塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析,对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究,重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理,并对盆地原型成因进行分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构,北部强烈角度不整合在南天山海西期褶皱带,南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上,南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲,克拉苏构造带为深湖,南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上,地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘,南天山洋闭合期为前陆隆起带,发育基底断裂和断块差异活动,在中生代有继承性活动,晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形,成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。     

北天山乌鲁木齐河流域面积-高程积分及其地貌意义

定量构造地貌研究有助于理解构造与地表过程之间的耦合关系及其对地形地貌发育的影响,数字高程模型(DEM)和地理信息系统(GIS)空间分析技术的结合为开展这方面的研究提供了新途径.利用这一方法,对北天山乌鲁木齐河流域进行地貌计量指标的综合分析.构造上,乌鲁木齐河流域分为山前坳陷区、南山隆起带、后峡断陷带以及天山主脉等构造分区.本文首先分析了DEM数据精度、流域面积与空间分布特征对面积-高程积分的潜在影响,根据分析结果,选择合适的面积阈值对乌鲁木齐河流域开展面积-高程积分分析,进一步结合高程频率分布特征探讨该流域地形地貌演化特征.结果表明,1)面积-高程积分受DEM数据精度的影响不显著,但其具有明显的流域面积和空间依赖性;2)基于面积-高程积分分析,乌鲁木齐河流域各构造分区的地貌演化阶段存在差异,除后峡断陷带地貌演化趋于老年阶段外,其余均处于壮年演化阶段;3)各构造分区平均高程频率分布状态表明,山前坳陷区、南山隆起带和天山主脉地形目前均处于前均衡—均衡状态演化阶段,后峡断陷带地形则为后均衡演化阶段.     

中国西部古亚洲与特提斯两大构造域划分问题讨论

构造域是岩石圈划分中最大一级构造分区,一般将大洋岩石圈及与相邻大陆相互作用的构造带归为同一构造域,其实质是强调以大洋岩石圈为主导动力源.在梳理青藏高原北部造山带、天山-兴蒙造山带数十条蛇绿构造混杂岩带时代、性质的基础上,结合古生代古地理编图研究成果,提出中华古陆(地)块群在古生代时期为介于古亚洲洋和特提斯洋间的陆链.现今的天山-兴蒙造山带是古亚洲洋与不同性质陆块相互作用的结果,属古亚洲构造域组成部分,秦、祁、昆造山带是特提斯洋与中华古陆(地)块群相互作用结果,属特提斯构造域有机组成部分.     

西天山中新生代古高程恢复研究

横亘中亚的天山山脉是全球大陆中的一条重要构造带, 其绵延超过2 500 km, 总体上呈近东西向延伸, 与昆仑山—阿尔金山、阿尔泰山和塔里木盆地、准噶尔盆地共同构成了“三山夹两盆”的独特构造地貌格局。天山造山带在早二叠世期间开始解体, 三叠纪遭受区域剥蚀夷平, 侏罗纪由于板内伸展形成一系列伸展盆地, 新近纪以来天山地区发生强烈的陆内变形作用。因此, 中新生代天山造山带的隆升不仅受控于新生代印度与欧亚两个大陆强烈碰撞产生的远距离效应, 还受控于古生代板块俯冲与碰撞造山作用所形成的基底构造的制约。天山新生代的隆升与剥露历史, 是研究亚洲大陆内部造山带的运动学和动力学过程的重要途径之一, 通过相应的野外调查和测试手段, 对天山的中新生代古高程进行恢复, 对于天山地区新生代以来的气候、矿产保存以及反演印亚碰撞的远程效应方面都具有明显的意义。     

天山新构造造山带特征与铀成矿区划分

天山新构造造山带,泛指东自中蒙边界戈壁天山、西至乌兹别克斯坦西北端,全长约5 000 km的东西向新生代跨国山系,归属于亚欧东西向活化构造带。该带也是全球最著名的铀成矿造山带之一。笔者根据活化构造理论和大地构造控矿的观点,基于该造山带不同区段地质特征的对比分析,提出天山新构造造山带与铀成矿单元相对应的3级划分方案,并对国内新疆天山地区的找矿工作提出建议。     

