南天山造山带的同碰撞和碰撞后构造——塔里木盆地北部地震解释成果

南天山位于中亚造山带的南缘,是一条增生—碰撞型造山带。其碰撞造山的时间,是中亚造山带研究的一个关键构造问题,引起广泛的关注。以往关于碰撞造山的时间证据,基本上都来自造山带自身,即南天山前新生界露头区。前陆区广泛覆盖着巨厚的新生界,无法直接考察,很少从前陆区碰撞相关构造的角度研究南天山碰撞造山的时间。塔里木盆地北部是南天山碰撞造山带的前陆区。经认真系统地解释这里的地震资料,发现了南天山碰撞造山带的同碰撞构造和碰撞后构造。同碰撞造构造由二叠纪末—三叠纪冲断层及其相关褶皱组成。三叠系/二叠系和侏罗系/三叠系两个不整合给出了二叠纪末—三叠纪初和三叠纪末—侏罗纪初两期挤压冲断的时间。造山后构造为侏罗纪—白垩纪正断层组成。正断层活动起始于三叠纪末—侏罗纪初,持续至白垩纪中期。根据同碰撞构造和碰撞后构造的形成时间推论,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末,结束于三叠纪末;侏罗纪—白垩纪中期为造山后应力松弛构造演化阶段。     

新疆阿合塔拉铜矿矽卡岩矿物学特征及其地质意义

阿合塔拉铜矿位于新疆维吾尔自治区阿合奇县境内,地处中国塔里木板块北缘的南天山造山带,是典型的矽卡岩型矿床。为了查明该矿床矽卡岩矿物的类型以及成矿过程与成矿环境,本文在详细的野外调查和室内显微镜观察的基础上,利用电子探针技术对矿床中主要矽卡岩矿物石榴石、辉石、硅灰石、绿泥石、绿帘石的化学成分进行了详细分析。电子探针分析结果表明,矿床中的石榴石为钙铝榴石、钙铁榴石,辉石为透辉石(Di_{77.74～95.46}),帘石为绿帘石,绿泥石为铁绿泥石,属于典型交代矽卡岩大类中的钙矽卡岩类型。透辉石的Mn/Fe值介于0.00～0.12之间,指示了矿床的铜矿化。推断出矿床的成矿阶段主要经历了早期矽卡岩、晚期矽卡岩(退化蚀变)、氧化物和早期硫化物阶段。成矿环境总体上经历了由矽卡岩期高温、高氧逸度、中-酸性的弱氧化-还原环境,向石英-硫化物期相对低温、高硫逸度、碱性的还原环境的转变过程。     

南天山基性麻粒岩中变形石英和石榴子石的TEM研究

基性麻粒岩产于大陆地壳深部,它的研究可以为大陆岩石圈的性质、组成、演化和深部动力学过程提供重要信息。南天山库米什榆树沟地区发育总厚达1000多米的基性麻粒岩构造岩片,走向南东,朝北东推覆。剖面上和石炭纪蛇绿混杂岩共存,并发生了石榴子石的旋转变形和强烈的石英-长石矿物相韧性变形。然而它们的变形条件至今尚未被研究。本文运用透射电镜(TEM)超微组构技术对榆树沟基性麻粒岩中石英和石榴子石进行了详细研究,结果表明,石英中存在着丰富的超显微变形构造,自由位错、亚颗粒和位错网非常发育,这表明研究区基性麻粒岩在折返抬升过程中曾遭受过较强的石英-长石相韧性变形作用;石榴子石中的超微变形构造则极为少见,只在其中发现几根自由位错,并在其颗粒边缘发现少量亚颗粒构造,说明该矿物主体属于脆性变形。这两种矿物变形性质的差异,反映了石榴子石的晶体结构在该条件下比石英更稳定,而且说明石榴子石的变质温度没有超过900℃,也就是说,本区麻粒岩的变质作用并非发生在极高温度的条件下。     

砂岩碎屑组份变化对库车坳陷和南天山盆山演化的指示

为研究库车坳陷中-新生代物源变化与南天山构造演化的关系,对该坳陷中-新生界砂岩进行了系统取样,应用Dickinson砂岩分析方法详细研究了其沉积背景和物源变化。库车坳陷中-新生代沉积物源始终为再造山旋回带,自老到新砂岩中不稳定岩屑组份的含量有规律地变化:从三叠系到侏罗系,岩屑组份中沉积岩岩屑含量最高;白垩系中变质岩岩屑增多;新生界特别是新近系,碳酸盐岩岩屑所占的比例很大。岩屑组份的这种变化反映了天山地区隆升和剥蚀的一个历史过程。随着山脉隆升幅度和剥蚀强度的加大,古生界变质岩和碳酸盐岩逐步接受剥蚀,并在白垩纪以后成为盆地沉积物的主要物源。根据风化指数半定量计算的结果,结合前人古气候的研究成果,早-中三叠世该区沉积物风化程度低,推测此时地形高差较大;在晚三叠世至晚侏罗世该区风化程度较高,地形起伏较低;白垩纪是一个转折期,沉积物风化程度由强转变为弱,地形高差在该期也有所增大;古近纪延续了这种趋势。新近纪以后地形高差显著加大,沉积物风化程度明显降低,说明此时南天山的隆升速率和库车坳陷的沉积速率都很快,源区与沉积区的距离很近。     

