2016, Vol. 32
2. 中国科学院大学, 北京 100049 ;
3. 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心, 北京 100101
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China ;
3. Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
达金砾岩出露于西藏阿里地区冈仁波齐峰南麓，北邻冈底斯弧，与上覆的冈底斯砾岩连续过渡，南靠雅鲁藏布江缝合带混杂岩(图 1)。达金砾岩受到广泛关注是因为其地层中被发现含大量的海相有孔虫化石(闫臻等, 2005, 2006；Wang et al., 2015)。由于达金砾岩的沉积时代不确定，对其构造背景的解释也是众说纷纭。长期以来，达金砾岩一直被模糊的认定为印度-欧亚板块碰撞后产出的山前磨拉石建造，即冈底斯砾岩，而未受关注(刘成杰等，1988；Aitchison et al., 2002)。闫臻等(2005, 2006)在达金砾岩碎屑岩中发现海相有孔虫化石，鉴定其时代为始新世，以之代表达金砾岩的沉积时代，并认为这套地层为日喀则弧前盆地发育晚期阶段的产物。最近，Wang et al.(2015)详细研究了达金砾岩3个剖面，结合有孔虫化石年龄和最年轻的碎屑锆石年龄，认为达金砾岩沉积于早始新世，并提出这套地层为印度-欧亚板块碰撞后发育的前陆盆地楔顶沉积。
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图 1 藏南冈仁波齐地区地质图，标示了研究区的位置 Fig. 1 Geologic map of Mt. Kailas area, showing the location of the study area |
本次研究中，根据砂岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄重新限定了达金砾岩的沉积时代；结合野外观察、砂岩碎屑成分统计和砂岩碎屑锆石年龄，分析了达金砾岩的碎屑物质来源，包括有孔虫化石的来源；在此基础上，划分了达金砾岩的构造属性，进而探讨其沉积的大地构造背景。
2 地质背景和采样研究区主要涉及到4个构造单元，从北向南依次为：冈底斯弧、日喀则弧前盆地、雅鲁藏布缝合带和特提斯喜马拉雅带(图 1)。
冈底斯弧，也称为过渡喜马拉雅带(Trans-Himalaya)，其形成是新特提斯洋壳向拉萨地体俯冲以及随后印度/欧亚板块碰撞的结果(Tapponnier et al., 1981)。冈底斯弧主要由晚三叠世至始新世的钙碱质花岗岩岩基组成(Debon et al., 1986; Chung et al., 2005; Wen et al., 2008; Ji et al., 2009)。出露的火山岩包括早-中侏罗世叶巴组火山岩(Zhu et al., 2008; 董彦辉等，2006)，早白垩世桑日群火山岩(Zhu et al., 2009)以及晚白垩世-始新世(68~43Ma)非海相林子宗群火山岩(He et al., 2007)。经过~10Myr(即ca.40~30Ma)的间歇期，岩浆活动再次活跃(ca.30~8Ma)，主要为埃达克岩和钾质-超钾质岩，其形成与碰撞后印度板片向北的持续俯冲有关(Hou et al., 2004; Chung et al., 2005, 2009; Ji et al., 2009)。拉萨地块南部最明显的构造特征为弱变形的林子宗群火山岩不整合覆盖于强烈褶皱缩短的较老地层之上(Murphy et al., 1997; Ding et al., 2005)。
日喀则弧前盆地位于拉萨地块的最南缘，主要形成于新特提斯洋壳向北俯冲时期的活动大陆边缘，由下部的日喀则群和上部的错江顶群组成。日喀则群为沉积于阿尔必-马斯特里赫特期的海相地层，包括桑祖岗组(冲堆组)、昂仁组、帕达那组和曲贝亚组，各组之间均为整合接触(Einsele et al., 1994; Dürr, 1996; 王成善等, 1999; Wan et al., 1998; Wu et al., 2010)。日喀则群顶部被沉积于古新世-早始新世的错江顶群海相地层覆盖，包括曲下组和加拉孜组，岩性主要为砂岩、砾岩和灰岩(Ding et al., 2005; Orme et al., 2015)。根据碎屑锆石年龄以及碎屑成分分析，弧前盆地的物源主要来自北侧的冈底斯弧(Dürr, 1996; Wu et al., 2010; Orme et al., 2015)。
雅鲁藏布江缝合带代表俯冲消亡的新特提斯洋洋盆的遗迹，还可能包含一个或者多个洋内岛弧地体，主要包括：形成于晚侏罗世至早白垩世的蛇绿岩套(Göpel et al., 1984; Malpas et al., 2003; Miller et al., 2003)；形成于晚侏罗世至早白垩世的洋内岛弧火山岩(Aitchison et al., 2000, 2007; McDermid et al., 2002)；晚白垩世增生楔混杂岩，包含蛇绿混杂岩、硅质混杂岩和泥质混杂岩(Cai et al., 2012)。
特提斯喜马拉雅地体位于印度板块北缘，以藏南拆离系(STDS)为界与南侧的高喜马拉雅地体隔开。主要由元古代到始新世的(弱变质)碎屑岩和碳酸盐岩组成，其中二叠世-白垩纪地层中发育多层火山岩，其地层可进一步划分为元古代到泥盆纪的前裂谷层序，石炭纪到早侏罗世的裂谷-后裂谷层序，侏罗纪到白垩纪的被动大陆边缘层序和早第三纪的雅鲁藏布江周缘前陆盆地层序(Ding et al., 2005; Liu and Einsele, 1994; Willems et al., 1996; Zhu et al., 2005; Garzanti, 1999；Yin, 2006)。此外古生代花岗岩和中新世淡色花岗岩出露于一系列呈带状分布的变质核杂岩中(Hodges, 2000)。
达金砾岩位于冈仁波齐峰南缘(图 2a)，其南侧与雅鲁藏布江缝合带混杂岩呈断层接触(Wang et al., 2015)，北侧与冈底斯砾岩连续过渡。达金砾岩地层变形较弱，产状近水平，出露厚度近100m，该套岩石组合是由凝灰质粉砂岩、杂砂岩、含砾杂砂岩和砾岩组成的一套沉积组合(闫臻等，2006)。本次研究中，共采集9件砂岩样品分别用于砂岩碎屑统计(7件)和砂岩碎屑锆石U-Pb年龄分析(7件)(图 2b)。
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图 2 冈仁波齐峰地区Google Earth图片，指示了达金砾岩的剖面位置(a)和达金砾岩剖面图，指示岩性组成和采样情况(b) Fig. 2 Google Earth image of Mt. Kailas area, showing the location of Dajin conglomerate section (a) and the Dajin conglomerate profile, showing the lithology and sampling locations (b) |
