2019, Vol. 35
2. 成都理工大学, 成都 610059
2. Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
班公湖-怒江结合带作为羌塘地块与拉萨地块的碰撞结合带，是一条规模巨大、地质构造复杂的构造带，其对探讨青藏高原特提斯洋构造演化具有重要意义(潘桂棠等，2006；曲晓明等，2009)。近年来，班公湖-怒江特提斯洋盆的构造演化引起了众多学者的广泛关注，但一些基础地质问题目前仍存在许多争议，如洋盆打开时间、开始俯冲时间与俯冲极性、闭合时间等。目前，关于班公湖-怒江特提斯洋盆的开合时间，至少存在以下5种观点：(1)许志琴等(2006)认为班公湖-怒江特提斯洋盆晚三叠世开始俯冲，侏罗纪完成洋盆闭合及地体碰撞；(2)莫宣学和潘桂棠(2006)认为班公湖-怒江特提斯洋盆的打开时间不晚于晚三叠世，中侏罗世(约170Ma)开始双向俯冲，最终闭合于晚侏罗世(约159Ma)至早白垩世末(约99Ma)；(3)Zhu et al.(2013)认为班公湖-怒江特提斯洋盆晚二叠世(约260Ma)开始向南俯冲，晚三叠世(约210Ma)开始南北双向俯冲，早白垩世早期(约140Ma)仅向南俯冲，至晚白垩世(约80Ma)完全闭合；(4)邱瑞照等(2004)认为班公湖-怒江特提斯洋盆中侏罗世开始向南俯冲，俯冲过程伴随洋内弧的形成和地幔橄榄岩、玻安岩、岛弧拉斑玄武岩的空间共生，洋盆最终在早白垩世末期封闭；(5)梁桑等(2017)认为班公湖-怒江特提斯洋盆西段早侏罗世开始北向俯冲，中侏罗世(约160Ma)达到峰期，晚侏罗世演化成南北双向俯冲，俯冲持续到早白垩世，直到晚白垩世洋盆彻底关闭。
与重大构造事件相关的沉积物中碎屑锆石可以记录地层沉积之前和同时期的岩浆事件，可用于示踪沉积物源区，进而探讨相关地区的构造演化(Wu et al., 2010；Cawood et al., 2012)。前人在班公湖-怒江结合带的日土地区、改则地区以及班戈地区开展了沙木罗组碎屑锆石年代学的研究，认为沙木罗组物源主要来自于南羌塘地块(樊帅权等，2011；Huang et al., 2017；Li et al., 2017；杨一凡，2017)，但对沙木罗组下段与沙木罗组上段碎屑锆石年代学、物源的差异研究较少。本文通过对班公湖-怒江结合带西段革吉地区沙木罗组下段与沙木罗组上段碎屑锆石进行U-Pb定年，并与临近的潜在源区进行年龄对比分析，研究沙木罗组下段和沙木罗组上段的物源差异，为班公湖-怒江特提斯洋盆西段的闭合时间提供新的证据。
1 区域地质背景 1.1 概述研究区位于西藏革吉县城北约70km处，大地构造位置处于班公湖-怒江结合带西段。自晚古生代以来，该区经历了大洋扩张、俯冲、弧-陆(弧)碰撞造山、高原隆升等多阶段多期次的构造演化过程，形成了以北西向构造为主体，多方向、多期次构造并存的复杂构造格局(图 1)。区内出露的地层为上三叠统-侏罗系东巧蛇绿岩群(T3JD.)、下-中侏罗统木嘎岗日岩群(J1-2M.)、上侏罗统-下白垩统沙木罗组(J3K1s)、下白垩统去申拉组(K1q)、古近系牛堡组(E1-2n)和美苏组(E2m)、新近系唢呐湖组(Ns)、第四系(Qh)。东巧蛇绿岩群构造变形强烈，主要出露超基性、基性岩块，呈透镜状产出。木嘎岗日岩群为一套复理石建造，主要为变质岩屑长石砂岩、粉砂质板岩。去申拉组为一套碎屑岩-火山岩建造，下部以碎屑岩为主，上部以基性火山岩为主，夹两层泥质硅质岩。牛堡组、唢呐湖组为一套碎屑岩建造。美苏组为一套基性-中性-酸性-酸碱性火山岩建造。区内受岩浆活动影响强烈，主要表现为白垩纪和古近纪中酸性侵入岩、古近纪火山岩，侵入岩呈岩基产出，火山岩呈层状产出。区内断裂较发育，以NW向为主，NNW向次之。NW向断裂断面总体南倾，倾角中等，为一系列逆冲断层，是班公湖-怒江特提斯洋盆南向俯冲留下的构造痕迹。NNW向断裂为右行走滑断裂，断裂切割了古近系，它们可能是碰撞造山期后走滑调整阶段的产物，将先期断裂切割错位，区域上形成北北西向走滑拉分盆地。
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图 1 研究区大地构造位置图及地质简图 (a)青藏高原大地构造格架图(据Zhang et al., 2004)；(b)藏北大地构造格架图及岩浆岩分布图(底图据Huang et al., 2017；Zhang et al., 2012；Zhu et al., 2016)；(c)研究区地质简图(据四川省地质调查院, 2003①; 江西省地质调查研究院, 2004②). KLSZ-昆仑结合带；JSSZ-金沙江结合带；LSSZ-龙木错-双湖结合带；BNSZ-班公湖-怒江结合带；YZSZ-雅鲁藏布江结合带. 