伊宁地块石炭纪火山岩及其对构造演化的约束

西天山伊宁地块的构造格局及其演化之认识久存争议,倍受关注。分歧焦点有三:(1)石炭纪有无洋盆存在?(2)若有洋盆,何时闭合?(3)"沟-弧-盆"消亡时究竟是单向俯冲还是双向俯冲?若是单向俯冲,俯冲方向是由北向南或是相反(即俯冲极性)?因此,这些重大地质问题均聚焦于本区的火山岩。石炭纪火山岩是伊宁地块中的最主要建造和指示构造演化的关键层位,争论长久而激烈。本文认为,伊宁地块早石炭世发育弧前-岛弧-弧后盆地钙碱性火山-沉积建造,是塔里木板块北缘的主要组成部分;而晚石炭世碱性系列双峰式火山岩及其沉积组合则是大陆裂谷火山-沉积建造,形成于区域性伸展构造环境,是准噶尔板块与塔里木板块缝合后的陆内建造,因而古洋盆的关闭时限是早石炭世晚期(鄯善运动)。依据区内早石炭世建造的空间分布和变化规律,作者们认为古天山洋盆与当今地学界作为典型的日本沟-弧-盆体系有着极好的相似性和空间分布可对比性。石炭纪火山岩为本区的构造演化研究提供了重要的约束信息。     

西天山北部石炭纪火山岩特征与沟弧盆体系

本文据岩石化学资料确定了西天山北部石炭纪火山岩的化学系列和岩石组合,并论述了其地球化学特征,探讨了该地区的沟弧盆体系。北天山中石炭统上部岩石单元代表了准噶尔板块的活动陆缘,而下部岩石单元属于弧前盆地沉积物。北天山蛇绿岩套是扩张速度缓慢的古洋壳残片。中天山北缘的下石炭统火山岩和海西中期的花岗岩类岩石组合代表了厚度甚大的大陆型岛弧部分,而阿吾拉勒带中、下石炭统则属于内弧环境的火山岩岩石组合。伊什基里克带是有限拉张的弧后盆地。     

内蒙古西部北山-银额地区石炭纪-二叠纪层序地层与沉积演化

内蒙古西部北山-银额地区位于华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块的交汇带,构造背景复杂,一直是构造研究的热点地区。虽然研究区发育数千米以碎屑岩+火山岩+碳酸盐岩为特征的石炭系-二叠系,但层序地层与沉积演化研究十分薄弱,一定程度上制约了对构造背景的认识。本文通过石炭纪-二叠纪区域地层对比与层序地层研究,分别建立了北山和银额2个地区石炭纪-二叠纪层序地层格架,明确了不同构造单元石炭纪-二叠纪层序地层具有良好的对比关系,为统一构造环境沉积的地质体。通过沉积演化研究,明确了研究区石炭纪-二叠纪具有"两坳一隆"的构造格架,并控制着沉积相的展布,早石炭世晚期北山地区南部接受沉积,之后逐渐伸展,晚石炭世晚期-早二叠世早期盆地沉积范围最大,盆地演化达到鼎盛。早二叠世晚期盆地开始萎缩,晚二叠世海水基本退出研究区,仅银额东北部接受了海相沉积。总之,层序地层及沉积演化研究指示研究区石炭纪-二叠纪为相同构造环境下形成的统一的陆内(板内)裂谷盆地。     

北山-巴丹吉林地区石炭纪-二叠纪构造古地理及其演化

通过对北山-巴丹吉林地区石炭纪-二叠纪的沉积、古生物、岩浆岩、混杂岩、火山岩等的调查研究,认为北山-巴丹吉林地区的构造古地理为由哈萨克斯坦板块、塔里木板块和华北板块3个板块和牛圈子洋(对应红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿混杂岩带)、恩格尔乌苏洋(对应恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带)2个大洋并存的格局。哈萨克斯坦板块主要包括黑鹰山-马鬃山区;塔里木板块包括石板泉-杭乌拉区;华北板块主要包括乌力吉区。黑鹰山-马鬃山区的构造古地理为黑鹰山弧后盆地和马鬃山岛弧;石板泉-杭乌拉区的构造古地理为被动大陆边缘;乌力吉区的构造古地理为乌力吉北岛弧和乌力吉弧后盆地。通过分析各构造古地理单元的特征和演化过程,认为塔里木板块和哈萨克斯坦板块拼合时间为晚石炭世,塔里木板块与华北板块的拼合时间大致为晚二叠世。     

