西藏仲巴地区早古生代鹦鹉螺化石的发现及其地质意义

西藏仲巴地区早古生代鹦鹉螺化石的发现及其地质意义 1211LUO Kai, LI Xiang-hui, WANG Cheng-shan, LI Ya-lin, 111GE Yu-kui, ZHANG Bao-sen, LI Long 中 国 地 质 大 学 ,北 京 ,地球科学与资源学院和青藏高原研究中心 ，北 京 ,1. 100083 2. 南京大学地球科学与学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室 ，江 苏 南 京 210093 1. Collegeof Geoscience and Resources, Research ofCenter Qinghai -Tibet Plateau Geology, China Universityof Geoscience, Beijing 100083,China; 2. State Key Laboratoryof Minera l Deposit Research, Schoolof Earth Sciences and Engineering, NaUniversity,njing Nanjing 210093, Jiangsu,China 摘 要 ,新近在西藏日喀则地区仲巴新县城西北部发现了属于早古生代的头足类鹦鹉螺化石 ，归 属 内 角 石 科 。 化石产于一套钙质 片 岩 、片理化结晶灰岩中 ，这套岩层原属雅鲁藏布江缝合带中段仲巴微地体中 — 上二叠统的曲嘎组一段 。鹦鹉螺化石的发现 为 仲巴微地体的地层多样化识别提供了证据 ，也为曲嘎组的解体提供了重要的支撑材料 。 进 而 认 为 ，测区可能会有晚古生代泥盆 纪 、石 炭 纪 地 层 ，仲 巴 微 地 体 、拉 萨 地 体 、特提斯喜马拉雅地体的早古生带地层可能具有对比性 ，仲巴微地体在早古生代可能与 华 北扬子板块有亲缘关系 。 / 关 键 词 ,鹦 鹉 螺 ,曲 嘎 组 ,早 古 生 代 ,仲 巴 微 地 体 ,雅鲁藏布江缝合带 ,西 中 图 分 类 号 ,文 献 标 志 码 ,文 章 编 号 ,,,藏P534.4; Q915.2 A 16712552201204052804 --- Luo K, Li X H, Wang C S, Li Y L, Ge Y K, Zhang B S, Li L. The discoveryof Early Paleozoicnautiloid fossilsin Zhongba area of Tibet and its geological significances. Geological Bulletin of China, 2012, 31(4):528-531 Abstract: Fossils of Endociratidae of nautilaoid (cephalopods) were recentldyis covered in Zhongbaar ea,s outhwestern Tibet. The fos - sils occuri n calcareous schist and schistositized crystalline limestone datedas the Middle and Upper Permian Quga Formation and tec - tonically classified as the Zhongbam icroterrane of the Yarlung Zangbo suture. The discovery of nautiloid fossils provides evidencefor diversified stratigraphic classification and disorganization of the Quga Formation within the microterrane. It is therefore inferred that there probabelyx ist the Devonian and Carboniferous strata in the microterrane, the LowerPa