西南三江地区洋板块地层特征及构造演化

任 飞，潘桂棠，尹福光，常梦瑶，肖庆辉

(1.中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都 610081；2.中国国土资源部信息中心，北京 100037)

三江特提斯构造造山带位于横贯欧亚大陆之巨型特提斯构造域东段，构造演化独特，经历了复杂而完整的演化历史。晚古生代—中生代，泛大陆解体与原特提斯洋形成，经古特提斯多岛弧盆系发育与古生代—中生代增生造山/盆山转换，到新生代印度-亚洲大陆碰撞与叠加改造，从而发育了多条代表古特提斯洋盆消逝的缝合带[1]，是中国大陆构造演化的典型缩影，在全球构造演化中的地位举足轻重[2-5]。造山带中各种地质体无序地呈构造接触堆叠一起，三江造山带记录了不同时期不同规模的洋板块地层系统，留下了自形成到消亡的地质遗迹。在造山带研究中如何正确识别并重建原始大洋沉积系统尤为关键。为解决造山带经过强烈构造改造、搬运及混杂的各种火山、沉积地质块体问题，国内产生了构造地层学(Tectonostratigraphy)和非史密斯地层学(Non-Smith Stratigraphy)等学科，国际上Isozaki等提出洋板块地层学(Ocean Plate Stratigraphy，简称OPS)等，探索解决造山带蛇绿混杂岩等洋板块地层重建问题。本文以造山带洋板块地层研究为主导，梳理了三江地区洋板块地层系统分布及构造演化。

1 洋板块地层系统概念及特征

洋板块地层系统(Ocean Plate Stratigraphy，简称OPS)指发育在造山带中，在洋盆形成与闭合过程中形成的地层，即指洋盆地层从其在最初的洋中脊形成，一直到海沟发生俯冲作用时形成增生杂岩的地层系统，是Isozaki等根据对亚洲古造山带内的古增生杂岩的识别和研究提出的[6-10]。此处洋盆地层系统概念包括两方面涵义：一个是火成岩基底序列，另一个是沉淀在海底的沉积岩和火山岩的盖层的序列。

洋中脊海洋板块中形成后，便开始向海沟俯冲带运移，最终在海沟俯冲带沉没消亡。伴随海洋板块形成的洋盆也会随板块一起形成与闭合，在洋盆形成与闭合过程中形成的地层，从其最初在洋中脊形成，一直到海沟发生俯冲作用形成增生杂岩为止，在洋盆不同构造环境中其形成的地层岩性组合不同，揭示了海洋板块形成与闭合的过程。

洋盆地层系统(OPS)的岩石建造类型主要是随着构造环境从深海、半深海到浅海环境的岩相规律性变化而变化。在洋中脊附近形成玄武岩质火山岩类建造，玄武岩化学成分与碱性玄武岩相似；海山玄武岩之上逐渐形成灰岩建造，灰岩中常见燧石夹层；在灰岩和燧石之上为放射虫燧石层，其中夹有薄层页岩，而该套燧石层的沉积速率非常小，并且其中基本不含陆源碎屑，所以其沉积环境应该为深海沉积；当洋盆随海洋板块运移到半深海环境时，在燧石层之上形成放射虫残体与碎屑颗粒沉积的混合作用形成硅质页岩建造，再往上就是页岩建造，其中夹有薄层的砂岩层，之后即为以砂岩为主的浊积岩建造；当洋盆随海洋板块运移到海沟板块汇聚边缘附近时，粗粒砂岩和页岩的沉积作用形成非常发育的浊积岩，该套浊积岩建造包含大量的近源粗粒砂岩。综上所述，洋盆地层系统(OPS)自下而上主要为由枕状玄武岩、灰岩、燧石、硅质页岩和浊积岩组成的复杂构造叠置的增生杂岩系统(图1)。洋盆地层系统(OPS)地层序列记录了洋底从其形成到消亡过程中的地质演化历史。

图1 洋板块地层层序模式图

Fig.1 Model for ocean plate stratigraphic sequences

综上所述，洋板块地层系统主要由“洋盆系统”和“多岛弧盆系统”两大类地层建造组成[6,8-10]。洋盆系统可进一步划分为洋中脊海岭类、深海平原类、洋岛海山类和洋内弧类。多岛弧盆系统可进一步划分出俯冲增生楔类、弧前盆地类、火山岛弧类、弧背盆地类、弧间盆地类和弧后盆地类(图2)。在此基础上，“裂离地块”作为一个独立的洋板块地层系统被提出来[11-14]。“裂离地块”系指造山系中构造地层和岩石构造组合及其结构形态上与邻接区带迥异，并由边界断裂带围限，从远处原生母体大陆区裂离出的壳块或海底扩张过程的洋底高原移位、拼合并卷入多岛弧盆系转化为造山系中的裂离地块。裂离地块记录了地球壳层形成演化过程的丰富信息，可判别出超大陆聚合-裂解事件，以及洋陆转换、盆山转换等事件群的集成信息，对于理解造山系大地构造形成的演化及动力学过程具有重要科学意义和应用价值[11,13]。较大规模裂离地块的本体地层常以有序的滨浅海或陆相沉积建造为主[14]。

