馬澤良,何治亮,羅開平,彭金寧,莊新兵,楊 帆,劉 栩

1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所,江蘇 無錫 214126;2.中國石油化工股份有限公司,北京 100728

羌塘地體作為青藏高原重要的組成部分之一,其形成過程一直是全球研究的熱點[1-4]。受古—新特提斯洋演化的影響,羌塘地體在多期板塊會聚碰撞過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變形和隆升剝蝕事件[2,5-8]。前人對羌塘地體隆升剝蝕歷史開展了大量的研究,利用39Ar/40Ar、(U-Th)/He和裂變徑跡技術(shù),認(rèn)為北羌塘地體主要經(jīng)歷了4期冷卻剝蝕歷史,時間分別為110～70、60～30、25～20、10～7 Ma[1,6,9-10],最主要的冷卻階段發(fā)生在26～23 Ma期間[10],并且北羌塘地體顯示出自南向北開始遭受剝蝕的時間逐漸變年輕的趨勢[3]。羌塘地體東部的花崗巖記錄了較老的冷卻歷史(165～150 Ma)[11]。近東西展布的中央隆起帶東西存在不同的冷卻剝蝕歷史,西部經(jīng)歷了150～130、110～70、55～40 Ma 3期冷卻階段;東部經(jīng)歷了120～110 Ma和55～38 Ma 2期冷卻過程[2,8]。南羌塘地體的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)揭示,其具有2期冷卻歷史,即110～70 Ma和55～35 Ma[1,9,12-18]。南羌塘地體作為羌塘地體重要的組成部分,對其隆升剝蝕歷史的研究,有助于我們重建羌塘盆地構(gòu)造演化和青藏高原形成過程。

前人已對羌塘盆地的隆升剝蝕歷史進(jìn)行了大量研究,但對南羌塘坳陷隆升剝蝕歷史和機(jī)制的研究仍存在不足之處,對其數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性、差異性研究和斷層對剝蝕過程影響的研究仍然較為缺乏,因此本文收集整理了前人在南羌塘坳陷發(fā)表的數(shù)據(jù),并利用磷灰石裂變徑跡、鋯石和磷灰石(U-Th)/He技術(shù),對南羌塘坳陷的隆升剝蝕歷史開展研究,系統(tǒng)分析南羌塘坳陷南北向剝蝕過程的差異性,通過綜合不同封閉溫度體系的技術(shù),來較為精確地限定南羌塘坳陷的隆升剝蝕過程[19-20]。

1 地質(zhì)背景

羌塘地體位于青藏高原腹地,南北寬約500～600 km,東西長約1 200 km,面積約22×104km2,是青藏高原最大的中生代海相盆地,其北臨松潘—甘孜地體、南臨拉薩地體,被夾持在北部的金沙江縫合帶和南部的班公湖—怒江縫合帶之間。羌塘地體被近東西向展布的龍木措—雙湖縫合帶分為北羌塘地體和南羌塘地體[5,21-24],南羌塘坳陷位于南羌塘地體之上(圖1)。

圖1 羌塘盆地構(gòu)造單元劃分及低溫數(shù)據(jù)點位分布據(jù)參考文獻(xiàn)[7]修編。

南羌塘地體基底巖石為前奧陶紀(jì)的低級變質(zhì)巖系,被奧陶紀(jì)—侏羅紀(jì)地層覆蓋[25],其內(nèi)石炭紀(jì)冰川—海洋沉積物中見大量親岡瓦納大陸的冷水動物群化石[26-27]。三疊系—下白堊統(tǒng)海相地層在南羌塘地體廣泛出露,沉積厚度大于5 000 m;上白堊統(tǒng)阿布山組由紅色山間磨拉石組成,與下伏下白堊統(tǒng)海相地層和上侏羅統(tǒng)海相地層呈角度不整合接觸。南羌塘地體新生界主要發(fā)育始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)康托組和中新統(tǒng)嗩吶湖組,康托組與下伏上白堊統(tǒng)阿布山組和上覆的嗩納湖組皆呈角度不整合接觸[28-30]。

