新疆東天山雅滿蘇鎮(zhèn)北一帶南華紀(jì)冰磧巖地質(zhì)特征及意義

曹福根，趙樹銘，王敦科，施文翔，劉崴國(guó)，董富榮

新疆東天山雅滿蘇鎮(zhèn)北一帶南華紀(jì)冰磧巖地質(zhì)特征及意義

曹福根，趙樹銘，王敦科，施文翔，劉崴國(guó)，董富榮

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830013）

近年?yáng)|天山開展的1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作在雅滿蘇鎮(zhèn)北新發(fā)現(xiàn)一套冰磧巖，經(jīng)填圖及剖面調(diào)查研究，查明該套冰磧巖不整合于一套淺變質(zhì)碎屑巖之上，與寒武—石炭紀(jì)大洋殘片混雜產(chǎn)出，冰磧巖中有典型的冰川條痕石、馬鞍石、壓扭石等。經(jīng)區(qū)域?qū)Ρ?，該套冰磧巖組合與庫(kù)魯克塔格地區(qū)上南華統(tǒng)阿勒通溝組（Nh2a）可對(duì)比，下伏的淺變質(zhì)碎屑巖與下南華統(tǒng)照壁山組（Nh1zh）可對(duì)比，初步確定其時(shí)代為南華紀(jì)。新發(fā)現(xiàn)的冰磧巖位于中天山地塊北緣，為中天山地塊與庫(kù)魯克塔格地塊同屬為塔里木微板塊提供了新的證據(jù)。

雅滿蘇；冰磧巖；冰川條痕石；南華紀(jì)

新疆東天山地區(qū)一般指東經(jīng)90°以東的吐哈盆地和塔里木盆地間中低山丘嶺區(qū)，阿其克庫(kù)都克斷裂以北為覺羅塔格地區(qū)，以南為中天山地區(qū)。大地構(gòu)造位置位于準(zhǔn)噶爾與塔里木微板塊的銜接部位，也是重要的成礦帶，歷來是疆內(nèi)外地質(zhì)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)［1-6］。中天山地塊的歸屬一直存在較大爭(zhēng)議，更深一步的爭(zhēng)議就是準(zhǔn)噶爾微板塊與塔里木微板塊界線問題：一部分學(xué)者認(rèn)為二者界線為紅柳河蛇綠混雜帶，其向西與南天山蛇綠混雜巖相接［4］??張良臣.新疆板塊構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D，新疆地礦局，2003、2005，那么中天山古地塊則屬準(zhǔn)噶爾微板塊。一部分則認(rèn)為二者界線為康古爾-苦水（黃山）構(gòu)造混雜帶或阿其克庫(kù)都克斷裂［1-3，5］，那么中天山屬塔里木微板塊。不同學(xué)者由于對(duì)二者界線的認(rèn)識(shí)不一致，從而對(duì)東天山地區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨爸刑焐降貕K、阿齊山-雅滿蘇火山巖帶、康古爾-苦水（黃山）構(gòu)造混雜帶等構(gòu)造屬性持截然不同的認(rèn)識(shí)。近年來部分學(xué)者通過對(duì)新疆古塊體前南華紀(jì)變質(zhì)基底研究，認(rèn)為中天山與塔里木微板塊庫(kù)魯克塔格地區(qū)基本相似［6］，并在中天山中部喀拉塔格一帶發(fā)現(xiàn)了與庫(kù)魯克塔格地區(qū)下南華統(tǒng)貝義西組相似的早南華世火山巖建造??新疆地礦局第一區(qū)調(diào)大隊(duì).新疆1∶25萬大黑山幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告，2003??西安地質(zhì)研究所.新疆東天山大黑山地區(qū)1∶5萬（四幅聯(lián)測(cè)）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告，2009，因而越來越多學(xué)者認(rèn)為中天山與庫(kù)魯克塔格地區(qū)同屬塔里木微板塊，但仍缺乏有力證據(jù)。近年來在該區(qū)開展的1∶25萬區(qū)調(diào)項(xiàng)目在雅滿蘇北一帶新發(fā)現(xiàn)一套冰磧巖（圖1）??新疆地礦局第一區(qū)調(diào)大隊(duì).新疆1∶25萬雅滿蘇鎮(zhèn)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告，2013，并查明其不整合于一套淺變質(zhì)碎屑巖之上，冰磧巖中有典型的冰川條痕石、馬鞍石、壓扭石等。經(jīng)區(qū)域?qū)Ρ?，該套冰磧巖組合與庫(kù)魯克塔格地區(qū)上南華統(tǒng)阿勒通溝組可對(duì)比，不整合下的淺變質(zhì)碎屑巖與下南華統(tǒng)照壁山組可對(duì)比，初步確定其時(shí)代為南華紀(jì)。該發(fā)現(xiàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和理解覺羅塔格構(gòu)造帶及中天山地塊的構(gòu)造屬性及演化具重要意義。

