概论新疆开合构造.doc

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1、概论新疆开合构造徐新(国家“305”项目办公室, 乌鲁木齐 830000)摘 要 从建造组合分析, 划分开合序列, 分析新疆地壳演化的原始大陆、古大陆、新大陆三大开合演化阶段, 重点阐述古大陆开合演化阶段的四个开合旋回, 提出新疆开合构造的四种类型。 总结新 疆开合构造多旋回发展, 此开彼合、有序南移的活动特点, 联系成矿作用, 指示不同开合类型有着各自特有的矿产类型和成矿系列。关键词 新疆 开合构造 开合建造序列 开合旋回 开合构造类型中图法分类号 P 541“开合构造”理论是近 10 多年来我国地质学者在总结我国和全球大陆地质学研究的成果,汲取槽台学说与板块学说的精华, 进一步发展而形成的

2、现代地质学理论1 5 。以槽台学说为理 论基础的传统地质学经过 100 多年的发展, 为大陆地质和演化理论积累了丰富的资料并形成许多规律性的认识。板块学说从现代海洋地质调查资料出发提出了全球地质构造演化的模式,将地质学推进到岩石圈动力学研究的新阶段。但是, 过于理想化的板块运动模式在应用到大陆 地质学的研究中遇到了一系列的问题。 事实证明, 大陆岩石圈不是一个简单的刚性板块, 赖以 漂移的软流圈也不是到处都连续; 大陆岩石圈内部各层圈之间的拆离和相对运动十分普遍和 强烈; 大陆块体之间的扩张并不都能形成大洋, 更多的是“有限洋盆”; 地质历史时期各陆壳块体之间的开裂和聚合是多旋回的。 因此,

3、板块说只是为研究全球构造提供了一个新的思路, 地质学的进一步发展还有待于大陆地质学研究的进展。新疆地处亚欧大陆的腹地, 位于几个古大陆块体的结合部位, 是研究大陆形成和演化最具 代表性的地区。因此, 深化对新疆大地构造的认识, 不仅对全面提高新疆的地学研究水平, 而且对推动大陆地质学的发展也具有重要的理论意义。 从 80 年代开始, 以新疆区域地质志6 编著为代表所开展的一系列大区域的总结性研究和以国家“305”项目为中心开展的大规模地学 攻关研究, 使新疆地学研究已进入一个新的阶段。“开合构造”理论也在这一阶段的总结和研究 中逐步形成和发展。应用开合构造理论对天山、昆仑两大造山带进行了示范性

4、的研究已出版了专著7, 8, 作为“开合构造”理论早期倡导者之一的陈哲夫与其他新疆地质工作者一起已发表了一系列论文2, 3, 9, 10, 最近出版的新疆开合构造与成矿是一次更加全面系统的总结, 并且与区域成矿学的研究结合起来使开合构造理论大大向前推进了一步。1建造组合与开合建造序列在地壳开合过程中按一定规律循序生成的一套建造组合就是开合建造序列。 建造序列的确定是划分开合构造旋回的主要依据。 建造组合特点的研究是确定构造环境和开合状态的主要依据。地壳由稳定状态进入开裂、扩张、聚合、碰撞、直到新稳定地块的形成, 每一个发展阶段都 有一套能反映各阶段构造环境和物质来源的沉积建造、火山建造、深成岩

5、浆建造、变质建造及 成矿系列, 形成各个阶段各具特点的紧密伴生的地质建造组合。1. 1 海相稳定型建造组合稳定大陆壳基底之上形成的一套以浅海为主的沉积建造, 在传统槽台理论中被称为陆台型建造, 相当于现代大陆架或称陆表海的沉积。以沉积建造为主, 岩浆活动不发育或十分微弱, 偶尔有少量碱性的或双峰式的火山岩及岩株出现。沉积岩相的厚度稳定, 化石丰富, 不变质, 变 形微弱。这类组合的典型建造有浅海陆源碎屑建造、台地碳酸盐岩建造、石英砂岩建造、含磷建 造等。 在新疆, 这一建造组合产出于三类构造环境: (1) 塔里木陆台古生代沉积盖层: 震旦系为 冰成陆屑建造, 寒武系为黑色含磷建造、碳酸盐岩建造

6、, 奥陶系为碳酸盐岩 (部分为镁质碳酸盐 岩) 建造, 志留系为笔石页岩相碎屑岩建造, 泥盆石炭系为浅海碳酸盐岩和碎屑岩建造; ( 2) 天山、昆仑等陆缘开合构造系中的微陆块上 (如赛里木地块、阿克赛钦地块等) , 在构造系尚未 进入地壳开合运动状态的古生代沉积盖层也属这一类建造组合, 并且与相邻的陆台同时代建 造具有可比性, 表明它们在未分裂之前曾经与陆台是一个整体, 有着亲缘关系; (3) 开合构造系 在聚合以后, 大规模造山之前的相对稳定期, 往往保持一个相当长的陆表海沉积时期, 如准噶 尔和天山大部分地区早石炭世维宪期之后, 直至晚石炭世, 主要为浅海碎屑岩和碳酸盐岩建 造。 这是开合

