新疆北部古生代構(gòu)造演化的幾點認識*

徐學(xué)義　李榮社　陳雋璐　馬中平　李智佩　王洪亮　白建科　唐卓

1.國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室，西安　7100542.中國地質(zhì)調(diào)查局造山帶地質(zhì)研究中心，西安　7100543.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心， 西安　7100541.

最近的地質(zhì)調(diào)查和研究資料揭示，新疆北部古生代存在“三塊兩帶”的構(gòu)造格局，并經(jīng)歷了復(fù)雜的洋陸轉(zhuǎn)換過程。地質(zhì)、地球物理和碎屑鋯石年齡結(jié)果顯示，準噶爾盆地南部應(yīng)存在一個至少發(fā)育前震旦系的古老陸塊；初步認為東準噶爾北自額爾齊斯構(gòu)造帶東南的瑪依鄂博地區(qū)至南部的卡拉麥里構(gòu)造帶南界，整體為一增生雜巖體，西準噶爾自額爾齊斯構(gòu)造帶南緣至謝米斯臺南緣亦為一增生雜巖體。提出新疆北部加里東運動表現(xiàn)為準噶爾-吐哈陸塊、中天山陸塊群、伊犁地塊等拼合形成哈薩克斯坦板塊的一部分。從新疆北部泥盆系建造組合和沉積環(huán)境演變視角，探討了早古生代形成的哈薩克板塊北部洋盆從早泥盆世開始，至晚泥盆世拼合，洋盆經(jīng)歷了逐漸變淺直至消亡的演化過程。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料，提出南天山為一巨大的增生雜巖體，代表了哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊最后增生拼合的位置，亦是古亞洲洋在中國境內(nèi)最后閉合的位置，閉合的時限為早石炭末期。在以上認識的基礎(chǔ)上，提出新疆北部晚古生代構(gòu)造演化的“三塊兩帶”基本框架：即在統(tǒng)一哈薩克斯坦板塊形成后，自北而南依次存在西伯利亞板塊、哈薩克斯坦板塊、塔里木板塊及其間的準噶爾洋盆和南天山洋盆。晚泥盆世哈薩克斯坦板塊與西伯利亞板塊完成增生拼貼；早石炭世末，塔里木板塊與西伯利亞-哈薩克斯坦聯(lián)合板塊完成增生拼貼，古亞洲洋結(jié)束洋陸轉(zhuǎn)換；晚石炭世至早二疊世，新疆北部進入后碰撞伸展至大陸裂谷演化階段。

古生代構(gòu)造演化；三塊兩帶構(gòu)造格局；新疆北部；古亞洲洋; 中亞造山帶

1　引言

新疆北部包括阿爾泰造山帶、東準噶爾造山帶、西準噶爾造山帶和天山造山帶，為中亞巨型復(fù)合造山系(又稱為烏拉爾-蒙古巨型古生代復(fù)合造山系)的中國新疆境內(nèi)部分，它是挾持于北部的西伯利亞板塊與南部的塔里木板塊之間的古亞洲洋，在形成、演化和消亡過程中伴隨諸多陸塊拼合、增生-俯沖、碰撞造山的產(chǎn)物(eng?retal., 1993; Xiaoetal., 2003，2004，2009; Jahnetal., 2004)。長期以來，關(guān)于新疆北部造山帶古生代構(gòu)造演化過程的主流觀點是增生造山，不同的學(xué)者提出了不同的增生拼貼模式。單就增生拼貼過程而言，國內(nèi)學(xué)者對其從北往南增生演化總體過程基本認同，但對增生過程的具體細節(jié)及古生代洋盆閉合的最終時限認識不一。歸結(jié)起來主要有四種認識：其一，新疆北部早古生代至晚古生代是一個連續(xù)的由北往南增生過程，古生代洋盆于二疊紀末或三疊紀初閉合(Xiaoetal.，2008，2009)；其二，古生代增生造山結(jié)束于早石炭世末期，晚石炭世轉(zhuǎn)入板內(nèi)構(gòu)造演化階段(李錦軼等，2006；李永軍等，2010)；其三，新疆北部增生造山可分為兩個大的階段，第一階段從奧陶紀至早泥盆世，第二階段是石炭紀至早二疊世，天山最晚的島弧火山巖漿作用發(fā)生于早二疊世(Briggsetal., 2007)；其四，增生造山即洋陸轉(zhuǎn)化結(jié)束于晚泥盆紀末至早石炭世初，石炭紀轉(zhuǎn)化為碰撞后大陸伸展作用(Xiaetal., 2004; 徐學(xué)義等，2006)。

隨著中國地質(zhì)調(diào)查局1:25萬和1:5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的開展，相繼取得一系列地質(zhì)調(diào)查新進展和新成果，對長期困擾新疆北部地質(zhì)構(gòu)造演化的一些關(guān)鍵科學(xué)問題：諸如準噶爾盆地是否存在古老的基底、新疆北部早古生代增生作用的性質(zhì)及范圍、古亞洲洋盆閉合的最后時限、天山石炭紀火山巖的性質(zhì)等一系列關(guān)鍵地質(zhì)問題的再認識提供了新的證據(jù)。在綜合分析、利用這些區(qū)域地質(zhì)調(diào)查新進展和新成果基礎(chǔ)上，本文對新疆北部古生代的構(gòu)造格局與演化過程提出了一些新的認識，以期能夠概括新疆北部古生代構(gòu)造輪廓與演化主線。

2　準噶爾盆地的基底組成

圖1　新疆北部航磁異常圖Fig.1　Regional magnetic field in northern Xinjiang area, NW China

準噶爾盆地的基底組成歷來存在洋殼(江遠達，1984；李繼亮，1989； Carrolletal.，1990, 1995)、陸殼(吳慶福，1987; 黃汲清等, 1990)、含有陸殼碎塊的洋殼(肖序常等, 1992; 張弛和黃萱，1992；李錦軼和肖序常，1999)、底墊或底侵的二疊紀巖漿巖(韓寶福等，1998)等不同解釋。李錦軼等(2000), 李錦軼和徐新(2004)根據(jù)對準噶爾盆地周邊的地質(zhì)研究及對已有地球物理資料的分析，認同準噶爾盆地基底存在大陸地殼的觀點，并根據(jù)航磁資料推測該盆地南部和北部基底組成可能有差別。盆地北部的線性正負航磁異常及其與兩側(cè)巖區(qū)一致的特征，表明那里新生代堆積物之下可能為古生代造山帶；南部的面狀航磁異常則顯示該區(qū)晚石炭世以來的盆地堆積物之下可能是單一的陸殼(王凱等，2013，項目成果內(nèi)部交流)(圖1)。近年來，李錦軼等(2006)在卡拉麥里蛇綠巖帶以南，發(fā)現(xiàn)了類似被動陸緣沉積的建造組合，同時在其中的長石巖屑砂巖中發(fā)現(xiàn)了23粒(元古代19粒，太古代4粒)前震旦紀的鋯石，這些鋯石最古老的年齡為3073Ma，據(jù)此認為準噶爾盆地的基底組成中，至少一部分是早前寒武紀的地質(zhì)體。董云鵬等(2010，口頭成果交流)對東準噶爾南北沉積巖系中碎屑鋯石的研究表明，卡拉麥里蛇綠巖帶北部一般不存在元古代以前的碎屑鋯石，卡拉麥里南部卻存在元古代年齡的碎屑鋯石，顯示卡拉麥里南部可能存在前寒武紀基底。柳益群(2011, 內(nèi)部交流)對準噶爾油田英1井K1碎屑巖鋯石同位素定年研究，獲得單顆粒鋯石U-Pb年齡為2682±6Ma，鋯石的Th/U=0.86顯示為古老地殼花崗質(zhì)巖漿成因，并有：758±6Ma和709±6Ma年齡信息；德倫山K1碎屑巖鋯石U-Pb年齡：1496±13Ma、1207±67Ma、845±11Ma、795±7Ma、736±6MaMa，也指示存在前寒武紀陸殼基底。西準噶爾地區(qū)新完成的1:25萬托里幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(趙文平, 2012*趙文平. 2012. 1:25萬托里幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報告)顯示，西準噶爾古生代地層之間存在一系列的不整合：一是下志留統(tǒng)恰爾尕也組角度不整合于中奧陶統(tǒng)科克沙依組之上(照片1)；二是中-下泥盆統(tǒng)庫魯木迪組角度不整合于中-上志留統(tǒng)瑪依勒群上亞群之上(照片2)；三是上泥盆統(tǒng)鐵列克提組與中泥盆統(tǒng)巴爾魯克組間的平行不整合關(guān)系；四是下石炭統(tǒng)姜巴斯套組角度不整合于下石炭統(tǒng)黑山頭組之上；五是二疊系以一套火山磨拉石(哈爾加烏組、卡拉崗組)噴發(fā)不整合于下石炭統(tǒng)包古圖組之上；六是上二疊統(tǒng)庫吉爾臺組平行不整合于下二疊統(tǒng)卡拉崗組及其它不同時代地層之上。在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過程中，對上述不整合的地質(zhì)意義進行了深入研究，認為下志留統(tǒng)與中奧陶統(tǒng)之間的不整合是早古生代洋盆閉合的記錄，中-上志留統(tǒng)和泥盆系之間的不整合代表了志留紀海相火山殘留盆地閉合事件，其余不整合則均為發(fā)育于陸塊邊緣的局部陸緣沉積不整合，暗示存在一個古老陸塊。阿爾泰-準噶爾北緣成礦帶基礎(chǔ)地質(zhì)綜合研究項目和1:25萬滴水泉幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(牛廣智等，2014*牛廣智等.2014. 1:25萬滴水泉幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查)在東準噶爾卡拉麥里構(gòu)造帶南五彩灣、紅柳溝剖面中厘定出被動大陸邊緣沉積序列，且發(fā)育一系列北傾南倒的逆沖斷裂系，代表了洋盆閉合后的被動陸緣前陸褶沖帶(照片3，4)，同樣反映其下存在一個古老的陸殼。

