新疆北部主要金属矿产与构造演化

新疆北部古生代可划分为3大古板块：西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块和塔里木板块。3个板块之间存在的大洋分别是准噶尔－北天山大洋和南天山大洋。正是这些板块和已经消失了的大洋壳之间的相互作用，决定了该区大地构造演化的基本特征，控制着大地构造格局和矿产分布。古生代新疆北部构造活动极为活跃。此期间，西伯利亚板块不断向南增生，塔里木板块向北运动。塔城地块属哈萨克斯坦板块的一部分，阿尔泰地块从奥陶纪初就随着萨彦—蒙古洋的闭合成为西伯利亚板块的一部分，准噶尔地块在石炭纪初增生于西伯利亚板块西南缘，当时北天山存在较大…     

新疆北部石炭纪盆地构造演化与油气成藏

根据油田近期勘探资料及前人研究成果,在新疆北部地区石炭系沉积前构造背景分析的基础上,对石炭纪盆地沉积构造演化进行了研究,该区具有微地块、多拼合、弱固结、构造活跃等盆地形成背景,经历了早石炭世、晚石炭世两期盆地的形成、发展与消亡过程,二叠纪—新生代是石炭纪盆地的改造演化期。石炭纪火山岩广泛发育,结合前人研究成果,通过盆地覆盖区钻井样品的地球化学综合分析,认为该区石炭纪整体处于拉张的构造环境。通过石炭系的沉积与分布特征,认为早石炭世和晚石炭世盆地演化受早期构造的控制,具有继承性、方向性和新生性的特点。石炭纪末期的构造事件基本结束了该区的海相盆地的演化,进入陆内盆地演化期,石炭纪盆地遭受埋藏或隆升改造,经历了海西晚期、印支期、燕山期以及喜马拉雅期的构造改造作用,存在埋藏、隆升剥蚀、岩浆热改造、断裂、褶皱变形等多类型的改造作用,各地区的改造特点存在差异。油气勘探成果证实,石炭系是新疆北部重要的勘探层系,在早石炭世和晚石炭世盆地演化期都形成了优质的烃源岩,火山岩系既是油气的储集层,也是重要的盖层,盆地的多期改造事件不仅有利于火山岩储层物性改善,也形成了石炭系有利的油气圈闭,目前已经发现了石炭系自生自储和上生下储的油气藏类型,油气的分布特征显示了石炭系自生自储油气藏具有近源分布特征。因此,加强盆地形成演化研究,圈定沉降中心和烃源岩的分布对于油气勘探具有重要意义。     

新疆北部后碰撞构造演化与成矿

以夹于陆块间的蛇绿岩套构造就位及其伴随的区域变形变质、同碰撞花岗岩侵入时期,作为主碰撞期。后碰撞发生在主碰撞之后,并随大规模花岗质岩浆作用的结束而结束。依此标志,新疆北部后碰撞阶段的主体时限为早石炭世维宪期—晚二叠世。研究表明,新疆北部后碰撞阶段具有明显的继承性、旋回性、阶段性和方向性,经历了早石炭世伸展—晚石炭世挤压(隆升)和早二叠世伸展—晚二叠世挤压(隆升)两个伸展—挤压旋回。其中,早石炭世伸展可能与主碰撞导致的岩石圈板片拆沉有关,早二叠世伸展则可能与刚性增强的新陆壳下幔源岩浆的底侵作用有关。由多陆块碰撞过程中产生的巨大挤压应力,被后碰撞期不同机制幔源岩浆作用导致的阶段性伸展所消耗,由此逐步完成了碰撞后新陆壳的固结。新疆北部后碰撞的伸展阶段和挤压—伸展转变期,是大规模成矿的高峰期,并具有独特的成矿时空分布规律性。     

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。     

新疆北部地区的大地化学背景

大地化学背景是一种区域地球化学背景。计算深度为地壳最上部的沉积构造层。根据现有的地质学、地球物理学、地球化学和地理学资料,新疆北部地区的面积857000km²,沉积构造层平均厚度为13.9km,其质量为3.13×10¹⁶t.在沉积构造层模型和岩石化学资料基础上,计算和研究了新疆北部地区沉积构造层的平均化学成分和元素丰度。大地化学背景比地壳和岩石圈的化学背景具有更高肯定性。其背景值对区域成矿分析和矿产资源总量评价以及环境质量分析和评估等工作,具有更大的实用价值。本文给出新疆北部地区各大地构造单元的大地化学背景。     