7、运动中具有共性的特点, 即有些学者称为“碰撞不造山、造山不碰撞”的特点。 真 正意义上的造山运动不仅需板块碰撞、而且还有一系列更为复杂的陆内构造运动的过程。1. 2 开裂期建造组合地壳开裂的过程是复杂的, 总体来说包括两个阶段: 初期由于地幔底辟上拱, 引起区域性 隆起和拉张, 因均衡作用, 硅铝层壳内拆离薄化下沉, 发育浅的沉积盆地, 因此发育由粗变细的陆源碎屑岩建造; 后期, 地幔底辟进一步的上拱, 在地壳和岩石圈底部发生局部熔融, 上部硅 铝壳被拉张破裂, 深部岩浆上涌。 这一时期的典型建造为双峰式火山岩、碱性火山岩或细碧角斑岩建造。 随着开裂程度加深, 将逐渐向钙碱性或拉斑性火山岩建造

8、过渡。 新疆开裂期建造组合主要发育在三类构造环境: (1) 陆缘开合构造系和陆间开合构造系每一次开合旋回的初期。 最有代表性的是昆仑阿尔金山中晚元古代开合旋回的初期 ( 长城 系)、天山早古生代开合旋回初期 ( 震旦系)、阿尔泰晚古生代开合旋回初期 ( 下中泥盆统) ; (2) 陆台边缘的陆内开合带, 如北山开合带, 虽然经历多个开合旋回, 但每一次都未发展到新洋 壳阶段而中止, 发育多次叠加的开裂期建造组合; (3) 陆缘开合构造系内部微陆块上裂谷带。如伊犁地块上巩乃斯石炭纪裂谷带、阿尔泰构造系东北的诺尔特早石炭世裂谷带等。开裂期是新疆最重要的成矿时期之一。 由地幔底辟上升和壳、幔局部熔融,

9、 从深部带来大 量成矿物质, 其中最重要的有与海相火山喷气沉积有关的块状硫化物成矿系列与陆相火山岩第 16 卷 第 1 期徐新: 概论新疆开合构造31. 3 扩张期建造组合这一期建造组合主要发育在被动大陆边缘和洋盆扩张中心。1. 3. 1 被动大陆边缘根据何国琦提出的非对称剪切拉张模式11 , 地壳沿向一侧倾斜的深切地幔的拆离面拉 断、扩张, 形成洋壳, 在新生洋盆两侧形成不对称被动大陆边缘, 拆离面上盘为火山被动大陆边缘, 下盘为非火山被动大陆边缘。 非火山被动大陆边缘即大西洋型大陆边缘, 以大陆斜坡相巨厚的复理石建造最发育。在新疆最具代表性的是阿尔泰北部的震旦寒武系喀纳斯群、喀喇昆 仑山三

10、叠系的克勒青河群。火山被动大陆边缘则在开裂期建造组合火山岩发育的基础上, 由大 陆向海洋一侧, 由碱性火山岩逐渐向钙碱性火山岩及拉斑玄武岩方向演化。这一演化过程在阿尔泰南缘表现得尤其突出。1. 3. 2 洋盆扩张中心以发育蛇绿岩建造和远洋硅泥质建造为特点, 共同组成蛇绿岩套。新疆蛇绿岩带比较多, 研究得比较详细的有以下 11 条: ( 1) 洪古勒楞蛇绿岩带, 全岩 Sm 2N d 等 时 线 测 年 为 ( 626 25 ) M a 12 ; ( 2) 唐 巴 勒 蛇 绿 岩 带, P b 2P b 等 时 线 测 年 为 ( 508 20 )M a 13, 14; (3) 玛依勒蛇绿岩带,

11、 共生岩石中产早中志留世笔石; ( 4) 阿尔曼特蛇绿岩带, 上覆碳酸盐岩中 含 中 泥 盆 世 化 石;( 5) 科 克 森 套 蛇 绿 岩 带, 奥 长 花 岗 岩 中 锆 石 U 2P b 年 龄 为 390M a , 硅质岩中产泥盆纪放射虫; (6) 达尔布特克拉麦里蛇绿岩带, K 2A r 同位素年龄为 392 388 M a , 其上为早石炭世纳缪尔期沉积不整合覆盖; (7) 伊连哈比尔尕蛇绿岩带, 在硅质岩 中含早中石炭世放射虫和牙形石; ( 8) 长阿吾子蛇绿岩带 ( 南天山北带) , 辉石 A r2A r 法测年为 (439. 426. 7)M a 15; ( 9) 黑英山霍

