東天山古生代火山巖研究進展

務(wù)磊　孟祥舒　徐可心

摘 要： 天山造山帶屬于中亞造山帶的重要組成部分，位于中亞造山帶的西南部。天山造山帶經(jīng)歷了復(fù)雜的演化過程：元古宙古老的天山結(jié)晶軸的形成；古生代大陸裂解和拼合；中生代天山夷平；新生代斷塊隆起。其中的古生代天山的演化最為復(fù)雜，古生代期間是多島洋的環(huán)境，經(jīng)歷了復(fù)雜的俯沖碰撞造山過程，是研究天山造山帶演化過程中的重要階段，是研究天山復(fù)雜殼幔相互作用的天然試驗場，也是重要的成礦階段。古生代火山巖在東天山地區(qū)廣泛分布，對研究天山古生代構(gòu)造演化有重要的地質(zhì)意義。

關(guān)鍵詞： 東天山； 古生代； 火山巖； 構(gòu)造意義

1. 東天山古生代火山巖組成

大南湖組：主要分布在康古爾塔格斷裂帶以北，大草灘斷裂帶以南。巖石類型為淺海相灰、灰綠、灰褐色玄武凝灰?guī)r、和砂質(zhì)灰?guī)r、細(xì)砂巖夾灰紫色安山玢巖、安山玄武巖、霏細(xì)巖等組成，其中含化石英吉沙烏賀陶石燕、近親脊凸貝、新疆褶房貝、圓形薄扭貝、存疑馬丁貝等。

雅滿蘇組：主要分布在康古爾塔格斷裂帶以南、阿奇庫克都克主斷裂帶以北，是一套火山碎屑巖和碳酸鹽沉積，部分地區(qū)夾有火山熔巖，雅滿蘇組火山巖可以分為三個巖段，巖性主要是沉凝灰?guī)r、沉火山角礫巖，并在其中發(fā)現(xiàn)大量的早石炭世珊瑚化石。雅滿蘇中段主要巖性為灰綠色沉火山角礫巖、礫質(zhì)或含礫粗粒凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、沉凝灰?guī)r、由火山碎屑及碳酸鹽巖混合構(gòu)成的混積巖、灰?guī)r（包括微晶灰?guī)r、含生物碎屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r及鮞?；?guī)r）等，以出現(xiàn)大量的灰?guī)r為特征，筆者發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)大量腕足類、珊瑚、腹足類和苔蘚蟲化石。雅滿蘇組上段巖性主要為灰?guī)r，夾有少量的沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖，局部見有礁灰?guī)r及鮞?；?guī)r（劉得文等，2014）。雅滿蘇組火山巖形成于早石炭世，以鈣堿性系列為主，包括玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖以及英安巖和同成分火山凝灰?guī)r。

企鵝山組：大草灘斷裂與康古爾深大斷裂之間主要劃分為三個巖段： 第一巖段（ 緊鄰康古爾斷裂分布） 由陸內(nèi)碎屑巖、沉凝灰?guī)r組成；第二巖段為玄武巖、安山巖等，夾英安巖和玄武安山巖；第三巖段為砂巖、復(fù)成分礫巖及少量凝灰?guī)r、安山巖等。同時該組巖石是重要的含礦層位，形成了我國重要的銅礦礦床。

土古土布拉克組分布在康古爾塔格斷裂帶南側(cè)，該組以火山熔巖為主，分三段.下段巖性為紫紅色安山巖、流紋巖、晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、凝灰熔巖夾火山角礫巖及集塊巖，局部夾有紫紅色沉凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂巖，以安山巖為主.中段主要為沉火山碎屑巖，局部夾有生物碎屑或含生物碎屑灰?guī)r，主要巖性有沉火山角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、沉凝灰?guī)r、含泥細(xì)晶—粉晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等，產(chǎn)古植物碎片，上部夾有安山巖，頂部為灰色微晶灰?guī)r；上段巖性為紫灰色、灰色玄武安山巖及紫灰色、紫紅色杏仁狀安山巖、玄武巖，夾有紫紅色流紋巖。安山巖中氣孔及杏仁狀構(gòu)造發(fā)育，局部夾有紫紅色（張雄華等，2012）。該組形成時代是晚石炭世。

底坎兒組火山巖：底坎兒組（火山巖沿康古爾塔格斷裂東西向零星分布，底界與下伏雅滿蘇組平行不整合接觸，底坎兒組中流紋巖結(jié)石年齡為320±1.2Ma，形成時代為晚石炭世該火山巖為一套鈣堿性的玄武巖安山巖流紋英安巖組合，巖性為玄武巖、安山巖、流紋巖、凝灰?guī)r等（李源等，2011）。

