提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜巖帶的初步確立及構(gòu)造意義

屈濤 伊其安

摘? ?要： 提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜帶巖塊（片）由變質(zhì)玄武巖及變質(zhì)輝綠巖、斜長花崗巖等深成雜巖組成，可能代表了北準(zhǔn)噶爾有限洋盆的洋殼殘片，基質(zhì)主要為一套淺變質(zhì)細(xì)碎屑巖，上覆巖石主要由硅質(zhì)巖、變質(zhì)粉砂巖等遠(yuǎn)洋沉積物組成。早泥盆世，準(zhǔn)噶爾微板塊東北緣及西伯利亞板塊南緣因大陸硅鋁殼開始破裂、擴(kuò)張，在額爾齊斯斷裂南北兩側(cè)分別出現(xiàn)拉張活動。中泥盆世，哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊向山區(qū)阿爾泰地塊俯沖并逐漸閉合成陸。早石炭世初期，準(zhǔn)噶爾微型板塊北緣再次沿額爾齊斯斷裂帶南側(cè)發(fā)生拉張、裂陷，逐漸演變成活動大陸邊緣并發(fā)育基性雜巖體。早石炭世晚期，地殼由擴(kuò)張轉(zhuǎn)為擠壓，準(zhǔn)噶爾微板塊與阿爾泰地塊再次發(fā)生碰撞，伴隨這次板塊碰撞活動，其上覆上迭火山-沉積盆地閉合成陸。提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜巖帶的識別，對于重新認(rèn)識準(zhǔn)噶爾地塊和阿爾泰地塊之間的關(guān)系及探討中亞造山帶古生代以來的構(gòu)造演化具較大意義。

關(guān)鍵詞：阿爾泰地塊;中亞造山帶;構(gòu)造演化;構(gòu)造混雜巖帶

1? 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位于西伯利亞板塊和哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊結(jié)合帶，是中亞造山帶重要組成部分，也是研究陸殼增生機(jī)制的熱點地區(qū)之一，在全球地質(zhì)構(gòu)造演化研究中占重要地位。該地區(qū)在漫長的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展演化歷程中，經(jīng)歷了陸殼裂解、離散、匯聚、重組，不同構(gòu)造體制、不同類型的造山作用，導(dǎo)致不同大地構(gòu)造單元內(nèi)，不同地塊、構(gòu)造地體經(jīng)受多期次強(qiáng)烈的構(gòu)造變位和復(fù)雜的構(gòu)造疊加、復(fù)合、改造及其多期次的構(gòu)造-巖漿熱事件作用，具復(fù)雜的物質(zhì)組成和地質(zhì)構(gòu)造演化歷史。

提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜巖帶（以下簡稱混雜巖帶），為查爾斯克-喬克哈拉縫合帶（ZQT）的組成部分，在區(qū)域上主要由代表洋殼殘片的幔源基性巖塊與蓋層硅質(zhì)沉積巖組成，逆沖推覆構(gòu)造發(fā)育，表現(xiàn)為構(gòu)造混雜巖帶的特征（圖1）。

2? 構(gòu)造混雜巖帶地質(zhì)特征

研究區(qū)主要出露古生代和新生代地層，古生代地層均發(fā)生了不同程度的變形變質(zhì)，構(gòu)造變形具多期次、多層次及多樣性特征。受構(gòu)造單元邊界等斷裂構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，額爾齊斯構(gòu)造混造雜巖帶主要發(fā)育泥盆紀(jì)、二疊紀(jì)侵入巖（圖2）。

區(qū)內(nèi)該混雜巖帶長21 km，寬8～9 km，走向約120°，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。構(gòu)造混雜帶北界為提肯乃克特斷裂（F3），與北側(cè)上石炭統(tǒng)喀喇額爾齊斯組呈逆沖推覆斷裂接觸;南界為庫爾哲拉斷裂（F2），與南側(cè)上石炭統(tǒng)喀喇額爾齊斯組呈逆沖推覆斷裂接觸。該構(gòu)造混雜巖保存較好，帶內(nèi)巖石均已變質(zhì)，巖石組成為一套無序雜巖。

混雜巖帶在形成過程中，伴隨著俯沖作用，在其前緣形成構(gòu)造混雜巖帶并產(chǎn)生高綠片巖相變質(zhì)作用，同時在混雜巖帶內(nèi)形成大規(guī)模韌性變形帶，其受力方向為NE向擠壓。