12、拉山蛇绿岩 ( 南天山南带) 上覆复理石中含晚志留早 泥盆世化石7 ; ( 10) 西昆仑库地蛇绿岩带, 枕状玄武岩中测得 R b 2S r 等时线年龄值 359297 M a 8 ; ( 11) 阿尔金山红柳沟蛇绿岩带, 与蓟县系枕状玄武岩、硅质岩共生, 属中元古代产 物。 除以上 11 条蛇绿岩带外, 其它还有一些蛇绿岩分布零散, 研究程度很差。从蛇绿岩的时代分布来看, 新疆有四个主要洋盆扩张时期, 即中元古代蓟县纪、早古生代 震旦寒武纪 (延续到中奥陶世)、晚古生代中泥盆世和早石炭世。其中, 早古生代的洋壳扩张时间最长, 蛇绿岩 (洪古勒楞带) 堆晶岩比较发育并表现低压岩 浆房的特征,

13、微量元素和稀土元素都具有洋中脊的特征, 推断早古生代古亚洲洋可能扩张到较 大规模。新疆多数蛇绿岩带 (特别是晚古生代蛇绿岩) 都含有一定量近海沉积和岛弧火山碎屑、 推断洋盆规模不大, 肖序常等13, 3 称为有限洋盆。扩张期矿产以与蛇绿岩有关的铬铁矿、石棉矿为主, 萨尔托海铬铁矿和茫崖石棉矿是其中主要代表。 未发现与枕状玄武岩有关的塞浦路斯型块状硫化物矿床。1. 4聚合期建造组合聚合期洋壳停止扩张并发生俯冲消减作用, 在俯冲带上盘形成的岩浆弧或岛弧、岛弧前 缘、海沟和弧盆地都发育有复理石建造, 而弧间则可能出现浅海或陆相沉积盆地。因而, 聚合期 建造组合比较复杂多样。聚合期沉积建造以火山碎屑复

14、理石建造、滑塌建造、硬砂岩建造为主; 火山岩建造以基中酸性连续分异的钙碱系列为主, 不成熟岛弧多玄武岩安山岩建造, 成熟岛弧多安山岩流纹岩 建 造; 侵 入 岩 为 壳 幔 同 熔 型 “( I”型) , 形 成 辉 长 岩闪 长 岩花 岗 闪 长 岩 ( 斜 长 花 岗 岩) 二长花岗岩连续分异序列, 共同组成复式岩基。 同时有许多闪长岩和花岗闪长岩的高侵位斑岩体与火山岩伴生。岛弧型火山岩与壳幔同熔型侵入岩一起组成火山深成岩带, 呈链状 平行于蛇绿岩带分布。新疆聚合期建造组合十分发育。研究程度较高的有以下一些岛弧型火山深成岩带: 元古代库鲁克塔格带和阿尔金山带; 古生代的南阿尔泰带、塔尔巴哈

15、台北塔山带、博罗科努带、觉 洛塔格带、西昆仑带等。 这些火山深成岩带的化学成分显示出明显的极性变化特点, 从钾钠 比值来看: 南阿尔泰和觉洛塔格带都向准噶尔方向钠值成分升高; 塔尔巴哈台带是早古生代岛弧基底的叠加岛弧, 由中心向南北两侧钠质成分升高。 这一时期最重要的矿床是斑岩型铜钼矿。新疆至今还没有找到大型斑岩矿床, 但新疆各岛弧型火山深成岩带已发现不少线索。 斑岩型矿床及其经常相伴出现的矽卡岩型 (铜、钼、金、 钨、锡等) 矿床应是新疆重要的找矿方向。1. 5 碰撞期建造组合碰撞造山带的形成过程是洋盆闭合后强烈挤压作用导致陆内俯冲、推覆、堆叠、地壳缩短、 加厚、隆起成山链的过程。由洋盆闭合

16、到碰撞造山之间往往有一段较长时期的相对稳定的陆表 海阶段, 如准噶尔地区早中石炭世主要发育了海相稳定型沉积建造。真正大规模的碰撞造山 期发生在晚石炭早二叠世, 这一时期的典型建造是磨拉石建造或以陆相中酸性火山岩为主的火山磨拉石建造。 大陆碰撞伴随大规模热动力变质作用和交代型花岗岩、重熔型 “(岗岩形成。S”型) 花碰撞作用包括弧弧碰撞、弧陆碰撞、陆陆碰撞, 而被碰撞的大陆又有被动大陆边缘和活动大陆边缘之分, 因此建造组合也是复杂多样的。准噶尔地区碰撞期建造缺少规模较大的 热动力变质, 更没有出现交代型和重熔型花岗岩, 这与该地区缺少前寒武纪成熟陆壳基底, 主 要是岛弧与岛弧之间的拼贴碰撞有关。