天山东段推覆构造研究

本文概括性总结了天山东段大型推覆构造的基本特征。根据地质证据和同位素年龄,东天山存在早古生代末,晚古生代晚期和新生代三期推覆构造;根据推覆构造分布规律及构造背景,在平面上划分为五大推覆带、9个大型韧剪带;根据出露岩石的矿物变形相将东天山推覆构造划分为深、中深和浅三个深度层次;通过韧剪变形组构的观察分析,确定了多期韧性变形性质与运动方向。糜棱岩中超微构造、古应力及小构造变形缩短率测量统计,证明东天山推覆变形具有显著的地壳缩短增厚作用。新生代板块碰撞导致本区中新生代盆地基底向造山带A型俯冲,造山带向盆地推覆,其结果就构成了今日看到的镶嵌状盆地-山脉构造地貌景观。     

南天山中央地块的厘定与古气候事件

古气候变化与地质构造演化有着一定联系 ,构造活动的结果将引起地球表面海陆分布、陆地古纬度、火山活动、山脉形成以及地形地貌的巨大变化 ,是直接影响古气候的重要因素。根据志留—泥盆纪构造古地理再造、深部层次变形、基底时代、深部构造特征、构造混杂带研究 ,在确定南天山中央地块构造演化的基础上 ,探讨泥盆纪南天山构造火山作用与古气候及层孔虫绝灭事件的关系     

通过碎屑低温年龄恢复西南天山古高度

目前使用低温年代学来恢复造山带古地形,主要是采用在造山带内部采样来做原地高度的恢复。本文提出用碎屑颗粒低温年代学来恢复造山带平均古高度变化率的方法,即通过山间盆地或山前堆积碎屑物大量的单颗粒年龄,获取蚀源区大面积的、区域性的平均剥露速率,进而通过均衡校正计算出蚀源区的平均古高度变化率,为造山带古地形恢复提供了新的途径。本文以西南天山为例进行尝试,通过已发表的339个碎屑颗粒裂变径迹年龄,获得西南天山的68 Ma(年龄峰期)的剥露速率为0.740.60km/Ma,平均古高度变化率为0.150.23km/Ma、0.120.19km/Ma(降低率)。显示西南天山在68 Ma以来发生了比较快速的剥露,如果不考虑构造抬升等因素,平均古高度也发生了比较快速的降低,如果按8 Ma以来计算,则正好降低了1 0001 500m。     

中国天山地槽的形成和发展特征

在过去的资料和两年来天山构造分队工作成果的基础上,用多旋回构造观点结合板块构造的理论,对中国天山地槽的形成、发展与演化的基本特点提出以下认识供讨论,不妥之处希指正.一、中国天山地槽发生的地质背景天山地槽位于西伯利亚古大陆与古中国大陆之间的中亚一蒙古古洋区南缘(或称北方)海槽南缘).该地槽区,具有相向离陆向洋不对称迁移的明显特点,致使陆缘区不断“固化”、大陆增生、古海槽消失、古大陆对接,这是地质界公认的地质事实.天山地槽是处于塔里木大陆型地壳与北方海槽大洋型地壳之间的过渡型地壳的部位.确切地说,它的基底性质南部属大陆(塔里木地台)的活动边缘,北部属古洋壳的南缘,整个基底性质是固结性差.结构不均一.活动性较强.这是天山地槽发生和该褶皱带形成的地质前提.     

中天山北缘青铝闪石和多硅白云母的发现及其地质意义

新疆中天山北缘存在一条早古生代构造混杂岩带。在该带东段乌斯特沟和干沟混杂岩中，发现了蓝闪石类矿物和多硅白云母。经电子探针分析，蓝闪石类矿物为青铝闪石，形成时压力为６７×１０５ｋＰａ。测得多硅白云母的ｂ０值为９０４１Ａ，晶体结构式中的离子数Ｓｉ平均为３４３。这些高压矿物的发现为确定中天山北缘构造混杂岩带的变质相提供了确凿的证据，从而为研究天山造山带的构造演化和古板块的活动史提供了必要的基础资料     

