吉尔吉斯天山晚古生代岩浆活动及相关成矿作用

本文通过对近年来有关吉尔吉斯天山研究进展的梳理,结合在吉尔吉斯斯坦的实地考察,系统论述了吉尔吉斯天山古生代基础地质情况,着重讨论了与岩浆作用相关的成矿过程。吉尔吉斯斯坦境内的天山由"尼古拉耶夫线"和阿特巴什-伊内尔切克断裂划分为北、中、南三部分。两条缝合带限定了早古生代捷尔斯凯伊洋和晚古生代南天山洋的发展和消亡过程。吉尔吉斯天山古生代岩浆作用大致分为两个阶段:早古生代捷尔斯凯伊洋演化过程中,与弧-陆碰撞、弧-弧碰撞相关的岩浆作用和晚古生代与南天山洋闭合相关的岩浆作用。晚古生代存在两个重要的成矿阶段:晚石炭世与南天山洋向北俯冲形成的弧岩浆作用相关的斑岩型、矽卡岩型铜-金矿床;早二叠世与后碰撞花岗岩侵入作用相关,并受剪切带控制的金-多金属矿床。南天山缝合带附近出露的不同岩体在岩石地球化学及矿化特征的差异,反映了位于阿特巴什-伊内尔切克断裂以北的岩浆源区为成矿物质贫瘠的中天山前寒武纪基底,而断裂以南的岩浆作用源区为富集流体及成矿元素的增生杂岩和塔里木被动陆缘沉积物。     

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。     

中亚南天山穆龙套型金矿地质背景、成矿特征和找矿策略

中亚南天山是世界上最重要的金矿带,以浅变质含碳质碎屑岩系为容矿岩石的穆龙套型金矿最为发育且规模巨大。将境内外南天山作为整体开展研究,有助于推进中国新疆南天山地区金矿的找矿持续突破。南天山是南天山洋在石炭纪末闭合时在Karakum—塔里木板块北缘形成的褶皱冲断带。南天山地区穆龙套型金矿的容矿地层为一套浅变质、变形强烈的含碳质细碎屑岩建造,对金矿化有明显预富集;区域内的大型韧-脆性变形带,剪切带及相关断裂系统是穆龙套型金矿的控矿构造;金矿区岩浆活动虽然较弱,但岩浆活动与成矿具有紧密的时空联系。矿体呈脉状、板状、透镜状,常以黄铁矿和毒砂为主要载金矿物,围岩蚀变以硅化、黄铁矿化、碳酸盐化最为发育。成矿年龄多为晚古生代,同位素示踪指示成矿流体、硫及成矿金属物质具有壳幔混源特征。"碳质岩系+构造变形+岩浆热液"是穆龙套型金成矿的关键控制因素。按照总体控矿特征,探讨了中国新疆南天山地区穆龙套型金矿床的主要找矿策略。     

西天山“亚洲金腰带”及其动力背景和成矿控制与找矿

天山西段,从乌兹别克斯坦向东,经吉尔吉斯斯坦到中国新疆西部,在中天山及南北缘巨型和世界级金矿集中产出,构成世人瞩目的巨型金成矿带,即"亚洲金腰带"。为什么能在这个东西延伸近2 500km的带状区域形成"亚洲金腰带"?成矿具有怎样的动力背景?受何要素控制又是怎样发生发展?"亚洲金腰带"内巨型和世界级金矿床主要产在乌兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦,能否在新疆西天山实现金矿找矿重大突破?都是颇受关注的重大地质找矿问题。论文在较多学习前人成果并结合作者研究结果基础上,综述了"亚洲金腰带"动力背景和地质环境、金矿床基本特征,分析了成矿系统类型和关键控制,对接了新疆西天山与乌兹别克斯坦-吉尔吉斯斯坦的构造成矿带。研究认为Terskey洋和Turkestan-南天山洋的发生、发展和消亡是"亚洲金腰带"基本地球动力学背景;"亚洲金腰带"中巨型和世界级金矿分属造山型和斑岩型两个主要成矿系统,"古老地壳+构造变形+岩浆热液"是造山型金成矿关键控制和勘查准则,而成熟岛弧环境、深源岩浆浅成侵入、叠加复合长期成矿是斑岩型金成矿关键控制;中天山是"亚洲金腰带"的核心,自西而东从乌兹别克斯坦经吉尔吉斯斯坦到我国新疆西天山具有可对接和贯通性,"亚洲金腰带"向东延伸确切进入我国新疆西天山;新疆西天山那拉提山—额尔宾山一带的中天山及南北缘造山型金成矿要素齐全且配置好,有望实现金矿找矿重大突破。     