不同类型盆地内的砂岩碎屑骨架模型是由板块构造控制的物源类型的函数，因此可通过统计和分析砂岩中各种碎屑骨架颗粒来推断其物源背景(Dickinson and Suczek, 1979)。目前最常用的碎屑颗粒计数方法为Gazzi-Dickinson计数法，其特点是对于砂岩薄片中所有粒径大于0.625mm的矿物颗粒，无论单独存在或存在于岩屑中，均单独计数，这种方法可降低砂岩结构成熟度(粒径)对于统计结果的影响，从而得到更为符合实际的结果(Dickinson and Suczek, 1979; Ingersoll et al., 1984)。
在碎屑颗粒统计过程中，一般将碎屑组分分为三类：(1)稳定的石英颗粒(Q)，包括单晶石英颗粒(Qm)和多晶石英颗粒(Qp)，多晶石英多为燧石；(2)长石颗粒(F)，包括斜长石和钾长石，本次研究中未区分；(3)不稳定岩屑组分(L)，包括火山岩岩屑(Lv)，变质岩岩屑(Lm)和沉积岩岩屑(Ls)。具体见表 1。
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表 1 砂岩组分的分类方案 Table 1 Classification of fragments of sandstone |
锆石单矿物的分选是在中国科学院青藏高原研究所拉萨部完成的。锆石挑选工作的主要操作步骤为：(1)对1件无蚀变样品进行机械破碎，本次采集的砂岩样品中所含碎屑锆石颗粒较大，粉碎至80目；(2)利用锆石的比重特点用水淘洗，除去大部分石英、云母、长石等轻矿物；(3)根据矿物的磁性，用U型磁铁去除磁铁矿和磁黄铁矿等强磁性矿物；(4)根据矿物的电磁性，用电磁仪除去黑云母和部分榍石等电磁性矿物；(5)非电磁性矿物再用三溴甲烷重液在分液漏斗中分选，沉于漏斗下端的重矿物再用二碘甲烷重液在分液漏斗中分选，这样沉于漏斗下端的主要为锆石颗粒；(6)最后在双目镜下精选，剔除杂质，提纯锆石。以上步骤在分选过程中都要重复数次，以尽可能提高锆石的回收率，除去其他矿物。
锆石样品靶的制备是在中国科学院青藏高原研究所北京部完成的。将随机挑选出的纯净锆石裱在不含U、Pb和Th的环氧树脂靶上。每个环氧树脂靶上含1行或多行锆石颗粒，每行所含锆石颗粒约200粒。样品靶表面要进行抛光处理，磨去锆石表面约1/3的厚度，露出未受污染的新鲜面。在测试前用棉签或镜头纸蘸无水乙醇擦拭样品靶表面，以便清除抛光砂和其它污物。
3.2.2 LA-ICP-MS定年锆石U-Pb年代学和微量元素含量分析测试工作在中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与高原隆升重点实验室激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)上完成。激光剥蚀系统为美国NewWave公司生产的UP193FX型193nm ArF准分子系统，激光器来自于德国ATL公司，ICP-MS为Agilent 7500a。激光器波长为193nm，脉冲宽度 < 4ns，激光束斑直径为25μm和35μm。详细分析流程参见Cai et al. (2012)。本次分析中，每10个样品点插入一组标样(锆石标样和成分标样)。采用Plesovice(年龄为337±0.37Ma, Sláma et al., 2008)和91500标准锆石(年龄为1062.4±0.8Ma，Wiedenbeck et al., 1995)作为外标进行基体校正；成分标样采用NIST SRM 612，其中29Si作为内标元素。样品的同位素比值及元素含量计算采用GLITTER_ver 4.0程序，普通铅校正采用Andersen(2002)提出的ComPbCorr#3.17校正程序，U-Pb年龄分布频率图绘制采用Isoplot_ver 3 (Ludwig，2003)程序完成。
本次研究中，以206Pb/238U年龄和207Pb/206Pb的年龄比值为标准筛选U-Pb年龄数据，谐和度在90%以上的数据为有效数据。为减小锆石年龄误差，若206Pb/238U年龄>1000Ma，采用207Pb/206Pb年龄作为锆石的最佳年龄，反之则采用206Pb/238U年龄作为锆石的最佳年龄。
4 源区分析 4.1 砂岩碎屑组成本文中，对7件砂岩样品进行碎屑成分统计(表 2)，分析表明达金砾岩中的砂岩类型主要为岩屑砂岩或长石质岩屑砂岩。
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表 2 砂岩碎屑成分统计 Table 2 Framework modal analytical results of sandstones |
样品2010TG01采自剖面的底部，其碎屑成分组成Q：F：L=30：23：47(表 2)，为长石质岩屑砂岩。石英颗粒以单晶石英(27%)为主，表面干净，统一消光，且有“港湾”结构，指示岩浆成因；燧石等多晶石英(3%)含量较少。长石含量为23%，多具双晶，如聚片双晶和卡式双晶。岩屑(47%)含量较多，为主要碎屑类型，其成分主要为火山岩(39%)(图 3a)，还有少量的变质岩(3%)和沉积岩(5%)。该样品在QFL和QmFLt三角图解中均投点在了岩浆弧物源区(图 4)。
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图 3 达金砾岩砂岩典型碎屑显微照片(a-d)和出现于采自达金砾岩中部地层的样品中有孔虫化石显微照片(e-h) Fig. 3 Microphotographs of typical detritus from sandstones in the Dajin conglomerate (a-d) and microphotographs of foraminiferal fossils from the middle part of Dajin conglomerate (e-h) |
样品2010TG03、-04、-06、-07和-08采自剖面的中部，其碎屑成分平均组成为Q：F：L=22：11：67(表 2)，为岩屑砂岩或长石质岩屑砂岩。镜下薄片观察发现有孔虫化石(图 3e-h)，且只在剖面中部地层中出现。石英颗粒棱角状-次棱角状(图 3b)，以单晶石英为主，含量变化于12%~20%；多晶石英主要为燧石，含量变化于2%~8%。长石颗粒出现较少，含量变化于9%~12%，主要为斜长石。岩屑含量较多，主要为沉积岩(43%~54%)(图 3c，d)，其次为火山岩(11%~20%)，还有少量的变质岩(3%~9%)；其中沉积岩岩屑主要为粉砂岩和泥岩或页岩，变质岩岩屑主要为浅变质的板岩、千枚岩和片岩，火山岩岩屑主要为安山岩等中酸性岩。这5件样品在QFL图解中大多投在了或者靠近碎屑楔物源区，在QmFLt图解中投点在了岩屑再旋回物源区(图 4)。
