南天山古生代开合带特征及其讨论

中国南天山包括"中天山结晶轴"以南、塔里木盆地以北的天山地区.南天山古生代开合带初期是早古生代弧后盆地,经弧后扩张而发展成为有限洋盆,向西与哈萨克斯坦及吉尔吉斯斯坦境内的南天山洋连通,形成西宽东窄的楔形洋盆.在西部哈萨克斯坦境内洋盆发育较早,奥陶纪蛇绿岩分布较广;在中国境内奥陶纪仍为弧后盆地性质,含化石的奥陶系为浅海相-半深海相的碳酸盐岩及碎屑岩沉积.志留纪开始南天山弧后盆地逐渐扩张成洋,洋盆沿长阿吾子-巴伦台-库米什断裂(即称中天山南缘大断裂)向北俯冲削减,于早泥盆世末闭合,自中泥盆世开始为陆表海发展阶段.自石炭纪末,南天山全面遭受挤压抬升形成复杂的造山带,二叠纪开始南天山进入大陆演化阶段.根据古生代各个时期的构造属性,南天山可划分为11个次级构造单元.     

南天山古生代-中生代沉积盆地演化

南天山位于塔里木—卡拉库姆板块和伊犁-哈萨克斯坦板块的碰撞造山带.前人研究表明, 该区在古生代经历了洋盆的扩张、俯冲消减和碰撞造山; 中生代则进入到陆内发展阶段.但由于该区特殊的地理位置和复杂的构造背景, 洋盆的闭合时间及盆地演化的阶段依然存在诸多争论.在广泛收集地质资料的基础上, 对我国境内南天山地层大区进行了地层分区, 并对每个分区的古生代-中生代盆地沉积序列进行了详细分析, 最终划分出5个演化阶段: 寒武纪-奥陶纪, 南天山洋从有限洋盆发展为成熟洋盆, 洋盆性质为弧后盆地; 早志留世, 南天山洋盆开始俯冲消减, 东部红柳河段洋盆在早泥盆世闭合, 而西部的俯冲消减则延续至泥盆纪晚期; 石炭纪-早二叠世, 西部仍存在残余海盆.中二叠世, 残余海盆消失, 南天山西部碰撞造山, 南天山造山带最终形成; 中生代, 该区进入陆内发展阶段, 在三叠纪接受剥蚀夷平; 侏罗纪, 西部发展成为断陷盆地, 东部继续接受剥蚀夷平; 白垩纪, 西部延续侏罗纪断陷盆地特征, 东部则发育成拉分盆地. 关键字: 南天山; 古生代; 中生代; 沉积; 构造; 盆地演化.      

新疆南天山构造格架及构造演化

南天山碰撞造山带位于西伯利亚与塔里木地块之间的北亚造山区南部的天山造山系的中南部,是塔里木地块与哈萨克斯坦-准噶尔地块之间的一条构造带,地理上由哈尔克山、额尔宾山、虎拉山等组成,地质上主要由古生代地质体组成,其南北两侧均为活动陆缘,中间由洋壳残片、洋岛和增生杂岩组成,是南天山古生代洋盆演化的产物。南天山古洋盆从震旦纪裂解,寒武纪持续扩张,奥陶纪—石炭纪向南北两侧俯冲闭合,至二叠纪南天山造山带进入后造山调整阶段。     

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)。     

西天山早古生代花岗岩的成因及其研究现状

西天山早古生代与洋壳俯冲有关的花岗岩主要在南天山构造带产出。早古生代那拉提山以南的中天山南缘为主动大陆边缘,主要有一些岛弧Ⅰ型花岗岩在此形成;但塔里木北缘被认为是被动大陆边缘,有巨厚的山前沉积物在此堆积。它们的之间是被称为南天山洋的复杂大洋盆,在多期次的收缩和大陆边缘增生作用之后洋盆在晚古生代成为拥有众多微型大陆板块、多个洋盆且分阶段分时期碰撞造山的多岛洋。关于洋盆的闭合时间则有泥盆纪末期、石炭纪早中期、石炭纪末期、二叠纪末期以及三叠纪等不同认识,也侧面证明了南天山洋盆是一个复杂的多岛洋。     

