新疆阿吾拉勒西部主要地層時代的再梳理

馬玉霞 梁世川

（①新疆維吾爾自治區礦產資源儲量評審中心 烏魯木齊 830000②新疆維吾爾自治區地質環境監測院 烏魯木齊 830000）

阿吾拉勒山位于新疆西天山中部地區，除第四系和少量中生代地層外，主要由晚古生代（石炭紀和二疊紀為主）火山-沉積巖和同時期的侵入巖組成。區內分布大量與晚古生代巖漿活動有關的鐵和銅多金屬礦床，被稱為是阿吾拉勒鐵-銅多金屬成礦帶[1]。阿吾拉勒西部地區出露了較為完整的石炭-二疊紀地層和巖漿巖，是研究阿吾拉勒地區地層形成時代的理想場所。從上世紀五十年代到本世紀初的區域調查工作均對該地區的地層進行了劃分并進行了區域對比研究[2]，但是該地區的地層劃分和巖漿巖時序的厘定主要基于1978-1979年新疆區調大隊五分隊進行的鞏留幅(K-44-V)1∶20萬地質調查以及后續的1∶10萬和1∶5萬區域地質調查。該地區地層的劃分主要依據化石證據，而巖漿巖時序的厘定則主要是依靠相互穿切關系。但阿吾拉勒西部缺少穩定的海相地層，并且很多化石具有穿時性，使得通過化石確定的地層時代有一定的不確定性。本世紀以來，由于鋯石原位U-Pb定年技術的發展和廣泛應用，巖漿巖的形成時代得到了更好的約束。阿吾拉勒西部地區已經有了大量的鋯石U-Pb定年數據，而新獲得的同位素年齡與先前認知的形成時代有明顯差異，因此有必要對該地區的地層和巖漿巖的形成時序進行重新梳理。

1 區域地質概況

依據新疆地區地層表劃分方案，阿吾拉勒地區屬于天山-興安區中天山分區的伊寧小區。區內主要地層為上石炭統東圖津河組，下二疊統烏郎組（分為上中下三段），上二疊統曉山薩依組、哈密斯特組和鐵木里克組（也稱作塔姆其薩依組）、白堊系巴斯爾干組以及新生代沉積地層。另外，在阿吾拉勒地區的西北部還分布有侏羅系的喀什河組地層。該地區晚古生代地層主要由碎屑巖-火山碎屑巖-火山巖構成，以海陸交互相（東圖津河組）和陸相（二疊系地層）為主。阿吾拉勒西部地區的侵入巖以酸性侵入巖為主，主要呈巖基狀產出；同時，該地區還分布著閃長玢巖、輝綠巖、閃長巖等少量的中-基性侵入巖，它們呈巖株或巖脈產出。1∶20萬區調報告將這些侵入巖劃分為海西（華西力）中期和晚期，并根據穿切關系將兩期的巖漿活動又細分為三次侵入事件。

阿吾拉勒西部地區總體上是一個向斜構造，稱為群集薩伊復式向斜。向斜兩端到中心依次為東圖津河組、烏郎組、曉山薩依組、哈密斯特組和鐵木里克組（塔姆其薩依組）。區內斷裂構造發育，主要為北東向斷裂，并被后期的北西向斷裂切穿。區內多數銅多金屬礦床沿著斷裂分布。

2 阿吾拉勒西部地區地層的形成時代

近年來，由于一系列大-中型鐵銅礦床的相繼發現，人們對阿吾拉勒晚古生代的構造-巖漿活動十分關注，開展了眾多的相關研究，積累了大量的高精度鋯石U-Pb年齡數據，為重新認識阿吾拉勒西部主要地層的形成時代提供了重要依據（見表1）。根據已發表的阿吾拉勒西部典型巖漿巖的高精度鋯石UPb同位素年齡的統計結果，對該地區的地層形成時代進行了重新的梳理。

表1 阿吾拉勒西部地區鋯石U-Pb年齡

（1）特克斯群：阿吾拉勒西部有前寒武紀基底出露，其主要分布在種羊場西部，鞏乃斯河北岸。為一套麻粒巖相變質巖，其鋯石U-Pb年齡1609 Ma。

（2）東圖津河組：在種羊場侵入到該組的花崗巖等巖漿巖的鋯石U-Pb年齡為310Ma，而位于種羊場西部的侵入到該組的木汗巴斯陶巖體年齡為319Ma，由此可見東圖津河組的形成時代應大于319Ma，屬于晚石炭世地層，但是接近早-晚石炭界限（323Ma）。

（3）烏郎組：從鋯石U-Pb年齡數據來看，侵入到烏郎組的最老的巖體為烏朗達坂巖體的311Ma和塔爾得套巖體的310Ma，而烏郎組內的群集薩伊流紋巖的鋯石U-Pb年齡為306 Ma；由此可見，烏郎組并不是形成于早二疊世，而是形成于晚石炭世。

（4）曉山薩依組：曉山薩依組屬于一套陸源碎屑沉積，缺少火山巖地層，利用碎屑鋯石定年不失為一種有效的手段，而地層中年齡最小的碎屑鋯石代表了地層的最大沉積年齡[3]；取自研究區曉山薩依組中碎屑鋯石的最小年齡為272Ma。但是位于侵入到該組的依蘭巴斯陶巖體花崗閃長玢巖的鋯石U-Pb年齡為294Ma；由于碎屑鋯石來源的不確定性，我們更相信曉山薩依組形成于早二疊世。

（5）哈密斯特組：哈米斯特組是一套由火山巖和碎屑巖組成的地層，其與曉山薩依組平行不整合接觸。采自克令鄉附近的屬于該地層的流紋巖的鋯石U-Pb年齡為280Ma，因此該組也是形成于早二疊世。

（6）鐵木里克組（塔姆其薩依組）∶該組與曉山薩依組整合接觸，其碎屑鋯石的最小年齡為270Ma，因此該組形成于中二疊世。

（7）巴斯爾干組：該組最初被認為是白堊紀地層，但凌聯海等通過化石將其劃分為上二疊統地層，而其碎屑鋯石中的最小年齡為278Ma[4]；由于碎屑鋯石只能限定其最大沉積年齡，因此認為該地層更可能形成于晚二疊世。

表2 阿吾拉勒西部地區地層時序

3 地質意義

由于鋯石U-Pb年齡在限定地層時代上具有更高的準確性和可靠性，我們根據最新的鋯石U-Pb年齡結果，對阿吾拉勒西部地區的晚古生代地層的形成時代進行了部分修正。主要是將烏郎組劃歸到石炭系地層，將巴斯爾干組劃歸到二疊系地層，并對屬于二疊系的地層進行了更詳細的劃分（見表2）。新的年代學數據顯示，阿吾拉勒西部地區在晚石炭世由海陸交互相地層轉變為陸相地層為主（表2），其沉積相發生重要變化，考慮到早二疊世曉山薩依組存在的磨拉石建造，認為阿吾拉勒地區在晚石炭世-早二疊世發生了構造體質的轉換；同時，從早二疊世開始，阿吾拉勒西部地區的侵入巖以花崗巖、埃達克巖為主（見表1），只有少量鎂鐵質巖墻和玄武巖（賦存在哈密斯特組），暗示該時期地殼較厚（出現埃達克巖），阻止了鎂鐵質巖石侵入或噴出到地表，因此可以得出，石炭紀-二疊紀交替是阿吾拉勒西部地區從以俯沖作用為主轉換到板內為主的時期（后碰撞時期），并且在洋盆閉合后形成了較厚的地殼。