复杂造山带多尺度构造变形的观测方法——来自南天山库米什地区研究的启示

复杂造山带的构造解析需要精准识别并融合分析多类型构造要素。为了提高构造观测的精度和效率,本文引入高分辨率卫星遥感影像解译、无人机航拍超高分辨率影像解译,以及数据综合处理等观测技术,将其与常规露头实地观测相结合,提出了多方法相结合、多尺度相衔接的地质观测技术解决方案。在南天山库米什地区的构造观测中,精细刻画了大规模蛇绿混杂岩、大型断裂及韧性剪切带、酸性和中基性岩浆活动的空间分布,并且识别出较小规模的酸性及中基性岩脉、岩体内部节理等脆性变形等。研究认为,蛇绿岩之后发育多期次岩浆活动及多类型构造变形的叠加改造。研究验证了可推广的构造变形观测技术,也为继续深入研究天山造山带演化过程提供了新证据。

新疆中天山南缘库米什地区蛇绿岩的锆石U-Pb同位素定年：早古生代洋盆的证据

新疆中天山南缘库米什地区的榆树沟和铜花山蛇绿混杂岩包括地幔橄榄岩,辉石岩、辉长岩、斜长岩等堆晶岩,辉绿岩墙和基性熔岩,以及上部的硅质岩等。岩石地球化学研究表明,蛇绿岩的岩石类型来自MORB型和SSZ型两种构造背景。蛇绿岩及有关岩石的锆石U-Pb同位素年代学的研究表明,与中天山南缘洋盆扩张和闭合有关的事件至少可以分为4期:(1)奥陶纪-志留纪的洋盆形成事件,证据来自蛇绿岩斜长花岗岩和斜长岩,两者的年龄分别为435.1±2.8Ma、439.3±1.8Ma;(2)志留纪的岛弧岩浆作用,获得岛弧火山岩英安岩年龄422.1±2.6Ma和花岗闪长岩年龄423.1±1.8Ma;(3)泥盆纪的剪切变形和糜棱岩化变质作用,由于板块斜向俯冲和碰撞作用,产生大规模的走滑作用和与之伴生的由剪切作用形成的糜棱岩,糜棱岩的形成年龄为402.8±1Ma,为早泥盆世;(4)俯冲碰撞后的造山带伸展阶段的岩浆作用,在俯冲碰撞作用之后发生与垂直主受力面张裂作用伴生岩浆作用,获得石英正长斑岩294.8±1.2Ma年龄,即晚石炭世。此外,认为榆树沟蛇绿岩北部出露的麻粒岩是一个很特殊的构造岩块,岩石的锆石中普遍存在500～1800Ma的老核,表明其原岩很复杂,不属于蛇绿岩的组合。

南天山库米什蛇绿混杂岩带中硅质岩的元素地球化学特征及其形成环境

南天山库米什铜花山地区蛇绿混杂岩带不同岩块中的硅质岩高Al2O3和Al2O3／TiO2，Zr、Nb、Hf、Ta和Th与Al2O3等陆源元素具较好正相关性，北美页岩标准化稀土模式呈现无Ce负异常（Ce／Ce＊=1．05～1.33）的典型大陆边缘硅质岩平坦稀土谱型，它们的（La／Ce）SN=0．74～0．98，Ti/V：5．10～122．18，V／Y=0．39～6．03，均与大陆边缘硅质岩值相当，表明这些硅质岩形成在明显受陆源物质影响与大陆边缘密切相关的环境。但不同岩块硅质岩的物源区仍存在一定差异。其中，与泥岩成互层产出的红色硅质岩的Th/Sc=0.56—4．35，具Eu负异常（Eu／Eu＊=0．56～0．71）明显的较陡右倾球粒陨石标准化稀土谱型（LaN／YbN=3．92～7．43），与分异岩浆弧源区特征类似，可能形成在相对近陆缘的弧前盆地，其源区物质主要来自分异岩浆弧。而成夹层产出于基性熔岩中的绿色硅质岩呈现为Eu负异常较弱（Eu／Eu＊=0．72～0．93）右倾较缓的稀土谱型（Lan／Ybn=4．15～6．69），其Th／Sc=0．57～0．87，反映有洋内弧物质加入的影响，因此它们可能形成于相对远离大陆、除有未分异基性程度较高的洋内弧物质输入外，仍受到陆缘物质影响的有限洋盆环境。根据硅质岩晚古生代初的放射虫化石推断，该地区硅质岩在晚古生代初期形成，南天山构造带已进入板块汇聚俯冲消减洋盆萎缩的发展演化阶段。