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。     

新疆北部古生代构造演化的几点认识

最近的地质调查和研究资料揭示,新疆北部古生代存在"三块两带"的构造格局,并经历了复杂的洋陆转换过程。地质、地球物理和碎屑锆石年龄结果显示,准噶尔盆地南部应存在一个至少发育前震旦系的古老陆块;初步认为东准噶尔北自额尔齐斯构造带东南的玛依鄂博地区至南部的卡拉麦里构造带南界,整体为一增生杂岩体,西准噶尔自额尔齐斯构造带南缘至谢米斯台南缘亦为一增生杂岩体。提出新疆北部加里东运动表现为准噶尔-吐哈陆块、中天山陆块群、伊犁地块等拼合形成哈萨克斯坦板块的一部分。从新疆北部泥盆系建造组合和沉积环境演变视角,探讨了早古生代形成的哈萨克板块北部洋盆从早泥盆世开始,至晚泥盆世拼合,洋盆经历了逐渐变浅直至消亡的演化过程。结合区域地质调查资料,提出南天山为一巨大的增生杂岩体,代表了哈萨克斯坦板块与塔里木板块最后增生拼合的位置,亦是古亚洲洋在中国境内最后闭合的位置,闭合的时限为早石炭末期。在以上认识的基础上,提出新疆北部晚古生代构造演化的"三块两带"基本框架:即在统一哈萨克斯坦板块形成后,自北而南依次存在西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块、塔里木板块及其间的准噶尔洋盆和南天山洋盆。晚泥盆世哈萨克斯坦板块与西伯利亚板块完成增生拼贴;早石炭世末,塔里木板块与西伯利亚-哈萨克斯坦联合板块完成增生拼贴,古亚洲洋结束洋陆转换;晚石炭世至早二叠世,新疆北部进入后碰撞伸展至大陆裂谷演化阶段。     

天山古生代增生造山作用及其构造转换事件

天山造山带自新元古代以来，经历了漫长而复杂的俯冲增生造山作用和陆内构造活化过程，属于典型的复合型造山带。基于近年研究进展，本文对伊犁、境内外中天山和南天山构造带前寒武纪基底、古生代沉积序列、多期陆缘弧岩浆岩和构造缝合带的变形变质特征、形成环境和年代学等进行了总结分析，梳理了天山古生代增生造山作用中的三次重要构造转换事件及其地质记录。① 伊犁南北两缘、中天山、南天山和塔里木北缘，均发育中奥陶世—志留纪的大陆弧岩浆作用，伊犁北缘、南天山 塔里木北部早古生代沉积环境发生显著变化，表明天山 塔里木北缘在中—晚奥陶世发生了从被动陆缘向活动陆缘的转换。② 伊犁南、北两缘和中天山的早古生代岩层在晚志留世—早泥盆世普遍发生了强烈的韧性变形和角闪岩相变质作用，其上不整合覆盖有弱变形未变质的晚泥盆世—石炭纪火山 沉积地层；该区域不整合是哈萨克斯坦微大陆拼合事件在研究区的构造响应，也标志着准噶尔洋和南天山洋的俯冲方式在泥盆纪发生了由前进式（东太平洋型）向后撤式（西太平洋型）的构造转换，导致伊犁和中天山在晚泥盆世—石炭纪经历了伸展背景下的大陆弧岩浆作用，在南天山 塔里木北缘则形成了一系列弧后有限洋盆。③ 天山各构造单元及其边界缝合带中普遍发育晚石炭世逆冲推覆构造和二叠纪走滑韧性剪切带、晚石炭世—早二叠世滑塌堆积和二叠纪后造山岩浆岩，指示晚石炭世—早二叠世发生了由汇聚造山向陆内构造的转换。这些构造转换事件是认识古亚洲洋各分支洋盆从初始俯冲、俯冲方式转换到俯冲终结过程的基础，也是探讨增生造山动力学的关键。     

东天山古生代板块构造特点及其演化模式

东天山的古板块构造格局主要由塔里木陆壳板块、西伯利亚陆壳板块和哈萨克斯坦洋壳板块在古生代的活动所奠定的。在古生代，东天山的板块构造格局主要表现为多列岛弧及其间弧间盆地和弧后盆地的形式。自北而南依次发育：博格达－哈尔里克泥盆－石炭纪岛弧，吐哈弧间盆地，觉罗塔格泥盆－石炭纪岛弧，吐哈弧间盆地，觉罗塔格泥盆－石炭纪岛弧，中天山志留－石炭纪岛弧，南天山－红柳河弧后盆地和北山陆缘裂谷带。其主要成因是由于准噶尔洋壳板块向塔里木陆壳板块下俯冲，俯冲带不断后退所形成的。奥陶纪中后期，中天山由塔里木北缘分出，形成具有古老陆块基底的类似于现今日本列岛的中天山岛弧。在其后形成南天山－红柳河弧后盆地和北山陆缘裂谷带。泥盆纪早期，俯冲带后退至觉罗塔格北侧形成觉罗塔格岛弧。泥盆纪晚期，俯冲带后退至博格达－哈尔里克北缘，形成博格达－哈尔里克岛弧。中石炭世至早二叠世，博格达同准噶尔陆块碰撞造山，哈尔里克同麦钦乌拉岛弧碰撞造山。与此同时，南天山－红柳河弧后盆地和北山裂谷带也相继闭合，而吐哈弧间盆地则成为未被消减完的弧间盆地残留下来。东天山古生代板块演化可与现今印度尼西亚地区的板块演化相类比。     

