gòu)造的硅質(zhì)巖—蛇綠巖雜巖體巖片、中生代—新生代沉積巖組成[24]。區(qū)域內(nèi)出露兩套典型蛇綠巖，分別是西北側(cè)的克爾曼沙赫蛇綠巖和東南側(cè)的內(nèi)里茲蛇綠巖，兩者年齡分別為85±6 Ma[39?41]和90±15 Ma[34，42?43]。

扎格羅斯褶皺帶位于阿拉伯板塊前緣，臨近波斯灣地區(qū)，整體以扎格羅斯山前斷層（MFF）和高扎格羅斯斷層（HZF）為邊界與其他構(gòu)造單元分開(kāi)。該帶自西北向東南分布于Lurestan、Khuzestan和Fars地區(qū)，發(fā)育大量褶皺和斷層，地勢(shì)呈現(xiàn)朝北東方向逐漸增高趨勢(shì)[5，44?45]。扎格羅斯褶皺帶新元古代至新生代的沉積物厚度超過(guò)13 km，其中在新元古代至白堊紀(jì)發(fā)育被動(dòng)陸緣沉積，晚白堊世之后發(fā)育前陸盆地沉積。Lurestan地區(qū)是扎格羅斯地區(qū)造山過(guò)程中主要的隆升區(qū)域，構(gòu)造帶內(nèi)褶皺發(fā)育、斷層活躍。在漸新世之前研究區(qū)內(nèi)沉積了一系列的海相碎屑巖和碳酸鹽巖，隨著前陸盆地沉積環(huán)境演化，在中新世之后發(fā)育Gachsaran-Mishan組淺海蒸發(fā)巖和碳酸鹽巖，隨后被Agha Jari 組砂—泥巖和Bakhtiyari 組礫巖覆蓋[5]。Khuzestan 地區(qū)是與Lurestan 地區(qū)相鄰的沉積構(gòu)造帶，在中新世之后相繼沉積了Gachsaran組、Mishan組、Agha Jari組和Bakhtiyari組[21]。

2 地層與沉積環(huán)境

本次工作對(duì)伊朗南部Lurestan地區(qū)和Khuzestan地區(qū)兩個(gè)剖面的中新統(tǒng)Agha Jari組進(jìn)行了詳細(xì)的野外和室內(nèi)分析研究（圖2）。

2.1 Lurestan 地區(qū)

2.1.1 沉積地層描述

Lurestan 地區(qū)Abdah 剖面出露Agha Jari 組和Bakhtiyari 組兩套地層（圖3、圖4a），未見(jiàn)底。下部Agha Jari組厚約125 m，主要由紫紅色、灰白色粉—中粗粒砂巖和紫紅色泥巖組成，頂部以粗粒砂巖為主。沉積構(gòu)造發(fā)育，如沖刷侵蝕面、平行層理和板狀、楔狀交錯(cuò)層理等。該剖面可見(jiàn)多個(gè)砂—泥巖旋回結(jié)構(gòu)（圖4b），單個(gè)旋回厚2～4 m，呈向上逐漸變細(xì)的正旋回。砂巖層底部通常發(fā)育沖刷侵蝕構(gòu)造（圖4c），以中粗粒砂巖為主，部分含礫石。砂巖層中發(fā)育大量高角度板狀（圖4d）、楔狀和槽狀交錯(cuò)層理和平行層理。砂巖之上逐漸過(guò)渡到泥巖—粉砂—細(xì)砂巖沉積，厚度相比下伏砂巖層較薄（一般介于10～50 cm，圖4e），其中粉砂巖呈薄層狀、透鏡狀產(chǎn)出，側(cè)向不連續(xù)，層內(nèi)發(fā)育小型交錯(cuò)層理。部分砂—泥巖旋回中，泥巖層厚度較大（大于2 m），以紫紅色泥巖為主（圖4f），內(nèi)部可見(jiàn)植物根管和生物鉆孔等遺跡構(gòu)造（圖4g），局部可見(jiàn)水平層理發(fā)育。