17、在这里既缺少大陆碰撞带来的巨大挤压动力, 也达不到那样大的陆壳厚度。碰撞期后一般有一个应力松弛阶段, 这标志着开合旋回的结束, 同时又常常是新的开合旋 回的开始, 如塔里木北缘的震旦纪、南阿尔泰和北准噶尔地区的早泥盆世、全区各地的二叠纪 都具有开合交替的特点。 钾质花岗岩和碱性玄武岩、双峰式火山岩建造是这一时期典型建造。 碰撞造山期, 特别是碰撞期后应力松驰阶段是新疆最重要的成矿阶段。大量测年数据 表明, 成矿作用主要发生在挤压向伸展的过渡期。晚石炭早二叠世的晚海西期 (300 270 M a)是新疆最主要的成矿期。碰撞挤压和陆内俯冲带来巨大的热动力, 使地壳元素借助于流体的活动而发生活化、迁

18、 移、重组, 以适应新的平衡。碰撞后伸展, 为成矿创造良好的运移通道和容矿空间。碰撞期矿产主要有与交代型花岗岩和热动力变质作用有关的云母、稀有、稀土伟晶岩型矿床; 与“S ”型花 岗岩有关的岩浆热液和矽卡岩型钨、锡矿床; 与陆内俯冲带 ( 包括韧性剪切带) 有关的中、低温热液矿床, 其中, 低温带主要是 H g , Sb , A g, A u , P b , Zn , 中温带主要有 A g, A u , P b , Zn , C u 等。 近十几年来, 与陆内俯冲带有关的矿产越来越受到重视, 新疆各个块体缝合边缘都发生了陆内第 16 卷 第 1 期徐新: 概论新疆开合构造5俯冲作用, 特别是阿

19、尔泰山南缘、天山南北缘和昆仑山北缘找矿勘查取得了重大进展。1. 6 内陆盆地建造组合晚二叠世开始, 整个中新生代时期新疆进入新稳定大陆演化阶段。除喀喇昆仑山受到特 提斯洋的开合演化的影响, 中生代为海相沉积外, 整个新疆大陆形成“三山两盆”的陆内构造格局。盆地形成大致经历三个阶段: 晚二叠世三叠纪为前陆盆地向内陆盆地转化时期。以磨拉 石建造和湖相碎屑岩建造为主, 局部深水湖泊相形成油页岩 (天山北缘) ; 侏罗纪早第三纪为 大型内陆盆地沉积时期, 是新疆最主要的成煤时期, 也是膏盐建造、红色建造形成时期; 晚第三 纪第四纪是现代盆山体系形成时期, 沉积了巨厚的磨拉石建造。2开合构造旋回在一定的

20、地质历史时期内, 地壳总是分为相对稳定的块体和它们之间相对活动的开合带(图 1)。 当若干分裂的块体聚合成新的稳定块体时, 另一些地区又可能分裂形成新的活动带。地壳块体由开裂到聚合的全过程构成一次开合旋回。一次完整的开合旋回包括四个发展期, 即 开 裂 期、扩 张 期、聚 合 期 和 封闭 (碰撞) 期。 开 合 构 造 阶 段 是 在 时 间尺度上最高一级的开合旋回, 是 与 超 级 大 陆 的 形 成 与 解 体 相联系的。 地质历史时期上一次 超 级 联 合 大 陆 的 解 体 到 新 超 级 联 合 大 陆 的 形 成 为 一 个 开合构造演化阶段, 也可以称 为一次开合巨旋回。地 质

21、 历 史 时 期 的 超 级 大陆形成大致有三次。 第一次出 现在 18 亿年左右的早元古代 末, 常 被 称 为“原 地 台 时 期”。从 此 开 始 了 真 正 意 义 上 的 开合构造, 可称为原始大陆开合 演化阶段; 第二次超级大陆形成在 8 亿年左右的震旦纪。 槽台演化的历史从此开始。 这一 阶段包括整个古生代, 是新疆 地壳的主要开合演化时期。 称为古大陆开合演化阶段; 第三图 1 新疆与邻区开合构造及演化略图F ig. 1 Ske tch show in g open in g- c lo s in g tec ton ic s an d its evo lut ion of X

22、 in j ian g an d n e ighbor in g area1. 前震旦纪陆壳; 2. 早古生代增生陆壳; 3. 晚古生代增生陆壳;4. 中生代增生陆壳; 5. 新生代增生陆壳; 6. 新疆位置 俄罗斯陆台; 西伯利亚陆台; 伊犁地块; 卡拉库姆地 块; 塔里木陆台; 华北陆台; 伊朗地块; 羌塘冈底斯 地块; 柴达木地台; 杨子陆台; 阿拉伯地块; 印度陆台次超级大陆形成在 2. 5 亿年前的二叠纪, 从三叠纪开始大规模解体, 进入特提斯洋的演化阶段, 可称为新大陆开合演化阶段 (表 1)。表 1 新疆地壳开合演化特征简表 10 Table 1 Evo lut iona l f