新疆西天山地区构造单元划分、地层系统及其构造演化

西天山地区是指位于奎屯南的北天山与库车北的南天山间的广大地区。早古生代,该区处于哈萨克斯坦—准噶尔板块东南缘中段与卡拉库姆—塔里木板块西北缘交汇部位,其主缝合带处于长阿吾子—乌瓦门一线。通过各构造单元地层系统及蛇绿混杂岩定年研究,认为本区博罗科洛山南缘霍城—哈希勒根一带为奥陶纪—志留纪的赛里木—准葛尔和乌孙—阿吾拉勒微板块的接合带。塔里木微板块北缘的南天山地区在中奥陶世—志留纪显示多岛洋的构造格局,早古生代板块活动经历了上亿年。晚古生代早期的洋盆较狭窄,生存时间为数千万年。北天山依连哈比尔尕地段隶属于早石炭世微型沟弧盆体系。晚古生代晚期由裂谷转为走滑拉分体制,此时壳—幔岩浆活动及物质交换频繁,为本区主成矿期。中生代进入板内陆块构造堆叠并伴随走滑的动力学环境。新生代受印度板块与欧亚大陆碰撞效应的汇聚作用,导致山体强烈隆升,造就了现今的南、北天山及伊犁盆地相间的地貌景观。     

新疆中天山古生代侵入岩浆序列及构造演化

新疆中天山构造岩浆带是中亚造山带的重要组成部分,广泛分布着古生代花岗质侵入体。本研究重点对中天山南缘巴音布鲁克及巴伦台地区的花岗质侵入体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,并获得了岩体侵位年龄由老到新分别为463±3Ma(石英闪长岩)、437±5Ma(石英闪长岩)、424±3Ma(二长花岗岩)、383±4Ma(二长花岗岩)、356±3Ma(二长花岗岩)和303±5Ma(正长花岗岩)。综合区域地质分析认为,中天山古生代侵入岩浆活动可分为四个构造岩浆演化阶段:(1)晚寒武世—晚奥陶世阶段,Terskey洋盆和南天山洋盆自新元古代打开形成广阔洋盆,Terskey洋盆在晚寒武世开始初次俯冲,于晚奥陶世洋盆闭合,南天山洋盆于早奥陶世初次俯冲,具有自西向东、由早到晚的俯冲特点;(2)早志留世—中泥盆世阶段,南天山洋盆持续向北俯冲,该阶段北天山洋开始向南侧俯冲,在伊犁地块北缘形成了弧岩浆;(3)晚泥盆世—早石炭世阶段,南天山洋盆闭合于晚泥盆世末期,在早石炭世中晚期进入残余洋盆演化阶段;(4)晚石炭世—早二叠世阶段,该阶段为后碰撞伸展环境,区域上为陆内演化阶段。     

南天山造山带志留—泥盆纪盆地恢复与构造旋回地层学初探

用动力旋回地层学观点对南天山造山带进行了初步探讨 ,建立该区域志留—泥盆纪构造沉积演化模式 :南天山南缘洋盆早志留世已出现 ,晚志留世为孤立碳酸盐台地发育阶段 :泥盆纪南天山南缘洋盆开始向北俯冲 ,导致了相对海平面上升 ,使碳酸盐台地被淹没 ,出现深水浊流盆地背景 ,并伴随来自哈尔克山、艾尔宾山南缘火山岛弧带的火山碎屑沉积。至石炭纪 ,由于洋壳俯冲加剧 ,在南天山北缘出现火山弧、南缘盆地形成超覆沉积 ,总体反映了海平面不断上升的过程。同时 ,对造山带中变形盆地对原型盆地响应进行了探讨 ,提出了超构造岩片、构造岩片、微构造岩片及地层序列四级岩片划分方案。针对有限史密斯地层进行了动力旋回层序的研究 ,将上志留统至泥盆系划分为四个二级动力旋回层序及 14个三级动力旋回层序     

天山-西昆仑地区沉积-构造演化史——新疆地学断面走廊域及邻区不同地体的沉积-构造演化

通过新疆地学断面项目的研究,本文探讨了新疆南部天山-塔里木-昆仑山地区的沉积-构造演化史。本文以古生代及其以后的历史为重点,针对若干有争议的问题提出了初步的认识。本区的地壳演化历史可以分为4个不同的时期,总体来说,表现为一个地壳逐渐从活动趋于稳定、不同时期的古洋盆闭合和不同陆壳板块碰撞拼合的过程。古生代时以古亚洲洋的活动为主导因素,到古生代末,北方形成统一的古欧亚大陆。晚古生代至中生代时受南面特提斯洋活动所控制,随着特提斯洋的闭合及南侧陆块的碰撞而发生了一系列沉积-构造事件,包括古特提斯洋的闭合和康西瓦缝合带的形成,南侧羌塘、冈底斯和喜马拉雅等陆块的碰撞产生的不同效应,形成了本区现代的盆山构造面貌和丰富多彩的演化历史。     

