新疆庫魯克塔格地區地質礦物來源及構造背景研究

李 想，劉桂萍，夏 宇，張 帥

（新疆中亞造山帶大陸動力學與成礦預測自治區重點實驗室，新疆大學地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830046）

庫魯克塔格地區位于新疆塔里木克拉通東北緣，中亞造山帶西南緣，構造位置尤為重要，該地區經歷了長期復雜的構造演化過程，是研究塔里木克拉通前寒武紀地質演化、超大陸聚合與裂解以及古生代南天山洋的演化等重大地質事件的重點區域[1-4]。

隨著地質礦物測年技術的更新發展，礦床的年代學研究已成為探討源區演化、巖漿事件及恢復造山過程的重要手段[5]。本文通過收集庫魯克塔格地區地質沉積物中的碎屑礦物年代數據，建立庫魯克塔格地區礦物學年代學框架，并結合已有地質證據，進行了地質礦物物源分析和構造背景的探討。

1 地質概況

庫魯克塔格位于塔里木克拉通東北緣，南天山造山帶南緣，是我國前寒武紀地層出露完好的地區之一[6]。區內主要出露有托格雜巖（太古代）、興地塔格群（早元古代）、波瓦姆群和愛爾基干群（中元古代），帕爾崗塔格群、庫魯克塔格群（晚元古代）以及古生代地層。

圖1 庫魯克塔格一帶地質圖

另外，該地區侵入型地質礦物發育良好，時代主要從晚元古代到古生代，礦物特性為超基性至酸性，庫魯克塔格裂谷盆地出露地層主要有古元古界達格拉格布拉克群、興地塔格群、中元古界揚吉布拉克群、愛爾基干群、新元古界帕爾崗群等。古元古界達格拉格布拉克群主要巖性為斜長閃長巖，混合片麻巖，花崗片麻巖。斜長閃長巖和混合片麻巖相間出現，呈互層狀。其原巖主要為海相碎屑巖一中基性火山巖建造。該群地層與興地塔格群呈不整合接觸；古生代地質構造活動集中在458Ma～340Ma[7]，礦體以中酸性侵入礦物為主。

表1 地質礦物化學成分

2 地質礦物的物源分析

本文所收集的地質樣品采自烏斯騰高勒河，該河流發源于庫魯克塔格地區北部，流域內有山地、平原等多種地貌，總體上呈現南高北低的地形特征，該研究區域內沉積礦物主要以前寒武紀地層為主，巖漿巖主要以早古生代花崗質侵入巖為主。

本文共收集礦床年齡數據50個[8]，從礦床的年齡譜圖（圖2）可以看出，地質礦物發育年齡主要集中分布在380Ma～440Ma、600Ma～820Ma 和 1800Ma～2100Ma，說明該地區主要經歷了3期構造熱事件。

圖2 礦床的年齡譜圖（數據引自[8]）

樣品年齡記錄在380Ma～440Ma時間上庫魯克塔格地區400Ma～450Ma的花崗巖類和火山巖基本一致（圖2）。這些400Ma～450Ma巖漿巖均具有鈣堿性地球化學特征，被認為來自于大陸弧環境。600Ma～820Ma礦物發育時間是與庫魯克塔格地區735Ma～830Ma和 630Ma～660Ma的花崗巖類、～800Ma的基性-超基性碳酸巖雜巖體以及770Ma～780Ma和630Ma～660Ma的基性巖墻群等一致，由此可見，這些巖漿巖可能為新元古代地質礦物形成提供物源（圖2）。

近期在庫魯克塔格地區發現了2.46Ga～2.47Ga和2.29Ga～2.36Ga的正片麻巖、1.85Ga～1.89Ga的片巖和片麻巖等變質巖類，這些變質巖很可能為1800Ma～2100Ma地質礦物的提供物源（圖2）。

3 構造背景

如上所述，380Ma～440Ma的地質礦物主要來源于庫魯克塔格地區400Ma～450Ma的大陸弧巖漿巖。這些弧巖漿巖形成被認為是南天山洋向南俯沖的證據。

庫魯克塔格地區的鐵門關東及烏斯騰高勒發現具有弧花崗巖地球化學特性的早泥盆世的花崗類巖體[6]，也同樣證實了早古生代期間南天山洋向南俯沖的過程；另外，南天山造山帶內的志留系-石炭系砂巖中出現大量400Ma～500Ma的礦石，這些礦石被認為來源于大陸弧環境，很可能與南天山洋古生代期間向南俯沖有關[2]。此外，南天山造山帶的北向塑性變形的高級變質巖也同樣證明了南天山洋古生代期間向南俯沖。

因此，河流沉積物中年齡在380Ma～440Ma的地質礦物很可能記錄了南天山洋向南俯沖到塔里木克拉通之下的巖漿作用。

對于發生在新元古代（600Ma～820Ma）期間的巖漿作用很可能與Rodinia超大陸裂解有關。前人在庫魯克塔格地區發現了U-Pb年齡為798Ma的鉀長花崗巖、818Ma的碳酸巖、755Ma的雙峰式火山巖、728Ma～741Ma鎂鐵-超鎂鐵巖體、761Ma輝長巖以及630Ma～660Ma的基性巖墻群[2]。

這些巖漿巖均被認為與羅迪尼亞超大陸裂解有關。沉積物中600Ma～820Ma的地質礦物很可能是塔里木克拉通經歷了新元古代Rodinia超大陸裂解的產物。

1800Ma～2100Ma變質巖被認為與哥倫比亞超大陸的聚合有關。前人研究表明，塔里木克拉通東北緣1890Ma～1850Ma的變質作用和1800Ma～2020Ma的構造事件均與Columbia超大陸聚合有關[9]（圖3），因此，年齡為1800Ma～2100Ma礦物很可能是Columbia超大陸聚合的產物。

圖3 塔里木克拉通東北緣庫魯克塔格地區構造事件時空圖解[1-4，7]