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图 4 达金砾岩中砂岩碎屑组分三角图解(物源区域划分据Dickinson, 1985) 碎屑楔物源区引自Garzanti et al., 2007；CB-大陆块物源区；RO-再旋回造山带物源区；MA-岩浆弧物源区；碎屑物代号见表 1 Fig. 4 Ternary diagrams showing modal sandstone petrographic data with provenance fields from Dickinson (1985) Provenance of clastic wedge (from Garzanti et al., 2007) are shown for comparison. Abbreviations: CB-continental block provenance; RO-recycled orogen provenance; MA-magmatic arc provenance. See detrital abbreviate in Table 1 |
样品2010TG11采自剖面顶部，其碎屑成分组成Q：F：L=22：16：62(表 2)，为长石质岩屑砂岩。石英颗粒以单晶石英(19%)为主，多晶石英(3%)少见。长石含量为16%，多具双晶。岩屑成分主要为火山岩(50%)，还有少量变质岩(4%)和沉积岩(8%)。该样品在QFL和QmFLt三角图解中均投点在了岩浆弧物源区(图 4)。
4.2 碎屑锆石U-P年龄本次研究，采自达金砾岩中的7件砂岩样品用于碎屑锆石U-Pb年龄分析。分选出的锆石颗粒自形程度较好，长宽比多为1：2~1：3，Th/U值为0.02~3.14，其中约有94%的锆石颗粒Th/U>0.4，应主要为岩浆成因锆石(吴元保和郑永飞，2004)。测试结果见电子版附表 1。
样品2010TG01采自剖面底部，随机挑选110颗锆石进行110个点位的U-Pb年龄分析，得到101个谐和年龄(图 5、图 6)。碎屑锆石年龄主要集中于24~89Ma(98/101)，峰值年龄为~25Ma和~59Ma；1颗中生代锆石年龄为160Ma，还有2颗较老的锆石年龄为413Ma和1326Ma。最年轻的一组碎屑锆石年龄为24~27Ma(14/101)。
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图 5 达金砾岩碎屑锆石U-Pb年龄谐和图 年龄单位为Ma，误差为1σ Fig. 5 U-Pb concordia diagrams for detrital zircons from Dajin conglomerate Ages are in Ma and ellipses show 1σ errors |
样品2010TG03、-05和-06具有相似的碎屑锆石年龄分布曲线。对这3件样品分别取100、110和110颗锆石进行U-Pb年龄分析，并得到88、103和90个谐和年龄(图 5、图 6)。碎屑锆石年龄主要分布于50~105Ma，峰值年龄为~55Ma和~85Ma；还有约三分之一的年龄>200Ma，零散分布，没有明显的峰值年龄。这3件样品中，最年轻的3颗碎屑锆石年龄分别为50±1Ma、51±1Ma和51±2Ma。
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图 6 达金砾岩碎屑锆石年龄分布频谱图 错江顶群加拉孜组数据引自Orme et al. (2015); 冈底斯砾岩数据引自Li et al. (2015) Fig. 6 Age probability diagrams of detrital zircons from Dajin conglomerate The data of Jialazi Fm. are from Orme et al. (2015); the data of Gangdese conglomerate are from Li et al. (2015) |
样品2010TG08和-10具有相似碎屑锆石年龄曲线。分别挑选80和50颗锆石进行U-Pb年龄分析，并得到62和39个谐和年龄(图 5、图 6)。碎屑锆石年龄主要分布于46~107Ma，峰值年龄为~55Ma和~90Ma；还有约四分之一的锆石年龄>200Ma，零散分布，没有明显的峰值年龄。这2件样品中最年轻的3颗碎屑锆石年龄分别为25±0.3Ma、26±0.3Ma和27±0.3Ma。
样品2010TG11采自剖面顶部，随机挑选110颗锆石进行110个点位的U-Pb年龄分析，得到105个谐和年龄(图 5、图 6)。碎屑锆石年龄主要集中于24~86Ma(101/105)，峰值年龄为~25Ma，~55Ma和~80Ma，另有4颗锆石年龄>200Ma，分别为481±4Ma、813±8Ma、844±7Ma和1320±84Ma。最年轻的一组碎屑锆石年龄为24~27Ma(6/105)。
5 讨论 5.1 沉积时代前人对达金砾岩沉积时代的研究包括：(1)闫臻等(2005)通过野外露头观察和室内薄片研究，在砾岩层和杂砂岩层中发现大量的有孔虫化石，主要有Nummulite、Assilina、Alveolina以及Lockhartia四个属，并通过与仲巴地区麦拉砾岩、错江顶群加拉孜砾岩以及岗巴、定日、印度河盆地中所产出有孔虫对比研究，认为达金砾岩的沉积时代为始新世；(2)Wang et al. (2015)也在达金砾岩中发现有孔虫化石，鉴定其时代为早始新世，且砂岩中最年轻的碎屑锆石年龄为56~54Ma，也指示其沉积时代为早始新世。
本文中，采自达金砾岩的7件砂岩样品用于碎屑锆石U-Pb年龄分析，最年轻的碎屑锆石年龄集中于24~27Ma，出现于采自剖面底部和顶部的样品中(2010TG01，-08，-10和-11)(图 6)，限定了达金砾岩沉积时代的下限；采自剖面中部的样品中(2010TG03，-05和-06)没有发现这种年轻的锆石，其年龄分布与Wang et al. (2015)得出的碎屑锆石年龄结果一致。
室内薄片观察发现有孔虫化石只出现于采自剖面中部的样品中，结合源区解释结果，有孔虫化石应为再旋回沉积的产物，而非盆地内原地沉积的(见下文源区解释)，因此其年龄不能代表达金砾岩的沉积时代，而只能限定达金砾岩沉积时代的下限。
综合上述分析，达金砾岩的沉积时代应为渐新世末-中新世初或更晚。
5.2 源区解释达金砾岩剖面底部，砂岩碎屑统计投图结果显示，碎屑物质主要来自岩浆弧物源区，岩屑成分以火山岩岩屑为主。碎屑锆石年龄结果与此吻合，碎屑锆石年龄集中于24~89Ma(98/101)，主要峰值年龄~59Ma，其次为~25Ma，具有明显冈底斯弧的特征(Ji et al., 2009)，>200Ma的年龄只有2颗(图 6)。因此，达金剖面底部碎屑物质应直接源自北侧的冈底斯弧。