不整合覆蓋于Agha Jari 組之上的Bakhtiyari 組（圖4h），單層厚度大于20 m，是一套巨厚層灰白色灰質(zhì)礫巖層，礫巖層礫石分選性較差，粒徑介于0.5～80 cm，礫石磨圓度中等，磨圓度為次棱角狀—次圓狀，但分選較差，最大礫石粒徑超過(guò)20 cm，最小可至厘米級(jí)（圖4h）。礫巖層整體呈顆粒支撐，粗粒砂巖基質(zhì)常見(jiàn)，礫石排列混雜，呈塊狀構(gòu)造。

2.1.2 沉積環(huán)境解釋

Agha Jari組中大量出現(xiàn)的粗粒含礫砂巖層反映較強(qiáng)水動(dòng)力的底負(fù)載推移質(zhì)搬運(yùn)過(guò)程，分析其屬于曲流河河道沉積單元中的河床滯留沉積[46]。大量槽狀和板狀交錯(cuò)層理發(fā)育的砂巖層顯示強(qiáng)水動(dòng)力側(cè)向遷移的搬運(yùn)沉積特征，對(duì)應(yīng)于河道中的邊灘沉積單元。薄層泥巖—粉砂—細(xì)砂巖組合單元，層內(nèi)發(fā)育小型交錯(cuò)層理，反映水動(dòng)力較弱的特征，其可能形成于河流環(huán)境中的堤岸沉積，較粗粒度的粉砂—細(xì)砂沉積可能形成于天然堤中的決口扇沉積微相。大套紫紅色厚度塊狀泥巖，局部含水平層理，反映弱水動(dòng)力環(huán)境，推測(cè)其形成于河流環(huán)境中的洪泛平原沉積單元。Bakhtiyari組大套礫巖層中局部可見(jiàn)粗砂巖透鏡體，該套混雜的礫巖沉積反映快速堆積特征，指示高密度碎屑流沉積，推測(cè)其形成于沖積扇環(huán)境[47]。

綜上，通過(guò)Abdah剖面的沉積特征分析，該剖面Agha Jari組應(yīng)形成于曲流河相環(huán)境，其上被Bakhtiyari組沖積扇不整合覆蓋。

2.2 Khuzestan 地區(qū)

2.2.1 沉積地層描述

Khuzestan 地區(qū)Pazana 剖面在野外展布為一背斜，自核部向兩翼包含四套巖石地層單元，依次為Gachsaran 組、Mishan 組、Agha Jari 組和Bakhtiyari 組（圖3）。位于背斜核部的Gachsaran組在研究區(qū)出露厚度約12 m，以云質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r夾膏巖層為特征（圖5a），部分層中夾灰綠色泥巖和紫紅色泥頁(yè)巖。Mishan組整合覆于Gachsaran組之上，厚約222.5 m，該組底部為厚層灰白色灰?guī)r夾泥灰?guī)r，灰?guī)r中發(fā)育生物擾動(dòng)和潛穴遺跡沉積構(gòu)造（圖5b），向上生物擾動(dòng)減少，巖性為厚層灰?guī)r夾泥灰?guī)r。

Agha Jari組覆蓋于Mishan組之上，厚約614 m，整體呈向上粒度變粗的層序，自下而上大致可分為三段。下段厚約91.5 m，該段主體呈現(xiàn)中—厚層灰黃色—紫紅色泥巖層（厚度20 cm～2 m不等），夾薄—中層細(xì)砂巖層（厚度不超過(guò)20 cm，圖5c）。砂巖層底部與泥巖層常呈突變接觸，側(cè)向延伸較好，部分呈透鏡狀或楔狀形態(tài)，層內(nèi)發(fā)育小型波狀交錯(cuò)層理（圖5d）。該泥巖巖相中部分層段夾多層灰白色蒸發(fā)巖層，以石膏層為主，層厚20～50 cm（圖5e）。

中段厚約420.5 m，在剖面中上部廣泛發(fā)育大套厚層灰黃色—黃綠色細(xì)—中粒砂巖相，整體顆粒粒度分選較好，層內(nèi)發(fā)育大量交錯(cuò)層理和平行層理。砂巖層側(cè)向延續(xù)性好，層厚穩(wěn)定，單層厚度超過(guò)50 cm，呈席狀延伸展布，垂向上體現(xiàn)出不同色調(diào)的砂巖層相間產(chǎn)出（圖5f），顯示出延伸不同的結(jié)構(gòu)砂巖紋層出現(xiàn)。部分砂巖層中夾雜薄層狀、楔狀泥巖層，層厚小于20 cm，層內(nèi)發(fā)育小型波狀交錯(cuò)層，局部可見(jiàn)蒸發(fā)巖夾層。