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。     

塔里木盆地西北缘四石厂地区下二叠统沉积与物源记录及其反映的构造演化

石炭纪-二叠纪南天山洋-塔里木盆地北部陆缘构造演化众说纷纭.选择塔里木盆地内紧靠南天山的四石厂剖面,针对下二叠统康克林组露头,在沉积、碎屑组分、重矿物组合分析基础上,重点通过LA-ICP-MS分析砂岩样品碎屑锆石的原位U-Pb和Lu-Hf同位素特征,解析其年代学、物源特征及构造演化等信息.研究显示,砂岩样品碎屑组分基本都落入陆块物源区和成熟岩石与稳定构架合并处,重矿物组合以稳定重矿物为主,反映稳定的大地构造背景.砂岩碎屑锆石定年结果显示5组年龄:407~501 Ma、755~873 Ma、889~1 129 Ma、1 792~2 079 Ma、2 393~2 496 Ma,主要反映了5期构造热事件.对比潜在物源区,塔里木盆地内古隆起可能为主物源,与西昆仑-阿尔金造山带剥蚀物源相关的塔里木盆地内前二叠纪沉积也可能提供部分再旋回物源.物源特征显示,虽然南天山洋已经闭合,但直到早二叠世阿瑟尔期仍然没有大规模隆升,洋盆闭合事件对塔里木盆地西北缘构造格局和物源体系影响较小.对比前人研究成果认为,早二叠世从阿瑟尔期至萨克马尔期,柯坪地区的物源结构发生重大变化,由盆地内古隆起单一物源转变为盆内和造山带双重物源.已经闭合的南天山洋盆在萨克马尔期开始隆升造山,成为塔里木西北缘的一个重要物源区.      

新疆南天山西段中新生代构造变形与盆山耦合机制探讨

南天山西段山峦叠嶂,沟壑深切,褶皱强烈,断裂纵横。构造演化与中生代以来新疆地区的强烈隆升以及其后的塔里木盆地大规模断陷密切相关,受典型的盆山耦合机制控制。从卷入褶皱作用的地层展布和区域构造变形特征分析,新疆地区在原塔里木地块的基础上,由于大规模地慢物质上涌,于中生代晚期发生强烈隆升,并在隆升的北西缘西南天山一带形成北东东向构造岩浆带。新生代以来,由于新疆隆起轴部强烈的热减薄作用,导致隆起中部发生大规模裂陷,并逐渐形成塔里木断陷盆地。与此同时,构造岩浆活动形成的南天山西段造山带与塔里木断陷盆地构成了较大的（地形）位势差,进而引起南天山西段由北西向南东拆离滑脱。第一期形成的区域性褶皱被改造成一系列倒转褶皱,往往表现出北西翼平缓,地层出露齐全,南东翼陡倾或倒转,甚至在某些背斜倒转翼形成较大规模的逆冲推覆构造,同时相伴产生多条北西向走滑断裂,以调节沿走向滑脱拆离幅度的不均匀性。因此,南天山西段,甚至整个新疆地区,中新生代的区域构造演化应从盆山耦合的视角分析其地球动力学过程。这也许是解开西南天山复杂变形历史的钥匙。     

中天山基底与塔里木克拉通的构造亲缘性

中天山基底与塔里木克拉通的构造亲缘性问题涉及中亚大地构造单元的划分,倍受学术界关注.在诸多学者的研究基础上,特别是塔里木北缘物质成分和年代学成果基础上,通过区域地质调查,对托克逊县干沟与和静县阿拉沟两地的前南华纪地层序列及其岩石组合进行了专门研究,并筛选出4件浅变质砂岩样品做碎屑锆石U-Pb测年研究,获得165组年龄数据.结果表明,发育在中天山地区的前南华纪地层序列、岩石组合、地层接触关系、沉积环境与塔里木北缘的基本一致,可比性好,揭示了二者之间密切的构造亲缘性.其Th/U比值密集分布在0.4～4.0,表明岩浆锆石占绝大多数.锆石U-Pb测年产生了4个年龄峰值,分别为950Ma、1 550Ma、1 920Ma和2 480Ma,表明中天山较好地保存了元古代的4次重大构造-岩浆活动信息.这些年龄峰值在塔里木陆块均有对应岩浆体的发育,也与塔里木周缘的前寒武纪年龄谱吻合,进一步佐证了中天山基底与塔里木克拉通曾经是一个统一块体的认识.结合区域构造分析,认为中天山陆块是在南华纪以来,逐渐从塔里木克拉通拉张裂离出来的;伴随早古生代天山洋的俯冲,一个奥陶纪-志留纪火山弧发育在这个裂离的中天山陆块之上.     

