甘新蒙北山地区古生代构造演化研究——北山古生代洋盆开启、闭合时限最新进展

北山及邻区各微地块上分布有震旦纪—早寒武世沉积岩系,寒武系底部发育含磷层,震旦系中见大致可对比的冰碛岩(3层),暗示各微地块当时可能是一个统一大陆块的组成部分。下寒武统双鹰山组薄层状大理岩、灰岩为浅海或滨海相环境产物;中上寒武统西双鹰山组青灰色硅质岩夹有薄层状灰岩,为深海相化学沉积产物,意味着早寒武世为北山古生代洋盆开启时限下限。泥盆纪三个井组不整合于寒武、奥陶纪之上,三个井组显示前陆盆地特征,花岗岩"线-面-点"产出形态可能代表俯冲-碰撞-碰撞后造山期地质记录。因此,早泥盆世为北山古生代洋盆闭合时限上限。     

天山古生代洋陆转化特点的几点思考

本文简要评述了天山地区前寒武纪洋陆格局、古生代洋盆的开启与闭合的时限、古生代洋陆格局、下石炭统底部碰撞造山磨拉石发现的地质意义、以及石炭－二叠纪大规模裂谷岩浆作用形成的地球动力学背景等问题，并且提出了一些新的思考。     

西天山造山带构造单元划分及古生代洋陆转换过程

西天山造山带位于哈萨克斯坦—准噶尔板块与卡拉库姆—塔里木板块的结合部,是由一系列前寒武纪微陆块、古生代洋壳残片及陆缘弧相互拼贴而成的多聚合带、多成矿带,其独特的造山-成矿过程受到了国内外的广泛关注。本文通过构造单元划分与编图,建立了古生代西天山造山带的构造格架,认为古生代西天山造山带的构造演化依次经历了:罗迪尼亚大陆裂解与北天山早古生代多岛洋盆形成阶段(Z-O_2),北天山早古生代多岛洋盆闭合与南天山洋盆开始形成阶段(O_3-S),南、北天山洋晚古生代洋盆形成与发展阶段(D-C_1),南、北天山晚古生代洋盆全面闭合与天山碰撞造山带形成阶段(C1-C_2)和碰撞后板内演化阶段(C_2-P)。     

新疆库米什忠宝花岗岩体地球化学特征以及锆石U-Pb年龄和成矿意义

伊犁-中天山地块位于天山山脉的中部,为准噶尔与塔里木板块之间的一个微陆块,在库米什以东地区尖灭,中天山地块南缘属于南天山造山带.一般认为南天山洋盆于早古生代末期至晚古生代早期开始向北俯冲,在中天山南缘形成活动大陆边缘,伴随一系列火山-岩浆活动(高俊等,2006;张成立等,2007;杨天南等,2006).     

祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化

祁连山地区的新元古代中—晚期至早古生代火山作用显示系统地时、空变化,其乃是祁连山构造演化的火山响应。随着祁连山构造演化从Rodinia超大陆裂谷化—裂解,经早古生代大洋打开、扩张、洋壳俯冲和弧后伸展,直至洋盆闭合、弧-陆碰撞和陆-陆碰撞,火山作用也逐渐从裂谷和大陆溢流玄武质喷发,经大洋中脊型、岛弧和弧后盆地火山活动,转变为碰撞后裂谷式喷发。850~604 Ma的大陆裂谷和大陆溢流熔岩主要分布于祁连和柴达木陆块。从大约550 Ma至446 Ma,在北祁连和南祁连洋-沟-弧-盆系中广泛发育大洋中脊型、岛弧和弧后盆地型熔岩。与此同时,在祁连陆块中部,发育约522~442 Ma的陆内裂谷火山作用。早古生代洋盆于奥陶纪末(约446 Ma)闭合。随后,从约445 Ma至约428 Ma,于祁连陆块北缘发育碰撞后火山活动。此种时-空变异对形成祁连山的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:(1)地幔柱或超级地幔柱上涌,导致Rodinia超大陆发生裂谷化、裂解、早古生代大洋打开、扩张、俯冲,并伴随岛弧形成;(2)俯冲的大洋板片回转,致使弧后伸展,进而形成弧后盆地;(3)洋盆闭合、板片断离,继而发生软流圈上涌,诱发碰撞后火山活动。晚志留世至早泥盆世(420~400 Ma),先期俯冲的地壳物质折返,发生强烈的造山活动。400 Ma后,山体垮塌、岩石圈伸展,相应发生碰撞后花岗质侵入活动。     