中天山马鞍桥石炭纪沉积特征及构造意义

出露于中天山马鞍桥、巴仑台北的石炭纪地层属于大塘阶晚期至威宁期碳酸盐和碎屑岩的混合沉积。沉积特征和微量元素标志显示该套地层主体为潮坪-泻湖相沉积,仅顶部为河湖相沉积。砂岩的元素地球化学特征以及骨架颗粒的百分含量均显示,该套地层的蚀源区为岛弧火山岩系和中酸性花岗岩系的中天山微板块。有足够的证据表明该套地层形成于中天山微板块与南天山弧后盆地碰撞的挤压背景,即前陆盆地中,构造和海平面变化是该套充填物的主要控制因素。     

南天山洋古地理及构造演化：西南天山放射虫硅质岩与地层记录的再认识*

泥盆纪—石炭纪放射虫硅质岩在西南天山广泛分布,从东部的独库公路沿线到西部的阿合奇中—吉边境构成一条深水沉积带。独库公路沿线已发现中泥盆世晚期至早石炭世维宪早期的放射虫硅质岩,可用“库勒湖组”统称。从志留系顶统科克铁克达坂组经下泥盆统阿尔腾柯斯组到库勒湖组的生物地层和沉积相研究表明了南天山洋从浅海到深水洋盆的演化过程。南天山洋是塔里木北缘浅海陆架裂解产生的小洋盆。构造古地理和生物古地理研究表明,南天山洋是古特提斯的分支洋盆,不属古亚洲洋范围。塔里木以南的古特提斯分支洋盆,在早石炭世及之后的继续扩张,使塔里木北移,导致南天山洋和准噶尔—北天山区的古亚洲洋在早石炭世晚期和晚石炭世相继消亡。     

兴蒙造山区及邻区早白垩世盆地岩石地层格架 与沉积古地理演化

在重点梳理兴蒙造山区及其相邻地区早白垩世地层分布与沉积古地理特征的基础上,从地层沉积学角度探讨了研究区早白垩世沉积盆地特征。兴蒙造山区中东部在晚侏罗世巨厚粗碎屑沉积建造之上发育了巨厚的酸性－中性火山岩－火山碎屑岩与河流－湖泊相沉积岩系,构成中国东北部巨型NE向火山岩－沉积岩带。兴蒙造山区中东部早白垩世早中期以断陷（裂谷）盆地为主,古地貌以高地、河流和湖泊共存为特征,气候温湿且炎热,热河生物群萌生;早白垩世中晚期,北东向地壳强烈伸展并进一步向外围地区扩展,沉积盆地及充填建造和热河生物群也相应地向更广泛区域辐射发展。兴安岭-燕山沉积-火山岩带与古太平洋板块俯冲无关,板内软流圈上涌导致的区域性伸展是其主要的成因动力机制,也是中国东部早白垩世中晚期更大规模区域性伸展作用的序幕。兴蒙东部早白垩世晚期沉积盆地发育和古地理格局受Izanagi板块向亚洲大陆东部俯冲弧后伸展构造机制约束。     

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。     

从岩石组合特征分析库-满坳拉谷的发育史

由于地幔柱的作用,新元古代晚期至古生代早期在塔里木板块东北部曾发育一个坳拉谷,称之为库—满坳拉谷。在库鲁克塔格和满加尔凹陷地区,从早震旦世到奥陶纪发育中酸性和基性双峰火山岩建造、深水碳酸盐岩和复理石沉积体系,具坳拉谷盆地沉积特征;志留系—石炭系具有坳陷盆地沉积特征;上石炭统—二叠系缺失;中生代发育陆相沉积体系,标志着强烈造山运动盆地隆起消亡。这些地层层序构成了典型的坳拉谷盆地沉积体系,完整地记录了库—满坳拉谷从产生至消亡的构造发育史。     

