晚古生代时期，从冈瓦纳大陆到西藏中部的班公-怒江海域的古水流系统

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：A Late Paleozoic paleodrainage from Gondwana to the Bangong-Nujiang Ocean, Central Tibet

该研究通过沉积学调查和碎屑锆石U-Pb年代学及定量源区建模，揭示藏北江措地区晚古生代冰期沉积序列特征。沉积序列显示冰川-间冰期旋回沉积模式，源区分析表明存在澳大利亚-拉萨地体和印度-特提斯喜马拉雅混合来源，揭示古冰川水系在不同冰期阶段的连通性变化。

　　本研究聚焦于晚古生代冰期（LPIA）期间，青藏高原江错地区拉沟组的沉积特征及其对古地理演化的影响。通过对该地区地层的详细实地沉积学分析、沉积物来源的定量碎屑锆石成因研究以及对古地理关系的探讨，我们旨在揭示这一时期冰川作用对沉积环境和物质搬运的深远影响。拉沟组作为典型的冰川影响下的海洋陆棚沉积序列，其沉积特征和碎屑锆石数据共同反映了古生代冰期期间的复杂地质过程。

晚古生代冰期是显生宙中最长、最广泛的冰川时期之一，它不仅塑造了全球气候格局，也深刻影响了地表地貌的演化。这一时期冰川活动的证据广泛分布于冈瓦纳大陆的南部大陆板块以及印度半岛，如今这些地区位于北半球。冰川沉积物如冰碛、冰蚀地貌等的分布表明，冰川作用主要集中在非洲中部和南部、南美洲南部、澳大利亚、南极洲和印度等地。这些冰川沉积物不仅记录了冰川的活动范围，还提供了关于冰川沉积序列、冰川作用起始时间以及古地理格局的重要信息。

在地质学研究中，冰川沉积物通常被认为是重建古地理格局的重要依据。冈瓦纳大陆的古地理格局一直存在较大争议，尤其是在拉萨地块的地理位置方面。目前有两种主要的古地理模型，分别基于不同的碎屑锆石数据和重建方法。第一种模型认为拉萨地块与西澳地块相连，其依据是拉沟组冰川沉积物中出现的约1170百万年的碎屑锆石年龄峰值，这一特征在西澳边缘的阿尔比-弗雷泽造山带中较为典型。第二种模型则认为拉萨地块位于印度大陆的北部边缘，其依据是相似的古生物数据、不整合分布以及碎屑锆石年代学分析。这些不同的模型反映了拉萨地块与周边地块之间的复杂地质联系，以及古地理格局的多样性。

研究区域位于冈底斯-怒江缝合带（BNSZ）内，该缝合带是冈瓦纳大陆与欧亚大陆碰撞闭合的产物，也是特提斯洋演化的重要地质记录。该地区的中生代海洋岩系包括蛇绿岩、硅质碎屑混杂岩和变质岩，而古生代的正片麻岩、硅质碎屑和碳酸盐岩则显示了较低级的变质特征。这些岩石的分布和特征为研究冈瓦纳大陆的古地理演化提供了重要线索。

在实地调查中，我们对江错地区的地层进行了详细的剖面测量和沉积学观察。研究中使用了测量带工具，并对不同地层单元进行了系统描述。为了更好地分析沉积物来源，我们特别关注了大尺度交错层理（床厚大于0.5米）的测量，以及砾岩中砾石最大扁平面的取向分析。这些数据对于理解沉积物的搬运路径和来源具有重要意义。

通过对江错地区拉沟组的沉积特征进行分析，我们发现其总厚度约为1500米，但由于顶部和底部的地层暴露不完整，导致其与下方蛇绿岩和上方下拉组石灰岩之间的接触关系不明确。拉沟组底部发育了一层约12米厚的砾石支撑的块状砾岩（Gcm），其中砾石主要由石英砂岩组成，少量含有石灰岩和其他沉积岩。这一层砾岩的沉积特征表明其形成于冰川作用影响下的海洋陆棚环境，可能与冰川搬运和沉积过程密切相关。