南羌塘地體發(fā)育大規(guī)模的近東西向展布的逆沖推覆構(gòu)造,即賽布錯—扎加藏布逆沖推覆構(gòu)造帶(SZT)和多瑪—其香錯逆沖推覆構(gòu)造帶(DST)[5,28,31-34],使得南羌塘地體老地層逆沖到新地層之上,并發(fā)育大量的飛來峰,這些逆沖斷層的發(fā)育時間被限定為晚白堊世—古新世[28,33-35];南羌塘地體內(nèi)部發(fā)育大量近南北展布的裂谷[36-38],這些斷層的活動時間為自約15 Ma以來[5,24,31,39]。

2 樣品信息和測試方法

本次研究在南羌塘坳陷中部畢洛錯—昂達(dá)而錯古油藏帶內(nèi)的嘎爾敖包地區(qū),共采集了2個中侏羅統(tǒng)色哇組砂巖樣品。樣品位于近東西展布的向南逆沖的斷裂帶內(nèi),樣品M21-3位于北東—南西走向斷層下盤并距離斷層較遠(yuǎn);M21-6位于斷層上盤并靠近北東—南西向斷層(圖2),并分別對這2個砂巖樣品進(jìn)行鋯石和磷灰石(U-Th)/He、磷灰石裂變徑跡測試,具體測試方法原理見參考文獻(xiàn)[19-20,40-42]。

圖2 羌塘盆地南羌塘坳陷嘎爾敖包地區(qū)簡要地質(zhì)圖及樣品位置圖2平面位置見圖1的紅色虛線框。

3 測試結(jié)果

3.1 鋯石和磷灰石(U-Th)/He結(jié)果

我們從每個樣品中挑選出了4個晶型完好、無裂隙、無包裹體的鋯石顆粒進(jìn)行AHe和ZHe年齡分析。樣品M21-3共得到4個AHe年齡,分別為(67.0±1.8)、(76.9±2.1)、(107.7±3.2)、(174.8±5.0) Ma;樣品M21-6共得到4個AHe年齡,分別為(54.2±1.0)、(57.2±1.1)、(61.1±1.4)、(74.8±2.8) Ma(表1)。樣品M21-3共得到4個ZHe年齡,分別為(47.4±0.7)、(129.8±2.2)、(133±2.2)、(168.6±2.9) Ma;樣品M21-6共得到4個ZHe年齡,分別為(125.9±2.1)、(132.2±2.5)、(143.3±2.2)、(149.9±2.5) Ma(表2)。

表1 羌塘盆地南羌塘坳陷噶爾敖包地區(qū)砂巖樣品磷灰石(U-Th)/He(AHe)結(jié)果

表2 羌塘盆地南羌塘坳陷噶爾敖包地區(qū)砂巖樣品鋯石(U-Th)/He(ZHe)結(jié)果

所有的鋯石和磷灰石顆粒的[eU]值較低,鋯石顆粒小于400×10-6,磷灰石顆粒小于70×10-6。樣品M21-3的ZHe年齡47.4 Ma明顯小于其AHe年齡,這與實際樣品冷卻過程不符,而ZHe年齡168.6 Ma和AHe年齡174.8 Ma與樣品沉積年齡一致;ZHe年齡存在較大誤差,這可能是受到鋯石顆粒同位素分布不均勻、輻射損傷、顆粒的大小、含He的流體包裹體的影響。樣品M21-3和M21-6的ZHe年齡相當(dāng),但是位于斷層下盤的M21-3的AHe整體年齡要大于位于斷層上盤的M21-6的AHe年齡。

3.2 磷灰石裂變徑跡結(jié)果

從這些樣品中我們共得到2個AFT數(shù)據(jù),其中樣品M21-3的混合年齡為(126.1±11) Ma,中心年齡為(133.8±7.4) Ma;樣品M21-6的混合年齡為(105.6±3.7)Ma,中心年齡為(109.4±4.0)Ma(表3)。

表3 羌塘盆地南羌塘坳陷噶爾敖包地區(qū)砂巖樣品磷灰石裂變徑跡(AFT)結(jié)果

2個樣品的磷灰石裂變徑跡年齡的卡方檢驗大于5%,即p(χ2)>5%(圖3),磷灰石裂變徑跡年齡比地層沉積年齡和ZHe年齡小,且大于AHe年齡,顯示這2個樣品均經(jīng)歷了完全退火。位于斷層下盤的樣品M21-3的AFT年齡大于位于斷層上盤的樣品M21-6,2個樣品的徑跡數(shù)均大于100。