23、 ea ture of the crusta l open in g- c lo s in g of X in j ian g卑盆地仑旋 旋11成和扩大化地质时代地壳开合 演化阶段旋回开合开合运动 状态新疆构造 运动名称主要开合事件QN E KJ TP 2P 1C 3 C 2C 1D 3D 2新 大 陆 开 合 演 化 阶 段阿 尔斯 旋 回喜马拉 雅旋回现代 造山封闭火焰山运动 伊宁运动( 昆仑运动)天山运动( 库米什运动)博罗科 努运动艾比湖运动塔里木运动( 阿尔金运动)兴地运动 辛格尔运动亚洲大陆进入陆内开合时期, 早期各大内陆盆地 形成并逐步扩大, 后期陆内俯冲造山, 各大山系 隆升。

24、 特提斯洋由开裂、扩张到逐步聚合封闭陆内 形成聚合燕山 旋回印支 旋回前陆盆 地发育扩张古 大 陆 开 合 演 化 阶 段海 西回晚 古 旋 回昆 旋回封闭开裂昆仑洋槽由扩张到聚合最终封闭 ; 准噶尔洋槽 第二次扩张又聚合, 新生陆壳与古陆碎块联合成 哈萨克斯坦大陆; 第二次联合大陆形成聚合扩张中 古 旋 回天 山 旋 回开裂南天山洋由扩张到聚合最终封闭; 准噶尔洋槽第 二次扩张到封闭; 塔里木陆块继续保持稳定; 昆 仑洋开裂聚合扩张D 1S3加 里 东 旋 回早 古 旋 回准 噶 尔回封闭开裂准噶尔早古陆间洋聚合; 塔尔巴哈台岛弧、博罗 科努岛弧形成; 南天山洋开裂; 塔里木陆块稳定 升降,

25、 局部形成裂陷槽 ( 昆仑)S2聚合S1O 3O 2扩张古亚洲早古陆间洋 ( 准噶尔早古陆间洋) 形成并 发展; 阿尔泰、天山为被动大陆边缘; 塔里木、昆 仑古大陆整体隆升或整体稳定沉降。原始联合大 陆形成与裂解O 1321- - - - ZQ n J x C hP t2P t1A r2A r1兴凯旋回开裂古亚洲洋形成演化初期, 开合中心在萨拉伊尔 西萨彦岭。 准噶尔开裂并逐步扩张原 始 大 陆 发 展 阶 段原始古陆解体与开 合演化 阶段塔里木旋回聚合塔里木稳定陆块形成, 原始昆仑洋槽、原始天山 洋槽扩张, 原始昆仑洋槽、原始天山洋槽开裂扩张开裂原始古陆 形成演 化阶段阜平吕梁旋 回 ( 兴

26、地运动)原始克拉通克拉通初步形成, 开合机制初步出现, 形成裂陷 槽洋盆迁西旋回 ( 辛格尔 旋回)古陆核 形成阶段古陆核形塔里木古陆核形成与生长时期, 初始出现克拉通第 16 卷 第 1 期徐新: 概论新疆开合构造72. 1 原始大陆开合演化阶段现有资料分析表明, 中晚元古代塔里木陆台南北缘经历了一个完整的开合旋回 (塔里木 旋回)。在塔里木南缘, 长城纪为开裂期, 发育了细碧角斑岩建造 (塞拉加兹组)。 蓟县纪早期为扩张期, 在阿尔金山发育了蛇绿岩建造 (红柳沟蛇绿岩带) , 表明“原始昆仑洋”形成。 蓟县纪后 期开始聚合, 最终在蓟县纪末闭合碰撞。稳定浅海型建造的青白口系以显著的角度不整

27、合覆盖 到下伏变质的中元古代地层之上, 并且不整合覆盖于造山期花岗岩和蛇绿岩之上。这一次陆壳 增生运动被称为阿尔金山运动。在塔里木北缘, 大致也从长城纪开始形成了原始天山洋。 1990 年胡霭琴等测得阿克苏蓝片岩全岩 P b 2P b 等时年龄 (1 66316) M a; 1993 年王宝瑜等测得哈尔克山蓝片岩 Sm 2N d 全 岩等时年龄 1 570 M a; 1994 年胡建民等在霍拉山北坡测得位于红柱石片岩中的蛇纹石化橄榄岩 Sm 2N d 等时年龄 1 437 M a 等。 这些资料都证明原始天山洋的存在。 原始天山洋消亡时间 在早震旦世前。 阿克苏蓝片岩之上被含冰碛层及叠层石的下

28、震旦统不整合覆盖。 更向上部为含小壳动物化石的寒武系, 1990 年肖序常等用 R b 2S r 等时线法测得阿克苏蓝片岩年龄为 639M a, 代表洋壳闭合时的变质年龄。原始天山洋向北俯冲, 在伊犁地块南缘的那拉提巴仑台一带形成了古岛弧, 这一带晚元 古代石英闪长岩花岗闪长岩组合的年龄为 818 726 M a, 与原始天山洋消亡的年龄大体相当。 这一次陆壳增生运动被称为塔里木运动。2. 2 古大陆开合演化阶段从震旦纪开始, 塔里木运动以后刚刚形成的联合古大陆又被解体, 塔里木的聚合碰撞隆起 与准噶尔一带的裂解扩张是同时进行的。震旦纪的巨厚冰成碎屑岩正是出现在两者的过渡带, 它接受了南面大陆

