西準噶爾古生代構造單元劃分與構造演化

吳楚，董連慧,，周剛，趙樹銘，屈迅，洪濤，游軍，李昊，張國梁，劉妍，徐興旺(.中國科學院礦產資源研究重點實驗室，中國科學院地質與地球物理研究所，北京 0009；.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 0008；.新疆維吾爾自治區地質調查院，新疆 烏魯木齊 80000；4.中國科學院大學，北京 00049)

西準噶爾古生代構造單元劃分與構造演化

吳楚1,2，董連慧1,2,3，周剛3，趙樹銘3，屈迅3，洪濤1,4，游軍1,4，李昊1,4，張國梁1，劉妍2，徐興旺1
(1.中國科學院礦產資源研究重點實驗室，中國科學院地質與地球物理研究所，北京 100029；2.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；3.新疆維吾爾自治區地質調查院，新疆 烏魯木齊 830000；4.中國科學院大學，北京 100049)

位于伊犁地塊、阿爾泰造山帶和準噶爾地塊之間的西準噶爾地區是中亞造山帶的重要組成部分與核心地帶，區內發育包古圖銅礦與蘇云河鉬礦等大型斑巖礦床，是中亞造山帶研究的熱點地區。目前，關于西準噶爾構造單元劃分與演化存在諸多分歧。系統總結前人成果與我們的研究進展，將西準噶爾構造單元重新劃分為：①薩吾爾大洋島弧；②塔城微陸塊與謝米爾斯臺-巴爾魯克陸緣弧；③準噶爾洋俯沖增生雜巖帶與殘余洋盆；④準噶爾-拉巴地塊與包古圖-宏遠大陸島弧等4個單元，并建立西準噶爾地區古生代5階段構造演化模型。

西準噶爾；構造單元；演化模型

圖1　西準噶爾區域大地構造位置(a)與構造單元劃分簡圖(b)Fig.1 Location(a)and tectonic units(b)of West Junggar

位于伊犁地塊、阿爾泰造山帶和準噶爾地塊間的西準噶爾地區是中國境內中亞造山帶(CAOB)的重要組成部分與核心地帶，是中亞造山帶構造與成礦研究的熱點區域(圖1-a)。區域內分布大量古生代斑巖型礦床，如：罕哲尕能Cu-Au礦、蘇云河Mo-W礦、加曼鐵列克德Cu-Au礦、石屋Cu-Au礦、拉巴Cu-Au礦、包古圖Cu-Mo-Au礦、吐克吐克Cu-Mo礦和宏遠Mo-Cu礦等(圖1-b)[1-11]。目前，對西準噶爾地區構造背景的認識存在較大分歧，主要表現在構造單元劃分與準噶爾洋構造演化兩方面。在構造單元劃分方面：Feng et al.以西準噶爾中部的和什托洛蓋河谷為界，將西準噶爾分為北部西準噶爾和南部西準噶爾，并認為南北截然不同的沉積歷史可能反應不同的構造背景，北部西準噶爾可能代表拼貼到哈薩克斯坦板塊火山弧的一部分，南部西準噶爾可能代表增生到哈薩克斯坦板塊的另一部分[12]；也有學者認為西準噶爾占據哈薩克斯坦與古亞洲洋的中間位置，古生代大量增生楔、蛇綠混雜巖和島弧帶發生變形并拼貼在一起[13]，形成不斷疊加的俯沖增生帶[14-16]；Choulet et al.認為西準噶爾地區只是哈薩克斯坦火山弧東段的一部分[17-18]。關于準噶爾洋構造演化，多數學者認為石炭紀晚期西準噶爾南部的準噶爾洋正經歷洋內俯沖過程，形成島弧、多島弧或不成熟島弧等，同時區內具特殊地球化學特征的火成巖以及大量高Mg、富Nb的中基性巖墻群被認為形成于洋脊俯沖過程[19-26]；Sengor et al、李錦軼等和Zhao and He認為，西準噶爾地區在中亞造山帶陸殼水平增生過程中形成大面積溝-盆-弧系統，并伴隨相應的巖漿活動，后期構造運動使之解體，成為大量巖片堆疊地區[14-16]，并接受中—晚石炭世火山-沉積巖地層的不整合覆蓋[27-30]。

本文在閱讀前人資料基礎上，結合近幾年工作成果，總結并重新劃分西準噶爾區域地質構造單元，進而討論其古生代演化特征。

1　古生代西準噶爾構造單元及特征

1.1構造單元劃分

本文討論的西準噶爾指中哈國界中方一側地區，北隔額爾齊斯河與阿爾泰山脈相望，東鄰準噶爾盆地，南為天山山脈。根據研究區沉積、變質與巖漿建造、蛇綠混雜巖帶類型與分布特征，西準噶爾地區自北向南可依次分為：①薩吾爾大洋島弧；②塔城微陸塊與謝米爾斯臺-巴爾魯克陸緣弧；③準噶爾洋俯沖增生雜巖帶與殘余洋盆；④準噶爾-拉巴地塊與包古圖-宏遠大陸島弧4個主要單元。其中，薩吾爾大洋島弧與塔城微陸塊和謝米爾斯臺-巴爾魯克陸緣弧之間為塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠混雜巖帶，準噶爾-拉巴地塊與包古圖-宏遠大陸島弧之間為克拉瑪依-白堿灘蛇綠混雜巖帶(圖1-b)。

