天山东段“北天山洋”构造涵义及演化模式再认识

准噶尔-吐哈地块与伊犁-中天山地块之间分布着多条时代和类型各不相同的古生代蛇绿混杂岩带,前人一般将这些蛇绿混杂岩统一视为北天山洋盆的纪录,并由此推断该洋盆的时代跨度至少始自寒武纪并一直持续到晚石炭世甚至二叠纪。本文基于近几年在东天山地区地质调查工作的新成果,通过新界定的以康古尔塔格-大草滩蛇绿混杂岩带为代表的北天山洋两侧志留纪—泥盆纪活动大陆边缘物源性质和生物古地理对比,对北天山洋的构造属性和演化过程进行了重新厘定。研究揭示,志留纪—早泥盆世,北天山洋两侧的准噶尔-吐哈地块和伊犁-中天山地块分属于不同的物源体系和生物古地理区系,指示该洋盆具有显著的构造古地理分隔意义。至中泥盆世,北天山洋两侧隶属同一生物大区的珊瑚动物群指示该洋盆已演化至残余洋盆阶段;晚泥盆世晚期—早石炭世,天山地区广泛分布的陆相磨拉石-火山岩建造与下伏岩系之间的区域性角度不整合关系以及南北两侧物源的相互贯通说明东天山段的北天山洋已完全闭合,南北陆块的碰撞缝合应发生在此前的晚泥盆世早期(~370 Ma)。 石炭纪—早二叠世,可能受南部南天山洋北向俯冲及板片后撤作用影响,在前期已经碰撞拼合形成的统一准噶尔- 吐哈-中天山地块之上,沿康古尔-雅山一带重新裂解出具不成熟洋壳的康古尔弧后有限洋盆。该有限洋盆存续至 早二叠世早期(~290 Ma)最终闭合,其与北天山洋盆是两个不同阶段不同性质的洋盆体系。     

东天山大地构造演化的成矿示踪

矿床是大地构造演化的重要指示标志,矿床特征和时空分布格局为重建东天山地区大地构造演化提供了新的制约。研究表明,夹于吐哈地块和中天山地块之间的东天山古生代造山带,在空间上可分为吐哈盆地南缘铜矿带(北带)、康古尔金矿带(中带)和阿齐山—雅满苏铁(铜)-银多金属矿带(南带)3个不同的构造-地层(岩浆)-成矿带。在时间上东天山造山带具有明显的三阶段演化性:(1)吐哈盆地南缘奥陶—泥盆纪为活动大陆边缘,形成了包括VMS型铜锌矿床和斑岩型铜矿床在内的古陆缘成矿系统;晚泥盆世末—早石炭世初古洋壳向北俯冲关闭,中天山地块增生拼贴到吐哈地块(属哈萨克斯坦—准噶尔板块组成部分)南缘。(2)早石炭世(维宪期)沿康古尔缝合带再次拉张,形成石炭纪裂陷槽火山-沉积岩系及相应的层控成矿系统(VMS型铜锌矿床、火山岩型铁(铜)矿床、自然铜矿床),裂陷槽封闭过程中发育了夕卡岩型银多金属矿床。(3)早二叠世形成与幔源岩浆底侵作用有关、跨构造单元发育的铜镍硫化物成矿系统和与剪切活动有关的金矿床。依据上述认识,对东天山地区的矿产勘查提出了新建议。     

新疆北部主要金属矿产与构造演化

新疆北部古生代可划分为3大古板块：西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块和塔里木板块。3个板块之间存在的大洋分别是准噶尔－北天山大洋和南天山大洋。正是这些板块和已经消失了的大洋壳之间的相互作用，决定了该区大地构造演化的基本特征，控制着大地构造格局和矿产分布。古生代新疆北部构造活动极为活跃。此期间，西伯利亚板块不断向南增生，塔里木板块向北运动。塔城地块属哈萨克斯坦板块的一部分，阿尔泰地块从奥陶纪初就随着萨彦—蒙古洋的闭合成为西伯利亚板块的一部分，准噶尔地块在石炭纪初增生于西伯利亚板块西南缘，当时北天山存在较大…     

新疆东部新元古代晚期和古生代构造格局及其演变

基于笔者近20年来对新疆东部地质构造的研究和对前人地质地球物理资料的深入分析，本文系统讨论了新疆东部新元古代晚期和古生代的地壳形成与演化。该区古生代的构造单元被划分为阿尔泰地块、额尔齐斯断裂带、东准噶尔古生代造山带、准噶尔地块、东天山造山带和库鲁克塔格地块。该区古生代地壳构造演化包括震旦纪-石炭纪洋陆格局的变迁、石炭纪末至二叠纪后碰撞壳幔相互作用等两个阶段。其洋陆格局的变迁包括古生代早期萨彦洋、早古生代阿尔曼太尔洋、晚古生代卡拉麦里洋、古生代北天山洋和南天山洋的打开与关闭，其中两个天山洋盆可能为一个洋盆，大体上可以对比为中亚地区的古亚洲洋北支斋桑洋，阿尔曼太洋和卡拉麦里洋可能为西伯利亚古陆的边缘洋盆；而古亚洲洋南支的乌拉尔一南天山洋向东是否延伸到新疆东部，还有待于进一步研究。新疆东部的后碰撞构造演化包括三期重大地质事件：①300Ma前后的以中酸性为主的大规模岩浆活动；②280Ma前后的包括幔源岩浆在内的双峰式岩浆活动；⑧二叠纪中晚期(可能延续到三叠纪)的大规模地壳走滑运动。在此基础上，对新疆东部新元古代晚期和古生代构造演化与古亚洲洋演变的关系进行了探讨，并对仍然存在的主要相关问题进行了总结和归纳。     

