西天山構(gòu)造帶的劃分

西天山構(gòu)造帶的劃分

中亞造山帶（或阿爾伯茨-上合河）不同于太平洋沖積帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶。這是典型的造山帶，也是世界上最顯著的地殼生長區(qū)域。中國新疆境內(nèi)的天山造山帶位于中亞造山帶的西南緣(圖1),是其重要的組成部分。天山山脈西起烏茲別克斯坦,經(jīng)塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、哈薩克斯坦,東延至中國新疆和甘肅的交界處,約2500km。中國境內(nèi)以托克遜-庫米什公路為界分為西天山和東天山。西天山造山帶的展布范圍與地理上的西天山基本相當(dāng),包括伊犁盆地北側(cè)的別珍套山、科古琴山、婆羅霍洛山、依連哈尓比尕山、天格爾山和伊犁盆地南側(cè)的那拉提山、額爾賓山、哈爾克山、科克鐵克山、霍拉山和克孜勒塔格山。傳統(tǒng)的槽臺理論視西天山為加里東—華力西期的多旋回褶皺帶。板塊構(gòu)造理論興起后,多數(shù)學(xué)者視它為一個經(jīng)歷了新生代再變形改造的晚古生代碰撞造山帶[9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19]和典型的增生型造山帶。但近年來它也被認(rèn)為是晚海西—印支期碰撞造山帶或三疊紀(jì)碰撞造山帶。西天山增生造山結(jié)束的時間,即塔里木地塊北部的被動陸緣與圍繞西伯利亞地臺南側(cè)的活動陸緣最后拼合的時間限定在晚二疊世—中三疊世。本文在綜合國家重點(diǎn)基礎(chǔ)發(fā)展規(guī)劃研究項(xiàng)目(“973”計劃)《中國西部中亞型造山與成礦》(2002—2006)的有關(guān)西天山造山帶研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合近年來的最新研究進(jìn)展,對西天山造山帶的大地構(gòu)造單元進(jìn)行了劃分,同時綜述了西天山蛇綠巖、高壓變質(zhì)巖、花崗巖類等的年代學(xué)新資料,討論了西天山的增生造山過程。自北向南,本文將西天山劃分為:北天山弧增生體、伊犁地塊北緣活動陸緣、伊犁地塊、伊犁地塊南緣活動陸緣、中天山復(fù)合弧地體、西天山(高壓)增生楔和塔里木北部被動大陸邊緣(圖1)。1西天山各結(jié)構(gòu)單元的特點(diǎn)1.1巴音溝和蘆溪面山的蛇綠混雜巖由中泥盆統(tǒng)安山巖-英安巖-流紋巖組合與碎屑巖沉積,下石炭統(tǒng)安集海組灰綠色凝灰?guī)r、火山熔巖、凝灰砂巖、灰?guī)r夾層或透鏡體,中石炭統(tǒng)巴音溝組淺海相類復(fù)理石砂泥質(zhì)凝灰砂巖、砂巖、礫巖和晚泥盆世—早石炭世蛇綠混雜巖組成,構(gòu)成俯沖增生雜巖系,向北疊瓦式推覆逆沖于準(zhǔn)噶爾盆地之上。若干蛇綠巖呈推覆飛來峰巖片上覆于下石炭統(tǒng)復(fù)理石之上(圖2),蛇綠巖組合以巴音溝和蘆葦溝剖面發(fā)育最為完整且最具代表性,包括地幔橄欖巖、席狀巖墻、輝長巖、輝綠巖、枕狀熔巖和上覆硅質(zhì)巖、灰?guī)r。巴音溝蛇綠混雜巖中堆晶輝長巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為344Ma,侵位于輝長巖中的斜長花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為325Ma。硅質(zhì)巖、灰?guī)r中產(chǎn)出大量晚泥盆世—早石炭世放射蟲和牙形石化石。阿拉套山艾比湖一帶還發(fā)育正常島弧安山巖-英安巖-流紋巖組合和320Ma的埃達(dá)克巖-高鎂安山巖-富Nb玄武質(zhì)巖組合。