上段厚約102 m，以紫紅色中層中—粗粒砂巖與粉砂巖、泥巖互層產(chǎn)出（圖5g），單套旋回厚約2 m，砂—泥巖層厚比約1∶1。砂巖層下部常常具有沖刷—充填構(gòu)造或侵蝕的底邊界，部分含有礫石成分，向上粒度逐漸變細(xì)，呈現(xiàn)正粒序。層內(nèi)發(fā)育中—大型交錯(cuò)層理、平行層理等，泥巖層總體呈塊狀構(gòu)造，偶含植物碎片。厚層紫紅色—灰黃色泥巖層（總厚度超過(guò)100 m，圖5h），主要出現(xiàn)于剖面的中上部，平均單層泥巖厚度約5 m，側(cè)向延伸穩(wěn)定，只在局部夾薄層粉砂巖層（厚度小于10 cm），沉積構(gòu)造少見(jiàn)，以水平層理為主。

剖面最頂部Bakhtiyari組在本剖面出露總厚度超過(guò)25 m，底部以大套礫巖層與下伏Agha Jari組呈角度不整合接觸。礫巖主要為顆粒支撐結(jié)構(gòu)，磨圓度較好，多為次圓—圓狀，分選差，粒徑介于0.5～15 cm，礫巖層可見(jiàn)交錯(cuò)層理發(fā)育，側(cè)向多呈楔狀或透鏡狀產(chǎn)出，可見(jiàn)疊瓦狀排布的礫石。

2.2.2 沉積環(huán)境解釋

Pazana剖面中Gachsaran組大量出現(xiàn)的白云質(zhì)灰?guī)r和蒸發(fā)巖反映了氣候干燥的局限海或封閉淺海環(huán)境，如潟湖相。其上整合接觸出現(xiàn)的Mishan組以厚層灰?guī)r夾泥灰?guī)r為主，反映淺海碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境。

Agha Jari組下段以中—厚層泥巖層為主體，指示其形成于水動(dòng)力較弱的環(huán)境，綜合垂向?qū)有蛲茰y(cè)其可能為三角洲前緣的支流間灣微相。泥巖中夾的薄層和透鏡狀細(xì)砂巖層，發(fā)育小型交錯(cuò)層理和沖刷—充填構(gòu)造，對(duì)應(yīng)于三角洲前緣中的遠(yuǎn)沙壩沉積。中段以大套厚層席狀砂巖為特征，呈現(xiàn)較好的分選性，代表其受到反復(fù)的波浪淘洗和簸選作用，推測(cè)其屬于三角洲前緣的席狀砂。砂巖層中夾雜的薄層泥巖層，偶夾蒸發(fā)巖層，為弱水動(dòng)力條件下與海局限相通的低洼海灣區(qū)，可能為前三角洲泥或支流間灣微相下形成的泥楔沉積單元。上段出現(xiàn)大套砂—泥巖互層組合，砂巖層底部為含礫中粗粒砂巖，并以正粒序?yàn)樘卣鳎从碃恳飨碌拇采惩埔瓢徇\(yùn)堆積，結(jié)合垂向沉積特征，指示其形成于三角洲平原亞相的分支河道微相。與砂巖互層的紫紅色粉砂巖、泥巖，反映了水動(dòng)力較弱的懸浮沉積搬運(yùn)特征，結(jié)合垂向巖相分布特征，表明其形成于三角洲平原上的天然堤和沼澤微相。本段中上部出現(xiàn)大套厚層泥巖相，指示形成于低水動(dòng)力條件，其可能形成于三角洲平原上的泛濫平原環(huán)境。