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。     

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。     

论东天山觉罗塔格造山带的大地构造属性

觉罗塔格造山带位于吐哈盆地和中天山地块之间，长期以来，关于该造山带的大地构造属性争论较多，有晚古生代岛弧带、弧后盆地、裂陷槽、古生代陆缘增生带、石炭纪火山岩型被动陆缘等不同认识。基于晚古生代早期觉罗塔格地区处于板内拉张的动力学背景，而非挤压碰撞环境，结合对带内早石炭世雅满苏组火山—沉积建造较为系统的岩石学、岩石化学及岩石地球化学研究，认为觉罗塔格造山带应为一拉张型构造—岩浆岩带。     

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。     

塔里木地块北部横向构造及断条模式

提要:塔里木盆地北部与西南天山毗邻区域发育的浅部构造系统是喀什坳陷—柯坪塔格逆冲推覆构造带—库车前陆坳陷冲断带,它们在山前以1～3排方式平行造山带展布,是一套由底板滑脱断坪和断坡构成的逆冲推覆系统,具有明显的横向分段性;该区深部构造系统却是一组以北西向为主展布的断条构造,并可以划分出4个一级断条构造。笔者从构造层变形、重力、航磁异常场及天然地震平面分布密度等几个角度,对区内深部横向构造系统进行了研究,并利用天然地震深度/频次统计结果,识别出圈层拆离解耦面的深度分布,进而探讨了深部横向构造运动的岩石圈地壳圈层归属,对区域北西向横向构造系统做了详细的论述。本文选择喀拉玉尔滚断裂带和库尔勒断裂带进行重点解剖,研究了横向构造与浅部构造的转换关系,最终提出了塔里木地块北部断条构造几何学运动学模式,即塔里木地块深部向北西方向运动受到古西南天山的阻挡性约束而“被迫”俯冲,岩石圈地壳发生拆离解耦,原有的横向构造——北西向构造带(断裂带)被激活,使得俯冲系统以断条为单位进行俯冲;在俯冲过程中,岩石圈地壳的拆离及横向构造被激活的方向是从约束体(南天山)附近开始,向塔里木盆地(北部)的腹地方向推进,因此,越是接近造山带区域,断条俯冲状态的差异越明显,横向分段性越突出;而正因为塔里木地块以断条形式向南天山的俯冲行为,使得山前坳陷冲断带(及天山)发生分段。     

新疆双亚幔柱模式及其控矿机制

文章简述了新疆地区的地质理论研究成果、矿产地质特征,认为准噶尔、塔里木双亚幔柱是新疆金属矿产呈现"8"字型分布的主要控制因素;双亚幔拉主体形成时期分别为石炭纪和二叠纪。准噶尔亚幔柱斜向天山造山带,塔里木亚幔柱近垂直,前者作用强烈、短暂,后者温和而漫长。准噶尔、塔里木盆地周缘薄弱带与内部构造体制为地幔深源岩浆及后碰撞造山岩浆的上侵提供了通道。天山造山带形成于晚石炭世,它受双亚幔柱挤压隆起作用有限,成矿局部叠加;二叠纪以来,以相对南北向挤压为主,是能源矿产主要形成时期;阿尔金、昆仑等山脉在新近纪快速隆升。基于幔枝构造启示,建议金属矿产地质找矿勘查与石油、煤炭及铀矿地质勘查展开合作,在准噶尔、塔里木两盆地内进行金属矿产综合找矿。