根據(jù)前人研究成果以及區(qū)域大地構(gòu)造演化及地層對比，結(jié)合區(qū)內(nèi)巖塊鋯石U-Pb 測年分析，將其厘定為提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜巖帶。

2.1? 基質(zhì)構(gòu)成

提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜巖帶基質(zhì)由變質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)巖等組成。其中，泥質(zhì)粉砂巖與片巖主要產(chǎn)于變質(zhì)玄武巖之上，以水平紋層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及薄層灰?guī)r、硅質(zhì)巖等為主要巖石組合，發(fā)育深水濁積巖，具滑塌沉積構(gòu)造。粉砂巖、硅質(zhì)巖組成深海-半深海復(fù)理石楔，形成于大陸斜坡相，并在北準(zhǔn)噶爾有限洋盆俯沖過程中在俯沖增生楔的前部被刨刮下來而堆積，形成于早石炭世末，即洋盆向北側(cè)地塊碰撞期。

按照空間分布，基質(zhì)構(gòu)成主要有3種組合方式：（D2—C1sch+gal）：黑云斜長片巖夾斜長變粒巖、少量二長淺粒巖;（D2—C1qz+gal）：黑云石英片巖、二云石英片巖、黑云石英微晶片巖、斜長變粒巖、二長淺粒巖夾長英質(zhì)糜棱巖;（D2—C1sch+mss）：含石榴石黑云微晶片巖、含石榴石斜長黑云微晶片巖、含石榴石二云片巖、黑云石英微晶片巖夾變質(zhì)砂巖，長英質(zhì)糜棱巖。

2.2? 巖塊構(gòu)成

巖塊主要由變玄武巖、變質(zhì)輝綠巖、斜長花崗巖等組成，并夾雜變質(zhì)輝長巖、陽起石片巖等外來巖塊、巖片、構(gòu)造楔體等。其產(chǎn)出形態(tài)多為構(gòu)造塊體，構(gòu)造巖塊或巖片之間與地層及其它構(gòu)造地質(zhì)體之間均為斷裂構(gòu)造或韌性剪切帶接觸，將地質(zhì)體切割出多個 “眼球狀”構(gòu)造透鏡體，各個透鏡體相連又形成了網(wǎng)眼狀構(gòu)造。局部地段的淺灰色硅質(zhì)巖呈層狀構(gòu)造或互為團(tuán)塊、透鏡體產(chǎn)出。變質(zhì)玄武巖、變質(zhì)輝綠巖等巖石發(fā)生淺變質(zhì)強(qiáng)變形，多蝕變成陽起石片巖、角閃片巖等，相互呈斷塊狀構(gòu)造疊置產(chǎn)出。少量斜長角閃巖，巖石呈灰綠-暗綠色，具粒柱狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。斜長花崗巖在構(gòu)造帶中分布較少，呈斷塊與圍巖斷層接觸。巖石灰白色，斜長石含量90%以上，局部可見高嶺土化。

混雜巖帶在錫伯渡水庫一帶露頭較好，本次測制1條控制剖面（圖3），剖面顯示：混雜巖帶與北側(cè)石炭系喀拉額爾齊斯組呈斷層（F3）接觸，帶內(nèi)地質(zhì)體多發(fā)育糜棱巖化構(gòu)造，片巖與圍巖呈逆沖斷裂接觸，巖石多具硅化、綠泥石化蝕變。

3? 巖石學(xué)及巖石地球化學(xué)特征

3.1? 巖石學(xué)特征

灰綠色斜長透輝綠簾石巖（巖塊，原巖恢復(fù)為深成基性巖）? 巖石經(jīng)變質(zhì)作用后，由變質(zhì)礦物長石、石英、透輝石、綠簾石、角閃石組成。長石、石英（20%）：他形粒狀，粒徑0.05～0.2 mm。透輝石（20%）：柱狀，粒徑0.05～0.2 mm，無色，具輝石式解理。綠簾石含量58%、角閃石含量2%。微量磷灰石、磁鐵礦。

