西藏班公湖—怒江结合带西段沙木罗组火山岩锆石LA-ICP-MS年龄及地质意义①

彭头平

(福建省地质调查研究院，福州，350013)

图1 测区位置图Fig.1 Location of the study area1—测区范围；2—剖面位置

西藏改则县1∶5万6幅区域地质矿产调查区位于西藏班公湖—怒江结合带西段改则县一带 (图1)，属班公湖—怒江地层区的蛇绿岩小区(木嘎岗日地层分区)[1]。1987年，沙木罗组由西藏区调队1∶100万日土幅命名于革吉县盐湖区南部的沙木罗。原指中上部为浅灰、灰色中-厚层状灰岩、生物碎屑灰岩及鲕粒灰岩；上部为灰白色中厚层状砂岩、粉砂岩、岩屑砂岩夹页岩及泥灰岩。为一套较稳定环境下形成的上侏罗统滨浅海相沉积，出露厚度大于340 m。 之后，众多学者在不同地区分解出“木嘎岗日群”(主体为侏罗系)和“沙木罗组”(下白垩统)。1∶100万日喀则幅区域地质调查将其归属中-上三叠统巫嘎群(T2-3wg)*西藏自治区地质局区域地质调查大队，1∶100万日喀则幅区调报告，1983。，1∶150万青藏高原及邻区地质图将其划归为中侏罗统[2]；1∶150万西藏自治区地质图定属于上三叠统确哈拉群(T3gh)[3]。

测区内沙木罗组是从木嘎岗日群中解体出来[4],根据1∶25万改则幅区调报告，认为其与下伏木嘎岗日群的关系为不整合接触关系；而有些学者则认为前人所称沙木罗组，实为木嘎岗日群上部地层的相变产物。笔者根据西藏改则县1∶5万6幅区域地质调查，通过路线勘察及实测地层剖面研究，发现区内沙木罗组呈断层逆冲覆于蛇绿混杂岩之上。在沙木罗组内采获了多个海相动物化石，并在沙木罗组上段发现有中-基性火山岩夹层，在火山岩夹层中采集锆石样品，开展锆石特征及LA-ICP-MS U-Pb测年工作，获得锆石LA-ICP-MS年龄数据为(72.3±0.3)Ma。根据岩性组合、鉴定成果、锆石LA-ICP-MS年龄数据等，对前人的地层划分及时代认识提出了新的看法，认为沙木罗组时代应为晚白垩世，其代表班公湖—怒江特提斯洋闭合年代的上限。

1 地层剖面特征

1.1 实测剖面

西藏改则县扎嘎尔沟，测区露头较好，层序较全，起点坐标N 32°19′40.26″、E 84°33′55.84″，H 4 612 m，终点坐标N 32°21′18.21″、E 84°34′26.26″，H 4 839.87 m。剖面控制厚度1 098.6 m，实测剖面层序(图2)。

图2 西藏改则县扎嘎尔沟晚侏罗-早白垩世沙木罗组实测地层剖面Fig.2 Tibet county changed zagal ditch late Jurassic Early Cretaceous shamuluo formation strata section

