西天山伊犁地区上、下石炭统接触关系的重新厘定及其构造意义——来自沉积学和岩相学的证据

西天山上、下石炭统之间是否存在区域性角度不整合争议颇大,制约了西天山晚古生代构造演化阶段的划分。伊犁地区石炭纪地层出露典型且完好,通过对该地区上、下石炭统接触关系的重新厘定,开展沉积学和岩相学研究。沉积学特征显示,二者产状一致,未见底砾岩和风化壳,且存在碳酸盐岩和火山碎屑物质"混生"的沉积特征,下石炭统阿克沙克组和上石炭统伊什基里克组之间并无明显沉积间断,应为连续的火山–沉积序列。该研究为西天山伊犁地区石炭纪为统一后碰撞裂谷盆地的认识提供了沉积学证据。     

甘肃北山南部早古生代古亚洲洋俯冲作用：来自明舒井埃达克质侵入体锆石U-Pb年龄及地球化学的证据

甘肃北山南部具有重要的构造位置与复杂的构造演化历史,制约着北山造山带大地构造归属研究。北山明舒井埃达克质侵入体位于南部辉铜山以西地区,岩性主要为二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等。对明舒井侵入体中的二长花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,定年结果分别为423.4±3.4 Ma、425.4±2.3 Ma和437.8±3.5Ma。岩石SiO₂含量多数大于56%(55.53%～64.42%), Al₂O₃大于15%(15.1%～17.79%),MgO多数小于3%,全部小于6%(2.07%～3.5%),Y和Yb含量均较低,同时轻稀土元素富集,Eu异常不明显,Sr含量较高,具有与埃达克岩相似的特征。综合区域地质背景,认为北山南部志留纪埃达克质侵入岩形成于活动大陆边缘火山弧环境,可能是志留纪古亚洲洋向北消减俯冲背景下岩浆作用的产物,同时发生了大规模的地壳增生。明舒井埃达克质侵入岩体的识别为北山造山带早古生代构造演化提供了重要依据。     

西天山伊犁地块北缘早石炭世硅化木的发现及其意义

在西天山伊犁地块北缘琼阿希河谷中首次发现硅化木,对硅化木的基本特征进行了描述。根据地层中腕足、珊瑚化石的鉴定结果,将地层的时代定为早石炭世维宪期,因此该硅化木的产出层位为下石炭统阿克沙克组。硅化木产于阿克沙克组底部黑色薄层状泥岩、粉砂岩中,这套岩性组合形成于扇三角洲前缘水下分流间湾。伊犁地块北缘阿克沙克组底部扇三角洲沉积环境的确定和硅化木化石的发现说明：研究区早石炭世维宪期不是一套连续的海相沉积,而是陆相—海陆过渡相沉积,研究区所处的地理位置距离古陆地不远。这一发现对于重新认识伊犁地块早石炭世古地理和古构造格局具有重要意义。     

新疆西天山伊犁地区石炭纪火山—沉积序列及盆地性质

新疆西天山伊犁地区作为中天山微板块的一部分,呈"倒三角形"被缝合带或断裂带所围限。其上广泛出露的石炭纪火山—沉积岩系,是研究西天山石炭纪盆地性质和天山古生代造山作用演化过程最为直接的载体。本文通过对石炭纪火山—沉积剖面的岩石组合、地层序列、构造环境及盆地演化过程研究表明:伊犁地区石炭纪火山—沉积岩与下伏地层(前寒武纪结晶基底或前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性角度不整合接触;火山—沉积岩系由下到上可以划分为2个序列,分别对应于盆地伸展—裂陷演化的两个旋回:序列Ⅰ:大哈拉军山组底部扇三角洲相、向上出现2次爆发相—喷溢相的火山喷发旋回,阿克沙克组底部扇三角洲相,向上过渡为滨浅海相—开阔台地相;序列Ⅱ:伊什基里克组由下到上由3次爆发相—喷溢相的火山喷发旋回构成,东图津河组为浅海陆棚相。西天山伊犁地区石炭纪火山—沉积序列反映了后碰撞伸展环境下的裂谷盆地充填演化过程。     

