頓都 尼瑪次仁 呂登凱 次旦頓珠
西藏地勘局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊,西藏 拉薩 851400
郎山組由西藏第四地質(zhì)隊于1973 年創(chuàng)名,命名剖面位于班戈縣郎欽山[1,2]。李璞(1955)在班戈地區(qū)創(chuàng)名門德洛子群(其中、上部地層與郎山組相當(dāng));郭鐵鷹(1991)在獅泉河地區(qū)又將其創(chuàng)名為革吉組;《西藏地質(zhì)志》(1993)進(jìn)一步擬定其下部界線和時限,正式建立郎山組[3-8]。郎山組巖性為灰、深灰、灰黑色灰?guī)r、生物灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r為主,偶夾粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖,局部夾火山巖,產(chǎn)圓笠蟲、固著蛤、海娥螺等化石。前人在研究區(qū)及鄰區(qū)開展過相關(guān)地質(zhì)調(diào)查工作,認(rèn)為其沉積環(huán)境為淺水碳酸鹽臺地[9-13],較為籠統(tǒng),微相研究比較缺乏。本文根據(jù)巖性組合、沉積環(huán)境及顯微特征進(jìn)一步劃分其沉積亞相和沉積微相。
該文研究區(qū)位于班公湖-怒江結(jié)合帶南側(cè)、獅泉河-拉果錯-阿索-嘉黎結(jié)合帶(蛇綠-構(gòu)造混雜帶)北側(cè)(圖1),地層分區(qū)屬班戈-八宿地層分區(qū)。區(qū)域上該套地層分布廣泛,在班戈縣郎欽山為一套富含圓笠蟲、雙殼類化石的碳酸鹽巖組合;在申扎縣康曲-余窮的巖性組合特征以深灰色、灰色圓笠蟲泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r為主,局部含硅質(zhì)結(jié)核及少量碎屑巖,產(chǎn)豐富化石。
郎山組在研究區(qū)大面積分布,以西藏尼瑪縣文部鄉(xiāng)朵爾杰查東郎山組實測地層剖面(圖2)為代表進(jìn)行介紹,剖面起點坐標(biāo):31°40′35.4″N,86°34′27.4″E,4972m,剖面終點坐標(biāo):31°39′29.1″N,86°35′31″E,4880m。其層序如下:
圖2 西藏尼瑪縣文部鄉(xiāng)朵爾杰查東郎山組實測地層剖面圖
上覆地層:竟柱山組(K2l):紫紅色-灰白色中層狀粗礫巖
~~~~~~~~~角度不整合~~~~~~~~
郎山組三段(K1l3) >350.4m
2 層:淺灰白色中層狀砂屑灰?guī)r,少量生物碎屑(約5%)。巖石局部可見寬約為5cm的鈣質(zhì)膠結(jié)物。 16.9m
3層:淺灰色中厚層狀含礫屑砂屑灰?guī)r。 11.3m
4層:灰色厚層狀泥晶灰?guī)r。 16.8m
5 層:灰色中層狀含硅質(zhì)結(jié)核泥晶灰?guī)r。硅質(zhì)結(jié)核沿層理發(fā)育。 4.7m
6層:灰色泥晶灰?guī)r。 12.2m
7 層:灰色含硅質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r。巖石中發(fā)育硅質(zhì)條帶,較為連續(xù),基本沿順層產(chǎn)出。巖石中可見一處薄層狀灰?guī)r呈透鏡體夾層,順層產(chǎn)出。 17.0m
8層:灰色中厚層狀硅質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r,以厚層狀居多。硅質(zhì)條帶順層產(chǎn)出,斷續(xù)存在。 35.7m
9層:灰色中厚層狀硅質(zhì)結(jié)核泥晶灰?guī)r,以厚層狀為主。巖石局部可見切層產(chǎn)出的紫紅色方解石,與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng),寬約為0.5~1.4cm,長約1.8m左右。 37.8m
10層:灰色中層狀泥晶灰?guī)r。巖石局部表面可見硅質(zhì)膠結(jié),節(jié)理發(fā)育。 28.5m
11 層:淺灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r,中層狀構(gòu)造。巖石中局部可見方解石細(xì)脈,其脈寬約0.3cm,脈長10cm左右。 47.0m
12層:淺灰色中厚層狀泥晶灰?guī)r,以厚層狀為主。巖石中局部因含鐵質(zhì)呈淺紅色。 29.9m