上石炭統(tǒng)科古琴山群磨拉石建造砂礫巖、礫巖僅局部地區(qū)有分布,二疊系大面積缺失。但北天山東延的博格達(dá)南緣白楊溝發(fā)育后碰撞陸內(nèi)裂谷型火山巖和水下滑塌沉積巖,火山巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為289Ma。該構(gòu)造單元內(nèi)還發(fā)育少量晚古生代巖漿巖,局部侵入蛇綠混雜巖中。1.2多態(tài)斷裂帶該斷裂帶自東向西,經(jīng)干溝、冰達(dá)坂、哈希勒根達(dá)坂,延至精河縣南與博爾塔拉河斷裂交會,構(gòu)成伊犁地塊北緣活動大陸邊緣和北天山弧增生體的分界線。沿斷裂帶東段產(chǎn)出早古生代蛇綠混雜巖,如干溝-米什溝奧陶紀(jì)蛇綠混雜巖、干溝弧前蛇綠混雜巖、新干溝奧陶紀(jì)蛇綠巖和冰達(dá)坂蛇綠混雜巖,其中烏斯特溝蛇綠混雜巖的基性巖塊中含少量藍(lán)片巖。該斷裂帶中段哈希勒根達(dá)坂一帶發(fā)育晚古生代蛇綠混雜巖殘片,構(gòu)成巴音溝等蛇綠巖推覆巖片的根帶。西段大部分為第四紀(jì)沉積物覆蓋,與博爾塔拉河斷裂展布范圍相當(dāng)。本文因考慮到阿拉套山發(fā)育與北天山相似的弧增生雜巖組合,沒有將該斷裂帶西北向延至艾比湖,即沒有按傳統(tǒng)的“天山主干斷裂”延伸。該斷裂帶是一條右行韌性剪切帶,冰達(dá)坂西側(cè)天格爾右行韌性剪切的時間被限定為266Ma,而哈希勒根達(dá)坂右行韌性剪切的時間則為早二疊世。新生代,隨著天山山脈的隆升,沿斷裂帶發(fā)生了進(jìn)一步的逆沖和走滑作用。1.3下寒武統(tǒng)石礦為一疊加在前寒武紀(jì)變質(zhì)結(jié)晶基底之上的古生代活動大陸邊緣。古元古界角閃巖相變質(zhì)巖系出露于溫泉—賽里木湖和哈希勒根達(dá)坂一帶。中元古界哈爾達(dá)瓦群淺變質(zhì)碎屑巖,新元古界開爾塔斯群、庫松木切克群碳酸鹽巖、少量碎屑巖和震旦系凱拉克提群冰磧巖主要出露于賽里木湖、科古琴山一帶。賽里木湖東天窗花崗片麻巖獲得了單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡798Ma和Nd模式年齡1.93~2.01Ga。寒武系—下奧陶統(tǒng)為陸表海碎屑巖和碳酸鹽巖,有向被動陸緣類復(fù)理石沉積變化的趨勢。下寒武統(tǒng)穩(wěn)定型含磷硅質(zhì)巖建造在果子溝剖面出露。博羅霍洛山中奧陶統(tǒng)奈楞格勒達(dá)坂組(O2nl)和下志留統(tǒng)尼勒克河組(S1n)為安山質(zhì)火山巖,巖石化學(xué)特征表明其屬島弧型鈣堿性火山巖系列,形成于活動大陸邊緣。中上志留統(tǒng)主要為鈣質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)泥巖組成的復(fù)理石建造。中下泥盆統(tǒng)主要為磨拉石建造,不整合于前泥盆系地層之上。早石炭世大哈拉軍山組島弧型火山巖在彼利克溪河、尼勒克河一帶出露。阿希金礦的賦礦圍巖大哈拉軍山組火山巖中鋯石SHRIMPU-Pb年齡為363Ma。二疊系陸相磨拉石在局部區(qū)域產(chǎn)出。沿博羅霍洛山—哈希勒根達(dá)坂一帶還廣泛出露有古生代花崗巖類侵入體?；舫枪訙辖情W花崗巖中單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡為352Ma,精河縣南萊斯高爾地區(qū)花崗閃長巖中鋯石SHRIMPU-Pb年齡為362Ma、輝鉬礦Re-Os等時線年齡為359Ma。博羅科努閃長巖中鋯石SHRIMPU-Pb年齡為308Ma,玉希莫勒蓋達(dá)坂閃長巖中鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡為315Ma、花崗閃長巖中鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡為308Ma。