1 分布及剖面描述

本次新發(fā)現(xiàn)冰磧巖分布在雅滿蘇鎮(zhèn)北一帶（東戈壁鉬礦至苦水火車站以北一帶），以小角度或平行不整合于一套淺變質(zhì)碎屑巖之上。該套冰磧巖中含典型冰川條痕石、壓裂石、馬鞍石等，經(jīng)區(qū)域?qū)Ρ?，該套冰磧巖與庫(kù)魯克塔格地區(qū)上南華統(tǒng)阿勒通溝組可對(duì)比，其不整合之下的碎屑巖與下南華統(tǒng)照壁山組可對(duì)比，二者常呈斷塊與寒武—石炭紀(jì)大洋殘片混雜產(chǎn)出（圖2）。本次工作測(cè)制多條剖面，以苦水車站北的XXIII號(hào)剖面具代表性（圖3），剖面起點(diǎn)：

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖Fig.1 Tectonics and location of study area

向斜未見頂上南華統(tǒng)阿勒通溝組（Nh2a）總厚度142.4 m 13.41.5 m 12.29.0 m 11.3.2 m 10. 9. 8.灰綠色、灰紫色變質(zhì)薄層狀-紋層粉砂質(zhì)板巖、泥板巖，偶見冰磧礫石灰、灰黃色變質(zhì)冰磧礫石質(zhì)中粗粒巖屑砂巖、冰磧砂礫巖、礫巖夾紋層泥巖淺綠色變質(zhì)含冰磧礫石薄層狀粉砂質(zhì)板巖夾紋層狀粉砂質(zhì)泥板巖黃褐色變質(zhì)含冰磧礫石粗粒巖屑長(zhǎng)石砂巖灰褐色變質(zhì)含冰磧礫石中粗粒巖屑砂巖灰褐、黃褐色變質(zhì)含冰磧礫石中粗巖屑長(zhǎng)石砂巖61.3 m 17.6 m 17.8 m～～～～～～～～小角度不整合～～～～～～～～下南華統(tǒng)照壁山組（Nh1zh）總厚度327.5 m 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1.未見底========斷層========苦水雜巖（∈—CK）：灰綠色玄武巖為主，上覆少量紅色硅質(zhì)巖灰綠色變質(zhì)細(xì)砂巖灰、灰黃色變質(zhì)巖屑砂巖灰褐色變質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖灰綠色變質(zhì)細(xì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖灰綠色變質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖夾灰紫色凝灰質(zhì)粉砂巖深灰色變質(zhì)凝灰質(zhì)粉砂巖灰色變質(zhì)中粗粒砂巖、灰綠色細(xì)砂巖、粉砂巖韻律層60.6 m 111.7 m 66.7 m 6.9 m 41.6 m 11.2 m 28.8 m

94 °12 ′12 ″，北緯41°59′09″，剖面巖性如下：從上述剖面可知照壁山組為一套淺變質(zhì)碎屑巖沉積建造，巖性為淺變質(zhì)的砂巖、粉砂巖，基本保留了原砂巖、粉砂巖面貌及原巖層序，具濱海相-淺海相沉積特征，為間冰期碎屑巖沉積。阿勒通溝組為一套冰水沉積，巖性為變質(zhì)含冰磧礫石中細(xì)粒巖屑（長(zhǎng)石）砂巖、變質(zhì)粗粒巖屑長(zhǎng)石砂巖、含冰磧礫石薄層-紋層狀粉砂質(zhì)泥板巖、冰磧礫石質(zhì)中粗粒巖屑砂巖、冰磧泥礫巖、紋層泥巖等，與照壁山組較好區(qū)分，阿勒通溝組小角度不整合于照壁山組之上，呈較完整的向斜構(gòu)造（圖3）。