为了进一步确定拉沟组的沉积年代，我们结合了地质图和沉积学特征。早期的地质调查将拉沟组归入上三叠统秋哈拉群，但根据沉积学特征，我们认为其主要由典型的冰川沉积物构成，这些沉积物与大陆冰川作用密切相关。此外，通过对两个样品的碎屑锆石U-Pb数据进行分析，我们发现这些碎屑锆石的年龄均大于486百万年，这与西澳边缘的碎屑锆石特征相似，进一步支持了拉沟组可能形成于冈瓦纳大陆边缘的冰川作用影响下。

本研究通过详细的沉积学分析和定量碎屑锆石成因研究，揭示了拉沟组作为冰川影响下的海洋陆棚沉积序列的特征。该序列表现出至少三个冰川-间冰川的粒度递减周期，从底部的砂岩或砾岩向上过渡为互层的泥岩、页岩等。这些沉积特征不仅反映了冰川作用对沉积环境的影响，还提供了关于古地理格局和古水流方向的重要信息。

此外，本研究还对冈瓦纳大陆在晚古生代冰期期间的古水流系统进行了探讨。在冰川时期，这些古水流系统可能连接了西澳、印度和拉萨地块，而在间冰川时期，由于海平面的上升，部分古水流系统被淹没。这种古水流系统的动态变化为理解冈瓦纳大陆在冰期期间的地理格局和物质搬运提供了重要依据。

本研究的发现对于冈瓦纳大陆的古地理演化研究具有重要意义。通过分析拉沟组的沉积特征和碎屑锆石数据，我们能够更好地理解冈瓦纳大陆在晚古生代冰期期间的古地理格局，以及其与周边地块之间的地质联系。此外，这些研究结果还对冈底斯-怒江缝合带的形成时间和演化过程提供了新的视角，有助于进一步探讨该缝合带在冈瓦纳大陆构造框架中的作用。

本研究还涉及对拉沟组沉积物来源的定量分析。通过对碎屑锆石数据的系统研究，我们发现其来源可能包括澳大利亚和拉萨地块，以及印度和特提斯喜马拉雅地区的混合。这一结果表明，在冰川时期，可能存在一条广泛的古水流系统，其起源于冈瓦纳大陆，并连接了西澳、印度和拉萨地块。而在间冰川时期，由于海平面的上升，部分古水流系统被淹没，导致沉积物来源的变化。

研究结果还表明，在冰川时期，冰川侵蚀主要针对结晶基底，而在间冰川时期，这种侵蚀作用则更多地影响了较老的岩层，从而富集了古老的锆石群体。这一发现为理解冰川作用对不同地质单元的影响提供了新的证据，并有助于进一步探讨冈瓦纳大陆在冰期期间的地质演化过程。

通过本研究的发现，我们能够更全面地理解拉沟组在冈瓦纳大陆古地理演化中的作用。拉沟组的沉积特征和碎屑锆石数据不仅揭示了冰川作用对沉积环境的影响，还提供了关于古水流系统和古地理格局的重要信息。这些信息对于进一步探讨冈瓦纳大陆在冰期期间的构造演化和古地理格局具有重要意义。

本研究还对冈底斯-怒江缝合带的形成时间和演化过程进行了探讨。通过对拉沟组沉积物来源的定量分析，我们能够更准确地确定该缝合带在冈瓦纳大陆构造框架中的作用。这一研究结果对于理解该缝合带在晚古生代冰期期间的地质演化过程具有重要意义，并为未来相关研究提供了新的方向。

此外，本研究还对冈瓦纳大陆在晚古生代冰期期间的古地理格局进行了探讨。通过分析拉沟组的沉积特征和碎屑锆石数据，我们能够更准确地确定该地区在冈瓦纳大陆中的地理位置，并进一步探讨其与周边地块之间的地质联系。这些发现对于理解冈瓦纳大陆在冰期期间的古地理演化具有重要意义，并为未来相关研究提供了新的方向。

总的来说，本研究通过对江错地区拉沟组的详细沉积学分析和定量碎屑锆石成因研究，揭示了该地区在晚古生代冰期期间的沉积特征和古地理格局。这些发现不仅有助于理解冰川作用对沉积环境的影响，还为探讨冈瓦纳大陆在冰期期间的构造演化和古地理格局提供了新的视角。同时，这些研究结果也为进一步探讨冈底斯-怒江缝合带的形成时间和演化过程提供了重要依据，有助于更全面地理解该缝合带在冈瓦纳大陆构造框架中的作用。