达金砾岩剖面中部，砂岩碎屑统计结果显示，碎屑物质主要源自岩屑再旋回物源区，或者碎屑楔物源区，岩屑成分主要为沉积岩，而源自冈底斯弧的火山岩岩屑较少出现。碎屑锆石年龄结果显示主要峰值年龄为~90Ma，其次为~55Ma，没有出现~25Ma的年龄峰值(图 6)。本文中认为，达金砾岩中部地层的碎屑物质并非源自北侧的冈底斯弧，而是主要再旋回自弧前盆地错江顶群地层，原因主要有(1)砂岩碎屑成分以沉积岩为主，应源自某碎屑楔物源区，而弧前盆地地层是最近的也是最可能的物源区；(2)采自剖面中部的样品中碎屑锆石年龄分布与错江顶群一致(图 6)，主要峰值年龄为~90Ma，没有~25Ma的年龄峰值，最年轻的碎屑锆石年龄为50~51Ma(Orme et al., 2015)；(3)有孔虫化石出现于达金砾岩剖面中部地层中，与错江顶群地层中发现的有孔虫化石遥相呼应(Orme et al., 2015; Hu et al., 2016)。值得注意的是，弧前盆地地层如今在冈仁波齐地区并没有出露，因此我们推测有两种可能：其一，弧前盆地地层也曾出露在冈仁波齐地区，只是后期被风化剥蚀殆尽；其二，弧前盆地地层在冈仁波齐地区原本就没有发育，达金砾岩中部地层的碎屑物质是在轴向古水流的作用下，源自东部的(仲巴县错江顶地区)弧前盆地错江顶群地层。我们更倾向于后一种解释，因为Yin et al. (1999)曾在冈仁波齐砾岩中部地层发现西流的轴向古水流，Wang et al. (2015)统计的达金砾岩的古流向也以南西向和北西向为主，还有少量指示南东向。
达金砾岩剖面顶部，砂岩碎屑统计结果显示碎屑物质主要来自岩浆弧物源区，与碎屑锆石年龄结果吻合，碎屑锆石年龄主要集中于24~107Ma，主要峰值年龄为~55Ma，其次为~25Ma和~90Ma，且>200Ma的锆石年龄含量很少(图 6)，具有典型的冈底斯弧的特征。类似于剖面底部，顶部地层的碎屑物质也是直接源自北侧的冈底斯弧。
综合上述分析，达金砾岩盆地的源区演化可细分为三个阶段：剖面底部地层沉积时，碎屑物质主要源自北侧隆起的冈底斯岩浆弧；剖面中部地层沉积时，物源区发生了变化，碎屑物质主要再旋回自弧前盆地错江顶群地层，原因可能为(1)随着大反冲断裂(GCT)开始活动(Yin et al., 1999)，弧前盆地地层位于其上盘被快速抬升，并成为达金砾岩沉积的主要物源区，或者(2)在西流的轴向古水流的作用下，东部的(仲巴县错江顶地区)弧前盆地错江顶群地层成为达金砾岩沉积的主要物源区；剖面顶部地层沉积时，可能由于GCT活动的减弱或者古水流格局发生变化，北侧的冈底斯弧重新成为达金砾岩沉积的主要物源区。
5.3 构造背景关于达金砾岩沉积的大地构造背景有多种不同的解释：其一，传统认为达金砾岩为印度-欧亚板块碰撞后产出的陆相山前磨拉石建造，即冈底斯砾岩，但是未进行详细的研究(刘成杰等，1988；Aitchison et al., 2002)；其二，闫臻等(2005, 2006)认为达金砾岩沉积于始新世，为浅海-深海相沉积，是日喀则弧前盆地发育晚期阶段的产物；其三，Wang et al. (2015)的研究也认为达金砾岩为早始新世海相沉积，不同的是提出这套砾岩是印度-欧亚板块碰撞后的前陆盆地楔顶沉积。
本次研究中，基于野外观察，并结合上述沉积时代和源区分析结果，笔者认为达金砾岩应为冈底斯砾岩的一部分，而非弧前盆地发育晚期阶段的产物(闫臻等, 2005, 2006)或者前陆盆地楔顶沉积(Wang et al., 2015)，主要证据有：(1)达金砾岩与上覆的冈底斯砾岩连续过渡，南侧与缝合带混杂岩断层接触(Wang et al., 2015)，与冈底斯砾岩的构造位置一致；(2)达金砾岩沉积于渐新世末-中新世初或更晚，与冈底斯砾岩的沉积时代一致，碎屑锆石年龄分布特征吻合(DeCelles et al., 2011; Li et al., 2015)；(3)达金砾岩的碎屑物质主要源自北侧的冈底斯弧或再旋回自日喀则弧前盆地，与冈底斯砾岩的源区分析结果一致。
在冈仁波齐地区，冈底斯砾岩不整合于底部的冈底斯弧之上，地层变形较弱，产状近乎水平，只在南侧靠近大反冲断裂(GCT)处发育拖曳褶皱。DeCelles et al. (2011)详细研究了冈仁波齐地区的冈底斯砾岩，认为该处冈底斯砾岩主要沉积于拉张应力背景下，顶部红色层位有大量南侧碎屑物质的汇入，应与大反冲断裂(GCT)的活动有关，并进一步推测渐新世末-中新世初俯冲到拉萨地块之下的印度板片的“折返”和“断离”是冈底斯砾岩沉积的深部控制因素。
6 结论本次研究中，在野外观察的基础上，结合室内砂岩碎屑统计和碎屑锆石U-Pb年龄分析，主要得出以下认识：
(1)达金砾岩的沉积时代为渐新世末-中新世初或者更晚，地层中的有孔虫化石为再旋回沉积的产物，不能代表达金砾岩的沉积时代；
(2)达金砾岩底部和顶部地层的碎屑物质直接源自北侧的冈底斯弧，而中部地层的碎屑物质则在轴向水流的作用下再旋回自东侧的弧前盆地错江顶群地层；
(3)达金砾岩应为冈底斯砾岩地层的一部分，主要沉积于拉张应力背景下，可能与渐新世末-中新世初印度板片的“折返”和“断离”有关。
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附表 1 达金砾岩中砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄分析结果 Appendix1 LA-ICP-MS sandstone detrital zircon U-Pb dating results of Dajin conglomerate |
| [] | Aitchison JC, Badengzhu, Davis AM, Liu JB, Luo H, Malpas JG, McDermid IRC, Wu H, Ziabrev SV, Zhou MF. 2000. Remnants of a Cretaceous intra-oceanic subduction system within the Yarlung-Zangbo suture (southern Tibet). Earth and Planetary Science Letters , 183 (1-2) :231–244. DOI:10.1016/S0012-821X(00)00287-9 |
| [] | Aitchison JC, Davis AM, Badengzhu , Luo H. 2002. New constraints on the India-Asia collision:The Lower Miocene Gangrinboche conglomerates, Yarlung Tsangpo suture zone, SE Tibet. Journal of Asian Earth Sciences , 21 (3) :251–263. DOI:10.1016/S1367-9120(02)00037-8 |