1.2薩吾爾大洋島弧

1.2.1薩吾爾大洋島弧

薩吾爾大洋島弧位于齋桑-額爾齊斯蛇綠混雜巖帶(縫合帶)以南、塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠混雜巖帶以北，為準噶爾板塊西北緣的晚古生代島弧帶，呈帶狀分布、近EW向延伸。西與哈薩克斯坦境內的扎爾馬島弧相連，向東沿入東準噶爾，并與蒙古國境內的曼拉島弧相接，組成扎爾馬-薩吾爾-曼拉島弧帶。區域內發育薩吾爾復式向斜和哈拉巴依復式背斜及近EW向的薩吾爾逆沖走滑斷裂。地層以泥盆系和石炭系下部的島弧鈣堿性火山-沉積巖為主[31]，沉積巖巖相組合呈海相-淺海相-海相-海陸交互相-海相-陸相變化，地層由老到新依次為:泥盆系薩吾爾山組海相火山-碎屑巖地層、蘊都喀拉組淺-濱海相沉積巖地層、庫魯木迪組濱-淺海相火山-碎屑-沉積巖地層及洪古勒楞組海陸交互相沉積巖地層；石炭系黑山頭組海相火山-碎屑-沉積巖地層、姜巴斯套組淺-濱海相陸源碎屑-沉積巖地層、那林喀拉組海陸交互相碎屑-沉積巖地層、吉木乃組陸相磨拉石建造及恰勒什海組海相碎屑-沉積巖地層；二疊系哈爾加烏組陸相中基性-中性火山巖地層及火山-碎屑巖地層和卡拉崗組陸相中基性-中酸性火山巖地層及火山-碎屑巖地層，各地層單元基本呈整合接觸，上覆第四系松散堆積層[32]。

1.2.2塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠混雜巖帶

塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠混雜巖帶位于西準噶爾北部薩吾爾島弧和謝米爾斯臺陸緣弧之間，沿阿爾曼太斷裂至洪古勒楞等一帶、呈殘塊狀近EW向斷續分布，為侵位于泥盆紀島弧帶內、主要由蝕變輝長巖、蛇紋石化橄欖巖和硅質巖組成的早古生代蛇綠混雜巖帶。向西與哈薩克斯坦境內的奈曼-扎拉伊爾蛇綠混雜巖帶相接，向東與東準噶爾地區的扎河壩-阿爾曼太蛇綠混雜巖相接。該蛇綠混雜巖帶進入蒙古境內后近EW向延伸，分別為南米格和杭愛山蛇綠混雜巖帶。此巨型蛇綠混雜巖帶延伸超過4 000 km，寬20~70 km，是中亞造山帶主要的蛇綠混雜巖帶之一。塔爾巴哈臺蛇綠混雜巖中蝕變輝長巖、洪古勒楞蛇綠混雜巖中堆晶輝長巖和查干陶勒蓋蛇綠混雜巖中輝長巖的年齡分別為478.3 Ma、472 Ma和517~519 Ma[33-35]，與奈曼-扎拉伊爾蛇綠混雜巖帶以及扎河壩-阿爾曼太蛇綠混雜巖的形成時代一致[34-36]。

1.3塔城微陸塊與謝米爾斯臺-巴爾魯克陸緣弧

1.3.1塔城微陸塊

西準噶爾西北部的塔城盆地中部大面積被第四系覆蓋，東南部為謝米爾斯臺-巴爾魯克陸緣弧。沉積古地理研究顯示，塔城盆地北部最早出露的是具大洋邊緣沉積特征的奧陶系[37-38]，南部為以濱海相沉積為主的下泥盆統，盆地周圍地層呈陸相-海陸交互相沉積特征[39]；重磁研究結果表明，塔城盆地存在“中間淺，周圍深”的奧陶—志留系界面[39]。據此推斷，早古生代之前，塔城盆地可能存在古陸，或為哈薩克斯坦古陸向東南延入我國境內的一部分[40]。此外，翁凱等對馬拉蘇一帶火山巖夾層的年代學研究發現大量新太古代(207Pb/206Pb：2 512~2 567 Ma)和中新元古代(207Pb/206Pb：1 584 Ma，206Pb/238U：937 Ma和760 Ma)鋯石[41]，這些繼承鋯石不僅暗示塔城微陸塊的存在，還說明塔城微陸塊可能含新太古宙基底。

