新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的形成和侵位时限——来自辉绿岩和凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是中亚造山带中最具代表性的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的形成和关闭时限一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素方法,获得卡拉麦里蛇绿岩中辉绿岩的年龄为416.7Ma±3.2Ma,代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄。不整合于蛇绿岩之上的地层凝灰岩的年龄为343.0Ma±5.0Ma,限定了卡拉麦里蛇绿岩侵位时代的上限,同时也为沉积盖层提供了可靠的年龄依据。即卡拉麦里蛇绿岩所代表的古大洋形成于早泥盆世洛霍考夫期,闭合于早石炭世杜内期前。卡拉麦里蛇绿岩形成和侵位时代的准确限定对研究东准噶尔的构造演化和古生代中亚地区构造格局提供了重要的制约。     

红柳峡韧性剪切带形成时代及其对准噶尔洋盆闭合时限的约束

东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带是新疆一条重要的蛇绿岩带,地质学家对其所代表的准噶尔洋的闭合时限一直存在不同看法.我们在开展东准噶尔区域构造研究的过程中,发现红柳峡地区近东西向的片理带为韧性剪切带、且截切卡拉麦里蛇绿岩带.宏微观构造特征显示其为右旋韧性剪切带,形成于野马泉弧与准噶尔地块的碰撞过程.对韧性剪切带中的博尔羌吉糜棱岩化花岗岩和花岗质超糜棱岩开展了锆石SIMS U-Pb定年研究,结果显示糜棱岩化花岗岩锆石的谐和年龄为348.1±2.8Ma、206Pb/238U年龄的权平均年龄为348.2±2.7Ma,花岗质超糜棱岩锆石谐和年龄为343.2±2.6Ma、206Pb/238U年龄的加权平均年龄为为343.5±2.6Ma.超糜棱岩中的锆石多为新生锆石,其年龄可代表韧性剪切带的形成时间,即该韧性剪切带形成于343.2Ma.这意味着以卡拉麦里蛇绿岩带为代表的准噶尔洋在343Ma前已关闭、东准噶尔地区在早石炭世末期已进入碰撞造山阶段.     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的形成和侵位时限——来自辉绿岩和凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是中亚造山带中最具代表性的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的形成和关闭时限一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素方法,获得卡拉麦里蛇绿岩中辉绿岩的年龄为416.7Ma±3.2Ma,代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄。不整合于蛇绿岩之上的地层凝灰岩的年龄为343.0Ma±5.0Ma,限定了卡拉麦里蛇绿岩侵位时代的上限,同时也为沉积盖层提供了可靠的年龄依据。即卡拉麦里蛇绿岩所代表的古大洋形成于早泥盆世洛霍考夫期,闭合于早石炭世杜内期前。卡拉麦里蛇绿岩形成和侵位时代的准确限定对研究东准噶尔的构造演化和古生代中亚地区构造格局提供了重要的制约。     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带两侧志留系—石炭系沉积和构造特征分析及其意义

卡拉麦里蛇绿岩带位于新疆准噶尔盆地东北缘,查明卡拉麦里蛇绿岩所代表的古洋盆形成和闭合时代,是新疆东准噶尔乃至古亚洲洋演化历史的关键地质问题之一。本文通过对蛇绿岩带两侧志留—石炭系的岩石组合、结构构造、接触关系以及生物化石等沉积-构造特征的对比分析,揭示卡拉麦里构造带古生代的构造演化。在卡拉麦里蛇绿岩带北侧,广泛发育上志留统、下泥盆统与中—上奥陶统和加里东期花岗岩的角度不整合,普遍缺失下志留统,不整合面之下的奥陶系为变质达绿片岩相的安山岩为主,而在蛇绿岩带南北两侧的中、上志留统—泥盆系—下石炭统沉积体系特征相似,可以对比:地层间整合接触,产状平缓,褶皱、断裂构造和变质作用均不发育,主要为开阔的短轴背斜、向斜,与卡拉麦里蛇绿混杂岩带中的强变形构造明显不同;岩石组合都以火山碎屑岩为主,多见交错层理等沉积构造,产门类众多的动植物化石,反映了滨—浅海相的沉积环境。以上说明,卡拉麦里构造带晚古生代并不存在一个开阔的大洋,卡拉麦里蛇绿岩所代表的古洋盆在中志留世之前已经闭合。     

