西準(zhǔn)噶爾南部瑪依勒洋盆開啟、閉合時(shí)限:來自中泥盆統(tǒng)與下伏地質(zhì)體之間角度不整合關(guān)系的證據(jù)*

白建科 陳雋璐 閆臻 唐卓 徐學(xué)義 李繼亮

BAI JianKe1，2，CHEN JunLu1，2，YAN Zhen3，TANG Zhuo1，2，XU XueYi1，2 and LI JiLiang4

1. 中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，西安 710054

2. 國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710054

3. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 100037

4. 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029

1. Xi’an Center of China Geological Survey，Xi’an 710054，China

2. Key Laboratory for the Study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits，MLR，Xi’an 710054，China

3. Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

4. Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China

2013-12-06 收稿，2014-08-06 改回.

1 引言

中亞造山帶是典型的增生型造山帶，記錄了古亞洲洋從形成到閉合過程中的所有事件，準(zhǔn)噶爾地區(qū)作為中亞造山帶的重要組成部分，其古生代的構(gòu)造格局及洋盆演化與中亞造山帶的形成過程密切相關(guān)。東、西準(zhǔn)噶爾地區(qū)分布著的多條蛇綠混雜巖帶作為洋殼生成演化和閉合過程的重要地質(zhì)記錄，對該地區(qū)蛇綠巖和古生代火山-沉積巖系開展工作，是研究準(zhǔn)噶爾洋盆演化階段及過程的關(guān)鍵地區(qū)(董連慧等，2010)。近年來，雖然國內(nèi)外眾多學(xué)者對古亞洲洋的研究取得了許多成果(肖序常等，1992;Windley et al.，2007;Xiao et al.，2008;朱永峰等，2008;李錦軼等，2006;夏林圻等，2002;Khain et al.，2003;Jahn，2004;董連慧等，2010;龍曉平等，2006)，但對于其北部重要分支——準(zhǔn)噶爾洋的開啟、閉合時(shí)限及其演化過程，還存在不同的認(rèn)識:部分學(xué)者認(rèn)為準(zhǔn)噶爾大洋于中泥盆世末期發(fā)生消減(肖序常等，1991)，于中石炭世末期最終閉合(肖序常等，1991);部分學(xué)者認(rèn)為準(zhǔn)噶爾洋盆早在泥盆紀(jì)就已經(jīng)閉合(王道永和鄧江紅，1995);有些學(xué)者則認(rèn)為準(zhǔn)噶爾洋盆在早泥盆世-晚石炭世洋殼廣泛俯沖消減，并于二疊紀(jì)期間完全閉合(龍曉平等，2006;Xiao et al.，2008)。西準(zhǔn)噶爾南部托里地區(qū)分布的瑪依勒蛇綠混雜巖帶是西準(zhǔn)噶爾地區(qū)比較重要的蛇綠巖帶之一，由其所代表的洋盆演化歷史對揭示西準(zhǔn)噶爾地區(qū)古生代以來的演化過程具有重要意義。目前就瑪依勒蛇綠巖形成時(shí)代、閉合時(shí)限仍然存在爭議:新疆第一區(qū)調(diào)大隊(duì)在瑪依勒蛇綠巖建造上部細(xì)碎屑巖中獲得中-晚志留世的筆石、珊瑚等，其上依次發(fā)育大量的晚志留世化石和早泥盆世沉積，因此確定其形成時(shí)代為中志留世(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993)，李紅生(1994)在瑪依勒地區(qū)瑪依拉山巖群中發(fā)現(xiàn)了中志留世放射蟲化石。朱寶清等(1987)獲得瑪依勒蛇綠混雜巖中火山巖Rb-Sr 等時(shí)線年齡為421Ma，時(shí)代為晚志留世;魏榮珠(2010)獲得蛇綠巖中枕狀熔巖Rb-Sr 等時(shí)線年齡為435.3 ±6.5Ma 和432.5 ±7.4Ma，確定形成時(shí)代為志留紀(jì)。西準(zhǔn)噶爾地區(qū)未曾發(fā)育過一個(gè)連續(xù)的大洋，而是先后由眾多洋盆的生生滅滅組成的洋盆活動帶，因此瑪依勒洋盆形成于志留紀(jì)期間(白文吉等，1995);楊高學(xué)等(2013)測得瑪依勒蛇綠巖中輝長巖年齡為572.2 ±9.2Ma，屬于早震旦紀(jì)，認(rèn)為該年齡所代表的洋盆在震旦紀(jì)時(shí)期已經(jīng)形成?，斠览丈呔G巖所代表洋盆形成及閉合時(shí)限的不確定性對約束西準(zhǔn)噶爾古生代板塊構(gòu)造演化造成很大的困難?；祀s巖帶中基性-超基性巖體作為洋殼的殘片，其年齡僅代表洋殼存在過的年齡，并不能限定大洋閉合的時(shí)間。筆者等在西準(zhǔn)噶爾南部瑪依勒山地區(qū)開展野外調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn):①瑪依勒蛇綠混雜巖呈構(gòu)造巖塊的形式就位于中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群復(fù)理石基質(zhì)中或與寒武紀(jì)雜巖體在空間上密切共生;②中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組分別角度不整合于中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群和寒武紀(jì)巖體之上。這一發(fā)現(xiàn)不但為探討西準(zhǔn)噶爾南部瑪依勒古生代洋盆開啟、閉合時(shí)限提供了可靠的地質(zhì)學(xué)證據(jù)，而且這種廣泛存在的角度不整合接觸關(guān)系，指示西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)早古生代末期存在區(qū)域性的洋盆閉合、碰撞造山事件。這一事件的確定對探討西準(zhǔn)噶爾南部古生代構(gòu)造演化以及中亞地區(qū)古生代構(gòu)造格局都具有重要的意義。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

