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。     

东天山阿齐山地区石炭纪汇宇岛弧花岗岩的厘定及意义

笔者在参加新疆东天山阿齐山一带1∶5万区域地质矿产调查工作中,通过对北天山岛弧区侵入岩的岩石学、岩石化学、岩石地球化学、同位素等的调查与研究,依据同源岩浆演化系列,将北天山岛弧区构造—岩浆岩带划分为主期中—酸性花岗岩和补充期钾质花岗岩两个大的岩浆演化阶段。其中,在北天山岛弧区原划三叠纪汇宇板内花岗岩获得中粒钾长花岗岩锆石U-Pb法313.8±0.8~351.3±0.9 Ma同位素测年值,据此将其侵入时代厘定为石炭纪,并通过岩石地球化学研究,认为其具离散式分布、属“S”型壳源花岗岩,具反序列成分演化,主要为岩浆结晶分异形成,属岛弧花岗岩的补充期侵入体。     

东天山博格达地层小区石炭纪地层研究进展

1:25万三道岭幅区调项目重新划分和厘定了博格达小区的地层系统,特别是对石炭纪地层的研究,有了一些新的进展,包括:在原塔克尔巴斯陶组内发现不整合界面,从而将该组解体,其下部层位岩性、岩相和古生物特征可以和托斯巴斯陶组对比,从而将它们重新厘定为黑山头组,时代为早石炭世中晚期,并发现该组在下涝坝与下伏上泥盆统康古尔塔格组为整合接触;将塔克尔巴斯陶组上部层位厘定为姜巴斯套组,依据发现的Choristites等腕足化石,笔者认为该组上部应该已经存在晚石炭世地层;依据地层接触关系、古生物化石以及锆石U-Pb年龄,将七角井组的地质时代厘定为晚石炭世早期,它和柳树沟组为同时异相沉积;在祁家沟组顶部灰岩中发现了有孔虫等丰富的微体化石,认为它的时代是晚石炭世中期,和阿什喀腊组为同时异相沉积。     

云南哀牢山地区构造岩石地层单元及其构造演化

依据新获得的同位素年代学资料和构造岩石地层单元,重新认识了云南哀牢山造山带形成与演化历史。认为:在哀牢山地区元古界深变质岩系属基底构造层;前造山期岩石组合及构造演化为扬子地块西缘被动大陆边缘志留纪深水相碎屑岩→陆缘泥盆纪被动裂谷盆地中火山-沉积岩→石炭纪哀牢山有限洋盆及蛇绿岩石组合→晚二叠世-早三叠世哀牢山洋-陆碰撞成陆及弧火山岩-陆相碎屑岩组合。燕山期主造山期及岩石组合为晚三叠世-侏罗纪前陆盆地磨拉石建造-同造山期中酸性侵入岩-燕山期脆韧性剪切带及构造岩。喜马拉雅山期陆内造山成原的岩石组合为第三-第四纪陆内山间盆地中磨拉石建造-红河韧性剪切带及构造岩-富碱侵入岩和煌斑岩。     

西藏冈底斯带东段石炭纪构造环境讨论

冈底斯带东段石炭纪构造环境存有争议。本文通过岩石地球化学分析,发现石炭纪诺错组和来姑组火山岩具有碱性系列向拉斑系列过渡的特征,具有双峰火山岩特点;石炭纪玄武岩样品的平均化学成分与大陆拉斑玄武岩的平均值较为接近;微量元素除Ti、Yb、Y之外,其他元素都富集,其中Rb、Th、Ce富集程度相对较高;稀土元素特征表现为轻稀土富集,铕、铈异常不明显。显示出石炭纪玄武岩的地球化学特征均与大陆拉斑玄武岩相似。构造环境判别图解显示,石炭纪玄武岩样品主要落入板内环境的大陆拉张带(或初始裂谷)玄武岩区。因而认为冈底斯东段在石炭纪属于陆内裂谷或被动陆缘裂谷环境。     