东准噶尔石炭系巴塔玛依内山组火山岩全岩Sm-Nd等时线年龄及其构造意义

东准噶尔地区石炭系巴塔玛依内山组火山岩分布广泛,规模巨大,目前对其形成时代及构造背景的认识还存在着较大的争议。以火山岩中的玄武岩、玄武安山岩为研究对象,进行了岩石学、岩石地球化学和Sm-Nd同位素地球化学方面的研究。结果表明,该套火山岩属高钾钙碱性火山岩系,微量元素和稀土元素特征相似,(143Nd/144Nd)i变化幅度小,εNd(t)和T2DM近乎相同,具同源岩浆演化特征和良好的封闭条件。利用Sm-Nd等时线定年方法获得的玄武岩全岩等时线年龄为(319.7±5.9)Ma,(143Nd/144Nd)i=0.512414±0.000006,MSWD=0.34,与区域地质构造背景和已有化石证据基本吻合,代表了火山岩的形成时代。准噶尔地区晚古生代区域构造背景复杂。位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块之间的古亚洲洋存在双向俯冲消减过程。南向俯冲带位于扎河坝-克拉玛依一线,俯冲作用至少延续至(319.7±5.9)Ma。持续的南向俯冲造就了东准噶尔地区扎河坝下泥盆统托让格库都克组火山岩代表的岛弧和卡拉麦里蛇绿岩代表的卡拉麦里不成熟弧后盆地的形成。东准噶尔地区石炭系巴塔玛依内山组火山岩就是该过程中不成熟弧后盆地的产物,成岩过程可能是:古亚洲洋持续南向俯冲,导致卡拉麦里地区幔源物质大量上隆并引起弧后扩张,并在消减沉积物和(或)俯冲洋壳脱水产生的流体作用下发生部分熔融,形成的玄武质岩浆不断底侵至壳幔边界,引起少量主体由古生代残余洋壳和岛弧体系组成的年轻下地壳物质部分熔融生成岩浆,并发生相互较完全的混合,而后随着混合岩浆的不断聚集和构造伸展作用的进一步持续,岩浆沿构造薄弱带快速上升至地表,喷发成岩。319.7~311 Ma左右的中亚造山带持续南向增生导致了卡拉麦里弧盆北侧古亚洲洋的消亡,并最终迫使卡拉麦里弧盆北向俯冲消减而闭合。     

新疆东准噶尔地区姜巴斯套组岩石学特征及构造意义

新疆东准噶尔地区姜巴斯套组构造上位于卡拉麦里断裂和清水—苏吉泉断裂之间,本文根据该套地层的野外地质特征、岩石学特征及古生物化石特征,讨论其形成时代。同时结合前人对卡拉麦里蛇绿岩研究的资料,以及蛇绿岩被早石炭统姜巴斯套组不整合覆盖,确定该洋盆闭合早于早石炭世,这对探讨东准地区构造演化有重要的科学意义。     

新疆北部卡拉麦里蛇绿岩中辉长岩的锆石U-Pb年龄及其构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是一套由以镁铁-超镁铁岩为主的构造岩块和不同岩性的基质组成的蛇绿混杂带,被认为是哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块之间的缝合带。由于其特殊的大地构造位置,该蛇绿岩对恢复区域构造演化具有重要意义。然而,在过去20多年里,有关其形成及就位时代的争议一直很大,其原因在于不同学者采用来自化石资料和同位素年龄方面的不同证据。本文选择该蛇绿岩套中保存相对完整的辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得了3个峰值年龄:406±1.8 Ma,514±5.1Ma和332±6.4 Ma。结合该区野外地质特征和前人资料分析,本文认为除514±5.1 Ma的年龄可能来自古老围岩中的残余锆石之外,另外两组年龄分别与蛇绿岩的形成和就位有关,前者代表卡拉麦里蛇绿岩的形成时间,后者则代表卡拉麦里蛇绿岩的构造侵位时间,即卡拉麦里洋盆形成于泥盆纪初期,最终闭合于早石炭世早期。     

新疆东准地区卡拉麦里蛇绿岩带中两类金矿床的可能成因

卡拉麦里蛇绿岩带中主要存在两类金矿床,即火山碎屑-沉积建造类和蛇绿岩杂岩建造类,可能分别代表了卡拉麦里金矿带中的两期成矿：早期为洋壳俯冲过程中深成热液的产物,晚期则与区域构造运动对早期形成的蛇绿岩相关富金地质体的改造有关,它们最初成矿物源一致,均与卡拉麦里蛇绿岩带中相关深成岩石组合有关。     