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。     

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).     

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)。     

东天山板块构造基本特征

依据沉积建造、构造岩石组合、变形、变质、古生物分区、地壳结构、地球物理、地球化学等特征重新划分了东天山的板块构造格局，并对区内５个二级板块单元的基本特征进行了对比总结。康古尔塔格—喀尔力克岛弧系发育泥盆—石炭系岛弧拉斑玄武岩—安山岩，为活动大陆边缘产物；阿奇山—雅满苏岛弧系发育石炭系，４个火山—沉积旋回表明其为典型的活动边缘，无序地层苦水组为海沟区浊积岩；北山可二分，北部与中天山可对比，为早古生代岛弧，南部可与南天山对比，为晚古生代弧后盆地。康古尔塔格—黄山深断裂为准噶尔板块与塔里木板块的分界线，沿断裂发现有巨型韧性剪切带、混杂岩、海沟杂砂岩、大洋岩残片、无序拼合混杂带、碰撞花岗岩等，表明康—黄断裂为南北两板块的俯冲—碰撞带。     

北祁连早古生代洋盆是裂陷槽还是大洋盆——与葛肖虹讨论

北祁连早古生代洋盆是裂陷槽还是大洋盆,是一个有争论的问题。文中讨论了蛇绿岩中保存的代表大洋盆存在的印记。认为被夹持于华北地块和柴达木地块之间的北祁连早古生代造山带属于板块增生杂岩带,是由海洋岩石圈残片、消减杂岩、岛弧增生楔等组成的(或许还包括一部分残留陆块).指出北祁连蛇绿岩属于科迪勒拉型,暗示北祁连在早古生代时可能曾经是一个规模较大的洋盆,而非裂陷槽。华北地块和柴达木地块的规模很小,只不过是浩瀚海洋中散布的微小陆块而已。     

初论环准噶尔斑岩铜矿带的地质构造背景与形成机制

准噶尔地区构造-岩浆-成矿带具环准噶尔地块分布的特征,这一格局是准噶尔地区古生代大地构造演化的结果。哈萨克斯坦-准噶尔板块在北侧古亚洲洋与南侧南天山洋的俯冲下不断侧向增生,并形成与岩浆作用伴生的火山岩型铜铁多金属矿带、斑岩铜钼金矿带与浅成低温金矿带。哈萨克斯坦-准噶尔板块与西伯利亚板块和塔里木板块碰撞发生了强烈挤压-剪切变形,并导致准噶尔地块发生逆时针旋转,从而造成构造-岩浆-成矿带发生位移、呈环状分布于准噶尔地块周边。环准噶尔斑岩铜矿形成于俯冲成因的大陆岛弧、大洋岛弧与弧后盆地及后碰撞阶段板内4种构造背景,晚古生代是成矿的高峰时期。     

南天山区域大地构造与演化

塔里木和中天山之间的南天山造山带,经历了复杂的构造演化与地壳增生过程。综合分析南天山造山带的构造、地层、古生物、岩石、地球化学和同位素年代学等方面的资料,特别是放射虫、蛇绿岩、蓝片岩等方面的最新研究成果,讨论了南天山的区域构造格局和演化过程。南天山主体为一上百公里宽的增生-碰撞混杂带-南天山(蛇绿)混杂带;其北侧为中天山岛弧,是仰冲壳楔;南侧为塔里木陆块,是俯冲壳楔。古南天山洋为一广阔的大洋,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末-三叠纪初,新近纪-第四纪进入陆内造山作用阶段。     