塔里木盆地前震旦—石炭纪构造演化与石炭纪原型盆地属性

塔里木盆地自前震旦－石炭纪经历了多期次的构造演化，前震旦纪盆地基底固结，震旦－奥陶纪为克拉通内坳陷、坳拉槽、被动大陆边缘；志留－泥盆纪为克拉通边缘隆升及石炭纪的克拉通内坳陷阶段。每次构造演化都与其周边的构造活动事件密切相关，从而控制了塔里木陆块内的沉积盆地样式及盆地属性的演化。本文讨论了塔里木盆地前震旦－石炭纪构造演化的阶段性，以及石炭纪原型盆地的属性，指出构造迁移现象是塔里木盆地构造演化的一个重     

塔里木盆地西南缘的岩石组合及其构造演化

塔里木盆地西南缘可划分为喀喇昆仑、西昆仑、塔里木等三个地层区和康西瓦、库地等两个缝合带。自震旦纪以来,该区经历了震旦纪—泥盆纪和石炭纪—第四纪两大构造旋回。对应每一旋回,喀喇昆仑地层区和塔里木地层区发育有被动大陆边缘盆地和碰撞造山两种类型的岩石组合。西昆仑地层区发育了被动大陆边缘盆地、俯冲消减带和碰撞造山等三种类型的岩石组合。康西瓦缝合带是康西瓦洋经历了震旦纪—中泥盆世和早石炭世—晚侏罗世两次开合后的遗迹,它既是喀喇昆仑和西昆仑两个地层区的分界线,又是羌塘和塔里木两个板块的分界线;库地缝合带则是库地洋经历早石炭世—早二叠世一次开合的遗迹,分割了西昆仑和塔里木这两个地层区。     

东天山觉罗塔格构造带石炭纪弧后盆地:来自基性火山岩的证据

中亚造山带西南缘东天山觉罗塔格造山带广泛发育石炭纪火山岩,这些石炭纪火山岩的成因和构造历史一直是该区域地质问题争论的焦点.通过对东天山觉罗塔格造山带石炭纪基性火山岩详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd同位素研究,获得了如下认识:（1）东天山觉罗塔格造山带石炭纪基性火山岩分为两期爆发,早期爆发时间为336 Ma,晚期爆发时间为320 Ma.早期336 Ma基性火山岩由玄武岩、玄武安山岩及同成分的火山碎屑岩组成,显示出弧火山岩属性;晚期320 Ma基性火山岩主要由玄武岩和玄武安山岩组成,包括Ⅰ型火山岩和Ⅱ型火山岩,Ⅰ型显示出大洋中脊玄武岩属性,Ⅱ型显示出弧玄武岩特征.（2）石炭纪基性火山岩中发现的大量捕获锆石（371~3 106 Ma）年龄谱系与中天山地块显示为相似的特征,表明它们在石炭纪之前可能同属一个板块,也指示早古生代地壳可能参与了成岩过程.（3）该区域石炭纪火山岩与现今存在的Okinawa Trough和Mariana Trough弧后盆地玄武岩（BABB）很相似,从弧玄武岩向洋中脊玄武岩的演变,反映了石炭纪中天山北部弧后盆地的发展.因此推断早石炭世火山岩为弧后盆地初始裂开阶段的产物,而晚石炭世火山岩为弧后盆地弧后扩张阶段的产物.早石炭世晚期的初始裂开和晚石炭世早期的弧后扩张表明天山洋的俯冲最终结束于晚石炭世末期,包括主大洋和弧后盆地最终关闭,而最终关闭的位置很可能位于中天山以南.      