綜合上述地質(zhì)、地球物理和碎屑鋯石年代學(xué)證據(jù)，表明在現(xiàn)準噶爾盆地南部應(yīng)該存在一個至少發(fā)育包含前震旦紀、元古代，乃至太古代地層的古老陸塊，而北部則不存在古老的陸殼，極有可能是古生代的增生造山帶。

3　東西準噶爾的構(gòu)造屬性

東西準噶爾的構(gòu)造屬性，以往前人大多數(shù)均認為是由古生代弧盆系組成，而對弧盆系的組成、具體結(jié)構(gòu)基本未開展詳細的工作。近年來在準噶爾地區(qū)成片部署的1:25萬和1:5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查以及阿爾泰-準噶爾北緣成礦帶基礎(chǔ)地質(zhì)綜合研究項目在揭示東西準噶爾構(gòu)造帶的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造屬性方面取得了重要的新認識，對理解新疆北部乃至整個中亞造山帶的構(gòu)造演化具有重要意義。

3.1　東準噶爾的構(gòu)造屬性

圖2　新疆東準噶爾瑪依鄂博(額爾齊斯構(gòu)造帶東南)至五彩灣(卡拉麥里構(gòu)造帶南)構(gòu)造剖面圖Fig.2　The tectonic section from Mayiebo (location of southeastern Ertix Tectonic Belt) to the Wucaiwan (location of southern Kalamyli Tectonic Belt) in eastern Junggar in Xinjiang, NW China

圖3　新疆青河縣塔依什巴依巴斯陶溝增生楔實測剖面圖Fig.3　Section showing the accretionary wedge in Tayshibaybashitao area in Qinghe County in Xinjiang, NW China

圖4　新疆西準噶爾謝米斯臺南蛇綠混雜巖帶剖面示意圖Fig.4　Sketch map showing the section of opholite mélange in southern Xiemisitai area in western Junggar in Xinjiang, NW China

詳細的調(diào)查研究表明，東準噶爾自額爾齊斯東南部的瑪因鄂博地區(qū)至卡拉麥里蛇綠混雜巖帶的南界，主體為一套由古生代地質(zhì)體構(gòu)成的巨型增生混雜帶(圖2)。在最北部的瑪因鄂博地區(qū)，即原來認為屬額爾齊斯構(gòu)造帶的東延地區(qū)，發(fā)育一個典型的小型增生楔(圖3)。根據(jù)物質(zhì)組成及變質(zhì)變形特征，該增生楔由北往南可以劃分為五個增生體：第一增生體主要由長英質(zhì)糜棱巖、綠泥絹云千枚巖、綠泥石化黑云斜長糜棱片巖組成，原巖為碎屑巖和凝灰質(zhì)粉砂巖，變質(zhì)變形層次深，為地殼較深處增生物質(zhì)在俯沖增生過程中被掀出地表的產(chǎn)物，屬增生楔的根部帶的組成部分；第二增生體主要由斜長角閃片巖、斜長綠簾陽起石片巖、長英質(zhì)糜棱片巖、黑云母石英糜棱片巖組成，主體為含少量巖塊的大洋沉積物經(jīng)過強烈的變質(zhì)變形的產(chǎn)物，同樣為增生楔根部帶；第三增生體為含有蛇綠巖殘塊的增生混雜帶，其中蛇綠巖殘塊主要由堆晶輝石巖、輝長巖、輝綠巖墻、變質(zhì)玄武巖、硅質(zhì)巖組成，其它增生物質(zhì)包括安山巖、中基性凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)粉砂巖，后者為發(fā)育鮑馬序列的復(fù)理石等。蛇綠巖殘塊中的輝長巖LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡為437Ma(張越等，2012)，代表了早古生代古洋殼形成年齡，推斷該增生體有可能是早古生代俯沖增生作用的產(chǎn)物；第四增生體主要由變質(zhì)的砂巖、粉砂巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖以及斜長綠簾陽起石片巖、斜長黑云母片巖、變輝綠巖、綠泥石長英片巖、中基性巖屑凝灰?guī)r組成，主體為復(fù)理石和大洋沉積，含少量增生混雜巖塊，變質(zhì)分異的石英脈發(fā)育，顯示其代表了增生楔深部物質(zhì)；第五增生體主要由凝灰質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細砂巖、凝灰?guī)r、安山巖、玄武安山巖等組成，主體反映了含島弧巖塊的增生混雜巖特征，其上部疊加有后期(可能為泥盆紀或石炭紀)的楔頂盆地。該增生楔構(gòu)造形跡北傾南倒，指示洋盆向北俯沖。離開該增生楔帶往南至烏倫古河，原劃泥盆紀的火山沉積巖系，可歸并為三個大的增生體，主體由具鮑馬序列的粉砂巖及安山質(zhì)凝灰?guī)r組成，在烏倫古河附近有大量的早、中泥盆世島弧安山巖發(fā)育，應(yīng)為增生火山弧(張招崇等，2007)。烏倫古河向南可見泥盆紀增生體被下石炭統(tǒng)陸相河流環(huán)境沉積的砂巖和含礫砂巖不整合覆蓋。再向南至阿爾曼太蛇綠混雜巖帶，主要由蛇綠巖殘塊和構(gòu)造基質(zhì)組成。李榮社等(2011)認為該蛇綠混雜巖為增生造山作用結(jié)束后，后期推覆斷裂將深部早古生代增生混雜帶，包括蛇綠巖殘塊和相應(yīng)早古生界基質(zhì)鏟出于泥盆系增生體中。阿爾曼太蛇綠混雜巖帶往南主體是由泥盆系和志留系增生物組成的增生體，其上有石炭-二疊紀上疊盆地沉積物，同時在增生物質(zhì)中侵入有洋陸轉(zhuǎn)換后的大規(guī)?；◢弾r基。再往南的卡拉麥里蛇綠混雜巖帶主要由蛇綠巖殘塊和泥盆系復(fù)理石、構(gòu)造基質(zhì)等構(gòu)成，蛇綠巖殘塊包括超基性巖、輝長巖、輝長輝綠巖、玄武巖、硅質(zhì)巖等比較完整的組合系列，其中的輝長巖定年結(jié)果顯示其主體形成于早中泥盆世(陳雋璐等未發(fā)表數(shù)據(jù))?；|(zhì)主體由細碎屑巖和構(gòu)造碎裂巖組成，前者為具鮑馬序列的復(fù)理石建造，變形較為強烈?？ɡ溊飿?gòu)造帶南側(cè)發(fā)育志留紀被動陸緣沉積組合，由南向北沉積相變化為：邊灘相石英礫巖-潮間帶相砂巖-斜坡相濁積巖。該被動陸緣沉積巖系以北傾南倒褶皺，以及由北往南的逆沖推覆構(gòu)造為特征，指示其基底巖層從南向北的俯沖作用(圖4)。