古亚洲洋与古特提斯洋关系初探

从板块构造研究中国古生代洋陆关系和构造-岩浆-成矿作用,离不开对古亚洲洋和古特提斯洋的关系判断,特别是对于中国西北部的研究,两个古生代大洋形成演化和关系是理清重要地质构造和成矿事件的关键。本文认为早古生代的原特提斯洋与古亚洲洋应连为一体,合称古亚洲-原特提斯洋,简称古亚洲洋。古亚洲洋是发育于早古生代劳亚大陆与冈瓦纳大陆之间的大洋,金川超大型铜镍矿床的形成是元古宙罗迪尼亚超大陆裂解三叉裂谷开启大洋的开始,塔里木陆块作为古亚洲洋南岸的一个陆块,早古生代的昆仑洋、祁连洋和秦岭洋只是古亚洲洋的分支或次生洋盆,这些次生洋盆于志留纪末闭合,古亚洲洋主洋则直到晚古生代泥盆纪末才闭合。石炭纪天山及邻区是古亚洲洋闭合后板块构造后碰撞机制与地幔柱作用提供热动力的两种地球动力学机制并存的构造背景,为大规模壳幔混合(染)岩浆作用和成矿爆发提供了可能。古特提斯洋是古亚洲洋在晚古生代的发展和继承,东昆仑夏日哈木超大型铜镍矿床的产生是冈瓦纳大陆北侧志留纪末破裂三叉裂谷开启大洋的开始,塔里木和华北等泛华夏陆块群构成了古特提斯洋北岸陆缘,石炭纪大洋形成,西昆仑玛尔坎苏大型优质锰矿可能就形成于大洋北侧被动大陆边缘的浅海或陆表海,成矿物质则很可能来自于同时代的大洋中脊。德尔尼大型铜钴矿为晚石炭世大洋中脊塞浦路斯型块状硫化物矿床。而铜峪沟大型铜矿和大场大型金矿等则分别为古特提斯洋消减俯冲岛弧岩浆作用矽卡岩-斑岩矿床和浅成低温热液矿床。中三叠世末古特提斯洋闭合。     

吉尔吉斯斯坦天山优势矿种地质特征及找矿潜力

吉尔吉斯斯坦天山有着良好的金属矿产成矿条件,已发现众多的金属矿床,其优势矿种为铁、金、铜、锡、汞、锑、铅、锌8种矿产。在分析该国地质矿产资料的基础上,对吉尔吉斯斯坦造山带北中南天山优势矿产的时空分布和典型矿床进行研究,总结其区域成矿特征,研究了各成矿期的相应优势矿产岩浆作用、火山作用与矿产的关系、区域内成矿规律和区内成矿条件,探讨吉尔吉斯斯坦的找矿潜力。认为吉尔吉斯斯坦找矿还有很大潜力,金矿应在吉尔吉斯全境寻找,铁、铜、铅锌应在北、中天山加大探矿力度,钨、锡、汞、锑在南天山还有大的找矿远景。     