達(dá)巴特銅礦圍巖流紋斑巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為316Ma、花崗斑巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為316Ma,輝鉬礦Re-Os等時線年齡為301Ma。1.4巖石學(xué)和古生代基底劃分西天山造山帶傳統(tǒng)上被劃分為北天山、中天山和南天山。按照這種劃分方案,伊犁地塊和中天山所指為同一地塊,范圍包括伊犁盆地、那拉提山和巴倫臺一帶前寒武紀(jì)角閃巖相變質(zhì)巖的出露區(qū),北界為伊犁-中天山北緣縫合帶,南界為伊犁-中天山南緣縫合帶。但該劃分方案沒有充分考慮到境外吉爾吉斯斯坦和哈薩克斯坦天山構(gòu)造單元的劃分方案。最近那拉提山北坡發(fā)現(xiàn)了寒武紀(jì)蛇綠巖,可能存在一早古生代縫合帶。據(jù)此筆者將伊犁地塊和中天山分為2個獨(dú)立的塊體。伊犁地塊的南界為那拉提山北坡斷裂。其西延與吉爾吉斯斯坦北天山和中天山的分界斷裂尼古拉耶夫線相連(圖1)。伊犁地塊在吉爾吉斯斯坦和哈薩克斯坦境內(nèi)又稱北天山地塊。哈薩克斯坦Anrakhai山Uzunbulak花崗片麻巖獲得的鋯石SHRIMPU-Pb年齡2791Ma和Serektas河花崗片麻巖獲得的鋯石SHRIMPU-Pb年齡1789Ma表明伊犁地塊具確切的太古宙和古元古代基底。伊犁地塊的主體相當(dāng)于伊犁盆地范圍,被中新生代沉積物覆蓋;但其東段阿吾拉勒山出露石炭紀(jì)、二疊紀(jì)火山巖和沉積巖,以二疊系為主。下二疊統(tǒng)由砂巖、玄武巖、玄武安山巖、流紋巖、橄欖玄粗巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、安山角礫巖等組成。上二疊統(tǒng)為玄武巖和鈉質(zhì)英安巖、凝灰?guī)r、泥灰?guī)r、砂巖、凝灰質(zhì)砂礫巖。埃達(dá)克質(zhì)石英鈉長斑巖、鈉長斑巖、英安巖等淺成小巖體侵入于二疊系火山沉積巖中,并獲得鋯石SHRIMPU-Pb年齡260Ma。1.5下古生界及古生代基底主要沿伊什基里克山、那拉提山北坡、阿吾拉勒山南緣一帶分布,向東可能尖滅于鞏乃斯河源頭一帶,向西與吉爾吉斯斯坦北天山地塊南緣古生代活動陸緣相連。中國境內(nèi)主要組成地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組鈣堿性火山巖系。中元古界特克斯群黑云母石英片巖、綠泥石千枚巖、千枚巖化泥質(zhì)粉砂巖、綠泥絹云母片巖,新元古界科克蘇群大理巖、灰?guī)r、千枚巖、泥巖和震旦紀(jì)灰?guī)r、砂礫巖、冰磧巖分布于特克斯縣大哈拉軍山一帶。下古生界的確切分布不詳。夏特南埃達(dá)克質(zhì)閃長巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡470Ma、夏特西南花崗巖單顆粒榍石TIMSU-Pb年齡471Ma、新源林場東二長花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡436Ma、昭蘇煤礦花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡348Ma、新源則克臺角閃輝長巖鋯石U-Pb年齡308Ma和新源南那拉提山北坡大哈拉軍山組火山巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡354Ma等高精度年齡資料證實(shí),伊犁地塊南緣為早古生代和晚古生代復(fù)合陸緣。在吉爾吉斯北天山,寒武紀(jì)—早奧陶世早期下Arenigian單元洋殼-島弧雜巖逆沖于前寒武紀(jì)基底之上,并被中Arenigian單元礫巖和復(fù)理石不整合覆蓋。