西準(zhǔn)噶爾地區(qū)位于新疆西北部，夾持于西伯利亞、哈薩克斯坦及塔里木板塊之間，北部與阿爾泰造山帶的界線為額爾齊斯-齋?？p合帶，南部與天山造山帶的界線為北天山縫合帶，南、北兩條縫合帶分別代表了西準(zhǔn)噶爾與天山造山帶、阿爾泰造山帶最終拼貼的位置。西準(zhǔn)噶爾造山帶是古生代期間由“有限洋盆”分割的多個(gè)塊體經(jīng)聚合-俯沖-碰撞作用拼貼-增生而成的，是中亞復(fù)合型造山帶的重要組成部分(肖序常等，1992;李錦軼等，2006;朱永峰等，2008;肖文交等，2006;Xiao et al.，2008;陳石和郭召杰，2010)。主要由一系列的增生雜巖帶、古生代巖漿弧構(gòu)成(Windley et al.，2007;Xiao et al.，2008;Han et al.，2010)，其內(nèi)部夾雜著許多古生代蛇綠混雜巖以及呈面狀分布的晚石炭世-中二疊世后碰撞花崗巖類(陳家富等，2010)。根據(jù)巖石建造組合及構(gòu)造屬性，西準(zhǔn)噶爾地區(qū)以謝米斯臺山南緣斷裂為界可進(jìn)一步劃分為南、北兩部分:北部地區(qū)主要表現(xiàn)為增生混雜巖帶，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造線以近東西向延伸為特征，由北向南依次發(fā)育兩條東西向展布的增生島弧:早石炭世扎爾瑪-薩吾爾巖漿弧(塔爾巴哈臺-薩吾爾山地區(qū))，晚志留世-早泥盆世博什庫爾-成吉思巖漿弧(謝米斯臺山-塞爾山地區(qū))(Chen et al.，2010;陳家富等，2010);南部地區(qū)主要包括多條古生代蛇綠巖混雜巖帶、泥盆紀(jì)海陸交互相沉積盆地、石炭紀(jì)陸緣裂谷盆地等單元。其中以唐巴勒、瑪依勒蛇綠巖為代表的早古生代蛇綠巖均以構(gòu)造巖塊的形式分別出現(xiàn)在奧陶紀(jì)、志留紀(jì)地層中(圖1a)。南部地區(qū)主要構(gòu)造特征以NE-SW 向斷裂發(fā)育為主，由北向南的三條大斷裂依次為:巴爾雷克斷裂、托里斷裂和達(dá)拉布特?cái)嗔?。區(qū)內(nèi)出露大量晚古生代的中酸性侵入體，根據(jù)產(chǎn)狀可以分為兩類:一類為呈大巖基產(chǎn)出的晚石炭世-中二疊世后碰撞花崗巖類(韓寶福等，2006)，這些300Ma左右的長英質(zhì)巖漿作用是因?yàn)閿U(kuò)張脊俯沖為基性下地殼、沉積物、弧增生地體與玄武質(zhì)巖漿作用轉(zhuǎn)化為長英質(zhì)酸性巖漿提供了很好的機(jī)制(劉希軍等，2009);另一類是以小巖株或巖脈形式出露的石英閃長斑巖、閃長玢巖和花崗閃長斑巖等，主要分布在包古圖地區(qū)。研究區(qū)(圖1b)出露地層主要為:下志留統(tǒng)瑪依拉山巖群下亞群(S1M)，為凝灰質(zhì)粉砂巖夾中-基性熔巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)巖和砂巖透鏡體;中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群上亞群(S2-4M)，為凝灰質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖、灰?guī)r透鏡體及凝灰?guī)r、流紋質(zhì)英安斑巖，與下亞群之間為整合接觸關(guān)系;中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組(D2k)為黃綠色含礫粗砂巖、巖屑砂巖、細(xì)砂巖，與下伏瑪依拉山巖群上亞群之間呈角度不整合接觸;中泥盆統(tǒng)巴爾雷克組(D2b)，為礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖、中性凝灰?guī)r及砂質(zhì)灰?guī)r，與下伏庫魯木迪組為整合接觸;上泥盆統(tǒng)鐵列克提組(D3t)，為礫巖、長石砂巖、砂礫巖、凝灰?guī)r，與下伏巴爾雷克組為平行不整合接觸。業(yè)姆奇一帶寒武紀(jì)侵入體呈小巖珠或巖脈集中、成群產(chǎn)出，具有雜巖特征，但多已構(gòu)造透鏡體化或碎裂化，中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組角度不整合覆蓋在侵入巖之上。