东天山北部古生代重大构造事件及其对中亚造山带演化的启示：基于1∶5万板房沟幅和小柳沟幅地质调查新证据

本文基于新疆哈密地区1∶5万板房沟幅和小柳沟幅区域地质调查新成果,对东天山北部古生代的重大构造事件以及演化历史进行了系统的梳理。基于下志留统与奥陶系之间角度不整合、下石炭统与泥盆系之间平行不整合以及上石炭统二道沟组与下伏岩系之间的角度不整合的确定,揭示奥陶纪与志留纪之交、泥盆纪与石炭纪之交以及晚石炭世期间存在几次重大构造事件。结合古生代不同时期沉积大地构造背景转换、岩浆活动构造环境转换以及构造变形格式转换的地质新纪录,提出奥陶纪与志留纪之交的造山事件为北部阿尔曼太洋闭合导致准噶尔—吐哈地块与阿尔泰地块碰撞的响应;泥盆纪与早石炭世之间的造陆构造事件可能是北部卡拉麦里洋盆初始汇拢碰撞的响应,其平行不整合以及下伏的志留纪—泥盆纪较稳定环境的沉积序列预示着介于卡拉麦里洋盆与南部北天山洋盆之间的准噶尔—吐哈地块为古亚洲洋盆体系中相对刚性的稳定陆块区,研究区作为准噶尔—吐哈地块的北部被动陆缘受卡拉麦里洋盆汇聚的影响较小;晚石炭世的造山事件则表现为响应卡拉麦里洋盆闭合后周缘前陆盆地的演化,是早石炭世沿卡拉麦里缝合带发生陆块碰撞以来挤压构造作用峰期的产物,其奠定了东天山北部北西-南东向构造基本格局。本文还重新界定莫钦乌拉断裂为北天山构造带(准噶尔—吐哈地块)与东准噶尔构造带的构造-地层分区界线,推断其为卡拉麦里缝合带向南东的延伸,并讨论了早石炭世受控不同构造体制的沉积和岩浆纪录的空间差异性,认为早石炭世北部莫钦乌拉山区域为与北侧卡拉麦里洋盆闭合后周缘挤压前陆盆地的发育过程,而南部博格达—哈尔里克山则总体呈现为响应南侧北天山洋盆闭合后的碰撞后伸展裂谷发育过程。     

晚古生代—中三叠世右江盆地的格局和转换

晚古生代—中三叠世右江盆地是在夷平的南华加里东造山带基础上再生裂陷的大陆边缘盆地,该盆地的形成与金沙江—哀牢山古特提斯洋盆关系密切,是一个具有台地与台间海槽相间结构的大陆边缘裂谷盆地。右江盆地自早泥盆世埃姆斯晚期开始裂陷,到石炭纪盆地与越北地块之间出现一个与古特提斯洋相关的局限小洋盆或深海盆。至二叠纪,该洋盆开始向西南俯冲于越北地块之下,形成活动大陆边缘。早三叠世晚期以后,随着该洋盆的闭合和碰撞造山,在凭祥、那坡等地出现同碰撞型的火山活动,右江盆地也于中三叠世转变为以复理石为特征的前陆盆地。因此右江盆地经历了裂谷盆地(早泥盆世晚期—晚泥盆世)、被动大陆边缘(早石炭世—早三叠世)、前陆盆地(中三叠世)的构造演化阶段。     

新疆南天山构造格架及构造演化

南天山碰撞造山带位于西伯利亚与塔里木地块之间的北亚造山区南部的天山造山系的中南部,是塔里木地块与哈萨克斯坦-准噶尔地块之间的一条构造带,地理上由哈尔克山、额尔宾山、虎拉山等组成,地质上主要由古生代地质体组成,其南北两侧均为活动陆缘,中间由洋壳残片、洋岛和增生杂岩组成,是南天山古生代洋盆演化的产物。南天山古洋盆从震旦纪裂解,寒武纪持续扩张,奥陶纪—石炭纪向南北两侧俯冲闭合,至二叠纪南天山造山带进入后造山调整阶段。     

