西准噶尔晚古生代岩浆活动和构造背景

西准噶尔作为中亚造山带的一部分,吸引了大量学者的关注。蛇绿混杂岩带、花岗岩、中基性岩墙在本地区广泛出现,表明西准噶尔晚古生代构造演化极为复杂。但是在许多方面仍存在很多争议,例如西准噶尔蛇绿混杂岩带的形成时代、岩石组合和岩石成因;I型和A型花岗岩的岩石成因,构造背景和热机制;中基性-酸性岩墙群的年代学、岩石成因、构造背景和古应力场;西准噶尔晚古生代年代学格架和构造背景;西准噶尔显生宙地壳增生;西准噶尔基底特征和西准噶尔晚古生代构造演化等。笔者通过搜集前人的资料和数据,对西准噶尔区域发育的蛇绿混杂岩带、地层、古地理环境、花岗岩体和中基性岩墙群的总结,结合项目组野外与室内数据的研究,得到以下认识:(1)达尔布特和克拉玛依蛇绿混杂岩的形成环境为与俯冲相关的弧后盆地,源区来自含尖晶石二辉橄榄岩高程度部分熔融作用;(2)早石炭世花岗岩形成于俯冲环境,晚石炭世-早二叠世花岗岩形成于后碰撞环境,中二叠世花岗岩形成于板内环境;(3)I型花岗岩的成因与俯冲密切相关,而A型花岗岩和中基性岩墙产于后碰撞环境下;(4)A型花岗岩是下地壳受地幔底侵发生部分熔融并高度分离结晶的产物,中基性岩墙群普遍具有埃达克质岩的地球化学特点,可能产于受流体(或熔体)交代的残余洋壳板片的部分熔融;(5)中基性岩墙群稍晚于寄主岩体而形成,但两者均形成于后碰撞构造背景。在晚石炭世-早二叠世,西准噶尔处于近南北向的拉张应力体系;(6)西准噶尔在泥盆纪为洋盆体系;早石炭世,俯冲-碰撞过程结束;晚石炭世-早二叠世属于后碰撞环境;中晚二叠世处于板内环境。     

西准噶尔地区晚古生代沉积环境分析

出露于新疆西准噶尔托里老风口地区的晚古生代地层,岩性主要为火山碎屑岩,并含有丰富的腕足类、海百合茎等浅海相的生物化石。通过对其火山碎屑岩类岩石学特征、粒度分析数据和古生物化石的研究,表明新疆西准噶尔地区在晚志留世—早泥盆世到早石炭世期间沉积环境为滨海—浅海环境,同时为西准噶尔洋闭合时代的研究提供了沉积学依据。     

西准噶尔达拉布特断裂带中段晚古生代构造分析

走滑断裂构造在中亚造山带增生及演化过程的研究中扮演了重要角色,其主要构造单元均被走滑断裂带所分割。西准噶尔造山带是中亚增生型造山带的重要组成部分,达拉布特断裂是西准噶尔造山带中一条重要的走滑断裂,其复杂的构造表现吸引了大量研究者的关注。前人不仅在其构造解释上存在着走滑断层、逆冲断层或压扭性断层等诸多争议,且在其活动时代问题上也有不同的看法。本文依据在达拉布特断裂带中段开展的详细野外构造学工作,结合前人针对该地区石炭纪火山岩、浊积岩和造山后花岗岩侵入体所做的同位素年代学工作成果,对达拉布特断裂的活动性质和活动时代进行了讨论。结果确认在中二叠统沉积之前,达拉布特断裂带存在两期变形事件,分别对应于320Ma左右沿NE-SW的较深层次的左行走滑事件D1和表现为脆-韧性转换域的轴面倾向SE的褶皱作用构造事件D2。前者为主期变形事件,而后者发生在中二叠统沉积之前。本文同时报道了沿达拉布特断裂带出露右行走滑构造形迹,并讨论了其可能的成因。沿达拉布特断裂带的多期构造事件记录了西准噶尔地区造山后大规模走滑构造调整过程,是晚古生代晚期中亚各个陆块拼合后大规模陆内调整在西准噶尔造山带的具体体现。     