1-第四系；2-唢呐湖组；3-美苏组；4-牛堡组；5-去申拉组；6-沙木罗组上段；7-沙木罗组下段；8-木嘎岗日岩群；9-东巧蛇绿岩群；10-渐新世正长花岗岩；11-晚白垩世正长花岗岩；12-晚白垩世花岗岩；13-早白垩世花岗闪长岩；14-早白垩世闪长岩；15-闪长玢岩脉；16-石英脉；17-石英二长闪长岩脉；18-区域上沙木罗组分布情况；19-角度不整合界线；20-性质不明断层；21-隐伏断层；22-平移断层；23-采样位置及编号；24-照片位置及编号 Fig. 1 Sketch tectonic map and geological map of the study area (a) sketch tectonic map of Tibetan Plateau (after Zhang et al., 2004); (b) sketch tectonic map of North Tibet and the distribution map of magmatic rocks (base map after Huang et al., 2017; Zhang et al., 2012; Zhu et al., 2016); (c) geological map of study area. KLSZ-Kunlun Suture Zone; JSSZ-Jinsa Suture Zone; LSSZ-Longmucuo-Shuanghu Suture Zone; BNSZ-Bangong Co-Nujiang Suture Zone; YZSZ-Yarlung Zangbo Suture Zone. 1-Quaternary; 2-Suonahu Fm.; 3-Meisu Fm.; 4-Niubao Fm.; 5-Qushenla Fm.; 6-the upper subunit of Shamuluo Fm.; 7-the lower subunit of Shamuluo Fm.; 8-Muggar Kangri Group; 9-Dongqiao ophiolite Group; 10-Oligocene syenogranite; 11-Late Cretaceous syenogranite; 12-Late Cretaceous granite; 13-Early Cretaceous granodiorite; 14-Early Cretaceous diorite; 15-diorite-porphyrite vein; 16-quartz vein; 17-quartz monzodiorite vein; 18-the distribution of Shamuluo Fm. in area; 19-angular unconformity; 20-unknown nature fault; 21-buried fault; 22-strike-slip fault; 23-sampling location; 24-photo location |
① 四川省地质调查院. 2003. 1:25万革吉县幅地质图
② 江西省地质调查研究院. 2004. 1:25万日土县幅地质图
1.2 岩石学特征与沉积环境笔者在研究区亚卓一带开展了沙木罗组野外实测剖面，剖面起点坐标：N81°20′30″、E33°00′00″，剖面基岩出露良好，顶界被第四系冲洪积物覆盖，底界被牛堡组角度不整合覆盖(图 2a)。根据对沙木罗组剖面的野外观察，该组整体受变形变质作用影响小，原岩结构构造清晰可见。据相邻岩层的不同岩性特征将沙木罗组细分为沙木罗组下段(J3K1s1)和沙木罗组上段(J3K1s2)。剖面特征简述如下：
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图 2 实测剖面图、野外露头与岩石显微镜下特征 (a)实测地质剖面简图；(b)沙木罗组上段基本层序；(c)沙木罗组下段基本层序；(d、e)沙木罗组下段岩屑石英砂岩露头(照片位置见图 1)；(f)沙木罗组上段长石岩屑杂砂岩露头(照片位置见图 1)；(g)沙木罗组上段与下段整合接触(照片位置见图 1)；(h)岩屑石英砂岩镜下照片(正交偏光)；(i)长石岩屑杂砂岩镜下照片(正交偏光).1-第四系；2-牛堡组下段；3-沙木罗组上段；4-沙木罗组下段；5-砾岩；6-长石砂岩；7-岩屑石英砂岩；8-长石岩屑杂砂岩；9-粉砂质泥岩；10-泥岩；11-灰岩；12-安山质含角砾晶屑凝灰岩；13-取样位置及编号 Fig. 2 The measured section, outcrops and characters under microscope (a) the measured section; (b) basic sequence of the upper subunit of the Shamuluo Fm.; (c) basic sequence of the lower subunit of the Shamuluo Fm.; (d, e) outcrops of the lower subunit of the Shamuluo Fm.; (f) outcrops of the upper subunit of the Shamuluo Fm.; (g) conformable contacts; (h) lithic quartz sandstone by orthogonal polarization microscopic; (i) feldspathic lithic greywacke by orthogonal polarization microscopic. 1-Quaternary; 2-the lower subunit of the Niubao Fm.; 3-the upper subunit of the Shamuluo Fm.; 4-the lower subunit of the Shamuluo Fm.; 5-conglomerates; 6-feldspar sandstones; 7-lithic quartz sandstones; 8-feldspathic lithic greywackes; 9-silty mudstones; 10-mudstones; 11-limestones; 12-andesitic volcanic breccia-bearing crystal tuff; 13-sampling location |