2 三江地区洋板块地层基本特征及演化

西南三江地区区域构造复杂，是一个特提斯大洋、两个大陆边缘(泛华夏大陆边缘和冈瓦纳大陆边缘)相互作用下，发育的大洋经扩张、闭合及大陆边缘不断弧后扩张、地块裂离，又经小洋盆萎缩消减、弧-弧、弧-陆碰撞的复杂构造域[15-17]。最终形成了由4个微地块(中咱-中甸地块、昌都-兰坪-思茅地块、崇山-临沧地块和保山地块)、3个弧盆系(甘孜-理塘弧盆系、南羌唐-左贡增生弧盆系和冈底斯-察隅弧盆系)及4个结合带(西金乌兰-金沙江-哀牢山结合带、乌兰乌拉-澜沧江结合带、班公湖-怒江结合带和昌宁-孟连结合带)增生、拼贴形成的巨型复合造山系(图3)。在各个结合带内均保存了大量的与洋板块形成演化相关的地质记录。

图2 洋板块地层类型及形成构造环境划分示意图(据张克信等[14]修改)

Fig.2 Classification and tectonic setting of the ocean plate stratigraphy (modified from Zhang Kexin et al., 2016)

2.1 甘孜-理塘蛇绿混杂岩带

晚古生代甘孜-理塘洋弧后扩张作用开始，甘孜-理塘弧后洋盆于早石炭世打开，形成一系列玄武岩，玄武岩中获得Rb-Sr等时线年龄值356Ma。据岩石地球化学资料，其中玄武岩与洋中脊碱性玄武岩化学特征相似[18]，还存在少量洋岛型碱性玄武岩和裂谷型玄武岩[19]。二叠纪到中三叠世弧后洋盆进入扩张顶峰期，近年来的1∶5万区调工作在尼汝一带获得锆石LA-ICP-MS年龄值为253Ma、262Ma、293Ma。北段蛇绿岩中玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为217±11Ma，相伴产出的硅质岩中发现早石炭世—晚三叠世放射虫化石[20]。晚三叠世甘孜-理塘弧后洋盆开始向西俯冲，并最终制约了义敦岛弧带的形成。晚三叠世末俯冲结束，局部地区保留残留海[20]，早白垩世残留海消失，开始陆内汇聚造山[21]。

最终形成的甘孜-理塘蛇绿混杂岩带，由青海南部治多-玉树向南东经甘孜，转为近南北向，北东侧为可可西里-松潘前陆盆地(T3)，西侧为义敦-沙鲁里岛弧带，在玉树一带与西金乌兰湖-金沙江蛇绿混杂岩带交汇、归并。

蛇绿岩由基性-超基性堆晶岩、辉长岩、辉绿岩墙、洋脊型拉斑玄武岩和放射虫硅质岩组成，局部出露较完整的蛇绿岩层序，大多被肢解呈构造岩块散布于基质中。混杂岩带基质为二叠纪—三叠纪形成的一套洋盆地层系统中的深海沉积系统组成，主要岩性为浊积砂岩夹板岩、千枚岩和火山岩，基质中还混杂有石炭纪玄武岩岩片、石炭纪辉绿辉长岩岩片和泥盆纪碳酸盐岩滑覆岩片等构造岩片，以及超基性岩、辉长辉绿岩、玄武岩类和火山碎屑岩等。

2.2 金沙江蛇绿混杂岩带

早石炭世时金沙洋盆已扩张成洋，在该蛇绿岩混杂带中发现有晚泥盆世—早二叠世、早二叠世—晚二叠世放射虫组合[25-26]，洋脊-准洋脊型玄武岩锆石U-Pb年龄为361.6±8.5Ma[27]，东竹林层状辉长岩锆石U-Pb定年为354±3Ma[28]。在嘎金雪山-贡卡-霞若-新主一带形成以洋脊玄武岩、准洋脊玄武岩与蛇纹岩(原岩为方辉橄榄岩)、堆晶辉长岩、辉绿岩墙、枕状玄武岩及放射虫硅质岩等组成的洋壳消减蛇绿混杂岩岩石组合。