1.3.2謝米爾斯臺-巴爾魯克陸緣弧

位于西準噶爾塔城微陸塊東南側，呈NE向展布的謝米爾斯臺-巴爾魯克地區主要出露晚古生代泥盆—石炭系，由老到新依次為：泥盆系馬拉蘇組濱-淺海相火山-碎屑巖地層、庫魯木迪組濱-淺海相火山-碎屑-沉積巖地層、巴爾魯克組濱-淺海相火山-碎屑-沉積巖地層和鐵列克提組海陸交互相火山-碎屑-沉積巖地層；石炭系黑山頭組海相火山-碎屑-沉積巖地層、姜巴斯套組淺-濱海相陸源碎屑-沉積巖地層和薩爾布拉克組淺海相火山-沉積巖地層；二疊系庫吉爾臺組、哈爾加烏組和卡拉崗組均為陸相火山-碎屑-沉積巖地層及第四系沉積地層。

謝米爾斯臺北側為塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠混雜巖帶，南側為謝米爾斯臺深大斷裂，西側與塔城微陸塊相連。該地區發育玄武巖、玄武安山巖、安山巖、流紋巖及英安巖等早古生代火山巖，其中大量安山巖、英安巖與流紋巖形成于晚奧陶—早泥盆世(411~455 Ma)[42-44]，部分地區英安巖與流紋巖厚度占火山巖地層總厚度的70%以上?1∶20000中華人民共和國區域地質調查報告：白楊河幅(L-45-XIII).1983.。英安巖與流紋巖等大量發育，說明謝米爾斯臺或為塔城微陸塊邊緣向東延伸的陸緣弧，而非大洋島弧[45]。

巴爾魯克-托里-庫魯木迪地區東南側為巴爾魯克蛇綠混雜巖帶，NE向延伸與謝米爾斯臺相接。沉積巖巖相組合呈濱-淺海相、海陸交互相、陸相變化，最下部火山巖為安山巖與安山質巖屑和玻屑凝灰巖。巴爾魯克地區沉積巖與火山巖巖石組合特征表明，該地區泥盆紀為一個與NW向俯沖相關的安第斯型大陸邊緣火山弧[40]。

對前人發表的巖漿巖地球化學資料重新投圖發現：大部分巖漿巖為鈣堿性系列(圖2-a)，投點落入陸緣弧或安山弧范圍內(圖2-b，c)[42-44,46-52]。據此認為，巴爾魯克-托里-庫魯木迪-謝米爾斯臺地區為分布于塔城微陸塊周邊具陸殼基底的陸緣弧。

1.4準噶爾洋俯沖增生雜巖帶與殘余洋盆

西準噶爾南部出露的瑪依勒、唐巴勒、巴爾魯克和達拉布特等SSZ型蛇綠混雜巖帶以及哈圖地區出露的玄武巖地層，是準噶爾洋洋殼組成部分。其中，蛇綠混雜巖是中亞造山帶陸殼增生過程中俯沖洋殼的殘留片段，哈圖地區出露的玄武巖地層可能代表殘余洋殼。瑪依勒和唐巴勒蛇綠混雜巖帶呈塊狀分布于區域最南部；巴爾魯克和達拉布特蛇綠混雜巖帶自西向東排列，呈NE向帶狀分布；哈圖殘余洋盆位于西準噶爾中部的哈圖-齊求一帶。

1.4.1瑪依勒-唐巴勒-巴爾魯克-達拉布特蛇綠混雜巖帶

圖2　謝米爾斯臺、巴爾魯克及包古圖地區巖漿巖AFM圖解(a),Ta/Yb-Th/Yb圖解(b)和Sc/Ni-La/Yb圖解(c)Fig.2 AFM diagram，Ta/Yb-Th/Yb diagram(b)and Sc/Ni-La/Yb diagram(c)of igneous rocks in Xiemiersitai,Barluk and Baogutu area

瑪依勒蛇綠混雜巖帶位于瑪依勒山一帶，長約60 km，寬4~8 km，包括變質橄欖巖(斜輝橄欖巖、二輝橄欖巖、純橄欖巖等)、輝石巖、輝長巖、輝綠巖、細碧巖、硅質巖等；唐巴勒蛇綠混雜巖帶位于西準噶爾西南端，長約130 km，寬5~10 km，為區域內較完整的蛇綠巖套，包括純橄巖、二輝橄欖巖、輝綠巖、輝長巖、閃長巖、斜長花崗巖、枕狀玄武巖、細碧巖、角斑巖、凝灰巖、硅質巖及少量生物灰巖透鏡體。瑪依勒和唐巴勒蛇綠混雜巖的定年數據顯示其形成于新遠古代—早古生代期間[12,53-55]，為早期形成的準噶爾洋洋殼。早古生代期間，該洋盆內的洋島與島弧發生拼貼，并于中泥盆世之前閉合[56]。

巴爾魯克蛇綠混雜巖帶位于巴爾魯克山東南側，呈NE向斷續展布，長約100 km，以純橄巖、變質橄欖巖、輝長巖和蛇紋巖為主，含少量閃長巖、斜長花崗巖、細碧巖及硅質巖等，為形成于泥盆紀的準噶爾洋殘余洋殼[57]。趙文平等曾在托馬恰蛇綠混雜巖中發現藍閃石片巖[58]，該蛇綠混雜巖是巴爾魯克蛇綠混雜巖帶東段延伸部分，位于巴爾魯克斷裂南東側，呈條帶狀EW分布。這種低溫高壓變質巖暗示區域深俯沖作用的存在，巴爾魯克蛇綠混雜巖位于準噶爾洋北西側的俯沖帶附近。