圖1 西準(zhǔn)噶爾南部區(qū)域地質(zhì)背景圖S1M-瑪依拉山巖群下亞群;S2-4M-瑪依拉山巖群上亞群;D2k-庫魯木迪組;D2b-巴爾雷克組;D3t-鐵列克提組;ηγ∈-寒武紀(jì)黑云二長花崗巖Fig.1 Regional geological map of the southern West JunggarS1M-Lower subgroup of Mayilashan Group;S2-4 M-Upper subgroup of Mayilashan Group;D2k-Kulumudi Formation;D2b-Baerleike Formation;D3t-Tielieketi Formation;ηγ∈-Cambrian biotite adamellite

3 志留紀(jì)-泥盆紀(jì)沉積特征

3.1 志留紀(jì)沉積特征

西準(zhǔn)噶爾南部志留紀(jì)瑪依拉山巖群主要分布在瑪依勒山一帶，是一套海相的正常沉積巖與較少的噴發(fā)沉積及噴發(fā)巖呈相間的互層組合，后經(jīng)區(qū)域動力變質(zhì)作用而發(fā)生片理化、綠泥石化等(肖序常等，1991)。通過詳細(xì)的地質(zhì)剖面測量，根據(jù)巖性特征把瑪依拉山巖群分為上、下兩個(gè)亞群:下志留統(tǒng)瑪依拉山巖群下亞群(S1M)巖石組合為灰綠、暗灰綠色、紫紅色凝灰質(zhì)粉砂巖夾中-基性熔巖(玄武巖、細(xì)碧巖、安山巖等)、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)巖和少量砂巖透鏡體，其中玄武巖具有島弧玄武巖地球化學(xué)特征(楊高學(xué)等，2012);中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群上亞群(S2-4M)巖石組合以灰綠色-綠灰色薄層狀凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、中-薄層狀粘土質(zhì)長石粉砂巖、暗紫紅色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖為主，夾灰褐色薄層狀鈣質(zhì)細(xì)砂巖、綠灰色中-薄層狀長石細(xì)砂巖及少量硅質(zhì)巖。未見底，上與中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組(D2k)呈角度不整合接觸(圖2)。

實(shí)測剖面(圖2)顯示，中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群上亞群(S2-4M)下段以灰綠色-紫紅色薄層狀凝灰質(zhì)粉砂巖為主，發(fā)育包卷層理(圖3a)、滑塌構(gòu)造，粒序?qū)永恚姷讲煌暾孽U馬序列AB 段、ABC 段組合(圖3b);灰綠色薄層狀粉砂巖中夾灰色厚層狀粗粒鈣質(zhì)巖屑砂礫巖，礫石成分以灰綠色凝灰質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖為主，多呈次棱角狀，礫石大小一般為6cm×7cm，砂礫巖中發(fā)育粒序?qū)永?、包卷層理，代表了斜坡扇環(huán)境沉積巖石組合;中段主體以灰綠色-紫紅色薄層狀泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，發(fā)育水平層理、小型滑塌構(gòu)造，偶夾薄層-極薄層狀鈣質(zhì)細(xì)砂巖透鏡體，透鏡體呈滑塌巖塊的形式出現(xiàn)在泥巖基質(zhì)中(圖3c)，細(xì)砂巖中見到正粒序?qū)永?，中段見到多層灰綠色薄層狀-條帶狀硅質(zhì)巖，代表了深海-半深海環(huán)境沉積巖石組合;上段為綠灰色薄層狀粉砂巖與泥巖互層，砂、泥厚度比約為3∶1，粉砂巖中見到小型包卷層理(圖3d)、滑塌構(gòu)造，代表了斜坡扇遠(yuǎn)端沉積巖石組合。由上述特征分析可知，中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群上亞群(S2-4M)總體為一套深水-半深水-斜坡環(huán)境的沉積組合，代表了瑪依勒蛇綠混雜巖的復(fù)理石基質(zhì)。

