青海卡巴纽尔多地区上三叠统巴颜喀拉山群牙形石的发现及其意义

2018-11-28 10:16白国典王坤陈泳霖李伟谢朝永何凯

西北地质 2018年4期

白国典，王坤，陈泳霖，李伟，谢朝永，何凯

(河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，河南省地质调查院，河南郑州 450001)

巴颜喀拉山群为广泛分布于青藏高原北部可可西里—巴颜喀拉山地区的一套厚度巨大的、几乎全由砂岩板岩组成的三叠系。该群自下而上划分为3个亚群，分别代表下、中、上三统。其中，巴颜喀拉山群上亚群主要出露于中、南巴颜喀拉山，是巴颜喀拉山群中分布最广、最发育的部分(青海省地质矿产局，1997)。该套地层岩性单调，主要以灰色、灰绿色为主，缺少标志层。由于断裂发育，褶皱紧密，生物贫乏，覆盖大，岩石裸露差，剖面不完整，各地出露的层位又不一致，地层划分对比相当困难(陈守建等，2011)。前人(王向利等，2010；魏小林等，2016；夏磊等，2017；韩海臣等，2018)曾对青海三叠纪岩浆事件开展过锆石U-Pb同位素研究，取得了诸多成果，但对于能够反映这个时期沉积时代的化石的研究一直较为薄弱。

卡巴纽尔多—错坎巴昂日东湖一带地处可可西里-巴颜喀拉地块中北部(图1a)。目前，对于分布于巴颜喀拉山中央断裂以南巴颜喀拉山群(图1b)的时代归属主要有2种观点：青海省地质矿产局(1991)、赵小明等(2007)、王国灿等(2014)依据该套地层采获零星的双壳类(HalobiapluriradiataReed)、珊瑚(Sbylophllopsis?sp.,Procyclolites?sp.,Montlivaltia?sp.)、植物碎片(Neocalamites)、孢粉组合(组合中蕨类植物孢子含量略高于裸子植物花粉，孢子以Limatulasporites，Dictyophyllidites，Aratrisporites，Annulispora，Retusotriletes属；花粉以Cycadopites，Pintes，Taeniatsporites，Monosulcites属的大量存在为特征)以及遗迹化石等，将之置于晚三叠世，该观点也常被相关文献所采用(吴珍汉等，2007；马彦青等，2013；刘江峰等，2016)；中国地质科学院地质力学研究所(2011年)[注]中国地质科学院地质力学研究所.开展现代地质填图新技术新方法的研究与示范综合研究报告—以东昆仑造山带为例(1∶250000)，2011.、张耀玲等(2015)基于在该套地层之中火山(碎屑)岩夹层中采获的锆石LA-ICP-MSU-Pb 同位素年龄，将之分别置于早三叠世和中三叠世早期。鉴于巴颜喀拉山群内部断裂发育，且发育较老地层的岩块(青海省地质矿产局，1997)的客观事实，由于火山(碎屑)岩夹层出露宽度极为有限，且其中的锆石还可能受较老继承锆石的干扰，所获得的锆石LA-ICP-MSU-Pb 同位素年龄能否代表该套地层的沉积时代还值得商榷；另一方面，以往获取的动物化石和植物碎片采自不同地点和不同层位，且化石稀少、零星，一些化石(尤其是植物碎片)还具有明显的搬运痕迹，用其形成时代作为确定该套地层的年龄证据也略显薄弱。

1.第四系；2.上三叠统清水河组；3.中三叠统甘德组；4.中下三叠统昌马河组；5.下二叠统；6.断裂区域性断裂；7.剖面位置；8.项目区范围；ATF.阿尔金断裂；NQS.北祁连缝合带；SQS.南祁连缝合带；SKS.东昆仑南缘汇聚带；HJS.可可西里-金沙江缝合带；BNS.班公湖-怒江缝合带；YZS.雅鲁藏布江缝合带；STD.藏南拆离系；MCT.主中央逆冲系；MBT.主边界逆冲系图1 (a)青海省卡巴纽尔多地区构造位置和(b)地质略图(a据吴珍汉等，2011修改；b据张耀玲等，2015修改)Fig.1 (a)Geotectonic position of Caberneto region，Qinghai province and(b)geological sketch map

牙形石动物是生活在寒武纪至三叠纪的海洋动物，是重要的标准化石，其对确定地质时代有重要意义(杨守仁等，2001a)。中国晚三叠世牙形石研究程度较低(杨守仁等，2001b)，青藏高原晚三叠世的牙形石研究也比较薄弱。