灰綠色含少量透輝斜長陽起片巖（巖塊，原巖恢復(fù)為玄武巖）? 巖石經(jīng)變質(zhì)作用后，由變質(zhì)礦物長石、石英、陽起石、透輝石、石榴石組成。長石、石英（20%）：他形粒狀，粒徑0.03～0.1 mm。陽起石（70%）：長柱狀，粒徑0.2～1.3 mm，淡綠色，具閃石式解理，多富集成薄層狀集合體平行定向排列，形成片狀構(gòu)造。透輝石（10%）：柱狀，粒徑0.1～0.8 mm。石榴石（10%）：粒狀，粒徑0.05～0.3 mm，顯均質(zhì)性。微量磷灰石：粒徑0.03～0.2mm。巖石中有少量不規(guī)則狀微裂隙穿插，內(nèi)充填綠簾石，寬約0.1～0.2 mm。

灰色二云斜長變粒巖（基質(zhì)，原巖恢復(fù)為粉砂巖）? 巖石經(jīng)變質(zhì)作用后，由變質(zhì)礦物長石、石英、黑云母、白云母組成。長石、石英（85%）：他形粒狀，粒徑0.03～0.1 mm。黑云母、白云母（15%）：顯微片狀，片徑0.03～0.1 mm，可見綠泥石化。磷灰石：柱、粒狀，粒徑0.03～0.2 mm，微量。微量電氣石：柱狀，粒徑0.02～0.2 mm。

灰色含石榴黑云斜長片麻巖（基質(zhì)，原巖恢復(fù)為粉砂巖）? 巖石經(jīng)變質(zhì)作用后，由變質(zhì)礦物長石、石英、云母組成。長石、石英（80%）：他形粒狀，粒徑0.4～0.8 mm，輕度泥化、絹云母化。黑云母（20%）：片狀，片徑0.2～0.6 mm，均綠泥石化，多富集成條帶狀集合體平行定向排列，形成片麻狀構(gòu)造。少量石榴石：粒狀，粒徑0.1～0.4 mm，顯均質(zhì)性。微量磷灰石：柱、粒狀，粒徑0.03～0.1 mm。

3.2? 巖石化學(xué)特征

3.2.1? 巖石化學(xué)特征

灰綠色輝綠巖（PM07-25）? 額爾齊斯構(gòu)造混雜巖中的灰綠色輝綠巖分布較多，呈脈狀產(chǎn)出，巖石多具強(qiáng)烈蝕變（表1）。

巖石化學(xué)分析結(jié)果顯示：SiO2含量為42.88%，CaO為7.609%;全堿（K2O+Na2O）為4.119%，且Na2O（4.019%）>K2O（0.1%），表明屬鉀質(zhì);在SiO2-K2O+Na2O圖（圖4左）中，樣品投在13-副長石輝長巖中（表1）;在SiO2-K2O圖（圖4右）中，樣品投在低鉀拉斑系列。

在Yb-Ta圖解（圖5左）中，樣品投在VAG-火山弧區(qū)域中;在Nb+Y-Rb圖解（圖5右）中，樣品投在VAG-火山弧與ORG-洋中脊花崗巖接觸帶區(qū)域，偏向火山弧區(qū)域，反映了中泥盆世末準(zhǔn)噶爾地塊向阿爾泰地塊俯沖-碰撞逐漸閉合成陸時期的產(chǎn)物。

黑云母斜長花崗巖（PM04-11）? 額爾齊斯構(gòu)造混雜巖中的黑云母斜長花崗巖分布較多，巖石多具強(qiáng)烈的糜棱巖化，長石多具拉伸流動構(gòu)造。

巖石化學(xué)分析結(jié)果顯示：SiO2含量為73%，CaO為1.432%;全堿（K2O+Na2O）為0.8849%，且K2O（3.856%）>Na2O（3.028%），表明屬鉀質(zhì);在SiO2-K2O+Na2O圖中（圖4左），樣品投在6-花崗巖區(qū)中;在SiO2-K2O圖中（圖4右），樣品投在高鉀鈣堿性系列。在Yb-Ta圖解中（圖5左），樣品投在VAG-火山弧區(qū)域中;在Nb+Y-Rb圖解中（圖5右），樣品投在VAG-火山弧區(qū)域中。