最终形成了金沙江蛇绿混杂岩带，主要位于邓柯以南、剑川以北，沿金沙江展布，即金沙江主断裂(盖玉-德荣断裂)以西、金沙江河谷与羊拉-鲁甸断裂以东的狭长区域展布，是金沙江洋盆演化留下的地质遗迹。

2.3 哀牢山蛇绿混杂岩带

哀牢山蛇绿混杂岩带夹持于哀牢山断裂和阿墨江断裂之间，东南端延至越南境内，北端在弥渡附近尖灭，与北侧金沙江带可以进行对比。

哀牢山混杂岩带蛇绿岩围岩并非同一环境形成、具有相同特点的地层-岩石组合，围岩具有多种不同时代，以上二叠统为主[33]。

中、晚泥盆世时期，哀牢山弧后洋盆洋中脊开始出现缓慢拉张，形成一套变质橄榄岩(包括二辉橄榄岩和方辉橄榄岩)、堆晶杂岩(包括辉石岩、辉长岩、辉长斜长岩、斜长花岗岩)及辉绿岩、基性熔岩(包括钠长玄武岩和辉石玄武岩等)为主的岩石组合，其中辉长岩、辉长闪长岩与玄武岩直接覆盖在变质橄榄岩之上，各种含铁沉积岩直接发育在变质橄榄岩之上，这些特征表明该套蛇绿岩形成于缓慢扩张的洋盆环境中[34]。蛇绿岩岩套内辉绿岩和斜长花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为382.9±3.9Ma和375.9±4.2Ma[35]。在九甲-安定断裂带西侧，于裂陷盆地中沉积了中、上泥盆统次深海泥砂质夹硅质沉积。

石炭纪—早二叠世哀牢山弧后洋盆进一步扩张并初步定型，并产有硅泥质复理石夹玄武岩。早石炭世时，在双沟-平掌-老王寨一带出现以洋脊玄武岩为代表的洋壳，在洋盆西侧的墨江布龙-五素一带发现裂离地块边缘的裂谷盆地中具有“双峰式”火山喷溢。在新平平掌见有紫红色硅质岩(C1)和洋脊型火山岩，双沟辉长岩和斜长花岗岩的锆石U-Pb年龄为328～362Ma[36]，以及蛇绿岩中的系列同位素年龄为345～320Ma[37-38]。因此，早石炭世—早二叠世代表了哀牢山弧后洋盆整体扩张发育时代。

早二叠世末或晚二叠世初哀牢山洋盆开始向西俯冲，斜长花岗岩分异体单颗粒锆石U-Pb年龄为256Ma[33]，西南侧兰坪-思茅陆块东缘形成了墨江-绿春陆缘弧。随着上三叠统一碗水组不整合于蛇绿混杂岩之上，其底部砾岩中含有蛇绿岩与铬铁矿碎屑，哀牢山洋盆最终完成俯冲碰撞并造山。

2.4 北澜沧江蛇绿混杂岩带

北澜沧江蛇绿混杂岩带呈北北西向的狭长带状沿北澜沧江西岸展布，主要分布于类乌齐县岗孜乡日阿则弄和曲登乡，经脚巴山西侧，南延至卡贡一带，沿碧罗雪山-崇山变质地体东界澜沧江断裂延展。

北澜沧江蛇绿混杂岩带主要在类乌齐一带发现有冷侵位于石炭系中的超镁铁岩①和洋中脊型玄武岩与辉绿岩[39]，在类乌齐-吉塘地区于石炭系卡贡群中发现深水沉积盆地浊积岩，为一套硅灰泥复理石沉积，与该沉积组合共生的还见拉斑玄武岩-流纹岩“双峰式”组合。曲登乡出露洋岛海山岩石组合，获得玄武岩SHRIMP锆石U-Pb年为361.4Ma。该带东侧脚巴山至竹卡兵站发育碎屑岩-英安岩-流纹岩弧火山岩组合及晚三叠纪碰撞型花岗岩，西侧类乌齐吉塘地区也有类似的弧火山岩组合，表明类乌齐-曲登(北澜沧江)洋壳的俯冲消减具有双向俯冲的特征。

2.5 南澜沧江蛇绿混杂岩带

图3 三江地区蛇绿岩分布及构造单元划分(据潘桂棠等[13]修改)

Fig.3 Distribution of ophiolites and division of tectonic units in the Nujiang-Lancangjiang-Jinshajiang area in southwestern China (modified from Pan Guitang et al.,2009)