達拉布特蛇綠混雜巖帶沿達拉布特斷裂北側NE向延伸，長約100 km，寬約1~3 km，形成于晚古生代早期((391±6)Ma)，巖石主要類型有變質橄欖巖(斜輝輝橄巖、含單輝斜輝輝橄巖、斜輝橄欖巖、二輝橄欖巖和純橄巖等)、輝長巖、輝石巖、橄長巖、輝長輝綠巖、輝綠玢巖、硅質巖和凝灰巖等[59]。在蛇綠混雜巖帶附近主要出露石炭系淺海相火山-沉積巖地層，地層產狀陡立，凝灰巖、凝灰質粉砂巖、粉砂巖、細粒砂巖及少量碎屑巖等依次韻律產出。值得一提的是，阿克巴斯套巖體與達拉布特蛇綠混雜巖(主要為玄武巖和硅質巖)呈不整合接觸，達拉布特蛇綠混雜巖產狀較陡(傾角≥45°)，玄武巖和硅質巖位于阿克巴斯套巖體頂部和中部(圖3-a，b，c)，花崗質巖漿部分侵位、交代玄武巖和硅質巖，并發生強烈變形(圖3-d)。說明花崗質巖漿晚于蛇綠巖形成，由底部侵位、包裹蛇綠混雜巖，后期受構造抬升一同出露地表。同時，阿克巴斯套巖體和廟爾溝中含大量中基性巖包體，表明巖體形成過程中曾發生大規模巖漿混合作用，來自不同成分的熔體一同組成成巖母巖漿。因此，該地區可能為準噶爾洋東南側增生楔。

1.4.2殘余洋盆

哈圖地區主要出露石炭系海相火山-碎屑-沉積巖地層，上部為凝灰巖和凝灰質粉砂巖，下部為硅質巖及玄武巖等，為晚古生代準噶爾洋殘余洋盆。其中，太勒古拉組玄武巖的Rb-Sr等時線年齡為(328±26)Ma，證實早石炭世準噶爾洋洋殼還存在。

1.5準噶爾-拉巴地塊與包古圖-宏遠大陸島弧

1.5.1包古圖-宏遠大陸島弧

圖3　阿克巴斯套巖體和達拉布特蛇綠巖剖面和野外照片Fig.3 Profile and photos showing relations between Akebasitao granite pluton and and Darbut ophiolite mélange

包古圖-宏遠地區位于西準噶爾達拉布特斷裂東南部，西北為準噶爾洋俯沖增生雜巖帶，東南為克拉瑪依-白堿灘蛇綠混雜巖帶。長期以來，該地區被認為處于晚古生代島弧環境[21]。但包古圖-宏遠地區形成于330~310 Ma的中酸性侵入巖地球化學數據并不支持該認識，如：①均為鈣堿性系列巖石，缺少拉斑質巖石(圖2-a)；②富集Zr和Hf，虧損Th和P，地球化學投圖顯示，前人所獲數據均落入陸緣弧或安山弧范圍內(圖2-b，c)[7,22，61,62]；③包古圖礦區巖體具還原性特征[8]，而島弧巖漿富含拉斑質成分，且具明顯氧化性特征[63,64]。近期研究發現，包古圖斑巖型銅礦He-Ar同位素反映其硫化物來源為殼源[10]；宏遠巖體具過鋁質A型或I型花崗巖特征，其(87Sr/86Sr)i變化范圍為0.701 17~0.703 340，(143Nd/144Nd)i變化范圍0.512 530~0.512 642，εNd(t)變化范圍為+5.7~ +7.9[65-66]，表明巖體巖漿為殼幔混和來源。此外，近來在包古圖礦區巖體中發現包含褶皺變形的黑云母石英片巖包體[63]，變質包體的發現意味著包古圖地區存在變質基底。該黑云母石英片巖的巖石特征可與拉巴變質地體中黑云母石英片巖對比，這意味著包古圖地區可能存在與拉巴變質地體一樣的變質基底。另外，達拉布特斷裂兩側發育紅山、克拉瑪依、阿克巴斯套及廟爾溝大型巖體，僅依靠虧損上地幔和新生下地殼的部分熔融難以解釋如此大量的花崗質巖漿來源。而克拉瑪依蛇綠混雜巖帶和白堿灘蛇綠混雜巖帶中輝長巖形成時代為322~414 Ma[67]，年輕鋯石(322 Ma和332 Ma)暗示該地區晚古生代依舊有新生洋殼形成，為弧后伸展環境。隨著地殼抬升，大洋逐漸消失，形成覆蓋于早古生代由蛇綠巖套和復理石建造組成的已蝕變地質體之上的石炭系火山-沉積巖地層。據此認為介于達拉布特與克拉瑪依蛇綠巖帶之間的包古圖-宏遠巖漿弧為大陸島弧。