4? 稀土及微量元素特征

4.1? 稀土元素特征

灰綠色輝綠巖? 稀土分布曲線顯示：閃長巖稀土總量含量低，∑REE=88.19（表2），低于基性雜巖稀土總量（∑REE=93.79）。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線 上（圖6-a），閃長巖∑LREE=60.61、∑HREE=27.58，輕稀土相對富集，LREE/HREE=2.20，曲線總體為平坦略右傾線形，與正常洋中脊拉斑玄武巖稀土分布型式相似。輕稀土分餾指數(shù)（La/Sm）N=1.35（大于1）明顯小于重稀土分餾指數(shù)（Gd/Lu）N=14.25，表明輕稀土分餾程度較差，重稀土發(fā)生一定分餾，曲線圖中輕稀土元素所構(gòu)成的曲線為左傾，而重稀土元素曲線為右傾，形成以Eu元素為峰值的兩翼寬緩的不對稱倒“V”字型。δEu=1.178，具弱的銪正異常，表明巖漿分離結(jié)晶不徹底，或殘余熔體中有少量斜長石殘留。

黑云母斜長花崗巖? 稀土分布曲線顯示：黑云母斜長花崗巖稀土總量∑REE=180.66（表2），含量較高，明顯高于基性雜巖稀土總量（∑REE=93.79）。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線上（圖6-a），黑云母斜長花崗巖輕稀土富集、重稀土虧損，LREE/HREE=14.04，曲線總體為略陡右傾線形，與大陸裂谷花崗巖稀土分布型式相似。輕稀土分餾指數(shù)（La/Sm）N=8.47（大于1）小于重稀土分餾指數(shù)（Gd/Lu）N=14，表明輕稀土分餾程度較差，重稀土發(fā)生一定分餾，曲線圖中輕稀土元素所構(gòu)成的曲線為陡右傾，重稀土元素曲線為緩右傾。δEu=0.28，具弱的銪負(fù)異常，表明巖漿分離結(jié)晶較徹底，殘余熔體中斜長石殘留很少。

4.2? 微量元素特征

灰綠色輝綠巖? 閃長巖原始地幔玄武巖標(biāo)準(zhǔn)化曲線分布圖顯示（圖6-b）：明顯虧損高場強(qiáng)元素Nb，Ta，Zr及大離子親石元素Rb，Sr，K，Ba，富集高場強(qiáng)元素U，P。曲線具多峰特點， U，Ce，P分別為3個高值點，Rb，Nb，Sr，Zr為4個低值點。Hf以后的元素曲線形態(tài)總體較平緩。P*大于1，即磷富集，再次暗示了可能來自于富集型地幔，而Ti*小于1（表3），則可能反映了地幔的貧鈦性質(zhì)。

黑云母斜長花崗巖? 花崗巖原始地幔玄武巖標(biāo)準(zhǔn)化曲線分布圖顯示（圖6-b）：明顯虧損高場強(qiáng)元素Nb，Ta，P，Ti及大離子親石元素Ba，Sr，富集高場強(qiáng)元素Th，Zr，Hf、及大離子親石元素Rb，La。曲線具多峰特點， Rb，La，Th分別為3個高值點，Ba，Nb，Sr，P，Ti為5個低值點。Y以后的元素曲線形態(tài)總體較平緩。P*小于1，即磷虧損，表明巖石可能來源于虧損性地幔，Ti*小于1（表3），即鈦虧損，可能說明了地幔的貧鈦性質(zhì)。

5? 形成時代及構(gòu)造環(huán)境

5.1? 構(gòu)造混雜巖形成時代

李華芹、陳富文等在《中國新疆區(qū)域成礦作用年代學(xué)》一書中，認(rèn)為額爾齊斯-布爾根晚古生代蛇綠混雜巖帶是分隔中國阿爾泰造山帶和準(zhǔn)噶爾北緣構(gòu)造帶的大型區(qū)域構(gòu)造混雜帶;何國琦認(rèn)為該蛇綠巖所代表的洋盆即為阿爾泰造山帶和準(zhǔn)噶爾北緣構(gòu)造帶之間的洋盆所在，并于石炭紀(jì)末閉合;程建新、陳雋璐等在《阿爾泰-準(zhǔn)噶爾北緣成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)綜合研究報告》中認(rèn)為：在晚泥盆世前，額爾齊斯洋已經(jīng)轉(zhuǎn)化成俯沖增生雜巖帶，自晚泥盆世開始已屬于造山后伸展作用下的裂谷及伸展盆地環(huán)境;陳曉政等在《新疆準(zhǔn)噶爾盆地東北部蛇綠巖帶研究綜述》中認(rèn)為：準(zhǔn)噶爾北緣出露的最新海相地層時代為早石炭世中晚期，到早二疊世發(fā)育陸相火山沉積地層，普遍缺失上石炭統(tǒng)，說明區(qū)內(nèi)在早古生代存在的古亞洲洋于早石炭世晚期閉合，到晚石炭世，北部西伯利亞板塊與南部的準(zhǔn)噶爾板塊已碰撞對接形成了統(tǒng)一大陸;何建喜，徐勝利等在《準(zhǔn)新疆青河縣布爾根一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查》中，在瑪因鄂博蛇綠混雜巖帶中取得巖塊銣-鍶等時線年齡樣為308.4 Ma、349 Ma。