29、的剥蚀产物, 堆积在北面扩张海盆的边缘。震旦纪和整个古生代是古亚洲洋形成、演化, 直至最终消亡的历史。 这一复杂的巨旋回又 可以进一步划分为四次构造旋回。这四次开合旋回的主要开合中心是不一样的, 总的趋势是开合中心由北向南逐步推进。 即南部大陆 (泛冈瓦纳大陆) 逐步裂离北进, 拼接到北部大陆 (劳亚 大陆) 上。2. 2. 1 兴凯旋回这是古亚洲洋第一次开合。 主要活动中心在新疆以北的萨拉伊尔西萨彦岭和蒙古西部 湖区, 中晚寒武世海相磨拉石建造和中酸性火山岩不整合覆盖于震旦早寒武世岛弧型火山岩与蛇绿岩建造之上。 这次运动对新疆未造成直接影响。 仅见阿尔泰增生到西伯利亚陆台的边缘, 在阿尔泰北

30、部沉积了厚达 7 000 m 的陆屑复理石建造, 反映被动大陆边缘的特点。 洪古 勒楞蛇绿岩测得 (62625) M a 的 Sm 2N d 等时线年龄证明了准噶尔已开始开裂和扩张。2. 2. 2 加里东旋回这一时期古亚洲洋的开合中心在准噶尔地区, 故称“准噶尔开合旋回”。 中奥陶世以后, 古 亚洲洋由扩张转为聚合。西准噶尔唐巴勒蛇绿岩之上缺失了上奥陶统, 直接被早志留世含笔石的陆表海碎屑沉积不整合覆盖。以准噶尔为中心的古亚洲洋向南北两侧大陆俯冲, 北侧形成塔尔巴哈台考克塞尔盖岛弧, 南侧形成博罗科努岛弧。这两条岛弧带都发育典型的中晚奥陶落, 是西伯利亚大陆边缘近岸浅水型典型地方性生物群落,

31、这是北准噶尔已成西伯利亚大陆一部分的重要证据 (图 2)。2. 2. 3早海西旋回这 是 准 噶 尔 地 区 第 二 次 开合旋回。 以达尔布特蛇绿岩和 克 拉 麦 里 蛇 绿 岩 为 代 表 的晚古生代洋盆, 可能是早古生 代亚洲洋的残留洋盆, 向北进 一步俯冲消减, 使塔尔巴哈台考克塞尔盖成为叠加岛弧。 中 泥 盆 统 北 塔 山 组 具 弧 后 洋 盆建造特点。 阿尔泰南缘阿舍 勒 到 麦 兹 一 带 早中 泥 盆 世 裂 陷 成 为 新 疆 最 重 要 的 块 状硫化物铜铅锌矿的产出部位。 克 拉 麦 里 蛇 绿 岩 之 上 被 早 石 炭纪维宪期浅海沉积覆盖, 代图 2 新疆与邻区早

32、古生代开合演化略图F ig. 2 Ske tch show in g ear ly Pa leozo ic open in g- c lo s in g tec ton ic s ofX in j ian g an d n e ighbor in g area1. 陆壳区; 2. 早寒武世前的洋壳扩张带 ( 表示现在的空间位置, 不考虑历史上 扩张幅度) ; 3. 志留纪前的洋壳扩张带; 4. 裂谷带 ( 祁漫塔格) ; 5. 新疆位置表这一时期洋盆最后闭合。早 海 西 旋 回 的 开 合 中 心 在南天山地区。 南天山在加里东 期 弧 后 盆 地 的 基 础 上 进 一步扩张, 晚志留早泥盆

33、世达到极盛时期, 向西与乌拉尔洋连通, 向东延伸与蒙古洋相接, 将伊犁伊塞克地块、巴仑台地块、东天山地块等从塔里木大陆分离出来。 南天山洋向北俯冲, 使这些古老地块及加里东褶皱 带受到强烈改造, 并形成以哈尔克山蓝片岩与那拉提高温变质带组成的双变质带, 并在艾尔宾山和克孜勒塔格一带形成了一条规模很大的“S”型碰撞期花岗岩基带。 这一期开合构造对天 山地区影响极大, 故称为“天山开合构造”(图 3)。2. 2. 4晚海西旋回这是准噶尔地区的第三次开合旋回。其规模继续缩小, 活动中心迁移到北天山一带。巴音 沟蛇绿岩带是这一时期洋壳的残片, 向东没有出现典型的蛇绿岩延伸。代之形成的是博格达山裂陷槽和