圖3 羌塘盆地南羌塘坳陷噶爾敖包地區(qū)磷灰石裂變徑跡的卡方檢驗[43]

3.3 熱史模擬結(jié)果

結(jié)合前人地層年代學(xué)工作和本文的ZHe、AHe和AFT數(shù)據(jù),利用軟件HeFTy對南羌塘坳陷嘎爾敖包地區(qū)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行熱歷史反演模擬[47],本文主要采用以下3個限制條件:(1)利用前人碎屑鋯石U-Pb年齡和古生物,將該區(qū)色哇組沉積年齡限定為175～160 Ma[6,48-49];(2)地層開始沉積時的平均溫度為(10±5) ℃;(3)現(xiàn)今羌塘盆地地表的平均溫度為(0±5) ℃。我們采用多重動力學(xué)退火模型(the multi-kinetic annealing model)對AFT進(jìn)行模擬[47],使用Dpar值作為動力學(xué)參數(shù)。

樣品進(jìn)行模擬時,我們以ZHe的封閉溫度200～130 ℃和AHe的封閉溫度75～40 ℃及年齡的3倍誤差來進(jìn)行時間—溫度條件的限定,其中樣品M21-3共有2個ZHe年齡和3個AHe年齡。由于其單顆粒的ZHe年齡結(jié)合3倍誤差后年齡范圍接近,因此來自ZHe年齡的時間限定范圍均為140～120 Ma;3個單顆粒的AHe年齡(67.0 Ma±1.8 Ma、76.9 Ma±2.1 Ma和107.7 Ma±3.2 Ma)中2個較小的年齡較為接近。同時樣品M21-3和M21-6距離較近且位于同一近東西展布的逆沖巖席之上,樣品M21-6的4個AHe年齡(54.2 Ma±1.0 Ma、57.2 Ma±1.1 Ma、61.1 Ma±1.4 Ma和74.8 Ma±2.8 Ma)與樣品M21-3的2個較小年齡較為接近,結(jié)合南羌塘構(gòu)造演化事件認(rèn)為樣品M21-3的2個較小的AHe年齡更為符合實際的熱史演化過程。因此,我們選取AHe年齡67.0 Ma及其3倍誤差的年齡限定范圍75～60 Ma,來進(jìn)行熱歷史反演(圖4)。

圖4 羌塘盆地南羌塘坳陷噶爾敖包地區(qū)熱歷史模擬

樣品M21-6共有4個ZHe年齡和4個AHe年齡(表2、3),由于其ZHe和AHe年齡結(jié)合3倍誤差后年齡范圍接近,因此將來自ZHe年齡的時間限定范圍均為150～120 Ma,來自AHe年齡的時間限定范圍均為75～50 Ma(圖4)。

圖4a模擬結(jié)果顯示,樣品M21-3在(140±5) Ma時達(dá)到了最大埋藏深度,且在135～120 Ma期間發(fā)生快速冷卻事件,隨后經(jīng)歷了較長時間的埋藏,并在65～45 Ma期間再次發(fā)生快速冷卻事件。圖4b模擬結(jié)果顯示,樣品M21-6在(140±5) Ma時達(dá)到了最大埋藏深度,在140～130 Ma期間發(fā)生快速冷卻事件,隨后經(jīng)歷了較長時間緩慢冷卻事件,在自約20 Ma以來發(fā)生了第二次快速冷卻事件。

4 討論

4.1 南羌塘坳陷剝蝕/冷卻歷史

低溫?zé)崮甏鷮W(xué)技術(shù)(鋯石裂變徑跡、ZHe、AFT和AHe)常用來對盆地的埋藏—剝蝕歷史進(jìn)行研究[20,40-41],本文同時采用了ZHe、AFT和AHe技術(shù)的熱歷史模擬結(jié)果,能夠較為精確地揭示南羌塘坳陷中部地區(qū)自200 ℃以來的熱歷史。同時,本次研究收集了南羌塘坳陷已經(jīng)發(fā)表的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)數(shù)據(jù),包括鋯石裂變徑跡年齡(ZFT)9個、ZHe年齡11個、AFT年齡47個和AHe年齡12個,并將其按緯度—年齡進(jìn)行投圖分析(圖5),這些數(shù)據(jù)排除了來自南羌塘坳陷北緣巖漿巖的數(shù)據(jù)。

