中、新生代天山隆升过程及其与准噶尔、阿尔泰山比较研究

根据穿越天山地质剖面观察、系统裂变径迹(FT)测年年龄与热演化模拟结果分析,并综合前人研究结果,天山陆内造山带中、新生代主要经历2次明显的隆升事件,分别为晚侏罗世—早白垩世和中新世以来(25~0Ma)。从天山地区磷灰石FT年龄结果来看,主要记录了早期隆升年龄,但热演化模拟结果显示普遍经历了中新世以来的快速隆升。在天山北缘从盆山边缘的近25Ma开始隆升到前缘带的现今活动,表明天山陆内造山带在隆升的同时还逐渐“增生”扩展。系统研究和分析表明,东西准噶尔和阿尔泰地区则主要记录了晚中生代以来的持续隆升过程,新生代构造活动不明显或强度相对天山要弱。上述事实表明,天山及其中亚地区新生代的陆内活动是受喜马拉雅碰撞与青藏高原隆升的影响,具有向北渐弱的特征。     

东昆仑中生代隆升剥露历史

位于中央造山带西段的东昆仑造山带因多期次造山和复杂演化历史而备受关注,约束其中生代隆升剥露历史,对于理解青藏高原大规模隆升在东昆仑地区的扩展及影响颇具意义。东昆仑造山带内中生代侏罗系-白垩系地层缺失严重,体现中生代以来强烈的隆升剥露过程,也是该区热演化的研究难点。本文通过对东昆仑造山带样品的磷灰石、锆石裂变径迹分析和热演化史研究,并结合东昆仑及周缘地区现有低温热年代学研究,识别出东昆仑造山带所经历的五次隆升冷却事件,即201~193Ma（早侏罗世）、172~152Ma（中-晚侏罗世）、120~98Ma（早白垩世末-早白垩世初）、98~20Ma（晚白垩世-中新世）及20~0Ma（中新世至今）。所获5个年龄组响应东昆仑地区所经历的构造热事件,其中201~193Ma年龄组响应南部羌塘地块与昆仑地块的碰撞事件;172~152Ma年龄组为中-晚侏罗世古特提斯洋闭合后,造山后伸展的构造事件的记录;120~98Ma热事件吻合拉萨地块和羌塘地块碰撞事件;98~20Ma年龄组为东昆仑地区长期缓慢剥蚀去顶过程的印证;20~0Ma的快速隆升剥露事件则为东昆仑周缘断裂系活化相伴,多期隆升剥蚀事件均得到地层不整合及沉积记录等研究成果的证实。区内剥蚀起始时间从由南到北逐渐变老,体现东昆仑地区隆升剥蚀的不均一性。

     

燕山东段宁城——平泉中生代火山——沉积盆地的形成与演化

宁城－平泉中生代火山沉积盆地为－内陆山间断陷盆地，形成于中株罗世，结束于早白垩世，火山沉积地层发育。根据其盆地岩相特征，划分为侏罗世火山旋发旋回和白垩世火山喷发旋回。盆地基底断裂呈北东东和北北方向展展布，控制了盆地的形成与演化。     

青藏高原东北部贵德盆地新生代沉积演化与构造隆升

通过对高原东北部贵德盆地新生代地层研究,为恢复高原隆升历史提供依据。贵德盆地形成于渐新世末,其新生代地层可划分出深水砾砂质网状河流、泥石流质网状河流、砾质网状河流、山麓洪积、三角洲、半深湖与浅湖、水下扇三角洲七个沉积相组合体系。根据其沉积相组合和沉积演化揭示出高原隆升过程先后经历了:早期隆升期 (渐新世末 )、较稳定剥蚀夷平期 (早中新世 )、小幅隆升期 (早中新世末 )、稳定剥蚀夷平期 (中中新世至晚中新世 )、持续逐步较快速隆升期 (8.2～ 3.6Ma)、急剧强烈阶段性隆升期 (3.6～ 0Ma) ;其中 3.6Ma±的隆升是新生代构造运动的一个重要分水岭,此前盆地海拔应不超过 10 0 0m,此后构造活动速度明显加速,地形高差显著增大。可见青藏高原的隆升是一个多阶段、不等速和非均变的复杂过程     