與Abdah剖面類似，Pazana剖面頂部的Bakhtiyari組礫巖同樣反映快速堆積特征，其形成于高密度碎屑流的沉積背景，即為沖積扇環(huán)境[47]。

綜合以上野外特征分析，在Pazana剖面，其底部以淺海相碳酸鹽沉積為特征，向上逐漸過(guò)渡到AghaJari組以海陸過(guò)渡相的三角洲環(huán)境，最后被沖積扇相的Bakhtiyari組不整合覆蓋。

2.3 沉積時(shí)代約束

由于Agha Jari組主體形成于陸相或海陸過(guò)渡相地層，生物化石保存較少，使其形成時(shí)代一直難以約束。前人的研究主要是通過(guò)對(duì)下伏Mishan組灰?guī)r來(lái)限定其下限時(shí)代。從Mishan 組頂部的雙殼化石（Corbula tunicosulcata Vredenburg、Dosinia peraltaVredenburg、Anadara sp.及Thracia sp.）分析，將Mishan組的沉積時(shí)代約束于16.0～11.6 Ma[48]。此次研究在Panaza剖面獲得下伏地層Mishan組的鈣質(zhì)超微化石，種屬包括Cyclicargolithus floridanus、Watznaueriabarnesiae、Coccolithus formosus、Micula sp.、Reticulofen?estra reticulate 和Coccolithus pelagicus 等（圖6），其中帶化石Reticulofenestra bisecta 屬于NP25 生物帶，指示Mishan 組沉積至少可以延續(xù)至中新世最早期（～23 Ma）。綜合前人對(duì)Mishan組的生物地層研究，認(rèn)為Agha Jari組主體沉積于中新世時(shí)期。

3 砂巖物源分析

3.1 物源分析方法

砂巖碎屑統(tǒng)計(jì)：采用Gazzi-Dickinson柵格結(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)的方法對(duì)18個(gè)樣品進(jìn)行了碎屑統(tǒng)計(jì)[49?51]。首先根據(jù)砂巖粒徑選擇合適的柵格間距（一般柵格尺寸大于大部分砂巖顆粒粒徑，以確定不會(huì)對(duì)某顆粒重復(fù)計(jì)數(shù)），然后對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別和統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)時(shí)，對(duì)大于62.5 μm的顆粒進(jìn)行單獨(dú)計(jì)數(shù)，減少砂巖結(jié)構(gòu)成熟度對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的影響。每個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)至少300顆碎屑顆粒，統(tǒng)計(jì)完成后，通過(guò)換算得出各種碎屑的百分含量，用于石英—長(zhǎng)石—巖屑（QFL）或其他碎屑組分的三角圖解，來(lái)反映其構(gòu)造背景。

碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)：碎屑鋯石年齡測(cè)定在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。所采用儀器為New Wave UP213帶固體激光剝蝕系統(tǒng)（LA）的Agilent 7500a 型等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS），單個(gè)樣品點(diǎn)的測(cè)試時(shí)間為120 s，其中背景測(cè)量時(shí)間40 s，激光剝蝕分析時(shí)間50～80 s。同位素206Pb、207Pb、208Pb、232Th和238U分析停留時(shí)間依次為15、30、10、10和15 ms。詳細(xì)測(cè)試方法參考文獻(xiàn)[52]，獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)GLITTER版本進(jìn)行處理[53]，并通過(guò)普通鉛校正[54]。校正后的結(jié)果用IsoplotV3.23宏程序完成年齡譜圖的繪制[55]。

3.2 分析結(jié)果

3.2.1 砂巖碎屑組分

Abdah剖面的Agha Jari組砂巖類型為巖屑砂巖（圖7）。碎屑組分統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示平均碎屑組分為Q∶F∶L=22∶18∶59；Lm∶Lv∶Ls=53∶3∶44（表1）。顆粒組成以巖屑為主，石英和長(zhǎng)石次之。巖屑含量相對(duì)穩(wěn)定，占比達(dá)60%，其組成以變質(zhì)巖巖屑和沉積巖巖屑為主（圖8a，b），且變質(zhì)巖巖屑含量從巖層底部（～36%）至頂部（～9%）逐漸下降，而沉積巖巖屑含量逐漸升高（從～15%到～43%）。石英含量自底向上呈下降趨勢(shì)（從～24%到～12%），石英由單晶石英和多晶石英組成，單晶石英含量由巖層底部至頂部變化不大，而多晶石英含量逐漸減少。長(zhǎng)石主要包括斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石，總含量在剖面上變化不大（～20%）。