南天山库米什南黄尖石山岩体的年代学、地球化学和Sr、Nd同位素组成及其成因意义

南天山北缘库米什地区铜花山南部黄尖石山岩体高 Na、Mg 和 Fe、准铝或过铝质(ACNK=0.91～1.35),它们相对富集 K、Rb、Th,贫 Zr、Hf 等 HFSE,略亏损 Nb、Ta 和 P,具典型岛弧钙碱性Ⅰ型花岗岩的元素地球化学特征。其锆石 U-Pb 年龄为423Ma,ε_(Nd)(t)=-3.70～-7.32,t_(2DM)=1.45～1.75Ga,表明它们是早古生代早志留纪晚期由先存中元古代幔源基性地壳物质熔融的产物。岩体的 Ba、Sr 和 P 等弱亏损,Nb 和 Y 丰度及 Rb/Zr 比值中等则指示是活动大陆边缘俯冲带岛弧演化到正常大陆弧环境的产物。因此,该岩体的形成标志着南天山洋盆于晚志留世时期已进入俯冲消减的活动大陆边缘演化阶段。

新疆库米什地区钨矿成矿远景探讨

前人资源评价工作显示新疆伊犁-中天山地块东部库米什地区具有一定的钨矿找矿前景,并已发现有忠宝中型矽卡岩型钨矿床。为进一步查明区内钨矿找矿有利地区,文章以对忠宝钨矿床的成因认识为基础,通过分析库米什地区多光谱(ETM+)、高光谱(EO-1)等遥感蚀变信息及基于多重分形建模思想的奇异性分析方法,对区域1:20万地球化学数据进行处理,并结合本区的构造演化及成矿地质背景,提取与钨矿化有关的找矿信息。结果显示,与钨有关的矿化信息总体具有如下分布特点:①沿中天山地块南缘忠宝岩体及桑树园子岩体与围岩的接触带部位分布;②中天山地块内沿NWW向串珠状分布。各类矿化信息均与花岗岩体关系密切,并表现出明显的分带性及定向分布特征。结合已有研究,认为本地区钨矿化应与库米什地区南天山洋东段闭合及后造山伸展作用所引发的构造-岩浆活动关系密切。根据上述认识对库米什地区钨矿找矿远景进行了探讨,并根据找矿信息圈定了若干有利的成矿远景区。

新疆库米什盆地构造特征及勘探前景

库米什盆地位于南天山东段。该区断裂发育,多具左旋性质,分析了可能的断层组合关系。盆地构造演化可以划分为4个阶段。分析认为中生代盆地具“伸展断陷盆地”特征,而新生代盆地演化为“挤压走滑型山间盆地”。库米什盆地具有良好的勘探前景:发育两套主要烃源岩、具良好的储盖组合和多种圈闭类型。对勘探前景分析后认为,近期勘探方向应以“沉积厚、埋藏深、靠盆中”的硝尔-杨布拉克坳陷为主,该坳陷内基底最深的杨布拉克凹陷为最有利远景区。

新疆托克逊县库米什铜矿地质特征

库米什西北铜矿区位于拱拜孜大断裂和桑树园子大断裂共同组成的韧性剪切带以南部位,有利于矿的富集.1∶20万区域化探扫面显示出Cu、Pb、Zn、Co、Ni等元素多以高背景值出现.通过研究库米什区域上以及矿区上的地层、构造、侵入岩等因素,铜矿的规模、形态、产状等因素,孔雀石化是找铜矿的一个重要标志,侵入岩的发育为矿的运移和富集提供了通道.

新疆库米什早泥盆世侵入岩时代、地球化学及大地构造意义

详细的野外考察发现,新疆库米什地区发育强变形的花岗岩与辉长岩,花岗岩时代晚于辉长岩,两者相互交插,形成黑白相间的地貌格局。主要元素、微量元素和稀土元素分析表明,两者没有发生明显的地球化学同化混染。辉长岩轻稀土、不相容元素强烈富集,而重稀土、相容元素相对亏损,高的Sr含量及低的Rb/Sr比值表明岩浆来自强烈富集地幔源区,曾被源自沉积岩的流体混染,属于火山弧环境;HREE元素也存在分异,表明岩浆形成时涉及石榴石的形成。花岗岩锆石阴极发光结构研究显示,锆石内部普遍见浑圆状碎屑核,表明花岗岩可能为变质沉积岩经局部熔融形成;SHRIMPU_Pb测年结果表明岩体侵位时代为396±4Ma。结合其他地质资料,推测库米什变形侵入岩的形成与南天山洋的向北俯冲消减有关,早泥盆世时库米什地区属于俯冲带上盘活动陆缘环境,中、南天山地质单元的界线应位于库米什南、榆树沟蛇绿岩套以北。