北天山构造带晚侏罗世构造隆升与沉积学响应

天山构造带是经历了多期次隆升—剥蚀过程而呈现今地形地貌特征的。在北天山山前的准噶尔盆地南缘雀尔沟一带上侏罗统喀拉扎组中发现一系列软沉积变形构造,如负载构造、液化砂岩脉、纹层卷曲变形、V型地裂缝等,属于典型的地震岩,为探讨晚侏罗世构造—沉积关系提供了重要的研究载体和时限约束。对喀拉扎组古水流方向及砾石成分分析的结果显示,喀拉扎组主要物源来自南侧依连哈比尕山地区石炭纪的火山—碎屑岩系。结合相对构造变形序列,认为北天山构造带—准噶尔盆地南缘于晚侏罗世（喀拉扎组沉积期）发生强烈的构造抬升,形成早期山前断裂带及喀拉扎组地震岩事件沉积。区域构造—沉积过程分析表明,沿北天山构造带—准噶尔盆地南缘边界断裂发生的多期次隆升、逆冲构造,揭示了盆—山构造边界和盆地沉积边界向北迁移的动态演化过程。多阶段构造隆升的动力学机制尚不明确,进一步开展构造—沉积过程研究以精细刻画盆—山结构动态演化过程,可能是理解其地球动力学机制的有效途径。     

青藏高原循化、临夏和贵德盆地新近纪沉积充填 速率演化及其对构造隆升的响应

通过对青藏高原东北部循化盆地、临夏盆地和贵德盆地沉积相和沉积充填速率演化的对比分析,提出研究区新生代4个构造隆升阶段。①渐新世晚期—中新世早期(25～20Ma),3个盆地沉积相和沉积速率的变化表明青藏高原新生代向北东的增生作用在渐新世已抵达西秦岭北缘地区,同时,22Ma拉脊山强烈隆升,区域上整体地势差异不显著。②中新世中期(17～13Ma),随着高原东北缘盆山耦合的相互作用,湖盆进一步扩张,14Ma左右积石山的隆起及西秦岭、拉脊山的持续隆升,使得研究区转变为盆地周缘型。③中新世晚期(11～6Ma),8Ma左右沉积相的转变、沉积速率的增大及不整合面的存在,都说明高原在该段时间内存在强烈的构造隆升活动,裂变径迹热年代学证据反映的构造隆升与沉积响应也是一致的。④上新世(5Ma以来),沉积速率继续增大,区域上地势差异增强,湖盆逐步萎缩消亡。     

晚新生代天山隆升与库车坳陷构造转换的沉积约束

对库车坳陷库车河剖面不同尺度沉积碎屑组分的系统分析发现 ,晚第三纪以来类磨拉石及其中不稳定碎屑矿物组合开始发育 ,并在中新世后发生显著增加。沉积体系研究表明 ,库车坳陷自白垩纪以来粗粒冲积体系前锋、沉积中心逐步向南迁移 ;但该规律自上新世开始发生了明显转变 ,表现为上新世库车组、上 -更新世西域组冲积体系整体大尺度南移 ,而沉积中心则相对北移 ,盆地北部沉积边界与现存盆山边界大致可以对比 ,并受到南倾同沉积正断裂的控制。对比天山区域构造、古气候演变资料 ,认为上述沉积记录是晚新生代强烈挤压应力作用下天山构造隆升加剧 ,并在上新世以后由于重力作用诱发库车坳陷 -天山浅部构造层伸展、坍塌的结果。对这一构造转换的认识修订了库车坳陷新生代构造调整的序列。     