中天山乌兰莫仁构造混杂岩带的初步确立及构造意义

中天山巴伦台地区乌兰莫仁构造混杂带由以辉长岩、橄榄辉长岩、橄榄二辉岩、斜长花岗岩等为主的深成杂岩、以玄武岩为主的铁镁质火山岩组成,可能代表了吉尔吉斯洋盆的洋壳残片,上覆岩系主要由硅质岩、硅质粉砂岩、泥晶灰岩等远洋沉积物组成。该洋盆在早元古代可能已打开,至早—中奥陶世闭合,伊犁微地块与中天山微地块形成统一的伊犁-中天山地块。乌兰莫仁构造混杂岩的识别,对于探讨吉尔吉斯洋盆是否延伸至巴伦台地区以及巴伦台地块与伊犁地块间是否存在洋盆提供了重要依据,同时对于重新认识巴伦台微地块(中天山地块)和伊犁地块间的关系及探讨中天山地区乃至中亚造山带古生代以来构造演化具重大意义。     

西天山的增生造山过程

西天山位于中亚造山带的西南缘,经历了复杂的增生造山过程。它也是标志塔里木地块北部被动陆缘与西伯利亚地块南侧宽阔活动陆缘最后拼合的构造带。根据近年来的研究进展,将西天山划分为北天山弧增生体、伊犁地块北缘活动陆缘、伊犁地块、伊犁地块南缘活动陆缘、中天山复合弧地体、西天山（高压）增生楔和塔里木北部被动大陆边缘。同时综述了西天山蛇绿岩、高压变质岩、花岗岩类的年代学新资料,讨论了其增生造山的过程。西天山增生造山与早古生代帖尔斯克依古洋、早古生代晚期—晚古生代南天山洋和晚古生代北天山洋3个代表洋盆的演化相关,增生造山结束的时间可能是早石炭世末。二叠纪时期,西天山至整个中亚地区进入后碰撞演化阶段。现有资料证实西天山为晚古生代增生造山带,并非三叠纪碰撞造山带。     

东天山大南湖岛弧带石炭纪岩石地层与构造演化

详细的地质解剖工作表明,东天山地区大南湖岛弧带石炭纪出露4套岩石地层组合,即早石炭世小热泉子组火山岩、晚石炭世底坎儿组碎屑岩和碳酸盐岩、晚石炭世企鹅山组火山岩、晚石炭世脐山组碎屑岩夹碳酸盐岩。根据其岩石组合、岩石地球化学、生物化石、同位素资料以及彼此的产出关系,认为这4套岩石地层组合的沉积环境分别为岛弧、残余海盆、岛弧和弧后盆地。结合区域资料重塑了大南湖岛弧带晚古生代的构造格架及演化模式。早、晚石炭世的4套岩石地层组合并置体现了东天山的复杂增生过程。     

西天山下石炭统大哈拉军山组底部角度不整合特征及其对天山古生代洋陆转换时限的约束

西天山广泛出露下石炭统大哈拉军山组火山-沉积岩系,其与下伏地层(前寒武纪结晶基底或前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性角度不整合接触。通过对这些角度不整合面及大哈拉军山组底部冲洪积相碎屑岩或陆相火山岩特征的研究,认为该不整合面代表了一次强烈的褶皱、隆升造山事件;不整合面之上初始沉积物地层序列是天山石炭纪后碰撞裂谷盆地新一轮沉积旋回的起点。取自大哈拉军山组底部粗碎屑岩中夹层安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为359±2.3Ma,这一年龄值不但限定了这一区域性角度不整合的形成时代,而且代表天山后碰撞裂谷盆地的开启时间。因此,天山古生代洋陆转换时限在晚泥盆世—早石炭世之交,随后,天山造山带进入后碰撞裂谷演化阶段。     

