【摘要】：晚三疊世中期(約225 Ma)是羌塘盆地演化的關(guān)鍵時期,受古特提斯洋關(guān)閉的影響,盆地逐步萎縮,在上三疊統(tǒng)土門格拉組頂部發(fā)育區(qū)域性分布的古風(fēng)化殼,結(jié)束了前一輪盆地的演化。另一方面,受中特提斯洋快速擴張的影響,在羌塘盆地內(nèi)部廣泛發(fā)育晚三疊世諾利期—瑞替期的火山噴發(fā)—火山沉積作用,開啟了新一輪盆地的演化。在此期間,沉積環(huán)境、盆地性質(zhì)和古氣候都發(fā)生了顯著的變化。受盆地萎縮的影響,在土門格拉組下部沉積了一套廣泛分布的暗色泥巖,是目前羌塘盆地最重要的烴源巖層之一,正受到越來越多的關(guān)注。本文重點選取北羌塘盆地西南緣地區(qū)沉積—構(gòu)造轉(zhuǎn)換前上三疊統(tǒng)土門格拉組地層和轉(zhuǎn)換后上三疊統(tǒng)那底崗日組和中下侏羅統(tǒng)雀莫錯組地層作為研究對象,同時兼顧盆地北緣的那底崗日組地層。本次研究主要通過沉積學(xué)、沉積地球化學(xué)、巖石學(xué)和礦物學(xué)的方法重點開展晚三疊世—早中侏羅世沉積環(huán)境和古氣候的演化特征研究。同時通過鋯石U-Pb年代學(xué)和沉積學(xué)的方法限定新一輪盆地開啟的時限和性質(zhì),結(jié)合前人區(qū)域構(gòu)造演化研究成果探討新一輪盆地開啟的動力學(xué)機制。最后筆者針對盆地萎縮期上三疊統(tǒng)暗色泥巖開展古氣候、古生產(chǎn)力、氧化還原條件、物源屬性及沉積速率等研究,探討了該套暗色泥巖形成過程中有機質(zhì)的富集機理。第一,本文通過巖相、沉積構(gòu)造、古生物和地球化學(xué)等指標(biāo)識別和劃分了土門格拉組、那底崗日組和雀莫錯組的沉積相,恢復(fù)了沉積—構(gòu)造轉(zhuǎn)換前后(晚三疊世早期—中侏羅世早期)沉積環(huán)境的演化特征。土門格拉組地層形成于三角洲環(huán)境中,可進一步識別出三角洲前緣和三角洲平原兩個沉積亞相及水下分流間灣、水下分流水道、分流間灣、分支河道和天然堤五個沉積微相;那底崗日組地層形成于陸相火山爆發(fā)—火山溢流及沖洪積環(huán)境中;雀莫錯組地層形成于辮狀河流、局限臺地和潮坪環(huán)境中,可進一步識別辮狀河道、心灘、河漫灘、瀉湖、臺內(nèi)灘、低潮坪、中潮坪和高潮坪等八個沉積亞相。土門格拉組沉積期表現(xiàn)為一個向上變淺的海退沉積序列,最終隆升成陸,隨后伴隨著那底崗日組時期大規(guī)模的火山噴發(fā)—火山沉積作用,至雀莫錯組沉積期表現(xiàn)為一個向上變深的海侵序列。第二,本文在沉積相和沉積環(huán)境研究的基礎(chǔ)上建立了新一輪中生代羌塘盆地開啟早期的沉積充填序列,限定了新一輪盆地的性質(zhì)。新一輪中生代羌塘盆地開啟早期的沉積充填序列為那底崗日組火山噴發(fā)相和溢流相構(gòu)成的陸相火山—火山碎屑沉積序列,那底崗日組和雀莫錯組一段沖洪積相及河流相構(gòu)成的陸相硅質(zhì)碎屑巖沉積序列和雀莫錯組二、三段局限臺地和潮坪相構(gòu)成的海相碳酸鹽巖和硅質(zhì)碎屑巖沉積序列,該過程經(jīng)歷了從陸相到海相的沉積超覆作用,表現(xiàn)為一個向上變深的海侵序列,與典型裂谷盆地充填序列具有很好的相似性。那底崗日組火山—火山碎屑巖可能代表了同裂谷階段的產(chǎn)物,中生代新一輪羌塘盆地的形成主要與晚三疊世班公湖—怒江洋的快速擴張有關(guān)。第三,本文通過地層的接觸關(guān)系和凝灰?guī)r鋯石U-Pb年代學(xué)限定了盆地開啟的時限。那底崗日組底部的底礫巖或火山/火山碎屑巖為新一輪盆地開啟階段的最初產(chǎn)物,其年齡最能代表盆地開啟的年齡。方湖地區(qū)那底崗日組底部凝灰?guī)r直接沉積超覆于上三疊統(tǒng)土門格拉組地層之上,自下而上可識別出3個火山噴發(fā)-沉積旋回,其鋯石U-Pb年齡分別為221.7±1.3 Ma,217.0±1.5 Ma和207.1±1.3 Ma。綜合區(qū)域上前人的研究結(jié)果,筆者認(rèn)為中生代裂谷盆地的初始開啟年齡可能為220.4-221.7 Ma,其裂谷作用持續(xù)的時間至少為19.3 Ma(221.7-202.4 Ma)。第四,本文通過地球化學(xué)、巖石學(xué)和礦物學(xué)的方法對北羌塘盆地西南緣沃若山—方湖剖面上三疊統(tǒng)土門格拉組、那底崗日組和中下侏羅統(tǒng)雀莫錯組沉積期的古氣候條件進行了綜合分析,重建了該地區(qū)沉積—構(gòu)造轉(zhuǎn)換前后(晚三疊世早期—中侏羅世早期)古氣候演化規(guī)律。土門格拉組沉積期具有溫暖潮濕的氣候條件,且向上具有弱干旱化的趨勢,表現(xiàn)為沉積物具有中等的化學(xué)風(fēng)化指標(biāo)值(CIA_(corr)、PIA_(corr)、CIW和CPA),且向上減小,發(fā)育煤線和植物化石,具有低的長石含量,部分樣品中可見菱鐵礦。那底崗日組和雀莫錯組沉積期具有炎熱干旱的氣候條件,表現(xiàn)為沉積物具有低的化學(xué)風(fēng)化指標(biāo)值,發(fā)育紅層沉積(見大量的鈣質(zhì)結(jié)核),向上發(fā)育白云巖、泥晶灰?guī)r、鮞�；�?guī)r、泥灰?guī)r和石膏,紅層具有高的長石和赤鐵礦含量。氣候的顯著變化與晚三疊世沉積—構(gòu)造轉(zhuǎn)換的時間具有一致性,可能是受羌塘盆地構(gòu)造演化的控制。晚三疊世早期溫暖潮濕到弱干旱化的氣候條件可能是受古特提斯洋關(guān)閉的影響,而晚三疊世中期—中侏羅早期炎熱干旱的氣候條件可能是受中特提斯洋快速擴張的影響�？焖贁U張背景下釋放大量的CO_2,進而使得晚三疊世中期氣候變得炎熱干旱,但該種形成機制需要在后續(xù)工作中進一步研究。最后,本文通過對盆地萎縮過程中形成的上三疊統(tǒng)土門格拉組下段暗色泥巖(沃若山—方湖剖面)沉積時古氣候、氧化還原條件、初級生產(chǎn)力、物源屬性及沉積速率等進行綜合分析,明確了暗色泥巖中有機質(zhì)富集的主控因素并建立了相應(yīng)的聚集模式。暗色泥巖下部黑色泥巖有機碳含量(0.71-3.29%,均值為1.67%)明顯高于上部的灰色泥巖(0.54-0.88%,均值為0.64%)。暗色泥巖中等的化學(xué)風(fēng)化強度(CIA_(corr))指示其沉積期溫暖潮濕的氣候條件。相對較高的P含量指示水體具有相對較高的古生產(chǎn)力。Mn,U/Th,C_(org)/P_(tot)等指標(biāo)指示暗色泥巖沉積時水體處于完全氧化的狀態(tài),且上部灰色泥巖處于更氧化的水體中。TiO_2-Zr,Co/Th-La/Sc,La/Th-Hf及La/Yb-∑REE判別圖和ω(La)_N/ω(Yb)_N比值揭示暗色泥巖沉積時具有大量長英質(zhì)碎屑物質(zhì)的輸入,且具有快速的沉積速率。暗色泥巖相對較高的TOC含量主要與高的初始生產(chǎn)力和快的沉積速率有關(guān),促使部分有機質(zhì)在完全氧化的水體中也能夠保存下來。大量長英質(zhì)碎屑物輸入在有機質(zhì)富集過程中起著一定的稀釋作用。上部灰色泥巖具有較低的TOC可能與其沉積時更氧化的水體和相對更低的古生產(chǎn)力有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P618.13
【圖文】：