1.5.2克拉瑪依-白堿灘蛇綠混雜巖帶

克拉瑪依-白堿灘蛇綠混雜巖帶沿準噶爾地塊西部的山-盆結合部位斷續延伸，長約80 km，寬小于1 km，包括蛇紋巖、輝長巖、玄武巖和硅質巖等。其形成時代爭議較大，徐新等首先獲得輝長巖414.4 Ma和332 Ma鋯石U-Pb年齡[67]，之后何國琦等和朱永峰等據牙形石和玄武巖年齡確定蛇綠混雜巖形成于早古生代[68-69]，最新放射蟲研究表明蛇綠混雜巖中紫紅色硅質巖時代為晚泥盆世，即晚泥盆世古洋殼已形成，隨后開始接受早石炭世火山碎屑濁積巖的沉積[70]。該蛇綠混雜巖帶可能代表一個位于包古圖-宏遠大陸島弧弧后的小洋盆，遭受準噶爾洋由SE向俯沖至準噶爾-拉巴地體的影響而形成。

1.5.3準噶爾-拉巴地塊

位于西準噶爾南部拉巴河地區的變質地體向東與準噶爾地塊相連，呈“蝌蚪”狀分布，一同構成準噶爾-拉巴陸塊。

拉巴地體是一套變質(綠片巖至角閃巖相)火山-沉積巖單元，下部由絹云母-黑云母石英片巖、富電氣石綠泥斜長片巖和黑云石英片巖組成，夾少量泥質巖、斜長角閃片巖和石英巖；中部為淺灰色絹云千枚巖，夾少量絹云綠泥千枚巖和泥質粉砂巖；上部為絹云綠泥千枚巖，夾少量綠泥石板巖和長英質侵入巖。這些變質巖原巖主要為石英砂巖、泥質石英砂巖與凝灰巖，可能形成于陸緣環境[40]。Zhang et al.基于拉巴變質巖與中奧陶統科克薩依組為斷層接觸，推測拉巴變質地體形成于奧陶系前[71]，Hu et al.研究指出，拉巴地體千枚巖Sm-Nd模式年齡為1.4 Ga[72]。此外，Choulet et al.在鄰近拉巴地體的瑪依勒綠砂巖和唐巴勒雜砂巖中發現大量前寒武紀碎屑鋯石[73]。這些現象均表明拉巴地體可能存在前寒武紀陸殼基底。

準噶爾地塊位于整個中亞造山帶中心部位，具重要的石油、天然氣和煤炭資源，其基底性質長期以來存在爭議，是中亞造山帶構造演化研究的熱點與關鍵問題之一。關于準噶爾地塊基底主要存在以下兩種認識：①前寒武紀陸塊[1,71]；②古生代洋殼或復合島弧[27,74-76]。已有地震剖面勘查結果顯示，準噶爾地塊地殼厚約40~46 km，周邊造山帶地殼厚約50~56 km，與塔里木地塊及其周邊造山帶相似，遠大于洋殼平均厚度(6.5~9 km)或島弧雜巖體的最大厚度(20~30 km)，具陸殼性質[77-81]。除沉積蓋層外，準噶爾地塊地殼基底具雙層結構：上層為古生代褶皺基底；下層為前寒武系結晶基底[77]。前人據重力、磁力、地殼厚度、地塊周邊構造斷裂特征，并與塔里木古陸進行對比，認為其可能形成于前寒武紀[77]。古生代準噶爾地塊與哈薩克斯坦和南蒙古陸塊共同構成古亞洲洋洋內陸或洋間陸，陸塊北面為古亞洲洋，南面為南天山洋。