圖5 羌塘盆地南羌塘坳陷低溫?zé)崮甏鷮W(xué)數(shù)據(jù)—緯度投影圖數(shù)據(jù)來自參考文獻(xiàn)[1,6,8-9,12,16]及本文。

由圖5可知,南羌塘坳陷內(nèi)ZFT年齡分布在70～100 Ma,最大年齡位于南羌塘坳陷中部;ZHe年齡分布在87～140 Ma,并且具有明顯的自中部向南、北年齡變年輕的趨勢;AFT年齡分布范圍較廣,從20 Ma到130 Ma,同一地區(qū)具有不同的AFT年齡,這是受到了同一地區(qū)來自不同時代地層開始遭受剝蝕的時間差異所造成的,AFT年齡顯示其自南羌塘坳陷中部向南、北同樣具有變年輕的趨勢;AHe年齡分布范圍為40～100Ma,最大的年齡位于南羌塘坳陷中部地區(qū)。由上可知,南羌塘坳陷較老的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)年齡均分布在中部地區(qū),且具有向南和向北變年輕的趨勢(圖5),南羌塘坳陷中部地區(qū)記錄了最早的隆升剝蝕事件,隨后南、北部地區(qū)才逐漸遭受剝蝕。

我們同樣收集并修訂了南羌塘坳陷內(nèi)已發(fā)表的熱歷史曲線圖(圖6),由于南羌塘坳陷整體近東西向展布,其主要受到南北向擠壓應(yīng)力的影響而發(fā)生構(gòu)造變形和隆升剝蝕。為了進(jìn)一步探究南羌塘坳陷南北向隆升剝蝕歷史的差異性,將所收集到的熱歷史曲線圖按照南部、中部及北部分別進(jìn)行投影(圖6),結(jié)合區(qū)域構(gòu)造事件和熱歷史拐點位置,認(rèn)為南羌塘坳陷共經(jīng)歷了早白堊世、古新世—始新世和中新世以來3期的隆升剝蝕過程。

圖6 羌塘盆地南羌塘坳陷早白堊世以來的隆升剝蝕歷史

(1)早白堊世剝蝕/冷卻歷史(140～100 Ma)。這一期隆升剝蝕事件在整個南羌塘坳陷均發(fā)生,中部地區(qū)記錄了早白堊世早期的隆升剝蝕事件(圖6c),而南、北部地區(qū)記錄了早白堊世晚期的隆升剝蝕事件(圖6a,b),中部地區(qū)開始遭受剝蝕的時間早于南部和北部地區(qū)。南羌塘坳陷中部嘎爾敖包地區(qū)樣品M21-3和M21-6的熱歷史,記錄了這一期的隆升剝蝕歷史(圖4),在早白堊世早期的冷卻事件中,樣品M21-3在20 Ma期間迅速從約130℃降至約85℃,冷卻速率約為2.25℃/Ma;樣品M21-6從約150 ℃降至約80 ℃,冷卻速率約為3.5 ℃/Ma。由于南羌塘坳陷的古地溫梯度為26.5 ℃/km[22],我們估算南羌塘坳陷中部地區(qū)侏羅系在早白堊世期間的剝蝕量約為1.7～2.6 km。

(2)古新世—始新世剝蝕/冷卻歷史(65～45Ma)。這一期隆升剝蝕事件在整個南羌塘坳陷基本同時發(fā)生(圖6)。位于南羌塘坳陷中部嘎爾敖包地區(qū)的樣品M21-3的模擬結(jié)果記錄了這一期的冷卻事件(圖4a)。其在20 Ma期間從約70 ℃降至約20 ℃,冷卻速率約為2.5 ℃/Ma,南羌塘坳陷的古地溫梯度為26.5 ℃/km[22],中部地區(qū)侏羅系在這一期冷卻事件中的剝蝕量約為1.89 km。

(3)中新世以來剝蝕/冷卻歷史(20 Ma以來)。這一期的隆升剝蝕事件在整個南羌塘坳陷基本同時發(fā)生(圖6)。位于南羌塘坳陷中部嘎爾敖包的樣品M21-6在這一時期剝蝕速率較大,樣品M21-3中剝蝕速率較小。M21-6的模擬結(jié)果顯示,在30～13Ma期間,其從50℃降至20℃,冷卻速率為1.76℃/Ma;結(jié)合其古地溫梯度26.5℃/km[22],我們估算南羌塘坳陷中部地區(qū)侏羅系這一期剝蝕量約為1.13 km。