东准噶尔卡拉麦里断裂带的地质特征及其对中亚地区晚古生代洋陆格局重建的约束

卡拉麦里断裂带是新疆北部乃至中亚地区一条显著的大型断裂带,是在古生代洋盆关闭以后形成的。对于其前身古洋盆关闭过程中的古洋岩石圈板块的俯冲极性,在地质界有单向俯冲和双向俯冲2种对立的认识,对于该带是否是不同古板块之间的缝合带也存在截然不同的论点。根据２０多年来的研究积累和对前人资料的综合研究,简要地论述了该断裂带及其南侧地区的地质组成和构造变形特征,提出了该带是弧后盆地关闭的遗迹,其南侧为弧后盆地被动边缘,在该弧后盆地关闭的过程中古洋岩石圈板块向北俯冲的论点。最后,简要地探讨了该带对东准噶尔古构造－成矿格局演变和中亚地区古生代洋陆格局重建的制约。     

新疆北部大地构造研究中几个问题的评述——兼论地质图在区域构造研究中的重要意义

地质图是区域地质和大地构造研究的重要基础资料,认真研读地质图是大地构造学研究的重要途径。以新疆北部几个重要构造带为例,展示了地质图的分析、研读在大地构造研究中的重要意义。基于地质图分析并结合最新的研究资料,认为东准噶尔卡拉麦里造山带的碰撞时限不晚于早石炭世(370~340Ma);西准噶尔达拉布特构造带形成于石炭纪晚期,该带不具有板块边界或者俯冲-缝合带的属性;以巴音沟蛇绿岩带为代表的北天山洋盆的缝合时限在晚石炭世(325~316Ma)。由此推断,新疆北部地区洋盆俯冲和地体拼贴碰撞造山过程应该在晚石炭世之前完成。     

新疆北部卡拉麦里斜长花岗岩的锆石U-Pb年龄及其构造意义

新疆北部卡拉麦里构造带发育与蛇绿岩伴生的斜长花岗岩,其时代、成因及与蛇绿岩的关系是目前还存在争议的问题。本文报道了该斜长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学组成。研究表明,斜长花岗岩的成岩年龄为373Ma,εNd(t)与亏损地幔一致,与典型蛇绿岩中的斜长花岗岩有相似的微量元素特征,与卡拉麦里蛇绿岩中辉长岩有相似的平坦型稀土元素配分模式,两者在La/Sm-La图上符合结晶分异趋势。因此,卡拉麦里斜长花岗岩属于大洋斜长花岗岩,是来源于亏损地幔的基性岩浆通过结晶分异作用的产物,其成岩年龄373Ma代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成时代。     

新疆东准噶尔顿巴斯套金矿地质特征及矿床成因

新疆东准噶尔地区自北向南发育额尔齐斯、阿尔曼太、卡拉麦里三条大型构造带,南北两条构造带已发现大量造山型金矿,而阿尔曼太构造带与南北构造带具有相似的成矿地质背景,却未见造山型金矿的报道。因此,笔者等选取了该构造带最重要的金矿床——顿巴斯套金矿,开展了详细的岩相学、矿相学研究以及构造解析。研究表明,该矿床具有区域性断裂的次级断裂控矿、脆—韧性剪切带控矿、背斜核部控矿“三位一体”的控矿特征,其中,NW—SE向脆—韧性剪切带是最重要的控矿构造,金矿化显著晚于矿区赋矿岩浆岩——石英闪长玢岩,且该矿床与相邻构造带典型的造山型金矿地质地球化学特征相似。结合成矿流体具有中低温、富CO2的特征,综合认为顿巴斯套金矿是典型的造山型金矿。将该矿床成矿过程划分为3期：① 以产出草莓状黄铁矿为典型特征的沉积期;② 以黄铁矿压实、结核、重结晶为特征的成岩期;③ 以产出热液脉和金的矿化为典型特征的热液期。热液期进一步划分为两个阶段：以脆—韧性变形为主的铁白云石—石英—黄铁矿阶段和由脆—韧性变形向脆性变形转变的石英—钠长石—方解石阶段。黄铁矿可划分为6个世代、毒砂可划分为3个世代：① Py1为沉积成因的黄铁矿,具有草莓状、胶状等特殊结构;② Py2为成岩作用形成的黄铁矿,具有顺层分布、呈结核状等特征;③ 热液期毒砂Apy1,粒度20~50 μm,自形、半自形,常与金共生;④ 热液期毒砂Apy2,自形,粒度80~200 μm;⑤ 热液期黄铁矿Py3,他形—自形,粒度50~150 μm,以内部包体多、孔洞多为显著特征;⑥热液期黄铁矿Py4,半自形—自形,粒度100~250 μm,以包体多,孔洞少,发育压力影为特征;⑦ 热液期Py5,以背散射下亮度高、显著富As为特征;⑧ 热液期毒砂Apy3：以颗粒粗大、自形、内部包体少、发育碎裂结构和压力影为特征;⑨ 热液期黄铁Py6：以颗粒粗大、半自形到自形、内部包体少、发育碎裂结构和压力影为特征。随着脆—韧性变形作用进行,黄铁矿、毒砂的粒度有序递增,自形程度逐渐升高,而品位逐渐降低,金的沉淀主要发生在脆—韧性变形阶段,脆性变形阶段无金矿化。主成矿阶段标志性的铁白云石化蚀变、微细浸染状的黄铁矿化、毒砂化蚀变可以作为找矿标志。     

