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。     

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。     

中天山南缘桑树园子剪切带早志留世韧性变形事件及其地质意义

桑树园子剪切带位于中天山南缘,经历了多期韧性变形事件。对其变形样式和变形历史进行深入研究有利于加深对天山造山带构造演化的认识。本文对剪切带北部发生强烈韧性变形的岩石进行变形样式及相关年代学研究,识别出一期早志留世右旋剪切运动。该期走滑剪切事件造成部分前寒武纪斜长角闪岩发生深熔作用形成浅色脉体,使花岗闪长岩发生强烈的糜棱岩化石,并伴随同构造花岗质脉体的侵入。斜长角闪岩中浅色脉体中的锆石具弱的振荡环带或无环带,Th/U比值较低,具深熔作用中新生锆石的特点,其206Pb/238U加权平均年龄为430.1Ma。糜棱状花岗闪长岩样品锆石核部LAICPMS U-Pb年龄为496.3Ma,是中天山北缘古天山洋向南俯冲的记录。其锆石的变质增生边给出430.5Ma的年龄,记录了花岗闪长岩遭受后期糜棱岩化改造的时间。侵入花岗闪长岩中的同构造花岗质脉体也给出较为一致的432.9Ma的锆石结晶年龄。这一年龄范围与中天山北缘古天山洋盆闭合的时间一致,因此桑树园子剪切带北部在~430Ma的右旋走滑事件可能是吐哈地块与中天山碰撞事件的陆内响应。     

东天山大草滩北镁铁超镁铁岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

为探讨新疆北天山古生代大地构造格架及其演化,对吐哈盆地南缘古生代天窗新发现的大草滩北镁铁-超镁铁岩进行了地球化学和U-Pb定年研究。结果表明,该镁铁质-超镁铁质岩石由玄武岩、辉长岩、辉橄岩、辉石岩和蛇纹石化超基性岩组成。其轻稀土富集、重稀土相对亏损,有较弱的同化混染作用,玄武岩具有岛弧火山岩和洋中脊火山岩双重特性,可能与康古尔蛇绿岩一样产于弧后盆地环境的蛇绿岩(SSZ型)。本次研究获得的辉长岩的LA-ICP-MS锆石~(206)Pb/U~(238)年龄为416.5±4 Ma,为晚志留世,说明古亚洲洋初始主碰撞持续到志留纪晚期。     

西天山博罗科努地区志留系碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

西天山伊犁地块北缘博罗科努地区志留系出露齐全,是研究西天山早古生代构造演化的重要载体。对尼勒克县北水泥厂沟志留系库茹尔组砂岩开展了沉积特征和岩石学、地球化学研究及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。结果显示,库茹尔组形成于潮坪环境。砂岩样品LREE/HREE值为5.21～8.42,δEu值为0.74～0.90,球粒陨石标准化稀土元素配分模式呈现轻稀土元素富集、重稀土元素平坦及轻微的负Eu异常,地球化学特征指示,库茹尔组砂岩物源区构造背景为大陆岛弧。砂岩碎屑锆石U-Pb年龄分为3期,主要为425～510Ma,其次是698～796Ma和1240～1641Ma,表明库茹尔组物源区锆石年龄主要为早古生代,其次为中、新元古代。综合分析认为,库茹尔组形成于弧后盆地,沉积时代为晚志留世,其物源主要来自北侧岛弧带,其次是南侧伊犁地块。     

东天山土屋-延东斑岩铜矿围岩的同位素年代和地球化学研究

东天山土屋-延东大型斑岩铜矿的成岩成矿时代及其构造背景还存在很大争议。本文报道了铜矿远矿围岩—企鹅山群的同位素年代和地球化学研究结果。研究表明,企鹅山群安山岩中锆石 SHRIMP U-Pb 谐和年龄值336.5±6.6Ma,玄武岩的透辉石、斜长石和全岩 Sm-Nd 内部等时线年龄值334±36Ma,两个结果一致地表明企鹅山群形成于早石炭世。元素地球化学研究表明,企鹅山群玄武岩样品属于岛弧拉斑玄武岩系列,其稀土元素配分模式显示轻稀土相对富集,重稀土相对亏损的右倾模式,与洋中脊玄武岩相比,具有大离子亲石元素相对富集、高场强元素相对亏损的特征,具有俯冲带岛弧火山岩的典型特征。构造环境判别图解也指示企鹅山群形成于俯冲带环境。本研究对土屋-延东大型斑岩铜矿的成岩成矿作用时代及其构造背景问题提供了重要制约。     