羌塘地體位于青藏高原腹地,其主要由南羌塘地體和北羌塘地體組成,南羌塘坳陷位于南羌塘地體之上,其剝蝕/冷卻過程受到了北部北羌塘地體、南部拉薩地體及印度大陸的會聚—碰撞—俯沖的影響。由上文可知,南羌塘坳陷早白堊世以來共發(fā)生3期隆升剝蝕事件。

早白堊世,南羌塘坳陷經(jīng)歷了一期快速的冷卻事件,這一期剝蝕/冷卻事件與拉薩地體和羌塘地體碰撞時間,即晚侏羅世—早白堊世[23,53-57]較為一致。結(jié)合南羌塘坳陷內(nèi)下白堊統(tǒng)的缺失,上白堊統(tǒng)阿布山組與下伏的上侏羅統(tǒng)索瓦組之間的角度不整合接觸關(guān)系,我們推測早白堊世這一期剝蝕/冷卻事件主要受到晚侏羅世—早白堊世拉薩地體與羌塘地體碰撞的影響(圖6c)。這一期隆升剝蝕事件在南羌塘坳陷南北向上存在差異,其中部地區(qū)首先在早白堊世早期遭受剝蝕,隨后南、北地區(qū)才在早白堊世晚期開始遭受剝蝕。拉薩地體和羌塘地體的碰撞使得南羌塘地體發(fā)生強(qiáng)烈的地殼縮短和構(gòu)造隆升,形成一系列軸向近東西的褶皺[28,58],南羌塘坳陷中部地區(qū)首先響應(yīng)南北向擠壓作用而發(fā)生快速構(gòu)造隆升,使得中部地區(qū)在早白堊世早期首先遭受剝蝕,隨著拉薩地體和羌塘地體持續(xù)的碰撞,剝蝕中心逐漸向南、北傳遞,使得南羌塘坳陷南部和北部地區(qū)在早白堊世晚期遭受剝蝕(圖6c)。這一期構(gòu)造事件也使得南羌塘坳陷隆升出露地表,促使了南羌塘地體海相地層向陸相地層的轉(zhuǎn)變[8,35,48,59-62]。

古新世—始新世的剝蝕/冷卻事件與印度大陸和拉薩地體碰撞的時間一致[23,51,63],且這一期剝蝕事件在整個南羌塘坳陷基本同時發(fā)生(圖6c)。上白堊統(tǒng)阿布山組與上覆地層康托組間呈角度不整合接觸關(guān)系。印度大陸和拉薩地體的碰撞導(dǎo)致了南羌塘坳陷形成大量的近東西展布且向南逆沖的推覆構(gòu)造[5,32,35,64],這些逆沖推覆構(gòu)造使得羌塘盆地南北向縮短達(dá)40%～50%[31-33,35,48,65-66]。這一期剝蝕/冷卻事件被南羌塘坳陷中部地區(qū)的樣品M21-3的熱歷史所記錄,樣品M21-3和M21-6經(jīng)歷了不同冷卻速率的熱歷史,這2件樣品采自斷層的不同構(gòu)造位置,且M21-6距離近北東—南西向斷層較近,這反映南羌塘坳陷的冷卻/剝蝕歷史除受大地構(gòu)造演化的限制外,還可能受到局部構(gòu)造變形的影響。

中新世以來,這一期剝蝕/冷卻事件在整體南羌塘坳陷廣泛存在,羌塘盆地受到印度板塊持續(xù)向北俯沖作用的影響,使得古近系康托組受到南北向擠壓而發(fā)生變形,并與上覆的新近系嗩納湖組呈角度不整合接觸關(guān)系。南羌塘坳陷發(fā)育大量的近南北向的伸展構(gòu)造,同時盆地邊界走滑斷層啟動[5,67-68]。位于南羌塘坳陷中部地區(qū)不同構(gòu)造位置的樣品記錄了不同的剝蝕/冷卻過程(圖2和圖4),位于斷層上盤的樣品M21-6經(jīng)歷了較快的冷卻過程,樣品M21-3在這一時期的冷卻速率較慢。中新世以來,這一期冷卻事件在不同構(gòu)造位置的表現(xiàn)不同,同一地層在不同構(gòu)造位置經(jīng)歷了不同的冷卻過程,表明其受到了局部構(gòu)造變形的影響。