准噶尔盆地东北缘卡拉麦里组物源区特征:碎屑岩地球化学及锆石U-Pb年代学的制约

准噶尔盆地东北缘广泛发育泥盆纪卡拉麦里组,其形成时代与构造背景一直备受争议.对卡拉麦里组碎屑岩开展岩石学、地球化学和同位素年代学研究,结果显示:卡拉麦里组形成于斜坡-半深海沉积环境,具浊积岩特征.砂岩样品SiO₂含量高,Al₂O₃/SiO₂比值低,K₂O/Na₂O比值高,REE配分曲线总体表现为右倾,ΣLREE/ΣHREE=4.81~8.03,δEu=0.59~0.80,Eu具有弱负异常,构造环境判别图解揭示卡拉麦里组砂岩物源区构造背景为被动大陆边缘.砂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定表明,锆石年龄分为2期,主要为393~524 Ma,其次是823~3 077 Ma,表明卡拉麦里组物源区地质体时代主要为早古生代和前寒武纪,分别对应于准噶尔盆地周缘早古生代造山带和前寒武纪结晶基底.综合分析认为,卡拉麦里组形成时代为早-中泥盆世,沉积于准噶尔地块东北缘被动陆缘一侧.中泥盆世开始,卡拉麦里古生代洋盆持续向北俯冲消减,形成了野马泉岛弧及其弧前沉积体系,最终闭合于早石炭世之前.      

新疆西准噶尔拉巴西蛇绿混杂岩带地质特征及其意义

新疆西准噶尔地区是古生代经过俯冲-增生形成的复合造山带。该地区分布有多条蛇绿岩带,其中的拉巴西蛇绿岩带是比较重要的一条,通过对该蛇绿混杂岩特征的研究,认为该区蛇绿岩尽管受到强烈的多期构造肢解,但根据岩石类型仍能恢复蛇绿岩的原始层序。本文重点讨论了拉巴西蛇绿混杂岩的地球化学特征,认为其形成时代为晚寒武世-中奥陶世,就位时...     

准噶尔北部蛇绿岩形成时限新证据及其东、西准噶尔蛇绿岩的对比研究

准噶尔北部出露有塔尔巴哈台库吉拜蛇绿岩、洪古勒楞-和布克赛尔蛇绿岩及扎河坝-阿尔曼太蛇绿岩。洪古勒楞蛇绿岩中的堆晶辉长岩样品进行SHRIMP U-Pb定年,结果为472±8.4Ma(MSWD=1.4),限定洪古勒楞-和布克赛尔蛇绿岩形成于早奥陶世。对扎河坝蛇绿岩中斜长花岗岩采用SHRIMP U-Pb方法测定年龄为495.9±5.5Ma(MSWD=2.7),证实扎河坝蛇绿岩形成于晚寒武世-早奥陶世。塔尔巴哈台蛇绿岩、和布克赛尔-洪古勒楞蛇绿岩以及扎河坝-阿尔曼太蛇绿岩均在早奥陶世已经形成,大部分以断层侵位的形式侵位于泥盆纪-石炭系火山-沉积地层中。准噶尔北部东西三段蛇绿岩在形成时代、区域地质以及地球物理特征等方面具有可对比性,认为它们构成一条贯穿东、西准噶尔的蛇绿岩带,这为新疆北部及邻区古生代构造格局的重建以及区域构造的对比连接提供了重要信息。     

新疆东准噶尔纸房地区早古生代花岗岩的确定及其地质意义

纸房花岗岩体位于新疆东准噶尔卡拉麦里构造带北侧。该岩体侵入的最新地层为中-上奥陶统荒草坡群, 并被晚志留世及早泥盆世地层不整合覆盖。对纸房花岗岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年, 获得的206Pb/238U加权平均年龄为(463±7)~(436±4) Ma, 表明该岩体形成于晚奥陶世-早志留世, 是早古生代岩浆活动的产物。对已有的区域地质资料、岩体侵位时代及其与围岩接触关系进行综合分析后认为, 纸房花岗岩体的形成时代大致对应于卡拉麦里构造带内区域性角度不整合的形成时间, 推测该岩体为早古生代造山过程中形成的花岗质岩石。高Sr、低Yb、弱的Eu负异常等地球化学特征也显示其为埃达克型同造山花岗岩。纸房地区早古生代同造山花岗岩的存在为东准噶尔卡拉麦里构造带早古生代造山作用的确认提供了证据。      