研究思路與技術(shù)路線圖

2.1 盆地基本格架特征2.1.1 盆地大地構(gòu)造位置羌塘盆地位于青藏高原中北部（圖 2.1），中生代羌塘盆地是青藏高原地區(qū)最大的海相沉積盆地，其在特提斯構(gòu)造域中所處的位置對于分析該時期的盆地性質(zhì)和演化過程具有十分重要的作用。但是，由于其復(fù)雜的演化歷史和有限的資料積累，至今對中生代羌塘盆地在特提斯域中的位置仍有不同認(rèn)識，大致可歸為 3 種觀點：第一種觀點認(rèn)為羌塘地塊位于特提斯域的中部，屬于勞亞大陸與岡瓦納大陸間的“基墨里大陸”塊體群之一（王岫巖等，1998；甘克文，2000）；第二種觀點認(rèn)為羌塘地塊中生代時期位于勞亞大陸的南緣（羅金海和車自成，2001）。第三種觀點是目前的主流觀點，即南北羌塘為兩個獨立的地塊（李才等，1995）。自古生代以來北羌塘地塊一直位于勞亞大陸的南緣，而南羌塘地塊自早古生代時期從岡瓦那大陸裂解一直向北漂移（中間隔著龍木錯—雙湖洋）于晚三疊世早期與北羌塘地塊發(fā)生碰撞拼貼（李才等，2007b，Zhai et al., 2013）。

圖 2.2A 羌塘盆地及鄰區(qū)大地構(gòu)造單元簡圖（據(jù) Yin & Harrison, 2000 和 Zhang et al., 2014a 修改）；B：羌塘盆地構(gòu)造單元簡圖（據(jù)王劍等，2004 修改）。（2） 南部班公湖—怒江縫合帶的構(gòu)造演化班公湖—怒江縫合帶（以下簡稱班怒帶）是中特提斯洋在青藏高原的關(guān)鍵區(qū)域。在地理上，向東經(jīng)日土、改則、東巧、安多、索縣、丁青，然后沿怒江南下14

本文編號：2750680