2 冰磧巖特征

經(jīng)實(shí)測(cè)剖面及野外路線觀察，研究區(qū)的冰磧巖均產(chǎn)出于阿勒通溝組內(nèi)，由XXIII號(hào)剖面看，從下到上巖石冰磧礫石逐漸增多，至12層最發(fā)育，但是頂部層中礫石少見，將主要冰磧巖巖石類型及特征介紹如下：

灰褐、黃褐色變質(zhì)含冰磧礫石中粗巖屑（長(zhǎng)石）砂巖分布于阿勒通溝組中下部（剖面8～10層），巖石具中厚層狀構(gòu)造，變余中粗粒砂狀結(jié)構(gòu)，礫石成分多為石英質(zhì)、硅質(zhì)（燧石），少數(shù)大理巖，磨圓較好，多為卵石，分選一般，粒徑3～20 cm，多為5～10 cm，礫石多具冰川壓裂紋，少數(shù)可見凹坑和擦痕等。

圖2 苦水車站北一帶地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Noerthern Railway Station KuShui

灰、灰黃色變質(zhì)冰磧礫石質(zhì)中粗粒巖屑砂巖、冰磧砂礫巖、礫巖夾紋層（泥）巖分布于中上部（剖面12層），本層最主要特征是夾有典型冰磧礫巖、紋層狀泥（板）巖，是本區(qū)主要冰磧層。①冰磧礫石質(zhì)中粗粒巖屑砂巖。與中下部的含冰磧礫石中粗巖屑（長(zhǎng)石）砂巖相比，礫石有所增加，約15%～25%，其他特征基本一致；②冰磧砂礫巖、礫巖。層理不是很清楚，以較大透鏡體產(chǎn)出，與冰磧礫石質(zhì)中粗粒巖屑砂巖呈漸變過渡關(guān)系，分布較廣。礫石成分復(fù)雜，分選性較差，主要有石英質(zhì)、硅質(zhì)、泥巖等，少數(shù)大理巖、花崗巖等，礫石大小不等，粒徑5～20 cm，少數(shù)大于30 cm，長(zhǎng)軸方向多平行層理；礫巖為基底式砂質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，局部為接觸式膠結(jié)。該層礫石具冰川壓裂紋，形成各類冰川條痕石。區(qū)內(nèi)常見龜背條痕石，為礫石壓在厚大冰川之下，冰川緩慢移動(dòng)（顫動(dòng)）形成，其特征是一面有壓裂形成的如龜背的條痕（圖4-1）。本區(qū)除一般的龜背條痕石，還可見一面發(fā)育整齊的刀切式條痕，一面較平坦的條痕石（圖4-2，3），筆者暫稱為刀切式條痕石（圖4-4）。是礫石壓在特別厚大的冰川下，冰川在十分緩慢、有規(guī)律的顫動(dòng)式移動(dòng)情況下形成的整齊刀切條痕石，反映當(dāng)時(shí)該區(qū)位于十分寒冷的極地。區(qū)內(nèi)還見冰川作用形成的壓扭石、馬鞍石等，礫石上還見擦痕、壓凹坑等現(xiàn)象（圖4-5，6）。另外本區(qū)局部地方冰磧礫巖中泥質(zhì)礫石較常見，主要為橢圓狀、卵狀，大小約5～20 cm。筆者認(rèn)為其可能為冰磧紋泥巖在半固結(jié)狀態(tài)下就地遭外力破壞碎裂，經(jīng)海水?dāng)噭?dòng)磨圓，后與冰川壓裂礫石等一起沉積形成的礫巖。③冰磧紋層泥（板）巖。夾于礫巖中或含礫巖屑砂巖中，分布較少，厚度薄，巖石由于受后期變質(zhì)成板巖，但仍保留極細(xì)紋層理。

圖3 苦水車站北XXIII號(hào)實(shí)測(cè)剖面Fig.3 No.23 measured geological profile of Noerth Railway Station KuShui

圖4 各類冰磧巖及冰川條痕石Fig.4 Photos of glacial tillites and Striate pebbles

淺綠色變質(zhì)含冰磧礫石薄層狀粉砂質(zhì)板巖夾紋層狀粉砂質(zhì)泥板巖該類巖石野外常見，分布于中部及頂部，少量礫石分布于粉砂巖中，有些礫石長(zhǎng)軸方向與層理近垂直，顯示冰墜特征。