2　討論

2.1準噶爾洋與古亞洲洋的關系

準噶爾洋與古亞洲洋的關系存在以下2種認識：①準噶爾洋是中亞造山帶中獨立的古大洋[82-83]；②準噶爾洋為古亞洲洋南向俯沖-后撤過程中形成的弧后洋盆[1,59,63，84,85]。以奈曼-扎拉伊爾-塔爾巴哈臺-洪古勒楞-扎河壩-阿爾曼-南米格-杭愛山蛇綠混雜巖帶為代表的古亞洲洋，西從哈薩克斯坦經過西準噶爾、東準噶爾后向東進入蒙古并延至大興安嶺，為目前可確認的古亞洲域北側古生代古大洋。準噶爾洋向東在伊吾大黑山一帶僅有少量形跡而表現出尖滅特征，未進入蒙古[84]，為局部區域性洋殼、而非主大洋。Xu et al.基于東準噶爾地區不同構造屬性巖漿弧的空間分布特征，認為古亞洲洋的俯沖-后撤導致野馬泉弧后拉伸擴張、地殼減薄，陸緣弧逐漸脫離準噶爾地塊演化為大陸島弧，同時于弧后形成以卡拉麥里蛇綠混雜巖為代表的準噶爾洋[84]。西準噶爾北部地區不同類型、不同時代的巖漿弧具相似的時空展布特征，由北向南依次存在的薩吾爾晚古生代島弧、塔爾巴哈臺-洪古勒楞早古生代蛇綠混雜巖帶和謝米爾斯臺早古生代陸緣弧也說明古亞洲洋在北側具向南俯沖的特征[42]。塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠巖的時代為寒武—奧陶紀，而謝米爾斯臺地區出露的巖漿巖與火山巖為晚奧陶—早泥盆世(411~455 Ma)[33-36,42-44]，出現這種差別的原因可能為：①謝米爾斯臺地區深部存在未出露的寒武—奧陶系弧巖漿巖；②塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠巖代表俯沖洋殼的時代，而謝米爾斯臺志留紀弧巖漿巖代表俯沖產物，即塔爾巴哈臺-洪古勒楞寒武—奧陶紀洋殼在志留紀發生俯沖形成志留紀的謝米爾斯臺陸緣弧。從哈薩克斯坦境內與謝米爾斯臺弧相連的波謝庫爾-成吉斯巖漿弧中發育早奧陶世(481 Ma)波謝庫爾斑巖銅礦的特征看，以奈曼-扎拉伊爾-塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠巖為代表的古亞洲洋南向俯沖至少在奧陶系已開始[5]。據此認為古生代達拉布特地區同樣受古亞洲洋的南向俯沖-后撤作用影響，造成謝米爾斯臺弧后的拉伸擴張，地殼減薄，進而形成準噶爾洋。

2.2西準噶爾地區弧-盆體系的厘定

西準噶爾地區弧-盆體系分別與古亞洲洋或準噶爾洋的俯沖作用相關。西準噶爾北部的齋桑-額爾齊斯蛇綠巖帶為古亞洲洋最終閉合的縫合帶，塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠巖帶可能是古亞洲洋早古生代南向俯沖至塔城微陸塊的殘留部分。奧陶—泥盆紀謝米爾斯臺陸緣弧與泥盆—石炭紀薩吾爾島弧可能是古亞洲洋南向俯沖于塔城微陸塊及俯沖帶后撤、并發生洋內俯沖作用的產物。塔城微陸塊與準噶爾地塊間的準噶爾洋可能是在古亞洲洋南向俯沖并導致塔城微陸塊從準噶爾地塊裂解過程中、在弧后盆地基礎上發育起來的大洋。進一步演化的準噶爾洋發生向北與向南的雙向俯沖，NW向俯沖于塔城微陸塊下形成泥盆—石炭紀巴爾魯克陸緣弧；SE向俯沖形成泥盆—石炭紀包古圖-宏遠大陸島弧和克拉瑪依-白堿灘弧后盆地。而哈圖地區可能存在準噶爾洋殘余洋殼，瑪依勒-唐巴勒、巴爾魯克、達拉布特一帶可能為與準噶爾洋俯沖相關的增生雜巖帶。

2.3準噶爾洋俯沖結束時限

早古生代古亞洲洋的南向俯沖導致塔城古陸從準噶爾大陸裂解，以瑪依勒-唐巴勒-達拉布特-卡拉麥里-紙房-大黑山(MTDKZD)蛇綠混雜巖帶為代表的準噶爾洋于瑪依勒和唐巴勒地區打開，并逐漸向東擴張，經達拉布特地區進入東準噶爾卡拉麥里地區，直至紙房-大黑山地區尖滅[63]。期間準噶爾洋開始向兩側俯沖，并伴隨形成一系列與洋殼俯沖相關巖體[63,84]。晚古生代野馬泉巖漿弧和準噶爾地塊的構造拼貼大約發生在343~348 Ma，自此東準噶爾地區準噶爾洋俯沖結束，進入碰撞造山階段[63]。但關于西準噶爾地區準噶爾洋俯沖結束時限存在以下5種不同觀點：①瑪依勒和唐巴勒地區的俯沖作用可能于中泥盆世之前結束[56]；②晚石炭世前俯沖結束[28,30]；③晚石炭世期間俯沖結束[40,73]；④早二疊世之前俯沖結束[14]；⑤晚二疊世之前俯沖結束[21]。哈圖地區的準噶爾洋古洋殼被石炭系火山-沉積巖不整合覆蓋，并未完全俯沖-消減[30,52]。受后期構造抬升運動的影響，部分殘余洋殼沿斷裂帶出露地表，例如被上石炭統太勒古拉組不整合覆蓋的達拉布特蛇綠混雜巖帶[17,63]。同時我們于該地區火山-沉積巖地層中發現一套與下部下石炭統包古圖組和上部上石炭統太勒古拉組整合接觸的硅質巖地層，這套硅質巖地層呈向斜分布于地形較高部位，與周圍地層一同發生構造形變，片理化劇烈，說明早石炭世西準噶爾地區可能為淺海熱泉環境，海水尚未退盡，但已開始接受石炭系火山-沉積巖的不整合覆蓋。結合不整合于蛇綠混雜巖之上的石炭系時代、硅質巖地層時代及區域內發現最早后碰撞花崗巖時代，可將西準噶爾地區準噶爾洋俯沖結束時間限定于晚石炭世早期(330~320 Ma)。