大别造山带中新生代隆升作用的时空格局——构造年代学证据

运用构造年代学方法对大别造山带中新生代隆升作用的时空格局进行了分析与确定．印支—早燕山期（２４０～１８０Ｍａ）是大别山广泛的逆冲或楔冲抬升时期,中深层次为向北西或北北西方向的透入性韧性逆冲推覆或楔冲,浅表层次为向造山带两侧的背冲式逆冲推覆,体现出分层楔入—逆冲抬升作用特点．晚侏罗世—早白垩世（１５０～９６Ｍａ）大别山又一次发生广泛的隆升作用,有关隆升构造包括顶托式片麻岩穹隆、岩浆底辟穹隆及西大别的背向式剥离滑脱构造,其中对岩石抬升剥露影响最大的是顶托式片麻岩穹隆,且以东大别罗田穹隆区及岳西穹隆区的抬升剥露幅度最大．晚白垩世早期,在北西－南东向伸展条件下,麻城－药铺－青山弧形剥离断层形成,随之在晚白垩世晚期至老第三纪发生差异断块隆陷构造,引起东大别核部地区,特别是罗田穹隆区进一步掀斜抬升．     

大兴安岭东南坡新生代隆升及地貌演化的裂变径迹研究

通过磷灰石裂变径迹热年代学研究,揭示了新生代时期大兴安岭东南坡平均隆升速率为29.68m/Ma,大约隆升了1 944 m,平均降温103.50℃,平均地温梯度为53.24℃/km。在时间上,其隆升剥蚀具有明显的幕式特点,5次低速和4次高速隆升相间分布。其中,4个高速隆升期分别是距今56.44~49.65Ma、40.40~31.80 Ma2、5.00~17.91 Ma1、1.72~4.45 Ma。在空间上,隆升存在差异,根据其隆升剥蚀情况,可将新生代大兴安岭东南坡的地貌演化分为4个阶段:(1)距今65.50~56.44 Ma为以FT4为分隔点的定点分隔型地貌;(2)56.44~40.40 Ma为挠曲下降型地貌;(3)40.40~8.00 Ma为以FT1为分隔点的定点分隔型地貌;(4)8.00~0.00 Ma为以FT7为分隔点的定点分隔型地貌。在总体隆升的高速期,地貌类型发生转换。     

南黄海海域晚古生代—新生代沉积演化特征

南黄海地区发育古生界-第四系沉积。加里东运动使华南褶皱带与扬子地台拼接，在下扬子地台的主体部分，形成一个广阔稳定的后加里东台地。早中泥盆世台地处于剥蚀夷平阶段。晚泥盆世开始接受内陆河流相沉积。中、晚石炭世，海侵加强，包括勿南沙隆起区在内的整个南黄海成为浅海环境，接受碳酸盐岩沉积。早、晚二叠世之间的东吴运动，引起裂陷和陆棚的沉积分异，湖泊-滨岸沉积发育，并形成多个煤层。早三叠世早期，下扬子区大幅沉降，全区遭受海侵，台地灰岩、浅海灰泥岩沉积区占据了现今的黄南盆地、中部隆起及黄北盆地的大部分区域。至中三叠世早期，海水大规模退出苏浙皖区，南黄海演变为潮坪，沉积了较厚的碳酸盐岩，局部地区出现渴湖环境；晚期，海水全部退出苏浙皖区，开始沉积以河、湖相为主的黄马青组红色碎屑岩，至此结束了海相沉积历史。印支运动早期，后加里东地台的南侧产生裂谷，北侧为边缘坳陷。印支运动晚期，南侧裂谷伴随着郯庐断裂的左旋走滑而进一步扩大和裂陷，形成黄南盆地。中三叠世末，随扬子地台与华北地台碰撞加剧，苏鲁造山带形成并不断上升，在其南缘形成前陆盆地。中生代黄北盆地和黄南盆地内河流相、湖相沉积和中酸性火山岩发育，沉积总厚度达3000～6000m。古新世-渐新世末，黄海进入断陷发育阶段，古新世-始新世，湖相沉积占优势，渐新世沼泽沉积发育。中新世-第四纪南黄海转入区域性坳陷沉降，主要发育河流相沉积。     

