昌宁-孟连带东部晚古生代碎屑岩沉积学与碎屑锆石年代学研究 ——对滇西古特提斯演化的指示意义

昌宁-孟连带东部晚古生代碎屑岩沉积学与碎屑锆石年代学研究 ——对滇西古特提斯演化的指示意义

论文摘要

特提斯地质演化是地质学研究的热点之一,云南西部位于特提斯构造域东段,保存了重要的古特提斯演化的地质记录,是探索特提斯地史演化的关键地区。昌宁-孟连带位于滇西保山-掸邦地块与思茅地块之间,被很多学者解释为古特提斯缝合带遗迹,是冈瓦纳大陆与亲华夏地块之间的界线。在昌宁-孟连带的东部出露一套厚度超过3000 m的晚古生代碎屑岩序列:南段组与上覆的拉巴组。由于区域地质背景复杂,研究程度有限,这套碎屑岩序列本身的沉积学特征、物源特征及其所指示的古地理意义尚未得到深入地探讨。而作为昌宁-孟连带晚古生代地层的重要组成部分之一,对这套序列的研究程度将影响到对整个昌宁-孟连带晚古生代构造演化的认识。本文以昌宁-孟连带东部的南段组、拉巴组为研究对象,综合古生物地层学、沉积岩石学、地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学及区域地层对比等手段,研究其沉积特征、构造背景、物源性质及其古地理意义,进而探讨昌宁-孟连带晚古生代的地质演化特征。经研究,取得了以下进展:在南段组上部的两个层位中发现了丰富的小型菊石化石,共鉴定出了8个属:Epicanites sp.,Megapronorites sp.,Syngastrioceras sp.,Somoholites sp.,Prolecanites?Sp.,Kardailites?sp.,Homoeras?sp.和Fayettevillea.这些菊石化石所指示的地层时代为石炭纪谢尔普霍夫期。拉巴组与南段组整合过渡,前人曾报道过在拉巴组碎屑岩中有灰岩透镜体,其中含有二叠纪?类化石,并据此将拉巴组的时代定为二叠纪。但根据我们在野外的追索,拉巴组中的灰岩块很可能是后期构造混入,因此,目前暂时把拉巴组的时代定为石炭(-二叠纪)。南段组砂岩样品的粒度分析显示其概率曲线多为三段式,具有推移总体、跃移总体和悬浮总体,与通常只具有发达悬浮总体的深水浊积岩有很大区别,而与浅海沉积物具有一定相似性。南段组样品的C-M图解呈现多段式,具有多个搬运总体,与现代陆棚沉积物的C-M图特征具有可比性,而与通常仅具有悬浮搬运的深水浊流沉积有很大的区别。环境判别公式及相关环境判别图解表明,南段组砂岩样品显示出与浅海环境的沉积物具有相似分布特征,与深水浊积岩有较大差别。此外,根据野外露头中,拉巴组紫红色泥岩、石英砂岩与南段组呈过渡关系,而拉巴组的砂岩含量明显降低,以泥岩的沉积为主,结合在拉巴组中发现的生物扰动构造、生物遗迹,推断拉巴组的沉积环境较南段组更深,可能为深水陆棚至外陆棚斜坡相。岩石学特征显示,南段组砂岩以石英砂岩、含岩屑石英砂岩为主,成分成熟度高,有些样品单晶石英含量高达90%,石英颗粒磨圆度高,岩屑以沉积岩岩屑为主;重矿物组合以超稳定-稳定的重矿物(锆石、电气石、金红石)为主,不稳定成分非常少。泥岩中粘土矿物以伊利石为主,Sm+Gd+Dy-La+Ce+Nd-Yb+Y图解显示,泥岩的物源来自近陆源区。拉巴组的碎屑岩岩石学特征与南段组接近,只是成熟度稍微差一些。样品的主量元素特征显示,南段组、拉巴组的碎屑岩SiO2含量高(部分样品含量超过90%),K、Na含量很低,与样品中石英富集而长石含量较低有关;样品中Mg、Fe氧化物含量很低,与较低的基性物质输入有关;微量元素特征显示Sc、Co等相容元素相对于大陆上地壳显示亏损,Zr、Hf等活动性弱的稳定元素富集,表明碎屑岩物源区偏基性物质输入很少,反映了源区物质成熟度及稳定性较高。岩石学特征、地球化学特征表明,南段组以及拉巴组的碎屑岩属于构造性质稳定的被动大陆边缘沉积。碎屑锆石U-Pb定年分析及Hf同位素特征分析显示,昌宁-孟连带东部晚古生代碎屑锆石年龄分布中,存在两个显著的峰值年龄:550 Ma与950 Ma。前者是泛非期冈瓦纳大陆聚合地质事件的记录,在冈瓦纳大陆普遍存在此年龄峰值;后者是格林威尔期全球造山事件的记录,950 Ma为晚格林威尔期的年龄,主要记录于印度Eastern Ghats造山带,因此南段组和拉巴组的碎屑岩物源来自于冈瓦纳大陆北缘。将研究对象与昌宁-孟连带东部的澜沧群、西侧的西盟群、勐统群等早古生代变质碎屑岩进行对比,发现它们具有相似的物源区,都来自于冈瓦纳大陆边缘。而带内中部局限分布的南皮河群碎屑岩显示了与思茅地块具有相似的物源,据此,认为南段组、拉巴组以及带内早古生代碎屑岩同属冈瓦纳大陆北部被动大陆边缘的沉积,而位于昌宁-孟连带中部呈南北向分布的南皮河群、温泉组(腊垒组)以及与它们断层接触的灰岩、玄武岩序列以及基性、超基性侵入岩,很可能是古特提斯消亡时推覆至亲冈瓦纳性质的地质单元之上的增生楔残片,古特提斯缝合线的位置很可能位于澜沧江带。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   第一节 选题背景与选题依据
  •   第二节 研究现状与存在问题
  •   第三节 技术方法与工作量统计
  • 第二章 区域地质背景及研究区地层分布
  •   第一节 区域地质概况
  •   第二节 昌宁-孟连带地层序列分布
  • 第三章 南段组地层序列特征及地层时代
  •   第一节 南段组地层序列及实测剖面介绍
  •   第二节 南段组的时代
  •   本章小结
  • 第四章 南段组沉积学特征
  •   第一节 南段组的沉积构造
  •   第二节 南段组碎屑岩岩石学特征
  •   第三节 南段组碎屑岩地球化学特征
  •   第四节 沉积学特征所反映的物源区性质及构造背景
  •   第五节 南段组碎屑锆石U-Pb年代学及Hf同位素特征对物源区的指示意义
  •   本章小结
  • 第五章 拉巴组沉积学特征
  •   第一节 拉巴组地层分布特征与沉积构造
  •   第二节 拉巴组岩石学特征及地球化学特征
  •   第三节 拉巴组碎屑锆石年代学及Lu-Hf同位素分析
  •   本章小结
  • 第六章 古地理意义及构造指示意义
  •   第一节 昌宁-孟连带碎屑岩物源区分析
  •   第二节 古特提斯缝合线位置及构造发育特点
  • 第七章 主要认识及存在的问题
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 个人简历
  • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 郑建彬

    导师: 金小赤

    关键词: 南段组,拉巴组,昌宁孟连带,云南,沉积学,碎屑锆石年代学,特提斯

    来源: 中国地质科学院

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学,地质学,地质学,地质学

    单位: 中国地质科学院

    分类号: P534.4;P597.3;P512.2

    总页数: 148

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