东天山花岗岩与造山带演化

文章通过建立花岗岩类类型与地球动力学之间的联系,试图利用分类清楚、测年准确的花岗岩解决本区地壳及造山带演化过程。根据K2O等地壳成熟度的指标,得出了该地区地壳性质由不成熟→半成熟岛弧→成熟陆壳演变;构造环境由不成熟岛弧→成熟的"大陆化"岛弧→大陆碰撞带演化。总结了东天山地区经历了三大地壳演化时期,分别为前寒武纪基底演化阶段陆核及超大陆形成期;古生代古亚洲洋形成演化期和中生代特提斯―印欧板块碰撞阶段板内演化期。反演出了东天山造山带经历了俯冲汇聚及不成熟陆壳形成阶段→弧―陆碰撞及半成熟陆壳形成阶段→碰撞造山及成熟陆壳形成阶段→陆内造山及陆壳改造阶段→中生代板内演化阶段。     

东天山大草滩蛇纹岩中铬铁矿特征及其构造意义

东天山大草滩蛇纹岩中发育副矿物铬铁矿,部分铬铁矿具环带结构,核部为铝铬铁矿,富Al贫Fe,Cr2O3为39.27%~42.65%,Al2O3为24.58%~26.21%,Ti O2含量很低(0.20%),Fe O为12.18%~18.14%,而Fe2O3含量为0.33%~7.30%,Cr#为50.6~53.5,Mg#为53.3~68.2,Fe2+#为31.8~46.7。核部铝铬铁矿结晶温度平均约为1 385℃,结晶压力平均为2.77 GPa,推断其形成深度约为86 km,相当于软流圈位置;相对于FMQ缓冲剂的地幔氧逸度为FMQ-4.38~FMQ+0.63 log单位,平均值为FMQ-1.15 log单位;地幔熔融程度F为21.04%~21.28%。推测大草滩蛇纹岩的原岩橄榄岩单元源区为石榴石二辉橄榄岩,形成于亏损的软流圈地幔,可能产自俯冲带环境中的岛弧环境。大草滩铬铁矿的环带结构特征表明其经历了温度由高到低、氧逸度由低到高的过程,反映了大草滩蛇纹岩由最初的高温高压地幔环境被推覆到地壳,随后经历了低温低压的浅程度区域变质作用。     

东天山大地构造演化的成矿示踪

矿床是大地构造演化的重要指示标志,矿床特征和时空分布格局为重建东天山地区大地构造演化提供了新的制约。研究表明,夹于吐哈地块和中天山地块之间的东天山古生代造山带,在空间上可分为吐哈盆地南缘铜矿带(北带)、康古尔金矿带(中带)和阿齐山—雅满苏铁(铜)-银多金属矿带(南带)3个不同的构造-地层(岩浆)-成矿带。在时间上东天山造山带具有明显的三阶段演化性:(1)吐哈盆地南缘奥陶—泥盆纪为活动大陆边缘,形成了包括VMS型铜锌矿床和斑岩型铜矿床在内的古陆缘成矿系统;晚泥盆世末—早石炭世初古洋壳向北俯冲关闭,中天山地块增生拼贴到吐哈地块(属哈萨克斯坦—准噶尔板块组成部分)南缘。(2)早石炭世(维宪期)沿康古尔缝合带再次拉张,形成石炭纪裂陷槽火山-沉积岩系及相应的层控成矿系统(VMS型铜锌矿床、火山岩型铁(铜)矿床、自然铜矿床),裂陷槽封闭过程中发育了夕卡岩型银多金属矿床。(3)早二叠世形成与幔源岩浆底侵作用有关、跨构造单元发育的铜镍硫化物成矿系统和与剪切活动有关的金矿床。依据上述认识,对东天山地区的矿产勘查提出了新建议。     

新疆西南天山石炭纪岩相古地理与铝土矿

笔者通过对研究区地层及含矿性、古地理的演化及古气候等诸方面的特征研究,表明古地理环境对铝土矿的成矿控制作用,西南天山铝土矿产于石炭纪灰岩的古风化壳侵蚀面上,为一被动大陆边缘沉积型铝土矿。     