3.2 泥盆紀(jì)沉積特征

中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組(D2k)主要分布于庫魯木迪山和瑪依勒山一帶，主體為一套陸相-海陸過渡相的淺灰色晶屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、長石石英砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、礫巖、粗砂巖、細(xì)砂巖、安山玢巖及流紋巖組合，與下伏中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群上亞群(S2-4M)為角度不整合接觸，與上覆巴爾雷克組(D2b)為整合接觸。該組上部長石石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖中產(chǎn)出腕足類:Schizospirifer fasciger Zhang(簇狀裂石燕)，Undispirifer elongates Zhang(伸長波浪石燕)，Acrospirifer sp. (巔 石 燕 未 定 種)，Phricodothyris reticularforiforimis (Ozaki)(網(wǎng)格形紋窗貝)，Kayserella xibeiensis Zhang(西北小凱撒貝);珊瑚類:Planocoenites sp.(平共槽珊瑚未定種)，Thamnopora sp. (灌木孔珊瑚未定種)，Coeaites sp.(共槽珊瑚未定種)，以上生物組合的時(shí)代為中泥盆世(魏榮珠等，2011)。

實(shí)測剖面(圖2)顯示，中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組(D2k)與下伏中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群上亞群呈角度不整合接觸關(guān)系，不整合界面清晰，具底沖刷面特征。該組下段底部為一套灰、灰綠色中-厚層狀復(fù)成分礫巖(圖3e)夾灰色薄層狀泥巖，礫石成分復(fù)雜，礫石大小一般為3cm × 5cm ～10cm ×20cm，呈棱角狀，次圓狀。礫巖層中發(fā)育大型槽狀交錯層理(圖3g)，透鏡狀層理，透鏡狀礫石具有定向排列的特征。由下向上，礫巖逐漸過渡為砂礫巖、粗砂巖、細(xì)砂巖，其中綠灰色厚層狀巖屑砂礫巖中含大量異地搬運(yùn)來的腕足類、珊瑚、海百合莖等生物化石碎片，化石破碎、磨損，大小不一，雜亂堆積，顯示出經(jīng)過搬運(yùn)的特征，砂巖中發(fā)育板狀交錯層理、粒序?qū)永淼?，指示了辮狀河環(huán)境沉積巖石組合;中段下部為暗綠灰色中厚層狀粗砂巖夾綠灰色中層狀長石石英砂巖及厚層狀含礫粗砂巖，含礫粗砂巖底部發(fā)育底沖刷面，沖刷面之上發(fā)育多個(gè)由粗變細(xì)的正粒序旋回，礫石大小2cm ×3cm ～4cm×5cm，磨圓度較好，略具定向性排列，向上逐漸變?yōu)榇稚皫r，巖屑含量較高，發(fā)育板狀交錯層理(圖3f)，小型斜層理，含有大量異地搬運(yùn)來的珊瑚、海百合莖碎片及陸相植物化石碎片(圖3h)，形成于曲流河沉積環(huán)境;中段上部主體為灰色中-厚層狀中-粗粒巖屑長石砂巖、含礫粗砂巖，夾深灰色泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)細(xì)砂巖，發(fā)育板狀交錯層理，底沖刷構(gòu)造，槽狀交錯層理、平行層理等，指示了該套沉積組合形成于三角洲平原環(huán)境;上段為綠灰色薄-中層狀長石石英細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，被中泥盆統(tǒng)巴爾雷克組整合覆蓋，含豐富的古生物化石:腕足類、珊瑚、三葉蟲、腹足類、海百合莖等，發(fā)育底沖刷構(gòu)造和波狀層理，形成于淺海環(huán)境。中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組(D2k)在西準(zhǔn)噶爾南部庫魯木迪山和瑪依勒山地區(qū)均有分布，從沉積相空間展布特征來看，由西向東具有規(guī)律性的變化:火山碎屑成分從無到有，并逐漸出現(xiàn)中-基性火山熔巖夾層;火山碎屑巖及正常沉積碎屑巖的碎屑粒度逐漸變小，淺海環(huán)境的凝灰質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及硅質(zhì)巖所占比例明顯增大。

