塔里木盆地西北缘乌什西次凹的地层系统和构造特征

乌什西次凹位于塔里木盆地西北缘,隶属于库车坳陷的乌什凹陷。它位于南天山主山脉(哈尔克山)和塔里木盆地柯坪—温宿凸起之间。区域构造格局上,这里是塔里木克拉通向西北自然延伸的部分。次凹北缘的阿合奇断裂是南天山造山带和塔里木克拉通的分界。乌什西次凹内发育与柯坪—温宿凸起相似的晚前寒武纪—古生代地层系统,包括寒武系、奥陶系和石炭系的烃源岩。新近系—第四系碎屑岩建造直接不整合于变形的古生代被动大陆边缘碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造之上;剖面上,向南天山方向加厚,向塔里木克拉通方向减薄,呈现典型的前陆盆地剖面结构特征。这是一个晚新生代陆内前陆盆地,叠加在晚海西期—燕山期古隆起之上。这里的构造变形主要有3期,分别是中海西期、晚海西期—印支期和晚喜山期。变形以厚皮冲断构造及其相关褶皱为主,薄皮构造不发育。平面上,主构造线走向NE-SW。剖面上,以南天山向塔里木冲断为主。

西天山造山带构造单元划分及古生代洋陆转换过程

西天山造山带位于哈萨克斯坦—准噶尔板块与卡拉库姆—塔里木板块的结合部,是由一系列前寒武纪微陆块、古生代洋壳残片及陆缘弧相互拼贴而成的多聚合带、多成矿带,其独特的造山-成矿过程受到了国内外的广泛关注。本文通过构造单元划分与编图,建立了古生代西天山造山带的构造格架,认为古生代西天山造山带的构造演化依次经历了:罗迪尼亚大陆裂解与北天山早古生代多岛洋盆形成阶段(Z-O_2),北天山早古生代多岛洋盆闭合与南天山洋盆开始形成阶段(O_3-S),南、北天山洋晚古生代洋盆形成与发展阶段(D-C_1),南、北天山晚古生代洋盆全面闭合与天山碰撞造山带形成阶段(C1-C_2)和碰撞后板内演化阶段(C_2-P)。

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。

伊犁盆地尼勒克地区中二叠世陆相地层碎屑物源分析及其对西天山构造演化过程的约束

西天山在二叠纪时期的大地构造环境有岛弧成因和大陆裂谷成因两种不同的观点,伊犁盆地尼勒克地区中二叠统陆相红层的研究是解决上述争议的关键之一。该段地层自下而上是一套由冲洪积扇相、河流相、浅湖相和半深湖相组成的湖侵序列。本文综合该套地层的古水流、砾岩砾石成分与砂岩碎屑组分、重矿物组合、碎屑岩地球化学以及石榴子石化学特征等方面的研究,认为尼勒克盆地中二叠统陆相红层的物源复杂多样,包括超镁铁质-镁铁质岩、安山岩、英安岩、流纹岩、矽卡岩、片麻岩、灰岩和碎屑岩等不同岩石类型,记录了西天山造山带的构造剥蚀与再沉积过程。结合下二叠统乌郎组双峰式火山岩以及区域性角度不整合等资料的综合分析,本研究认为尼勒克地区中二叠世盆地形成于造山后伸展的大地构造背景。

西天山小哈拉军山富钛磁铁矿辉长岩的岩石成因及其构造环境

天山造山带晚古生代构造争议部分源于对晚古生代岩浆岩的岩石成因及其构造环境认识不足。本文对西天山小哈拉军山辉长岩进行了系统的矿物学、岩石学、地球化学和年代学研究,以探讨其岩石成因、地幔源区特征及其形成的构造背景。锆石U-Pb定年分析结果显示小哈拉军山辉长岩形成于早二叠世早期(295±3Ma)。该辉长岩富含钛磁铁矿(含量高达8vol%以上),并且主要造岩矿物如斜长石、单斜辉石、角闪石均显示出富Fe-Ti的特征,表明其形成于富Fe-Ti的岩浆体系。岩相学特征显示,小哈拉军山辉长岩的斜长石结晶早于单斜辉石和角闪石,由角闪石成分估算的岩浆水含量相对较低,暗示了相对干的初始岩浆体系,并且单斜辉石的Al-Ti含量关系显示出板内岩浆的特征,均表明该辉长岩并非岛弧岩浆产物,应形成于拉张构造环境,因此西天山地区在早二叠世早期已处于碰撞后伸展阶段。另外,该辉长岩的全岩富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损重稀土和高场强元素,全岩εNd(t)略亏损(2.34~3.30),Sr同位素比值变化较大(87Sr/86Sr=0.7045~0.7067),表明岩浆来源于富集的地幔源区,可能与造山带形成之前的俯冲板片组分的交代富集相关。由于西天山地区在早二叠世已处于造山后的伸展阶段,是塔里木大火成岩省范围内地幔柱活动最易于表现的地区,而小哈拉军山辉长岩与相邻的哈拉达拉富V-Ti磁铁矿层状辉长岩具有相似的岩浆源区和矿化特征,并具有密切的时空关系,很可能都为塔里木早二叠世地幔柱活动的产物。

