新疆葉城縣庫地—西合休一帶弧盆系地質(zhì)構(gòu)造演化

譚克彬，賈紅旭，王　恒，陳　強，郭　濤，馬金林，劉　建，譚治雄，張　偉

（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊，新疆哈密839000）

新疆葉城縣庫地—西合休一帶弧盆系地質(zhì)構(gòu)造演化

譚克彬*，賈紅旭，王恒，陳強，郭濤，馬金林，劉建，譚治雄，張偉

（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊，新疆哈密839000）

新疆葉城縣庫地—西合休一帶位于西昆侖造山帶，隸屬青藏高原北緣弧盆系的西段，其地殼演化與地質(zhì)發(fā)展歷史就是早中元古代超級大陸在該地域從解體→始特提斯洋→古特提斯洋形成→閉合的歷史。超級大陸的解體在該區(qū)發(fā)生在（812～753）Ma間，該洋盆從奧陶紀中期開始消減，由北而南俯沖于西昆侖古陸之下，在志留紀末大洋消減殆盡，之后發(fā)生陸陸碰撞造山運動。

庫地；地質(zhì)演化史；弧盆系；葉城縣；新疆

1　基底形成階段

新疆葉城庫地—西合休一帶的西昆侖造山帶，其弧盆系基底為高角閃巖相變質(zhì)的古元古界哈拉斯坦巖群和高綠片巖相—低角閃巖相變質(zhì)的中元古界庫浪那古巖群。前者是形成于地殼下部構(gòu)造層次下亞構(gòu)造層次的結(jié)晶基底，后者是形成于下部構(gòu)造層次上亞構(gòu)造層次的過渡基底。

1.1結(jié)晶基底形成階段

古元古界哈拉斯坦巖群的原巖具被動陸緣沉積建造特征，而侵入其中的酸性巖體又具弧巖漿巖性質(zhì)，似乎又形成于活動陸緣。在古老的太古代陸核間發(fā)育的元古代活動帶可能發(fā)育于硅鋁質(zhì)基底之上，它們不是大洋關(guān)閉、大規(guī)模板塊匯聚而成，而可能與陸殼拉張變薄、有限的裂離及繼后的地殼縮短、重新變厚有關(guān)，即小規(guī)模威爾遜旋回的結(jié)果。因此哈拉斯坦巖群中的古元古代晚期具碰撞性質(zhì)的弧性花崗巖不是大規(guī)模板塊碰撞造山的產(chǎn)物，而更像是古元古代陸塊非造山性質(zhì)的對接拼貼造成。

區(qū)內(nèi)哈拉斯坦巖群變質(zhì)程度較高（達中溫）而變形面理不甚發(fā)育，表明變形—變質(zhì)時，地熱梯度較高而應(yīng)力作用卻不是主導控制因素，這反映變質(zhì)時其原巖是處在地殼的下部構(gòu)造層次下亞構(gòu)造層次之上段，在那里隨著溫度升高巖石已部分熔融，呈不同粘性的流體狀態(tài)而發(fā)生柔流重結(jié)晶，部分劈理消失，從而成為流劈理不甚發(fā)育的結(jié)晶基底。

1.2過渡基底形成階段

區(qū)內(nèi)庫浪那古巖群為活動陸緣具弧后盆地性質(zhì)的沉積建造。其構(gòu)造變形以固態(tài)流變特征而區(qū)別于哈拉斯坦巖群的流體狀態(tài)下的柔流，反映二者形成于地殼的不同構(gòu)造層次而變形—變質(zhì)程度（重結(jié)晶程度）有強弱之差。區(qū)域上庫浪那古巖群的構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，而哈拉斯坦巖群的構(gòu)造線方向與之有一較大交角，由此推斷，哈拉斯坦巖群為庫浪那古巖群的基底。所以沉積庫浪那古巖群原巖的“弧后盆地”是在哈拉斯坦巖群陸殼的基礎(chǔ)上拉張裂陷而成的海盆。