34、黄山康古尔裂谷带, 再向东与北东东方向延伸的北山裂谷带相接。这一期主要开合演化中心向南迁移到昆仑山。西昆仑地区盖孜河阿克萨依巴什山一带, 早石炭世地层出现了明显的分异, 发育了一套基性为主的火山岩建造, 局部枕状玄武岩厚度达 数千米, 同时有放射虫硅质岩和含铁碧玉岩。库地蛇绿岩可能也是这一时期的产物。中晚石炭世在西昆仑地区已转为陆表海沉积, 二叠纪与整个新疆一样隆起, 海水退出, 进入陆内演化的 新时期。从整个新疆演化历史来看, 大陆主要碰撞和陆内推挤在石炭纪末已基本完成。早二叠世发 生全区范围的挤压应力松弛阶段, 在地壳深部拉张破裂, 形成广泛的双峰式陆相火山岩和钾质第 16 卷 第 1 期

35、徐新: 概论新疆开合构造9要 的 有 色 金 属 和 贵 金 属 矿 床都形成于这时期。2. 3 新大陆开合演化阶段晚 二 叠 世 全 球 规 模 的 大 陆聚合增生, 海水从新疆全境退出, 从此结束了新疆各地块体之间的分裂局面。 中新生代 新 疆 的 地 质 演 化 主 要 取 决 于 特 提 斯 洋 的 演 化 及 大 陆 碰 撞的影响 (图 4)。 这 一 阶 段 大 体 可 以 分 为三个开合期: 晚二叠世三叠 纪, 造山后期前陆盆地发育期 和特提斯开裂扩张期; 侏罗纪早第三纪, 大陆内陆盆地形 成 及 稳 定 沉 降 期 和 特 提 斯 洋 聚 合 期; 晚 第 三 纪第 四 纪,

36、现 代 盆 山 体 系 形 成 期 和 特 提 斯洋闭合期。“盆 山”演 化 体 系 是 这 一图 3 新疆与邻区晚古生代开合演化略图F ig. 3 Ske tch show in g la te Pa leozo ic open in g- c lo s in g tec ton ic s of X in j ian g an d n e ighbor in g area1. 陆壳区; 2. 泥盆纪前的洋壳扩张带; 3. 石炭纪前的洋壳扩张带;4. 裂谷带 ( 北山) ; 5. 新疆位置阶段新疆陆内开合构造的基本特点, 大型内陆盆地与宏伟山系相间排列形成新疆现代构造格局。3开合构造类型由于开

37、合构造的基底性质不同, 裂离切割深度不同, 扩张程度和规模不同, 开合速度不同等, 造成开合构造千差万别, 多种多样。这些差别是划分构造类型和不同等级构造单元的基础。区内可以划分出四个基本开合构造类型, 即陆内开合构造、陆缘开合构造、陆间开合构造和内 陆盆山构造。 前三者是岩石圈的开合构造; 后者是地壳圈层间的开合构造, 并且主要是在上地 壳进行的。3. 1 陆内开合构造相当于陆内裂谷、裂陷槽、坳拉槽等, 开合构造切穿深部已达上地幔, 但未能造成岩石圈块 体间大规模移动, 没有形成典型的大洋型地壳, 因而不发育典型蛇绿岩套。 沉积建造中以陆表 海沉积为主, 可以有厚度很大的浊积岩, 缺少远洋沉

38、积; 火山岩以中酸性火山岩为主, 常为双峰 式或碱性火山岩系; 侵入岩一般较少发育大面积的花岗岩基, 基性超基性岩株常常呈带分布; 具有很好的成矿条件, 是多金属矿最有利的成矿场所。 可以北山陆内开合带为代表。3. 2 陆缘开合构造具有破碎的陆壳基底, 夹有较多的微型陆块, 在发育的早期与相邻陆块为一个整体, 是在美 洲 西 海 岸“山 弧”型 和 亚 洲东 海岸”沟、弧、盆型。 在地质 历史上, 拉张期的被动大陆边 缘总是被后期聚合、碰撞作用改造, 只能作为一个历史阶段 保留下来。 还可以进一步分为 非 火 山 被 动 大 陆 边 缘 与 火 山 型被动大陆边缘11 。当古大洋 由扩张转为聚

39、合, 洋壳向大陆壳下俯冲时, 由于俯冲角度和 速 度 不 同 而 成 为 不 同 的 活 动 大陆边缘,“山弧”与“岛弧”型的 主 要 区 别 在 于“弧 后 盆 地”的 发育程度,“山弧”后面没有拉张到洋壳的弧后盆地, 但也 形成拉张型陆内盆地 ( 有火山 或无火山盆地)。 当古洋盆规 模小, 基本上没有发生洋壳俯 冲过程, 而聚合对接的开合带中, 被动大陆边缘可以很少被 改造而较完整地保留下来。 洋图 4 新疆与邻区中新生代开合演化略图F ig. 4 Ske tch show in g M e so-Cen ozo ic open in g- c lo s in g tec ton ic