從上述簡單的論述中可知，東準噶爾從額爾齊斯構(gòu)造帶至卡拉麥里蛇綠混雜帶南界之間主體為一大型的增生帶，該增生帶應(yīng)為準噶爾陸塊與西伯利亞板塊之間的縫合位置。關(guān)于該增生帶形成的時限，盡管目前還缺乏精細的同位素定年數(shù)據(jù)，根據(jù)晚石炭世姜巴斯套組不整合上覆于卡拉麥里構(gòu)造帶之上，表明至晚泥盆世洋陸轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，早石炭世轉(zhuǎn)變?yōu)楹ｊ懡换ハ嗷蜿懴喑练e。因此，東準噶爾洋盆的俯沖增生，至少從志留紀就已開始，延續(xù)至中泥盆世較為可信?？ɡ溊飿?gòu)造帶以南的下-中志留統(tǒng)屬被動陸緣沉積應(yīng)是確定的，以北的下-中志留統(tǒng)細碎屑巖-硅泥質(zhì)建造是在俯沖增生過程中沉積在海溝附近的一套深水相沉積，構(gòu)造置換強烈，為俯沖增生階段產(chǎn)物(照片5)。

3.2　西準噶爾的構(gòu)造屬性

在西準南部地區(qū)發(fā)育一系列早古生代蛇綠混雜巖帶，最著名當(dāng)屬唐巴勒蛇綠混雜巖帶，并伴生早古生代藍片巖，為一早古生代蛇綠混雜巖帶(肖序常等，1992；Li, 2006)。原定志留紀的瑪依勒蛇綠巖帶，盡管有伸展環(huán)境的海相火山巖系的不同認識(李榮社等，2012)，但是，1:25萬托里幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(趙文平,2012)確定其由兩部份組成：即代表早期洋盆地質(zhì)記錄的寒武-奧陶紀蛇綠巖殘塊和由志留紀火山-沉積巖系構(gòu)成的基質(zhì)。其中，后者形成于殘留海盆被動裂谷環(huán)境。該圖幅新填繪的巴爾雷克蛇綠混雜巖帶，首次發(fā)現(xiàn)藍閃石片巖、榴閃巖等高壓變質(zhì)巖。近年來新發(fā)現(xiàn)的白堿灘(亦稱克拉瑪依)蛇綠混雜巖帶，原定時代為早古生代(何國琦等，2007)，現(xiàn)在又發(fā)現(xiàn)泥盆紀的年代學(xué)證據(jù)(Yangetal., 2013)。西準地區(qū)最為著名的達拉布特蛇綠混雜巖帶，多數(shù)學(xué)者認為是泥盆紀洋盆存在的地質(zhì)記錄(辜平陽等，2009；Yangetal., 2013)，但同時也存在有超基性巖侵入體的不同認識(李榮社等，野外檢查交流，2011)，因此，達拉布特蛇綠巖的性質(zhì)及屬性仍然需要進一步研究確定。

前述西準噶爾南部地層中的一系列不整合接觸關(guān)系記錄了研究區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造演化過程。其中，中奧陶統(tǒng)和下志留統(tǒng)之間的角度不整合代表了西準南部早古生代洋陸轉(zhuǎn)換的結(jié)束，至早志留世已轉(zhuǎn)變?yōu)闅埩艉Ｅ?；上志留統(tǒng)與中泥盆統(tǒng)之間的角度不整合代表了晚志留世局部拉伸火山盆地的閉合事件，中泥盆世后轉(zhuǎn)入海陸交互相-陸相沉積。從大的原則講，西準南部奧陶系變形最為強烈，發(fā)育諸如緊閉褶皺和劈理置換構(gòu)造等，明顯不同于志留系和泥盆系，志留系變形較奧陶系弱，而泥盆系基本不變形，表明早志留世前曾經(jīng)存在一次大的構(gòu)造運動，可能是洋陸轉(zhuǎn)換作用的結(jié)束。而志留紀末期亦有一次事件，為殘留海相火山盆地閉合的記錄，屬次級構(gòu)造運動。前已述及，西準南部存在前震旦古陸塊，該古陸塊位于現(xiàn)今準噶爾盆地的南部，與吐哈盆地的基底可能為同一古陸。晚奧陶世發(fā)生的構(gòu)造運動，可能使準噶爾古陸與其西部境外存在的古陸發(fā)生拼合造山，形成更大的古陸，也就是常說的哈薩克斯坦古陸。西準噶爾謝米斯臺以北地區(qū)，與東準噶爾相似，從額爾齊斯構(gòu)造帶西段至謝米斯臺南緣，同樣發(fā)育古生代增生雜巖帶(陳雋璐等，2012，西安地調(diào)中心年度學(xué)術(shù)交流)。謝米斯臺山南緣的伊尼薩拉蛇綠巖帶，由橄欖巖、玄武巖、基性巖墻、硅質(zhì)巖及石英菱鎂巖等組成，形成于491.8±7.8Ma，就位于志留紀凝灰質(zhì)粉砂巖基質(zhì)中，其由北往南逆沖在中泥盆統(tǒng)陸相碎屑地層之上，代表增生雜巖帶中的洋殼殘片；謝米斯臺地區(qū)原劃泥盆紀火山地層，由基性-酸性熔巖組成，新的研究認為其形成于志留紀，具有增生弧特征(陳雋璐等, 內(nèi)部交流)。

在西準噶爾北部額爾齊斯構(gòu)造帶中出露有古生代蛇綠巖殘塊，再往南發(fā)育471.5±8.4Ma(張元元和郭召杰,2010)的洪古勒愣蛇綠混雜巖帶，及478.3±3.3Ma(朱永峰和徐新，2006)阿布都拉蛇綠巖等，其形成機制類似于阿爾曼太蛇綠混雜巖帶(陳雋璐等，項目內(nèi)部交流)。最近的研究揭示，在謝米斯臺山與薩吾爾山原劃第四系分布區(qū)新發(fā)現(xiàn)了多處蛇綠巖組合，盡管暫時我們還無法提供更為詳盡的研究資料，但多條蛇綠巖帶的存在，極有可能指示一個巨型增生帶及其復(fù)雜增生過程。

根據(jù)目前的資料，有理由推測在謝米斯臺南緣至額爾齊斯構(gòu)造帶西段，亦為一個巨型增生帶，該增生帶與東準噶爾增生帶可能為同一增生雜巖帶。航磁資料顯示現(xiàn)在被第四系覆蓋的準噶爾盆地北部地區(qū)與東西準噶爾有相似的線狀影像，亦表明它們很可能是同一增生雜巖帶(圖1)。

整個西準地區(qū)讓人困惑的是石炭系形成的構(gòu)造背景，以往多歸結(jié)為弧盆系的組成部分，近期有的研究將早石炭世火山-沉積巖系歸結(jié)為弧盆系，晚石炭世歸為裂谷或裂陷槽(李永軍等，2008)。對長期以來爭論不休的達拉布特蛇綠混雜巖兩側(cè)的下石炭統(tǒng)包古圖組、希貝庫拉斯組和上石炭統(tǒng)的太勒古拉組的性質(zhì)及序次關(guān)系，目前基本有一個較為明晰的認識(李榮社等，2011，野外驗收交流資料)。從構(gòu)造演化角度來看，西準噶爾南部存在一個開始于晚泥盆世的較為典型的伸展拉張過程，下石炭統(tǒng)包古圖組主體由一套細粒的粉砂巖和硅質(zhì)巖沉積為主，指示較深的深海環(huán)境；往上進入下石炭統(tǒng)希貝庫拉斯組，其下部同為一套含有凝灰?guī)r的細粒沉積，上部為凝灰?guī)r和火山巖，見有枕狀玄武巖，反映出火山活動增強的趨勢；至下石炭統(tǒng)太勒古拉組，火山活動達到頂峰，下部主體由火山巖和凝灰?guī)r組成，反映強烈的裂谷作用，上部以具進積型的碎屑巖組合為主，由海相向海陸交互相演化，表明裂谷已開始萎縮至逐漸封閉；二疊系為陸相碎屑巖沉積。因此，長期爭論的西準地區(qū)的石炭紀地層的序列，應(yīng)是按包古圖組-希貝庫拉斯組-太勒古拉組的序次排列(李榮社等，未發(fā)表資料)。石炭紀地層的序列和建造特征反映出西準地區(qū)從早石炭世開始，就已轉(zhuǎn)入裂谷伸展，至晚石炭世裂谷作用收縮到結(jié)束，早二疊世轉(zhuǎn)入陸相，后期又轉(zhuǎn)為局部的裂谷拉伸，發(fā)育雙峰式陸相火山作用。