南天山造山带南缘渭干河碎屑锆石U-Pb年代学研究及地质意义

渭干河流经南天山造山带南缘,为了解南天山洋演化历史,对该河流河砂样品中碎屑锆石进行U-Pb定年测试,结果表明,碎屑锆石年龄主要集中在460～400 Ma和310～260 Ma,少量分布在660～610 Ma和830～760 Ma,无中生代和新生代年龄记录。据本文数据并结合南天山北缘河流样品中已发表的锆石U-Pb年龄数据对比研究表明:南天山洋古生代期间俯冲消减作用具长期性和多阶段性。830～610 Ma(新元古代中期)超大陆裂解,南天山洋打开;460～400 Ma(晚奥陶世至中泥盆世)南天山洋南北双向俯冲产生了大量的大陆弧岩浆作用,380～320 Ma(晚泥盆世至中石炭世)南天山洋为单一的北向俯冲,310～260 Ma(晚石炭至早二叠世)南天山洋最终闭合并伴随发生后碰撞岩浆构造活动。     

新疆南天山克孜尔河沉积物碎屑锆石U‐Pb年代学研究及其地质意义

新疆克孜尔河流经南天山造山带南缘,其河流沉积物中记录了流域内地质体的重要信息。为进一步约束南天山造山带的构造演化历史,探讨该造山带古生代地壳生长与演化,对克孜尔河沉积物中的碎屑锆石进行U‐Pb定年。结果表明锆石年龄主要集中分布在460~390 Ma和310~260 Ma,少量分布在前寒武纪,暗示南天山造山带在古生代期间发生了强烈的岩浆活动。物源分析表明克孜尔河沉积物中的碎屑锆石主要源于南天山造山带和塔里木克拉通北部,年龄为460~390 Ma的碎屑锆石很可能记录了南天山洋在晚奥陶—早泥盆世期间向南俯冲到塔里木克拉通之下的弧岩浆作用。南天山洋闭合以及塔里木克拉通与伊犁—中天山地块的最终碰撞可能发生在晚石炭世,随后发生同碰撞和后碰撞岩浆作用,以样品中大量310~260 Ma的碎屑锆石为代表。结合南天山造山带内已有的古生代岩浆岩锆石的Hf同位素数据分析表明,晚奥陶—早泥盆世南天山造山带的大陆地壳演化主要以古老地壳的再造和部分新生地幔物质的加入为主,晚石炭—早二叠世该造山带地壳演化则以前寒武纪古老基底岩石的改造为主,仅有限的新生组分加入到岩浆的形成过程中。     

新疆天山斑岩铜钼矿地质特征、时空分布及其成矿地球动力学演化

在前人研究成果的基础上,笔者等通过对新疆天山斑岩铜钼矿床(点)野外观察和室内岩矿测试分析,全面总结整个新疆天山斑岩铜钼矿地质特征和时空分布规律。通过对新疆天山斑岩铜钼矿成矿地球动力学演化探讨,认为西天山地区的喇嘛苏中型铜锌矿、达巴特小型铜钼矿、冬吐劲小型铜钼矿、莱历思高尔小型铜钼矿和肯登高尔小型铜钼矿分布在别珍套—科古琴晚古生代岛弧带,其成矿作用主要与晚古生代巴音沟洋板块向南俯冲作用有关;东天山地区的土屋—延东大型铜钼矿、灵龙小型铜钼矿和赤湖小型铜钼矿分布在大南湖—头苏泉晚古生代岛弧带,成矿作用主要与晚古生代康古尔塔格洋板块向北俯冲作用有关。三岔口小型铜钼矿和白山中型钼铼矿尽管分布在阿奇山—雅满苏晚古生代岛弧带,但其成矿作用分别与二叠纪和三叠纪的板内伸展—岩浆活化作用有关。     