中新生代天山隆升及其南北盆地分异与沉积环境演化

明确中生代以来天山隆升的时间顺序、隆升范围,及其与南北两侧盆地的沉积环境演化之间的关系,是天山两侧准噶尔盆地、吐哈盆地与塔里木等盆地原型恢复研究的重要需求。通过分析天山南北主要盆地类型、沉积充填、古气候变化,物源属性、边缘相带迁移反映的物源区远近变化与古水流特征,以及大量磷灰石裂变径迹测年数据认为,中新生代天山主要存在晚三叠世-早侏罗世、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-始新世、中新世-第四纪的四期阶段隆升。在此基础上,编制了早侏罗世早期-第四纪的天山隆升范围及其南北盆地的沉积环境演化图,表明天山的四阶段隆升控制了北疆与南疆盆地由早、中侏罗世统一泛湖盆至晚侏罗-早白垩世盆地开始分异,再到新近纪以来彻底分割成独立盆地的沉积演化过程。同时,明确了天山南北两侧各盆地储层、烃源岩及盖层的重要形成期与天山隆升的关系,对有效拓展油气勘探范围有所启示。     

天山巴音布鲁克地区金锑矿床成矿作用同位素年代学研究

近年来,在天山中段巴音布鲁克地区发现了一系列金锑矿床,代表性矿床有大山口金矿和查汉萨拉锑矿.成矿作用同位素地质年代学研究表明,大山口金矿区含金黄铁矿-石英脉和含金黄铁矿-褐铁矿-石英脉的石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄分别为354±8.1 Ma(2σ)和344±21 Ma(2σ),二者在实验测定误差范围内一致,代表大山口金矿形成的时间发生于早石炭世,成矿作用与区域韧性剪切作用有关;查汉萨拉锑矿床石英-辉锑矿脉和石英-黝铜矿-辉铋矿-辉锑矿脉石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为257±23 Ma(2σ),表明该矿床形成于海西晚期-印支早期,成矿作用与陆内构造变形作用有关.     

东天山硫磺山铜多金属矿床成岩成矿作用同位素地质年代学

前人根据矿体的产出受碳酸盐岩层位控制和Pb同位素模式年龄资料,多认为硫磺山铜多金属矿床为层控型铜铅锌多金属矿床,其形成时代为奥陶纪.基于矿区石英斑岩体见矿化和矿化蚀变,矿体与围岩呈渐变关系等特点,笔者主张该矿床属斑岩型铜铅锌多金属矿床.年代学研究表明,含矿石英脉Rb-Sr等时线年龄(346±30 Ma)与石英斑岩的锆石U-Pb年龄(340~360 Ma)在测定误差范围内一致,表明成岩与成矿作用均发生在早石炭世-晚泥盆世,成矿作用无论从空间上和时间上都与石英斑岩有关.     

东天山土屋和延东斑岩铜矿床时代讨论

关于东天山土屋和延东斑岩铜矿的时代问题 ,前人是根据距矿区 1km左右的沉积岩夹层中生物化石和矿区附近的花岗质岩体的同位素年龄确定为早石炭世_二叠纪的 ,并推测其成矿的构造环境属于哈萨克斯坦板块的活动陆缘———石炭纪火山岛弧。文章通过对矿区各类地质体的同位素年代学研究 ,获得了许多新认识 ,归纳为 :①含矿斑岩 (斜长花岗斑岩 )的同位素年龄为 36 9～ 35 6Ma(Rb_Sr等时线法和单颗粒锆石U_Pb法 ) ,属于泥盆纪末期产物 ;②辉钼矿的同位素年龄为 (32 3± 2 )Ma(Re_Os等时线法 ) ,属于早石炭世产物 ;③含矿火山岩 (原定名为闪长玢岩 )的同位素年龄变化于 416～ 36 0Ma(Sm_Nd等时线法和单颗粒锆石U_Pb法 ) ,可归为泥盆纪 ;④东天山斑岩铜矿的成矿构造环境应属于塔里木板块的活动陆缘 ,是泥盆纪岛弧火山_深成作用的产物     