13 層:灰白色厚層狀泥晶灰?guī)r,局部有少量浮土所覆蓋。該處向北有較多浮土所覆蓋,且地勢較陡,無法直接通行,故根據(jù)其巖層走向及巖性組合進(jìn)行平移。 54.5m
14 層:灰色泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。巖石中局部呈淺肉紅色。 38.1m
——整合——
郎山組二段(K1l2) 630.9m
15 層:灰色含生物碎屑含砂屑泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。 26.8m
16 層:淺灰色含砂屑泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。巖石中發(fā)育方解石細(xì)脈,脈寬小于1mm,呈紫紅色,可能含有少量鐵質(zhì)。野外目估方解石脈存在切割關(guān)系,為兩期以上產(chǎn)出。 9.8m
17 層:灰色含生物碎屑含砂屑泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。巖石中少見生物碎屑,主要為圓笠蟲,紋理清晰,呈圓狀。 25.9m
18 層:淺灰色含生物碎屑含砂屑泥晶灰?guī)r,偶見局部巖石呈淺紅色,中厚層狀構(gòu)造,以厚層狀為主。巖石中可見寬約1~2mm 的方解石脈,延伸不超過10cm。 52.7m
19 層:淺灰色-淺肉紅色泥晶灰?guī)r,兩者比例約3:1,厚層狀構(gòu)造。巖石局部可見地表出露4.3m 寬的淺灰色含砂屑泥晶灰?guī)r。 27.1m
20 層:淺肉紅色含砂屑泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。巖石中局部可見寬約7cm 的方解石脈,基本切層產(chǎn)出。 18.1m
21 層:淺灰色含砂屑泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。巖石中發(fā)育兩組方解石脈,脈寬約1cm 左右,相互之間存在切割關(guān)系。 34.0m
22層:淺灰色中薄層狀泥晶灰?guī)r,以薄層狀為主。 28.3m
23 層:淺灰色厚層狀泥晶灰?guī)r,局部有中層狀夾層。巖石局部有輕微扭曲。 67.0m
24層:灰白色厚層-巨厚層狀泥晶-粉晶灰?guī)r。 26.6m
25層:灰白色中厚層狀粉晶-泥晶灰?guī)r,以厚層狀為主。巖石中發(fā)育寬約10cm 的方解石脈,其近于垂直地表。 43.7m
26層:淺肉紅色泥晶灰?guī)r,中厚層狀構(gòu)造,以厚層狀居多。巖石中節(jié)理發(fā)育。 12.3m
27層:淺灰色泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造,局部有中層狀夾層。 23.9m
28 層:灰白色含砂屑泥晶-粉晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。86m 處可見寬約0.9m 的薄層狀泥灰?guī)r夾層,呈土黃色。 66.7m
29 層:淺灰色泥晶灰?guī)r,中層狀構(gòu)造。局部可見灰?guī)r呈薄層狀,單層厚度為5~8cm。 37.3m
30層:淺土灰色泥晶灰?guī)r,中層狀構(gòu)造。 10.7m
31層:深灰色泥晶灰?guī)r,厚中層狀構(gòu)造,以中層狀為主。 131.5m
32 層:淺灰色厚層狀泥晶灰?guī)r,局部為中層狀。局部可見方解石脈切層產(chǎn)出,其寬約1cm,延伸超過3m,局部脈體呈褐紅色。 15.1m
——整合——
郎山組一段(K1l1) >506.1m
33 層:淺灰色砂屑灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。少量方解石脈,脈寬小于1cm,脈長約25~30cm。 64.5m
34層:淺灰色泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造,局部有少量浮土所覆蓋。有方解石脈沿節(jié)理產(chǎn)出,寬約1~1.5cm,長約3m,野外目估兩期以上產(chǎn)出存在切割關(guān)系。 15.9m
35 層:深灰色含砂屑含生物碎屑泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。 42.7m
36層:深灰色泥晶灰?guī)r,中厚層狀構(gòu)造,以厚層狀為主。局部可見灰?guī)r溶蝕洞。 48.1m