上述各類巖石均含冰川作用下形成的具奇特形態(tài)的礫石，尤其龜背條痕石、刀切條痕石等條痕石。條痕一面明顯，一面平坦現(xiàn)象只能在冰川緩慢移動(dòng)時(shí)形成，是一般剪切作用無法形成的。本區(qū)巖石局部發(fā)育不連續(xù)劈理（破劈理），現(xiàn)在看到的礫石上條痕與后期劈理方向明顯不一致。礫石壓裂條痕被沉積泥質(zhì)所充填，說明礫石的條痕絕非后期動(dòng)力剪切形成。因此，本區(qū)龜背條痕石、刀切條痕石等條痕石的形成是一次較大的冰期厚大冰川作用下的冰水沉積形成。結(jié)合其下伏碎屑巖建造特征，認(rèn)為該套冰磧巖形成于冰川作用下的海洋環(huán)境。

3 區(qū)域?qū)Ρ燃皶r(shí)代確定

塔里木及周邊的庫(kù)魯克塔格、阿克蘇-柯坪-烏什、賽里木湖果子溝、特克里克、北山等地區(qū)冰磧巖較發(fā)育［7-8，9］，其中以庫(kù)魯克塔格地區(qū)一帶出露最好。該區(qū)發(fā)育完整的南華系和震旦系，建立了庫(kù)魯克塔格群，其中南華系4個(gè)組：下南華統(tǒng)貝義西組，照壁山組和上南華統(tǒng)阿勒通溝組、特瑞愛肯組；震旦紀(jì)4個(gè)組：扎摩克提組、育肯溝組、水泉組、漢格爾喬克組。該區(qū)是目前世界各大陸唯一發(fā)育4套新元古代冰磧巖剖面的地區(qū)，是新元古代全球性冰期事件（“雪球事件”）的完整體現(xiàn)。地質(zhì)學(xué)家將新元古代劃分出4個(gè)冰期及四套冰磧巖［10-14］，其中南華紀(jì)冰磧巖有3套，庫(kù)魯克塔格地區(qū)分布于下南華統(tǒng)貝義西組及上南華統(tǒng)阿勒通溝組和特瑞愛肯組。前人在中天山喀拉塔格地區(qū)已發(fā)現(xiàn)與庫(kù)魯克塔格地區(qū)貝義西組相似的火山巖，均角度不整合于青白口紀(jì)北塞納爾塔格組之上［11］??新疆地礦局第一區(qū)調(diào)大隊(duì)，新疆1∶25萬大黑山幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告，2003??西安地質(zhì)研究所，新疆東天山大黑山地區(qū)1∶5萬（四幅聯(lián)測(cè)）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告，2009。本次新發(fā)現(xiàn)冰磧巖與喀拉塔格地區(qū)十分近，位于中天山北緣，經(jīng)橫向及縱向?qū)Ρ?，與庫(kù)魯克塔格地區(qū)上南華統(tǒng)阿勒通溝組可對(duì)比，碎屑巖巖性組合與庫(kù)魯克塔格地區(qū)下南華統(tǒng)照壁山組亦可對(duì)比（表1）??張良臣.新疆板塊構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D，新疆地礦局，2003，2005。據(jù)前人資料，塔里木及周邊地區(qū)的冰磧巖時(shí)代均為南華-震旦紀(jì)［7-8］，而冰磧巖在特定的地質(zhì)歷史時(shí)期才出現(xiàn)。初步認(rèn)為冰磧巖時(shí)代為南華紀(jì)。該套巖石組合出露在塔里木微板塊北緣，暫使用照壁山組和阿勒通溝組較合適。