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。     

东天山南北两侧早二叠世沉积演化的差异性对比

在前人研究成果和野外地质调查的基础上,系统研究了东天山南北两侧（准噶尔东缘和吐哈北缘）早二叠世沉积序列、岩相组合、古流向及盆地演化。研究表明,早二叠世准噶尔盆地东缘石人子沟组和塔什库拉组发育枕状玄武岩、流纹岩等双峰式火山岩建造和海相砂、泥质及碳酸盐岩复理石相沉积,并含有大量的海相生物化石,指示了海相裂谷盆地环境。吐哈北缘发育依尔希土组,以安山岩、流纹质火山岩及火山碎屑岩夹陆相碎屑岩为主,表现为陆相裂谷盆地环境。东天山南北两侧古流向及物源显示,东天山北侧,早二叠世古水流指向东南方向,在其南侧古水流指向西北部凹陷区,并且物源主要来自下伏前二叠纪岩石建造,表明早二叠世时期东天山博格达地区为汇水沉积区,且由东至西分别发育陆相和海相裂谷盆地,至早二叠世末期整体演化为陆相坳陷盆地。而导致东天山南北两侧早二叠世沉积环境迥异的原因是,石炭纪博格达裂谷东段祁家沟-天池地区和西段吐哈北缘地区演化的差异,造成随后的闭合阶段中东段早闭合、沉积环境“突变”,西段晚闭合和沉积环境“渐变”的不同过程。     

东天山北部古生代重大构造事件及其对中亚造山带演化的启示：基于1∶5万板房沟幅和小柳沟幅地质调查新证据

本文基于新疆哈密地区1∶5万板房沟幅和小柳沟幅区域地质调查新成果,对东天山北部古生代的重大构造事件以及演化历史进行了系统的梳理。基于下志留统与奥陶系之间角度不整合、下石炭统与泥盆系之间平行不整合以及上石炭统二道沟组与下伏岩系之间的角度不整合的确定,揭示奥陶纪与志留纪之交、泥盆纪与石炭纪之交以及晚石炭世期间存在几次重大构造事件。结合古生代不同时期沉积大地构造背景转换、岩浆活动构造环境转换以及构造变形格式转换的地质新纪录,提出奥陶纪与志留纪之交的造山事件为北部阿尔曼太洋闭合导致准噶尔—吐哈地块与阿尔泰地块碰撞的响应;泥盆纪与早石炭世之间的造陆构造事件可能是北部卡拉麦里洋盆初始汇拢碰撞的响应,其平行不整合以及下伏的志留纪—泥盆纪较稳定环境的沉积序列预示着介于卡拉麦里洋盆与南部北天山洋盆之间的准噶尔—吐哈地块为古亚洲洋盆体系中相对刚性的稳定陆块区,研究区作为准噶尔—吐哈地块的北部被动陆缘受卡拉麦里洋盆汇聚的影响较小;晚石炭世的造山事件则表现为响应卡拉麦里洋盆闭合后周缘前陆盆地的演化,是早石炭世沿卡拉麦里缝合带发生陆块碰撞以来挤压构造作用峰期的产物,其奠定了东天山北部北西-南东向构造基本格局。本文还重新界定莫钦乌拉断裂为北天山构造带(准噶尔—吐哈地块)与东准噶尔构造带的构造-地层分区界线,推断其为卡拉麦里缝合带向南东的延伸,并讨论了早石炭世受控不同构造体制的沉积和岩浆纪录的空间差异性,认为早石炭世北部莫钦乌拉山区域为与北侧卡拉麦里洋盆闭合后周缘挤压前陆盆地的发育过程,而南部博格达—哈尔里克山则总体呈现为响应南侧北天山洋盆闭合后的碰撞后伸展裂谷发育过程。     

