北天山溫泉群的區域構造背景

  弧-陸增生、碰撞造山作用是中亞古生代造山帶的主要特征（Xiao et al.，2004，2008，2010），其中大陸微地塊是造山作用過(guò)程中主要的地球動(dòng)力學(xué)因素之一。卷入中亞造山帶中的古陸塊，如伊犁、哈薩克斯坦等，很可能曾經(jīng)是東岡瓦納（Fortey and Cocks，2003；Biske and Seltmann，2010）或者Rodinia超大陸（Dobretsov et al.，2003）的一部分。因此，這些陸塊中古老的巖石可能記錄了自Rodinia大陸在中元古代末期至新元古代早期形成（Meert and Torsvik.，2003），到新元古代中-晚期裂解（William et al.，2008），和古亞洲洋在新元古代晚期形成至古生代期間逐漸關(guān)閉、縫合造山（Kr¨oner，1993；Unrug，1996；Shu et al.，2002；Windley et al.，2007）的整個(gè)演化歷史。

 

  在新疆伊犁盆地西北部，元古代變質(zhì)巖溫泉群主要由片麻巖、片巖、大理巖、角閃巖和石英巖等組成（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993），其原巖以碎屑巖和碳酸鹽巖為主（《中國地層典》

 

  編委會(huì )，1996），并含有火山巖和花崗巖（胡靄琴等，2006）。這些變質(zhì)巖沿著(zhù)科古琴山—別景套山呈近東西向出露（圖1），并一直延伸到哈薩克斯坦境內，被認為是天山基底的一部分（Allen et al.，1993；Gao et al.，1998；胡靄琴等，1999，2001；Hu et al.，2000；Wang et al.，2006，2007），是研究天山地區前寒武紀地質(zhì)歷史的重要窗口。然而，目前為止，除了地質(zhì)填圖資料中的有關(guān)描述以外，只有胡靄琴等（1997，2006，2008，2010和Hu等（2000）對該地區元古代基底變質(zhì)巖有過(guò)系統研究。由此可見(jiàn)，本區尚未受到足夠的關(guān)注，前人的研究程度還不高，仍有不少科學(xué)問(wèn)題亟待解決，主要表現在：（1）現有的地質(zhì)圖和研究資料中，有關(guān)溫泉群中各巖石單元之間地質(zhì)、構造關(guān)系的描述較少；（2）各巖石單元的同位素年齡非常缺乏。這些問(wèn)題，嚴重阻礙了我們正確理解和認識溫泉群的構造屬性、各個(gè)巖石單元的形成環(huán)境、以及在中亞造山帶形成的過(guò)程中的構造演化等重要的科學(xué)問(wèn)題。

 

  本文在詳細分析前人資料的基礎上，通過(guò)野外地質(zhì)調查工作，將北天山溫泉群劃分為三個(gè)巖石構造單元，并對其中的新元古代混合巖和正片麻巖以及古生代閃長(cháng)巖侵入體進(jìn)行了SHRIMP鋯石U-Pb定年研究，以初步厘清不同巖石單元之間的構造關(guān)系，并嘗試討論溫泉群中的不同巖石構造單元的地質(zhì)意義，以及探討其在中亞造山作用過(guò)程中的演化歷史。中亞造山帶位于歐亞大陸中部，西起烏拉爾地區，東延至西太平洋北部，從西伯利亞克拉通和東歐克拉通南伸至中朝克拉通和塔里木克拉通（圖1A；Jahn，2004），是地球上最大的顯生宙增生造山帶。其形成被認為是古亞洲洋（~1000Ma至 ~300 Ma）閉合的結果（Kr¨oner et al.，2005）。一種主流觀(guān)點(diǎn)認為，當時(shí)古亞洲洋的構造格局是多島弧型的，其情形類(lèi)似于今天的西南太平洋地區（Shu et al.，2002；Windley et al.，2007；Xiao et al.，2010）。在古亞洲洋閉合的過(guò)程中，多個(gè)微陸塊、島弧、海山被夾于其中（Kr¨oneret al.，2007；Windley et al.，2007），洋盆的最終閉合使各陸塊、島弧等在晚古生代發(fā)生拼貼、碰撞造山。

 

  伊犁地塊是中亞造山帶南緣主要的古陸塊之一（Allen et al.，1993；Wang et al.，2006，2011a，b；Alexeiev et al.，2011），在早古生代可能被古亞洲洋的分支（準噶爾-巴爾喀什洋）與哈薩克斯坦地塊中的多個(gè)古陸塊相隔（Windley et3 期李孔森等：北天山溫泉群的地質(zhì)特征、時(shí)代和構造意義493al.，2007）。后者在早奧陶世至早志留世期間，發(fā)生了與洋殼俯沖有關(guān)的大陸邊緣火山弧巖漿作用（Kr¨oner et al.，2008），并在晚志留世拼貼形成統一的哈薩克斯坦大陸（Biske and Seltmann，2010）。中泥盆世，準噶爾-巴爾喀什洋持續消減，并向哈薩克斯坦大陸俯沖，形成了準噶爾島弧和伊犁島?。╓indley et al.，2007；Wang et al.，2007，2008）。中晚泥盆世至早石炭世期間，北天山洋（準噶爾-巴爾喀什洋的分支）逐漸向伊犁弧消減，并在晚石炭世消減結束，使得準噶爾和伊犁最終拼貼在一起（Wang et al.，2007，2008；Han et al.，2010；Charvet et al.，2011）。晚石炭世至二疊紀期間，所有的古生代洋盆均已關(guān)閉（Gao et al.，1998；李錦軼和肖序常，1999），天山地區由此進(jìn)入了陸內演化階段（Shu et al.，1999；Wang et al.，2009）。