沙木罗组上段(J3K1s2)，＞1790.2m
未见顶，被第四系角度不整合覆盖
14.青灰色中-薄层状长石岩屑杂砂岩偶夹灰色泥岩，砂泥比约10:1~12:1，＞701.2m
13.灰色粉砂质泥岩，103.3m
12.青灰色中层状长石岩屑杂砂岩偶夹深灰色-灰色泥岩，砂泥比约15:1，发育水平层理，871.1m
11.灰黑色薄层状板理化微晶灰岩，55.8m
10.灰色-杂色砾岩-青灰色中层状长石岩屑杂砂岩-深灰色-灰色泥岩组成的三元层序结构，三者比值约为4:7:1，58.8m
整合接触
沙木罗组下段(J3K1s1)，＞4413.1m
9.灰色安山质晶屑凝灰岩，276m
8.深灰色泥岩偶夹青灰色薄层状-透镜状岩屑石英砂岩，二者岩比约10:1~12:1，314.5m
7.青灰色中层状岩屑石英砂岩、青灰色薄层状岩屑石英砂岩、深灰色-灰色泥质不等厚韵律互层，发育水平层理，532.5m
6.深灰色泥岩夹青灰色薄层状岩屑石英砂岩，二者岩比约7:1~9:1，发育水平层理，849.6m
5.深灰色泥岩偶夹青灰色薄层状岩屑石英砂岩、灰色安山质晶屑凝灰岩，436.4m
4.灰色安山质火山角砾岩-灰色(含角砾)安山质晶屑凝灰岩-灰色安山岩(或灰色安山质沉凝灰岩)组成的火山喷发旋回(含17个喷发韵律)，855.2m
3.深灰色-灰色泥岩夹青灰色中-薄层状岩屑石英砂岩，二者岩比约8:1，284.2m
2.深灰色泥岩偶夹灰色粉砂质泥岩，二者岩比约12:1~15:1，166.9m
1.深灰色泥岩偶夹青灰色薄层状岩屑石英砂岩，二者岩比约10:1。偶见石英脉，＞697.8m
未见底，被牛堡组角度不整合覆盖。
沙木罗组下段整体上为深灰色-灰色泥岩夹青灰色中-薄层状岩屑石英砂岩的岩性组合，局部发育灰色安山质火山碎屑岩夹层，具类复理石建造，整体上代表斜坡相的深水沉积环境。基本层序可划分3类：(1)基本层序A，由青灰色中-薄层状岩屑石英砂岩与深灰色泥岩组成的二元层序结构组成，二者岩比约为1:3~1:12，具有较明显的下粗上细的正粒序，层序厚度约10~20m不等，为沙木罗组下段的主要层序；(2)基本层序B，由青灰色中层状岩屑石英砂岩、青灰色薄层状岩屑石英砂岩及深灰色泥岩组成的三元层序结构，具有较明显的下粗上细的正粒序，三者岩比约为3:5:8，层序厚度约8~25m不等；(3)基本层序C，由灰色粉砂质泥岩、深灰色泥岩组成的二元层序结构，二者岩比约为1:2，层序厚度约5~10m，该层序仅出露在沙木罗组下段的中部。
沙木罗组上段为青灰色中-薄层状长石岩屑杂砂岩夹深灰色泥岩、灰黑色微晶灰岩的岩性组合，底部发育一套灰色-杂色砾岩，总体上具分选差、快速堆积的特点，代表河口-滨海相的浅水沉积环境。基本层序可划分为3类：(1)基本层序A，由青灰色中层状长石岩屑杂砂岩、灰色粉砂质泥岩或泥岩组成的二元层序结构，具有较明显的下粗上细的正粒序，二者岩比约为6:1~8:1，层序厚度约7~15m不等，为沙木罗组上段的主要层序；(2)基本层序B，由青灰色中层状长石岩屑杂砂岩、青灰色薄层状长石岩屑杂砂岩与灰色-灰黑色泥岩组成的三元层序结构，三者岩比约8:3:1，层序厚度约2~8m不等；(3)基本层序C，由灰色-杂色砾岩、青灰色中层状长石岩屑杂砂岩、深灰色-灰色泥岩组成的三元层序结构，仅出露于沙木罗组上段底部，三者岩比约为4:7:1，层序厚度约20m。
样品TDN1采自沙木罗组下段顶部，岩性为岩屑石英砂岩(图 2b, d)。青灰色，中-细粒砂状结构，中-薄层状构造。碎屑含量约占88%，其中粒径＜0.1mm者约占10%，0.1~0.2mm者约占80%，0.2~0.3mm者约占10%，分选好。碎屑呈次圆状-圆状，磨圆好。碎屑由石英(85%)、长石(7%)和岩屑(8%)组成。石英表面干净，个别颗粒可见波状消光；长石以正长石为主，少量为斜长石，部分长石表面可见弱的粘土化；岩屑为硅质岩岩屑、泥质岩岩屑、板岩岩屑。填隙物含量约占12%，成分为绢云母、粘土、微粒石英、方解石、绿泥石和极少量金属矿物。岩石呈孔隙式胶结，颗粒支撑。岩屑石英砂岩碎屑成分以石英为主，含少量正长石、斜长石，推断其源区母岩为花岗岩类岩石。碎屑分选性、磨圆度好，说明经历了长距离的搬运改造，属于高能环境的产物，后被搬运至深水环境与泥质岩形成类复理石建造。
样品PM1N1采自沙木罗组上段底部，岩性为长石岩屑杂砂岩(图 2c, e)。青灰色，中-细粒砂状结构，中-薄层状构造。碎屑含量约占80%，其中粒径＜0.1mm者约占20%，0.1~0.25mm者约占50%，0.25~0.5mm者约占25%，0.5~0.8mm者约占5%，分选差。碎屑呈次棱角状，磨圆差。碎屑由石英(65%)、岩屑(25%)、长石(10%)和少量云母(＜1%)组成。石英有重结晶现象，个别颗粒具波状消光；岩屑为泥质岩岩屑、石英砂岩岩屑；长石为斜长石和正长石；云母为少量白云母碎片。填隙物含量约占20%，成分为方解石、重结晶的微粒石英、绿泥石、绢云母、褐铁矿。岩石为杂基支撑，基底式胶结。长石岩屑杂砂岩碎屑成分以石英、斜长石、正长石为主，推断其源区母岩为花岗岩类岩石。碎屑分选性、磨圆度均差，说明搬运距离短，在低能环境下与较多灰泥同时沉积，使其呈杂基支撑。