中国石炭纪构造—地层区划与地层格架

中国石炭纪构造活跃,在华北地块、扬子地块、塔里木地块等稳定块体间存在着大量造山带,尤其存在着北天山洋、南天山洋、布青山—勉略洋、金沙江洋、甘孜—理塘洋等多个洋盆中的洋板块地层,大地构造分区极为复杂。传统的地层区划主要考虑稳定的地块区,按目前的地理格局来进行地层区划划分。本文通过大地构造单元与构造演化阶段相结合,借鉴目前国内经典的大地构造划分方案,对中国石炭纪构造-地层进行区划,共划分出阿尔泰—兴蒙地层大区、北准噶尔—西拉木伦地层大区、天山—北山地层大区、塔里木—阿拉善地层大区、华北地层大区、秦祁昆地层大区、扬子地层大区、华夏地层大区、北羌塘—三江地层大区、班公湖—怒江地层大区、印度地层大区等11个地层大区及若干地层区。其中阿尔泰—兴蒙地层大区位置相当于阿尔泰—兴蒙多岛弧盆系,发育洋板块地层及大量岛弧火山岩,分为阿尔泰地层区和兴安地层区;北准噶尔—西拉木伦地层大区位置相当于额尔齐斯—西拉木伦大洋盆,包括大量岛弧带地层及洋板块地层,分为北准噶尔地层区及西拉木伦地层区;天山—北山地层大区位置相当于天山—北山造山系,发育大量火山岩,分为南准噶尔地层区、北天山地层区、南天山地层区、伊犁地层区及额济纳—北山地层区;塔里木—阿拉善地层大区位置相当于塔里木陆块、塔东南—敦煌隆起及阿拉善地块,为稳定的滨浅海沉积,局部为海陆交互相沉积,分为塔里木地层区和阿拉善地层区;华北地层大区位置相当于华北陆块及贺兰山陆缘裂陷盆地,主要为稳定的海陆交互相地层,分为贺兰山地层区、华北地层区及华北地块北缘地层区,其中华北地层区缺乏密西西比亚纪地层;秦祁昆地层大区位置相当于秦祁昆造山系,分为祁连地层区、东昆仑—柴达木地层区、西昆仑地层区、秦岭地层区、南秦岭—苏鲁地层区;扬子地层大区位置相当于扬子陆块,分为盐源—丽江地层区、中上扬子地层区、下扬子地层区、湘浙赣地层区及滇黔桂地层区,主要为稳定的碳酸盐沉积,仅湘浙赣地层区见现有较多的海陆交互相沉积;华夏地层大区位置相当于武夷—云开造山系,分为粤闽地层区、粤南地层区、钦防地层区、琼北地层区、琼中南地层区及华夏地层区,除钦防地层区为一套深海—半深海硅泥质沉积外,其他地层区主要为滨浅海沉积及少量海陆交互相沉积;北羌塘—三江地层大区位置相当于北羌塘—三江多岛弧盆系,包括多个稳定的小型地块及其间的蛇绿混杂岩带,洋板块地层发育,分为可可西里—巴颜喀拉—勉略地层区、金沙江—哀牢山地层区、中甸—昌都—思茅地层区、鲜水河—甘孜—理塘地层区、北羌塘地层区及甜水海地层区;班公湖—怒江地层大区位置相当于班公湖—双湖—怒江—孟连大洋盆,主要为洋板块地层;印度地层大区位置相当于印度大陆北部被动大陆边缘,以发育冈瓦纳大陆特有的古生物化石组合及冰成岩为特征,分为冈底斯地层区、北喜马拉雅地层区及保山地层区。简单介绍了各地层大区、地层区及部分地层分区内的岩石组合、古生物组合及地层序列。结合实例提出了中国石炭纪地层格架建立的原则,对各地层区系石炭系进行了系统的地层对比,建立了其地层对比关系。     

西南天山构造地层学初步研究

西南天山造山带可划分为伊犁中天山、中天山南缘、南天山和塔里木４个构造地层区。伊犁中天山区出露早元古代变质结晶基底及晚期地台型稳定盖层。中天山南缘区产出一套早古生代变质俯冲杂岩。南天山区早古生代为陆坡、陆棚相被动陆缘沉积，晚古生代发育洋壳建造。塔里木区北部出露中晚元古代“优地槽建造”的变质结晶基底和早震旦世后稳定盖层。     

新疆西天山博罗科努成矿带岩浆岩时空分布、 构造演化与成矿响应

博罗科努成矿带位于新疆西天山北缘,近年来找矿成果突出.在充分收集前人研究成果的基础上,初步总结了博罗科努带岩浆岩时空分布特点及其年龄资料,重点分析了与成矿关系密切的晚古生代岩浆作用的性质.博罗科努带地质历史与北天山洋的演化密切相关,前寒武纪统一基底形成,北天山洋打开.寒武纪为被动陆缘环境,北天山持续扩张.奥陶纪北天山洋向伊犁地块之下俯冲,该带进入大陆弧演化阶段.泥盆纪—晚石炭世早期为俯冲高峰期,引发了一系列钙碱性的岩浆活动;早二叠世该带已进入陆相环境,但北天山洋残余洋盆的俯冲持续到中二叠世;晚二叠世全面进入陆内演化阶段,区域构造应力性质由挤压变为伸展.伴随洋-陆构造演化,形成了莱历斯高尔和阿希两大矿集区,分别对应2套成矿系统:与侵入岩浆活动有关的矽卡岩-斑岩-热液脉型铁、铜、钼、金、锑、铅、锌成矿系统和与次火山热液活动有关的浅成低温热液-斑岩型金、铅、锌、铜成矿系统.     