2.4斑巖型礦床成礦作用

晚古生代中亞造山帶大規模構造-巖漿活動為斑巖型礦床形成提供了有利的構造背景和物質基礎[2,28]。我國西準噶爾地區構造單元可與哈薩克斯坦境內的構造單元相拼接，其中有3條主要的斑巖型礦床成礦帶，包括：①波謝庫爾-薩吾爾成礦帶(包括波謝庫爾Cu-Au礦和罕哲尕能Cu-Au礦)；②北巴爾喀什-巴爾魯克成礦帶(包括阿克都卡Cu礦、蘇云河Mo-W礦、加曼鐵列克德Cu-Au礦和石屋Cu-Au礦等)；③科翁臘德-包古圖成礦帶(包括科翁臘德Cu-Mo-Au礦、博爾雷Cu-Mo礦、包古圖Cu-Mo-Au礦、吐克吐克Cu-Mo礦和宏遠Mo-Cu礦等)。哈薩克斯坦境內不乏大型斑巖型礦床，如：波謝庫爾Cu-Au礦(銅含量大于410×104t；金含量大于100×104t)、科翁臘德Cu-Mo-Au礦(銅含量大于480×104t))、博爾雷Cu-Mo礦(銅含量大于60×104t))和阿克都卡Cu 礦(銅含量大于1 200×104t))等[2]，但西準噶爾地區目前已探明斑巖型礦床除蘇云河Mo-W礦和包古圖Cu-Mo-Au礦規模較大外，其余均為礦點，成礦規模小、品位偏低。對比發現，西準噶爾地區斑巖型礦床與哈薩克斯坦境內斑巖型礦床主要存在2點不同：①形成時代與構造背景。波謝庫爾礦床成礦巖體形成于早奧陶世(481 Ma)，科翁臘德、博爾雷、阿克都卡礦床形成時代均為石炭世早—中期(327~ 325 Ma、316 Ma、327~335 Ma)[5]，處于準噶爾洋俯沖階段；西準噶爾地區斑巖型礦床形成于晚石炭世，除罕哲尕能礦床含礦巖體形成于古亞洲洋俯沖階段(334~345 Ma)[3]，其它礦床均形成于準噶爾洋俯沖結束之后(318~290 Ma)[4-11]。加曼鐵列克德Cu-Au礦、石屋Cu-Au礦和包古圖Cu-Mo-Au礦為形成于同碰撞晚期(318~300 Ma)的富Au斑巖型Cu礦[5-10]，吐克吐克Cu-Mo礦和宏遠Mo-Cu礦為后碰撞伸展階段(300~290 Ma)形成的富Mo斑巖型Cu礦[11,65]；②成礦巖漿氧化還原性。北巴爾喀什成礦帶內斑巖型礦床成礦巖體氧逸度較高，成礦流體為氧化性的H2O-NaCl-CO2-SO2體系；巴爾魯克-克拉瑪依成礦帶內斑巖型礦床成礦巖體氧逸度較低，成礦流體為還原性的H2O-NaCl-CH4-CO2體系，其中包古圖和宏遠斑巖型礦床被確認為還原性斑巖型礦床[5，8，11]。

還原性巖漿-流體體系不利于親Cu元素富集和遷移，很難形成大型斑巖型Cu礦，而Mo，W，Sn等成礦金屬元素受成礦流體氧化還原性影響不大[11,63]。宏遠還原性斑巖型Mo-Cu礦富Mo貧Cu，成礦流體遷移過程中親Cu元素隨磁黃鐵礦的結晶發生貧化，而Mo以MoO4或氯絡合物的形式保留下來，最終形成具經濟價值的脈狀輝鉬礦礦化[11]。而包古圖還原性斑巖型Cu-Mo-Au礦成礦過程可能有大量中基性巖漿加入，成礦物質隨之補充，進而形成大規模礦化[9]。

3　西準噶爾晚古生代構造演化模型

綜上成果，可建立西準噶爾地區晚古生代構造演+化5階段模型(圖4)。

Ⅰ.志留紀之前(＞440 Ma)西準噶爾南部以瑪依勒和唐巴勒蛇綠混雜巖為代表的準噶爾洋古洋殼最初于新元古代—早寒武世(572~531 Ma)開始形成[12,42]，并相繼發生俯沖(大于515 Ma)[20]，形成早古生代島弧。晚寒武世(501~493 Ma)、早奧陶世(488~ 485 Ma)、早—中志留世(444~436 Ma)，準噶爾洋洋內俯沖形成玉石塔斯、善德布拉克和阿爾沙特等島弧花崗巖[54]。早—中寒武世準噶爾洋開始向南俯沖閉合，新的俯沖帶逐漸向北遷移[54]。西準噶爾北部由于古亞洲洋的南向俯沖于謝米爾斯臺形成陸緣弧，并于弧后形成拉伸盆地(圖4-a)。