4.2 南羌塘坳陷主要斷裂活動時間

南羌塘坳陷由一系列近東西向展布的逆沖推覆構(gòu)造[32-33]和近南北向展布的斷裂組成[5]。前人通過卷入地層、斷層帶40Ar/39Ar年齡和中侏羅世—早白堊世花崗巖的剝蝕時間,認(rèn)為這些大規(guī)模的東西向逆沖推覆構(gòu)造形成于晚白堊世[28,31];另一種觀點基于大規(guī)模的飛來峰和地層交切關(guān)系,認(rèn)為這些逆沖斷層的活動時間始于晚白堊世,在新生代早期(55～40 Ma)大規(guī)模發(fā)育[32-33,35,65-66]。

由上文可知,整個南羌塘坳陷均記錄了古新世—始新世(65～45 Ma)快速剝蝕事件(圖6),這一期的剝蝕/冷卻事件主要受到印度大陸和亞洲大陸碰撞遠(yuǎn)程效應(yīng)的影響。這一時期南羌塘坳陷發(fā)育大量的近東西展布的逆沖斷裂,這些斷裂使得南羌塘地體發(fā)生隆升,遭受剝蝕,并在上白堊統(tǒng)阿布山組和始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)康托組之間形成了角度不整合面,因此我們推測南羌塘坳陷近東西向的逆沖推覆構(gòu)造的活動時間與隆升剝蝕時間一致,為古新世—始新世。值得注意的是,位于南羌塘坳陷中部地區(qū)同一近東西展布的逆沖巖席之上的2個樣品(M21-6和M21-3)在這一時期具有截然不同的冷卻過程。根據(jù)這2件樣品距離北東—南西向斷層距離的不同,我們推測這可能是受到了近北東—南西向斷層的影響。由于所處構(gòu)造位置和距離斷層距離的不同,造成在剝蝕/冷卻過程上的巨大差異。由ZHe、AFT和AHe年齡可知,樣品M21-3均大于樣品M21-6,由此可知,斷層下盤較早遭受剝蝕作用。同時熱史模擬結(jié)果顯示,斷層下盤經(jīng)歷了古新世—始新世(65～45 Ma)快速剝蝕作用(圖4a),而同一時間斷層上盤處于緩慢剝蝕狀態(tài)。因此我們推測嘎爾敖包地區(qū)近北東—南西向的斷層與近東西向逆沖斷層同時發(fā)育,且具有走滑兼正斷層的性質(zhì),北東—南西向斷層作為近東西展布的逆沖斷層的調(diào)節(jié)斷層而存在,其在古新世—始新世的活動造成了斷層上盤和下盤經(jīng)歷了不同速率的剝蝕作用。

南羌塘坳陷中新世以來發(fā)生了快速的剝蝕事件(圖6),而這一時期位于中部地區(qū)的樣品M21-3記錄了緩慢剝蝕的歷史。中新世以來,羌塘盆地受到印度大陸持續(xù)向北俯沖遠(yuǎn)程效應(yīng)的影響而發(fā)育大量的近南北向裂谷,南羌塘坳陷中部嘎爾敖包地區(qū)近北東—南西向斷層受到這個構(gòu)造運動的影響而再次活化。斷層上盤的樣品M21-6距離北東—南西向斷層較近,受到北東—南西向斷層再次活化的影響更大,使得其經(jīng)歷了中新世以來較快的冷卻事件;而樣品M21-3距離北東—南西向斷層較遠(yuǎn),受其影響較小,與區(qū)域上其他地區(qū)一樣處于緩慢剝蝕/冷卻狀態(tài)。因此,我們推測南羌塘地體廣泛發(fā)育的近南北向正斷層活動時間為中新世以來。

4.3 盆地隆升剝蝕過程與油氣保存的關(guān)系

南羌塘坳陷分布著近東西展布的大型古油藏帶——畢洛錯—昂達(dá)而錯古油藏帶,前人對其的研究認(rèn)為其在中侏羅世末期—晚侏羅世末期(150～140 Ma)和中新世(約20 Ma)發(fā)生過2次大規(guī)模的油氣聚集和成藏[69]。本文樣品采自畢洛錯—昂達(dá)而錯古油藏帶內(nèi)的嘎爾敖包地區(qū),其真實反映了古油藏帶的剝蝕/冷卻歷史。