4 不整合面特征

地層不整合接觸關(guān)系是研究地質(zhì)發(fā)展歷史和鑒別地殼運(yùn)動特征的重要依據(jù)。通過詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查，西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組與下伏地質(zhì)體之間存在明顯的角度不整合接觸關(guān)系，庫魯木迪組分別角度不整合于中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群和寒武紀(jì)雜巖體之上。下面分別介紹兩類角度不整合面的地質(zhì)特征。

圖2 西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)中上志留統(tǒng)-中泥盆統(tǒng)地層沉積相剖面Fig.2 Sedimentary facies profile of the Upper Silurian-Middle Devonian strata in the southern West Junggar

圖3 西準(zhǔn)噶爾南部瑪依拉山巖群上亞群(a-d)和庫魯木迪組(e-h)中的沉積構(gòu)造(a)包卷層理;(b)鮑馬序列ABC 段組合;(c)滑塌巖塊;(d)滑塌構(gòu)造;(e)復(fù)成分礫巖;(f)板狀交錯層理;(g)大型斜層理;(h)植物化石Fig.3 Sedimentary structures in the Upper subgroup of Mayilashan Group (a-d)and Kulumudi Formation (e-h)in the southern West Junggar(a)convolute bedding;(a)Bouma sequence ABC;(c)olistolith;(d)slump structure;(e)composite conglomerate;(f)tabular cross bedding;(g)large scale inclined bedding;(h)fossil plant

4.1 庫魯木迪組與瑪依拉山群之間不整合

托里縣向陽營地區(qū)可以見到中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組角度不整合于中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群之上，界面清晰，且界面之下無風(fēng)化殼(圖4a)。界面上、下地層具角度相交，下伏地層經(jīng)歷不同程度的構(gòu)造變形，上覆地層則相對平緩，角度不整合面之下為中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群上亞群的灰綠-紫紅色粉砂巖、泥巖、硅質(zhì)巖沉積，粉砂巖層產(chǎn)狀為165°∠85°，發(fā)育正粒序?qū)永?、小型包卷層理等沉積構(gòu)造，沉積相分析其形成于深水斜坡環(huán)境;角度不整合面之上為中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組復(fù)成分礫巖，礫巖層產(chǎn)狀為355°∠40°，礫石成分復(fù)雜，有花崗巖、閃長巖、火山巖、灰?guī)r、硅質(zhì)巖等;礫石大小不一，礫石大小一般為3 ～5cm×10 ～20cm，大者長軸＞0.5m，呈棱角狀、半棱角狀、次圓狀，少數(shù)呈不規(guī)則的矩形、長方形，分選性及磨圓度皆差，顯示近距離搬運(yùn)、快速堆積特點(diǎn)。底礫巖向上逐漸變細(xì)，由含礫砂巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成正粒序韻律旋回，部分砂巖層內(nèi)見槽狀、板狀、楔狀交錯層理等沉積構(gòu)造，指示其為河流相(辮狀河)沉積。以上分析可知，庫魯木迪組與下伏瑪依拉山巖群在巖性特征、地層序列、沉積環(huán)境等方面均存在顯著差異，表明:在中-上志留統(tǒng)瑪依勒山巖群沉積之后，中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組沉積之前，西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的地殼構(gòu)造運(yùn)動，使得瑪依拉山巖群卷入了以緊閉同斜褶皺為特征的構(gòu)造變形，而其上伏地層庫魯木迪組地層產(chǎn)狀平緩，構(gòu)造變形微弱。因此，上下兩套地層之間的相序不連續(xù)性代表了西準(zhǔn)噶爾地區(qū)古生代洋陸轉(zhuǎn)換構(gòu)造運(yùn)動事件。