梧桐窩子組火山巖：梧桐窩子組火山巖分布于康古爾斷裂與雅滿蘇斷裂之間，為一套深海相火山巖，以玄武巖為主，少量玄錢安山巖，東西向延伸，呈獨立地質(zhì)體存在于干繳組火山沉積建造中，分布相對局限，可能由虧損的軟流圈地慢部分培融而形成（曹銳等，2012）。

干墩組火山巖：廣布于康古爾大斷裂以南地區(qū)，呈近東西向微向南凸的弧形帶狀展布，與梧桐窩子組海相火山一沉積體系呈斷層接觸。為一套火山碎屑巖建造，以爆發(fā)相凝灰?guī)r為主。

2. 東天山古生代火山巖的空間分布

東天山西至巴倫臺，東至星星峽—紅柳河，依據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征東天山分為不同的區(qū)塊，從北到南依次是博格達(dá)—哈兒里克島弧帶、覺羅塔格構(gòu)造帶、中天山島弧帶、南天山—北山造山帶。同時區(qū)域分布有東西走向的深大斷裂，從北到南依次是大草灘斷裂帶、康古爾塔格—黃山斷裂帶、雅滿蘇斷裂帶、阿奇庫克杜克斷裂、卡瓦布拉克斷裂。古生代火山巖廣泛分布在這一地區(qū)。

博格達(dá)—哈兒里克島弧帶以泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)火山巖為主，包括下泥盆統(tǒng)大南湖組合中泥盆統(tǒng)頭蘇泉組，火山巖樣品從基性巖一直演化到酸性巖，巖石為鈣堿性系列。

覺羅塔格構(gòu)造帶：包括早石炭世的小熱子泉組、晚石炭世企鵝山組，晚石炭世土古土布拉克組、底坎兒組、梧桐窩子組、干墩組。

中天山島弧帶：中天山地區(qū)前寒武紀(jì)巖石廣泛出露，古生代火山巖出露較少，僅僅在喀拉塔格地區(qū)分布有貝義西組火山巖，巖石類型從玄武巖一直演化至流紋巖，屬鈣堿系列。

3. 東天山古生代火山巖的構(gòu)造意義

東天山處于天山造山帶的東部，區(qū)域內(nèi)出露蛇綠巖、超鎂鐵巖、火山巖、變質(zhì)巖和復(fù)理石沉積巖，為研究天山地區(qū)的洋盆裂解和閉合提供了基礎(chǔ)地質(zhì)條件。但是由于前人研究方法不同、研究角度不同、分析測試技術(shù)水平有差異，關(guān)于東天山古生代的構(gòu)造屬性前人提出了不同的解釋；首先關(guān)于東天山俯沖碰撞縫合帶的位置提出了各種觀點：卡拉麥里洋是東天山地區(qū)的最終縫合帶（馬瑞士等，1993）、康古爾塔格縫合帶（李錦軼等，2006）、南天山洋是最終碰撞縫合帶（Xiao et al.，2004）；其次關(guān)于俯沖方向也產(chǎn)生了分歧：由南天山洋向北的俯沖（李錦軼等，2006），康古爾塔格洋向北俯沖、向南俯沖、雙向俯沖（周濟元等，2001）?？ɡ溊镅笙蚰细_（馬瑞士等，1997）等等觀點。

4. 結(jié)論

雖然這些觀點為東天山古生代演化提出了各種有益的探索，但是也帶來了眾多的爭論。本文在系統(tǒng)總結(jié)前人研究資料的基礎(chǔ)上，提出以下幾個觀點：東天山地區(qū)古生代期間屬于島弧環(huán)境，可能是南天山洋向北俯沖作用的產(chǎn)物，支持這一結(jié)論的觀點有：東天山古生代火山巖從北到南時代越來越晚、巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)出島弧火山帶俯沖的地球化學(xué)特征，K2O等大離子親石元素表現(xiàn)出從南到北遞增的特征；西天山地區(qū)的南天山洋，也得到古生代火山巖和蛇綠巖地質(zhì)體的研究，證明石炭紀(jì)期間南天山洋向北俯沖；同時在東天山紅柳河地區(qū)發(fā)現(xiàn)古生代蛇綠巖更進一步證明南天山洋古生代期間存在俯沖作用；古生代花崗巖廣泛分布在東天山地區(qū)，花崗巖表現(xiàn)出島弧鈣堿性系列特征。同時古生代也是東天山構(gòu)造演化的重要階段，分布眾多的二疊紀(jì)鎂鐵質(zhì)和花崗質(zhì)侵入巖可能是弧后伸展作用的產(chǎn)物。

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