前人(王成源等，1976；田传荣，1982；邱洪荣，1984；毛力等，1987；王志浩等，1990；王骊军，1993；纪占胜等，2003，2006，2007，2010；邹光富等，2006；武桂春等，2007；房强等，2013)曾先后对西藏地区三叠纪牙形石、青海省早—中三叠世牙形石进行过研究，但至今未有在分布广阔的巴颜喀拉山群上亚群中发现牙形石的记录，对于该套地层的沉积时代一直悬而未决。

近两年笔者在I46E003021、I46E004021、I46E005021三幅1∶5万区域地质矿产调查工作过程中，在巴颜喀拉群上亚群不同层位均采集到牙形石、有孔虫等微体古生物，不仅厘定了该套地层的时代，还丰富了巴颜喀拉山群的牙形石生物群落，为该套地层的生物地层对比尤其是牙形石生物地层对比提供了重要依据。

1 巴颜喀拉山群上亚群研究概况

巴颜喀拉山群由北京地质学院(1961)在玉树地区创建，原定义为一套泥质碎屑岩系，时代归属石炭纪。由于大面积分布的巴颜喀拉山群为复理石沉积，其岩性单一，地层厚度巨大，变形复杂，难见顶底，且化石稀少，故其地层划分相对困难且争议颇多，以致于形成了众多的地层划分方案(青海省地质矿产局，1991，1997；张以茀等，1997；张雪亭等，2007)。张以茀于1997年建立了昌马河组、甘德组2个组级岩石地层单位；张雪亭于2007年新建清水河组，将巴颜喀拉山群自下而上重新划分为昌马河组、甘德组、清水河组3个岩石地层单位，以代表巴颜喀拉山地区三叠纪地层，巴颜喀拉山群岩石地层划分沿革见表1。

表1 研究区及邻区三叠系划分沿革表Tab.1 The Triassic subdivisions in study area and adjacent regions

研究区巴颜喀拉山群受印支期可可西里-巴颜喀拉地块向北俯冲作用以及“双层汇聚”机制的制约(柏道远，2003，2004)，形成一系列断层面向北(或向南)倾伏的北西向逆冲带，作为北西向逆冲带的昆仑山口-甘德断裂带及巴颜喀拉山中央断裂带将巴颜喀拉山群由北向南切割成中下三叠统、中三叠统以及上三叠统3部分，分别对应昌马河组、甘德组及清水河组，受逆冲作用控制，巴颜喀拉山群自北而南总体从老到新(图1b)。

作为巴颜喀拉山群上亚群的清水河组出露于巴颜喀拉山中央断裂以南，岩性以青灰色中薄层长石石英砂岩、岩屑长石砂岩为主，夹粉砂质板岩、泥质板岩、钙泥质长石石英细砂岩、钙泥质长石岩屑砂岩，上部偶夹泥晶灰岩薄层或透镜体。该套地层褶皱发育，并被一系列北西向逆冲断裂构造所切割，造成地层重复叠加，视厚度成倍增大(图1b、图2)。

1.第四系；2.上三叠统；3.灰岩(透镜体)；4.粉砂质板岩；5.泥质板岩；6.长石石英砂岩；7.钙质砂岩；8.逆断层； 9.牙形石采集地；10.分层号图2 错坎巴昂日东湖西巴颜喀拉山群上亚群剖面和牙形石采样位置图Fig.2 Sampling site of conodonts and stratigraphic section of upper subgroup of Western Bayanhar Group, Khampat Kardong Lake

2 地层剖面介绍

本次介绍的错坎巴昂日东湖西巴颜喀拉山群上亚群剖面位于错坎巴昂日东湖以西的北东向山梁上(起点坐标：X=691 340.00，Y=3 907 250.00，H=4 731.00 m，剖面全长4 540 m)。剖面自北向南测制，北部被断层切割，南部为第四系覆盖，剖面未见顶底。剖面岩性单一，以长石石英砂岩为主，夹粉砂质、泥质板岩、钙(泥)质细粒长石石英砂岩，偶夹泥晶灰岩薄层或透镜体。地层中褶皱发育，总体表现为一被断层切割的复式向斜(图2)。本次在钙(泥)质细粒长石石英砂岩、灰岩夹层中共采集微体古生物化石4件，均发现牙形石，并在其中的2件样品中发现有孔虫化石，现将剖面由上而下描述如下。

向斜核部，未见顶

上三叠统(T3)

厚度>914.9 m

36.灰色薄层细粒长石石英砂岩

37.8 m

35.灰色薄层钙泥质长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩，二者厚度比为3∶1～5∶1，钙泥质长石石英细砂岩中产牙形石Epigondolellasp.、Metapolygnathuscommunisti和Metapolygnathusspp.，产有孔虫Gaudryinasp.、Jacullellasp.、Verneulinoidesmaurtii(Terquem)、GaudryinatriassicaTrifonova等(样品WG3497/1)