西天山造山带的构造变形特征研究

西天山造山带由伊犁中天山北缘－北天山推覆走滑系统、伊犁中天山南缘－南天山推覆走滑系统和两者之间的伊犁地块组成。伊犁中天山北缘－北天山推覆走滑系统包括北天山推覆构造带、伊犁中天山北缘逆冲带和中天山北缘断裂带。伊犁中天山南缘－南天山推覆系统包括中天山南缘逆冲带、南天山北坡增生楔推覆席、南天山北坡早古生代被动陆缘推覆席、南天山南坡晚古生代洋壳－火山弧－复理石复合推覆席、中天山南缘断裂带和南天山南坡断裂带。区域构造和变形构造的研究表明西天山推覆构造主要奠定于早二叠世早期，走滑运动发生于晚二叠世－早三叠世。中新生代，沿古生代构造有进一步的推覆和走滑运动发生     

库车坳陷三叠系碎屑重矿物成分及其物源属性

库车坳陷三叠系发育良好,出露齐全,主要由陆相碎屑岩组成。本文运用电子探针微区成分分析方法,对库车坳陷北部三叠系砂岩中石榴石、电气石、铬尖晶石进行了矿物化学成分分析。结果显示,碎屑石榴石主要富含铁铝榴石,其次为镁铝榴石、锰铝榴石,钙铝榴石含量较低,他们主要来自于低级-高级变质岩和花岗岩;电气石主要来自于变质沉积岩和花岗岩;铬尖晶石则主要源自岛弧玄武岩、洋岛玄武岩和与俯冲相关的橄榄岩。综合石榴石与电气石研究结果表明,上三叠统碎屑物质更多的来自于高级变质岩和花岗岩,而下三叠统碎屑物质主要源自低级变质岩和花岗岩。通过对比西天山榴辉岩、片麻岩中石榴石成分,本文所研究的高镁石榴石以低钙铝榴石含量与榴辉岩中石榴石相区别,而与片麻岩中石榴石成分相似。西天山榴辉岩在三叠纪时期可能尚未剥露至地表,但片麻岩已有相当范围的出露。上三叠统的碎屑铬尖晶石可能主要来自于中天山及南天山的岛弧岩浆岩及蛇绿岩,部分源自洋岛玄武岩,为南天山为多岛海造山提供了沉积学证据。     

Arc Gis在西天山阿吾拉勒东段铁矿资源预测的应用

本文以西天山阿吾拉勒东段海相火山岩型铁矿为例,从研究区的地质背景和已查明的6个海相火山岩型铁矿(点)出发,基于ArcGIS平台,建立空间数据库,结合已知矿(点)地质资料和野外验证分析,建立找矿模型与预测区提取模型,总结本区铁矿的主要控矿因素:①沉积地层;②侵入体;③布格重力异常;次要影响因素:①断层距离;②断层密度,将5个方面的证据图层与铁矿(化)点空间关系合成,采用证据权模型和加权Logistic回归模型进行成矿有利度评价,将研究区划分为6个靶区,结合研究区中主要矿(化)点对各靶区的地质成矿条件进行了探讨,分析了该地区的找矿潜力。     

天山南缘石炭系-三叠系碎屑岩成分及其对物源区大地构造属性的指示

本文通过对天山南缘石炭系-三叠系碎屑岩岩石学特征和地球化学特征的分析,揭示了研究区石炭系-三叠系碎屑岩的物质组分特征及其物源区的大地构造背景.碎屑岩的岩石学、地球化学分析表明,天山南缘石炭系、三叠系砂岩成分成熟度和结构成熟度均不高,杂基含量较高,从石炭系至三叠系砂岩不稳定组分依次增加.石炭系、二叠系具有相似的稀土元素含量特征,三叠系稀土元素含量明显低于石炭系和二叠系,石炭系-三叠系轻、重稀土元素分馏程度依次减弱,La/Th、La/Y 比值依次增大,Th/U比值减小,来自再旋回的物质依次增多.综合碎屑组分、常量元素、稀土元素及微量元素特征的判别,天山南缘石炭系物源区构造背景为既有指示大陆岛孤、活动大陆边缘的证据,也有指示为被动大陆边缘,二叠系物源区示为大陆岛弧,三叠系物源区示为大陆岛弧和含有古老沉积岩的陆块.对比石炭系、二叠系及三叠系物源区的大地构造属性,石炭系物源区示有多种属性,而二叠系、三叠系则相对较为单一,这可能与中天山-伊犁地块和塔里木陆块的碰撞有关.     