464Ma、470~460Ma和440~435Ma(鋯石U-Pb)花崗巖大面積侵入Arenigian單元中。1.6吉爾吉斯北山早古生代陸內(nèi)雜巖單元那拉提北緣斷裂西延與尼古拉耶夫線相連,代表一早古生代的縫合帶,分割伊犁地塊南緣活動陸緣和中天山復(fù)合弧地體。該帶在中國境內(nèi)可以確切延伸到夏特南約5km的那拉提山北坡,516Ma(鋯石SHRIMPU-Pb)的T型洋中脊玄武巖為可靠的證據(jù)(圖2)。但從夏特南向東的展布情況尚未確定,推測沿那拉提山北坡斷裂延伸。再向東可能與伊犁-中天山北緣斷裂匯合,延伸至冰達(dá)坂-干溝斷裂。在吉爾吉斯北天山,代表早古生代帖爾斯克依(Terskey)古洋殘片的大量寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)蛇綠巖被推覆逆沖到早古生代Arenigian單元洋殼-島弧雜巖之上。尼古拉耶夫線西端Makbal榴輝巖中白云母獲得K-Ar年齡482Ma,可能記錄了Terskey洋的俯沖消減事件。1.7中山的形成時代夾持于那拉提北坡斷裂-尼古拉耶夫線和中天山南緣斷裂之間,具前寒武紀(jì)變質(zhì)結(jié)晶基底,并廣泛疊加了古生代巖漿巖、火山巖和沉積巖。中新元古代那拉提群變質(zhì)巖以片麻巖、混合巖為主,夾有少量角閃片巖和大理巖,沿那拉提山主脊斷續(xù)分布至巴倫臺、干溝公路一帶,構(gòu)成傳統(tǒng)上認(rèn)為的“中天山結(jié)晶軸”。北木扎爾特河卡拉旁子變粒巖單顆粒鋯石TIMSPb-Pb年齡1910Ma、拉爾敦達(dá)坂花崗片麻巖鋯石U-Pb年齡882Ma、巴倫臺花崗巖鋯石核部SHRIMPU-Pb表面年齡2515Ma和拉爾敦達(dá)坂大哈拉軍山組粗面安山巖鋯石核部SHRIMPU-Pb表面年齡2567Ma、2546Ma等年齡資料證實(shí),中天山可能具新太古代—古中元古代基底。大量古生代花崗質(zhì)巖石呈復(fù)式巖體侵入前寒武紀(jì)角閃巖相變質(zhì)巖之中。阿克牙孜河中游比開支流花崗巖鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡479Ma、401Ma、413Ma和花崗閃長巖419Ma,科克蘇河石英正長巖鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡275Ma、二長閃長巖年齡398Ma、角閃花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡433Ma、黑云母花崗巖年齡352Ma、角閃黑云母花崗巖年齡349Ma,新源那拉提山二長花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡370~366Ma,巴音布魯克東戈倫塔古什片麻狀花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡421Ma,拉爾敦達(dá)坂鉀長花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡457Ma,巴倫臺北糜棱巖化花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡416~405Ma,干溝眼球狀花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡428Ma、花崗巖年齡368Ma和361Ma等高精度年代學(xué)數(shù)據(jù)表明,中天山自早奧陶世至二疊紀(jì)都有強(qiáng)烈的巖漿活動。石炭紀(jì)大哈拉軍山組島弧型火山巖在那拉提山、拉爾敦達(dá)坂至巴倫臺一帶均廣泛分布,拉爾敦達(dá)坂粗面安山巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為313Ma。