早侏罗-晚白垩世沙木罗组上段(J1K3s2) 厚1 098.6 m

18 灰色中厚层状钙质细粒石英砂岩与深灰色泥质粉砂岩互层，偶夹薄层砾岩、细粉砂 厚114.9 m

17 灰色中-中厚层状钙质细粒石英砂岩、偶见夹有双壳类生物化石碎片 厚93.2 m

16 灰色中厚层状中细粒石英砂岩 厚215.5 m

15 灰-深灰色中-中薄层状钙质细砂岩 厚122.7 m

14 灰色中厚层状钙质石英细砂岩夹深灰色薄层状泥质粉砂岩 厚92.0 m

13 灰-深灰色中-中薄层状钙质石英细砂岩与深灰色薄层状粉砂岩互层，细粉砂 厚79.2 m

12 深灰-灰黑色杏仁状玄武安山岩 厚4.9 m

11 灰色细粒石英砂岩与深灰色泥质粉砂岩互层,细粉砂泥 厚14.1 m

10 深灰-灰黑色杏仁状玄武安山岩 厚3.7 m

9 灰色细粒石英砂岩与深灰色泥质粉砂岩互层，砂泥 厚80.4 m

8 浅灰黄色细粒石英砂岩夹泥质粉砂岩 厚124.2 m

7 灰色中薄层状钙质细砂岩与灰黑色薄层状泥质粉砂岩互层 厚61.5 m

6 灰色中薄层状钙质细粒石英砂岩 厚66.0 m

5 浅灰黄色中-中薄层状中粒钙质石英砂岩、底部含有一约1 m厚中厚层状砂砾岩 厚26.3 m

早侏罗-晚白垩世沙木罗组下段(J1K3s1) 厚>390.8 m

4 浅黄色中-中薄层状中粒钙质石英砂岩 厚145.9 m

3 浅黄色中厚层状含砾中粗粒钙质石英砂岩 厚7.6 m

2 浅黄色中-中薄层状中粒钙质石英砂岩,产海相双壳类化石碎片 厚65.5 m

1 深灰色薄层状钙质细砂岩(未见底) 厚>171.8 m

1.2 综合地质特征

综合实测地质剖面及野外地质路线调查，沙木罗组未见顶、底。为一套浅海相-滨海相沉积的钙质碎屑岩沉积组合，下部发育生物礁，上部见有基性火山岩夹层(剖面第10，12层，照片1，2)。根据岩石组合、地层层序、接触关系、沉积旋回，可进一步划分为上、下2个岩性段,区内只出露完整的上段，下段为部分出露，扎嘎尔沟剖面仅控制了上段地层。上段岩性为厚层状砾岩、中-厚层状中砂岩、中-厚层状细砂岩及薄层状的泥质粉砂岩韵律组合，产双壳类、海胆化石。地层由底部往顶部形成2～3个由粗-细的沉积韵律旋回，其中发育有中型、小型的交错层理、斜层理，大型褶皱十分发育，出露厚度为1 098.6 m。下段于区内出露不全，岩性主要为中厚层状中砂岩、灰色钙质细砂岩、砂质板岩，局部夹有粗砂岩、泥质粉砂岩等，综合区域地质特征，下段底部还夹有礁灰岩，厚度大于390.8 m。

照片1 玄武安山岩与砂岩整合接触近照Photot.1 Conformable contact between basaltic andesite and sandstone

照片2 玄武安山岩与砂岩整合接触远景Photot.2 Far view of conformable contact between basaltic andesite and sandstone

2 样品特征及同位素分析结果

该套地层中化石较丰富，主要为双壳、腕足等化石碎片，保存不完整。1∶25万改则幅区域地质调查在该套地层中采获化石坛螺未定种Ampullinasp.，瘤结螺未定种Tylostomasp.，海娥螺未定种Nerineasp.。超微化石LotharingiuscontractusBownand Cooper,(1989)，CyclagelosphaeramargereliiNoel，(1965)，并采获珊瑚碎片Scleractinia，时代反映为中侏罗世-晚白垩世，其根据区域资料暂将时代置于晚侏罗-晚白垩世。该次地质调查中发现了多处化石，主要有珊瑚、海星等(照片3，4)，但因其年代跨度太大，难以准确确定地层时代。

照片3 贝类化石Photot.3 Shellfish fossil

照片4 腕足类化石Photot.4 Brachiopod fossils

野外工作在沙木罗组上段发现了玄武安山岩夹层。玄武安山岩呈灰-深灰色，具斑状结构，斑晶主要为斜长石，含量大于10%，偶见辉石斑晶。基质为微晶结构，杏仁状构造，基质中斜长石微晶含量为70%，斜长石微晶之间的隐晶物含量小于20%。少见细小的杏仁体，粒径小于0.3 mm，由方解石、石英-方解石-石英充填。斜长石斑晶呈半自形柱状，大小不一，常有碎裂，碎裂纹发育，裂纹平行密集，裂纹由绢云母充填。少量斑晶强碳酸盐化。偶见辉石斑晶呈八边形的假象，完全被碳酸盐交代。基质中斜长石微晶呈定向-半定向排列，其间隙中见隐晶物充填，含量小于20%。