Pazana剖面中，Agha Jari組的砂巖類型同樣以巖屑砂巖為主（圖7）。碎屑結(jié)果顯示平均碎屑組分為Q∶F∶L=14∶22∶65；Lm∶Lv∶Ls=5∶2∶93（表1）。碎屑成分自下而上石英和長(zhǎng)石含量均呈下降趨勢(shì)，其中石英從～18%下降到～3%，長(zhǎng)石從～31%下降到～5%。巖屑含量自底而上逐漸增多（從～44%到～86%），并以碳酸鹽巖沉積巖屑為主（～49%），且向上有增多趨勢(shì)（從～33% 到～79%）。Pazana 剖面中的Agha Jari 組與Abdah剖面中的相比，砂巖巖屑組分含量差異較為明顯，Abdah剖面在沉積早期出現(xiàn)大量變質(zhì)巖巖屑（圖8a，b），隨后沉積巖巖屑含量逐漸增多，而Pazana剖面的巖屑始終以碳酸鹽巖沉積巖屑為主（圖8c～f）。

3.2.2 碎屑鋯石U?Pb年齡

對(duì)兩件樣品200顆碎屑鋯石開(kāi)展鋯石U-Pb年代學(xué)分析① 。Lurestan 地區(qū)Abdah 剖面砂巖樣品（18AD253）獲得了90顆碎屑鋯石年齡（圖9），其中56顆（占比62%）顯示年齡區(qū)間為150～200 Ma，峰值為～173 Ma；其余鋯石年齡分別顯示200～400 Ma（占比9%，峰值～320 Ma）、500～750 Ma（占比9%，峰值～660 Ma）、900～1 100 Ma（占比7%，峰值～1 050 Ma）。

Khuzestan地區(qū)Pazana剖面砂巖樣品（18PA29）獲得了110顆碎屑鋯石年齡（圖9），結(jié)果顯示其主要年齡區(qū)間為80～110 Ma （占比3%，峰值～100 Ma）、150～180 Ma（占比5%，峰值～165 Ma）、200～350 Ma（占比16%，峰值～245 Ma、～310 Ma）、520～730 Ma（占比27%，峰值～555 Ma、～620 Ma）、750～800 Ma（占比8%，峰值～775 Ma）、950～1 200 Ma（占比5%，峰值～1 000 Ma）、1 700～2 100 Ma（占比9%，峰值～1 865 Ma）、2 450～2 700 Ma（占比9%，峰值～2 485 Ma）。該樣品中出現(xiàn)的最年輕碎屑鋯石年齡為35±1 Ma。與Abdah剖面相比，該樣品出現(xiàn)了大量的白堊紀(jì)鋯石年齡（圖9）。

4 討論

4.1 碎屑物源

通過(guò)搜集潛在物源區(qū)的碎屑鋯石年齡與AghaJari組進(jìn)行對(duì)比，并結(jié)合砂巖的碎屑組分特征來(lái)限定物質(zhì)源區(qū)。位于扎格羅斯主逆沖斷層北側(cè)的Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶出露大量中—新生代沉積地層和變質(zhì)巖，其分散的碎屑鋯石年齡區(qū)間顯示最主要特征年齡峰區(qū)間為160～200 Ma[75]（峰值為～170 Ma，圖9）。位于扎格羅斯主逆沖斷層南側(cè)的扎格羅斯前陸盆地沉積厚度巨大，發(fā)育數(shù)十千米沉積地層，碎屑鋯石年齡顯示其兩個(gè)主要年齡峰值區(qū)間，即20～65 Ma（峰值～ 40 Ma）和80～110 Ma（峰值～95 Ma），其他年齡峰值包括～170 Ma，～245 Ma，～325 Ma，～605 Ma和～1 860 Ma[56，63?75]（圖9）。