新疆北部卡拉麦里晚古生代走滑构造及其叠加变形序次

大型走滑断裂构造是大陆地壳内部基本的构造变形样式,通常是大陆地壳形成的标志.卡拉麦里构造带是新疆东准地区构造演化研究的重要构造单元.前人的研究认为卡拉麦里构造带是板块碰撞形成的缝合带.本文结合野外考察、构造分析和年代学工作认为,该构造带主要反映了走滑构造带的特点.在遥感影像上,卡拉麦里构造带呈断续的线状延伸特征.地震剖面上,卡拉麦里断裂带主断面产状近于直立向下延伸至基底,与一般张性断层、压性逆冲断层所显示的上陡下缓的铲状特征截然不同.野外考察显示,该构造带发育密集而陡立劈理,主断面附近劈理面倾角近于直立,在相对较浅层次的地层上,劈理面成花状散开,体现花状构造的特点.卡拉麦里构造带内的石炭系、泥盆系地层以及蛇绿岩系受到强烈改造,超糜棱岩化、糜棱岩化、千枚岩化现象普遍.糜棱岩中,硅质岩透镜体拖尾指示右旋走滑特征,与同构造岩脉次级张裂面指示的结果相一致.结合前人研究资料以及地层变形证据,可以推断构造带活动时限为270～260Ma.因此,卡拉麦里构造带是一条在晚古生代-早中生代活动的右旋剪切走滑构造带,准东地区与卡拉麦里构造带相关的缝合带确认,必须以卡拉麦里走滑构造带性质的准确厘定为基础.卡拉麦里构造二叠纪时期的走滑活动性质的确定,指示新疆北部二叠纪大陆地壳已经形成,而且,新疆北部后期叠加构造变形序次研究也显示具有大区域上的共性,指示新疆北部二叠纪以来进入基本统一大陆内部构造演化阶段.     

新疆东准噶尔阿尔曼太蛇绿岩中玄武岩地球化学特征及其地质意义

阿尔曼太蛇绿岩带位于新疆东准噶尔地区,蛇绿岩中变质橄榄岩、堆晶岩、基性火山岩较发育,层序组合虽受构造破坏,但从总体来看仍是一套组合比较完整的蛇绿岩,岩石变形变质强烈,普遍发生绿泥石化、绿帘石化。蛇绿岩中基性熔岩可分为3种类型,即洋岛玄武岩(OIB)、洋中脊玄武岩(MORB)和岛弧玄武岩(IAT)。其中洋岛玄武岩不属于蛇绿岩成分,是后期卷入蛇绿岩带随其他组分一同构造就位而成;基性熔岩主量和微量元素特征揭示岩浆源于亏损的地幔源区,且存在消减组分加入的交代作用,表明其成因与俯冲作用有关。结合岩石地球化学特征和构造环境判别图解,基性熔岩显示出IAT和MORB兼具并呈现过渡的特点,推断该蛇绿岩的形成与岛弧相关,其形成可能介于洋脊到海沟之间的偏海沟区域。     

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限——来自卡拉麦里地区石炭纪碎屑锆石U-Pb年代学的约束

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限对中亚造山带古生代构造格局及演化研究具有重要意义。东准噶尔卡拉麦里断裂带南缘广泛出露石炭纪陆相粗碎屑岩系,沉积相分析表明其形成于扇三角洲沉积环境。依据区域地层对比、岩石组合特征及地层接触关系,将其重新厘定为山梁砾石组。选择西段滴水泉和东段双井子2个地区的山梁砾石组剖面进行地层对比,并在2个剖面底部采集粗砂岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得最年轻的碎屑锆石年龄分别为349±4Ma和355±3Ma,代表山梁砾石组沉积时代晚于349Ma,应为早石炭世早期。碎屑锆石年龄分布特征及砾石成分表明,其物源主要来自断裂带北侧的泥盆纪火山岩。在分析前人资料的基础上,认为山梁砾石组碎屑岩系是卡拉麦里造山带强烈隆升造山过程的沉积学响应,形成于前陆盆地,限定了准噶尔古生代洋盆闭合时限在早石炭世早期之前。