古亚洲洋的演化:来自古生物地层学方面的证据

古亚洲洋的南缘跨越我国新疆、甘肃、内蒙古、黑龙江等地.对位于中国境内的古亚洲洋构造格局及其演化的研究成果进行了详细分析和总结,并归纳出存在的主要分歧.通过分析古亚洲洋构造域地层出露情况和古生物（放射虫、腕足类和古植物）地理分布,提出了2点认识:（1）早古生代,古亚洲洋西段在中国境内的主洋盆可能位于天山地区,东段的主洋盆可能位于艾力格庙-贺根山-林西-黑河一线;晚古生代,古亚洲洋西段的主洋盆位于南天山,东段的主洋盆位于索伦-温都尔庙-西拉木伦-延吉一线.（2）古亚洲洋西段洋盆关闭的时间大概是早石炭-中二叠世,东段洋盆关闭的时间是晚二叠世;其中,北山北部和南天山西南段的洋盆延续至晚二叠世,洋盆关闭的时间可能在二叠纪末或更晚.此外,针对古亚洲洋构造域上古生界地层出露及其研究现状,提出了古生物学和地层学在未来古亚洲洋演化研究中可能发挥的作用及其具体方法.      

新疆库车盆地晚三叠世-早侏罗世沉积碎屑矿物成分及其物源区示踪与构造意义

通过同构造沉积物质记录了解物源区剥蚀作用过程进而探索盆山构造相互关系,是大陆构造动力学研究的一个重要方面。砂岩骨架成分分析和重矿物及部分标型矿物分析方法,已被较多地用来探索新疆天山造山带与其南部库车盆地晚中生代以来的相互关系和构造演变过程,但是关于中生代较早时期库车盆地构造属性及北部造山带隆升剥蚀过程的认识仍存在较大分歧。本文运用电子探针微区成分分析方法,对库车盆地北缘中段晚三叠世和早侏罗世砂岩中具代表性的15个砂岩样品中的38颗碎屑长石和26颗碎屑白云母矿物进行了矿物化学成分分析。结果表明,长石主要来自变质岩物源区,25颗碎屑白云母均属多硅白云母,表明其源区岩石曾经历了高压变质作用。这些多硅白云母中Si原子含量显示它们比目前保留在天山造山带高压变质带蓝片岩和榴辉岩中的多硅白云母形成的压力要低,可能反映了源区高压变质岩的正常剥露顺序。这项研究结果表明,至少在晚三叠世-早侏罗世时期,库车盆地北部天山造山带中的高压变质岩已经剥露于地表并遭受剥蚀成为物源供给区。具体是中天山南缘早古生代高压变质带还是晚古生代南天山高压变质带作为重要物源区,尚需进一步的研究工作。     

雪峰山隆起北缘热历史及其对牛蹄塘组生烃作用的影响

对于复杂构造带的古老- 深层页岩，烃类的生成过程可能是多阶段的。准确恢复页岩的成熟演化过程是研究页岩气富集机理的先决条件。本文依托雪峰山隆起北缘新钻探的地质调查井，恢复雪峰山北缘古生代以来的热历史，从热演化的角度讨论牛蹄塘组页岩的生烃潜力。元素分析显示，热液活动对牛蹄塘组黑色页岩有机质的富集产生了积极影响，特别是下部页岩热液指示指标异常高、显著的Ce负异常、Eu正异常和Y正异常，都证明了牛蹄塘组早期受热液作用的影响。古温标联合反演结果显示，雪峰山北缘自古生代以来先后经历了三次升温—降温过程。三次热演化高峰依次出现在晚奥陶世末期、中三叠世末期和早白垩世末期，所达到的最高温度依次降低。三次升温过程分别受到早古生代拉张作用和岩浆活动、晚古生代—早中生代快速沉降作用和早白垩世岩浆活动的控制。受沉积埋藏作用和早期热事件的影响，牛蹄塘组页岩在寒武纪—早志留世快速经历了生油高峰、原油裂解高峰等生烃关键时期，在晚奥陶世达到过成熟阶段。随后第一次的抬升剥蚀作用，破坏了页岩及上覆盖层的封闭性，形成有利于气体扩散的裂缝或断层通道，使得早期形成的烃类散失。     