4 地質(zhì)意義討論

本次在中天山北緣雅滿蘇鎮(zhèn)北新發(fā)現(xiàn)的冰磧巖特征與庫(kù)魯克塔格地區(qū)阿拉通溝組冰磧巖十分相似，說明中天山與庫(kù)魯克塔格地區(qū)在南華紀(jì)基本在同一緯度，進(jìn)一步證明了中天山與庫(kù)魯塔格微地塊同屬塔里木微地塊。結(jié)合前人資料及筆者近年在該區(qū)的工作，得出以下幾點(diǎn)新認(rèn)識(shí)：①中天山北緣康古爾-苦水-黃山一帶新發(fā)現(xiàn)前南華紀(jì)古巖塊，本次又發(fā)現(xiàn)南華紀(jì)蓋層，基本確定該區(qū)存在前寒武紀(jì)基底，屬中天山古陸塊北緣，即塔里木微板塊北緣；②新元古代青白口紀(jì)晚期—南華紀(jì)初期，塔里木微板塊成為羅迪尼亞統(tǒng)一大陸的一部分，中天山與庫(kù)魯克塔格地區(qū)古地理環(huán)境為濱-淺海環(huán)境和冰雪覆蓋的古陸。據(jù)冰川條痕石特征，中天山北緣出現(xiàn)了整齊的刀切條痕石，顯示該區(qū)冰川更為厚大，冰川作用更強(qiáng)；③從南華紀(jì)早期開始，塔里木微板塊邊緣同時(shí)裂解形成不均一裂谷，如庫(kù)魯克塔格地區(qū)、北山紅柳河地區(qū)、南天山地區(qū)、康古爾-苦水地區(qū)，然而多數(shù)裂谷夭折或只發(fā)展形成有限洋盆，其中庫(kù)魯克塔格地區(qū)裂谷可能在寒武紀(jì)已經(jīng)夭折；北山的紅柳河地區(qū)、南天山地區(qū)裂谷發(fā)展成為有限洋盆，成為古亞洲洋的一部分，但二者始終都沒貫通成為一個(gè)大洋；紅柳河有限洋盆在志留紀(jì)末期—泥盆紀(jì)早期已經(jīng)閉合；南天山有限洋盆閉合時(shí)間不晚于早石炭世。只有塔里木北緣康古爾-苦水大洋規(guī)模發(fā)展最大，成為古亞洲洋的一部分，因而其閉合時(shí)間最晚，在晚石炭世末期閉合。塔里木微板塊北緣寒武紀(jì)至泥盆紀(jì)早期一直為被動(dòng)陸緣，在泥盆紀(jì)晚期，才轉(zhuǎn)為活動(dòng)陸緣，在阿奇山-雅滿蘇一帶形成晚古生代陸緣火山弧?？倒艩?苦水-黃山構(gòu)造混雜巖帶是康古爾-苦水大洋閉合的遺跡，故而其才是準(zhǔn)噶爾微板塊與塔里木微板塊界線，該構(gòu)造混雜巖帶的南界為雅滿蘇大斷裂（而非前人認(rèn)為的阿其克庫(kù)都克斷裂），北界為康古爾斷裂。

表1 研究區(qū)與庫(kù)魯塔格地區(qū)南華系對(duì)比表Table 1 Comparison table of study area and kuluketage area during Nanhua period

致謝：野外工作中得到了中國(guó)地調(diào)局西安地調(diào)中心李榮社教授級(jí)高工、新疆地調(diào)院朱志新教授級(jí)高工等專家的支持和指導(dǎo)；感謝匿名審稿人提出的建設(shè)性意見。

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Geological Characteristics and Significance of the Nanhua Period Tillite from Northern YaManSu area in Eastern Tianshan，XinJiang

Cao Fugen，Zhao Shuming，Wang Dunke，Shi Wenxiang，Liu Weiguo，Dong Furong
（No.1 Geological Survey Team，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources and Development，Urumqi，Xinjiang，830013，China）

A suite of tillite distributed Northern Yamansu Town eastern Tianshan was discovered by map plotting and profile investigation from 1:250000 regional geological survey work in Eastern Tianshan in recent years.The tillite which unconformed onto a set of epimetamorphic clastic rocks，immingle with Cambrian-Carboniferous ocean debris.The Tillite involve Striate pebble，saddle stone，pressure torsion stone Etc.in typical.The tillite from Kulutage region can be compared to the Aletonggou group Late Nanhua System（Nh2a），even，the clastic rocks beneath the unconformity can be compared to the Zhaobishan group Early Nanhua System（Nh1zh）from the regional correlation.Therefore，the suit of tillite is Nanhua Period.The newly discovered tillite is located in the north margin of the Middle TianShan block，proving that both of the Middle Tianshan massif and Kulutage micro-massif are belong to the Tarim microplate.Therefore，the discovery of the tillite has important geological significance.

YaManSu；Glacial tillite；Striate pebble；Nanhua Period

1000-8845（2015）01-15-06

P534

A

2013-12-06；

2014-03-24；作者E-mail:925537452@qq.com.

曹福根（1975-），男，四川榮縣人，2000年畢業(yè)于東北大學(xué)固體礦產(chǎn)勘查專業(yè)，從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作