因此，西準噶爾的構(gòu)造屬性，初步可以歸納為南部為準噶爾古陸，早古生代發(fā)生陸緣增生拼合作用，北部為早古生代至泥盆紀的增生體，整個西準地區(qū)至少自早石炭世開始已進入到新的陸內(nèi)伸展裂谷環(huán)境。

4　加里東運動的性質(zhì)及顯示

肖序常等(2006)指出，早古生代造山運動初步奠定了新疆大地構(gòu)造的基本格局，新疆各個微陸塊之間的古洋盆在奧陶紀之后相繼關(guān)閉，從志留紀后期開始，新陸殼再次裂解，新疆北部形成額爾齊斯、南天山兩個分隔西伯利亞、哈薩克斯坦和塔里木古陸的古洋盆。依據(jù)上述觀點，新疆北部顯然經(jīng)歷了早古生代和晚古生代兩期構(gòu)造演化過程。從已有地質(zhì)證據(jù)看，早古生代構(gòu)造事件在新疆北部確實有非常明確的顯示，最明顯的是一系列早古生代典型蛇綠巖和早古生代地層之間的不整合接觸關(guān)系。如前述西準噶爾唐巴勒蛇綠混雜巖帶、天山中段干溝-米什溝蛇綠混雜巖帶、康古爾早古生代蛇綠混雜巖帶(李文鉛等，2008)；西準地區(qū)的中奧陶統(tǒng)被下志留統(tǒng)不整合覆蓋、中天山北緣干溝米什溝蛇綠混雜巖被下志留統(tǒng)米什溝組不整合覆蓋等。何國琦等(2007)認為東西準噶爾地區(qū)早古生代洋盆已經(jīng)閉合，泥盆紀后就已轉(zhuǎn)化為殘留海盆或上疊伸展盆地沉積。該種觀點不好解釋東西準噶爾北部發(fā)育的泥盆紀火山巖漿弧和大量的復(fù)理石建造。前已述及，東西準噶爾發(fā)育增生體，它們是在早古生代和晚古生代早期洋陸轉(zhuǎn)化過程中形成，表明新疆北部早古生代時洋盆并未閉合，而是在泥盆紀連續(xù)不斷地增生造山。因此，早古生代至泥盆紀為一連續(xù)增生造山過程應(yīng)該更為可信。

李錦軼等(973課題成果報告)對哈薩克斯坦北、中天山地區(qū)陸殼形成的時間和增生的方式進行了綜合研究，提出哈薩克斯坦北、中天山西和西南部是前寒武紀微陸塊較集中分布的區(qū)域，這些小陸塊最遲在距今約10億年時已形成一個整體，其范圍北起科克切塔夫，向南經(jīng)烏魯套、木云連到境外北天山的伊塞克陸塊，然后與我國西部的伊犁陸塊相接。在新元古代-早古生代期間，該微陸塊群在經(jīng)歷一定程度的解體后，于早古生代晚期再次固結(jié)為整體。因此，早古生代在中國境內(nèi)，應(yīng)該存在陸塊之間的閉合過程。

新疆北部存在的一些古陸塊或地塊，如準噶爾-吐哈陸塊、伊犁地塊和中天山地塊群(由西向東包括那拉提地塊、巴倫臺地塊、卡瓦布拉克地塊等)，有理由相信，這些陸塊或地塊在早古生代發(fā)生過拼合作用，形成了一個較大的陸塊，應(yīng)該屬于大多數(shù)文獻中所說的哈薩克斯坦板塊的組成部分。這與目前部分學(xué)者提出的哈薩克斯坦板塊是一個加里東期的造山帶的認識比較吻合。新發(fā)現(xiàn)的康古爾早古生代蛇綠混雜巖帶，極有可能是準噶爾-吐哈陸塊與中天山卡瓦布拉克地塊早古生代洋盆閉合時的地質(zhì)記錄。干溝-米什溝蛇綠混雜巖帶，可能為巴倫臺地塊與準噶爾-吐哈盆地塊拼合的地質(zhì)記錄，下志留統(tǒng)米什溝組不整合于該混雜巖帶之上限定拼合時限不晚于早志留世。至于唐巴勒蛇綠混雜巖帶，極有可能是準噶爾-吐哈陸塊和伊犁及境外分布的陸塊(地塊)增生拼合的地質(zhì)記錄，拼合的時限亦不晚于早志留世。陳雋璐等(項目成果交流，內(nèi)部資料)最近研究確定伊犁地塊北緣泥盆系為被動陸緣沉積，與西準噶爾南緣和伊犁地塊北緣的中泥盆統(tǒng)頭蘇泉組完全可以對比，反映了準噶爾地塊和伊犁地塊在中泥盆世以前已經(jīng)拼合。因此，筆者認為，新疆北部的加里東運動主體表現(xiàn)為哈薩克斯坦板塊的形成，在中國境內(nèi)則是準噶爾-吐哈陸塊、中天山地塊群、伊犁地塊的拼合過程，形成了哈薩斯坦板塊的一部分。