37層:深灰色含生物碎屑砂屑灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。生物碎屑含量約27%,主要為圓笠蟲。 24.9m
38 層:淺灰色含硅質(zhì)條帶含砂屑生物碎屑灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。巖石中可見硅質(zhì)條帶基本順層產(chǎn)出,其寬為2~3cm,順層斷續(xù)產(chǎn)出。 15.6m
39 層:淺灰色泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造。生物碎屑含量少于10%. 37.4m
40 層:淺灰色泥晶灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造,局部有浮土覆蓋。 132.2m
41層:淺灰色含生物碎屑砂屑灰?guī)r,厚層狀構(gòu)造,局部有浮土覆蓋。沿裂隙發(fā)育方解石脈,脈寬約5mm,脈長基本沿裂隙控制。 48.4m
42層:淺灰色中層狀亮晶灰?guī)r,中層狀構(gòu)造,局部有浮土覆蓋。 76.4m
(未見底)
該套地層在測區(qū)范圍內(nèi)大面積分布,為一套較為穩(wěn)定的碳酸鹽巖沉積建造,生物豐富,主要為圓笠蟲、固著蛤和腹足類等。根據(jù)其結(jié)構(gòu)構(gòu)造、粒屑含量及生物碎屑等標(biāo)志,將其劃分為三個巖性段:一段巖性為灰色-深灰色(含)燧石結(jié)核(條帶)灰?guī)r、深灰色-灰黑色圓笠蟲灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r;二段巖性為灰色-深灰色含砂屑含生物碎屑泥晶灰?guī)r、含砂屑灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r;三段巖性為淺灰色-灰色中層狀泥晶灰?guī)r、(含)燧石結(jié)核(條帶)灰?guī)r、砂(礫)屑灰?guī)r。
關(guān)于碳酸鹽巖沉積模式的建立先后由歐文(M.L.Irwin,1965)、拉波特(L.F.Laporte,1967)、威爾遜(J.L.Wilson,1969,1975)、關(guān)世聰(1980)、塔克(M.E.Tucker,1981)等國內(nèi)外學(xué)者提出[14,15],而各個模式不僅劃分依據(jù)不同,命名也差別較大,本次沉積模式采用更符合中國古海域沉積環(huán)境特征的關(guān)世聰關(guān)于碳酸鹽巖的模式。當(dāng)然,雖然各個模式不盡相同,但同樣的沉積相特點在其他模式中也能找到與之相互對應(yīng)、類比。
目前在碳酸鹽巖沉積微相的研究中,沉積微相的劃分大多采用了Wilson(1975)、FLüGEL E(2010)劃分的24 個標(biāo)準(zhǔn)微相類型[15,16]。該微相是根據(jù)現(xiàn)代碳酸鹽巖沉積的資料,把碳酸鹽巖按顯微(微相)特征的不同所劃分。該命名規(guī)則更加的清晰、易懂,直接反映了碳酸鹽巖的鏡下特征,同時也會出現(xiàn)在不同的沉積亞相、甚至沉積相中會出現(xiàn)相同的沉積微相劃分,筆者認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的原因:一是由于該沉積微相名稱本身所代表的是巖石的顯微特征;二是在碳酸鹽巖的沉積模式中會出現(xiàn)相似度很高的沉積環(huán)境,有時很難區(qū)分,且相似的巖性會在相似的沉積環(huán)境中都出現(xiàn)。但該微相劃分還是稍顯的粗糙,以該微相標(biāo)準(zhǔn)為參考,就郎山組中不同的沉積微相進(jìn)行說明。
2.1.1 內(nèi)碎屑灰?guī)r微相(MF-4、圖3a)。該類微相中顆粒主要為內(nèi)碎屑為主,含量在50%以上,粒徑以小于2mm 為主,以砂屑為主,還有少量的礫屑,填隙物多為泥晶方解石,局部有少量的生物碎屑顆粒。砂、礫屑等內(nèi)碎屑是盆內(nèi)弱固結(jié)的碳酸鹽巖沉積物在水動力(波浪、潮汐)等作用下經(jīng)歷了再次搬運(yùn)所形成的,說明了沉積環(huán)境應(yīng)該是水動力較強(qiáng)的沉積環(huán)境。
圖3 (a)內(nèi)碎屑灰?guī)r;(b)含內(nèi)碎屑泥晶灰?guī)r;(c)含生物碎屑含內(nèi)碎屑泥晶灰?guī)r;(d)生物碎屑泥晶灰?guī)r;(e)含燧石結(jié)核(條帶)泥晶灰?guī)r;(f)泥晶-粉晶灰?guī)r;(g)泥晶灰?guī)r