南天山古生代板块构造演化

据南天山古生物地层、古地磁、岩石地球化学和同位素年龄等资料的综合分析结果；认为该区在奥陶纪－二叠纪曾为古大洋。最初裂开为大洋是以震旦纪贝义西组大陆裂谷火山喷发为标志，从晨旦纪－奥陶纪完成了从裂谷到被动大陆边缘海盆的演化；志留纪－泥盆纪南天山洋壳向哈萨克斯坦板块之下俯冲，泥盆纪末至石炭纪早期，塔里木板块与哈萨克斯坦板块发生陆－陆碰撞。石炭纪－早二叠纪在南天山仍存在一个向西开口的前陆残余海盆。它最终关     

新疆西天山伊犁地块晚古生代火山岩地质特征及构造意义

对新疆西天山伊犁盆地晚古生代火山岩时空分布和地质特征、岩石化学等进行系统总结,认为该盆地晚古生代火山岩主要由晚泥盆世至早二叠世的火山岩组成,其形成与南北天山洋盆演化有关.晚泥盆—早石炭世大哈拉军山组火山岩为天山南北洋盆大洋板块俯冲而成的钙碱性火山岩,晚石炭世伊什基里克组火山岩为挤压环境向拉张环境过渡的钙碱性火山岩和碱性火山岩,早二叠世乌郎组火山岩为后造山具裂谷特征的双峰式火山岩组合.     

塔里木盆地古生代构造格架与沉积特征

本文以板块构造理论为主线，应用最新的物探成果和钻井资料，分析了前古生代塔里木盆地地球动力学背景和寒武－奥陶纪、志留－泥盆纪、石炭－二叠纪板块构造演化所形成的盆内隆坳构造格架与沉积特征，认为古生代克拉通原型盆地的发育、各时期的沉积相带分布与沉积建造以及下古生界东厚西薄、上古生界东薄西厚的厚度特征，都是不同地质时代构造演化控制的结果。     

东天山南北两侧早二叠世沉积演化的差异性对比

在前人研究成果和野外地质调查的基础上,系统研究了东天山南北两侧（准噶尔东缘和吐哈北缘）早二叠世沉积序列、岩相组合、古流向及盆地演化。研究表明,早二叠世准噶尔盆地东缘石人子沟组和塔什库拉组发育枕状玄武岩、流纹岩等双峰式火山岩建造和海相砂、泥质及碳酸盐岩复理石相沉积,并含有大量的海相生物化石,指示了海相裂谷盆地环境。吐哈北缘发育依尔希土组,以安山岩、流纹质火山岩及火山碎屑岩夹陆相碎屑岩为主,表现为陆相裂谷盆地环境。东天山南北两侧古流向及物源显示,东天山北侧,早二叠世古水流指向东南方向,在其南侧古水流指向西北部凹陷区,并且物源主要来自下伏前二叠纪岩石建造,表明早二叠世时期东天山博格达地区为汇水沉积区,且由东至西分别发育陆相和海相裂谷盆地,至早二叠世末期整体演化为陆相坳陷盆地。而导致东天山南北两侧早二叠世沉积环境迥异的原因是,石炭纪博格达裂谷东段祁家沟-天池地区和西段吐哈北缘地区演化的差异,造成随后的闭合阶段中东段早闭合、沉积环境“突变”,西段晚闭合和沉积环境“渐变”的不同过程。     

西准噶尔晚古生代残余洋盆消亡时间与构造背景研究

准噶尔西北缘克拉玛依蛇绿岩套及其上覆陆相火山-沉积岩系的研究表明,西准噶尔晚古生代残余洋盆是继承早古生代洋盆发生的,沉积作用基本连续,但同位素年代学研究表现出明显的早古生代和晚古生代两个阶段。残余洋盆的消亡是一个"软碰撞"过程,残余洋盆整体隆升消亡后,经历了329～320Ma、310～295Ma及290Ma三次构造-岩浆事件,爆发三期陆相火山喷发,形成巴塔玛依内山组、哈尔加吾组、卡拉岗组三个陆相火山-沉积岩系,准噶尔西北缘的佳木河组是跨越石炭-早二叠世包括多期火山-沉积作用的产物。晚古生代侵入岩经历了由小型浅成闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩系列向大型深成富碱花岗岩系列的转化,可能是花岗闪长质过渡型地壳向花岗质成熟大陆壳转化的深部作用过程的反映。