5　新疆北部泥盆系建造組合和沉積環(huán)境演變

5.1　新疆北部泥盆系的沉積建造組合特征

阿爾泰地區(qū)下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組為一套酸性火山巖、火山碎屑巖系夾正常碎屑巖及少量碳酸鹽巖，中泥盆統(tǒng)阿勒泰組為一套淺變質(zhì)的正常海相砂巖、粉砂巖、泥巖，局部為酸性火山巖、凝灰?guī)r夾灰?guī)r透鏡體，廣泛分布于哈巴河-阿爾泰-富蘊一線，在富蘊庫爾提河中游角度不整合于康布鐵堡組之上(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993*新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局. 1993. 1:200000富蘊幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告)；上泥盆統(tǒng)齊也組為一套淺海環(huán)境的火山沉積巖系。西準噶爾中南部托里地區(qū)下泥盆統(tǒng)馬拉蘇組主要為河流相-前三角洲平原相礫巖、粗砂巖、泥巖為主夾安山質(zhì)角礫巖、凝灰?guī)r等；中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組下部主要由河流相、三角洲相礫巖、砂巖、泥巖組成，向上逐漸過渡為海陸過渡相-淺海相砂巖、泥巖；上泥盆統(tǒng)鐵列克提組為河流相礫巖、砂巖，含豐富的植物化石及三角洲相泥巖為主夾砂巖(分流河道)。西準白楊河凹地一帶中泥盆統(tǒng)呼吉爾斯特組為海陸過渡相砂巖、粉砂巖、泥巖，含植物化石；西準噶爾北部塔爾巴哈臺-薩烏爾山一帶中泥盆統(tǒng)為一套深水相濁積巖建造組合夾安山巖。謝米斯臺地區(qū)原劃泥盆紀地層，最近區(qū)域地質(zhì)調(diào)查將其劃為志留系。東準噶爾北部泥盆系下統(tǒng)為淺海相火山巖、火山碎屑巖夾少量正常碎屑巖(托讓格庫都克組，D1)，在烏侖古河以北托讓格庫都克組為一套深水濁流沉積；但自中泥盆世(北塔山組、蘊都喀拉組D2)開始，火山巖和火山碎屑巖消失，正常碎屑巖、碳酸鹽巖沉積大量出現(xiàn)；海陸交互相正常碎屑巖向晚泥盆世(卡希翁組D3，與上覆地層整合接觸)陸相過渡，再過渡為晚泥盆世和早石炭世之交的海陸過渡相、淺海相沉積碎屑巖(江孜爾庫都克組D3C1)；東準噶爾南部，主要由陸源碎屑巖、碳酸鹽巖、火山碎屑巖組成，火山熔巖僅在下統(tǒng)呈夾層出現(xiàn)，其沉積序列結(jié)構(gòu)與北部相似，下統(tǒng)為淺海-濱海相碎屑巖及碳酸鹽巖沉積(卓木巴斯套組，D1)→海陸交互相碎屑巖、火山碎屑巖夾碳酸鹽巖(烏魯蘇巴斯套組，D2)→下部為粒度較細的正常碎屑巖，上部過渡為礫巖、含礫粗砂巖(克安庫都克組，D3)為陸相，厚度大于1300m。天山北部覺羅塔格-黑鷹山地區(qū)的新疆南部泥盆系地層缺失，其它地區(qū)主要由火山熔巖、火山碎屑巖夾陸源碎屑巖及少數(shù)硅質(zhì)巖、灰?guī)r組成，由海相中酸性、基性火山巖(大南湖組D1)→中酸性火山巖、陸源碎屑巖(頭蘇泉組D2)→陸相中酸性火山巖、火山碎屑巖(康古爾塔格組D3)構(gòu)成。中天山伊犁地區(qū)總體與北天山相似，但缺少下統(tǒng)，中、上統(tǒng)以火山巖為主，伊犁北部由淺海相粗-細碎屑巖夾少許火山巖和碳酸鹽巖(汗吉尕組D2)→海陸交互相碎屑巖夾少量酸性火山巖(托斯庫爾他烏組D3)，廣泛分布于塞里木湖-精河等地，層位及厚度均較為穩(wěn)定，反映出晚泥盆世海退的沉積環(huán)境；伊犁南部在昭蘇地區(qū)缺失泥盆系沉積；新源縣地區(qū)(阿克塔什組D2)以海相正常碎屑巖、灰?guī)r和酸性熔巖及碎屑巖為主；尼勒克地區(qū)由酸性火山巖及火山碎屑巖(坎蘇組D2)→海陸交互相碎屑巖、火山巖、火山碎屑巖(艾爾肯組D3)，上統(tǒng)頂部地層缺失。南天山泥盆系主體為海相地層，由陸源泥質(zhì)巖、碎屑巖、碳酸鹽巖夾火山巖組成，以中東段(和靜-庫米什地區(qū))為代表，下統(tǒng)為海相碎屑巖為主夾碳酸鹽巖，局部夾中酸性火山巖(阿爾皮什麥布拉克組D1)；中統(tǒng)為淺海、半深海相碎屑巖、硅質(zhì)巖夾碳酸鹽巖、火山巖(阿拉塔格組/薩阿爾明組，D2，與下伏地層整合接觸)所夾火山巖以酸性為主，上部碳酸鹽巖較為發(fā)育，該組巖相變化規(guī)律：南天山東部以碎屑巖為主，向西火山巖及火山碎屑巖顯著增多，并普遍含硅質(zhì)巖、碧玉等；上統(tǒng)由淺-中深海相碎屑巖、碳酸鹽巖和類復(fù)理石建造夾少許火山巖組成(破城子組/哈孜爾布拉克組D3，與下伏地層整合接觸)，夾層火山巖為中基性和中酸性。

5.2　新疆北部泥盆系沉積相的空間變化

通過泥盆系建造組合分析對比，可知阿爾泰地區(qū)中泥盆統(tǒng)主體為海相沉積環(huán)境，西準噶爾達拉布特-東準卡拉麥里以北地區(qū)下-中泥盆統(tǒng)主體為海洋盆地環(huán)境，殘留有蛇綠巖組合，表明當(dāng)時存在洋盆；北天山早中泥盆世(頭蘇泉組)為淺海相，晚泥盆世(康古爾塔格組)為陸相環(huán)境?？傮w上中天山以北中、下泥盆統(tǒng)多數(shù)為海相，上泥盆統(tǒng)多數(shù)為陸相或海陸過渡相，總體反映海退(進積型)型沉積序列，反映了中泥盆世末期洋盆可能已經(jīng)閉合。在整體演變的基礎(chǔ)上，局部地區(qū)泥盆紀的沉積環(huán)境仍然很復(fù)雜，具有空間變化的特點。最為典型的為西準噶爾地區(qū)，最近的阿爾泰-準噶爾北緣成礦帶基礎(chǔ)地質(zhì)綜合研究項目在西準噶爾塔城盆地南緣的下泥盆統(tǒng)馬拉蘇組在東部主體為一套陸相-海陸交互相沉積組合，見有河道相沉積(照片6)，由托里烏雪特往北西到額敏，由河流相-變?yōu)榍叭侵尴嘀翜\海相，反映出早泥盆世存在空間上沉積環(huán)境的變化。中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組在西準南部主體為河流相-湖相碎屑巖組合(照片7)，往北變?yōu)闇\海相沉積(照片8，介殼灘)，同樣反映出沉積環(huán)境的空間變化；上泥盆統(tǒng)鐵列克提組以三角洲相碎屑巖沉積為主，發(fā)育較多分流河道河流相沉積很發(fā)育(照片9)；上泥盆統(tǒng)巴爾魯克組以河流相沉積為主，在額敏一帶為三角洲平原相沉積。因此，西準噶爾部分地區(qū)早中泥盆世沉積環(huán)境空間的變化反映出在南部準噶爾古陸上，發(fā)育多為海陸交互相和陸相沉積的碎屑巖系，往北和往西轉(zhuǎn)化為海相沉積，局部發(fā)育深海相沉積，反映出早中泥盆世在準噶爾古陸邊部存在海盆環(huán)境；同時，晚泥盆世沉積建造特征反映出晚泥盆世中天山-伊犁地塊北部洋陸轉(zhuǎn)換可能已經(jīng)結(jié)束。結(jié)合目前對西準噶爾地區(qū)早古生代火山沉積巖系的研究成果，有理由相信早古生代陸塊拼貼結(jié)束形成聯(lián)合古陸塊后，早泥盆世聯(lián)合古陸塊邊緣仍然有海盆存在，該海盆可能從早泥盆經(jīng)中泥盆世至晚泥盆世早期結(jié)束，經(jīng)歷了逐漸變淺直至消亡的演化過程。

6　準噶爾蛇綠混雜巖帶就位過程淺析

東西準噶爾地區(qū)蛇綠混雜巖帶發(fā)育，長期以來是人們關(guān)注研究的重要對象。以往的研究主要集中于對蛇綠巖殘塊的定年和形成構(gòu)造環(huán)境的研究，往往忽略了蛇綠混雜巖帶基質(zhì)形成的時代和性質(zhì)等重要問題，限制了對蛇綠混雜巖帶的就位時代及過程的認識。以阿爾曼太蛇綠混雜巖帶為例，蛇綠巖塊形成時代目前報道均為早古生代，但里面的基質(zhì)主體為泥盆系和少量最新發(fā)現(xiàn)可能為志留系(1:25萬清水泉幅，牛廣智等，2014)。一般來講，蛇綠巖塊的形成時代，只能代表當(dāng)時存在洋殼，或者說是發(fā)育洋盆，但該洋盆啥時閉合，單憑蛇綠巖塊是不能確定的，應(yīng)從時代最年輕基質(zhì)時代、俯沖碰撞地質(zhì)體形成時代，高壓超高壓變質(zhì)體、與碰撞同期發(fā)育的走滑斷裂的時代等方面進行限定。李榮社等(2012)基于1:25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查新進展，對新疆北部準噶爾盆地東部的阿爾曼太(扎河壩)蛇綠構(gòu)造混雜巖帶的現(xiàn)今就位方式提出了新的認識。查明扎河壩蛇綠構(gòu)造混雜巖帶的物質(zhì)組成、變質(zhì)、變形復(fù)雜，蛇綠構(gòu)造混雜巖帶與其北側(cè)泥盆系接觸關(guān)系截然，以一向南陡傾的脆韌性斷層為界，北側(cè)泥盆系中薄層砂巖基本不變質(zhì)，層理構(gòu)造保存良好；蛇綠構(gòu)造混雜巖帶與其南側(cè)泥盆系從構(gòu)造變形的角度看為漸變過渡，即構(gòu)造變形強度從蛇綠構(gòu)造混雜巖帶北邊界向南是由強逐漸變?nèi)醯?，表明主推覆面位于蛇綠巖北側(cè)，具有從南向北逆沖的構(gòu)造極性，同時表明逆沖推覆的時間在泥盆系沉積之后，晚于洋盆閉合的時限。因此，從蛇綠巖帶的就位方式來講，準噶爾地區(qū)部分蛇綠混雜巖帶的定位至少與后期的推覆構(gòu)造發(fā)育密切相關(guān)。因此我們就不能單就蛇綠巖殘塊的形成時代確認蛇綠混雜巖就是同時代就位的產(chǎn)物，這樣往往造成將不同時期地質(zhì)演化記錄混為一體的錯誤。