2.1.2 含內(nèi)碎屑泥晶灰?guī)r微相(MF-5、圖3b)。該微相中主要由泥晶方解石組成,而內(nèi)碎屑顆粒的含量小于20%,以砂屑為主。該微相和MF4 有相似的地方,砂屑的來源說明了是在水動力較強(qiáng)的沉積環(huán)境中形成的。
2.1.3 含生物碎屑含內(nèi)碎屑泥晶灰?guī)r微相(MF-5、圖3c)。該微相中的顆粒為生物碎屑顆粒和內(nèi)碎屑顆粒,其含量多位于10%~20%之間,填隙物中以泥晶灰?guī)r為主,但多數(shù)含有亮晶方解石,其含量小于10%.內(nèi)碎屑以砂屑為主,而生物碎屑主要為圓笠蟲等。亮晶方解石、生物碎屑的出現(xiàn)指示沉積環(huán)境經(jīng)常受波浪作用,應(yīng)該為波基面以上的淺灘環(huán)境。
2.1.4 生物碎屑泥晶灰?guī)r微相(MF-9、圖3d)。該微相中的灰?guī)r多以厚層-巨厚層產(chǎn)出,生物碎屑含量在20%以上,主要為海綿骨針、有孔蟲、腹足類、棘皮類,填隙物為泥晶方解石。多數(shù)生物碎屑受泥晶化,處于波基面以下的淺水低能環(huán)境。
2.1.5 含燧石結(jié)核(條帶)泥晶灰?guī)r微相(MF-10、圖3e)。該微相主要為泥晶方解石組成,含有小于5%的硅質(zhì)組分,主量元素分析中含有相對高的SiO2含量,可能為成巖同期形成的燧石結(jié)核(條帶)。其形成環(huán)境需要堿性環(huán)境的支撐,應(yīng)為氧化界面以下的低能環(huán)境。
2.1.6 泥晶-粉晶灰?guī)r微相(MF-11、圖3f)。該微相主要由泥晶方解石和亮晶方解石組成,兩者含量接近,生物碎屑含量小于10%.該沉積環(huán)境經(jīng)常受到波浪作用,在波基面以上,灰泥在波浪作用下部分被帶走。形成于高能淺水環(huán)境下。
2.1.7 泥晶灰?guī)r微相(MF-22、圖3g)。該微相中主要由泥晶方解石組成,其含量可達(dá)90%以上,生物碎屑和內(nèi)碎屑含量較少。其沉積環(huán)境中水動力較弱,為低能環(huán)境下的產(chǎn)物。
根據(jù)上述微相的劃分及對沉積環(huán)境的分析,參考關(guān)世聰(1980)所劃分的碳酸鹽巖沉積模式[13],將郎山組劃分出了開闊臺地、臺地邊緣灘、臺盆(溝)等3個亞相,并依據(jù)沉積特征、垂向演化特征,建立了剖面的沉積相劃分圖(圖4)。
圖4 西藏尼瑪縣文部鄉(xiāng)朵爾杰查東郎山組(K1l)實測地層剖面綜合柱狀圖
2.2.1 開闊臺地亞相。位于局限臺地及臺地邊緣之間,位于海平面之下,海水變化從幾米至幾十米,其擁有正常的鹽度及充氧的海水,有利于各種生物的生長,常位于正常的浪基面以上。在遠(yuǎn)岸、深水環(huán)境下形成生物碎屑泥晶灰?guī)r,生物碎屑主要為有孔蟲、海綿動物、腕足類、棘皮動物碎片等。微相類型有MF-9、MF-22。
2.2.2 臺地邊緣淺灘亞相。位于臺地邊緣的淺水高能位置,一般水深從5~10m 到高出海面,鹽度正常,氧氣充分。經(jīng)常受到海浪和潮汐作用影響,因而具有能量較高的水動力環(huán)境。主要以顆?;?guī)r為主,顆粒主要為生物碎屑、內(nèi)碎屑及其他包粒,陸源碎屑很少,可見到石英砂混入砂屑灰?guī)r之中。生物化石包括有孔蟲、腹足類等。微相類型為MF-4、MF-5、MF-11。
2.2.3 臺盆(溝)亞相。位于開闊臺地相帶內(nèi)或開闊臺地相與臺地邊緣相之間,沉積界面位于波基面之下或氧化面附近,水體能量較弱,為臺地區(qū)內(nèi)水體能量最弱的深水帶,會形成堿性條件下的燧石結(jié)核(條帶)。微相類型為MF-10。
阿索東地區(qū)郎山組為一套較為穩(wěn)定的碳酸鹽巖沉積建造,生物豐富,主要為圓笠蟲、固著蛤和腹足類等。
研究區(qū)內(nèi)郎山組主要發(fā)育7 種微相類型:內(nèi)碎屑灰?guī)r、含內(nèi)碎屑泥晶灰?guī)r、含生物碎屑含內(nèi)碎屑泥晶灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r、含燧石結(jié)核(條帶)泥晶灰?guī)r、泥晶-粉晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r。
郎山組灰?guī)r主要形成于碳酸鹽巖臺地、臺地邊緣相沉積環(huán)境,可進(jìn)一步分為開闊臺地、臺地邊緣淺灘、臺溝相等沉積亞相環(huán)境。