2 分析方法本文研究的2件样品，编号分别为TDN1和PM1N1。单块新鲜岩石样品重约5kg，样品经机械破碎、淘洗、重砂分离、磁选、电选后在双目镜下手工挑选出碎屑锆石。将挑选出的锆石排列紧密、整齐，以环氧树脂固结充填制成2.54cm的锆石靶并进行抛光。对抛光完成的锆石靶进行透/反射光照相，并采用扫描电镜开展锆石阴极发光图像分析，研究锆石的内部结构，为合理选取点位进行U-Pb年代学分析准备工作。锆石U-Pb同位素定年在武汉上谱分析科技有限责任公司利用LA-ICP-MS分析完成。激光剥蚀系统为GeoLas 2005，ICP-MS为Agilent 7500a。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。在等离子体中心气流(Ar+He)中加入了少量氮气，以提高仪器灵敏度、降低检出限和改善分析精密度(Hu et al., 2008)。另外，激光剥蚀系统配置了一个信号平滑装置，即使激光脉冲频率低达1Hz，采用该装置后也能获得光滑的分析信号(Hu et al., 2012)。每个时间分辨分析数据包括大约20~30s的空白信号和50s的样品信号。对分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal (Liu et al., 2008, 2010)完成。锆石微量元素含量利用多个USGS参考玻璃作为多外标、Si作内标的方法进行定量计算(Liu et al., 2010)。U-Pb同位素定年中采用锆石标准91500作外标进行同位素分馏校正，每分析5个样品点，分析2次91500。对于与分析时间有关的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的变化采用线性内插的方式进行了校正(Liu et al., 2010)。锆石标准91500的U-Th-Pb同位素比值推荐值据文献(Wiedenbeck et al., 1995)。锆石样品的U-Pb年龄谐和图绘制采用Isoplot/Ex_ver3完成(Ludwig，2000)。
3 测试结果 3.1 锆石特征在透射光下大部分锆石呈无色-浅灰色，部分显示出浅红棕色，透明-半透明。锆石颗粒形态分为两类：第一类锆石颗粒呈次圆状-圆状，磨圆好，表明其经历了较长距离的搬运，粒径约100μm，其长宽比约1:1；第二类锆石颗粒形态较自形，呈长柱状，表明搬运距离较短，粒径约100~200μm，其长宽比约2:1~3:1。沙木罗组下段碎屑锆石(TDN1)形态以第一类锆石为主，见少量第二类锆石(图 3a)；沙木罗组上段碎屑锆石(PM1N1)形态以第二类锆石为主，见极少量第一类锆石(图 3b)。与样品TDN1相比，PM1N1碎屑锆石粒径较大。2件样品碎屑锆石CL图像显示清晰的韵律环带，环带宽度不一，但相差不大，少数锆石颗粒具核边结构。样品TDN1碎屑锆石Th/U比值变化于0.1~1.5之间(表 1)，样品PM1N1锆石Th/U比值变化于0.1~2.2之间(表 2)，均≥0.1，暗示均为岩浆成因锆石(吴元保和郑永飞，2004)。
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图 3 沙木罗组下段(a，样品TDN1)和上段(b, 样品PM1N1)部分碎屑锆石CL阴极发光图 Fig. 3 CL images of selected detrital zircon grains from the lower subunit (a, Sample TDN1) and the upper subunit (b, Sample PM1N1) of Shamuluo Fm. |
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表 1 沙木罗组下段碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(样品TDN1) Table 1 LA-ICP-MS U-Pb ages of detrital zircons from the lower subunit of the Shamuluo Fm.(Sample TDN1) |
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表 2 沙木罗组上段碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(样品PM1N1) Table 2 LA-ICP-MS U-Pb ages of detrital zircons from the upper subunit of the Shamuluo Fm.(Sample PM1N1) |
本次对沙木罗组下段(TDN1)和沙木罗组上段(PM1N1)碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年代学测试，将年龄数据谐和度在90%~100%的视为有效数据。考虑到年轻锆石放射性成因207Pb积累较少，当锆石年龄＜1000Ma时使用206Pb/238U年龄，当锆石年龄＞1000Ma时使用207Pb/206Pb年龄。样品TDN1获得74组有效数据，年龄分布于2586±26Ma~130±1.5Ma之间(表 1)，在6个年龄组集中，分别为：2600~2400Ma、2000~1900Ma、1000~840Ma、500~400Ma、340~200Ma、200~130Ma(图 4a)。最新锆石年龄为130Ma，限定沙木罗组下段的沉积年龄上限为早白垩世早期。其中有41组年龄分布于480~130Ma之间，占总数的55%。在年龄频谱图上显示出1个主峰年龄约165Ma，1个次峰年龄约240Ma(图 4a)。样品PM1N1获得73组有效数据，年龄分布于2558±22Ma~101±1.0Ma之间(表 2)，在1个年龄组集中，为122~101Ma(图 4b)。最新锆石年龄为101Ma，将研究区沙木罗组上段沉积年龄下限限制在早白垩世晚期。其中有49组年龄分布于122~101Ma之间，占总数的67%。在年龄频谱图上显示出1个主峰年龄约107Ma，2个次峰年龄分别约226Ma、150Ma(图 4b)。