天山古生代洋盆开启、闭合时限的岩石学约束——来自震旦纪、石炭纪火山岩的证据

天山及邻区各微地块上分布有震旦纪—早寒武世火山-沉积岩系,寒武系底部均发育含磷层,震旦系中见2～3层大致可对比的冰碛岩,暗示各微地块当时可能是一个统一大陆块的组成部分。震旦纪—早寒武世大陆拉伸→大陆裂谷火山活动是天山古生代洋盆开启的前兆,意味着早寒武世为天山古生代洋盆开启时限的下限。中天山巴仑台微地块中的下石炭统马鞍桥组底部的粗碎屑岩,是碰撞造山中晚期的地质记录。它意味着天山古生代洋盆已经闭合。石炭纪时,天山造山带已进入新的造山后裂谷拉伸阶段,发育有大规模大陆裂谷双峰式火山活动和花岗质岩浆活动。早石炭世是天山古生代洋盆闭合时限的上限。     

新疆西天山博罗科努成矿带岩浆岩时空分布、 构造演化与成矿响应

博罗科努成矿带位于新疆西天山北缘,近年来找矿成果突出.在充分收集前人研究成果的基础上,初步总结了博罗科努带岩浆岩时空分布特点及其年龄资料,重点分析了与成矿关系密切的晚古生代岩浆作用的性质.博罗科努带地质历史与北天山洋的演化密切相关,前寒武纪统一基底形成,北天山洋打开.寒武纪为被动陆缘环境,北天山持续扩张.奥陶纪北天山洋向伊犁地块之下俯冲,该带进入大陆弧演化阶段.泥盆纪—晚石炭世早期为俯冲高峰期,引发了一系列钙碱性的岩浆活动;早二叠世该带已进入陆相环境,但北天山洋残余洋盆的俯冲持续到中二叠世;晚二叠世全面进入陆内演化阶段,区域构造应力性质由挤压变为伸展.伴随洋-陆构造演化,形成了莱历斯高尔和阿希两大矿集区,分别对应2套成矿系统:与侵入岩浆活动有关的矽卡岩-斑岩-热液脉型铁、铜、钼、金、锑、铅、锌成矿系统和与次火山热液活动有关的浅成低温热液-斑岩型金、铅、锌、铜成矿系统.     

Paleozoic Accretion-Collision Events and Kinematics of Ductile Deformation in the Eastern Part of the Southern-Central Tianshan Belt, China

The Tianshan range could have been built by both late Early Paleozoic accretion and Late Paleozoic collision events. The late Early Paleozoic Aqqikkudug-Weiya suture is marked by Ordovician ophiolitic melange and a Silurian flysch sequence, high-pressure metamorphic relics, and mylonitized rocks. The Central Tianshan belt could principally be an Ordovician volcanic arc; whereas the South Tianshan belt, a back-arc basin. Macro- and microstructures, along with unconformities, provide some kinematic and chronological constraints on 2-phase ductile deformation. The earlier ductile deformation occurring at ca. 400 Ma was marked by north-verging ductile shearing, yielding granulite-bearing ophiolitic melange blocks and garnet-pyroxene-facies ductile deformation, and the later deformation, a dextral strike-slip tectonic process, occurred during the Late Carboniferous-Early Permian. Early Carboniferous molasses were deposited unconformably on pre-Carboniferous metamorphic and ductilely sheared rocks, implying t     

Zircon U–Pb ages and tectonic implications of Paleozoic plutons in northern West Junggar,North Xinjiang,China