對(duì)比Agha Jari組碎屑鋯石年齡發(fā)現(xiàn)，Lurestan地區(qū)Agha Jari組砂巖樣品廣泛出現(xiàn)侏羅紀(jì)150～200 Ma年齡峰值，這與北側(cè)Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶中鋯石年齡特征相似[56?62]（圖9），碎屑組分分析表明，Lurestan地區(qū)砂巖碎屑組分含有大量變質(zhì)巖巖屑，這同樣指示北側(cè)Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶是其最可能的物質(zhì)來(lái)源。相比于Lurestan地區(qū)，Khuzestan地區(qū)砂巖碎屑鋯石年齡特征與之有一定的不同，除出現(xiàn)區(qū)域特征性的泛非期鋯石年齡外（500～1 000 Ma），其特征的年齡峰值包括中生代245 Ma、165 Ma 和100 Ma，尤其是白堊紀(jì)鋯石年齡（峰值～100 Ma）在該地區(qū)出現(xiàn)。通過(guò)對(duì)比，這些中生代鋯石與扎格羅斯褶皺沖斷帶中的碎屑鋯石年齡相似（圖9），同時(shí)對(duì)比該地區(qū)砂巖樣品中出現(xiàn)大量的沉積巖巖屑，表明其物質(zhì)很可能再旋回自扎格羅斯褶皺沖斷帶內(nèi)大量的中—新生代碳酸鹽巖。

綜上，研究區(qū)內(nèi)兩條剖面中的Agha Jari組沉積物源有一定的差別。位于扎格羅斯造山帶西北側(cè)Lurestan地區(qū)的Agha Jari組，碎屑物質(zhì)主要來(lái)自緊鄰剖面北側(cè)的Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶，而位于扎格羅斯造山帶東南側(cè)Khuzestan地區(qū)的碎屑物質(zhì)主要是再旋回自早先沉積于扎格羅斯褶皺沖斷帶內(nèi)的沉積地層。

4.2 古地理演化與新特提斯洋海退

研究區(qū)沉積地層分析表明，扎格羅斯地區(qū)在漸新世—早中新世時(shí)期處于Gachsaran組蒸發(fā)巖沉積的臺(tái)地環(huán)境[21]，以膏巖地層為特征。隨后區(qū)域海平面開(kāi)始上升[19，48]，使得扎格羅斯東南部地區(qū)發(fā)生海侵，沉積環(huán)境由蒸發(fā)臺(tái)地變?yōu)闇\海開(kāi)放碳酸鹽臺(tái)地，形成了Mishan組淺海灰?guī)r沉積。

隨著海侵結(jié)束，Mishan組碳酸鹽巖停止沉積，區(qū)域受到扎格羅斯褶皺沖斷構(gòu)造影響，該地區(qū)海水逐漸退出[18?20]。此時(shí)，扎格羅斯造山帶西北部Lurestan地區(qū)，Agha Jari 組形成于河流環(huán)境，而東南部的Khuzestan地區(qū)，沉積于淺水碳酸鹽巖臺(tái)地Mishan組之上的Agha Jari組，形成于海陸過(guò)渡環(huán)境的三角洲相（圖10a）。該時(shí)期，扎格羅斯地區(qū)為自西北的陸相環(huán)境至東南的過(guò)渡相的三角洲環(huán)境，因而，Agha Jari組代表研究區(qū)東南側(cè)最晚的海相沉積地層，其演化反映了新特提斯洋在本區(qū)域的消亡過(guò)程。從沉積古地理可以發(fā)現(xiàn)新特提斯洋的消亡過(guò)程從西北自東南存在穿時(shí)現(xiàn)象（圖10a），并基于Agha Jari組的形成時(shí)代，推測(cè)新特提斯洋在扎格羅斯地區(qū)的最終消亡時(shí)間為中新世初期。Agha Jari組沉積之后，區(qū)域內(nèi)從河流—三角洲過(guò)渡環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)殛懴鄾_積扇環(huán)境的Bakhtiyari組沉積，形成大套粗粒砂—礫巖沉積（圖10b），兩者之間以區(qū)域廣泛存在的不整合為界[44，76]，代表了整個(gè)扎格羅斯地區(qū)繼續(xù)發(fā)生大幅構(gòu)造隆升和沉積間斷。