庫浪那古巖群的變形發(fā)生在地殼下部構(gòu)造層次的上亞構(gòu)造層次，其順層韌性剪切帶與順層掩臥褶皺組成的固態(tài)流變構(gòu)造群落（褶疊層），反映形成機制是在垂向壓縮、橫向伸展體制下的大規(guī)模水平分層剪切流變或不均勻?qū)恿?。在這種伸展體制下產(chǎn)生多層次、多尺度層圈式的折離滑脫和構(gòu)造流動，推斷它與基底哈拉斯坦巖群間曾存在一剝離斷層，庫浪那古巖群就是剝離斷層上盤的巨型近水平韌性剪切帶。這一巨型韌性剪切帶在地質(zhì)時間尺度內(nèi)經(jīng)過長期的非共軸遞進變形后，于中元古末期成為西昆侖弧盆系的過渡性基底。

侵入于庫浪那古巖群中的中元古期西合休花崗巖為鈣堿系列S型花崗巖，具碰撞花崗巖性質(zhì)。但如前所述，庫浪那古巖群的變形特征顯示伸展體制環(huán)境，因此中元古末期也沒有大規(guī)模的板塊俯沖—碰撞造山，陸塊的拼貼與古元古末期一樣，也屬非造山型的對接拼貼。

現(xiàn)代散處的克拉通均以深斷裂為界，邊界斷裂截過基底巖層的走向，而在克拉通之間的造山帶，散布著許多具有古老陸殼基底的中間地塊，暗示這些克拉通和中間地塊曾是統(tǒng)一超級大陸破裂的產(chǎn)物，因而一些學者推測，在中、晚元古代、現(xiàn)代散布的克拉通曾一度結(jié)合成統(tǒng)一的超級大陸—即泛大陸。據(jù)此認為作為西昆侖造山帶基底的中間地塊，哈拉斯坦巖群和庫浪那古巖群也是經(jīng)過古元古代末期和中元古代末期非造山性質(zhì)的拼貼后，在中元古代末期成為了超級大陸（泛大陸）的一部份。

2　弧盆演化階段

2.1裂谷形成階段

區(qū)內(nèi)南華系西合休巖組的原巖為一套含裂谷型雙峰式堿性火山巖的沉積建造。其中堿性流紋巖的鋯石U-Pb年齡為（753.4±2.4）Ma和（812.2±4.7）Ma，堿性玄武巖的鋯石年齡為（766.9±9.4）Ma。該組年齡值將西合休巖組的時代鎖定在新元古代南華紀，揭示了在現(xiàn)今中國的西部，中、晚元古代超級大陸形成后，又于新元古代南華紀開始解體而開啟新的洋（海）盆。

古地磁和全球大陸復(fù)原資料表明，在550Ma前岡瓦納大陸與西北利亞陸塊、北美陸塊和波羅的陸塊之間存在始特提斯洋，北中國陸塊和其它一系列小陸塊一起，構(gòu)成位于岡瓦納大陸澳大利亞的西緣、始特提斯洋東側(cè)的多陸塊群［1］。即除北中國陸塊外的眾多陸塊就是當今秦祁昆造山系中的諸多古老的中間地塊。它們與其間新元古代—早古生代的眾多具島弧性質(zhì)的洋（海）盆構(gòu)成了延綿于現(xiàn)今青藏高原北緣—北秦嶺的多島弧盆系。西合休巖組所代表的裂谷應(yīng)該是具始特提斯洋性質(zhì)或與始特提斯洋有成因聯(lián)系的初始洋盆。是中、晚元古代超級大陸（泛大陸）解體的產(chǎn)物。