North Xinjiang, Northwest China, is made up of several Paleozoic orogens. From north to south these are the Chinese Altai, Junggar, and Tian Shan. It is characterized by widespread development of Late Carboniferous–Permian granitoids, which are commonly accepted as the products of post-collisional magmatism. Except for the Chinese Altai, East Junggar, and Tian Shan, little is known about the Devonian and older granitoids in the West Junggar, leading to an incomplete understanding of its Paleozoic tectonic history. New SHRIMP and LA-ICP-MS zircon U–Pb ages were determined for seventeen plutons in northern West Junggar and these ages confirm the presence of Late Silurian–Early Devonian plutons in the West Junggar. New age data, combined with those available from the literature, help us distinguish three groups of plutons in northern West Junggar. The first is represented by Late Silurian–Early Devonian (ca. 422 to 405 Ma) plutons in the EW-striking Xiemisitai and Saier Mountains, including A-type granite with aegirine–augite and arfvedsonite, and associated diorite, K-feldspar granite, and subvolcanic rocks. The second is composed of the Early Carboniferous (ca. 346 to 321 Ma) granodiorite, diorite, and monzonitic and K-feldspar granites, which mainly occur in the EW-extending Tarbgatay and Saur (also spelled as Sawuer in Chinese) Mountains. The third is mainly characterized by the latest Late Carboniferous–Middle Permian (ca. 304 to 263 Ma) granitoids in the Wuerkashier, Tarbgatay, and Saur Mountains.As a whole, the three epochs of plutons in northern West Junggar have different implications for tectonic evolution. The volcano-sedimentary strata in the Xiemisitai and Saier Mountains may not be Middle and Late Devonian as suggested previously because they are crosscut by the Late Silurian–Early Devonian plutons. Therefore, they are probably the eastern extension of the Early Paleozoic Boshchekul–Chingiz volcanic arc of East Kazakhstan in China. It is uncertain at present if these plutons might have been generated in either a subduction or post-collisional setting. The early Carboniferous plutons in the Tarbgatay and Saur Mountains may be part of the Late Paleozoic Zharma–Saur volcanic arc of the Kazakhstan block. They occur along the active margin of the Kazakhstan block, and their generation may be related to southward subduction of the Irtysh–Zaysan Ocean between Kazakhstan in the south and Altai in the north. The latest Late Carboniferous–Middle Permian plutons occur in the Zharma–Saur volcanic arc, Hebukesaier Depression, and the West Junggar accretionary complexes and significantly postdate the closure of the Irtysh–Zaysan Ocean in the Late Carboniferous because they are concurrent with the stitching plutons crosscutting the Irtysh–Zaysan suture zone. Hence the latest Late Carboniferous–Middle Permian plutons were generated in a post-collisional setting. The oldest stitching plutons in the Irtysh–Zaysan suture zone are coeval with those in northern West Junggar, together they place an upper age bound for the final amalgamation of the Altai and Kazakhstan blocks to be earlier than 307 Ma (before the Kaslmovian stage, Late Carboniferous). This is nearly coincident with widespread post-collisional granitoid plutons in North Xinjiang.     

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。     

新疆中亚造山带三叠纪矿床地质特征、时空分布及找矿方向

中亚造山带以晚古生代成矿为特色,但最近十几年来在新疆阿尔泰、东天山等发现越来越多的三叠纪矿床,包括3个超大型矿床。在古生代造山带中为什么三叠纪能够成矿和成大矿,不同类型矿产特征和分布规律是值得关注的重要科学问题。目前确定新疆中亚造山带19个三叠纪矿床主要为花岗伟晶岩型稀有金属矿床、斑岩型钼矿床和矽卡岩型钨矿床。花岗伟晶岩型稀有金属矿床分布于阿尔泰,斑岩型钼矿床、矽卡岩型钨矿床和钨(钼)矿床分布于东天山。19个矿床的成矿年龄变化于193～248 Ma,峰值为215 Ma。不同矿床类型成矿时代略有差别,形成时间相对较早的有矽卡岩型,其次是斑岩型,伟晶岩型形成时间跨度最大,多数形成于晚三叠世,少数延续到早侏罗世。东天山沙东-小白石头一带钨矿和阿尔泰稀有金属矿最具找矿潜力。