西准噶尔成矿带晚古生代花岗岩类岩浆活动及其构造意义

中亚造山带是晚古生代地壳显著生长与大规模成矿的重要地区。本文采集了中亚造山带西部的西准噶尔成矿带哈图-别鲁阿嘎希及其附近地区11个岩体共33件花岗岩类样品,对其开展了岩石地球化学与同位素示踪等研究,厘定了该地区晚古生代岩浆活动的特点与大地构造环境,并与哈萨克斯坦境内的巴尔喀什成矿带晚古生代岩浆活动进行了对比。研究表明,哈图地区晚石炭世花岗岩类主要为后碰撞伸展构造环境的A型花岗岩类,别鲁阿嘎希等地区存在洋内俯冲与岛弧环境的埃达克岩,显示了西准噶尔晚古生代构造环境时空变化的复杂性。该地区花岗岩类εNd(t)值较高(+4.62~+7.53)、εSr(t)值为(-57.61~+18.21),具有中亚造山带花岗岩类的共同特征,为古生代增生的新生陆壳,其源区与亏损地幔组分具有亲缘关系,这与巴尔喀什成矿带东段的花岗岩类具有一致性。花岗岩的~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb比值范围分别为18.2776~19.1677、15.5260~15.5796和38.2080~39.0821,为造山带花岗岩类。     

西准噶尔南部晚古生代侵入岩特征和构造背景

西准噶尔地区南部达拉布特断裂两侧广泛发育晚古生代花岗岩类,其锆石U-Pb年龄范围为337~276 Ma,属早石炭世-早二叠世.基于前人相关研究资料和成果,总结区内花岗岩类的岩石学、地球化学特征,认为：①岩石类型从早到晚由中性的闪长岩向酸性的花岗岩及碱长花岗岩转变.相应地,成因类型由埃达克岩质花岗岩→岛弧I型花岗岩→A型花岗岩.②岩石系列从早到晚由钙碱性向高钾钙碱性及后期钾玄岩系列转变.相应地,Na2O/K2O比值亦由大于1向小于1转变.③从早到晚区内花岗岩类的∑REE、δEu、L/H及Sr、Yb含量均呈规律性变化.并且相对富集LILE,亏损HFSE和不同程度亏损Nb、Ta.④均具有高正εNd（t）、低（87Sr/86Sr）i值和Nd模式年龄较小的特征.⑤在构造环境判别图解上,区内花岗岩从早到晚显示出由碰撞挤压向后碰撞伸展体制转换的趋势.上述几点说明区内花岗岩可能主要产出于后碰撞挤压-伸展转换和伸展拉张的构造背景,并且早阶段的岩浆活动可能与俯冲-碰撞背景下的俯冲板片断离密切相关.     

新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录

晚石炭世-早二叠世是新疆北部最为重要的金属矿床成矿期.西准噶尔的区域大地构造、蛇绿岩、沉积岩、花岗岩、埃达克岩、富镁闪长岩以及广泛出露的中基性岩墙研究显示,该地区直到早二叠世早期(290Ma)仍有残余洋盆存在,并可能存在相关的俯冲活动.在290Ma之后,伴随着红色磨拉石的产出,西准噶尔地区进入碰撞造山阶段,伴有地壳快速...     