leozoic strata might bec orrelatible among the Lhasa terrane,T ethys Himalaya and Zhongba microterrane, and the Zhongbam icroterrane might haveh ad an affinity to the North China plate or/andY angtze plate. Key words: nautiloid; Quga Formation; Early Paleozoic; Zhongba microterrane; Yarlung Zangbo suture; Tibet 印度河- 雅鲁藏布江缝合带,下简称雅江缝合 。 随着研究的深入，人们逐渐注意陆碰撞两个领域 带,是近几十年来青藏高原研究的热点，相关研究 到萨嘎以西位于雅江缝合带中段内部一套大面积 分布的古生界浅海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩的沉 长期集中在新特提斯洋壳的俯冲和欧亚- 印 度 大 收 稿 日 期 ,2011-11-28,修 订 日 期 ,2012-02-06 资 助 项 目 ,中国地质调查局项目《西藏 1?5 万仲巴县城北区 4 幅区调联测》,编号,121201108603,7 作 者 简 介 ,罗凯,1987- ,，男，在读硕士，从事沉积地质学研究。 E-mail,luoyikai@gmail.com 通 讯 作 者 ,李祥辉,1964- ,，男，博士，教授，博士生导师，从事沉积地质学科研与教学。 E-mail:leeschhui@126.com 笔者等在 2010年 和 2011年夏季实 施 《仲巴县 ， 属于中级变质碳酸盐岩， 位于背斜核化结晶灰岩1部，大致相当于原曲嘎组的一段,Pqg,，岩层变形 23-城北 1?5 万 4 幅区调联测》项目，对仲巴地区的这 样式为紧闭型同斜褶皱,另一套是深灰色板岩、粉砂 套 岩和肉红色白云岩夹变粒石英砂岩， 属于低级变质 。地层时代上取得了重要进展下面对这一成果做简 地层开展了工作，新发现了早古生代鹦鹉螺化石，在或未变质的陆源碎屑岩和碳酸盐岩， 相当于原曲嘎 要介绍。 23组的二段和三段 ,Pqg、Pqg, ，岩层一般表现 为 2323-- 开缓褶皱。 显然，两套岩性存在明显的区别。 1 地质背景笔者等在第一套中级变质的灰岩中发现了鹦鹉 螺化石。 化石产地位于新仲巴县城北 2~3km 紫曲浦 研究区由北而南 分为冈底斯岩浆弧+ 磨 拉 石 带、日喀则弧前盆地带、雅江缝合带、特提斯喜马拉 雅带、结晶喜马拉雅带 5 个构造带,图 1,。 位于中国 ,图 1, 。 有 2 个化石点 PM04F、 -23西侧的山坡上西藏境内雅江缝合带中段内的浅海相古生界， 过去 PM045F， 经纬度和高程分别为 84?0128.6″E、-3′[1-3]一般归属香孜 仲巴或仲巴 曲松地层分区，近 --29??[4] 来被单独称为仲巴 札达地块或称仲巴微陆块。 - 47′ 33.5″ N、4732m，84? 01′ 05.5″ E、29? 鉴于其基底属性不明、规模较小等原因，本文暂时称 47′ 04.9″ N、之为仲巴微地体， 因为地体之属性似乎更能体现其 构造特性。 雅江缝合带中段东起萨嘎， 西至扎达以 4786m。 西，其蛇绿混杂岩带从萨嘎起分为南、北 2 个亚带。 产化石的岩性为灰色、深灰色、 黄灰色钙质片 仲巴微地体即夹持在这 2 个亚带之间， 呈北西—南 岩，S面理基本置换了原始岩层 S面理，但可以观 1 0 东向狭长状分布,图 1,。 察到残余的层面。 由于这套碳酸盐岩基本上片理 化，因此大化石较难发现，在局部变质程度稍轻的 仲巴微地体在札达、 普兰以西前奥陶系被认为 片理化结晶灰岩或大理岩中可以看到残余的海百 是震旦系—寒武系的齐吾贡巴群,,,主要为一套，绿 [1-2]合茎碎屑及少量腕足介屑等 。 这也是在这套地层 片岩相变质岩，最近在石英片岩中发现了中国最 [4]中难以发现更多鹦鹉螺化石的根本所在 ， 同时 也 古老的碎屑锆石，年龄为 4.1Ga。 上覆的下古生界 是导致过去笼统地将该套地层归属为二叠系的主 组成为奥陶系幕霞群、志留系德尼塘嘎组，上古生界 为泥盆系马攸木群、 石炭系打昌群和二叠系才巴弄 要原因。 ，[15] 组、姜叶马组、曲嘎组，主体为一套浅海相碳酸盐 3 化石基本特征 岩-碎屑岩组合。 下—中三叠统穷果群构成了仲巴 本次工作发现的 2 枚 鹦 鹉 螺 化 石 中 PM04 -微地体最上部的沉积盖层。 35F 因生物切片破碎殆尽，难以恢复原貌。 另一枚 其中，二叠系分为 2 种类型，一是发育玄武岩、 PM0423F 则未敢切片。 2 枚化石由中国科学院南 -玄武质角砾凝灰岩的下二叠统才巴弄组和中上二叠 京地质古生物研究所陈挺恩研究员鉴定 ， 结果 认 统姜叶马组，主要分布于仲巴微地体西段,二是浅海 为化石属于软体动物门头足纲,直壳型, 鹦鹉螺目 稳定沉积的中上二叠统曲嘎组， 仲巴微地体整个区 内角石科,Endociratida,e，时代为奥陶纪— 志留纪， 域均有分布 。 仲巴微地体东部萨嘎县 北—仲巴西 鉴定者更倾向于早奥陶世 。 现描 述 PM04-23F 标 ,,之间仅分布二叠系曲嘎组和三83?E~85?22E′本,图2,如下。 叠系 壳体中等大小， 直壳状， 气室结束后到住室变 大 。 硬体 部 分 全 长 约 为 124mm， 原 壳- 气 室 长 约 ?? 穷果群。71mm, 气室位置直径约 30mm， 住室位置直径约1?25 万区域地质调查将仲巴地区曲嘎 组 分为 3 个岩性段， 依据腕足和苔藓虫化石将其时代 46mm,可能因为溶蚀沉淀将原住室分隔为 2 个，但 定年为中—晚二叠世,Pqg,,图 1, 。实为 1 个,,发育 6 个气室，长短较为接近，隔壁溶蚀 23- ，。 地质意义4 虽然在仲巴地区发现的这 2 枚鹦鹉 螺化石保存不甚完好，且次生改造较为强 烈，但是在研究区属首次发现，具有较为 重要的地质意义。 ,1,头足类鹦鹉螺化石在测区内是首 次报道，也是在雅江缝合带中段仲巴微地 体东部,83?E~85?22E,200 多千米的′ 范围 首次发现。 值得注意的是，在已经 完成的 1?25 万地质填图工作中萨嘎以西数幅图 1 鹦鹉螺化石产出地点及工作区地质略图 相 关图幅中均未发现同期头足化石， ,右下角图构造背景据参考文献[3]简化,地质略图据参考文献?简化 仅在 和修改,括号中的地层代号表示本次工作建议的新年代, 20 世 纪 80 年 代 完 成 的 1 ?100万 噶 达 Fig. 1 Locations of nautiloidfossil s and geological skeoftch the study area克 幅, 香孜 霍尔分区， 即仲巴曲松分--1 O-S— 奥陶系-志留系,P— 下二叠统,Pqg— 中-上二叠统曲嘎组一段,123-区, 2 Pqg— 曲嘎组二段,Q— 第四系23-?中有报道， 分别在普兰地区拉昂错西岸 奥陶系幕霞群实测剖面第 3 层 中 发 现 Dis- coaetinocera,s第 30 页,和仲巴岗久北路线志留系德 尼塘嘎群中发现 Ormoceras p.化石,第 37 页, 。 这表 明， 仲巴微地体中发现早古生代头足化石难度极 大，原因在于地层已经达到中级变质程度。 同时，鹦 鹉螺目内角石科化石的时代为奥陶纪—志留纪，甚 至有可能是早奥陶世，表明测区曲嘎组内除了有二 叠系外还有下古生界存在。 这不仅为研究区的地层 多样化识别提供了证据，也为曲嘎组的解体提供了 必要的材料支撑。 如前所述，前人将研究区古生代 地层曲嘎组的时代定为中—晚二叠世，本次工作早 古生代化石的发现不仅使得曲嘎组可能要进一步 解体，而且印证了曲嘎组存在不同变形样式 、不同 变质程度的两套地层，即产出鹦鹉螺化石的发育紧 闭褶皱的中级变质碳酸盐岩应该从原先的曲嘎组 中解体出来。 同时这一发现还暗示，测区原先的曲 嘎组中可能还存在其它时代如泥盆纪、石炭纪的地 层，值得密切关注和深入工作。 图 2 样本PM04-23F 照片、素描及结构标识 ,壳体内白色区域示后期变质过程中壳壁溶蚀的碳酸盐沉淀充填区, Fig. 2 Photograph, sketch and structural markerof samplePM04 -23F [ 6 ] Taermaoceras ， 东 喀喇昆仑地区的 Troedssonell a,北 京 ,部 分 本 科 生 、研究生参加了野 中 国 地 质 大 学 [7](Troedssonellidae科 )?