第一期早白堊世剝蝕/冷卻事件晚于南羌塘坳陷畢洛錯—昂達(dá)而錯古油藏的中侏羅世末期—晚侏羅世末期的油氣聚集和成藏,同時這一期冷卻/剝蝕事件使得盆地侏羅系剝蝕了1.7～2.6 km,并伴隨著南羌塘坳陷近東西向大規(guī)模隔擋式褶皺的發(fā)育,這些褶皺變形與盆地主力烴源巖油氣生成和運聚時空配置關(guān)系良好,為油氣提供了有利圈閉構(gòu)造[58,69]。

第二期古新世—始新世剝蝕/冷卻事件使得該地區(qū)地層剝蝕了1.89 km,這一期的冷卻事件與印度大陸和拉薩地體的碰撞時間相一致。印度大陸和拉薩地體碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng),使得這一時期南羌塘地體上形成了近東西向大規(guī)模向南逆沖的推覆構(gòu)造,且伴隨著近北東—南西向走滑斷層的發(fā)育,這一期構(gòu)造運動產(chǎn)生的逆沖斷層并伴隨著隆升剝蝕事件,對早期形成油氣保存的影響可能較大。

第三期剝蝕/冷卻事件發(fā)生在中新世以來(約20 Ma以來),與南羌塘坳陷第二次油氣聚集和成藏時間基本同期。這一期剝蝕/冷卻事件在南羌塘坳陷廣泛存在,且以較緩慢的剝蝕速率進(jìn)行剝蝕,同時羌塘盆地由于受到印度大陸持續(xù)的向北俯沖,發(fā)育大量的近南北向的正斷層[5,37-38],使得先前發(fā)育的北東—南西向走滑斷層再次活化,在靠近這些斷層的地區(qū)遭受較快的剝蝕,剝蝕量也大于遠(yuǎn)離斷層的區(qū)域。這一期剝蝕/冷卻事件在區(qū)域上冷卻速率較緩慢,且剝蝕量較小,其對南羌塘坳陷油氣聚集和成藏的影響較為有限,而南北向正斷層和再活化的走滑斷層的發(fā)育范圍和強(qiáng)度是影響油氣保存的關(guān)鍵因素。

5 結(jié)論

(1)南羌塘坳陷共經(jīng)歷3期隆升剝蝕歷史,即早白堊世、古新世—始新世和中新世以來,早白堊世南羌塘坳陷中部地區(qū)最早遭受剝蝕,隨后剝蝕作用向南、北兩側(cè)傳遞。

(2)南羌塘坳陷近東西向展布的逆沖斷層活動時間為古新世—始新世(65～45 Ma),北東—南西向走滑斷層作為調(diào)節(jié)斷層與近東西展布的斷層同時開始活動。北東—南西向走滑斷層受印度—亞洲大陸持續(xù)碰撞的影響,在中新世以來(約20 Ma以來)再次活動。

(3)南羌塘坳陷第一期隆升剝蝕事件(早白堊世)晚于畢洛錯—昂達(dá)而錯地區(qū)的中侏羅世末期—晚侏羅世末期的油氣聚集和成藏;第三期隆升剝蝕事件(中新世以來)與畢洛錯—昂達(dá)而錯地區(qū)的第二期的油氣聚集和成藏事件基本同期。

致謝:本文研究過程中受到中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心楊平教授和占王忠副教授在野外地質(zhì)調(diào)查中給予的幫助,與南京大學(xué)李廣偉教授和太原理工大學(xué)畢文軍老師的交流和討論受益匪淺,編輯和審稿專家提出了寶貴意見,在此一并感謝!

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻(xiàn)/Authors’Contributions

馬澤良、何治亮和羅開平參與論文寫作和修改;彭金寧, 莊新兵參與實驗設(shè)計;楊帆和劉栩參與了圖件繪制。所有作者均閱讀并同意最終稿件的提交。

The manuscript was drafted and revised by MA Zeliang, HE Zhiliang and LUO Kaiping. The experiment was designed by PENG Jinning and ZHUANG Xinbing. The figures were drawn by YANG Fan and LIU Xu. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.