漠河盆地绣峰组形成时代及物源分析:对蒙古?鄂霍茨克洋东段演化的启示

漠河盆地位于蒙古?鄂霍茨克缝合带（MOSB）东段南缘,是研究蒙古?鄂霍茨克洋东段演化的绝佳窗口.本文对漠河盆地东缘出露的绣峰组砂岩进行详细的岩相学、U-Pb锆石定年和主微量元素地球化学分析,综合前人研究成果,限定了蒙古?鄂霍茨克洋乃至中亚造山带东段演化历史.结果表明,绣峰组砂岩碎屑物磨圆度较低、分选差,表现出近源剥蚀的特点;U-Pb锆石定年共获得217个谐和年龄,可划分为3个年龄组,其峰值均与盆地南缘额尔古纳地块的岩浆事件相吻合,其中最年轻的碎屑锆石206Pb/238U年龄加权平均值为158±2 Ma（N=5）;样品相对富集大离子亲石元素（LILEs）和轻稀土元素（LREEs）,亏损高场强元素（HFSEs）和重稀土元素（HREEs）,具有明显的Eu负异常.样品源岩为上地壳长英质岩石,形成于大陆岛弧的构造环境,源区可能为漠河盆地南侧的大陆岛弧、额尔古纳地块以及盆地的古老基底.综上所述,绣峰组的最大沉积年龄为晚侏罗世,物源区构造背景为活动大陆边缘的大陆岛弧环境,形成于晚侏罗世蒙古?鄂霍茨克洋向南俯冲、闭合造山的构造背景下,指示在绣峰组沉积时期（约158 Ma）,蒙古?鄂霍茨克洋仍处于俯冲阶段,尚未完全闭合.综合前人研究成果,推断蒙古?鄂霍茨克洋最终闭合的时间可能在晚侏罗世至早白垩世之间.      

新疆东天山中部隆起区早石炭世钙碱性花岗岩的确定

新疆东天山中部隆起区早石炭世钙碱性花岗岩位于东天山中部喀拉塔格.旱山地块,该花岗闪长岩前人认为是前寒武纪侵入岩.通过对其锆石SHRIMP定年,获得侵入岩形成年龄(343.0±9)Ma,岩石化学具钙碱性活动陆缘的特征,区域对比研究认为是南天山洋盆洋岩石圈向北俯冲的产物.     

新疆东天山石炭纪火山岩及其构造意义

东天山石炭纪火山岩北至吐哈盆地南缘,向南受控于阿奇克库都克断裂,对恢复古生代期间古亚洲洋的构造演化具有重要的意义。通过岩石学、同位素年代学及地球化学研究发现:(1)东天山石炭纪火山岩是一套钙碱质玄武岩-安山岩-流纹岩建造,玄武岩包括N-MORB和IAT型两种类型,指示东天山地区在石炭纪存在一个弧间盆地,其北部边界可能为东准噶尔的卡拉麦里蛇绿岩带;(2)东天山吐哈盆地南缘底坎儿组中流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb 年龄为320 ±1.2Ma(MSWD=1.3),代表了底坎儿组火山岩主体岩浆结晶时代;(3)对比东天山及邻区石炭纪火山岩地球化学,发现在SiO₂含量相近的情况下,由北向南东天山石炭纪火山岩中玄武岩的K₂O、K₂O+Na₂O、K₂O/Na₂O、LILE(Rb、Ba、Sr等)和HFSE(Nb、Ta、Th、Zr等)呈规律性增加,具有明显的成分分带,与环太平洋中-新生代岛弧和活动大陆边缘产出的火山岩的成分极性变化一致。认为东天山石炭纪火山岩成分分带可能是古亚洲洋在石炭纪向东南准噶尔-吐鲁番-哈密陆块下斜向俯冲的结果。     