西天山“亚洲金腰带”及其动力背景和成矿控制与找矿

天山西段,从乌兹别克斯坦向东,经吉尔吉斯斯坦到中国新疆西部,在中天山及南北缘巨型和世界级金矿集中产出,构成世人瞩目的巨型金成矿带,即"亚洲金腰带"。为什么能在这个东西延伸近2 500km的带状区域形成"亚洲金腰带"?成矿具有怎样的动力背景?受何要素控制又是怎样发生发展?"亚洲金腰带"内巨型和世界级金矿床主要产在乌兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦,能否在新疆西天山实现金矿找矿重大突破?都是颇受关注的重大地质找矿问题。论文在较多学习前人成果并结合作者研究结果基础上,综述了"亚洲金腰带"动力背景和地质环境、金矿床基本特征,分析了成矿系统类型和关键控制,对接了新疆西天山与乌兹别克斯坦-吉尔吉斯斯坦的构造成矿带。研究认为Terskey洋和Turkestan-南天山洋的发生、发展和消亡是"亚洲金腰带"基本地球动力学背景;"亚洲金腰带"中巨型和世界级金矿分属造山型和斑岩型两个主要成矿系统,"古老地壳+构造变形+岩浆热液"是造山型金成矿关键控制和勘查准则,而成熟岛弧环境、深源岩浆浅成侵入、叠加复合长期成矿是斑岩型金成矿关键控制;中天山是"亚洲金腰带"的核心,自西而东从乌兹别克斯坦经吉尔吉斯斯坦到我国新疆西天山具有可对接和贯通性,"亚洲金腰带"向东延伸确切进入我国新疆西天山;新疆西天山那拉提山—额尔宾山一带的中天山及南北缘造山型金成矿要素齐全且配置好,有望实现金矿找矿重大突破。

天山陆内俯冲造山转换带的基本特征

天山山系是中国西北地区的一个复合造山带 ,中、新生代以来在印度板块与欧亚板块俯冲碰撞的远程挤压效应影向下 ,发生了陆内俯冲。塔里木地块和准噶尔地块相向俯冲于天山之下 ,造成了山系的急剧隆升和冲断推覆 ,在构造重荷作用下 ,沿着天山南、北山前发育了陆内俯冲型前陆盆地 ,这一特点已为大多数学者所共识。然而 ,天山陆内造山带在形成过程中沿着走向却存在明显的变化 ,尤其是东、西天山在地壳厚度、山系海拔高度、地震活动烈度等方面均有较大的差异 ,总体上以西天山的活动性明显大于东天山为特点。发育于准噶尔地块内的博格达山在这一阶段表现出强烈的活动性 ,山系隆升和褶皱冲断控制其边缘前陆盆地的充填 ,与西天山相对应。这说明天山陆内造山过程中存在着转换作用 ,把西天山陆内俯冲的地壳缩短量转换到了博格达山地区 ,由此平衡东、西天山的差异 。

新疆西天山境内外区域成矿对比

西天山造山带位于中亚造山区南部，北邻哈萨克斯坦-准噶尔古板块，南邻塔里木古板块，由古生代陆缘岩系、洋壳残片和微陆块结晶基底组成，为一典型的古生代增生造山带，由增生杂岩、微陆块等拼贴增生而成。其构造演化与天山洋盆演化密切相关，该带地质构造复杂，成矿独特，是斑岩铜金矿、黑色岩系金矿、火山岩型铁矿的矿集区带。通过境内外对比研究，认为在中国境内的伊犁盆地南部、北部、塔里木北缘等地区可能存在早古生-晚古生代的斑岩铜-金矿、火山岩型金-铜矿的成矿。在伊犁盆地中部的乌孙山、阿吾拉勒山等地区为晚古生代的火山岩型铜、铁矿集区。中天山和南天山是寻找碳质页岩型、韧性剪切带型金矿的重要地区。