中、晚泥盆世南澜沧江洋盆开始弧后扩张，基性-超基性岩主要出露于临沧县江边-景谷县岔河-崴里-半坡一带，侵位于上古生界浅变质岩中，被上三叠统—下侏罗统就康组中-基性、酸性火山岩及陆缘沉积岩角度不整合覆盖。在景洪小街贺南东寨北西500m处，发现枕状玄武岩夹早二叠世放射虫硅质岩，小街至大兴山一带存在拉斑系列的洋脊火山岩带。经岩石地球化学研究，与N-MORB型缓慢扩张脊玄武岩的特征一致[41]。在思澜公路116～119km处的辉长岩层状杂岩体与其上覆玄武岩、富钠质安山岩、英安岩及中酸性凝灰岩的岩石组合，及小黑沟水文岩大兴山一带弧火山岩岩石组合相似，发育于洋壳之上。岩石地球化学研究显示大兴山-热水塘火山岩带具有洋内弧火山岩特征，其时代为早二叠世晚期[40]。热水塘一带可见与基性、超基性岩伴生以极薄层-薄层杂砂岩为标志的深海浊积岩。在景洪东南近澜沧江的南艺村发育一套晚泥盆世深水沉积的南光组粗碎屑岩。综合前述，在石炭纪—早二叠世为弧后洋盆，早二叠世晚期洋内俯冲形成洋内弧，晚二叠世—早中三叠世双向俯冲消亡。

2.6 昌宁-孟连结合带

昌宁-孟连结合带位于保山地块与临沧-澜沧岩浆弧带之间，向北延伸被碧罗雪山-崇山变质地块占据，再向北直至贡山丙中洛一带。该带蛇绿岩主要岩石类型有方辉橄榄岩、苦橄岩、堆晶辉长岩、辉绿岩、块状和枕状玄武岩、放射虫硅质岩等；基质主要由两部分岩石组成：一类为强烈变形和剪切形成的绢云片岩、绢云石英片岩[41]，原岩主要为一套复理石碎屑岩系，属于洋盆地层系统中的大洋沉积岩石组合；另一类为阳起片岩、绿帘阳起片岩，系蛇绿岩上部端元玄武岩及火山碎屑岩系变质而成，属于洋盆地层系统中洋中脊岩石组合的一类。

作为特提斯洋主洋盆演化的地质遗迹构造带，昌宁-孟连结合带具有原-古特提斯洋连续演化的洋盆地层系统地质记录。南汀河蛇绿岩中获得堆晶辉长岩和辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄473Ma和443Ma[43]；铜厂街N-MORB特征的洋脊玄武岩年龄为385Ma，时代为中泥盆世[43]，其余为早石炭世，与玄武岩伴生的含放射虫硅质岩为远洋深海沉积。在曼信、孟连等地，洋脊及准洋脊玄武岩中见有多层呈透镜状产出、具枕状构造的苦橄岩[44]。

该带上的洋岛-海山岩石组合主要出露在曼信、依柳、老厂等地，主要为石炭纪—二叠纪的洋岛玄武岩[45]，及玄武岩之上正常沉积过渡的灰岩。而且洋岛-海山的岩石组合和层序结构与现代太平洋中广泛发育的洋岛-海山的特征相当[40]。近年来云南地调院在耿马回爱、帕秋一带新发现泥盆系曼信组洋岛火山岩，地球化学特征类似于亚速尔型洋岛玄武岩。而石炭—二叠纪(平掌组-鱼塘组)洋岛-海山广泛分布在昌宁-孟连带。相关研究表明，该套石灰岩均不含陆源碎屑，为远离大陆的台地碳酸盐岩[45]。昌宁-孟连洋在向东俯冲消减过程中形成以 421～418Ma的大中河火山岩，二叠纪末—早三叠世发生弧-陆碰撞作用，昌宁-孟连洋闭合，最终被上三叠统普遍不整合覆盖。

3 结论

造山带的物质组成和结构构造异常复杂，存在许多难题。通过对造山带洋盆地层系统的综合研究，恢复各地质单元原始构造背景，有利于进一步提升造山带的研究成果、更精确地重建各构造单元的地质构造演化历史，进一步取得一些创新性成果。

西南三江地区经历了漫长而复杂的地质演化历程，发育了复杂的洋板块地层系统，蕴藏着特殊的洋板块地质学所包含的沉积建造、岩浆岩组合、变质作用等地质信息，记录了从特提斯大洋形成、演化、俯冲消亡到两侧多岛弧盆系发育并转化为造山系的洋陆转换过程。在西南三江地区开展详细的洋盆地层系统研究，可有效推进三江地区巨型造山带的研究，精确重建三江地区特提斯大洋的演化历程。

注释：

①西藏自治区地质调查院．中华人民共和国然乌区幅区域地质调查报告[R]．2009.

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