| [] | Aitchison JC, McDermid IRC, Ali JR, Davis AM, Zyabrev SV. 2007. Shoshonites in southern Tibet record Late Jurassic rifting of a Tethyan intraoceanic island arc. The Journal of Geology , 115 (2) :197–213. DOI:10.1086/510642 |
| [] | Andersen T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report 204Pb. Chemical Geology , 192 (1-2) :59–79. DOI:10.1016/S0009-2541(02)00195-X |
| [] | Cai FL, Ding L, Leary RJ, Wang HQ, Xu Q, Zhang LY, Yue YH. 2012. Tectonostratigraphy and provenance of an accretionary complex within the Yarlung-Zangpo suture zone, southern Tibet:Insights into subduction-accretion processes in the Neo-Tethys. Tectonophysics , 574-575 :181–192. DOI:10.1016/j.tecto.2012.08.016 |
| [] | Chung SL, Chu MF, Zhang YQ, Xie YW, Lo CH, Lee TY, Lan CY, Li XH, Zhang Q, Wang YZ. 2005. Tibetan tectonic evolution inferred from spatial and temporal variations in post-collisional magmatism. Earth-Science Reviews , 68 (3-4) :173–196. |
| [] | Chung SL, Chu MF, Ji JQ, O'Reilly SY, Pearson NJ, Liu DY, Lee TY, Lo CH. 2009. The nature and timing of crustal thickening in southern Tibet:Geochemical and zircon Hf isotopic constraints from postcollisional adakites. Tectonophysics , 477 (1-2) :36–48. DOI:10.1016/j.tecto.2009.08.008 |
| [] | Dürr SB. 1996. Provenance of Xigaze fore-arc basin clastic rocks (Cretaceous, South Tibet). Geological Society of America Bulletin , 108 (6) :669–684. DOI:10.1130/0016-7606(1996)108<0669:POXFAB>2.3.CO;2 |
| [] | Debon F, Le Fort P, Sheppard SM, Sonet J. 1986. The four plutonic belts of the Transhimalaya-Himalaya:A chemical, mineralogical, isotopic, and chronological synthesis along a Tibet-Nepal section. Journal of Petrology , 27 (1) :219–250. DOI:10.1093/petrology/27.1.219 |
| [] | DeCelles PG, Kapp P, Quade J, Gehrels GE. 2011. Oligocene-Miocene Kailas basin, southwestern Tibet:Record of postcollisional upper-plate extension in the Indus-Yarlung suture zone. Geological Society of America Bulletin , 123 (7-8) :1337–1362. DOI:10.1130/B30258.1 |
| [] | Dickinson WR, Suczek CA. 1979. Plate tectonics and sandstone compositions. AAPG Bulletin , 63 (12) :2164–2182. |
| [] | Dickinson WR. 1985. Interpreting provenance relations from detrital modes of sandstones. In:Zuffa GG (ed.). Provenance of Arenites. Springer, 333-361 |
| [] | Ding L, Kapp P, Wan XQ. 2005. Paleocene-Eocene record of ophiolite obduction and initial India-Asia collision, south central Tibet. Tectonics , 24 (3) :TC3001. |
| [] | Dong YH, Xu JF, Zeng QG, Wang Q, Mao GZ, Li J. 2006. Is there a Neo-Tethys' subduction record earlier than arc volcanic rocks in the Sangri Group?. Acta Petrologica Sinica , 22 (3) :661–668. |
| [] | Einsele G, Liu B, Dürr S, Frisch W, Liu G, Luterbacher HP, Ratschbacher L, Ricken W, Wendt J, Wetzel A, Yu G, Zheng H. 1994. The Xigaze forearc basin:Evolution and facies architecture (Cretaceous, Tibet). Sedimentary Geology , 90 (1-2) :1–32. DOI:10.1016/0037-0738(94)90014-0 |