40、s of X in j ian g an d n e ighbor in g area1. 陆壳区; 2. 中生代洋壳扩张中心; 3. 新生代洋壳扩张中心; 4. 新疆位置盆大时一般为多旋回开合带。 洋盆小时一般为单旋回开合带。阿尔泰陆缘开合构造系在中奥陶世以前为典型非火山被动大陆边缘, 晚奥陶世开始转化 为活动大陆边缘, 最终形成山弧型造山带16 。天山陆缘开合构造系在中奥陶世以前为含火山被动大陆边缘, 中奥陶世开始转化为岛弧 型活动大陆边缘, 南天山逐步扩张为弧后盆地进而发展为南天山洋, 最终形成多旋回造山带。 西昆仑陆缘开合构造系由于研究程度较低, 对其认识分歧较大, 主要是对早古生代开

41、合构 造是否发育的认识。 从目前掌握的资料来看, 从早石炭世开始建造组合发生显著分异, 靠近塔 里木一侧为非火山被动陆缘、南侧为火山被动陆缘, 中石炭世后期闭合, 形成单旋回的开合对接带。喀喇昆仑陆缘开合构造系: 三叠纪开始成为特提斯洋北岸的典型非火山被动大陆边缘, 三 叠纪末转为火山弧型活动大陆边缘, 除了大规模区域变质之外, 同时伴随大规模“S ”型黑云母二长花岗岩和二云母花岗岩基的侵入。3. 3陆间开合构造陆间开合构造是在两个陆缘开合构造系之间, 在洋壳基础上发育起来的。经过过渡壳的聚 合、碰撞, 其中也包含有少量微陆块最后一起形成新陆壳造山带。 由于缺少一定厚度的刚性陆 壳基底, 碰撞

42、的陆壳块体规模较小, 因而主要表现为“软碰撞”。没有大规模的热动力变质, 只表现为埋深变质作用, 以葡萄石绿纤石相为主, 局部可出现低绿片岩相的动力变质。以“I”型和第 16 卷 第 1 期徐新: 概论新疆开合构造11源型矿产铬铁矿和铜、金矿为主, 很少见到稀土、稀有和铅、锌、银矿。准噶尔构造系是典型的陆间开合构造系。古亚洲洋从总体上看是一个陆间洋, 因而也可以把整个古生代亚洲造山体系统称为“陆间 开合构造体系”。 但这样一个多旋回开合演化和庞大复杂的构造体系显然可以分为三个部分: 北侧是西伯利亚大陆的边缘, 南侧是塔里木中朝大陆边缘, 中间是古亚洲洋扩张后增生的新 陆壳。这三者无论基底性质、

43、地壳结构、演化历史、成矿作用等都有显著差异。把三者区别开来对研究工作的深入和找矿勘查实践都是十分必要的。准噶尔陆间开合构造系被中央准噶尔分成南北两部分: 北准噶尔以塔尔巴哈台考克塞 尔盖加里东海西叠加岛弧为核心, 南侧为弧前盆地, 北侧为弧后盆地; 南准噶尔 ( 包括北天山) 在阿奇山雅满苏与喀尔力克及伊连哈比尔尕晚古生代岛弧之上发育了博格达和康古尔中、晚石炭世裂谷带; 中央准噶尔中新生代凹陷基底为古生代褶皱带。 根据古亚洲洋的演变历 史来看, 在中央准噶尔存在残余洋盆的可能性较大。 正象黑海的残余洋壳一样, 整体隆升后就可能保留下来。3. 4内陆盆山构造内陆盆山构造是地壳开合构造的特殊类型,

44、 属壳内开合构造。新疆地壳演化进入新陆壳演 化阶段以后, 岩石圈块体之间的开合运动已经停止, 运动不再沿着岩石圈之下的软流圈发生,而是沿着“下地壳”的韧性变形带发生。从力学性质看, 上、中地壳和上地幔是相对的强干层, 相 对较“弱”的下地壳就成为壳内最重要的拆离层, 同时壳内结晶基底与沉积盖层之间也是重要的拆离面。 进入稳定状态的新陆壳并未停止运动, 而是沿着这些拆离层和拆离面发生, 以内陆 盆山构造的形式继续。新疆大型内陆盆地是在古生代造山带前陆盆地基础上发展起来的, 盆山演化的早期阶段( 晚二叠世第三纪) 仍然是古生代造山作用的延续。 进入盆山演化的中期 ( 侏罗纪早第三 纪) 是稳定发展的阶段, 一方面是大型内陆盆地逐步形成和稳定下沉, 另一方面古生代造山带逐渐被夷平、至早第三纪时整个新疆大地已达到准平原化的状态。现代盆山体系的形成是从晚 第三纪开始的。 由于印度次大陆与亚洲大陆的闭合碰撞, 并进一步发生大规模陆内俯冲推挤,使新疆盆山运动全面复活, 运动的最大特点是上下地壳发生了差异性的运动。盆地内部的下地 壳和岩石圈地幔处于拉张状态, 向两侧山区蠕动, 使下部地壳减薄, 地幔隆起, 甚至造成局部深源地幔物质上涌, 使盆地内部呈上凹下隆的结构状态; 山体则与之相反, 下部挤压, 上地壳扩 张, 地壳总体厚度加大, 形成“山根