、Wennanoceras 等 ， 札 达—普 外工作 ，在此一并表示感谢 。 ? Discoaetinoceras， 兰 地 区 的喜马拉雅地区的 参考文献 [8]Sinocera等奥陶纪鹦鹉螺s相似。 这表明， 在奥陶纪 [1]西藏自治区地质矿产局. 西藏自治区区域地质志[M]. 北京 ,地质 ,—志留纪,时期，仲巴微地体、西藏拉萨地体和特提 出版社，1993, 707. 斯喜马拉雅地体的早古生带地层对比是可能的。 进一 [2]西藏自治区地质矿产局. 西藏自治区岩石地层[M]. 武汉 ,中国地 步的化石带和年代地层对比则需要更好标本的发现。 ，1997,302. 质大学出版社,3,测区鹦鹉螺化石的发现同时具有古地理/古 [3] 潘桂棠 ， 丁俊. 青藏高原及邻区地质图 ,1?150000)0 及说明 书[M]. 板块重建的意义。已经知道，特提斯喜马拉雅聂拉木 ,，2004,133. 成都成都地图出版社 地 区 甲 村群下组含头足类化石如 Pomphoceras, [4]多吉，温春齐，郭建慈，等. 西藏 4.1Ga碎 屑锆石年龄的发现[J]. 科 ，2007，52,1,1,9-22. 学通报Wutinoceras, Manchuroceras等属于 ,华北- 扬子,混 [5]郭铁鹰，梁定益，张宜智，等. 西藏阿里地质[M]. 武汉: 中国地质大 [9]生或过渡类型，申扎地区柯耳多组和聂拉木地区 甲村群上组中均有 Beilotoceras, Actinomorphia, ， ,学出版社 1991 4 64. Sinoceras chinese(Foord) 及 Michelinoceras paraelo n- [6]程立人，张以春，张予杰. 西藏申扎地区奥陶纪鹦鹉螺类化石的新 [10]gatum Chang化 石，说明在中奥陶世晚期,宝塔期,， 材料[J]. 古生物学报，2006，45,4,533,539. -聂拉木和申扎地区头足动物群的性质与扬子区基本 [7] 刘世坤 ， 张建东 ， 陈挺恩. 东喀喇昆仑山奥陶纪鹦鹉螺化石新材 相同，也说明雅鲁藏布江南、北两侧的头足动物群在 料[J]. 古生物学报，1986，25,54,4,91510. -，[810][8]陈均远. [C]珠穆朗玛峰地区的鹦鹉螺化石//中国科学院西藏科学 当时没有发生显著的分异。 志留纪的头足类基本 考察队. 珠穆朗玛峰地区科学考察 ,1966—1968, ，古生物 , 第 上与中晚奥陶世相似， 西藏各地层分区头足动物群 ,. 北京,科学出版社，1975,267308. -一分册与扬子区相同。为此，本次发现的鹦鹉螺化石无论是 [9]中国科学院青藏高原综合科学考察队.西藏地层[M]. 北京,科学出 早奥陶世还是中奥陶世以后的类型，都有古地理古 /，1984,303304. -版社板块重建的构造意义。 意义可能属于下面 3 种的 1 [10] 赖才根. 西藏古生代头足类新材料[C]青藏高原地质文集 ,7,. // ,，1982,128. 北京地质出版社- 种,如果所发现的鹦鹉螺属于早奥陶世混生类型，?? 中 国 地 质调查局成都地质调查中心 . 青藏高原及邻区地质图 则反映仲巴微地体在此时可能位于华北- 扬 子 之 ,1 ?150000,0及. 2010. 间,靠近南方冈瓦纳,,?如属于中奥陶世—志留纪 ? , . 河北省区域地质调查研究所石家庄经济学院中华人民共和国扬子型， 则说明仲巴微地体可能该期已经靠近扬子 1?25 万萨嘎县幅,H45C003001,吉隆县、幅,H45C004001 国内区, ?如果都不是， 则可能是属于别的大陆或板块 ,区域地质调查报告.中国地质调查局地质专报,2002. 部 分,如冈瓦纳,。无论是那种，都可以为雅江缝合带的地 河北省区域地质调查研究院中华人民共和国 万霍尔巴幅? . 1?25 质演化分析提供重要的依据。 ,H44C002004, 、 ,H44C003004 , 巴巴扎东幅国内部分区域地质 尽管该类型化石的发现有重要的生物地层、年 .中国地质调查局地质专报,2005. 调查报告 ? 西 藏 自 治区地质矿产局区域地质调查大队 . 中华人民共和国 万噶大克幅区域地质调查报告地质部分1?100 (44)().1987. H-