| [] | Garzanti E. 1999. Stratigraphy and sedimentary history of the Nepal Tethys Himalaya passive margin. Journal of Asian Earth Sciences , 17 (5-6) :805–827. DOI:10.1016/S1367-9120(99)00017-6 |
| [] | Garzanti E, Doglioni C, Vezzoli G, Andò S. 2007. Orogenic belts and orogenic sediment provenance. The Journal of Geology , 115 (3) :315–334. DOI:10.1086/512755 |
| [] | Göpel C, Allègre CJ, Xu RH. 1984. Lead isotopic study of the Xigaze ophiolite (Tibet):The problem of the relationship between magmatites (gabbros, dolerites, lavas) and tectonites (harzburgites). Earth and Planetary Science Letters , 69 (2) :301–310. DOI:10.1016/0012-821X(84)90189-4 |
| [] | He SD, Kapp P, DeCelles PG, Gehrels GE, Heizler M. 2007. Cretaceous-Tertiary geology of the Gangdese Arc in the Linzhou area, southern Tibet. Tectonophysics , 433 (1-4) :15–37. DOI:10.1016/j.tecto.2007.01.005 |
| [] | Hodges KV. 2000. Tectonics of the Himalaya and southern Tibet from two perspectives. Geological Society of America Bulletin , 112 (3) :324–350. DOI:10.1130/0016-7606(2000)112<324:TOTHAS>2.0.CO;2 |
| [] | Hou ZQ, Gao YF, Qu XM, Rui ZY, Mo XX. 2004. Origin of adakitic intrusives generated during Mid-Miocene east-west extension in southern Tibet. Earth and Planetary Science Letters , 220 (1-2) :139–155. DOI:10.1016/S0012-821X(04)00007-X |
| [] | Hu XM, Wang JG, BouDagher-Fadel M, Garzanti E, An W. 2016. New insights into the timing of the India-Asia collision from the Paleogene Quxia and Jialazi formations of the Xigaze forearc basin, South Tibet. Gondwana Research , 32 :76–92. DOI:10.1016/j.gr.2015.02.007 |
| [] | Ingersoll RV, Fullard TF, Ford RL, Grimm JP, Pickle JD, Sares SW. 1984. The effect of grain size on detrital modes:A test of the Gazzi-Dickinson point-counting method. Journal of Sedimentary Research , 54 (1) :103–116. |
| [] | Ji WQ, Wu FY, Chung SL, Li JX, Liu CZ. 2009. Zircon U-Pb geochronology and Hf isotopic constraints on petrogenesis of the Gangdese batholith, southern Tibet. Chemical Geology , 262 (3-4) :229–245. DOI:10.1016/j.chemgeo.2009.01.020 |
| [] | Li S, Ding L, Xu Q, Wang HQ, Yue YH, Baral U. 2015. The evolution of Yarlung Tsangpo River:Constraints from the age and provenance of the Gangdese conglomerates, southern Tibet. Gondwana Research . DOI:10.1016/j.gr.2015.05.010 |
| [] | Liu CJ, Yin JX, Sun XX, Sun YY. 1988. Marine Late Cretacous-Early Tertiary sequences:The non-flysch deposits of the Xigaze forearc Basin in the South Xizang. Memoirs of Institute of Geology, Academia Sinica , 3 :130–157. |
| [] | Liu GH, Einsele G. 1994. Sedimentary history of the Tethyan basin in the Tibetan Himalayas. Geologische Rundschau , 83 (1) :32–61. DOI:10.1007/BF00211893 |
| [] | Ludwig KR. 2003. User's Manual for Isoplot 3.00:A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley:Berkeley Geochronology Center |
| [] | Malpas J, Zhou MF, Robinson PT and Reynolds PH. 2003. Geochemical and geochronological constraints on the origin and emplacement of the Yarlung Zangbo ophiolites, Southern Tibet. In:Dilek Y and Robinson PT (eds.). Ophioloites in Earth History. Geological Society, London, Special Publications, 218:191-206 |