本次工作中：（1） 針對構(gòu)造帶巖塊做了鋯石U-Pb測年分析，結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)塊體最新為泥盆紀(jì)（D2：（381.8±6.5） Ma;D3：（367.3±2.9） Ma）（表4），石炭紀(jì)塊體本次工作未發(fā)現(xiàn);（2） 綜合前人研究資料及本次工作成果分析，對提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜巖的形成時限界定為：中泥盆—早石炭世（D2—C1）（表4）。

5.2? 構(gòu)造環(huán)境

喬克哈拉-查爾斯克縫合帶的變形變質(zhì)、構(gòu)造混雜及規(guī)模等方面比額爾齊斯混雜帶要強(qiáng)烈復(fù)雜和巨大。額爾齊斯混雜帶是發(fā)生在早古生代基底上的。王濤、韓寶福等研究認(rèn)為：阿爾泰造山帶經(jīng)歷了古陸緣構(gòu)造演化，奧陶—志留紀(jì)陸緣俯沖，泥盆紀(jì)陸弧及陸緣邊緣裂解、弧后盆地形成，晚泥盆世最終洋盆閉合及早石炭世各塊體拼合的演化過程。

本次工作針對提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜帶內(nèi)的物質(zhì)組成和變質(zhì)變形進(jìn)行重點研究，同時對混雜單元縱向和橫向上的地質(zhì)特征也進(jìn)行對比研究。額爾齊斯構(gòu)造混雜帶組成物質(zhì)雜亂，各類巖塊產(chǎn)出規(guī)模不等，互相斷層接觸，走向橫向幾乎不可對比，巖石性質(zhì)不一，變質(zhì)變形程度懸殊，但整體上又表現(xiàn)為一個高應(yīng)變帶特征。額爾齊斯洋盆于早泥盆世末向阿爾泰地塊俯沖，伴隨著俯沖碰撞，在俯沖前緣活動帶發(fā)生高綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)作用，同時在混雜巖帶內(nèi)形成大規(guī)模韌性變形帶，其受力方向為NE向擠壓。

綜上所述，提肯乃克特額爾齊斯混雜巖巖石組合、巖石化學(xué)、稀土及微量元素特征及構(gòu)造變形特征基本反映沿混雜帶存在洋殼殘片，這些洋片呈楔狀體插入北部構(gòu)造變形域，是由于準(zhǔn)噶爾微板塊沿額爾齊斯斷裂（F1）向阿爾泰地塊俯沖過程中被擠壓脫落帶入，表明額爾齊斯構(gòu)造雜巖帶具古板塊俯沖帶性質(zhì)。

6? 結(jié)論

（1） 提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜帶巖塊（片）由變質(zhì)玄武巖及變質(zhì)輝綠巖、斜長花崗巖等深成雜巖組成，可能代表了北準(zhǔn)噶爾有限洋盆的洋殼殘片，基質(zhì)主要為一套淺變質(zhì)細(xì)碎屑巖，上覆巖石主要由硅質(zhì)巖、變質(zhì)粉砂巖等遠(yuǎn)洋沉積物組成。

（2） 混雜巖帶的形成時限為：中泥盆—早石炭世（D2—C1）。中泥盆世末，哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊向山區(qū)阿爾泰地塊俯沖并逐漸閉合成陸。地殼由擴(kuò)張轉(zhuǎn)為擠壓，準(zhǔn)噶爾微板塊與阿爾泰地塊再次發(fā)生碰撞，伴隨這次板塊碰撞活動，其上覆上迭火山-沉積盆地閉合成陸。

（3） 提肯乃克特額爾齊斯構(gòu)造混雜巖帶的識別，對于重新認(rèn)識準(zhǔn)噶爾地塊和阿爾泰地塊之間的關(guān)系及探討中亞造山帶古生代以來的構(gòu)造演化具較大意義。

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