中亚南天山穆龙套型金矿地质背景、成矿特征和找矿策略

中亚南天山是世界上最重要的金矿带,以浅变质含碳质碎屑岩系为容矿岩石的穆龙套型金矿最为发育且规模巨大。将境内外南天山作为整体开展研究,有助于推进中国新疆南天山地区金矿的找矿持续突破。南天山是南天山洋在石炭纪末闭合时在Karakum—塔里木板块北缘形成的褶皱冲断带。南天山地区穆龙套型金矿的容矿地层为一套浅变质、变形强烈的含碳质细碎屑岩建造,对金矿化有明显预富集;区域内的大型韧-脆性变形带,剪切带及相关断裂系统是穆龙套型金矿的控矿构造;金矿区岩浆活动虽然较弱,但岩浆活动与成矿具有紧密的时空联系。矿体呈脉状、板状、透镜状,常以黄铁矿和毒砂为主要载金矿物,围岩蚀变以硅化、黄铁矿化、碳酸盐化最为发育。成矿年龄多为晚古生代,同位素示踪指示成矿流体、硫及成矿金属物质具有壳幔混源特征。"碳质岩系+构造变形+岩浆热液"是穆龙套型金成矿的关键控制因素。按照总体控矿特征,探讨了中国新疆南天山地区穆龙套型金矿床的主要找矿策略。     

南天山库勒湖蛇绿岩形成环境及构造意义——基性熔岩的地球化学证据

南天山库勒湖蛇绿岩具有两组不同地球化学类型的基性熔岩。第1组熔岩的∑REE=24×10-6~28·36×10-6,(La/Yb)N=0·35~0·37,Zr/Nb=39·91~95·12,Ta/Nb=0·07~0·09,εNd(t)=8·85~12·25,暗示其源区类似于MORB(但比后者更加亏损);同时,该组熔岩的LILE明显富集,HFSE(尤其Nb、Ta)强烈亏损,显示出与岛弧拉斑玄武岩(IAT)的亲源性。第2组熔岩的∑REE(56·38×10-6~101·29×10-6),(La/Yb)N值(0·96~1·36),不相容元素含量等介于E_MORB和OIB之间(更接近于E_MORB),并且Nb、Ta显示正异常;εNd(t)=8·39,Zr/Nb=9·74~10·94,Ta/Nb=0·06,与E_MORB相当,暗示其源区比第1组熔岩相对富集。综合分析两组基性熔岩的地球化学特征,认为它们的形成环境为弧后盆地,第1组熔岩为弧后盆地初始张开阶段受消减带流体沉积物影响的强烈亏损的残余地幔源区发生部分熔融作用的产物,第2组熔岩是由于弧后进一步的次级地幔对流驱动周围或深部相对富集的地幔向处于引张部位的弧后注入或上涌、发生部分熔融作用的产物。库勒湖弧后盆地型蛇绿岩的形成时代与古南天山洋的俯冲消减时代相当,它的形成很有可能与该洋盆晚末志留世—早泥盆世期间的俯冲消减作用(诱发弧后拉张)有关。     

滑脱褶皱陡坎的变形特征和运动学模型:以帕米尔-南天山前陆地区明尧勒背斜为例

褶皱陡坎是褶皱变形过程中形成的地貌陡坎,是近期发现的一种不同于断层陡坎的构造作用形成的陡坎状地貌。在缺少地震反射剖面等深部资料时,利用褶皱陡坎可对活动褶皱的变形特征和生长演化历史进行限定,但迄今为止有关研究较少。位于帕米尔-南天山前陆地区的明尧勒背斜为第四纪活动的滑脱褶皱。在背斜南翼的河流阶地上发育了一系列褶皱陡坎:在T2和T3b阶地上,褶皱陡坎的高度/宽度/坡度分别为16m/40m/25°和20m/50m/26°,陡坎位置与下伏基岩中向斜枢纽位置对应。通过对这些褶皱陡坎的分析,得出:1)这些褶皱陡坎是滑脱褶皱通过膝折带迁移机制形成的。2)褶皱陡坎形成初期,陡坎高度、宽度和坡度逐渐增大;当陡坎宽度达到枢纽带宽度2倍时,陡坎坡度将达到最大值;之后尽管陡坎高度和宽度逐渐增大,其坡度将保持恒定。3)褶皱陡坎吸收的缩短增量与陡坎高度和下伏地层倾角间存在定量几何关系。根据T2阶地上褶皱陡坎的高度约16m和暴露年龄约8ka,估算T2阶地面暴露以来明尧勒背斜南翼的缩短速率为~1.3mm/a。在上述分析基础上,还对比总结了滑脱褶皱陡坎和断弯褶皱陡坎的异同点。     

南天山西段地震尾波Q值研究

基于新疆地震台网的数字地震波形资料,采用Aki的地震尾波单次散射模型,选取了南天山西段10个台站周围60km范围内M_S≥2.0的397次地震事件计算并得到了不同台站的尾波Qc值。结果显示,南天山西段尾波Q_0值平均值在140~390之间,其中喀什台和乌恰台Q_0值最低;频率相关系数η的平均值在0.62~1.00之间,拟合平均Q值与对应频率之间的关系结果为Q=261.2±110.8f~(0.80±0.28),表明该地区是以低Q_0高η值为特征的构造活跃区。