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图 4 沙木罗组下段(a, 样品TDN1)和上段(b, 样品PM1N1)碎屑锆石U-Pb年龄谐和图与年龄频谱图 Fig. 4 U-Pb concordia and frequency plots of detrital zircon grains from the lower subunit (a, Sample TDN1) and the upper subunit (b, Sample PM1N1) of the Shamuluo Fm. |
通过分析每个碎屑锆石样品的年龄频谱图，沙木罗组下段碎屑锆石的年龄数据主要在6个年龄组集中，分别为：2600~2400Ma、2000~1900Ma、1000~840Ma、500~400Ma、340~200Ma和200~130Ma，沙木罗组上段碎屑锆石的年龄数据主要分布于1个年龄组：122~101Ma。
4.1.1 新太古代全球范围内，2780~2420Ma为新太古代超级事件时期(陆松年等，2016)。在2500Ma左右存在包括华北克拉通、瑞芬(西北欧)、北美以及其他相邻大陆克拉通在内的大规模拼合事件，伴随有大规模的火山-岩浆活动(Zhai et al., 2000)。此次全球拼合事件在西藏地区亦有与之相对应的构造热事件，年龄主要分布在3204±2Ma~2450±9Ma之间(Wang and Wang, 2001；江军华等，2009；何世平等，2013)。因此2600~2400Ma的锆石可能与全球新太古代克拉通汇聚拼合、地壳快速生长事件有关，该事件在羌塘地块和冈底斯地块均有表现，均具有~2500Ma的碎屑锆石记录。
4.1.2 古元古代在1780~1920Ma地质历史时期，全球地体的增生和造山作用(包括超高温变质作用)形成了哥伦比亚超大陆(陆松年等，2016)。近年来在我国造山带内不断鉴别出古元古代构造热事件的地质记录，如华北克拉通东西陆块间1900~1800Ma的华北中部碰撞带(赵国春等，2002)、塔里木克拉通北缘~1850Ma的构造热事件(吴海林等，2012)和东昆仑造山带(东段)1600Ma的构造热事件(陈有炘，2015)。本次获得的古元古代碎屑锆石(2000~1900Ma)年龄组可能正是哥伦比亚超大陆事件的记录。
4.1.3 新元古代陆松年(2002)获得了柴达木盆地北缘英云闪长片麻岩、奥长花岗片麻岩、眼球状花岗闪长质片麻岩的锆石U-Pb年龄分别为987±93Ma、1021±41Ma、917±21Ma，代表了片麻岩原岩的结晶年龄，是汇聚过程的产物，这与李怀坤等(1999)在柴达木盆地北缘获得的奥长花岗岩(1020±41Ma)、英云闪长岩(802.7±7.3Ma)锆石U-Pb年龄基本一致。Wu et al.(2006)在皖南花岗闪长岩中获得882±16Ma的锆石U-Pb年龄，认为在900Ma左右存在一次弧陆碰撞事件。羌塘地体戈木日群中存在~1000Ma的热事件，指示该时期羌塘结晶基底构造热事件的存在(Wang，2000)。由此可见，在新元古代(约1000~800Ma)可能存在一次汇聚地质热事件，晚于典型的格林威尔造山事件(1190~980Ma)(Rivers，1997)，但要确切了解该次热事件的地质构造意义，有待进一步的研究工作。因此，本次获得的1000~840Ma年龄组可能是该次构造热事件的记录。
4.1.4 早古生代前人在喜马拉雅地区报道了大量早古生代岩浆事件的年代学信息，年龄集中在499.2±3.9Ma~460±11Ma(刘文灿等，2004；许志琴等，2005；Gehrels et al., 2006；Cawood et al., 2007；张泽明等，2008；时超等，2010)。冈底斯地区存在507±10Ma~488±4.2Ma的岩浆活动事件记录(李才等，2008；计文化等，2009；解超明等，2010)。羌塘地区亦存在早古生代岩浆事件，年龄集中在476.6±4.8Ma~464.5±4.8Ma之间(胡培远等，2010；Zhao et al., 2014；郑艺龙等，2015)。柴达木盆地周缘出露有结晶年龄或变质年龄在460±8Ma~428±1Ma的花岗岩(张建新等，2003；孟繁聪等，2005)。在滇西地区存在498.5±4.6Ma~461.5±7.3Ma的岩浆活动事件记录(Liu et al., 2009；刘琦胜等，2012)。以上年代数据分布在507~428Ma之间，明显区别于泛非造山事件(570~520Ma)(Cawood and Buchan, 2007)。Cawood et al. (2007)认为随着冈瓦纳超大陆的汇聚拼合、俯冲作用的结束，在超大陆边缘开始了原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯消减的安第斯型造山作用。因此，本次获得的500~400Ma年龄组可能是冈瓦纳大陆边缘安第斯型造山作用的记录。