西天山巴尔盖提花岗岩体年龄、地球化学特征与构造意义

巴尔盖提花岗岩体位于伊犁盆地北缘西天山博罗霍洛构造带。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(374±7.0)Ma显示岩体侵位于晚泥盆世。岩石为斑状黑云母花岗岩,其主量元素SiO_2、Al_2O_3、K_2O、Na_2O的含量分别为70.72%~79.12%,9.87%~14.51%,4.13%~5.54%,2.87%~4.35%,富碱、高钾、低镁钛,属高钾钙碱性系列;轻稀土相对富集,(La/Yb)N为7.61~16.31,具有显著的负Eu异常;相对富集大离子亲石元素Rb、U和Th等,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,地球化学特征总体显示了I-A花岗岩过渡特征。区域上地层不整合关系、沉积特征及地球化学构造图解特征综合分析表明,巴尔盖提花岗岩体形成于晚泥盆世区域性造山后伸展背景,与石炭纪火山—沉积建造构成了晚古生代完整的开合构造演化旋回。

伊犁地块南缘古生代花岗岩类的地质特征及构造意义

伊犁地块南缘元古宙特克斯群变质岩中侵入有花岗岩类,其形成时代和构造背景一直没有详细的研究。文章通过野外观察和室内分析,确定花岗质侵入体主要由弱面理化黑云母花岗岩、强面理化二云母花岗岩和未变形黑云母花岗岩组成。全岩地球化学和锆石U-Pb年代学分析显示,弱面理化黑云母花岗岩和强面理化二云母花岗岩属于过铝质钙碱性系列,其年龄分别为438 Ma和426 Ma;未变形黑云母花岗岩则属于典型的钙碱性系列,富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素,其年龄介于400~380 Ma之间。结合前人对区域地质的研究认识,笔者认为这些花岗岩类记录了两期不同构造背景的岩浆作用,指示研究区经历了两阶段构造—岩浆演化,即早古生代过铝质钙碱性弱面理化黑云母花岗岩与强面理化二云母花岗岩形成于哈萨克斯坦微大陆汇聚拼贴过程的后碰撞造山环境;中—晚古生代钙碱性未变形黑云母花岗岩则形成于准噶尔洋俯冲作用的活动大陆边缘。

西天山造山带晚古生代构造演化和成矿作用

西天山是我国重要的内生金属矿床集中区,其矿种包括有铜、镍、钼、铁、金、锌等,这些矿产在前寒武纪和显生宙的地质历史中分别形成了大量的成矿体系。通过对西天山成矿地质背景和成矿类型的研究,厘定了5种内生金属矿床类型:1)岩浆型铜镍矿床;2)斑岩铜钼矿床;3)火山岩型铁矿床;4)浅成低温热液型金矿床;5)造山型金铜矿床。典型矿床有菁布拉克铜镍矿床、达巴特铜钼矿床、喇嘛苏铜矿床、敦德铁锌矿床、备战铁矿床、阿希金矿、伊尔曼得金矿床和卡特巴阿苏金矿床等。从构造上看,这些矿床的发育与西天山造山带的增生和汇聚作用密切相关。矿床的形成经历了3个主要阶:早志留世,南天山洋北向俯冲于伊犁—中天山地块之下,形成与铜镍矿床有关的菁布拉克岩体;早-晚石炭世,由于北向俯冲作用,形成了斑岩型铜金矿床、低温热液型金矿床和火山岩型铁矿床;晚石炭世早期,南天山洋壳可能被消耗殆尽,导致了塔里木克拉通与南天山造山带的碰撞。大花岗岩体广泛分布于北天山增生楔和伊犁—中天山地块,并伴随造山型的金矿床形成。