新疆东天山二红洼岩体岩浆演化特征与成矿潜力分析

二红洼岩体位于康古尔-黄山韧性剪切带东段,主要由含长二辉橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长苏长岩和淡色辉长岩组成。岩石相对富集LREE,亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）。岩体原生岩浆为普通拉斑玄武岩（MgO=7.3%）。通过对元素地球化学和Nd、Sr、Pb同位素体系研究证明,岩浆源区以软流圈物质为主,混入了少量富集岩石圈地幔组分,岩浆遭受了约5%上地壳物质的混染。与同岩带典型含矿岩体对比研究表明,岩体在岩石组合、原生岩浆性质、同化混染程度等方面存在显著差异,这些因素可能制约了成矿潜力。     

东天山黄山岩体的侵位时代及其地质意义

东天山黄山—镜儿泉地区分布有众多镁铁质—超镁铁质岩体,岩体成群成带分布,受区域性韧性剪切带和断裂构造控制.为进一步确定黄山—镜儿泉基性—超基性岩带的侵位时代、成因和大地构造背景,对选自黄山岩体辉长岩相中单颗粒锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年研究,将其结果[(284.5±2.5)Ma]与黄山岩体和黄山—镜儿泉一带其他基性—超基性岩中已有的定年成果进行了对比,并结合近年来该区研究成果,分析得到黄山辉长岩侵位于晚石炭世—早二叠世,此时正值东天山后碰撞大规模岩浆侵位和成矿时期.黄山镁铁质—超镁铁质岩带形成于后碰撞的伸展构造环境.     

中新生代天山地区隆升历史的裂变径迹证据

本文对天山及其两侧盆地的8条典型地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试,重点分析了天山地区不同区域的抬升历史的差异。结果表明天山主要经历4次构造抬升过程,每次抬升的范围并不相同,且存在东西差异:①早白垩世抬升,在天山南北两侧都有发生,且南边抬升早,北边抬升晚。本次抬升导致早中侏罗世天山地区准平原化状态开始解体,盆山分异开始出现;②晚白垩世抬升,从约96Ma开始,天山南侧为盆山同升的区域性隆升,天山北侧的抬升主要发生在东部地区;③古近纪抬升,从约46Ma开始,主要发生在中天山和南天山,造成天山两侧盆地物源区的重大变化,本次抬升为印度-亚洲碰撞在天山地区产生的最早的远程效应;④中新世以来的抬升,从约25Ma开始,主要发生在库车盆地北缘和北天山—准噶尔南缘。从抬升剥蚀量来看,从东向西逐渐变大。     

Petrogenesis and Metallogenesis of the Niumaoquan Gabbroic Intrusion Associated with Fe-Ti Oxide Ores in the Eastern Tianshan, NW China