| [] | McDermid IRC, Aitchison JC, Davis AM, Harrison TM, Grove M. 2002. The Zedong terrane:A Late Jurassic intra-oceanic magmatic arc within the Yarlung-Tsangpo suture zone, southeastern Tibet. Chemical Geology , 187 (3-4) :267–277. DOI:10.1016/S0009-2541(02)00040-2 |
| [] | Miller C, Thöni M, Frank W, Schuster R, Melcher F, Meisel T, Zanetti A. 2003. Geochemistry and tectonomagmatic affinity of the Yungbwa ophiolite, SW Tibet. Lithos , 66 (3-4) :155–172. DOI:10.1016/S0024-4937(02)00217-7 |
| [] | Murphy MA, Yin A, Harrison TM, Dürr SB, Chen Z, Ryerson FJ, Kidd WSF, Wang X, Zhou X. 1997. Did the Indo-Asian collision alone create the Tibetan Plateau?. Geology , 25 (8) :719–722. DOI:10.1130/0091-7613(1997)025<0719:DTIACA>2.3.CO;2 |
| [] | Orme DA, Carrapa B, Kapp P. 2015. Sedimentology, provenance and geochronology of the Upper Cretaceous-Lower Eocene western Xigaze forearc basin, southern Tibet. Basin Research , 27 (4) :387–411. DOI:10.1111/bre.12080 |
| [] | Sláma J, Košler J, Condon DJ, Crowley JL, Gerdes A, Hanchar JM, Horstwood MSA, Morris GA, Nasdala L, Norberg N, Schaltegger U, Schoene B, Tubrett MN, Whitehouse MJ. 2008. Plešovice zircon:A new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis. Chemical Geology , 249 (1-2) :1–35. DOI:10.1016/j.chemgeo.2007.11.005 |
| [] | Tapponnier P, Mattauer M, Proust F, Cassaigneau C. 1981. Mesozoic ophiolites, sutures, and arge-scale tectonic movements in Afghanistan. Earth and Planetary Science Letters , 52 (2) :355–371. DOI:10.1016/0012-821X(81)90189-8 |
| [] | Wan XQ, Wang L, Wang CS, Jansa L. 1998. Discovery and significance of Cretaceous fossils from the Xigaze forearc basin, Tibet. Journal of Asian Earth Sciences , 16 (2-3) :217–223. DOI:10.1016/S0743-9547(98)00012-9 |
| [] | Wang CS, Liu ZF, Li XH, Wan XQ.1999. Xigaze Forearc Basin and Yarlung Zangbo Suture Zone, Tibet. Beijing: Geological Publishing House . |
| [] | Wang JG, Hu XM, BouDagher-Fadel M, Wu FY, Sun GY. 2015. Early Eocene sedimentary recycling in the Kailas area, southwestern Tibet:Implications for the initial India-Asia collision. Sedimentary Geology , 315 :1–13. DOI:10.1016/j.sedgeo.2014.10.009 |
| [] | Wen DR, Liu DY, Chung SL, Chu MF, Ji JQ, Zhang Q, Song B, Lee TY, Yeh MW, Lo CH. 2008. Zircon SHRIMP U-Pb ages of the Gangdese batholith and implications for Neotethyan subduction in southern Tibet. Chemical Geology , 252 (3-4) :191–201. DOI:10.1016/j.chemgeo.2008.03.003 |
| [] | Wiedenbeck M, Allé P, Corfu F, Griffin WL, Meier M, Oberli F, Quadt AV, Roddick JC, Spiegel W. 1995. Three natural zircon standards for U-Th-Pb, Lu-Hf, trace element and REE analyses. Geostandards Newsletter , 19 (1) :1–23. DOI:10.1111/ggr.1995.19.issue-1 |
| [] | Willems H, Zhou Z, Zhang B, Gräfe KU. 1996. Stratigraphy of the Upper Cretaceous and Lower Tertiary strata in the Tethyan Himalayas of Tibet (Tingri area, China). Geologische Rundschau , 85 (4) :723–754. DOI:10.1007/BF02440107 |