4.1.5 晚古生代-中生代对于340~200Ma年龄组而言，该年龄组具有1个240Ma的主峰和2个310Ma、210Ma的次峰。在班公湖-洞错-丁青一带，MOR型蛇绿岩的年龄分布于254±28Ma~191±22Ma之间，代表班怒洋盆张开的年龄(邱瑞照等，2004；强巴扎西等，2009；黄启帅等，2012)，与王玉净等(2002a，b)，与丁青蛇绿岩中获得的硅质岩放射虫年龄一致，指示三叠纪为班公湖-怒江特提斯洋的海底扩张期, 考虑到与洋底扩张事件相关的岩浆活动多属于基性-超基性岩浆活动，相应的锆石记录一般较少。在研究区北部的龙木错-双湖结合带西段，受龙木错-双湖-澜沧江洋俯冲闭合的影响，发育大规模岩浆活动事件，年龄集中在晚泥盆世至晚三叠世(约375~200Ma)，具有时间跨度大、多期次活动的特征，记录了龙木错-双湖-澜沧江洋从初始俯冲到闭合造山不同演化阶段的岩浆活动信息(吴浩，2016)，这些岩浆岩可以是班公湖-怒江特提斯洋海相地层的潜在物源区。本次获得的340~200Ma年龄组可能是龙木错-双湖结合带岩浆活动事件的记录。
4.1.6 中生代沙木罗组下段碎屑锆石中生代年龄组分布于200~130Ma之间，沙木罗组上段则分布于122~101Ma之间。对于200~130Ma年龄组而言，随着班公湖-怒江特提斯洋盆的俯冲消减，侏罗纪时期在南羌塘地块和班公湖-怒江结合带内部发育有岛弧型岩浆岩，南羌塘岛弧岩浆岩形成时代分布于185~150Ma之间(Guynn et al., 2006；曲晓明等，2009；杜德道等，2011；Li et al., 2014；Liu et al., 2014a, 2017)，班公湖-怒江结合带内部岛弧岩浆岩形成于159~142Ma之间(曲晓明等，2009；杜德道等，2011)。在侏罗纪末-白垩纪初期(约135.9Ma)，羌塘地块沿中央隆起发育了一次构造热事件，导致了都古尔片麻岩的韧性变形(李才等，2000)。在沙木罗组下段沉积时这些岛弧岩浆岩遭受风化剥蚀成为了沙木罗组下段的陆源碎屑岩区，碎屑锆石200~130Ma年龄组是侏罗纪-早白垩纪岩浆事件的记录。对于沙木罗组上段122~101Ma年龄组，在白垩纪南羌塘地块和北拉萨地块均经历了强烈的岩浆活动，南羌塘岩浆弧形成于126~100Ma (Liu et al., 2017)，北拉萨岩浆弧形成于137~109Ma (Zhu et al., 2011, 2016；Zhang et al., 2012)。本次野外工作中，项目组在北拉萨地块阿翁错复式岩体中解体出闪长岩(120.4±1.1Ma)、花岗闪长岩(114.7±1.4Ma)、黑云母钾长花岗岩(109.0±1.0Ma)、黑云母二长花岗岩(103.0±1.3Ma)等早白垩世中酸性侵入体。因此，沙木罗组上段122~101Ma年龄组是早白垩世南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧岩浆活动事件的记录。
4.2 源区分析研究区大地构造位置处于班公湖-怒江结合带西段，从研究区所处的大地构造位置来看，沙木罗组的潜在物源区为南羌塘地块和北拉萨地块。前人研究表明，南羌塘地块碎屑锆石具有2550Ma、1950Ma、950Ma、600~530Ma、250~220Ma的峰值年龄(Pullen et al., 2008, 2011；Dong et al., 2011；Gehrels et al., 2011)，北拉萨地块碎屑锆石具有2550Ma、1700Ma、1450Ma、1000~800Ma、500Ma的峰值年龄(Guynn et al., 2006；Li et al., 2014；Liu et al., 2014a, 2017)。近年来，前人在班怒带两侧的南羌塘地块和北拉萨地块不断筛分和鉴别出了中生代侵入岩(Guynn et al., 2006；Zhu et al., 2011, 2016；Zhang et al., 2012；Li et al., 2014；Liu et al., 2014a, 2017)。通过对已有的岩体测年数据统计分析可知，南羌塘地块发育有侏罗纪-早白垩世的岩浆弧，存在两个岩浆主活动期，分别约185~150Ma、130~100Ma，其中150~130Ma为岩浆活动间歇期，北拉萨地块发育有早白垩世岩浆弧，岩浆主活动期约110Ma(图 5)。
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图 5 碎屑锆石年龄对比图 数据来源：南羌塘地块(Dong et al., 2011；Pullen et al., 2008, 2011；Gehrels et al., 2011)；改则县木嘎岗日岩群和沙木罗组(Li et al., 2017)；北拉萨地块(Leier et al., 2007；Gehrels et al., 2011)；南羌塘岩浆弧(Guynn et al., 2006；Li et al., 2014；Liu et al., 2014a, 2017)；北拉萨岩浆弧(Zhang et al., 2012；Zhu et al., 2011, 2016和项目组研究成果) Fig. 5 Comparison of age probability density plots of detrital zircon grains between studied strata and adjacent terranes Data sources: South Qiangtang terrane (Dong et al., 2011; Pullen et al., 2008, 2011; Gehrels et al., 2011); Muggargangri Group and Shamuluo Fm. in Gaize County (Li et al., 2017); North Lhasa terrane (Leier et al., 2007; Gehrels et al., 2011); southern Qiangtang magmatic arc (Guynn et al., 2006; Li et al., 2014; Liu et al., 2014a, 2017); North Lhasa magmatic arc (Zhang et al., 2012; Zhu et al., 2011, 2016 and our research results) |