新疆北部深部地质与构造分区

本文综合分析了新疆北部重力场、磁场及地震等资料和邻区地质-地球物理资料,研究了新疆北部地质作用特征。依据岩石圈厚度,上地幔纵波速度和地壳结构等特征,将研究区分为阿尔泰、准噶尔、天山3个岩石圈块体,其间为深断裂带所分割;它们分别与不同发展期的地洼区(阿尔泰地洼区、准噶尔地洼区和天山地洼区)相对应。表明大地构造演化与深部地质作用过程密切相关。     

中昆仑北部古生代构造岩浆作用及其演化

对地质研究较薄弱的中昆仑北部开展了古生代构造地层格局、构造变形及构造样式、古生代花岗岩区域分布及其地球化学特征、祁漫塔格群火山岩地球化学及其区域对比等研究,认为祁漫塔格群属寒武－早志留世,早古生代祁漫塔格地区可能不存在成熟大洋,而是以大陆裂谷或初始洋盆为特征;早古生代晚期祁漫塔格山北部被动大陆边缘转化为活动大陆边缘,沿鸭子泉－祁漫塔格主脊断裂汇聚闭合;晚古生代,早期以求勉雷克花岗穹隆为核心南北简单剪切滑覆;晚期沿昆中俯冲碰撞,昆中断裂以北地区转化为活动大陆边缘,古特提斯洋闭合。     

新疆北部壳体大地构造演化与运动初步研究

位于亚洲大陆中腹的新疆北部地区,是由不同壳块组成的复合型大陆壳块区,经历了长期复杂的壳体运动-演化历程,造就了该区不同地段岩石圈结构和构造的差异。本文在前人研究的基础上,运用壳体大地构造学的研究思路和方法,通过对该区地质-地球物理特征和壳体结构的分析,将该区划分为 4个不同性质和地壳结构的壳块,其中天山地区又可进一步分为东、西两段。文章分析了区域壳体的运动 -演化特征,并初步认为东、西天山在深部地球物理特征、基底性质和前地台期的构造演化,可能分属不同的构造演化体制。中新生代全区先后经历了地台演化阶段之后,陆续发生活化作用,由于不同地段地壳和岩石圈结构的差异,形成浅部地壳不同的活化地质构造特征。     

沉积岩和地壳演化：构造背景和长期变化趋势

在太古与后太古界面上,活动构造背景下沉积的浊积岩成分有重大变化。与后太古活动边缘浊积岩相比,太古绿岩浊积岩表现出更一致的Th/Sc值(但具有与后太古浊积岩相近的平均值),较大的HREE亏损(GdN/YbN>2),较小的Eu亏损(大多数Eu/Eu~*>0.85)和缺少较低的Th/u比值(Th/u>3)。这些数据表明在太古代期间存在着不同的地幔源区和或不同的地幔熔融条件。壳内分异岩(较老的克拉通或年轻的分异弧)对太古代浊积岩源区成分的影响就显得相对不重要了。相反,在高级地体的太古代地台层序中保存的一些沉积岩表现出较大的Eu负异常,与大多数后太古页岩相似,这表明,包括壳内分异作用的克拉通化的一般过程至少从3.8Ga起就已发生了。但几方面证据又说明,这样的地区总范围较小。从平衡的角度上讲,沉积物数据应与太古代顶部上地壳成分变化相一致,代表了地质记录中第一次特性。人们普遍的意见是,陆壳生长的主幕出现在太古代顶部,地壳的生长在整个地球历史上也表现出这种幕的性质,地壳生长好象也发生在早期。大多数模型认为地壳的50％大约在2.5Ga时就有了。早期地壳生长与较热的太古代地球有关,但地壳演化的不连续性了解得还不是很清楚,对于一个连续的冷却地球,考虑到超大陆旋回的影响,就有可能协调统一这些特性了。超大陆旋回出现在晚太古代,并重叠在地球长期冷却的格架上。     

新疆北部石炭纪岩相古地理

文章采用野外露头、钻井地质相结合的分析方法,讨论了新疆北部石炭纪的岩相古地理环境。野外露头、钻井资料的沉积建造、沉积相分布及古生物组合特征综合表明,新疆北部石炭纪古地理总体特征表现为由早石炭世的深海-半深海相、浅海相向晚石炭世的浅海相、海陆过渡相及陆相演化的趋势。岩石组合类型由早石炭世的活动陆缘型岛弧火山岩、深海复理石及海相碳酸盐岩向晚石炭世的裂谷型火山岩、陆相碎屑岩、海相碎屑岩及海相碳酸盐岩过渡。早、晚石炭世不同地区的古地理及其相应的岩石组合类型存在明显的差异。     