1.8黑云母巖的晚二疊世-早三疊世斷裂帶中國境內(nèi)西天山,中天山南緣縫合帶東起庫米什北桑樹園子,經(jīng)巴倫臺南烏瓦門、拉爾敦達(dá)坂、包扎墩達(dá)坂南坡、科克蘇河阿拉善、阿克牙孜河中游空古爾布拉克﹑長阿吾子溝北,至東都果爾河上游,西出國境與吉爾吉斯南天山的依內(nèi)里切克-阿特巴什斷裂相連。它也是一條復(fù)合韌性剪切帶,卷入剪切帶的巖石既有前寒武紀(jì)角閃巖相片麻巖﹑角閃斜長片麻巖﹑海西期花崗巖,也有南側(cè)增生楔內(nèi)的綠片巖相巖石。糜棱巖的微構(gòu)造研究表明,早期為由SSE向NNW的逆沖變形,晚期為左行或右行平移走滑。長阿吾子溝糜棱巖化斜長角閃石Ar-Ar坪年齡229.6Ma和拉爾敦達(dá)坂黑云長英質(zhì)糜棱巖黑云母Ar-Ar坪年齡250Ma說明左行走滑發(fā)生在晚二疊世—早三疊世。中新生代,該斷裂帶仍向北或向南發(fā)生逆沖和左行走滑。該斷裂帶的東段南側(cè)庫米什硫磺山-銅花山-榆樹溝蛇綠混雜巖中出露含少量殘留藍(lán)片巖和高壓麻粒巖的蛇綠混雜巖。銅花山藍(lán)片巖獲藍(lán)閃石Ar-Ar坪年齡360Ma,榆樹溝麻粒巖鋯石的核部SHRIMPU-Pb年齡為452~640Ma、鋯石邊部年齡為390~392Ma、單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡為440Ma。烏瓦門SSZ型蛇綠巖未獲得可靠的年代學(xué)數(shù)據(jù)。斷裂帶西段出露一條長約200km的含榴輝巖的變質(zhì)俯沖雜巖帶(詳見下一節(jié))。1.9哈爾克山主脊北坡榴輝巖巖相特征結(jié)果一個西天山高壓變質(zhì)帶沿中天山南緣縫合帶近東西向展布約200km,南北最寬約30km,(圖1和圖2)。高壓變質(zhì)巖出露在東都果爾河上游、北木扎爾特河長阿吾子溝,經(jīng)阿克牙孜河中游科普爾特河﹑阿坦塔義河上游﹑哈布騰蘇河﹑布古達(dá)坂﹑科克蘇河中游皮恰克薩爾地,至包扎墩達(dá)坂一帶,向東被那拉提山南坡的大尤都斯盆地中新生界沉積物覆蓋。西出國境,可能與吉爾吉斯國阿特巴什藍(lán)片巖-榴輝巖帶和塔吉克斯坦南天山Fan-Karategin藍(lán)片巖帶相連,東去則可能與庫米什銅花山藍(lán)片巖殘跡相接。它構(gòu)成了中天山復(fù)合弧地體南側(cè)古生代增生楔的主體,平面上呈被斷裂包圍的菱形體(圖2),剖面上為夾持于南北兩條大型韌性剪切帶之間的由一些推覆巖片構(gòu)成的堆疊體。北以中天山南緣斷裂帶(寬約500m的脆性斷裂帶疊加寬達(dá)數(shù)千米的大型韌性剪切帶)與中天山復(fù)合弧地體相隔,南以寬約500m的哈爾克山主脊北坡逆沖斷裂帶與塔里木板塊古生代被動大陸邊緣分界。哈爾克山北坡斷裂西起圖拉蘇達(dá)坂,經(jīng)阿恰特勒爾水河﹑呼爾阿恰﹑哈布騰蘇河上游闊克薩依﹑康卡爾上游阿夏,至科克蘇河上游一帶。藍(lán)片巖、榴輝巖的巖相學(xué)和常量、微量、稀土元素地球化學(xué)研究表明,其原巖為由N-MORB、E-MORB、OIB、基性火山碎屑巖、硬砂巖、少量島弧火山巖、蛇紋巖等構(gòu)成的變質(zhì)俯沖雜巖組合。榴輝巖相巖石經(jīng)歷了硬柱石-藍(lán)片巖相和綠簾石-藍(lán)片巖相進(jìn)變質(zhì)作用,達(dá)到峰期榴輝巖相(530℃±20℃,1.6~1.9GPa[77,81,82,83,84,85]),退變質(zhì)經(jīng)歷了近等溫降壓過程,由綠簾石-藍(lán)片巖相至綠片巖相。其中峰期榴輝巖相的溫壓條件也可能達(dá)到560~600℃、5GPa,退變質(zhì)經(jīng)598~496℃、2.6GPa到后期綠簾石-藍(lán)片巖相至綠片巖相。