对在玄武安山岩中采集的样品进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测年(表1)，对21颗锆石进行测试，锆石颗粒形态好、环带发育(图3)，Th含量140×10-6～3 652×10-6、U含量251×10-6～1 630×10-6、Th/U比值变化较小，绝大部分为0.45～1.0，显示为岩浆锆石特征。获得锆石LA-ICP-MS年龄数据，加权平均年龄(72.3±0.59)Ma(MSWD=0.74)，谐和度好(图4，5)，谐和年龄(72.3±0.3)Ma(MSWD=6.1)。加权平均年龄与谐和年龄数据一致，年龄数据可靠。

表1 玄武安山岩锆石测年数据Table 1 Dating data of zircons from Andesite

图3 玄武安山岩中锆石阴极发光图像及U-Pb测试位置Fig.3 Cathodoluminescence image of the zircom from Andesite and the test location

图4 安山岩U-Pb同位素年龄加权平均值图Fig.4 U-Pb concordia diagram of zircons from Andesite

图5 安山岩U-Pb同位素年龄等值线图Fig.5 U-Pb concordia diagram of zircons from Andesite

3 沉积环境及形成时代讨论

关于沙木罗组沉积环境主流观点为残留海盆沉积*西藏自治区地质调查院，1∶25万改则幅区调报告，2003。。在火山岩夹层中针对玄武安山岩采集地球化学样品2件， La/Yb-Sc/Ni判别图解投点于安山弧区(图6)，表示其为大陆板内火山岩，也说明当时沙木罗组接受沉积的时候，洋壳已经消失，洋陆转换完成。沙木罗组总体为一套上粗下细的的类复理石建造。下部为细碎屑岩夹生物礁灰岩沉积，粒序层理不明显；上部为中细粒碎屑岩夹砾岩及中-基性火山岩，常发育粒序层理、交错层理、斜层理及包卷层理，并见有不对称波浪构造，岩石中粗、细粒碎屑岩呈韵律互层。碎屑岩中见有双壳类、海星等化石，其形成环境明显为浅海-滨海相大陆斜坡，而不是部分学者认为的河流相[5]。

图6 沙木罗组安山岩La/Yb-Sc/Ni判别图Fig.6 Discrimination diagram of La/Yb-Sc/Ni for andesite from Shamuluo formation

沙木罗组为班公湖—怒江结合带内一个重要的组成单元，其上覆于班公湖—怒江特提斯洋壳残留之上，代表了班公湖—怒江特提斯洋盆闭合时代的上限。前人在该地层的时代归属上做了大量的工作，但地层本身依据的缺乏或时代依据跨度大，使得沙木罗组形成时代一直定义为晚侏罗-早白垩世。该次工作在沙木罗组上段发现的火山岩夹层中获得锆石LA-ICP-MS加权平均年龄数据为(72.3±0.3)Ma，其时代为晚白垩世。这一发现不仅明确了沙木罗组的地质时代，同时也为区域地层对比奠定了基础，基本确定了班公湖—怒江特提斯洋闭合时代上限为晚白垩世，与前人认为的班公湖—怒江特提斯洋闭合时代上限为晚侏罗-早白垩世不同。

4 结论

(1)通过对沙木罗组开展地质调研，发现沙木罗组总体为一套上粗下细的类复理石碎屑岩建造，形成环境明显为浅海-滨海相大陆斜坡。

(2)沙木罗组上段发现了玄武安山岩，获得锆石LA-ICP-MS加权平均年龄数据(72.3±0.3)Ma，时代为晚白垩世。该发现对研究西藏沙木罗组的沉积相及形成环境演化，以及研究班公湖—怒江结合带洋盆闭合时代都具有重要的意义。

本文写作中承蒙福建省地质调查研究院陈润生高级工程师的指导和帮助，在此表示衷心的感谢！

1 西藏自治区地质矿产局.西藏自治区区域地质志.北京：地质出版社，1993.

2 成都地质矿产研究所.青藏高原及邻区地质图(1∶150万).北京：地质出版社，1988.

3 西藏自治区地质矿产局区域地质调查大队.中华人民共和国西藏自治区地质图(1∶50万).北京：地质出版社，1992.

4 陈国荣，刘鸿飞，蒋光武，等.西藏班公湖—怒江结合带中段沙木罗组的发现.地质通报，2004，23(2).

5 廖六根，李晓勇，邹爱建，等.对藏北嘎色地区沙木罗组的新的认识.沉积和特提斯地质，2006，26(2).