新疆北部卡拉麦里晚古生代走滑构造及其叠加变形序次

大型走滑断裂构造是大陆地壳内部基本的构造变形样式,通常是大陆地壳形成的标志.卡拉麦里构造带是新疆东准地区构造演化研究的重要构造单元.前人的研究认为卡拉麦里构造带是板块碰撞形成的缝合带.本文结合野外考察、构造分析和年代学工作认为,该构造带主要反映了走滑构造带的特点.在遥感影像上,卡拉麦里构造带呈断续的线状延伸特征.地震剖面上,卡拉麦里断裂带主断面产状近于直立向下延伸至基底,与一般张性断层、压性逆冲断层所显示的上陡下缓的铲状特征截然不同.野外考察显示,该构造带发育密集而陡立劈理,主断面附近劈理面倾角近于直立,在相对较浅层次的地层上,劈理面成花状散开,体现花状构造的特点.卡拉麦里构造带内的石炭系、泥盆系地层以及蛇绿岩系受到强烈改造,超糜棱岩化、糜棱岩化、千枚岩化现象普遍.糜棱岩中,硅质岩透镜体拖尾指示右旋走滑特征,与同构造岩脉次级张裂面指示的结果相一致.结合前人研究资料以及地层变形证据,可以推断构造带活动时限为270～260Ma.因此,卡拉麦里构造带是一条在晚古生代-早中生代活动的右旋剪切走滑构造带,准东地区与卡拉麦里构造带相关的缝合带确认,必须以卡拉麦里走滑构造带性质的准确厘定为基础.卡拉麦里构造二叠纪时期的走滑活动性质的确定,指示新疆北部二叠纪大陆地壳已经形成,而且,新疆北部后期叠加构造变形序次研究也显示具有大区域上的共性,指示新疆北部二叠纪以来进入基本统一大陆内部构造演化阶段.     

准噶尔东部晚古生代—中生代构造样式、变形序列及棋盘格构造的形成过程与机制

自晚古生代以来,准噶尔盆地东部经历了多期陆内变形事件的改造,形成了独特的棋盘状构造,其形成演化是中亚造山带陆内变形的一个缩影,但其形成过程仍处于争议之中。此次研究围绕准噶尔盆地及周缘地区的二叠纪至新生代的构造变形开展研究,结果表明准噶尔盆地东部变形的驱动力主要来自不同板块边缘的相互作用,尤其是来自特提斯构造域的影响。晚二叠世,准噶尔盆地遭受了近东西向的挤压应力改造,盆地整体发生变形,形成了一系列近南北向逆冲断层和褶皱,为准东地区乃至整个盆地的棋盘格构造奠定了基础。早—中侏罗世期间,准噶尔盆地及其周缘地区经历区域性伸展,在盆地东北、西北缘均发育重要的左行张剪性走滑变形,形成了大型的走滑双冲构造。晚侏罗世,准东地区经历近东西向缩短作用,导致了侏罗纪之前的地层再次发生近南北向褶皱,变形的动力则可能来自特提斯构造域的向北作用,使准噶尔盆地经历不同程度顺时针旋转。晚白垩世,准东地区经历近南北向缩短作用,导致了之前的近南北向褶皱和断层褶皱变形,准东的棋盘格构造样式最终定型。新生代晚期,准东地区受到印度-欧亚板块碰撞远程效应的影响,但是影响范围和强度相对较小。     

达拉布特蛇绿岩带的时限和属性以及对西准噶尔晚古生代构造演化的讨论

萨尔托海附近的也格孜卡拉花岗岩侵入到达拉布特蛇绿岩带中,为典型的"钉合岩体",其锆石SHRIMPU-Pb年龄结果为308±3Ma(MSWD=0.83),限定了达拉布特蛇绿岩带侵位时限不晚于308Ma,同时达拉布特蛇绿岩中辉长岩的年龄(Sm-Nd等时线年龄395Ma;LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄391Ma),给出了达拉布特蛇绿岩带的形成年龄。达拉布特蛇绿岩带两侧地层均为下石炭统,为稳定火山-沉积序列,岩石组合特征相同,具有很好的可对比性,表明达拉布特蛇绿岩带不是分隔两侧不同板块的板块缝合带。在综合分析前人板片窗、增生楔等不同构造模型的基础上,提出残余洋盆的被动垮塌充填是西准噶尔地区晚古生代构造演化的主要形式,残余洋盆闭合过程中可能伴随着洋壳俯冲过程,侵入于西准增生杂岩的多个花岗岩体和闪长岩墙,限定了西准晚古生代增生作用不晚于晚石炭世。     