库米什盆地地质构造演化主要特征

本文在对库米什盆地地质构造分析的基础上,将盆地划分为:盆地基底的演化、中生代～早第三纪拉分—伸展盆地的形式和晚第三纪以来盆地构造格局定型的3个主要发展阶段;盆地的形成主要与三叠纪末辛格尔大断裂左行拉分活动有关,侏罗纪～早第三纪盆地主体表现为伸展拉张性质,晚第三纪则转为挤压推覆特征。

2017年精河6.6级、库车5.7级地震前“库米什地震窗”异常特征分析

2017年8月9日新疆精河6.6级、9月16日库车5.7级地震前"库米什地震窗"均出现异常。为了对该异常指标作出评价,对新疆库米什地震台2008年1月~2017年9月微震观测记录进行普查,分析在-≤10s范围内M_L≥1.0小震的月频次,定义小震月频次≥54次为"库米什地震窗"的异常标准,统计"库米什地震窗"异常与附近中强地震间的对应关系,并对其进行预测效能评价。结果显示:(1)"库米什地震窗"分别在精河6.6级、库车5.7级地震前3.3个月、0.5个月出现异常;(2)"库米什地震窗"2008年以来出现7组异常,分别对应了天山中部地区6次5.5级以上地震,优势发震时间为6个月;(3)"库米什地震窗"的异常形态表现为高值—低值—发震或高值—发震,异常的对应率为6/7,R值评分为0.45,预测效能评价较好。

地质构造演化对砂岩型铀矿成矿控制作用——以新疆库米什盆地为例

库米什盆地为中新生代叠合盆地,构造演化经历了拉张断坳(T3—J2)、挤压隆升(J3—K2)、区域沉降(E—N1)、挤压走滑(N2—Q)四个阶段.在铀成矿历史中,构造运动通过改造目的层,影响地下水动力状况,进一步控制层间氧化带的发育和铀矿化形成.分析认为:库米什盆地层间氧化带发育经历了古层间氧化带和新构造运动以来的现代层间氧化带两个阶段,与之相关的铀矿化亦经历了初始铀矿化阶段和再富集两个阶段.该区是铀成矿的有利地段,构造演化与砂岩型铀成矿关系的分析对天山中部中新生代盆地铀矿找矿具有借鉴意义.

南天山库米什盆地形成演化探讨

在对南天山库米什盆地的区域地质背景、基底形成演化及南天山中新生代构造演化史综合论述的基础上，探讨了南天山库米什盆地的性质及其构造演化史。指出库米什盆地实际是两期的两个原形盆地在平面上拼合、剖面上叠置形成的复合盆地，即库米什盆地是由中生代的一继承性复式向斜所控制的山间凹陷盆地与新生代与断层活动有关的陆内挤压凹陷盆地复合而成。

库米什盆地浅析

近年来相继在天山造山带的吐哈、焉耆、伊犁等盆地发现了侏罗系油气田。人们自然会联想到与焉耆盆地仅一山之隔且南部相连的库米什盆地是否含油气这一问题。经研究，笔者初步认为库米什盆地为南天山造山带又一个有希望的中生代含油气盆地。库米什盆地位于南天山造山带偏东...

新疆库米什盆地查汗通古凹陷铀成矿特征分析

查汗通古凹陷为库米什盆地北西端一个山间小凹陷,位于富铀古生代花岗岩基底之上。中侏罗统西山窑组赋存有厚度巨大的超低品位砂岩型铀矿化。从铀源、含矿建造、构造演化、氧化带、铀矿化特征等方面进行论述,认为该区铀源丰富。西山窑组属一套冲积扇体系的含碳碎屑岩建造,砂体发育,含矿层为第二、第三、第四等3个岩性段。构造演化上存在中侏罗世、渐新世两次沉降接受沉积过程,及晚侏罗—始新世、中新—全新世两次抬升剥蚀过程。西山窑组第一、第五岩性段发育面状潜水氧化带,第二、第三、第四等3个岩性段局部发育氧化带,铀矿化产于氧化-还原过渡带附近,多为砂岩型,少量泥岩型。成矿后压实与构造挤压作用使砂体胶结致密,现有技术条件下难以地浸开采铀。

新疆库米什变质地体研究

新疆库米什地区的变质杂岩,过去曾被认为是泥盆系地层和海西期花岗岩体。本文研究表明,该杂岩体的诸方面特征与其周围古生代岩块存在明显差异,而与塔里木克拉通北缘库鲁克塔格地区的托格拉克布拉克群可以对比。实际上,库米什变质杂岩并非泥盆系地层和海西期花岗岩体。而是天山造山带中的前寒武纪变质地体,是因弧后扩张从塔里木克拉通北缘裂解出来的大陆碎块。