用树木年轮重建天山北坡中西部7～8月379a的降水量

天山北坡中西部的两个树轮年表与该区域7～8月的降水显著相关.考虑到降水对次年和再次年树木年轮生长的影响,较好地重建了该区域7～8月379a的降水序列,经多方面验证,表明其具有较好的可信性.在379a中,以6.6、6.5、5.4a的周期最为显著,有1734年、1759年、1819年、1872年、1963年5个突变年份,且经历了6个偏湿期及6个偏干期,与伊犁地区重建降水有很好的一致性.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川退缩地植物群落演替规律及机理研究

以空间代时间的方法, 研究了天山乌鲁木齐河源1号冰川退缩地植物群落的演替. 结果表明, 1号冰川退缩地现代冰期冰碛物上共出现被子植物15科50种, 以菊科、 禾本科、 石竹科和莎草科为主. 植物群落演替可明显分为4个阶段, 并且表现出菊科→石竹科→禾本科→莎草科的基本演替规律. 在时间序列上, 物种数、 物种丰富度、 物种个体数、 多样性指数和群落盖度等重要值都与演替时间呈显著正相关. 该区域内植物种的分布主要受风力种子传播驱动, 种子小而多、 易于通过风力传播、 且株型低矮抗逆性强的植物种类优先出现, 而土壤发育程度则是植物群落演替的直接决定因素.     

西天山特克斯达坂地区库勒萨依斑岩地球化学特征及构造意义

O型埃达克岩是洋壳板片俯冲消减的关键证据.库勒萨依斑岩体里特曼指数(δ)平均值为3.05,属于钙碱性系列岛弧浅成岩.w(SiO2)为57.06%～70.74%,具高w(Al2O3)、w(Na2O)、w(Sr)和相对富集LREE,低w(MgO)、w(Y)、w(Yb),强烈亏损HREE的特征.w(Na2O)/w(K2O)＞1,w(Sr)/w(Y)平均为50.95,δ(Eu)正异常,属典型O型埃达克岩.岩石化学和元素地球化学图解均印证其形成于岛弧环境,是天山洋在俯冲过程中,俯冲到一定深度后发生部分熔融,上侵形成的O型埃达克岩,这一结论为西天山早石炭世末期的板块俯冲、大洋板片消减等演化提供了重要的佐证.     

大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡对比研究——以天山和阿尔卑斯山典型冰川为例

物质平衡是冰川对气候变化最直接的响应,是冰川变化的重要参数.大陆型冰川与海洋型冰川发育在不同的水热环境下,它们对气候变化的响应程度、过程和机理存在很大差异,因此在全球变暖背景下对这两类不同性质冰川物质平衡变化特征及其机理做一全面的对比研究意义重大.以东、西天山的乌鲁木齐河源1号冰川和图尤克苏冰川以及阿尔卑斯山东、中、西部的欣特雷斯冰川、Caresèr冰川和Sarennes冰川为参照冰川,在对比分析这五条参照冰川近60 a来物质平衡变化幅度差异和阶段性差异基础上,对大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡变化特征及其机理进行了对比研究.结果表明:在物质平衡阶段性变化上,阿尔卑斯山参照冰川物质平衡变化具有相似的阶段性,而天山和阿尔卑斯山参照冰川之间以及天山内部两条参照冰川之间物质平衡阶段性变化存在很大的差异,可见,无论不同性质冰川还是同一性质的不同冰川,其物质平衡的阶段性变化都可能存在差异,这与不同冰川所处环境水热变化的时间差异有关,而与冰川性质无关;在物质平衡变化幅度上,海洋型冰川变化幅度明显大于大陆型冰川,原因是不同性质冰川发育的水热环境及其对气候变化敏感性差异;在前人对冰川加速消融机理的研究基础上,本文也讨论了大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡变化的机理及其异同.