4.2 庫魯木迪組與寒武紀(jì)巖體之間不整合

托里縣向陽營業(yè)姆奇地區(qū)出露寒武紀(jì)侵入雜巖體，該侵入雜巖體與瑪依勒蛇綠混雜巖及中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群的巖塊共同組成混雜體，一起沿托里斷裂帶斷續(xù)出露(圖1b)。中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組角度不整合覆蓋在寒武紀(jì)侵入雜巖體之上(圖4b)。1∶25 托里幅對該侵入雜巖體中的輝長巖和中細(xì)粒黑云母二長花崗巖進(jìn)行了LA-ICP-MS 鋯石U-Pb測年，分別獲得521.1 ±2.8Ma 和539.7 ±2.6Ma，時(shí)代為寒武紀(jì)(陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，2012)。不整合面界線附近無斷層及接觸變質(zhì)現(xiàn)象存在，不整合面之下的業(yè)姆奇寒武紀(jì)侵入巖體群均呈小巖珠或巖脈集成、成群產(chǎn)出，但多已構(gòu)造透鏡體化，單個(gè)侵入體(脈)一般小于0.5km2，個(gè)別達(dá)到1km2左右。其巖石類型包括細(xì)粒角閃輝長巖、中細(xì)粒閃長巖、細(xì)粒石英閃長巖、細(xì)粒黑云英云閃長巖、中細(xì)粒黑云二長花崗巖等，表現(xiàn)出“雜巖”特征。區(qū)內(nèi)多處可見上述雜巖體與瑪依勒蛇綠混雜巖在空間上呈緊密“共生”關(guān)系，巖石普遍顯示碎裂及蝕變。各巖體(脈)之間為脈動接觸或構(gòu)造關(guān)系。不整合面之上庫魯木迪組底部礫巖中見到下部輝長巖礫石及花崗巖、閃長巖、碎屑巖等礫石，礫石分選性和磨圓度均較差，雜亂堆積，指示物源距離較近，沒有經(jīng)過長距離的搬運(yùn)，礫巖向上逐漸過渡為含礫粗砂巖、粗砂巖、砂巖，構(gòu)成了由粗變細(xì)的多個(gè)正粒序旋回，指示其形成于辮狀河沉積環(huán)境。這一地層記錄表明，西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)的早古生代造山作用發(fā)生在中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組沉積之前，庫魯木迪組陸相沉積特征是對瑪依勒古生代洋盆閉合過程的沉積學(xué)響應(yīng)。

圖4 西準(zhǔn)噶爾南部中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組與下伏地質(zhì)體之間接觸關(guān)系(a)庫魯木迪組與志留紀(jì)瑪依拉山巖群角度不整合接觸關(guān)系;(b)庫魯木迪組與寒武紀(jì)雜巖體角度不整合關(guān)系(據(jù)陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，2012①陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院. 2012. 新疆1∶25 萬捷爾任斯克幅、托里縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告)Fig.4 The contact relationship between the Middle Kulumudi Formation and its underlying geological body in the southern West Junggar(a)angular unconformity between Kulumudi Formation and Mayilashan Group;(b)angular unconformity between Kulumudi Formation and the Cambrian complex body