2.2洋盆（海盆）擴張階段

代表庫地—祁曼于特始特提斯洋殼的庫地蛇綠雜巖具頗為完整的蛇綠巖套層序。前人對測區(qū)蛇綠巖中的一些克溝以南哈拉斯坦河西岸的枕狀玄武巖做過多種不同測試方法的測年，獲得（698～1023）Ma的一批年齡值。其中：鄧萬明［2］年測得的698Ma的Sm-Nd模式年齡晚于前述初始裂谷年齡（812.2～753.4）Ma（鋯石U-Pb），因此是比較合理的洋盆年齡。西合休北的牙扎克席狀輝長巖—輝綠巖墻群構(gòu)造塊體中暗色輝長巖的U-Pb年齡為（548.2±9.7）Ma。鄧萬民認為“模式年齡通常反映熔體從源區(qū)與熔融殘留體分離的時間，無疑要早于在洋底噴發(fā)時封閉體系的成巖時間”，因此該輝長巖和肖序常［3］測得與庫地超基性巖共生的石英輝長巖（淺色巖）的512Ma鋯石SHRIMP年齡也應(yīng)為殘余地幔不同階段的巖漿分異年齡。庫地的方輝橄欖巖（502±13）Ma［4］、純橄欖巖（408.6±8.1）Ma為殘余超基性巖漿年齡。

由橄欖質(zhì)軟流圈的底劈地幔發(fā)生部分熔融而形成的巖漿分異時，先形成玄武質(zhì)熔巖和輝長巖類巖石的巖漿，而殘余物才是超基性巖漿。上列年齡值表明，測區(qū)庫地蛇綠巖漿的分異乎合這一規(guī)律：玄武巖漿698Ma→暗色輝長巖漿（548.2±9.7）Ma→石英輝長巖漿（510±13）Ma—超基性巖漿（408±8.1）Ma。

周輝等［5］在一些克溝基性熔巖的硅質(zhì)巖夾層中發(fā)現(xiàn)了晚奧陶—志留紀放射蟲化石，也說明庫地蛇綠巖代表的海盆在早古生代時已擴張演化成了深海盆，標明該海盆在早古生代中期時已趨于成熟，具洋盆性質(zhì)，408Ma的庫地地幔巖具SSZ型蛇綠巖特征，是洋盆發(fā)展到后期地殼增厚所致。

王東安等［6］對一些克溝枕狀玄武巖之上的火山復(fù)理石進行了巖石化學、地球化學和粒度分析之后，得出了“深海濁積扇蛇綠質(zhì)火山復(fù)理石”的結(jié)論，從與玄武質(zhì)蛇綠巖有成因聯(lián)系的沉積建造角度也證明了洋盆的存在。

2.3洋（海）盆消減—碰撞造山階段

洋盆的俯沖、消減和消亡是由中酸性—酸性侵入巖的地球化學特征記錄的。西昆侖北帶的早古生代巖漿弧包括了奧陶紀的島弧性質(zhì)的鈣堿系列I型中酸性侵入巖和志留紀晚期的島弧性質(zhì)鈣堿系列S型酸性侵入巖。俯沖期中酸性巖的鋯石U-Pb年齡為（475.6～444.7）Ma［4］，庫地北二長花崗巖為代表的碰撞期酸性巖鋯石U-Pb年齡412.18Ma～（414.5±3）Ma～423Ma記錄了庫地—祁曼于特洋盆消減→碰撞消亡的地質(zhì)事件。

在洋盆俯沖的過程中，前述裂谷期形成的西合休巖組的原巖俯沖到了地殼的中部構(gòu)造層次下部→下部構(gòu)造層次頂部，發(fā)生了韌性動力變質(zhì)—區(qū)域低溫動力變質(zhì)，形成了一套以糜棱巖和糜棱巖化巖石為主，區(qū)域變質(zhì)巖為次（弱應(yīng)變域形成區(qū)域變質(zhì)巖）的低綠片巖相變質(zhì)巖。過渡基底庫浪那古巖群也卷入了這一韌性變形域而疊加了一期韌性剪切動力變質(zhì)產(chǎn)生了低綠片巖相退變質(zhì)作用，形成了西昆侖北帶大型韌性剪切動力變質(zhì)帶。