57.6 m

34.灰色薄层细粒长石石英砂岩

5.1 m

33.灰色薄层长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩，二者厚度比为3∶1～5∶1

25.9 m

32.灰色薄中层长石石英细砂岩

18.5 m

31.灰色薄中层细粒长石岩屑砂岩夹灰黑色泥质板岩

21.5 m

30.灰色薄层长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩，二者厚度比为3∶1～5∶1

39.9 m

29.灰色薄层钙泥质长石石英细砂岩，产牙形石Metapolygnathuscommunisti和Metapolyg-nathusspp. (样品WG23191)

3.7 m

28.灰色中薄层长石石英细砂岩与灰黑色泥质板岩互层，二者厚度比为2∶1～3∶1

35.3 m

27.灰色薄层长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩，二者厚度比为3∶1～5∶1

14.1 m

26.灰色薄层钙泥质长石石英细砂岩

1.4m

25.灰色薄层长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩，二者厚度比为3∶1～5∶1

59.1 m

24.灰黑色泥质板岩夹灰色薄层长石石英细砂岩，二者厚度比为2∶1～3∶1

11.8 m

23.灰色长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩，二者厚度比为3∶1～5∶1

14.7 m

22.灰黑色泥质板岩

5.9 m

21.灰色薄层长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩，二者厚度比为3∶1～5∶1

40.5 m

20.灰色薄层钙泥质长石石英细砂岩

7.4 m

19.灰黑色泥质板岩夹灰色长石石英细砂岩，二者厚度比约2∶1

15.5 m

18.灰色长石石英细砂岩夹灰黑色泥质板岩

90.7 m

17.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占10%

33.7 m

16.灰色薄层状细粒长石石英砂岩

40.2 m

15.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占15%

10.5 m

14.灰色薄层钙泥质长石石英细砂岩，产牙形石Epigondolellasp.、Metapolygnathuscommunisti，产有孔虫Gaudryinasp.、Jacullellasp.、Verneulinoidesmaurtii(Terquem)、Am-modiscussp.3(样品WG3494/1)

7.6 m

13.灰色薄层状细粒长石石英砂岩与深黑色极薄层粉砂质板岩互层

26.2 m

12.灰色薄层状中细粒钙泥质长石岩屑砂岩

21.8 m

11.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占10%，砂岩中局部发育有方解石细脉

16.1 m

10.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占10%，砂岩中局部发育有方解石脉

55.6 m

9.深黑色极薄层粉砂质板岩

4.4 m

8.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占10%。偶见厚0.5m±的深灰色泥晶灰岩透镜体，灰岩透镜体中产牙形石Metapolygnathusprimitius、Metapolygnathusspp.和Epigondolellasp. (样品WG4316/1)

43.6 m

7.深黑色极薄层粉砂质板岩夹灰色薄层状细粒长石石英砂岩，板岩约占20%

42.5 m

6.灰色薄层状细粒长石石英砂岩与深黑色极薄层粉砂质板岩互层

6.5 m

5.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占15%。

33.6 m

4.灰色薄层状细粒长石石英砂岩

8.0 m

3.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占10%。

53.8 m

2.灰色薄层状细粒长石石英砂岩

4.0 m

1.灰色薄层状细粒长石石英砂岩夹深黑色极薄层粉砂质板岩，板岩约占10%。

>36.9 m

第四系覆盖，未见底

3 牙形石动物群及其时代

牙形石动物是重要的标准化石，对确定地质时代具有重要意义。因为它们未曾发现于陆地及江河湖等淡水环境里，所以，其又是海洋环境的指示化石(杨守仁等，2001a)。中国晚三叠世牙形石研究程度较低，生物地理分区的范围与特征难以准确确定(杨守仁等，2001)。以往在青藏高原三叠纪地层中发现的牙形石多采自灰岩中，由于巴颜喀拉山群主体岩性为碎屑岩，灰岩极为少见，故在该群中鲜有牙形石的发现。本次采集的4件牙形石中有3件采自钙泥质长石石英细砂岩夹层，1件采自灰岩夹层，经鉴定主要为Epigondolellasp.、Metapolygnathuscommunisti、Metapolygnathusspp. 和Metapolygnathusprimitius(图3)。虽然本次发现的牙形石化石的整体数量并不丰富，但这些化石保存较为完好，且分布于不同层位，足以说明地层的时代。

