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泰国和老挝难河——程逸及黎府缝合带构造演化

杨文强  
【摘要】:东南亚在大地构造上,位于特提斯构造域东段,是一个由多个微陆块和其间的缝合带拼接在一起的复杂地体拼接带,也是南部冈瓦纳大陆和北部劳亚大陆(印支和扬子地块)的交接地带。泰国和老挝北部在大地构造上可以分为五个微陆块,由西向东分别为Sibumasu地块、Inthanon地块、Sukhothai地块、Nakhon Thai地块和Indochina地块。它们之间分别为Mae Yuam/Mae Hong Son断层、清莱-清迈缝合带、难河-程逸缝合带和黎府缝合带所分割。几个微陆块之间的缝合带大体平行,呈南北向展布,代表了古洋盆的位置。由于地质现象复杂,难河-程逸缝合带和黎府缝合带的构造性质和演化动力学过程一直没有得到解决。 本文在对难河-程逸缝合带和黎府缝合带的放射虫动物群,岩浆岩的锆石U-Pb年代学,硅质岩、杂砂岩和岩浆岩的岩石学、岩石化学等研究的基础上提出了两个缝合带在古特提斯阶段演化的新模式。 难河-程逸带放射虫硅质岩时代为中二叠世至中三叠世拉丁期。难河剖面的硅质岩中含有中二叠世最晚期至晚二叠世最早期的放射虫Follicucullus porrectus,在帕府剖面发现有中三叠世拉丁期的放射虫动物群,主要属种有Muelleritortis cochleata (Nakaseko and Nishimura), Cryptostephanidium cornigerum Dumitrica, Pseudogodia sp., Cenosphaera sp., Pentaspongodiscus sp., Eptingium nakasekoi Kozur and Mostler, Dumitricasphaera sp., Paroertlispongus sp. cf. P. hermi (Lahm), Spongostyus tricostatus Kozur, Archaeospongoprunum sp., Pseudostylosphaera compacta (Nakaseko and Nishimura), Pseudostylosphaera nazarovi (Kozur and Mostler), Triassocampe scalar is Dumitrica, Kozur and Mostler, Triassocampe coronata Bragin, Triassocampe sulovensis Kozur and Mostler, Triassocampe deweveri (Nakaseko and Nishimura), Triassocampe diordinis Bragin, Annulotriassocampe sp., Yeharaia sp.o这些放射虫动物群的存在说明在中三叠世难河-程逸缝合带所代表的沉积盆地尚未完全封闭,仍然发育有深水盆地的沉积环境。 二叠纪放射虫硅质岩SiO2含量在92%以上,Al/(A1+Fe+Mn)的平均比值为0.51,在北美页岩标准化的稀土元素配分模式图上表现为相对平坦的特征,有轻微的Ce正异常,Ce/Ce*平均值为1.14。主量元素与稀土元素特征都与大陆边缘型硅质岩的特征相似。 难河-程逸缝合带中蛇绿岩组合中识别出了堆晶辉长岩、洋脊拉斑玄武岩、洋岛玄武岩和大洋岛弧安山岩。堆晶辉长岩的的结晶时代为晚泥盆世,锆石的206Pb/238U年龄加权平均值为377.1±9.1 Ma (n=12,2σ, MSWD=0.82)。由于堆晶辉长岩形成于洋底扩张中脊,是由岩浆房结晶堆积而成的,所以辉长岩的年龄可以代表洋底扩张事件的年代。洋脊拉斑玄武岩的形成时代为315.8±2.5Ma (n=24,2σ, MSWD=0.93)。洋脊玄武岩具有低Ti、P、K等特征;微量元素总体偏低,球粒陨石标准化的稀土元素模式显示为轻稀土轻微亏损,重稀土元素相对平坦的特征。洋岛玄武岩具有高Ti、P、K等特征,与我国三江地区洋岛玄武岩接近;微量元素以强不相容元素及高强场元素富集为特征,模式为明显的K-Ti上隆型,稀土元素模式为轻稀土强富集右倾斜型。岛弧火山岩形成时代为二叠纪,具有高Na2O、Al2O3,低TiO2、K2O为特征;微量元素大离子亲石元素K、Rb、Ba及放射性元素U、Th富集,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等,稀土模式为弱轻稀土富集右倾斜型。 难河-程逸带Nam Phang地区二叠纪杂砂岩的地球化学研究表明其物源区为中性火山岩或基性火山岩。球粒陨石标准化的稀土元素模式图上表现为轻稀土元素富集,重稀土元素相对平坦的特征。地球化学构造背景判别图解显示这些杂砂岩形成于大陆岛弧环境。 