含柯石英的榴輝巖質(zhì)白云母片巖在哈布騰蘇河西側(cè)一處露頭被發(fā)現(xiàn)。榴輝巖呈薄層狀、透鏡體、布丁狀、厚層狀或大巖塊(平面上大于2km2)產(chǎn)出。其中大巖塊實(shí)際由典型的榴輝巖(石榴子石+綠輝石大于70%)、含綠輝石藍(lán)閃石巖、藍(lán)片巖和穿插它們之中的網(wǎng)絡(luò)狀榴輝巖質(zhì)脈體共同組成。含藍(lán)閃石榴輝巖Sm-Nd等時線年齡343Ma±44Ma(綠輝石-藍(lán)閃石-石榴子石-全巖)和346Ma±3Ma(石榴子石-藍(lán)閃石)、藍(lán)片巖白云母-全巖Rb-Sr等時線年齡313~302Ma、藍(lán)閃石Ar-Ar坪年齡350~345Ma、藍(lán)片巖白云母Ar-Ar坪年齡334~310Ma等年代學(xué)結(jié)果支持高壓變質(zhì)作用發(fā)生在石炭紀(jì),也與吉爾吉斯國阿特巴什藍(lán)片巖-榴輝巖帶白云母Ar-Ar坪年齡327~324Ma一致。而榴輝巖鋯石核部SHRIMPU-Pb年齡413~310Ma、榴輝巖相變質(zhì)泥質(zhì)巖鋯石核部年齡1886Ma、鋯石的邊部年齡233~226Ma則可能說明榴輝巖相變質(zhì)作用發(fā)生在三疊紀(jì)。由于高壓變質(zhì)巖的原巖是混雜巖,其原巖年齡可能較復(fù)雜,既有含古元古代碎屑鋯石的雜砂巖,也有古生代的火山巖。筆者對榴輝巖鋯石CamecaU-Pb年代學(xué)研究結(jié)果表明,含綠輝石等高壓變質(zhì)礦物的鋯石邊部年齡為319Ma、含磷灰石等巖漿礦物的核部年齡為454~449Ma、繼承核的年齡為2450~1956Ma(相關(guān)成果即將發(fā)表)。該新成果說明榴輝巖的原巖火山巖的形成時代可能是晚奧陶世,高壓變質(zhì)作用則發(fā)生在早石炭世末期。1.10阿爾騰柯斯組巖的地質(zhì)特征構(gòu)成了哈爾克山、霍拉山的主體?；讕r系出露較少,主要分布在南木扎爾特河—庫車以北的黑英山一帶。南木扎爾特河木扎爾特群分為上、下亞群。下亞群由一套條痕狀、眼球狀混合巖、黑云斜長片麻巖等組成;上亞群上部為淺變質(zhì)的砂質(zhì)灰?guī)r、細(xì)砂巖、粉砂巖、二云母石英片巖等,下部由綠泥斜長變粒巖、二云斜長片麻巖等組成。花崗片麻巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡707Ma代表了基底巖石重熔形成花崗質(zhì)巖漿的時代;Nd模式年齡表明基底巖石具有1700~1900Ma的地殼存留年齡。托云盆地的早白堊世火山巖中,產(chǎn)出數(shù)量豐富、類型多樣的地幔、下地殼包體和礦物巨晶,其中麻粒巖包體鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡為690~770Ma,Hf模式年齡為1300~1700Ma。下古生界由志留系陸棚、陸坡相具復(fù)理石韻律的碎屑巖、厚層狀灰?guī)r和少量上奧陶統(tǒng)大理巖化灰?guī)r、碎屑巖組成。上古生界主要為下泥盆統(tǒng)阿爾騰柯斯組灰?guī)r和大量中泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)粉砂巖、滑混巖和中基性火山巖,硅質(zhì)巖中產(chǎn)中泥盆世—早石炭世放射蟲化石,灰?guī)r中含早石炭世GnathodusnodosBishoff和GnathodusbilineatusBishoff化石;中石炭統(tǒng)阿依里河組、卡拉蘇組和上石炭統(tǒng)康克林組均為陸表海碳酸鹽巖、碎屑巖。