| [] | Wu FY, Ji WQ, Liu CZ, Chung SL. 2010. Detrital zircon U-Pb and Hf isotopic data from the Xigaze fore-arc basin:Constraints on Transhimalayan magmatic evolution in southern Tibet. Chemical Geology , 271 (1-2) :13–25. DOI:10.1016/j.chemgeo.2009.12.007 |
| [] | Wu YB, Zheng YF. 2004. Genesis of zircon and its constraints on interpretation of U-Pb age. Chinese Science Bulletin , 49 (15) :1554–1569. DOI:10.1007/BF03184122 |
| [] | Yan Z, Fang AM, Pan YS, Li JL, Liu XH, Yu LJ, Zhang BG. 2005. Sedimentary environment of the Dajin Conglomerate in Tibet, age of foraminiferan assemblages and their tectonic significance. Progress in Natural Science , 15 (11) :1014–1020. DOI:10.1080/10020070512331343178 |
| [] | Yan Z, Fang AM, Pan YS, Li JL, Liu XH, Yu LJ. 2006. Detrital modal, geochemical characteristics and tectonic setting of the Dajin marine clastic rocks, Tibet. Acta Petrologica Sinica , 22 (4) :949–960. |
| [] | Yin A, Harrison TM, Murphy MA, Grove M, Nie S, Ryerson FJ, Wang XF, Chen ZL. 1999. Tertiary deformation history of southeastern and southwestern Tibet during the Indo-Asian collision. Geological Society of America Bulletin , 111 :1644–1664. DOI:10.1130/0016-7606(1999)111<1644:TDHOSA>2.3.CO;2 |
| [] | Yin A. 2006. Cenozoic tectonic evolution of the Himalayan orogen as constrained by along-strike variation of structural geometry, exhumation history, and foreland sedimentation. Earth-Science Reviews , 76 (1-2) :1–131. DOI:10.1016/j.earscirev.2005.05.004 |
| [] | Zhu B, Kidd WSF, Rowley DB, Currie BS, Shafique N. 2005. Age of initiation of the India-Asia collision in the east-central Himalaya. The Journal of Geology , 113 (3) :265–285. DOI:10.1086/428805 |
| [] | Zhu DC, Pan GT, Chung SL, Liao ZL, Wang LQ, Li GM. 2008. SHRIMP zircon age and geochemical constraints on the origin of Lower Jurassic volcanic rocks from the Yeba Formation, southern Gangdese, South Tibet. International Geology Review , 50 (5) :442–471. DOI:10.2747/0020-6814.50.5.442 |
| [] | Zhu DC, Zhao ZD, Pan GT, Lee HY, Kang ZQ, Liao ZL, Wang LQ, Li GM, Dong GC, Liu B. 2009. Early Cretaceous subduction-related adakite-like rocks of the Gangdese Belt, southern Tibet:Products of slab melting and subsequent melt-peridotite interaction?. Journal of Asian Earth Sciences , 34 (3) :298–309. DOI:10.1016/j.jseaes.2008.05.003 |
| [] | 董彦辉, 许继峰, 曾庆高, 王强, 毛国政, 李杰.2006. 存在比桑日群弧火山岩更早的新特提斯洋俯冲记录么?. 岩石学报 , 22 (3) :661–668. |
| [] | 刘成杰, 尹集祥, 孙晓兴, 孙亦因.1988. 西藏南部日喀则弧前盆地非复理石型海相上白垩统-下第三系. 中国科学院地质研究所集刊 (3) :130–157. |
| [] | 王成善, 刘志飞, 李祥辉, 万晓樵. 1999. 西藏日喀则弧前盆地与雅鲁藏布江缝合带. 北京: 地质出版社 . |
| [] | 吴元保, 郑永飞.2004. 锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约. 科学通报 , 49 (16) :1589–1604. |
| [] | 闫臻, 方爱民, 潘裕生, 李继亮, 刘小汉, 俞良军, 章炳高.2005. 西藏达金砾岩沉积环境、有孔虫时代及其大地构造意义. 自然科学进展 , 15 (5) :565–571. |
| [] | 闫臻, 方爱民, 潘裕生, 李继亮, 刘小汉, 俞良军.2006. 西藏达金海相碎屑岩的组成、地球化学特征及其构造背景. 岩石学报 , 22 (4) :949–960. |