準噶爾地區(qū)大多數(shù)蛇綠混雜巖帶經(jīng)1:25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查后認為均不具有板塊分割意義，如西準噶爾瑪依勒蛇綠混雜巖帶、巴爾雷克蛇綠混雜巖帶的物質(zhì)組成相似，均具弱變形、面狀分布的特征明顯，可能代表同一洋盆消亡的地質(zhì)記錄，不具備板塊構(gòu)造界線屬性(1:25萬捷爾任斯幅，李玉敬等，2012*李玉敬等.2012. 1:25萬捷爾任斯幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報告)。對東準的卡拉麥里蛇綠混雜巖帶，以往多認為是西伯利亞古板塊的南部邊界。目前已有的資料表明，卡拉麥里蛇綠巖基質(zhì)為下泥盆統(tǒng)濁積巖建造組合和構(gòu)造研磨物質(zhì)。該帶南側(cè)發(fā)育志留系被動陸緣沉積，具褶沖帶變形特征；而該帶北側(cè)志留系以深海相硅泥質(zhì)建造為主，變形較強(照片5)，與下、中泥盆統(tǒng)一起構(gòu)成俯沖-增生雜巖帶，卡拉麥里蛇綠混雜巖以洋殼殘片的形式就位于俯沖-增生雜巖帶。西準噶爾達拉布特蛇綠混雜巖帶的調(diào)查研究顯示它們同樣也不具有板塊分割意義，同時對其中原認為是蛇綠巖殘塊的超基性巖，部分可能為超基性巖侵入體(李榮社等，2012)，蛇綠巖殘塊中的輝長巖塊形成時代集中分布于早泥盆世(396Ma)(辜平陽等，2009)。李永軍(2012*李永軍.2012. 1:5萬西準四幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果年度成果匯報)等更是認為其中含有富鈮火山巖巖塊。對于過去一直認為的時代屬早古生代的白堿灘蛇綠混雜巖帶，新的測年數(shù)據(jù)顯示其同樣具有形成于390Ma左右的蛇綠巖殘塊(本項目未發(fā)表數(shù)據(jù))，說明泥盆紀早期在克拉瑪依地區(qū)可能仍然發(fā)育有洋盆。

關(guān)于蛇綠巖帶之間的對應(yīng)關(guān)系問題，以往學(xué)者相對研究的較少。最新的構(gòu)造學(xué)研究揭示在巴爾喀什弧形構(gòu)造帶北部發(fā)育的中哈薩克斯坦右行走滑斷裂系，把其中的早古生代蛇綠混雜巖帶錯成濱巴爾喀什與西準噶爾南部唐巴勒兩條蛇綠巖帶，錯距達300km左右。西準噶爾北部薩吾爾山的古生代活動陸緣雜巖帶與齋桑線性造山系南側(cè)的塔爾巴哈臺山古生代活動陸緣雜巖(均為一套增生雜巖體)，系沿著該區(qū)北西-南東走向大型斷裂帶右行走滑才到達現(xiàn)今位置的(李錦軼等，973課題成果報告)。這條北西-南東走向的右行走滑斷裂帶，與西準噶爾北東-南西走向的逆沖斷裂，構(gòu)成了右形走滑-逆沖雙重構(gòu)造。伴隨著右行走滑運動，巴爾喀什湖地區(qū)以及其北西的烏期品構(gòu)造帶及阿斯塔納地塊等發(fā)生順時針旋轉(zhuǎn)，才形成現(xiàn)今所見的弧形構(gòu)造。如果沿這些斷裂帶進行地質(zhì)體的復(fù)位對比，齋桑帶軸部的查爾斯克蛇綠巖帶與西準噶爾中部的達拉布特蛇綠巖帶及北天山的巴音溝蛇綠巖帶，曾經(jīng)是一條蛇綠巖帶(李錦軼等，973課題成果報告)。這些研究成果對我們重新認識晚古生代蛇綠混雜巖帶之間的相互關(guān)系有很大的促進作用。

7　南天山構(gòu)造屬性的討論

中國境內(nèi)的南天山，呈向南突出的弧形展布在天山與塔里木盆地之間，其北界為中天山南緣斷裂，從西往東為那拉提斷裂、烏瓦門-拱拜子斷裂和卡瓦布拉克斷裂，南界為托什干河斷裂、塔里木盆地北緣斷裂和興地塔格斷裂，總體呈正扇形構(gòu)造樣式。沿南北邊界斷裂，都斷續(xù)有蛇綠巖殘片出露，向東被阿爾金斷裂系西支的賽里克沙依-星星峽斷裂帶所截，有可能分別與星星峽以東和紅柳河-玉石山-石板井蛇綠混雜巖帶相連；向西到毗鄰的中亞地區(qū)，可以在阿賴山北部見到類似的組成。在北帶的西段哈爾克山北坡，出露有長阿吾子蛇綠混雜巖，見有高壓-超高壓變質(zhì)巖帶(Gaoetal., 2009); Gao and Klemd(2003)。在南帶的庫勒湖附近，發(fā)育有含蛇綠巖殘塊的增生混雜巖。關(guān)于庫勒湖蛇綠巖殘塊的形成年齡，最早報導(dǎo)其中的紅色硅質(zhì)巖中含有早石炭世放射蟲化石(劉羽等，1994)。最新測得南天山庫勒湖蛇綠巖輝長巖巖塊的鋯石U-Pb年齡分別為425±8Ma(龍靈利等，2006)和418.2±2.6Ma(馬中平等，2006)，說明該地區(qū)的蛇綠巖所記錄的洋盆形成時限應(yīng)早于早泥盆世。向東到榆樹溝和庫米什一帶，蛇綠巖構(gòu)造侵位到中泥盆世地層中，其中榆樹溝蛇綠巖經(jīng)歷了泥盆紀麻粒巖相的變質(zhì)作用(周鼎武等，2004)。沿卡瓦布拉克斷裂帶出露的堿泉超基性巖塊含有鉻鐵礦礦床，沿該斷裂帶向東到大鹽池南東地區(qū)，出露與蛇紋巖伴生的變質(zhì)玄武巖和紅色硅質(zhì)巖。李錦軼等(2006)報導(dǎo)南天山部分泥盆紀地層，亦即大面積出露的塊狀灰?guī)r，具有古海山的構(gòu)造屬性。在南天山以北的中天山地塊上，如那拉提和巴倫臺地區(qū)，在元古代變質(zhì)巖系之上，發(fā)育古生代的活動陸緣雜巖，該造山系以南，為塔里木地臺北部的被動陸緣。因此南天山造山帶極有可能是塔里木板塊與哈薩克斯坦板塊之間的縫合線，李春昱(1982)就提出了該認識。