南天山蛇綠巖呈外來推覆小巖塊的型式散布在塔里木北部被動大陸邊緣的古生代地層之上,可以分為2支,北支沿庫勒湖—鐵力買提達(dá)坂—科克鐵克達(dá)坂—古洛溝—榆樹溝—銅花山—硫磺山一帶展布,南支西起中吉邊界的阿文庫,經(jīng)米斯布拉克﹑阿爾騰柯斯河中游﹑獨(dú)庫公路歐西達(dá)坂,至色日克牙依拉克,南北2支可能為同一洋盆不同碎塊在造山期或后造山期推覆就位至不同構(gòu)造部位。庫勒湖蛇綠混雜巖(圖2)獲得輝長巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡425Ma,阿文庫巴雷公洋島玄武巖中獲鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡450Ma。沿哈爾克山南坡—霍拉山的古生代地層中還分布一條巖漿巖帶,為南天山花崗巖-堿性巖帶。部分巖體的時代為早古生代,而大部分巖體的時代為二疊紀(jì)。早古生代—晚古生代早期的巖體具有鈣堿性的特征,有色日克牙依拉克南花崗閃長巖(鋯石SHRIMPU-Pb年齡418~387Ma)、野云溝花崗巖(單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡475Ma)、庫米什北阿克塔西花崗片麻巖(單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡457Ma)、庫爾勒西花崗閃長巖(單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡475Ma)等。二疊紀(jì)巖體具堿性特征,黑英山克其克果勒霓霞正長巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡為275Ma、依南里克黑云霞石歪長偉晶巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡為273Ma、黑英山北角閃黑云母花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為285Ma、巴雷公鉀長花崗巖鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡為273Ma。吉爾吉斯南天山亦分布有273~269Ma后碰撞堿性花崗巖。Konopelko等報道了闊克薩彥嶺Jangart花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡297Ma、Uch-Koshkon花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡279Ma、Mudryum花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡281Ma和KokKiya花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡279Ma。Mao等報道了闊克薩彥嶺Jangart環(huán)斑花崗巖和環(huán)斑石英正長巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡296Ma。姜常義等獲得了南天山閃長巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡298Ma、似斑狀花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡284Ma和堿性花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡264~260Ma。2寒武紀(jì)—西天山增生造山過程的討論雖然天山被認(rèn)為是典型的增生型碰撞造山帶,但增生楔中復(fù)理石基質(zhì)、蛇綠混雜巖、鈣堿性火山巖和花崗巖的時代等都不支持沿一個古大洋俯沖帶不斷增生造山的特點(diǎn)。