东天山大南湖阿克塔格晚石炭世A型花岗岩的确定及其地质意义

东天山位于中亚造山带西南缘,发育大量的晚古生代花岗岩,这些晚古生代花岗岩产出的构造环境长期以来一直存在争议。阿克塔格花岗岩体位于东天山南缘,主要岩石类型为角闪钾长花岗斑岩。SHRIMP锆石U-Pb定年给出206Pb/238U加权平均年龄306.5±2.8 Ma(MSWD=0.53),表明其形成于晚石炭世晚期。钾长花岗斑岩地球化学成分比较均一,具有富硅、钾、钠,贫钙、镁、磷、钛的特点,铝含量中等,属弱过铝质(A/CNK=1.01~1.03,A/NK=1.09~1.12)。富集轻稀土元素,具有明显的Eu负异常。在原始地幔标准化微量元素蛛网上,所有样品均表现出富集大离子亲石元素(LILEs,Rb、Th和K),强烈亏损高场强元素(HFSEs,Nb、Ta、P、Ti),具有较高的Ga/Al值,为典型的A2型花岗岩,是目前东天山地区报道的最早的晚古生代A型花岗岩,它的形成应是在后碰撞背景下与基性下地壳的重熔有关。同时也说明,东天山地区的大洋(南天山洋)在二叠纪之前就已关闭了。     

新疆东天山哈尔里克山石炭纪花岗岩锆石U-Pb年龄、成因演化及地质意义

新疆北部广泛发育的石炭纪—二叠纪花岗质岩石一直是中亚造山带西段研究的热点之一。新获得东天山哈尔里克地区小铺黑云母二长花岗岩和沁城南含角闪石二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为316±4Ma和320±3Ma。地球化学特征显示,小铺岩体为弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,沁城南岩体为准铝质高钾钙碱性A型花岗岩。小铺岩体的εHf(t)值为+8.0~+13.8,沁城南岩体则更高,达到+10.8~+16.7,对应的地壳模式年龄(TDMc)分别为822~450Ma和641~268Ma,反映源区为年轻地壳物质。结合区域同时代产出的基性岩,指示这些年轻物质很可能与新的幔源基性底侵岩浆有关,为北疆哈尔里克地区石炭纪后碰撞地壳垂向生长提供了新证据。此外,沁城南岩体具有A型特征花岗岩的出现,进一步揭示晚石炭世为碰撞-后碰撞的重要构造转换期。     

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。     

东天山黄山南镁铁-超镁铁质岩体锆石U-Pb年龄及岩浆演化过程探讨

黄山南镁铁-超镁铁质岩体位于东天山造山带觉罗塔格构造带内,与构造带内一系列镁铁-超镁铁质岩体构成了东天山镁铁-超镁铁质岩带。黄山南岩体锆石U-Pb同位素定年得到293.7±3.1Ma的加权平均年龄,显示其形成年龄为早二叠世。岩石样品镁铁比值m/f比值介于4.45~6.37之间,属于铁质超基性岩;利用橄榄石最高Fo值计算得到黄山南岩体母岩浆的Mg~#值为0.70,表明其母岩浆成分与原生岩浆较为接近,具有高镁拉斑玄武岩质岩浆的性质,且演化程度较低或母岩浆有过剩橄榄石堆晶的加入。Ba/La、Ba/Nb、Ba/Th、Rb/Nb、Th/Nb和Sm/Yb等微量元素比值表明黄山南岩体的岩浆源区可能为一被俯冲板片沉积物和流体改造过的较富集的岩石圈地幔。主量元素变化特征显示了岩浆结晶分异作用的一般特征;较高的Ba/Nb比值,相对高的La/Nb和低La/Ba值以及Ni-Ta-(Ti)元素的负异常表明岩浆上升过程中可能经历了地壳物质的混染作用。黄山南岩体年龄及岩石地球化学特征综合表明其能够代表东天山地区地幔岩浆演化早期阶段的产物,具有较好的成矿潜力。