川西晚三叠世前陆盆地的形成与演化

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作者木红旭
来源中国地质大学(北京)
出版年2020
摘要
川西地区包括扬子板块西缘和青藏高原东部,分别对应川西盆地和松潘-甘孜褶皱带。川西盆地东以龙泉山为界与四川盆地中部分隔,西以龙门山逆冲推覆带与松潘-甘孜褶皱带分隔,北接秦岭造山带,南到康滇古陆;松潘-甘孜褶皱带形如倒三角形,夹持于东昆仑-西秦岭造山带、龙门山逆冲推覆带和羌塘地块之间。晚三叠世以前,川西地区作为扬子板块西缘及其被动大陆边缘的一部分沉积了巨厚的海相碳酸盐岩和浊积岩。自晚三叠世起,伴随印支运动及华南板块与华北板块的碰撞,川西盆地结束了海相沉积历史,逐渐过渡为陆相前陆盆地,沉积了厚度较大的须家河组河流-湖相地层;晚三叠世松潘-甘孜地区则仍然为浊积岩沉积。长期以来的观点认为龙门山向南东方向的逆冲推覆形成了川西前陆盆地,并为须家河组提供了主要物源。然而,近年来对龙门山逆冲推覆带的平衡复原结果表明,晚三叠世并不存在NE向的龙门山逆冲推覆带,而是仅在其北段表现为向南的逆冲推覆活动,且该时期的隆升规模有限。而在新生代,伴随青藏高原的隆升,NE向龙门山逆冲推覆带发生了大规模的抬升。因此,晚三叠世川西前陆盆地与龙门山逆冲推覆带并不存在盆-山耦合关系。在前人研究基础上,本文以晚三叠世川西盆地的原型盆地为主要研究对象,聚焦于扬子板块西缘前陆盆地须家河组,并对松潘-甘孜褶皱带晚三叠世复理石进行了初步调查。从须家河组露头及钻井两方面资料入手,获得了须家河组沉积相带迁移及物源变化新信息;对松潘-甘孜褶皱带晚三叠世复理石进行了碎屑锆石测年,可借此分析其与须家河组在沉积时限与物源供给之间的联系。结果表明:晚三叠世须家河组自下而上可划分为5段,各段代表的川西前陆盆地轴向主体均呈东-西走向,从早到晚沉积中心具有向南迁移的趋势。来自须家河组的碎屑锆石年龄限定须二段沉积上限年龄为~221 Ma,须四段沉积上限年龄为~207 Ma,结合前人的测年结果,限定须家河组的沉积年代为228-200 Ma。对比碎屑锆石年龄分布,并结合指向南及南西方向的古水流数据,指示秦岭造山带为须家河组的主要物源。对松潘-甘孜褶皱带复理石碎屑锆石测年结果限定其沉积年代为225-222 Ma,其物源区也主要来自秦岭造山带。这一结果说明松潘-甘孜复理石盆地与须家河组在晚三叠世的大部分重叠的时间里具有相似的物源条件和前陆盆地特征,因此不可能是川西盆地的主要物源。在晚三叠世大部分时间里,川西前陆盆地与松潘-甘孜复理石盆地之间可能被早期的龙门山裂谷(晚二叠世拗拉槽)遗迹分割。综合以上新的结果和前人研究成果,我们认为晚三叠世川西前陆盆地与秦岭造山带具有很好的盆-山耦合关系,秦岭提供了须家河组的主要物源,秦岭造山带的前陆逆冲带渐次向南扩展,造成了川西前陆盆地沉积相带及沉积中心的南移。因此,提出了川西地区前陆盆地演化新的构造模式。

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