新疆库米什盆地硝酸盐型盐湖中锶离子迁移富集规律研究

新疆库米什盆地是典型的硝酸盐型盐湖分布区,盆内盐湖中Sr2+的含量明显比新疆其他盐湖要高,但对该地区盐湖中Sr2+的迁移富集规律尚未开展深入研究。本文以库米什盆地硝酸盐型盐湖为研究对象,探讨了研究区硝酸盐型盐湖中Sr2+的迁移富集规律。研究结果表明:①库米什盆地水体和沉积物中的Sr2+均具有自北西至南东向逐渐迁移富集的规律,与河水汇聚方向基本一致,表明盐湖中的Sr2+主要随径流逐渐汇集至成盐凹陷中;②无论是水体还是沉积物中,Sr2+与Ca2+、SO24-等化学组分之间均具有较好的相关性和变化趋势上的一致性,受它们物质补给源的影响较大。盐湖水体在蒸发浓缩作用下,其矿化度逐渐增高,Sr2+含量也随之升高,表明Sr2+的富集与蒸发浓缩作用过程有关;③库米什盆地硝酸盐型盐湖中Sr2+的补给源与盆地北西部的天青石矿床、北东部及北西部的碳酸盐岩(以泥盆系灰岩为主)、盆缘的侵入岩有关。综合分析表明,库米什盆地硝酸盐型盐湖中Sr2+的迁移富集具有多源、多方向补给的特征。

新疆库米什北超基性岩发现及大地构造意义

新疆库米什北超基性岩的发现,为中天山南缘长阿吾子-古洛沟-吾瓦门蛇绿混杂岩带东延提供了重要地质依据。该超基性岩主要为变质橄榄岩,呈构造岩块出露于韧性剪切带中。原岩以蚀变单辉橄榄岩、二辉橄榄岩、辉橄岩为主,属钙碱性岩系。岩石普遍蛇纹石化、片理化,与围岩呈构造接触关系。M/F比值平均15.1,大于7,MgO/(MgO+FeO)平均比值0.85,TiO2含量为0.03%～0.14%,小于0.22%。轻重稀土元素分异明显,具Eu正异常特征。表明出露于中天山南缘最北部古洛沟-吾瓦门-拱拜子蛇绿混杂岩带与库米什以南地区榆树沟-铜华山-硫磺山蛇绿混杂岩带并非同一条蛇绿岩带。

库米什地区二云母花岗岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及岩石地球化学特征

出露于南天山东段库米什地区的二云母花岗岩体侵入中元古界星星峡群,通过锆石LA-ICP-MS U-Pb法测得该岩体年龄为(293.3±1.3)Ma,侵位时代为早二叠世.岩石地球化学研究表明,岩石具高钾(K2O/Na2O=1.39～2.09)和强过铝(A/CNK=1.03～1.23)特征,为典型S型花岗岩.岩石普遍具较低稀土元素总量(TREE=89.99×10-6～105.11×10-6)和中等铕负异常(δEu=0.38～0.55),富集轻稀土和大离子亲石元素K,Rb,Th,U及亏损高场强元素Nb,Ta,Sr,Ba等特征.结合区域地质特征认为,库米什北二云母花岗岩源岩可能为中元古界星星峡群变质泥质岩,形成于碰撞晚期至后碰撞转换阶段,揭示了南天山东段库米什地区伊犁-中天山板块和塔里木板块于早二叠世碰撞造山结束,进入后碰撞演化阶段.

基于GIS与层次分析法的综合成矿预测--以新疆库米什地区为例

新疆库米什地区植被覆盖率低、基岩裸露度高,为遥感地质找矿提供了良好条件。为了提高该地区的找矿效率、实现找矿突破,系统收集了库米什地区的矿产、地质及遥感资料,并采用"掩膜+Crosta主成分分析+阈值分割"方法从ETM+遥感数据中提取了蚀变异常信息。在矿产、地质和遥感多源信息的基础上,总结出矿(化)点、岩体内外接触带、蚀变带、断层、羟基蚀变异常信息和铁染蚀变异常信息6个控矿因子,采用基于知识驱动的层次分析法建立了成矿预测模型,利用数学方法和GIS平台完成了综合成矿预测。最后,以部分未加入模型的矿点与野外实地考察结果,验证了成矿预测效果。结果表明:运用层次分析法在新疆库米什地区初步进行多源信息综合成矿预测,其结果具有一定的准确性,能够为该区进一步地质找矿工作提供参考。