5 討論

5.1 瑪依勒洋盆開啟時(shí)限

西準(zhǔn)噶爾作為中亞巨型造山帶的一部分，也是中亞-興蒙構(gòu)造成礦域的重要組成部分，由一系列的增生雜巖帶、古生代巖漿弧構(gòu)成，其內(nèi)部夾雜著許多古生代蛇綠混雜巖、少量早古生代侵入巖體及呈面狀分布的晚古生代后碰撞花崗巖類。震旦紀(jì)時(shí)期，準(zhǔn)噶爾及其相鄰古陸開始裂解，經(jīng)寒武紀(jì)至早奧陶世的持續(xù)擴(kuò)張，古洋盆已經(jīng)發(fā)展到最大規(guī)模，晚奧陶世開始，北疆地區(qū)的古洋開始收縮，古陸緣區(qū)轉(zhuǎn)化成活動陸緣(何國琦等，2001)。在經(jīng)歷了奧陶紀(jì)-志留紀(jì)復(fù)雜的俯沖-碰撞造山作用后，西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)保留了多條代表古大洋巖石圈殘片的早古生代蛇綠巖，如唐巴勒、瑪依勒、巴爾雷克等蛇綠巖。其中瑪依勒蛇綠巖是該地區(qū)早古生代比較重要的蛇綠巖帶之一(楊高學(xué)等，2013)。前人采用了不同的測試方法對瑪依勒蛇綠混雜巖中的輝長巖、玄武巖等分別進(jìn)行了鋯石U-Pb 和全巖Rb-Sr 等時(shí)線測年(朱寶清等，1987;Jian et al.，2005;魏榮珠，2010)，認(rèn)為其形成于中或晚志留世;新疆第一區(qū)調(diào)大隊(duì)(1993)在瑪依勒蛇綠巖建造上部細(xì)碎屑巖中獲得中晚志留世的筆石、珊瑚等，其上依次發(fā)育大量的晚志留世化石和早泥盆世沉積，因此確定其形成時(shí)代為中志留世(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993);李紅生(1994)在瑪依勒地區(qū)瑪依拉山巖群中發(fā)現(xiàn)了中志留世放射蟲化石。但是，楊高學(xué)等(2013)獲得瑪依勒蛇綠巖中輝長巖鋯石U-Pb 年齡為572.2 ±9.2Ma，屬于早震旦紀(jì)，其代表的洋盆很可能在空間上和震旦紀(jì)在唐巴勒地區(qū)的洋盆(523.2 ±7.2Ma，Kwon et al.，1989)是并存的。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn):在托里縣久捎山地區(qū)，瑪依勒蛇綠混雜巖呈構(gòu)造巖塊的形式就位于中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群復(fù)理石基質(zhì)中;托里縣向陽營業(yè)姆奇地區(qū)，瑪依勒蛇綠混雜巖與寒武紀(jì)雜巖體在空間上密切共生，共同組成混雜巖帶，一起沿托里斷裂帶斷續(xù)出露。以上兩種地質(zhì)事實(shí)表明，瑪依勒蛇綠巖所代表的古洋盆至少在寒武紀(jì)時(shí)期就已經(jīng)開啟，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過程，延續(xù)到中-晚志留世。其與西準(zhǔn)噶爾南部其它的早古生代蛇綠混雜巖(如唐巴勒、瑪依勒、巴爾雷克等)屬于同一洋殼的蛇綠巖殘片。通過對比發(fā)現(xiàn)，這些早古生代蛇綠巖具有相似的巖石組合，都沒有完整的序列(馮益民，1986)，而且在礦物學(xué)和REE 方面具有共同的特點(diǎn)，表明形成于相似的構(gòu)造環(huán)境中(白文吉等，1995)，都是以蛇綠混雜體的形式出露，和復(fù)理石及類復(fù)理石，或者和島弧沉積一起構(gòu)成疊瓦狀構(gòu)造;在經(jīng)歷復(fù)雜的俯沖、拼貼及造山運(yùn)動之后，分布于目前不同的地理位置。因此，瑪依勒蛇綠混雜巖與西準(zhǔn)南部其它地區(qū)早古生代蛇綠巖都屬于同一洋殼的蛇綠巖殘片，其形成時(shí)代可能要追溯到寒武紀(jì)。

5.2 瑪依勒洋盆閉合時(shí)限

查明洋盆閉合時(shí)限對重建古構(gòu)造格局和恢復(fù)造山帶構(gòu)造演化歷史具有非常重要的意義。洋盆閉合的時(shí)限可以根據(jù)碰撞后同造山時(shí)期的巖漿作用、變質(zhì)作用和磨拉石沉積作用作為碰撞事件的時(shí)代上限(李繼亮等，1999)。西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)瑪依勒蛇綠混雜巖呈構(gòu)造巖塊的形式就位于瑪依拉山巖群復(fù)理石基質(zhì)中或與寒武紀(jì)雜巖體在空間上密切伴生;中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組分別角度不整合于中-上志留統(tǒng)瑪依勒山巖群和寒武紀(jì)雜巖體之上。因此，西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)庫魯木迪組沉積作用的時(shí)代下限可以限定瑪依勒古生代洋盆閉合時(shí)代的上限。庫魯木迪組上部長石石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖中產(chǎn)出腕足類、珊瑚類等中泥盆世生物化石組合，其時(shí)代是中泥盆世(魏榮珠等，2011)。因此，庫魯木迪組的沉積下限給出了瑪依勒早古生代洋盆閉合時(shí)限的上限年齡，即瑪依勒蛇綠混雜巖所代表的大洋至少在中泥盆世之前就已經(jīng)閉合，蛇綠巖構(gòu)造就位已經(jīng)完成。另外，通過實(shí)測剖面分析，中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組與中-上志留統(tǒng)瑪依拉山巖群之間在巖性特征、地層序列、沉積環(huán)境等方面均存在顯著差異。表明在中-上志留統(tǒng)瑪依勒山巖群沉積之后，中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組沉積之前，西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動，這一時(shí)期是地殼構(gòu)造演化發(fā)展重大轉(zhuǎn)換時(shí)期。庫魯木迪組底部發(fā)育一套復(fù)成份礫巖，礫石成分復(fù)雜，有花崗巖、閃長巖、火山巖、灰?guī)r、硅質(zhì)巖等，具有向上逐漸變細(xì)的正韻律旋回，同時(shí)，西準(zhǔn)南部早古生代地層也卷入了以緊閉同斜褶皺為特征的構(gòu)造變形，還伴有早古生代洋殼的加入，而其上覆地層庫魯木迪組產(chǎn)狀平緩，變形微弱。因此，發(fā)生在早古生代末期的洋陸轉(zhuǎn)換事件對西準(zhǔn)噶爾南部的構(gòu)造演化產(chǎn)生了重要影響，使得中泥盆統(tǒng)與中-上志留統(tǒng)兩套地層之間存在相序不連續(xù)，沉積環(huán)境突變，構(gòu)造變形迥異等現(xiàn)象。