西藏羌塘中部亚丹高压变质岩年代学、地球化学特征及其构造意义

羌南和羌北地块沿龙木错-双湖缝合带碰撞对接,标志着古特提斯洋的最终闭合,然而古特提斯洋的构造演化,尤其它的打开时限一直争议不断。本文对龙木错-双湖缝合带以南荣玛地区的变质杂岩进行了岩相学、年代学和地球化学特征研究,进而约束古特提斯洋的开、合时限及其关闭后的构造演化特征。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,本文首次报道了1件新元古代斜长角闪岩,其加权平均年龄为717±7Ma(n=61,MSWD=1. 9),表明原岩形成于新元古代中期,反映羌南地区存在前寒武基底;另获得1件中侏罗世斜长角闪岩的锆石加权平均年龄为163±2Ma(n=26,MSWD=1. 9),表明其原岩形成于中侏罗世;获得2件石榴石多硅白云母石英片岩锆石边部谐和年龄范围分别为267～1349Ma和214～2050Ma;另对片岩中2组多硅白云母样品进行~(40)Ar/~(39)Ar定年,分别获得224. 2±1. 5Ma和223. 9±1. 5Ma的一致坪年龄,暗示区域变质作用可能从～224Ma持续到214Ma之后,且～214Ma的岩浆事件可能形成于碰撞过程中。新元古代和中侏罗世斜长角闪岩的岩石地球化学特征显示,前者原岩具E-MORB特征,后者原岩趋向于OIB特征。基于区域岩石组合与地球化学特征,推断二者均形成于伸展环境,前者可能形成于陆内伸展背景,响应Rodinia超大陆的裂解,后者可能形成于大陆裂谷环境,响应羌南、羌北地块碰撞结束后的裂解。综合前人与本文研究成果,认为新元古代中期(～717Ma),某未知陆块可能就已逐渐开始从羌南-印度大陆裂解,导致"古特提斯洋"在ca. 717～517Ma之间的某个时间点就已打开;古特提斯洋可能在～224Ma才完成闭合,羌南、羌北陆陆碰撞挤压持续到214Ma之后;中侏罗世区域为裂谷伸展环境,并发育OIB特征的碱性玄武岩和双峰式火成岩。     

东天山觉罗塔格地区底坎儿组火山岩地球化学特征及构造环境探讨

底坎儿组火山岩是东天山石炭纪火山岩的重要组成部分,其分布范围北至吐-哈盆地南缘,南至沙泉子断裂,其地球化学特征对于探讨觉罗塔格地区的构造环境演化具有重要的意义。本文对底坎儿组火山岩的主量、微量及Sr-Nd同位素进行了研究,以探讨岩石成因及其形成的构造环境。结果表明,底坎儿组火山岩为一套钙碱性的玄武岩-安山岩-流纹英安岩组合,为石榴石-尖晶石橄榄岩地幔部分熔融的产物。玄武岩经历了橄榄石和单斜辉石的结晶分异,安山岩和流纹英安岩则经历了斜长石和磁铁矿的结晶分异。火山岩相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,玄武岩的微量元素配分型式与弧玄武岩相似,而部分安山岩及流纹英安岩的微量元素配分型式与上地壳相似。底坎儿组火山岩的Nd同位素特征[εNd(t)=-0.14~5.69]及微量元素地球化学特征显示其具有中等亏损地幔源区特征,岩浆来自于俯冲流体交代的地幔,岩浆演化过程遭受了有限的地壳混染。基性火山岩微量元素配分型式及构造环境图解表明其可能形成于弧后盆地环境。     

南天山中段桑树园子韧性剪切带的形成时限及其构造意义

南天山中段桑树园子韧性剪切带是一条近东西走向的剪切带,带内面理、线理、不对称构造广泛发育,通过运动学分析判断该剪切带为左旋走滑性质。剪切带内糜棱岩中的白云母40Ar/39Ar测年获得坪年龄(393±6)Ma和等时线年龄(389±3)Ma;带内雁行式裂隙中的黑云母40Ar/39Ar测年获得坪年龄(366.5±2)Ma和等时线年龄(365±3)Ma。结合区域大地构造背景,笔者认为,桑树园子韧性剪切带是由塔里木板块和哈萨克斯坦—伊犁板块斜碰撞产生的同碰撞走滑构造带,在斜碰撞过程中起到平行板块边界方向的应变分解作用。     