关于古亚洲洋构造演化研究的几点思考

古亚洲洋不是西伯利亚陆台和华北地台间的一个简单洋盆,而是在不同时间、不同地区打开和封闭的多个大小不一的洋盆复杂活动(包括远距离运移)的综合体.其北部洋盆起始于新元古代末-寒武纪初(573~522Ma)冈瓦纳古陆裂解形成的寒武纪洋盆.寒武纪末-奥陶纪初(510~480Ma),冈瓦纳古陆裂解的碎块、寒武纪洋壳碎块和陆缘过渡壳碎块相互碰撞、联合形成原中亚-蒙古古陆.奥陶纪时,原中亚-蒙古古陆南边形成活动陆缘,志留纪形成稳定大陆.泥盆纪初原中亚-蒙古古陆裂解,裂解的碎块在新形成的泥盆纪洋内沿左旋断裂向北运动,于晚泥盆世末到达西伯利亚陆台南缘,重新联合形成现在的中亚-蒙古古陆.晚古生代时,在现在的中亚-蒙古古陆内发生晚石炭世(318~316Ma)和早二叠世(295~285Ma)裂谷岩浆活动,形成双峰式火山岩和碱性花岗岩类.蒙古-鄂霍次克带是西伯利亚古陆和中亚-蒙古古陆之间的泥盆纪洋盆,向东与古太平洋连通,洋盆发展到中晚侏罗世,与古太平洋同时结束,其洋壳移动到西伯利亚陆台边缘受阻而向陆台下俯冲,在陆台南缘形成广泛的陆缘岩浆岩带,从中泥盆世到晚侏罗世都非常活跃.古亚洲洋的南部洋盆始于晚寒武世.此时,华北古陆从冈瓦纳古陆裂解出来,在其北缘形成晚寒武世-早奥陶世的被动陆缘和中奥陶世-早志留世的沟弧盆系.志留纪腕足类生物群的分布表明,华北地台北缘洋盆与塔里木地台北缘、以及川西、云南、东澳大利亚有联系,而与上述的古亚洲洋北部洋盆没有关连,两洋盆之间有松嫩-图兰地块间隔.晚志留世-早泥盆世,华北地台北部发生弧-陆碰撞运动,泥盆纪时,在松嫩地块南缘形成陆缘火山岩带,晚二叠世-早三叠世华北地台与松嫩地块碰撞,至此古亚洲洋盆封闭.古亚洲洋的南、北洋盆最后的褶皱构造,以及与塔里木地台之间发生的直接关系,很可能是后期的构造运动所造成的.     

论东秦岭前寒武纪的构造演化特征

本文研究的范围主要涉及东秦岭的北部地区——北秦岭(即旧称“秦岭地轴”)。作者着重讨论了秦岭造山带的杂岩(秦岭杂岩、宽坪杂岩和陶湾杂岩)和太华杂岩的岩石组合、原岩建造、岩石化学、地球化学技其地质构造特征。提出秦岭杂岩是在中元古代时期因华南洋壳海域的岩石圈断块沿华北断块南缘向北俯冲引起断块区基底开裂,向南漂离而形成的块体。宽坪杂岩与陶湾杂岩是在秦岭杂岩块体向南漂离过程中形成的以洋壳为底的边缘海盆地的产物。经晋宁运动,边缘海闭合,形成早期的北秦岭造山带。     

中天山巴仑台地区变形花岗岩类LA-ICP-MS-U-Pb年代学及其构造意义

本文对巴仑台地区中天山南北边缘的变形花岗岩体进行了详细的锆石LA-ICP-MS-U-Pb年代学研究。中天山北缘花岗质片麻岩中岩浆锆石结晶年龄为630.0±5.0 Ma,代表了中天山微陆基底的新元古代岩浆事件年龄;其变质增生锆石边的年龄为440.9±3.3 Ma,精确限定了中天山北缘洋盆闭合与碰撞造山作用的时代为早志留世。中天山南缘糜棱岩化花岗闪长岩中岩浆锆石结晶年龄为389.5±3.2 Ma,指示出中天山南缘洋壳在中泥盆世向北俯冲形成陆缘岩浆弧;其变质增生锆石边的年龄为362.1±4.3 Ma,精确限定了中天山南缘洋盆闭合与碰撞造山作用的时代为晚泥盆世末期。研究结果还表明中天山微陆块具有年龄为2.5Ga和1.8Ga的古老结晶基底。     

北天山前陆盆地中段成煤及后期构造演化

早石炭世哈萨克斯坦板与塔里木板块碰撞拼接，古亚洲洋闭合，褶皱隆起形成造山带，与其相邻的地块由于造山带隆升产生的构造负荷作用，引起岩石圈挠曲，在天山造山带南北两侧形成前陆盆地。前陆盆地演化过程中，不仅形成丰富的能源矿产，而且记载了造山发展演化的历史。     

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。     

陆内软碰撞带的鉴别及伸展裂谷海盆地的聚合封闭过程

通过成因地层对比、构造形态和盆地演化过程分析,在黔中南至桂西鉴别出一条NNE向延续的陆内软碰撞带。它是在伸展裂谷海盆地(再生陆间海)聚合封闭过程中,由活动大陆边缘向被动大陆边缘缓慢仰冲而形成的。与其同期形成的还有晚三叠世黔西滇东前陆盆地,萍乐残留弧后盆地和十万大山及龙岩后陆盆地。软碰撞带的出现,不仅掩盖了晚二叠世至中三叠世陆间海的深海沉积和洋壳基底,而且造成碰撞带两侧的地层、构造和古地理环境的不连续,同时对盆地矿产的分布和再富集也有直接影响。