我們沿著獨山子-庫車公路觀察，在經(jīng)過大龍池的庫勒湖蛇綠巖往南，觀察到典型的增生雜巖系，該增生雜巖系除大龍池處發(fā)育含蛇綠巖殘塊的增生巖片外，往南至小龍池發(fā)育含紅色硅質(zhì)巖和火山巖、凝灰?guī)r的增生巖片，再往南更是由凝灰?guī)r、火山巖、灰?guī)r、碎屑巖等組成一系列增生巖片，直至最南端被中生代地層推覆上覆，構(gòu)成了一條規(guī)模巨大的增生雜巖帶。該增生雜巖體的一系列增生巖片均呈北傾南倒的逆沖斷層相接，顯示當(dāng)時洋殼俯沖的極性是由南向北。關(guān)于該增生雜巖體的內(nèi)部的細致結(jié)構(gòu)，目前正在進行詳細的野外工作。照片10和照片11展示的是最近野外觀察的一系列增生變形構(gòu)造的照片。南天山造山帶北部，即中天山南緣斷裂中哈爾克山北坡，現(xiàn)劃志留系為一個典型的增生雜巖帶(徐學(xué)義等，2008)。結(jié)合南天山部分泥盆紀地層具有海山構(gòu)造屬性的認識，南天山現(xiàn)劃泥盆系或志留系的巨厚碳酸鹽巖系或是洋盆閉合過程中的構(gòu)造移置體，或是南天山洋盆俯沖增生過程中上部盆地的沉積產(chǎn)物。

綜合上述認識，有理由推斷南天山為一巨大的增生雜巖帶，該增生雜巖帶正是早古生代形成的哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊的縫合帶，代表了古亞洲洋在中國境內(nèi)最后閉合的標志。

8　新疆北部古生代洋盆最后閉合的時限

關(guān)于新疆北部古生代洋盆閉合時限，是近些年爭議最大的科學(xué)命題。目前主要有三種認識：一是二疊紀末至三疊紀(Xiaoetal., 2008, 2009)，二是早石炭世末(李錦軼等， 2006)，三是晚泥盆末至早石炭世初(Xiaetal., 2004, 2008)。三種認識爭論的焦點包括：蛇綠巖殘塊的時代，石炭紀火山巖的構(gòu)造屬性；區(qū)域不整合接觸關(guān)系及構(gòu)造變形的差異。關(guān)于蛇綠巖的時代證據(jù)，北天山以巴音溝蛇綠巖為代表的蛇綠巖殘塊形成于早石炭世(徐學(xué)義等， 2006)，但對巴音溝蛇綠巖形成構(gòu)造環(huán)境爭議較大，一種是弧后環(huán)境(Xiaoetal., 2004)，另一種是紅海型洋盆(Xiaetal., 2004; 徐學(xué)義等，2006)，兩種觀點的顯著差異就是前者認為主洋盆未關(guān)閉，而后者認為是主洋盆閉合后一種拉伸作用形成的初始洋殼，顯然形成的動力學(xué)機制不同。與蛇綠巖殘塊密切相關(guān)是高壓-超高壓變質(zhì)峰期的時代，南天山北部的長阿吾子高壓蘭片巖的年齡有350Ma(肖序常等，1992)、超高壓榴輝巖的Sm-Nd年齡為345Ma(Gao and Klemd, 2003)，而Klemd (2003)報道的高壓變質(zhì)巖中的白云母的Rb-Sr和40Ar/39Ar定年確定其變質(zhì)作用的峰期年齡為310～311Ma。關(guān)于天山石炭紀火山巖的屬性，最根本的是島弧和大陸裂谷兩種認識，聚焦的重點主要是早石炭世火山巖系。茹艷姣(2012)對大哈拉軍山組進行詳細野外調(diào)查后，認為其巖石組合主體為玄武巖、玄武安山巖、安山巖、英安巖和流紋巖，以玄武安山巖和安山巖為主，主體屬鈣堿性巖漿系列，部分為堿性系列，認為應(yīng)形成于俯沖環(huán)境。Xiaetal.(2004，2008)提出了天山石炭紀大火成巖省的認識，認為大哈拉軍山組是大陸伸展拉伸形成的火山巖系，巖漿形成和演化過程中經(jīng)歷了不同程度的地殼混染作用，形成類似于島弧環(huán)境火山巖的地球化學(xué)信息。就目前來講，火山巖巖石共生組合和地球化學(xué)特征反演其構(gòu)造環(huán)境的爭議仍將進一步持續(xù)。對于新疆北部古生代地層之間發(fā)育的不整合，最讓人關(guān)注的還是天山及鄰區(qū)下石炭統(tǒng)與上泥盆統(tǒng)之間的不整合接觸關(guān)系。1:20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局,1993)填繪出的上泥盆統(tǒng)破城子組和下石炭統(tǒng)甘草湖組之間的不整合接觸關(guān)系，兩者構(gòu)造變形差異很大。前者發(fā)育明顯的褶皺劈理置換，變質(zhì)程度為綠片巖相，后者無任何變質(zhì)變形，顯示出在兩者之間存在重要的構(gòu)造事件。但姜常義(2011，學(xué)術(shù)交流)認為原劃的下石炭統(tǒng)甘草湖組時代應(yīng)是早二疊世。因此，該不整合上部地層的時代仍需進一步厘定方能對其不整合意義進行明確界定。最新在南天山部署開展的1:5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查初步顯示亦存在D3/C1之間的不整合，但不整合兩側(cè)地層時代尚需進一步補充依據(jù)。因此，從現(xiàn)在大家關(guān)注的焦點證據(jù)上講新疆北部古生代洋盆的關(guān)閉的時限，尚然需要進一步從區(qū)域地質(zhì)方面開展深入的調(diào)查研究。

前已述及，東準噶爾在晚泥盆世已出現(xiàn)海陸交互相，早石炭世出現(xiàn)陸相河流沉積，顯示東準地區(qū)可能在D3前已完成洋陸轉(zhuǎn)換。以南天山增生雜巖帶代表的南天山洋盆，顯然閉合要晚，其也代表了新疆北部古亞洲洋盆最后關(guān)閉時限。關(guān)于南天山洋盆關(guān)閉的時限，用蛇綠巖殘塊形成時代可以進行相對限定，但無法準確厘定洋盆關(guān)閉的確切時限。茹艷姣等(2012)從大哈拉軍山組的巖石共生組合、地球化學(xué)特征研究，認為其為陸緣弧火山作用的產(chǎn)物。在伊犁地區(qū)出現(xiàn)的上石炭統(tǒng)伊什基里克組火山巖系，主要為雙峰式裂谷火山巖，下二疊統(tǒng)烏郎組為典型的陸相火山巖。這些均顯示出南天山洋盆有可能在早石炭世末期關(guān)閉。

構(gòu)造變形的時代有時可以約束天山古生代洋盆閉合的時限。Laurent-Charvetetal.(2002)對額爾齊斯和東天山阿其克庫都克斷裂帶的定年結(jié)果，確定額爾齊斯斷裂帶的左行走滑運動主要發(fā)生在二疊紀早期(280Ma)前后，阿其克庫都克斷裂帶的右行走滑發(fā)生在260Ma左右。王瑜等(2002)研究表明康古爾塔格斷裂帶晚期右行走滑運動發(fā)生在250～270Ma，陳文等(2007)進一步確定該斷裂的右行走滑運動發(fā)生在260Ma前后。孫桂華等(2006)對哈爾里克山的研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)發(fā)育260Ma前后的向北逆沖構(gòu)造變形。以上這些資料表明，與古洋盆關(guān)閉相關(guān)的構(gòu)造變形，在新疆北部主要發(fā)生在260～300Ma期間，這些資料對古亞洲洋關(guān)閉的時限，亦提供了約束。

因此，對于新疆北部古生代洋盆關(guān)閉的時限，最近的研究似乎早石炭世末期關(guān)閉的觀點證據(jù)較多。前面論證過西準噶爾的達拉布特蛇綠巖、北天山巴音溝蛇綠巖為同一條蛇綠巖帶，是后期構(gòu)造影響才成今天的位置，如此大規(guī)模的蛇綠巖帶顯然需要一定規(guī)模的洋盆存在。伊犁早石炭世火山巖，與現(xiàn)今太平洋東岸安弟斯山活動陸緣火山巖的地球化學(xué)特征完全可以對比，暗示著其很可能形成于活動陸緣環(huán)境，表明在南邊存在洋盆的向北俯沖。另外西天山晚石炭世伊什基里克組火山巖，具有特征的大陸板內(nèi)火山巖的地球化學(xué)特征。以上證據(jù)均顯示，南天山洋盆最后閉合的時限，筆者傾向于早石炭世末期。