中吉天山隆升时代对比——裂变径迹年代学证据

中吉天山成矿带境内外天山在成矿时代、矿产种类、矿床规模等多方面存在重大差异。它们的成矿条件基本类似,是否因为保存条件的不同而产生这种差异值得关注。文章对采自吉尔吉斯斯坦北天山(境外西天山)的磷灰石样品进行了裂变径迹测试分析和温度-时间反演模拟研究,表明吉尔吉斯斯坦北天山在中新生代发生了四期抬升剥露作用,分别为晚侏罗世、晚白垩世、始新世和渐新世,且不同区域其抬升剥露史也不相同:晚侏罗世的抬升局限于伊塞克湖南岸的泰尔斯山脉,始新世的抬升主要发生在伊塞克湖南北两侧的泰尔斯山脉和昆格山脉,晚白垩世和渐新世的抬升为吉尔吉斯斯坦北天山整体抬升。与东部境内西天山对比表明,境内西天山整体隆升时间较早,历时较长,有可能隆升剥蚀程度超过境外西天山,从而造成了成矿方面的重大差异。     

西南天山大山口金矿床中石英40Ar-39Ar 快中子活化年龄及其意义

对新疆西南天山大山口金矿床中2个成矿阶段石英样品进行了40Ar-39Ar快中子活化测定,谱线特征均为马鞍型,其坪年龄为(207.16±0.85)～(212.59±0.68)Ma,最小视年龄为(205.54±6.56)～(210.78±6.79)Ma,等时线年龄为(205.67±1.68)～(212.43±2.42)Ma,三者均十分接近,说明所测2件石英样品的年龄值可信.坪年龄代表了含金石英脉的形成时代相当于印支晚期.西南天山一些典型金矿床的成矿作用也发生在此时期内.     

新疆甘肃交界红柳河蛇绿岩中伸展构造与古洋盆演化过程

红柳河蛇绿岩中保存了大量伸展特征构造，如堆晶辉长岩层中发育丰富的辉长质糜棱面理、伸展褶劈理、小型韧性低角度正断层、韧-脆性共轭正断层和脆性正断层等伸展变形构造。蛇绿岩中伸展变形构造经历了完整的变形序列：从韧性变形、经韧脆性变形到脆性变形。构造几何学关系表明这些构造形成于红柳河古洋盆闭合之前洋壳扩张过程中。^40Ar／^39Ar年代学的研究确定了红柳河古洋盆演化的过程：洋盆扩张发育在462Ma之前，并在412Ma前闭合。     

Permo-Carboniferous Radiolarians from the Wupata＇erkan Group, Western South Tianshan, Xinjiang, China

The Wupata‘erkan Group, also called Wupata‘erkan Formation, distributed in the South Tianshan, Xinjiang,China, mainly consists of gray and dark gray fine-grained clastic rocks, interlayered with volcanic rocks, carbonates and cherts. Some ultra-basic rocks (blocks) punctuate the formation. The formation was variously assigned to Silurian-Middle Devonian, Silurian-Lower Devonian, and pre-Devonian, mainly based on Atrypa bodini Mansuy, Hypothyridina parallelepipedia (Brour.) and Prismatophyllum hexagonum Yoh collected from the limestone interlayers, respectively.However, radiolarian fossils obtained from 24 chert specimens of the Wupata‘erkan Group, mainly include Albaillella sp.cf. A. undulata Deflandre, Albaillella sp. cf. A. paradoxa Deflandre, Albaillella cf. A. deflandrei Gourmelon, Albaillella sp. cf. A. indensis Won, Albaillella sp. cf. A. excelsa Ishiga, Kito and Imoto, Albaillella sp. and Latentifistulidae gen. et. sp.indet., are earliest Carboniferous and Late Permian. The earliest Carboniferous assemblage is characterized by Albaillella sp. cf. A. undulata Deflandre, Albaillella sp. cf. A. paradoxa Deflandre, Albaillella cf. A. deflandrei Gourmelon and Albaillella sp. cf. A. indensis Won, and the Late Permian assemblage by Albaillella sp. cf. A. excelsa Ishiga, Kito and Imoto. This new stratigraphic evidence indicates that the Wupata‘erkan Group is possibly composed of rocks with different ages from Silurian to Permian, and therefore, it is probably an ophiolite mrlange. The discovery of Late Permian Albaillella sp. cf. A. excelsa provides more reliable evidence supporting the existence of a Permian relic ancient oceanic basin in the western part of Xinjiang South Tianshan.     