這一區(qū)域性的構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件指示西準(zhǔn)噶爾南部地區(qū)經(jīng)歷了早古生代和晚古生代兩期構(gòu)造演化過程，使得多條早古生代蛇綠巖混雜巖帶(唐巴勒、瑪依勒、巴爾雷克及克拉瑪依蛇綠巖等)均以構(gòu)造巖塊的形式分別出現(xiàn)在奧陶紀(jì)、志留紀(jì)地層中。這些蛇綠混雜巖形成后，其中的部分巖塊進(jìn)入俯沖帶循環(huán)到地幔深處并折返到地殼淺部，是一個(gè)多時(shí)期、多階段和多成因巖石的混雜體(朱永峰等，2008);多個(gè)小陸塊或地塊，如塔城微地塊、準(zhǔn)噶爾-吐哈陸塊、伊犁微地塊及中天山地塊群完成了拼貼增生過程，形成了統(tǒng)一的哈薩克斯坦板塊。徐新等(2010)也認(rèn)為哈薩克斯坦板塊不存在一個(gè)統(tǒng)一的前寒武紀(jì)古大陸核，而是由漂移于古亞洲洋中的多個(gè)前寒武紀(jì)陸塊及早古生代增生體拼貼而成的，是位于西伯利亞、東歐、塔里木三個(gè)前寒武紀(jì)古大陸板塊之間的一個(gè)早古生代增生板塊。在晚古生代時(shí)期哈薩克斯坦板塊是由陸殼、過渡殼與部分殘余洋殼組成的聯(lián)合板塊。因此，西準(zhǔn)噶爾南部中泥盆統(tǒng)與下伏地質(zhì)體之間的角度不整合現(xiàn)象是準(zhǔn)噶爾-吐哈陸塊與伊犁微地塊碰撞過程的地質(zhì)響應(yīng)，瑪依勒蛇綠巖極有可能是這兩個(gè)塊體增生拼合過程的洋殼殘片。

6 結(jié)論

(1)西準(zhǔn)噶爾南部瑪依勒蛇綠混雜巖與該地區(qū)其他早古生代蛇綠巖屬于同一洋殼的殘片，其形成時(shí)代可能要追溯到寒武紀(jì)。

(2)中泥盆統(tǒng)庫魯木迪組的沉積下限給出了瑪依勒早古生代洋盆閉合時(shí)限的上限，即瑪依勒蛇綠混雜巖所代表的大洋至少在中泥盆世之前就已經(jīng)閉合。

(3)早古生代末期的造山作用對西準(zhǔn)噶爾南部的構(gòu)造演化產(chǎn)生了重要影響，使得中泥盆統(tǒng)與中-上志留統(tǒng)兩套地層之間存在相序不連續(xù)，沉積環(huán)境突變、構(gòu)造變形迥異等現(xiàn)象。西準(zhǔn)噶爾南部中泥盆統(tǒng)與下伏地質(zhì)體之間的角度不整合現(xiàn)象是準(zhǔn)噶爾-吐哈陸塊與伊犁微地塊碰撞過程的地質(zhì)響應(yīng)，瑪依勒蛇綠巖極有可能是這兩個(gè)塊體增生拼合過程的洋殼殘片。

致謝 野外工作期間得到了陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院趙文平高級工程師、張練練高級工程師、劉松柏工程師等同志的大力幫助;參加野外工作的還有西安地質(zhì)調(diào)查中心李智佩研究員、馬中平研究員、孫吉明助理研究員等;在此一并表示由衷的感謝。

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