Ⅱ.晚志留—早泥盆世(440~420 Ma)受古亞洲洋持續南向俯沖影響，準噶爾洋洋盆NE向逐漸擴張，于達拉布特一帶形成洋殼，塔城古陸從準噶爾大陸裂解(圖4-b)。

Ⅲ.泥盆世(420~360 Ma)古亞洲洋后撤，謝米爾斯臺陸緣弧發生大規模中酸性巖漿活動，而古亞洲洋洋內南向俯沖可能始于中泥盆世(394.6 Ma)，形成齋桑俯沖帶及薩吾爾島弧的同時于弧后形成洪古勒楞小洋盆[3,44,86]。至此，西準噶爾北部古亞洲洋弧-盆體系形成，古洋殼進入逐漸俯沖消減階段。同時，準噶爾洋于達拉布特地區由西南向東北逐漸擴張，并向北西側塔城微陸塊俯沖，巴爾魯克陸緣弧形成，并發育大面積巖漿活動(圖4-c)。期間洋盆可能多次開合，形成一系列拉張-匯聚階段建造的交替和側向遷移，西準噶爾南部各帶志留系、泥盆系呈現復雜的巖相建造組合[87]。

Ⅳ.早石炭世(360~320 Ma)西準噶爾北部的薩吾爾島弧逐漸靠近謝米爾斯臺陸緣弧。南部的準噶爾洋開始向南東側的準噶爾-拉巴地塊俯沖，形成包古圖-宏遠大陸島弧，并于弧后擴張形成克拉瑪依-白堿灘拉伸盆地，自此，達拉布特地區弧-盆體系形成(圖4-d)。

Ⅴ.早石炭世之后(<320 Ma)西準噶爾北部的薩吾爾島弧和謝米爾斯臺陸緣弧發生多次重要的巖漿事件，侵入巖類型逐漸由具有弧地球化學特征的I型花崗巖轉變為具有碰撞造山特征的A型花崗巖[16,42,86-88]。據侵入巖類型和接觸關系，可將古亞洲洋俯沖結束時間限定于晚石炭—早二疊世(315~ 298 Ma)，此時西準噶爾北部古亞洲洋完全閉合，謝米爾斯臺陸緣弧與薩吾爾島弧及其北側阿爾泰造山帶拼貼在一起，區域進入后碰撞造山階段。西準噶爾南部的準噶爾洋受地殼抬升作用影響，海水逐漸退去，石炭紀火山-沉積巖不整合覆蓋古洋殼，西準噶爾地區整體進入地殼伸展階段(圖4-e)。

致謝：感謝野外工作中新疆地質礦產勘查開發局領導和同志提供的大力支持；誠摯感謝《新疆地質》匿名評審專家及責任編輯對本文進行的認真審閱，并提出寶貴的修改意見，使本文得以提高與深化。

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Paleozoic Tectonic Unitsand Evolution of West J unggar,CAOB

Wu Chu1,2,Dong Lianhui1,2,4,Zhou Gang3,Qu Xun3,Hong Tao1,4,You Jun1,4,Li Hao1,4, Zhang Guoliang1,Liu Yan2,Xu Xingwang1
(1.Key Laboratory of Mineral Resources,Institute of Geology and Geophysics,CAS,Beijing,100029,China;2.School of Geosciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing,100083,China;3.Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,Urumqi,Xinjiang,830000,China;4.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing,100049,China)

West Junggar that locates among the Yili block,Altay orogenic belt and Junggar block is an important part and core area of the Central Asian Orogenic Belt(CAOB).There are many porphyry deposits in West Junggar,such as Baogutu Cu deposit and Suyunhe Mo deposit,therefore it is one of the important research area of the CAOB.However, there are many debates on the division and evolution of tectonic units in West Junggar.In this contribution,on the basis of previous data and our new research results,the West Junggar was divided into 4 tectonic units:(1)Sawuer oceanic island arc;(2)Tacheng micro-continent and Barluk-Xiemiersitai continental margin arc;(3)Subduction-accretionary complex and remnant oceanic basin of Junggar Ocean and(4)Junggar-Laba terrane and Baogutu-Hongyuan continental island arc.Finally we established a new 5-stages Paleozoic tectonic evolution model of west Junggar.

West Junggar;Tectonic Units;Evolution Model

1000-8845(2016)03-302-10

P534.4；P544

A

項目資助:新疆維吾爾自治區地質礦產勘查局自籌資金項目(XGMB2013007)、國家科技支撐計劃項目(2011BAB06B03-3)、中國科學院知識創新工程主要方向項目(KZCX-EW-LY03)聯合資助

2015-11-11;

2015-12-17;作者E-mail:wuchu@cugb.edu.cn

吳楚(1989-)，男，四川崇州人，中國地質大學(北京)礦產普查與勘探專業在讀博士

徐興旺(1966-)，男，研究員，主要從事構造地質、礦床地質和流體構造動力學研究，E-mail:xuxw@mail.iggcas.ac.cn