西准噶尔晚古生代残余洋盆消亡时间与构造背景研究

准噶尔西北缘克拉玛依蛇绿岩套及其上覆陆相火山-沉积岩系的研究表明,西准噶尔晚古生代残余洋盆是继承早古生代洋盆发生的,沉积作用基本连续,但同位素年代学研究表现出明显的早古生代和晚古生代两个阶段。残余洋盆的消亡是一个"软碰撞"过程,残余洋盆整体隆升消亡后,经历了329～320Ma、310～295Ma及290Ma三次构造-岩浆事件,爆发三期陆相火山喷发,形成巴塔玛依内山组、哈尔加吾组、卡拉岗组三个陆相火山-沉积岩系,准噶尔西北缘的佳木河组是跨越石炭-早二叠世包括多期火山-沉积作用的产物。晚古生代侵入岩经历了由小型浅成闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩系列向大型深成富碱花岗岩系列的转化,可能是花岗闪长质过渡型地壳向花岗质成熟大陆壳转化的深部作用过程的反映。     

新疆西准噶尔晚泥盆世法门晚期菊石动物群的发现及其意义

首次在新疆准噶尔盆地西北缘和什托洛盖以北地区的晚泥盆世法门晚期地层中发现板海神石及大型弓海神石菊石动物。板海神石动物群由Platyclymenia (Pl.) subnautilina (Sandberger)、Sporadoceras sp.和Prionoceras frechi (Wedekind)等分子组成;可能与Annulata事件有关。弓海神石动物群中Protactoclymenia sp.和Cyrtoclymenia? sp.以壳体硕大为显著特征,直径可达20cm。这些菊石可与西欧晚泥盆世标准菊石带第Ⅳ带的菊石组合进行对比（相当于牙形石Upper trachytera至Lower expansa带）,而且在区域上的分布具有一定的稳定性,尤其是弓海神石动物群,其产出层位可作为和什托洛盖以北地区地层对比的标志层。     

新疆西准噶尔晚泥盆世法门晚期菊石动物群的发现及其意义

首次在新疆准噶尔盆地西北缘和什托洛盖以北地区的晚泥盆世法门晚期地层中发现板海神石及大型弓海神石菊石动物。板海神石动物群由Platyclymenia(Pl.)subnautilina(Sandberger)、Sporadoceras sp.和Prionocerasfrechi(Wedekind)等分子组成;可能与Annulata事件有关。弓海神石动物群中Protactoclymenia sp.和Cyrtoclymenia?sp.以壳体硕大为显著特征,直径可达20cm。这些菊石可与西欧晚泥盆世标准菊石带第Ⅳ带的菊石组合进行对比(相当于牙形石Upper trachytera至Lower expansa带),而且在区域上的分布具有一定的稳定性,尤其是弓海神石动物群,其产出层位可作为和什托洛盖以北地区地层对比的标志层。     

西准噶尔晚古生代花岗岩类侵入体(40)~Ar/(39)~Ar热年代学

西准噶尔成矿带夹持在天山断裂与额尔齐斯断裂之间,是中亚成矿域西部的核心区域之一,广泛发育晚古生代深成岩浆活动、走滑断裂构造和斑岩铜矿、造山型金矿成矿作用。本文在西准噶尔成矿带包古图岩体、康德岩体、加曼岩体、库鲁木苏岩体、别鲁阿嘎希岩体、哈图岩体、阿克巴斯套岩体、庙尔沟岩体、克拉玛依岩体及红山岩体采集12个样品,通过黑云母和钾长石(40)~Ar/(39)~Ar阶段升温测年,给出了该地区(40)~Ar/(39)~Ar冷却年龄。其中,黑云母(40)~Ar/(39)~Ar年龄处在326~302 Ma范围内,钾长石(40)~Ar/(39)~Ar年龄为297~264 Ma,反映了西准噶尔地区晚石炭世-中二叠世的区域中温冷却历史。结合前人报道的锆石U-Pb、角闪石(40)~Ar/(39)~Ar、辉钼矿Re-Os、磷灰石裂变径迹等年龄数据,构建了西准噶尔成矿带晚古生代岩浆侵入,成矿作用与构造抬升,以及晚中生代剥露过程的整个热历史;并与区域左行走滑断裂活动的时间进行了对比,讨论了(40)~Ar/(39)~Ar冷却年龄的构造意义。     