新疆北部岩浆铜镍硫化物矿床地质分布特点与成矿背景探讨

新疆北部地质构造演化复杂, 多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的高爆发期。本研究紧紧围绕镁铁-超镁铁质侵入岩体及岩浆铜镍硫化物矿床, 从地质分布特点、含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点, 系统研究深部相应岩浆作用的地质背景。通过典型矿床的深入剖析, 破解制约找矿突破的控制因素, 系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。新疆北部发育了5条镁铁-超镁铁质侵入岩带, 东天山、北山及喀拉通克岩带具有较好的成矿表现, 在时间上与塔里木隐伏大火成岩省密切相关。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质, 围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌, 并与表壳物质发生交换, 随着俯冲板块的持续和减弱, 深部上涌的地幔物质不断加强, 先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。围绕塔里木大火成岩省的周缘或造山带中, 是岩浆铜镍硫化物矿床重要的理论研究基地和找矿方向。     

新疆克拉麦里造山带下石炭统地层系统及其沉积构造背景

新疆克拉麦里造山带位于准噶尔与西伯利亚板块之间.下石炭统是该造山带的重要组成部分,前人将其作为一个地层层序,自下而上划分为黑山头组、姜巴斯套组和那林卡拉组.运用造山带地层学研究其下石炭统地层系统,识别出西伯利亚板块南缘岛弧盆地层序(黑山头组)、弧前大陆边缘盆地层序(卡姆斯特组)、洋盆层序(放射虫硅质岩和蛇绿混杂岩),以及准噶尔板块北缘岛弧盆地层序(塔木岗组和松喀尔苏组)和弧前大陆边缘盆地层序(东古鲁巴斯套组和姜巴斯套组).根据克拉麦里造山带两侧均存在岛弧盆地层序,推论克拉麦里洋盆曾在早石炭世向两侧发生俯冲.     

新疆西准噶尔早石炭世沉积地层的物源及构造环境

沉积物的地球化学和碎屑锆石特征在沉积岩物源分析及构造背景的研究中具有较为重要的作用.对克拉玛依后山地区早石炭世包古图组和太勒古拉组碎屑岩样品(共42个)进行了岩石学和地球化学研究,结果显示,这套碎屑岩的主量元素SiO₂含量为54.64%~73.14%,Al₂O₃含量相对较高(11.89%~19.36%),(TFe₂O₃+MgO)含量比较高(3.97%~9.99%),反映岩石化学成熟度偏低.岩石稀土元素含量变化较大,在83×10-6~252×10-6之间变化,无Ce异常,Eu呈微弱负异常,具有低的∑REE等特征,与大洋岛弧型砂岩相似.采自这2个组的碎屑锆石U-Pb定年结果表明,包古图组有340 Ma和440 Ma两个主峰值,主要来源于石炭纪、志留纪的源岩;太勒古拉组碎屑锆石主峰值为325 Ma,其年龄与地层年龄很接近,推测其主要来源于同沉积石炭纪岩石.根据主、微量及稀土元素等多个构造环境判别图解的综合分析,结果表明早石炭世包古图组和太勒古拉组沉积物的物源特征及沉积构造背景较为相似,主要为大洋岛弧-大陆岛弧环境下的中酸性火山岩,夹有少量基性火山岩.      

华蓥山北倾没端地区石炭系沉积相研究

华蓥山北倾没端地区石炭系地层是发育在志留系侵蚀面上的一套碳酸盐台地相沉积,主要为晶粒白云岩和颗粒白云岩。根据对其沉积物特征、沉积组合和测井相的综合分析,认为研究区主要发育有两种沉积相,三种沉积亚相,并可细分为膏云坪、膏盐潮池、生屑颗粒滩、鲕粒颗粒滩、滩间泻湖等微相。在石炭系黄龙组沉积早期区内主要处于干燥炎热的蒸发台地环境,随着海水的缓慢侵入以及气候的变化,黄龙组沉积晚期逐渐形成了局限台地相的沉积格局。     