9　新疆北部古生代構(gòu)造演化

9.1　構(gòu)造單元劃分框架

以往新疆北部構(gòu)造單元的劃分，大家公認的是存在兩條大的縫合帶，一條是額爾齊斯縫合帶，代表了西伯利亞板塊和哈薩克斯坦板塊之間洋盆最后消亡的位置；另一條是中天山南緣縫合帶，代表了哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊之間南天山洋盆消亡的位置。南天山的構(gòu)造性質(zhì)長期以來爭議較大，但多以被動陸緣觀點居多。對于南天山地區(qū)出露的庫勒湖、色日牙依布拉克等蛇綠巖殘塊往往認為其形成于弧后盆地環(huán)境(馬中平等，2006)，亦有提出是被動陸緣裂解形成洋殼的殘余。某些國內(nèi)學(xué)者試圖探索將南天山南部的幾條蛇綠巖帶與境外黑鷹山蛇綠巖相對應(yīng)等。在各種構(gòu)造單元劃分圖中，對南天山出現(xiàn)的蛇綠巖或蛇綠混雜巖帶往往都予以忽略。根據(jù)前述對新疆北部幾個重大地質(zhì)問題的認識，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)最新調(diào)查成果，我們提出新疆北部以下構(gòu)造單元劃分框架。

圖5　新疆東準噶爾五彩灣地區(qū)(卡拉麥里構(gòu)造帶南)被動陸緣褶皺沖斷帶實測剖面圖Fig.5　Section showing the warped faults of passive continental margin in Wucaiwan area (located in the south of Kalamyli tectonic belt) in eastern Junggar in Xinjiang, NW China

新疆北部古生代存在兩條巨型俯沖增生帶，其一為額爾齊斯構(gòu)造帶到卡拉麥里構(gòu)造帶南側(cè)(西準噶爾為額爾齊斯至謝米斯臺南)，其二為南天山構(gòu)造帶；兩條巨型俯沖增生帶將新疆北部分割為西伯利亞板塊、嗒薩克斯坦板塊、塔里木板塊。按照一級構(gòu)造單元的劃分方案，新疆北部從北往南構(gòu)造單元依次為：西伯利亞板塊、額爾齊斯-東準卡拉麥里(西準謝米斯臺南)俯沖增生帶、哈薩克斯坦加里東造山帶(哈薩克斯坦板塊)、南天山增生帶、塔里木板塊。對南天山增生帶的北界為中天山南緣斷裂、南界一直至塔里木北緣斷裂。

9.2　新疆北部古生代構(gòu)造演化過程

第一階段：哈薩克斯坦板塊的形成，早志留世古陸塊的匯聚拼合(S1)。

哈薩克斯坦古板塊最早由李春昱等(1982)年命名，系指齋桑-卡拉麥里蛇綠混雜巖帶和南天山之間的地區(qū)，認為其形成于早古生代，缺乏古陸核，具有類似東南亞多島洋的特征。目前已有的資料多揭示出存在有哈薩克斯坦古板塊，該古板塊與西伯利亞等古板塊圍繞古地臺向外增生的結(jié)構(gòu)不同，它是古陸塊與造山帶的鑲嵌。根據(jù)境外阿斯塔納等地的資料，這一鑲嵌在志留紀以前就已完成。本章前述的哈薩克斯坦古陸在境外早古生代末就已經(jīng)連成一個頗具規(guī)模的古陸塊。以往有學(xué)者根據(jù)中國新疆北部存在晚古生代蛇綠巖的事實，認為中國境內(nèi)一系列微陸塊，可能不是哈薩克斯坦板塊的組成部分。但中國境內(nèi)一系列早古生代蛇綠巖的發(fā)現(xiàn)，以及存在早古生代構(gòu)造拼合的地質(zhì)事實，表明早古生代中國新疆北部的一系列微陸塊發(fā)生過增生拼合，這個增生拼合與境外哈薩克斯坦古陸形成中的早古生代拼合事件相吻合。因此，中國新疆北部早古生代極有可能是中國境內(nèi)的小古陸增生拼貼于哈薩克斯坦古板塊的事件相對應(yīng)，是形成統(tǒng)一哈薩克斯坦古板塊的過程。

第二階段：哈薩克斯坦陸塊與西伯利亞板塊的匯聚拼貼(D3)。

早志留世以后，中國境內(nèi)形成西伯利亞板塊、準噶爾吐哈-伊犁-中天山統(tǒng)一陸塊(可能是哈薩克斯坦板塊的組成部分)、塔里木板塊三個大型陸塊，中間被洋盆分割的基本洋陸格局。哈薩克斯坦板塊與西伯利亞板塊之間的古洋盆在奧陶紀時就已開始俯沖，自北往南不斷增生，可劃分出一系列弧前、弧和弧后地質(zhì)體(李錦軼和肖序常，1999)。其中最北部的額爾齊斯增生體形成時代可能為志留紀，往南發(fā)育泥盆系增生弧和復(fù)理石沉積，最后是卡拉麥里構(gòu)造帶，再往南是準噶爾古陸被動陸緣沉積及前陸褶沖帶(圖5)，為一個完好的巨型增生帶，記錄了哈薩克斯坦板塊和西伯板塊的增生拼合過程。根據(jù)晚泥盆世和早石炭世地層為海陸交互相和河流相地層發(fā)育的事實，認為哈薩克斯坦板塊與西伯利亞板塊增生拼貼的最后時限為晚泥盆世。

第三階段：塔里木板塊與西伯利亞-哈薩克聯(lián)合板塊的匯聚拼貼(C1)。

第二階段結(jié)束后，中天山以北已經(jīng)形成一個統(tǒng)一的陸塊，哈薩克斯坦板塊成為西伯利亞板塊組成的一部分，此時的洋盆位于其南部，分割了北部統(tǒng)一的西伯利亞板塊和南部的塔里木板塊，該洋盆應(yīng)該就是大家所說的南天山洋盆。

其實，南天山洋盆至少從奧陶紀就開始向北俯沖，在現(xiàn)今的那拉提山地區(qū)發(fā)育奧陶紀、志留紀和泥盆紀的大陸邊緣島弧型侵入體就是俯沖的證據(jù)。至早石炭世時，活動大陸邊緣發(fā)育的有力證據(jù)就是大哈拉軍山組，從其巖石組合上更接近于大陸邊緣弧的火山建造組合，顯示出晚泥盆世末至早石炭世初期仍然存在著洋盆的俯沖作用。從目前早石炭世和晚石炭世在西天山伊犁地區(qū)存在的不整合以及雙峰式火山巖的出現(xiàn)，均標志著構(gòu)造體制發(fā)生了轉(zhuǎn)變。因此，最有可能是在早石炭世末，南天山洋盆發(fā)生了閉合，塔里木板塊和西伯利亞板塊發(fā)生增生拼貼，南天山增生拼貼體是其演化過程的地質(zhì)記錄。

第四階段：晚石炭世至早二疊世裂谷伸展(C2-P1)。

南天山洋盆閉合后，在中國境內(nèi)的古亞洲洋已不存在。進入晚石炭世后，整個新疆北部進入到后碰撞伸展階段，目前在準噶爾和天山地區(qū)晚石炭世火山巖均是具有板內(nèi)火山巖的地球化學(xué)特征(Zhangetal., 2007)。到了早二疊世，新疆北部發(fā)育一次較大規(guī)模的大陸裂谷作用，該裂谷作用極有可能是受到了地幔柱影響的緣故。在塔里木盆地的早二疊世大火成巖省，東天山黃山一帶，新疆北山一帶發(fā)育的基性-超基性侵入巖帶均可能與此有關(guān)。晚石炭世以后的后碰撞大陸裂谷作用，與新疆北部大規(guī)模成礦作用密切相關(guān)。

第五階段：晚二疊世陸內(nèi)構(gòu)造演化階段。

新疆北部進入到晚二疊世后，才是真正意義上的陸內(nèi)構(gòu)造演化階段。該階段最重要特征是發(fā)育陸相沉積和陸相火山作用。

致謝閆臻研究員、董云鵬教授、張成立教授參加了野外調(diào)研并提出不同各自見解，李繼亮研究員多次到野外調(diào)研、指導(dǎo)工作，在此表示衷心感謝！本文初稿承蒙董云鵬教授和閆臻研究員審閱并提出寶貴意見，在此表示感謝。

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