在海洋板塊向古陸塊俯沖的過程中，代表洋殼的庫地蛇綠雜巖未全部沿俯沖帶下潛，部分與其上覆的火山復(fù)理石一道仰沖于陸塊之上，使之未發(fā)生區(qū)域變質(zhì)，并保存了較完整的蛇綠巖套層序，如今的空間分布應(yīng)是后期多次構(gòu)造肢解的結(jié)果。

圖1　庫地-西合休一帶弧盆系構(gòu)造演化圖1.印度地塊；2.塔里木地塊；3.羌塘地塊；4.西昆侖地塊；5.西昆侖南帶；6.西昆侖北帶；7.北羌塘—甜水海地塊；8洋殼及洋殼殘片；9.碎屑巖建造；10.火山巖

綜上所述，由南華系西合休巖組→庫地蛇綠雜巖→奧陶—志留紀中酸性巖漿建造記錄的庫地—祁曼于特洋（海）盆由開啟→擴張→消減→關(guān)閉消亡經(jīng)歷了一個完整的威爾遜旋回。

西昆侖北帶早古生代巖漿弧的存在表明庫地—祁曼于特始特提斯洋的俯沖是由北往南俯沖于由前述結(jié)晶—過渡基底構(gòu)成的西昆侖早—中元古代古陸之下，該洋盆的消亡造成的碰撞造山，使西昆侖古陸與塔里木克拉通碰撞拼貼，成為岡瓦納西緣始北中國早古生代復(fù)合地塊（許志琴稱地體）的一部分。整個西昆侖地區(qū)均無具確切依據(jù)的泥盆紀沉積，說明加里東期碰撞造山之后，該區(qū)便長期處于隆起剝蝕狀態(tài)。

3　大洋消減—碰撞造山階段

康西瓦結(jié)合帶是一條早古生代始特提斯洋與中生代古特提斯洋的復(fù)合型板塊縫合帶。石炭紀—三疊紀的古特提斯洋的開啟和擴張階段在該區(qū)沒有記錄，消減俯沖—碰撞消亡造山期形成了西昆侖南帶的晚三疊世（224Ma～217Ma）巖漿弧，并在前述皮下尼牙堤達坂保留有代表該期深俯沖的硬玉巖?？滴魍呓Y(jié)合帶北東側(cè)西昆侖南帶大面積的由中酸性侵入巖構(gòu)成的西昆侖南帶晚三疊世巖漿弧，其南東方向的三疊紀花崗閃長巖和二長花崗與志留紀二長花崗巖侵入接觸，表明前者對后者的侵位性質(zhì)，也就是說，測區(qū)的加里東期巖漿巖或許已被三疊紀巖體吞嚙，而表現(xiàn)為單一的印支巖漿弧。在（224～217）Ma的時間段，巖漿活動經(jīng)歷了由閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖→二長花崗巖、花崗巖的演化，記錄了古特提斯洋盆由南西向北東、由俯沖→消亡碰撞造山的全過程。

從結(jié)晶基底哈拉斯坦巖群的產(chǎn)狀特征及其與晚三疊世中酸性巖體的接觸特征看，結(jié)晶基底也卷入了該期造山活動：強力就位的晚三疊世花崗質(zhì)巖漿，在侵位過程中，將基底拱起沖破，沿基底的較薄弱部位順片貫入或覆蓋于其上，區(qū)內(nèi)三疊紀花崗巖類分布在山頂，基底在半山或溝底的現(xiàn)象和二者由上而下交互產(chǎn)出的現(xiàn)象屢見不鮮，在靠近花崗巖之下的哈拉斯坦巖群有時形成伸展型的剪切褶皺。因此推測，在大區(qū)域上，哈拉斯坦巖群可能是一個寬緩的構(gòu)造穹隆。在后造山的抬升期，測區(qū)深部處于伸展狀態(tài)，底辟侵入了幔源型的其克斑德和庫地南輝長巖小巖體和阿尕孜輝綠巖小巖體。洋盆關(guān)閉之后，在康西瓦結(jié)合帶發(fā)生左行韌性（脆韌性）走滑剪切，并形成了寬度不等的糜棱巖帶。該左行韌性剪切走滑帶于（101～125）Ma冷卻進入脆性變形階段，在溫泉溝組內(nèi)形成了寬度大于1km的破碎帶。