西天山造山带区域构造演化及其大陆动力学解析

西天山位于哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木-华北板块两大板块之间,在漫长的构造演化过程中历经前震旦纪基底形成演化阶段(D1)、震旦纪至早奥陶世稳定陆壳发展阶段(D2)、中奥陶世至石炭纪末板块裂解与再拼合阶段(D3)、二叠纪陆陆叠覆造山阶段(D4)和中新生代盆山耦合阶段(D5)等5个大的发展阶段,其古生代时期中奥陶世至石炭纪末板块裂解与再拼合阶段(D3)又可细化为4个次级演化阶段:中奥陶世至晚志留世早古南天山洋盆形成阶段(D31)、晚志留世至晚泥盆世俯冲造山阶段(D32)、晚泥盆世至早石炭世初陆陆碰撞造山阶段(D33)和早石炭世至晚石炭世后碰撞阶段(D34)。西天山造山带自中新元古代以来历经俯冲造山、陆陆碰撞造山、陆陆叠覆造山和陆内再生造山等多机制多旋回的造山作用,终成为横亘于中亚地区的宏伟的复合型造山带。

新疆西天山阿吾拉勒山那拉提地区石英二长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

位于伊犁微板块北缘阿吾拉勒山那拉提地区的石英二长岩侵位于上石炭统伊什基里克组,LA-ICPMS锆石U-Pb加权平均年龄为307.0±2.5 Ma,时代归属于晚石炭世,代表了岩浆的侵位年龄。岩石地球化学数据显示岩石中Si O_2、Al_2O_3、碱含量较高,里特曼指数σ为3.09~3.94,A/CNK=0.75~0.91,属准铝质钙碱性—碱性花岗岩系列;稀土元素总量(ΣREE)较高,稀土配分模式呈轻稀土富集的右倾型[(La/Yb)_N=2.86~6.14],轻稀土分异程度大于重稀土,Eu具有较为明显的负异常(δEu=0.46~1.02,平均为0.69);强烈富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、K,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti、P;综合表明那拉提石英二长岩具有A_2型花岗岩的特征。高的Th含量(8.68×10^(-6)~14.62×10^(-6))及低的Nb/Ta值(12.23~29.90,均值为18.13)指示岩浆源区主要为地壳,但受到了地幔混染作用的影响。在Nb—Y—Ce、Y/Nb—Ce/Nb及Rb—(Nb+Y)等构造判别图解中样品大多数落入造山后或晚造山花岗岩区,故笔者等认为该岩体应为造山向造山后或晚造山转换时期的产物,属造山后或晚造山岩浆作用。结合区域地质背景,本文认为伊犁微板块在307.0±2.5 Ma前已与准噶尔微板块碰合,北天山洋盆闭合时限早于晚石炭世。这些新资料为西天山区域大地构造演化研究提供了新的约束。

西天山构造演化与优势矿产成矿规律

西天山位于中亚增生型造山带的西南缘,夹于准噶尔地块和塔里木克拉通之间.西天山造山带的构造演化与天山洋的俯冲‒关闭过程密切相关.西天山地质构造复杂,成矿作用独特,既可形成与活动陆缘有关的斑岩铜金矿和火山‒沉积岩型铁锰矿,也可发育与伸展构造有关的海底热水沉积型铅锌矿和浅成低温热液型金矿等多个集中区.西天山地质构造演化和成矿作用一直是地质学家关注和研究的热点,近年来的地质找矿和基础研究工作也取得一系列重大进展,但同时也存在一些急待解决的问题.本文通过对区域地质背景、沉积建造、岩浆演化、成矿地质特征与物质来源、控矿因素等方面资料的综合研究,认为西天山造山带从前寒武纪到晚古生代经历了古陆边缘裂解、洋‒陆俯冲增生、陆‒陆碰撞及后造山伸展等地质过程;与此相应形成了多个成矿区带,主要包括:(1)哈尔达坂前寒武纪古陆边缘裂陷盆地环境的铅锌成矿带,(2)与博罗科努古生代洋‒陆俯冲、碰撞‒碰撞后伸展环境有关的金铜铅锌多金属成矿带,(3)与阿吾拉勒晚古生代岛弧‒弧后盆地有关的铁多金属成矿带,(4)那拉提古生代岛弧金铜多金属成矿带.在此基础上建立了西天山主要成矿区带的成矿模式,厘定了与西天山沉积建造‒构造活动‒岩浆活动有关的成矿序列,总结了西天山铁铜铅锌金等优势矿产时空结构模型.