沙木罗组下段碎屑锆石165Ma的主峰年龄与南羌塘岩浆弧约185~150Ma的峰值年龄基本一致，并与南羌塘地块的碎屑锆石具有相似的年龄分布，具有2550Ma、1950Ma、950Ma、440Ma、240Ma的峰值年龄(图 5)，表明沙木罗组下段的物源区与南羌塘地块有良好的亲缘关系，即南羌塘地块为沙木罗组下段提供了物源。考虑到班公湖-怒江特提斯洋盆的演化存在双向俯冲的特点(莫宣学和潘桂棠，2006；Zhu et al., 2013；梁桑等，2017)，在班公湖-怒江结合带西段狮泉河一带包含三条俯冲带：北面的一条位于班公湖至日土县城一带；中间的一条位于狮泉河-改则一线的北侧，是班怒带的主俯冲带；南面的一条位于改则县南约20km的拉果错湖北岸，呈北西西-南东东向延伸(王保弟等2007；Wang et al., 2008；曲晓明等，2010)。由北至南，三条俯冲带开始俯冲的时间是不同的，中侏罗世晚期(165.5±1.9Ma、166.4±2.0Ma)班公湖-日土和狮泉河两条俯冲带同时向北俯冲(曲晓明等，2009)，早白垩世(约134.07±0.77Ma)拉果错俯冲带开始向南俯冲(杜德道，2012)。我们大致可以认为，在班公湖-怒江结合带西段中侏罗世晚期(约165Ma)南羌塘地块发育活动大陆边缘，在早白垩世(约134Ma)北拉萨地块也发育活动大陆边缘。研究区大地构造位置位于班公湖-怒江结合带主俯冲带的南侧，本次获得沙木罗组下段碎屑锆石最新年龄为130Ma，与研究区班公湖-怒江特提斯洋盆向南俯冲的时间大致一致，沙木罗组下段2550Ma、950Ma的峰值年龄分别与北拉萨地块2550Ma、1000~800Ma左右的峰值年龄相对应，虽然峰值较弱，可能说明了北拉萨地块为沙木罗组下段提供了物源，但由于南向俯冲启动较晚，贡献极其有限。研究区沙木罗组下段碎屑锆石与Li et al.(2017)在改则地区报道的沙木罗组碎屑锆石具有相似的峰值年龄特征，而与木嘎岗日岩群碎屑锆石峰值年龄特征明显不同(图 5)。
沙木罗组上段碎屑锆石具1个主峰年龄(107Ma)和2个次峰年龄(226Ma、150Ma)。其中，107Ma的主峰值年龄既与南羌塘岩浆弧130~100M的峰值年龄一致，又与北拉萨岩浆弧110Ma的峰值年龄吻合，150Ma的次峰值年龄与南羌塘岩浆弧185~150Ma的峰值年龄一致，226Ma的次峰值年龄与南羌塘地块碎屑锆石250~220Ma的峰值年龄基本一致(图 5)，说明沙木罗组上段与南羌塘地块和北拉萨地块均具有良好的亲缘关系。前文已论述班公湖-怒江特提斯洋盆在早白垩世(约134Ma)具有双向俯冲的特点，在南羌塘地块和北拉萨地块均发育同时期岩浆弧(图 1b)，沙木罗组上段碎屑锆石主峰年龄为107Ma，据此我们可以推断沙木罗组上段物源来自于南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧。
以上证据表明，研究区沙木罗组下段与沙木罗组上段物源存在明显的差异性，沙木罗组下段与南羌塘地块有良好的亲缘性，到沙木罗组上段沉积时则表现出与南羌塘地块和北拉萨地块均具有良好的亲缘关系。沙木罗组下段与上段的这种物源差异反映了班公湖-怒江特提斯洋盆的演化过程，沙木罗组下段沉积时洋盆较宽阔且主要表现为北向俯冲，南羌塘地块活动大陆边缘隆起区遭受风化剥蚀为沙木罗组下段提供物源，北拉萨地块可能正处于被动大陆边缘向活动大陆边缘的转换阶段，隆起区相对较少，物源贡献极其有限；沙木罗组上段沉积时，具双向俯冲特点的洋盆已进入最后的萎缩期(或趋于闭合)，南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧的隆起区风化剥蚀产物均可搬运至沙木罗组上段的沉积区，致使沙木罗组上段物源具有双源性的特征。值得注意的是，从野外实测剖面来看，沙木罗组整体受变形变质作用影响小，主体为一套类浊积岩相砂-泥沉积组合。本次论文的出发点是寻求沙木罗组上段和下段物源的差异，为班公湖-怒江特提斯洋盆西段的闭合时间提供新的证据，于是在沙木罗组下段的上部和沙木罗上段的下部等关键部位采集了相关样品，两件样品均位于剖面的中部，而在沙木罗组的顶部和底部暂时没有采集样品。对于厚度超过4000m的地层，其物源区供给，沉积速率和古地理位置等在不同层位会有不同程度的变化。若需探讨整个沙木罗组沉积物物源变化特征，本次采集的两件样品远远不够，有待后续进一步的研究工作。