測區(qū)缺乏晚三疊世以后的沉積，說明印支晚期的碰撞造山之后，一直處于隆起剝蝕狀態(tài)。進入新生代受印度板塊持續(xù)北向陸內(nèi)深俯沖和塔里木克拉通南向陸內(nèi)淺俯沖之雙向陸內(nèi)俯沖的影響，測區(qū)隨青藏高原一起進入了高原整體和差異性抬升的陸內(nèi)造山階段。陸內(nèi)造山除造就了延綿幾百公里巍峨峻拔的西昆侖山系以外，還造成了測區(qū)及其西昆侖北緣推覆—倒覆斷裂系的發(fā)育而使地質(zhì)構(gòu)造進一步復(fù)雜化。

4　總結(jié)

西昆侖古陸經(jīng)古元古代末和中元古代末的非造山型碰撞拼貼而成為早中元古代超級大陸的一部分。超級大陸的解體在該區(qū)發(fā)生在812Ma～753Ma間，其結(jié)果是在西昆侖古陸北緣形成了以西合休裂谷型火山—沉積建造為代表的裂谷，該裂谷在震旦紀—早古生代（698Ma以后）不斷擴張，最終形成了頗具規(guī)模的庫地—祁曼于特始特提斯大洋盆。該洋盆從奧陶紀中期開始消減，由北而南俯沖于西昆侖古陸之下，在志留紀末大洋消減殆盡，西昆侖古陸塊與塔里木克拉通碰撞造山拼貼而成為古北中國陸塊的一部分。該造山期洋盆地殼部分隨俯沖帶潛入深部，部分仰沖于陸殼之上，成為現(xiàn)今所見的逆沖型庫地蛇綠雜巖。本期造山后，西昆侖長期處于隆起剝蝕狀態(tài)。西昆侖古—中元古代古陸的南北二洋在早古生代末相向俯沖于西昆侖古陸之下，分別形成了西昆侖北帶和南帶的早古生代巖漿弧。古特提斯洋向西昆侖之下的深俯沖發(fā)生在中石炭世—三疊紀。最后一期造山活動為新特提斯斑—怒江北洋盆的向北俯沖消減和碰撞造山。結(jié)束了西昆侖地區(qū)的弧/陸或陸/陸碰撞造山歷史，進入了陸內(nèi)造山的地史階段。

［1］許志琴，楊經(jīng)綏，李海兵，張建新,曾令森，姜枚.青藏高原與大陸動力學—地體拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驅(qū)動力［J］.中國地質(zhì)，2006，33（2）：221-238.

［2］肖序常，王軍，蘇犁，等.再論西昆侖庫地蛇綠巖及其構(gòu)造意義［J］.地質(zhì)通報，2003，22（10）：745-750.

［3］鄧萬明.喀喇昆侖—西昆侖地區(qū)蛇綠巖的地質(zhì)特征及其大地構(gòu)造意義［J］.巖石學報，1995（11）：98-111.

［4］陜西省地質(zhì)調(diào)查院.1∶25萬麻扎幅神仙灣幅區(qū)調(diào)報告［R］.2004.

［5］周輝,李繼亮,侯泉林,方愛民,李紅生.西昆侖庫地蛇綠混雜帶中早古生代放射蟲的發(fā)現(xiàn)及其意義［J］.科學通報,1998 （22）：2448-2451.

［6］王東安，陳瑞君.新疆庫地西北一些克溝深海蛇綠質(zhì)沉積巖巖石學特征及沉積環(huán)境［J］.自然資源學報，1989，4（3）：212-221.

P56

A

1004-5716（2016）01-0133-04

2015-08-14

2015-08-24

譚克彬（1983-），男（漢族），重慶人，工程師，現(xiàn)從事礦產(chǎn)勘查管理，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及成礦規(guī)律研究工作。