哈萨克斯坦北东天山浅成低温热液型金矿床成矿时代及构造背景

哈萨克斯坦北东天山地区是中亚造山带重要的浅成低温热液型金矿床产出地区,但其成矿年代学研究非常薄弱。为确定成矿时代,作者运用高精度激光40Ar/39Ar定年法对阿尔哈尔雷金矿床和乌仁科布拉克金矿床的赋矿围岩进行了年龄测定。获得阿尔哈尔雷金矿床安山岩样品20个点40Ar/39Ar等时线年龄为304±7Ma(MSWD=6),乌仁科布拉克金矿床安山玄武岩样品21个点40Ar/39Ar等时线年龄为280±6Ma(MSWD=2.4),表明哈萨克斯坦北东天山地区浅成低温热液型金矿床主要形成于晚石炭世末期-早二叠世。初步的岩石学、地球化学研究表明,哈萨克斯坦北东天山地区晚石炭世末期-二叠纪火山岩主要为流纹岩、粗安岩、玄武粗安岩、玄武安山岩、粗面玄武岩和玄武岩,具双峰式特征,主体属于高钾钙碱性和橄榄玄粗岩系列。哈萨克斯坦北东天山地区晚石炭世末期浅成低温热液型金矿床形成于碰撞晚期向裂谷的转换阶段,而二叠纪浅成低温热液型金矿床产出于陆内裂谷环境。     

南天山南缘晚泥盆世构造事件的^40Ar／^39Ar定年证据及其意义

南天山南缘前陆褶皱冲断带在独库公路范围内出露于铁力买提达坂一带,其构造岩片主体向南逆掩于塔里木盆地之上,构造样式以双向逆冲为特征。相关韧性剪切带中白云母矿物~(40)Ar/~(39)Ar同位素测年获坪年龄368±1Ma和等时线年龄368±6Ma。结合区域构造分析,这条作为南天山中央地块南部构造边界的大型复合式构造带,主要形成发育时限为晚泥盆世-早石炭世,并在二叠纪重新活动。前者可能是是南天山洋盆向北俯冲于伊犁地块之下的构造变形过程的痕迹,后者则可能是由伊犁-塔里木复合地体与北天山地块在晚石炭世-早二叠世发生碰撞而导致的构造变形。     

中新生代南北天山差异性抬升历史的磷灰石裂变径迹证据

堆积于天山山前坳陷内部的巨厚新生代地层不仅记录所在沉积区的热历史信息,还记录了物源区的信息。本文选择天山南北两侧山前坳陷中3条地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试和部分样品的热历史模拟分析,来揭示上新世以来天山在南北方向上隆升过程的差异性。采样剖面的选取较前人更加靠近前陆盆地方向,样品所在地层年代更新。结果显示,东秋里塔格背斜剖面中的样品记录了中天山、南天山和背斜区分别在55~65Ma、20~25Ma和5Ma经历了构造隆升。玛纳斯背斜剖面中的样品记录了北天山的三次构造隆升事件分别发生于55~65Ma、20~25Ma和5Ma,其中距今5Ma为玛纳斯背斜带起始隆升的时代。结合前人在相同区域的研究成果,分析得出天山的不同部分经历了不同的构造演化历史,自150Ma以来经历了三期差异性隆升。中生代时期(150~125Ma)表现为山体整体抬升,中生代晚期-新生代早期(100~50Ma)北天山明显早于南天山开始构造隆升,新生代以来(~50Ma)的构造运动以向前陆盆地方向扩展为特征,而隆升起始时间南北差异变小。虽然在南北方向上天山山体隆起时间上存在明显的差异,但是中新生代以来山体物源区的剥蚀速率大体相同。因此,隆升起始时间与隆升量之间并不存在必然的定量关系。天山的不同块体具有不同的构造演化历史的事实提示在研究大范围构造隆升作用时,应将构造作用作为一个过程来对待。变形在传递的过程中,在时间和空间上存在一定的滞后现象。     

西昆仑—西南天山地区断裂活动性研究

利用多时相、多波段卫星图像，对西昆仑-西南天山地区大约500000km^2范围的断裂活动性进行分析判读。根据卫星图像上显示的地貌、微地貌特征，构造组合形态，将所判读的断裂分为全新世活动、晚更新世活动以及活动不明显的3类，结合地震活动性，对该地区强震危险性进行了分析，提出西昆仑布伦口组合构造带活动，可能是形成20世纪南天山前缘乌恰、阿图什、伽师一系列强烈地震的原因。