西天山早石炭世构造环境:大哈拉军山组底部沉积地层学证据

西天山伊犁地区广泛出露早石炭世大哈拉军山组火山-沉积岩系, 其内赋存了金、铁、铜等重要的金属矿床。但迄今为止, 关于大哈拉军山组形成构造环境还存在很大的争议。通过区域地层对比, 研究区大哈拉军山组与下伏地层之间存在区域性角度不整合接触关系。其底部自下而上依次发育砾岩、粗砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳酸盐岩、安山岩。沉积学和层序序列分析显示, 该组底部的陆源碎屑岩建造组合形成于扇三角洲沉积环境, 进一步可划分出扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲3个亚相, 向上出现的碳酸盐岩形成于浅海碳酸盐岩台地环境。这种沉积物由粗到细、水体由浅到深, 沉积环境由陆相变为海相的地层充填序列, 反映了一种裂陷拉伸的动力学背景。因此, 西天山早石炭世大哈拉军山组火山-沉积建造形成于后碰撞裂谷环境。     

西天山下石炭统大哈拉军山组底部角度不整合特征及其对天山古生代洋陆转换时限的约束

西天山广泛出露下石炭统大哈拉军山组火山-沉积岩系,其与下伏地层(前寒武纪结晶基底或前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性角度不整合接触。通过对这些角度不整合面及大哈拉军山组底部冲洪积相碎屑岩或陆相火山岩特征的研究,认为该不整合面代表了一次强烈的褶皱、隆升造山事件;不整合面之上初始沉积物地层序列是天山石炭纪后碰撞裂谷盆地新一轮沉积旋回的起点。取自大哈拉军山组底部粗碎屑岩中夹层安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为359±2.3Ma,这一年龄值不但限定了这一区域性角度不整合的形成时代,而且代表天山后碰撞裂谷盆地的开启时间。因此,天山古生代洋陆转换时限在晚泥盆世—早石炭世之交,随后,天山造山带进入后碰撞裂谷演化阶段。     

新疆石墨资源特征及成矿规律

石墨是高新技术产业发展中不可或缺的重要战略资源。我国石墨资源虽然储量丰富,但主要集中分布于东部地区。近年来,新疆新发现黄羊山、孔可热、达布逊、吐尔库里等一批大型石墨矿床,查明资源量超过1亿吨,使新疆一跃成为我国石墨大省,有望改变我国石墨资源分布格局。根据矿床成因特征,新疆石墨矿床可以划分为以下3种类型:(1)区域变质型,主要分布于古老地块周缘元古代深变质岩系中,成矿时代集中于新元古代和早古生代;(2)接触变质型,主要分布于东准噶尔古生代造山带中,含矿岩系为泥盆-石炭纪碎屑岩,成矿时代主要为晚石炭世-早二叠世;(3)岩浆热液型,赋矿围岩为海西期(320~270Ma)碱长花岗岩,成矿时代与岩浆侵入时代一致。根据石墨矿床成因类型、控矿因素及典型矿床特征,将新疆石墨成矿区划分为2个成矿区带,6个成矿亚带,为今后新疆石墨找矿提供理论依据。     

造山带沉积学系列之一——弧造山带的弧前沉积

板块构造理论得到地学界广泛接受以来,沉积学在造山带研究中得到了普遍的重视。笔者在归纳总结板块构造沉积学3个主要发展阶段及其相应的研究成果的基础上,重点讲述了弧造山带的弧前海沟盆地、楔顶盆地和弧前盆地的定义,并结合具体实例介绍了3类盆地沉积环境、沉积组合与物源背景。总之,希望这些讨论能使对造山带沉积学感兴趣的读者得到梗概的认识。     

造山带沉积学之二——弧造山带的弧内沉积

笔者阐述弧造山带的弧内沉积盆地的沉积作用。在岩浆弧内出现弧内盆地和弧背前陆盆地。笔者选取典型实例,说明2类盆地的大地构造位置、盆地边界特征、盆地包含的沉积环境、沉积物类型、沉积物源和盆地构造特点。