The Niumaoquan layered gabbroic intrusion is in the southern margin of the Central Asian Orogenic Belt in North Xinjiang, China, and hosts a Fe-Ti oxide deposit in its evolved gabbroic phases. In this paper, we report zircon U-Pb age, Sr-Nd-Hf isotopes, plagioclase chemistry, and whole-rock geochemistry of the Niumaoquan layered gabbroic intrusion. Zircon grains separated from an anorthosite sample analyzed by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry yielded a concordia age of 314.7±0.74 Ma, indicating that the Niumaoquan ore-bearing gabbroic intrusion was emplaced during the Late Carboniferous. The olivine gabbro texture and plagioclase chemistry suggest that plagioclase was an early crystallized silicate phase that crystallized prior to olivine. Fractional crystallization and accumulation of plagioclase significantly controlled the evolution of the Niumaoquan gabbroic intrusion and contributed to the formation of anorthosite layers, causing metallogenic elements to become enriched in the residual melt. The Niumaoquan gabbroic intrusion is characterized by the enrichment of large ion lithophile elements and depletion of high field strength elements, positive zircon εHf(t) values (+2.1 to +12.2), positive εNd(t) values (+3.3 to +5.2), and low initial 87Sr/86Sr ratios (0.7039 to 0.7047), suggesting that the parental magma was produced by interactions between metasomatized lithospheric mantle and depleted asthenospheric melts at an early post-collision stage. The Fe-Ti oxide mineralization of the Niumaoquan intrusion benefited from interactions between depleted asthenospheric melts and lithospheric mantle, and fractional crystallization of abundant plagioclase and magnesian minerals.     

天山山脉地貌特征、地壳组成与地质演化

天山位于亚洲中部,东西向延伸,由中亚诸国向南西凸出的弧形山系与其间的大型盆地,中国境内北西、北东走向的山系与其间长轴近东西走向的盆地和蒙古西南部的低山戈壁等组成,东西延长近4000km,南北宽逾150km。天山山脉与两侧的盆地多以逆冲断层为界,盆地的基底下插于天山山脉之下。天山山脉及毗邻地区的地壳主要由前震旦纪古陆碎块、古生代陆缘岩系和洋岩石圈残片等组成。从构造方面看,该山脉及毗邻地区的地壳可以划分为15个单元。大致以东经90°线为界,以西地区南侧的南天山碰撞带为向南凸出的弧形构造带,北侧的古陆碎块和其间的碰撞带呈北西走向斜列展布,构成巨型帚状构造;以东地区为相间排列的近东西走向的古活动陆缘或岛弧及其间的碰撞带。天山山脉形成于古生代晚期古洋盆关闭以后,现今山脉的地貌特征则是新生代晚期地壳变动的产物。天山山脉形成以后的地质演化可以划分为石炭纪末至二叠纪初同碰撞—后碰撞构造岩浆活动阶段、二叠纪早—中期幔源岩浆活动与壳幔相互作用阶段和二叠纪晚期以来的陆内演化阶段。     

东天山大南湖-头苏泉岛弧带古生代侵入岩浆活动期次及基底性质

锆石U-Pb定年结果显示：东天山大南湖-头苏泉岛弧带中酸性侵入岩形成时代为古生代,处于465~265 Ma,可划分为4个期次。分别为：中奥陶世-晚志留世465~413 Ma、中-晚泥盆世391~377 Ma、石炭纪327~308 Ma,以及早-中二叠世284~269 Ma。锆石Hf同位素分析显示,锆石εHf（t）值为6.81~15.73,Hf同位素二阶段模式年龄为839~355 Ma,主要集中在598~429 Ma;465~413 Ma的侵入岩分布在卡拉塔格和大南湖,其εHf（t）值为11.34~15.20,相应的Hf同位素二阶段模式年龄为633~467 Ma;391~377 Ma的侵入岩分布于卡拉塔格,其εHf（t）值为6.81~13.32,相应的Hf同位素二阶段模式年龄为839~497 Ma;327~308 Ma的侵入岩分布在黄山西以及沁城南,其εHf（t）值为11.36~15.73,相应的Hf同位素二阶段模式年龄为575~429 Ma;284~269 Ma的侵入岩分布在土屋西和推克曼塔什,其εHf（t）值为8.94~14.51,相应的Hf同位素二阶段模式年龄是671~355 Ma。再结合前人的研究成果揭示,在大南湖-头苏泉岛弧带底部可能存在老的地壳基底,并对这些岩浆活动有所贡献;该区古生代期间存在大约465 Ma早奥陶世以及330 Ma左右中石炭世2期地壳增生事件,并存在晚奥陶世-晚志留世、中-晚泥盆世和早-中二叠世三期地壳再造事件。