阿尔泰造山带南缘和准噶尔板块北缘晚古生代构造演化及多金属成矿作用

研究表明,阿尔泰南缘和准噶尔北缘晚古生代大地构造演化及成矿作用均受古亚洲洋形成与演化的控制。晚古生代该地区经历了3个不同性质的构造演化阶段,同时伴有不同的多金属成矿作用。早泥盆世,由于古亚洲洋板块的俯冲,在阿尔泰南缘形成了一系列陆缘断陷盆地,并伴随以铅、锌、铜、铁多金属为主的矿化;同时,俯冲的古亚洲洋板块发生部分熔融,形成了埃达克岩及与其有关的铜矿床。随着板块俯冲的继续,中泥盆世出现了前弧盆地,并形成了铜-铅-锌多金属矿床。至石炭纪,西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块发生碰撞,在额尔齐斯缝合带附近出现了由于挤压作用而形成的金矿床,同时,在缝合带北侧(阿尔泰地区),由于壳型花岗岩的广泛发育,形成了稀有金属矿床。早二叠世,在额尔齐斯缝合带附近又发生了碰撞后的板内拉张作用,从而诱发了一系列与地幔作用有关的岩浆活动,形成了以喀拉通克为代表的铜-镍矿化。因此,阿尔泰南缘和准噶尔北缘晚古生代多金属找矿远景区包括:阿勒泰南缘早泥盆世火山-沉积盆地内铅、锌、铜及铁多金属矿床和准噶尔北缘早泥盆世与埃达克岩有关的铜矿床;中泥盆世前弧盆地内的铜多金属矿床;石炭纪额尔齐斯缝合带内与碰撞有关的金矿床及稀有金属矿床;早二叠世与板内拉张有关的铜-镍多金属矿床。     

Tectonic, sea-level, and climatic controls on Late Paleozoic sedimentation in the western basins of Argentina

Tectonic activity, sea-level changes, and the climate controlled sedimentation in Late Paleozoic basins of western Argentina. The role of each factor is investigated from the geologic record of the Río Blanco and Paganzo basins using three hierarchical orders of stratigraphic bounding surfaces. First-order surfaces correspond to regional unconformities, second-order ones to local unconformities with a lesser regional extent, and third-order surfaces represent locally extended sedimentary truncation. Using this methodology, the Carboniferous–Permian record of the Paganzo and Río Blanco basins may be divided into two megasequences, four sequences, and 12 stratigraphic sections. Megasequences are bounded by regional unconformities that result from tectonic events important enough to cause regional paleogeographic changes. Sequences are limited by minor regional extension surfaces related to local tectonic movements or significant sea-level falls. Finally, stratigraphic sections correspond to extended sedimentary truncations produced by transgressive events or major climatic changes. Sequence I is mainly composed of marine deposits divided into basal infill of the basin (Section 1) and Tournaisian–Visean transgressive deposits (Section 2). Sequence II is bounded by a sharp erosional surface and begins with coarse conglomerates (Section 3), followed by fluvial and shallow marine sedimentary rocks (Section 4) that pass upward into shales and diamictites (Section 5). The base of Sequence III is marked by an extended unconformity covered by Early Pennsylvanian glacial sedimentary rocks (Section 6) that represent the most important glacial event along the western margin of Gondwana. Postglacial deposits (Section 7) occur in the two basins and comprise both glaciolacustrine (eastern region) and transgressive marine (central and western regions) deposits. By the Moscovian–Kasimovian, fluvial sandstones and conglomerates were deposited in most of the Paganzo Basin (Section 8), while localized volcanic activity took place in the Río Blanco Basin. Near the end of the Carboniferous, an important transgression is recorded in the major part of the Río Blanco Basin (Section 9), reaching the westernmost portion area of the Paganzo Basin. Finally, Sequence IV shows important differences between the Paganzo and Río Blanco basins; fluvial red beds (Section 10), eolian sandstones (Section 11), and low-energy fluvial deposits (Section 12) prevailed in the Paganzo Basin whereas volcaniclastic sedimentation and volcanism dominated in the Río Blanco Basin. Thus, tectonic events, sea-level changes and climate exerted a strong and complex control on the evolution of the Río Blanco and Paganzo basins. The interaction of these allocyclic controls produced not only characteristic facies association patterns but also different kinds of stratigraphic bounding surfaces.