4.3 班公湖-怒江特提斯洋盆西段的闭合时限班公湖-怒江特提斯洋盆闭合时间由东向西存在穿时性。尹安(2001)认为晚侏罗世拉萨地块与羌塘地块首先在安多附近发生碰撞，至晚白垩世早期二者在狮泉河及更西的地方也发生碰撞。范建军等(2013)通过对班怒带洋岛玄武岩年代学研究认为，班公湖-怒江特提斯洋盆由东向西闭合时间分别为120±1.4Ma~116.6±0.81Ma、107.8±8.1Ma、96.0±1.1Ma。但基于研究手段和研究对象的不同，对班公湖-怒江特提斯洋盆西段的闭合时间观点不一，争论甚多。岩浆岩方面，酸性侵入岩年代学研究表明，日土地区班公湖-怒江特提斯洋盆闭合时间在118~116Ma左右(郑有业等，2008；王艺云等，2017)。亦有学者认为，108Ma之前班公湖-怒江特提斯洋盆(中段和西段)仍未完全闭合，直至108~100Ma之间洋盆才最终消亡(陈国荣等，2004；孙立新，2005；朱弟成等，2006；Bao et al., 2007；杜德道，2012；吴浩等，2014；Fan et al., 2015；Wu et al., 2015；范建军，2016)。Liu et al.(2014b)在狮泉河地区发现了早白垩世蛇绿岩(103.8Ma)，说明在早白垩世晚期洋盆仍未闭合。地层方面，Kapp et al.(2003)据地层的接触关系，认为狮泉河地区班公湖-怒江特提斯洋盆的闭合时间在晚侏罗世-早白垩世之间，即145Ma左右。班公湖地区上白垩统竟柱山组角度不整合于蛇绿混杂岩之上以及竟柱山组底部砾岩的ESR年龄、古地磁年龄指示班公湖-日土地区班公湖-怒江特提斯洋盆闭合时间在100Ma左右(Liu et al., 2014a；李华亮等，2016)。
本次通过对沙木罗组上段和沙木罗组下段的岩石学特征与沉积环境、碎屑锆石形态学与年代学的研究，对班公湖-怒江特提斯洋盆的闭合时间取得了新的认识。岩石学特征研究表明，沙木罗组下段岩性为泥岩夹岩屑石英砂岩，形成于斜坡相的深水环境，岩屑石英砂岩碎屑成分成熟度较高，经历了长距离的搬运改造；沙木罗组上段岩性为长石岩屑杂砂岩偶夹泥岩，形成于河口-滨海相的浅水环境，长石岩屑杂砂岩碎屑分选性、磨圆度均差，搬运距离短，为低能环境的产物。物源分析表明，沙木罗组下段物源主要来自于南羌塘地块，沙木罗组上段物源具有双源性，为南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧。沙木罗组下段和上段物源的差异性暗示它们形成沉积环境和物源区的不同，从下段至上段反应由宽阔洋盆向残余海盆的演化过程。碎屑锆石形态学研究表明，沙木罗组下段碎屑锆石颗粒主要呈次圆状-圆状，磨圆好，经历了较长距离的搬运，最新年龄为130Ma，可以限定沙木罗组下段的沉积年龄上限为早白垩世早期；沙木罗组上段碎屑锆石颗粒形态较自形，呈长柱状，搬运距离近，最新年龄为101Ma，可以将沙木罗组上段的沉积年龄下限限定为早白垩世晚期。以上证据表明，沙木罗组下段沉积时班公湖-怒江特提斯洋盆仍具一定规模，陆源碎屑经长距离搬运至斜坡深水环境沉积成岩；沙木罗组上段沉积时洋盆已进入最后的萎缩期(或趋于闭合)，残余海盆水体浅且窄，陆源碎屑经短距离搬运至低能浅水环境沉积成岩。考虑到沙木罗组上段碎屑锆石的最新峰值年龄为107Ma，在南羌塘地块和北拉萨地块均表现有同时期的岩浆活动，主活动期年龄分别为115Ma、110Ma(图 5)，之后一直到沙木罗组上段开始沉积为止(约101Ma)，碎屑锆石记录的年龄信息反应岩浆活动程度呈减弱趋势。因此，我们认为班公湖-怒江特提斯洋盆在革吉地区的主体闭合时间可能为115~110Ma左右，代表性岩浆事件为南羌塘地块和北拉萨地块的早白垩世岩浆弧(南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧)，沙木罗组上段底部的杂色砾岩为该次主体构造-热事件山体快速隆升、快速剥蚀的沉积响应，由沙木罗组下段到沙木罗组上段的沉积代表班公湖-怒江特提斯洋盆由俯冲消减到闭合的地质过程。
5 结论(1) 沙木罗组下段碎屑锆石年龄分布于2586±26Ma~130±1.5Ma之间，显示出1个主峰年龄约165Ma，1个次峰年龄约240Ma，年龄分6个组别集中，分别为2600~2400Ma、2000~1900Ma、1000~840Ma、500~400Ma、340~200Ma、200~130Ma，分别对应新太古代克拉通汇聚事件、哥伦比亚超大陆相关的构造热事件、新元古代构造热事件、冈瓦纳大陆边缘安第斯型造山作用的岩浆活动事件、龙木错-双湖结合带岩浆活动事件和班公湖-怒江特提斯洋盆俯冲消减的岩浆活动事件。
(2) 沙木罗组上段碎屑锆石年龄分布于2558±22Ma~101±1.0Ma之间，显示出1个主峰年龄约107Ma，2个次峰年龄分别约226Ma、150Ma，年龄集中分布于1个年龄组122~101Ma，代表了班公湖-怒江特提斯洋盆俯冲消减的岩浆活动事件。
(3) 沙木罗组下段与南羌塘地块有良好的亲缘性，沉积物物源主要来源于南羌塘岩浆弧。沙木罗组上段与南羌塘地块和北拉萨地块均具有良好的亲缘性，其物源具有双源性，来源于南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧。
(4) 班公湖-怒江特提斯洋盆在革吉地区的主体闭合时间约115~110Ma，代表性岩浆事件为南羌塘地块和北拉萨地块的早白垩世岩浆弧(南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧)，沙木罗组为班公湖-怒江特提斯洋盆由俯冲消减到闭合过程中的沉积产物。
致谢 在野外地质调查和样品采集过程中，项目组成员提供了极大的帮助，匿名审稿老师及编辑部老师提出了建设性意见和细致的修改，在此表示衷心的感谢！
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