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。     

柴达木盆地北缘石灰沟晚石炭世的四射珊瑚

青海省柴达木盆地北缘晚石炭世地层出露完好，四射珊瑚化方丰富。本文研究了该区晚石炭世四射珊瑚２６属，４９种和亚种，１０个未定种。自下而上建立了５个四射珊瑚组合带：１Ｌｉｔｈｏｓｔｒｏｔｉｏｎｅｌｌａ－Ｔｈｙｓａｎｏｐｈｙｌｌｕｍ组合带；２Ｃｇａｔｈａｘｏｍｉａ－Ｒｏｔｉｐｈｙｌｌｕｍ组合带；３Ｐｒｏｔｏｉｖａｎｏｖｉａ－Ａｍｐｌｅｘｕｓ组合带；４ＮｅｏｋｏｎｉｃｋｏＰｈｙｌｌｕｍ－Ｋｏｎｉｎｃｋｏｐｈｇｌｌａｍ组合带；５Ｐｓｅｕｄｏｚａｐｈｒｅｔｏｉｄｅｓ－Ｌｏｐｈｏｃａｒｉｎｏｐｈｙｌｌａｍ组合带。     

柴达木盆地北缘东段石炭系残留分布及控制因素

柴达木盆地北缘东段石炭系是侏罗系之外的另一套有利生烃层系,针对前人“石炭系为广泛分布于柴达木盆地各残留凹陷”的普遍认识与实际钻探不相符的矛盾,笔者充分利用野外地质调查、钻井、地震、电法等成果资料,通过露头引层、钻井标定、地震相与速度谱识别等方法手段,进行了石炭系顶底界面的追踪解释,重新厘定了柴北缘东段石炭系残留地层分布,并通过平衡剖面恢复分析了自古生代以来的构造演化特征及其对石炭系残留分布的控制作用。结果表明,柴达木盆地东部石炭系平面上残留分布于西段的尕丘凹陷和东段的欧南、霍布逊、德令哈等凹陷,发育尕丘、欧南、霍布逊等多个厚度中心;西段尕西-鱼卡凹陷、马海大红沟凸起、大柴旦凹陷、红山-小柴旦凹陷等基本无石炭系残留;印支末期构造运动造成不同构造单元的差异隆升剥蚀是控制石炭系残留分布及其厚度差异的主要因素,燕山晚期和喜山晚期构造运动造成残留分布的分隔性较强。     

新疆三塘湖盆地石炭系含油气系统初步评价

新疆三塘湖盆地晚古生代发育哈尔加乌组和卡拉岗组陆相火山喷发岩系,二者在岩石组合上均以中酸性火山岩及其碎屑岩为主,局部夹基性火山岩。通过岩性剖面和化石组合对比认为哈尔加乌组和卡拉岗组为同一时代地层,没有上下关系,时代为晚石炭世—早二叠世。对哈尔加乌组火山岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年获取年龄值为319.6±9.8 Ma,表明这套火山岩含有石炭纪的部分,限定这套火山岩系的喷发时限为石炭纪中期至早二叠世。哈尔加乌组和卡拉岗组火山岩发育多期的火山喷发—沉积旋回,形成巨厚层的火山岩和火山碎屑岩的互层,具备良好的油气储集条件,其下伏老爷庙组暗色泥岩夹层有机碳(TOC)含量较高(0.71%～1.62%),属于一般烃源岩—好烃源岩,这套烃源岩与哈尔加乌组—卡拉岗组火山岩构成生储盖组合,上覆上二叠统芨芨槽子群泥岩为盖层,构成盆地与火山岩相关的石炭系含油气系统,具有重大的石油地质意义。     

新疆北部石炭纪地层、岩相古地理与烃源岩

依据近几年新疆区域地质调查结果,结合新疆油田与吐哈油田最新勘探成果,通过区域构造背景和沉积充填演化特征推断石炭系沉积建造样式,理顺了新疆北疆地区石炭纪地层层序,目的是推断石炭纪烃源岩发育层段与主力生烃区范围。下石炭统有效烃源岩分布较广,主要发育于北疆西准噶尔达尔布特山前、博格达山前、准噶尔东部陆东—五彩湾地区早石炭世被动陆缘海相和海陆过渡相沉积盆地;上石炭统有效烃源岩分布相对局限,主要发育于东准噶尔克拉美丽山前石钱滩区、布尔津—吉木乃区及库普—三塘湖区海陆过渡相沉积盆地内。石炭系油气成藏严格遵循"源控论",有效生烃区决定其有效成藏范围,所伴随发育的火山岩体决定其富集程度。优选西准噶尔、东准噶尔、库普—三塘湖区、博格达山前区、布尔津—吉木乃区石炭系烃源岩发育区及其相邻构造带,作为今后石炭系油气勘探战略选区的重要领域和区带。