晚三叠世龙门山前陆盆地须家河组物源及构造背景分析

晚三叠世龙门山前陆盆地早期的沉积物源及构造演化长期存在争议,争论的焦点主要在晚三叠世诺利期及同期沉积的须家河组下部地层。通常认为龙门山前陆盆地的西侧边界为龙门山主断裂,北川-映秀断裂,须家河组地层的地表出露范围均位于该断裂以东区域。近期的汶川科学钻探首次在北川-映秀断裂以西发现了须家河组下部地层,为龙门山前陆盆地早期的演化过程提供了新的证据。上三叠统诺利阶须家河组下部的砂岩骨架颗粒中石英、长石、岩屑的平均含量分别为43%、4%和35%,岩屑颗粒呈次棱角状,岩屑主要为弱变质的粉砂岩、泥岩,具有锆石、金红石、电气石、重晶石的重矿物组合特征,表明物源来自再旋回沉积岩。据Dickinson的三角判别图解分析,其物源区构造背景为再旋回造山带。通过微量元素和稀土元素的地球化学分析,再次确定其物源为上地壳长英质岩。龙门山前缘须家河组下部地层与松潘甘孜中—上三叠统的REE球粒陨石标准化配分模式以及碎屑锆石U-Pb年龄分布特征相似。通过与须家河组潜在物源区的综合对比分析,本文认为诺利期的须家河组具有前陆盆地的双物源特征,其物源主要来自松潘甘孜褶皱带,并有少量来自扬子板块西缘。微量和稀土元素比值特征及构造背景判别图解分析表明,诺利期龙门山前缘须家河组的沉积构造背景为大陆岛弧,沉积盆地类型应为弧后前陆盆地。结合龙门山造山带-前陆盆地系统的构造事件研究,以及本文对于须家河组下部的物源和构造背景分析,表明在卡尼末期古特提斯洋东缘出现强烈挤压,松潘甘孜东缘发生褶皱并逆冲在扬子板块西缘之上形成古岛弧,逆冲断裂为茂汶断裂,须家河组的西侧沉积范围,即前陆盆地的西侧边界为茂汶断裂。到诺利期末和瑞替期初,龙门山造山带形成,须家河组沉积范围缩至北川-映秀断裂以东,龙门山前陆盆地的西侧边界为北川-映秀断裂。

The Provenance and Tectonic Setting of Late Triassic Xujiahe Formation in the Longmenshan Foreland Basin, SW China