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。     

塔里木盆地构造格架和构造应力场分析

以区域构造背景为基础,分析塔里木盆地的基本构造格架是本文的主要宗旨。塔里木盆地中部存在一规模较大的近于E-W向的构造带,谓中塔里木构造带或中塔里木断裂带,平面上它大致和塔里木中央隆起带相对应,东延,和阿尔金造山复合体的一组规模较大的、近于直立的E-W向韧性剪切带和断裂带相连,西延,插入西昆仑造山带和南天山造山带的结合部位。在剖面上具有背冲式(断背状)断裂组合,其形成始于早古生代,强烈活动期在三叠纪后。断裂带具有逆冲、走滑和垂向挤出性质,是目前塔里木盆地的主要含油带。中塔里木断裂带和塔中隆起带属于同一动力学系统中不同构造阶段的产物,在空间上是互为一体的,在早古生代为一强烈坳陷带,晚古生代以后逐渐转化为隆起带。大致位于北纬39°30'~40°的E-W向高正磁异常带,为一以基性麻粒岩为代表的结晶基底、基性岩墙和花岗质类岩石,并叠加晚元古-早古生代活动陆缘岩浆弧的大型东西向构造杂岩带。中塔里木断裂带(塔中隆起带)以南至塔南前陆盆地的塔南地区,以E-W向构造岩浆岩带上叠NEE向断裂构造(断隆和断凹)为基本特征,其断裂组合完全可以与南阿尔金断裂以南的南阿尔金地体的断裂组合相类比。中塔里木断裂带以北至塔北前陆盆地的塔北地区以长期坳陷为特征。西昆仑-塔里木盆地盆山结合带表现为西昆仑山体的北向逆冲推覆和山前带的强烈挤压及塔南前陆盆地的急剧沉降,而西天山-塔里木盆地盆山结合带则表现为由于塔里木地块向天山复合造山体的强烈北向俯冲导致的南天山的南向逆冲推覆和塔北(前陆盆地后的)隆起。塔里木盆地处于南北两侧向盆地挤压、东侧左旋走滑和西侧右旋走滑的复杂构造应力状态,塔里木盆地现今构造格局的形成基本上是上述4类不同性质的构造应力场对先存的E-W向构造经多次强烈改造、叠加的结果。     

秦岭-大别新元古代-中生代沉积盆地演化

秦岭-大别造山带处于中央造山带的东部,经历了复杂的构造-沉积历史.在系统分析研究区4个二级和13个三级构造单元岩石地层、化石组合、同位素年代学及构造学等资料的基础上,划分出18个沉积盆地类型,并讨论新元古代-中生代构造-沉积演化:(1)新元古代-早古生代:商丹洋以北的北秦岭为岩浆弧和弧前盆地;南秦岭为陆内裂谷-台盆、台地-陆缘裂谷发育阶段;大别-苏鲁为陆内裂谷-台盆台地发育阶段;(2)晚古生代:北秦岭为海陆交互陆表海;勉略洋于泥盆纪开启;南秦岭为弧后陆棚与台盆台地并存发育阶段;(3)三叠纪:陆陆碰撞造山,全区进入前陆盆地发育阶段;(4)侏罗纪-白垩纪:断陷盆地和压陷盆地发育阶段.      

西准噶尔南部玛依勒洋盆开启、闭合时限:来自中泥盆统与下伏地质体之间角度不整合关系的证据

新疆西准噶尔南部地区出露多条蛇绿岩,其中玛依勒蛇绿岩是该地区比较重要的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的开启、闭合时限一直是地学界争论的焦点。详细的野外调查发现:玛依勒蛇绿混杂岩呈构造岩块的形式就位于中-上志留统玛依拉山岩群复理石基质中或与寒武纪杂岩体在空间上密切共生,表明玛依勒蛇绿岩所代表的古洋盆至少在寒武纪时期就已经开启,一直持续到中-晚志留世;中泥盆统库鲁木迪组分别角度不整合于中-上志留统玛依拉山岩群和寒武纪杂岩体之上,从而限定了玛依勒洋盆闭合时限的上限为中泥盆世之前。地层剖面分析发现库鲁木迪组与玛依拉山岩群之间在岩性特征、地层序列、沉积环境等方面均存在显著差异,表明晚古生代早期是西准噶尔地区构造演化发展的重要转换时期,库鲁木迪组下部的陆相沉积序列是对玛依勒早古生代洋盆闭合过程的沉积学响应。这将对进一步研究西准噶尔的构造演化和古生代中亚地区的构造格局提供了重要的制约。