牙形石Epigondolella属以齿台侧缘生长有瘤状突起或者细齿和高的前部齿脊而明显区别于其他牙形石属，该属是全球广泛分布的晚三叠世诺利期的典型牙形石，具有准确的时代指示意义，是晚三叠世地层划分和对比的重要标志性牙形石(纪占胜等，2006,2010)，Metapolygnathus也是诺利期常见的类型(杨守仁等，2001b)。国外对晚三叠世Epigondolella动物群已有相当的研究，在中国Epigondolella动物群除了北部黑龙江地区那丹哈达地体有报道外，其余主要集中分布在西南部滇藏地层大区的西藏、青海、云南和川西地区。在西藏境内，Epigondolella曾见于喜马拉雅地区的珠穆朗玛峰地区上三叠统(王成源等，1976；田传荣，1982；邹光富等，2006)、拉萨地区的麦龙岗组(邱洪荣，1984；毛力等，1987；纪占胜等，2003,2010)、措勤地区的江让组(纪占胜等，2006)、羌塘地区的肖茶卡组,青海西南部结扎群波里拉组上部及巴塘群中组,川西曲嘎寺组及图姆沟组(赵政璋等，2001)、加措幅(1∶25万)西南部萨门雄地区的上三叠统(贵州省地质调查院，2005)等。以往普遍认为Epigondolella仅分布于雅鲁藏布江以南以西地区，Metapolygnathus仅分布于雅鲁藏布江以北以东地区(杨守仁等，2001)。Metapolygnathus与Epigondolella同时出现在卡巴纽尔多一带巴颜喀拉山群中的现象，显示这2个属的牙形石可同时出现在一个地区。经初步对比，本次发现的牙形石组合相当于王志浩等(1990)划分的Epigondolellapostera动物群(时代为中诺利期)以及邹光富等(2006)划分的西藏南部珠穆朗玛峰地区三叠纪19个生物化石组合(带)中的16组合带——Indojuwavitesangulatus-Epigondolellamultidentata-Himalayasaurstibetensis组合(带)，相当于国际三叠纪牙形石第21带，时代为中诺利期。因此，Epigondolella与Metapolygnathus的发现证明广泛分布于巴颜喀拉山中央断裂以南的上三叠统巴颜喀拉山群上亚群的地层时代为晚三叠世诺利期无疑。

1～3.Metapolygnathus primitius 口视(oral view);4～6.Metapolygnathus communisti 4，口视(oral view)；5、6.侧视(lateral view);7、9、10、11.Metapolygnathus sp1.均为口视(oral view);8、12、16.Epigondolella sp.均为口视(oral view);13、14、 15.Metapolygnathus sp2. 均为口视(oral view)图3 牙形石微观特征图Fig.3 Microscopic feature of conodont

4 有孔虫动物群及其时代

本次采集的有孔虫与Norian期牙形石共生，且保存尚好。有孔虫有Gaudryinasp.,Jacullellasp.,Verneulinoidesmaurtii(Terquem),GaudryinatriassicaTrifonova，Ammodiscussp.等(图4)。其中，Gaudryina是晚三叠常见分子，Gaudryinatriassica从西特提斯到东特提斯的上三叠统中均有发现，见于保加利亚上三叠统卡尼阶至诺利阶，奥地利的瑞替阶，中国主要见于四川、西藏的晚三叠世卡尼及诺利阶。Verneulinoidesmaurtii亦为晚三叠特提斯区的常见类型。Gaudryinasp.,Jacullellasp.,Verneulinoidesmaurtii(Terquem),GaudryinatriassicaTrifonova在中国滇西上三叠统松桂组中均有出现(何炎，1998)。

不难看出，本次采集的有孔虫化石应为晚三叠世，与牙形石显示的地层时代一致，由于其与诺利期牙形石共生，因而其代表的地层时代也应为晚三叠世诺利阶无疑。

1.Jacullella sp. ;2～9. Verneulinoides maurtii(Terquem) Carnian.;10.Verneulinoides azzouzi(SALAJ 1978);11.Ichthyolaria sp.;12.Gaudryina sp.;13～15.Gaudryina triassica Trifonova图4 有孔虫化石形态图Fig.4 The fossilized form of the foraminifera

5 结论

(1)本次在巴颜喀拉山中央断裂以南巴颜喀拉山群上亚群中首次采获牙形石化石Epigondolellasp.、Metapolygnathuscommunisti、Metapolygnathusspp.和Metapolygnathusprimitius等，以及有孔虫Gaudryinasp.、Jacullellasp.、Verneulinoidesmaurtii(Terquem)、GaudryinatriassicaTrifonova和Ammodiscussp.等，厘定了该套地层的沉积时代，对于其形成于早三叠世和中三叠世早期的观点有待于重新审视。

(2)牙形石化石显示该套地层形成于晚三叠世诺利期。青海省地质矿产局(1991)曾在该套地层采获零星双壳类(HalobiapluriradiataReed)化石，时代为晚三叠世卡尼期。由于该套地层褶皱、断裂构造均比较发育，且剖面控制地层宽度有限，不排除巴颜喀拉山群上亚群有晚三叠世卡尼期沉积事件的存在。