在万象省Xanakhan地区硅质岩样品中,获得保存很好的放射虫化石,经鉴定发现20余种,主要有Albaillella cartalla Ormiston and Lane、Albaillella sp. cf. Al. furcata Won、Albaillella undula Deflandre、Albaillella paradoxa Deflandre、?Popofskyellium undulatum Deflandre、Archocyrtium callimorphum Braun、Archocyrtium sp.、Archocyrtium riedeli Deflandre、Archocyrtium diductum Deflandre、Archocyrtium lagabriellei Gourmelon、Polyentactinia polygonia Foreman、Astroentactinia biaciculata Nazarov、Trilonche foremanae Ormiston and Lane、Polyentactinia aranea Gourmelon、Astroentactinia multispinosa (Won)、Trilonche palimbola (Foreman)等。该动物群地质时代为维宪期中期。对这套硅质岩进行了地球化学研究,其结果表明:SiO2含量较高,大部分SiO2值大于85%,Al2O3含量变化较大(0.5-8.32%), Al/(Al+Fe+Mn)值位于0.23-0.66之间,大部分大于0.45。其稀土元素总量较低,∑REE=9.34-96.69 ppm,北美页岩标准化的稀土元素配分曲线比较平坦,没有明显的Ce异常;球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线表现为轻稀土富集,Eu负异常和重稀土相对比较平坦的特征。指示这些硅质岩形成于大陆边缘。 黎府带火山岩的锆石U-Pb同位素年龄测试显示这些火山岩形成于早石炭世。万象省班巴汉地区的英安岩、凝灰岩和玄武岩的锆石颗粒的206Pb/238U年龄加权平均值分别为334.9±1.7Ma(2σ, MSWD=0.99)、349.6±1.7Ma (n=21,2σ, MSWD=1.17)、330.4±2.2 Ma (n=22,2σ, MSWD=2.5)。巴莱地区的玄武岩和安山岩的形成时代也为早石炭世,比班巴汉地区的火山岩形成时间稍晚,它们的206Pb/238U年龄加权平均值分别为315.4±3.8 Ma (n=9,2σ, MSWD=1.6) 314.6±2.7Ma (n=9,2σ, MSWD=2.1)。两地早石炭世的火山岩及碧彩汶地区二叠纪火山岩的岩石学、地球化学研究结果表明它们均形成于大洋岛弧环境。微量元素大离子亲石元素K、Rb、Ba富集,Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素亏损。在球粒陨石标准化的稀土配分模式图上表现为轻稀土亏损和重稀土相对平坦的特征,无Eu异常或弱的正异常或负异常。 通过论述可知,黎府洋盆应该是原特提斯洋的残余盆地;难河-程逸洋盆是古特提斯洋的分支洋盆。难河-程逸缝合带和黎府缝合带的演化可以分为四个阶段,分别是晚泥盆世-早石炭世黎府洋盆开始俯冲和难河-程逸洋盆的初始扩张阶段;晚石炭世黎府洋盆闭合和难河-程逸洋盆快速扩张阶段;二叠纪-中三叠世难河-程逸洋盆俯冲阶段;晚三叠世难河-程逸洋盆封闭阶段。 1、晚泥盆世-早石炭世 位于Nakhon Thai地块和Indochina地块之间的黎府洋盆(原特提斯洋)开始俯冲,出现洋脊玄武岩和弧火山岩(流纹岩、英安岩、安山岩和玄武岩等)。晚泥盆世在黎府带出露的沉积地层主要为晚泥盆世灰岩、放射虫硅质岩和晚泥盆世-早石炭世的砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩和灰岩夹层。下石炭统灰岩与下伏的的晚泥盆世火山岩之间呈连续沉积,它们共同构成了原特提斯洋的洋岛序列;晚泥盆世-早石炭世远洋沉积的放射虫硅质岩构成了原特提斯洋的盆地相沉积序列;上泥盆统至下石炭统的碎屑岩沉积,包括砾岩、砂岩、泥岩和页岩以及灰岩夹层,这些地层具有滑塌变形褶皱及浊积岩沉积特征,代表了该盆地的大陆边缘沉积。西侧难河-程逸构造带在该时期内出现洋壳,已经开始了大洋中脊的扩张活动。 2、晚石炭世 难河-程逸洋盆不断扩张,黎府缝合带为代表的沉积盆地彻底封闭,上石炭统地层为非常浅的浅海沉积,沉积类型有3种:含煤碎屑岩沉积、含石膏层的灰岩沉积和含放射虫硅质岩砾石的粗碎屑岩沉积,这些地层与下伏地层呈角度不整合接触。 3、二叠纪-中三叠世 从二叠纪难河-程逸洋盆开始向两侧俯冲,在西侧的Phrae地区发育中三叠世的弧火山岩(流纹岩),在残余盆地沉积含丰富放射虫化石的硅质岩、泥质岩,在东侧碧彩汶和黎府一带形成另一条岛弧火山岩带;Nam Phang地区处于弧前盆地或弧间盆地环境,其二叠纪杂砂岩的物源为中性和基性火山岩。 4、晚三叠世 晚三叠世缝合带及其两侧被磨拉石沉积建造不整合覆盖(Nam Pat群和Lampang群)。下侏罗统红层不整合覆盖于磨拉石沉积建造之上,说明难河-程逸缝合带所代表的沉积盆地完全封闭,研究区已经造山。


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