碎屑巖作為受區(qū)域構(gòu)造背景控制所形成的盆地沉積物，能夠記錄早期盆地周緣造山帶的隆升剝蝕以及與周圍環(huán)境相互作用的信息[77]。扎格羅斯前陸盆地的沉積充填與造山帶的褶皺沖斷過(guò)程密切相關(guān)。中新世之前，扎格羅斯地區(qū)以淺海碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖沉積為主[5]。隨著阿拉伯—伊朗板塊的持續(xù)碰撞，陸陸構(gòu)造擠壓變形強(qiáng)烈[23]，扎格羅斯造山帶逐漸構(gòu)造抬升，新特提斯洋自西北向東南方向逐漸退出，形成研究區(qū)中新世碎屑沉積，Agha Jari組自西北向東南發(fā)育的河流—三角洲沉積體系（圖10a），在沉積來(lái)源上體現(xiàn)了從早期的研究區(qū)北側(cè)Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶過(guò)渡到后期大量的扎格羅斯褶皺沖斷帶的物質(zhì)供應(yīng)變化，反映了扎格羅斯造山帶構(gòu)造隆升的過(guò)程。即在Agha Jari 組沉積早期（中新世初期），北側(cè)的Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶受到抬升剝蝕成為區(qū)域的物質(zhì)源區(qū)，反映出大量變質(zhì)巖巖屑和中生代的碎屑鋯石特征。隨著扎格羅斯褶皺沖斷帶的不斷發(fā)育，扎格羅斯褶皺沖斷帶發(fā)生構(gòu)造抬升，繼而為Agha Jari組沉積提供物質(zhì)供應(yīng)，使得大量再旋回的碳酸鹽巖沉積巖屑被搬運(yùn)至中新統(tǒng)砂巖碎屑沉積中。李佳緯等[22]的磷灰石（U-Th）/He測(cè)試分析結(jié)果，同樣反映扎格羅斯褶皺沖斷帶的隆升與剝蝕形成大量的碎屑物質(zhì)，在前陸盆地充填過(guò)程中起重要作用。

基于兩個(gè)沉積剖面對(duì)比，扎格羅斯前陸盆地中新統(tǒng)Agha Jari組完整地記錄了盆地充填以及新特提斯洋海退過(guò)程，顯示在研究區(qū)存在同期異相特征，反映了海水最早從西北向東南方向逐漸退出，碎屑物質(zhì)從西北向東南搬運(yùn)充填，并于中新統(tǒng)Agha Jari組沉積結(jié)束后，海水全部退出該區(qū)域，最終區(qū)域構(gòu)造隆升形成大規(guī)模的沖積扇沉積。

5 結(jié)論

（1） 研究區(qū)Agha Jari組為一套最早形成于中新世的地層，沉積環(huán)境在扎格羅斯造山帶西北Lurestan地區(qū)為河流環(huán)境，在東南Khuzestan 地區(qū)為三角洲環(huán)境。

（2） Agha Jari組的砂巖碎屑組分顯示在Lurestan地區(qū)出現(xiàn)大量變質(zhì)巖巖屑，其碎屑鋯石特征顯示160～200 Ma年齡區(qū)間，表明Sanandaj-Sirjan巖漿變質(zhì)帶為主要碎屑物質(zhì)來(lái)源；而位于Khuzestan地區(qū)的砂巖碎屑組分以沉積巖巖屑為主，中生代碎屑鋯石年齡特征與扎格羅斯褶皺沖斷帶相似，其物源是來(lái)自再旋回的扎格羅斯褶皺沖斷帶沉積巖。

（3） 阿拉伯—?dú)W亞板塊的碰撞作用，促使扎格羅斯造山帶的持續(xù)構(gòu)造抬升，剝蝕的碎屑物質(zhì)不斷充填到中新世扎格羅斯前陸盆地，導(dǎo)致該區(qū)海水的逐漸退出和新特提斯洋的最終消亡。基于研究區(qū)兩個(gè)剖面的對(duì)比，新特提斯洋自西北向東南方向逐漸退出的古地理格局至少在中新世已經(jīng)形成。

致謝 感謝Mansour Ghorbani 博士和劉昕羽在野外工作和資料整理中的幫助；感謝評(píng)審專家提出的建設(shè)性意見(jiàn)。

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