目前已有的確切的蛇綠巖年代學(xué)資料(圖2)表明,西天山造山帶的增生造山過程與早古生代帖爾斯克依(Terskey)古洋、早古生代晚期—晚古生代南天山洋和晚古生代北天山洋3個代表性洋盆的演化相關(guān)(圖3)。早古生代帖爾斯克依(Terskey)古洋分隔伊犁地塊和中天山復(fù)合弧地體,存在時間可能是晚里菲至早奧陶世,那拉提山北坡夏特南516Ma的T型洋中脊玄武巖是該洋盆存在的最可靠的證據(jù)。雖然冰達(dá)坂-烏斯特溝-米什溝-干溝蛇綠混雜巖沒有確切的時代依據(jù),根據(jù)混雜巖大理巖巖塊含奧陶紀(jì)牙形石化石,筆者推測帖爾斯克依古洋可能一直延伸到干溝一帶。此時,中天山是塔里木地塊北緣的活動大陸邊緣。在吉爾吉斯北天山帖爾斯克依古洋向伊犁(北天山)地塊下俯沖,形成了寒武紀(jì)—早奧陶世早期下Arenigian單元洋殼-島弧雜巖等構(gòu)成的較寬闊的增生楔;而中國那拉提山北坡—依什基里克山一帶早古生代的地層分布情況尚不確切。但從中國境內(nèi)夏特南一直到吉爾吉斯北天山均分布有470~460Ma的鈣堿性花崗巖體,證實(shí)了增生造山事件的發(fā)生。中天山479Ma鈣堿性花崗巖的產(chǎn)出也表明帖爾斯克依古洋也同時向南側(cè)中天山復(fù)合弧地體下俯沖。早奧陶世末期中Arenigian單元礫巖、復(fù)理石不整合覆蓋在寒武紀(jì)—早奧陶世早期增生雜巖之上和拉爾敦達(dá)坂后碰撞鉀長花崗巖單顆粒鋯石TIMSU-Pb年齡457Ma可能表明帖爾斯克依古洋在中奧陶世已經(jīng)關(guān)閉。中天山與伊犁地塊聯(lián)合成統(tǒng)一的整體。干溝地區(qū)中天山志留紀(jì)前陸盆地碎屑巖中陸源鋯石最新年齡461Ma也進(jìn)一步證實(shí)了洋盆關(guān)閉的時間。這里還需要特別指出的是,近年來部分學(xué)者將中天山地塊的范圍從巴倫臺一直延伸到哈爾克山一帶,位于西天山高壓變質(zhì)帶的南側(cè),繼而認(rèn)為西天山高壓變質(zhì)帶是中天山洋向南俯沖到中天山地塊的產(chǎn)物。該學(xué)術(shù)論點(diǎn)與目前大多數(shù)學(xué)者對中天山地塊和西天山高壓變質(zhì)帶的認(rèn)識相佐,本文不作詳細(xì)討論。因帖爾斯克依古洋關(guān)閉,塔里木北緣發(fā)生拉張解體,形成一個新洋盆———南天山洋,導(dǎo)致寒武紀(jì)—早奧陶世的活動陸緣從塔里木分離出去,即中天山復(fù)合弧地體,并與伊犁地塊一道構(gòu)成南天山洋的北部活動大陸邊緣(圖3)。榆樹溝麻粒巖鋯石的核部年齡452Ma、巴雷公洋島玄武巖鋯石年齡450Ma和庫勒湖蛇綠混雜巖輝長巖鋯石年齡425Ma說明南天山洋在晚奧陶世已經(jīng)打開。中天山復(fù)合弧地體和伊犁地塊南緣分布的大量436~276Ma的花崗質(zhì)巖石、火山巖表明,該洋盆自早志留世晚期開始俯沖,沿伊犁-中天山活動陸緣南側(cè)形成較寬闊的增生雜巖系。其中西天山(高壓)增生楔為經(jīng)歷了深俯沖和折返的變質(zhì)混雜巖帶。但關(guān)于南天山洋的閉合和增生造山作用的時間存在較大爭議,有晚古生代和三疊紀(jì)2種代表性的認(rèn)識,分歧的關(guān)鍵是西天山榴輝巖峰期變質(zhì)年齡的確定。雖然低溫榴輝巖因封閉溫度低出現(xiàn)Sm-Nd體系的不平衡,進(jìn)而影響精確年齡數(shù)據(jù)的獲得,高壓—超高壓變質(zhì)巖中的白云母可能出現(xiàn)Ar-Ar體系的過剩Ar問題,但西天山阿克牙孜河上游含藍(lán)閃石榴輝巖的一致Sm-Nd礦物-全巖等時線年齡和藍(lán)閃石Ar-Ar坪年齡一致,可以判斷榴輝巖的峰期變質(zhì)發(fā)生在早石炭世(345Ma)。白云母的坪年齡與Rb-Sr白云母-全巖等時線年齡313~302Ma代表高壓變質(zhì)巖石折返到淺構(gòu)造層次(綠片巖相)的時間。該年齡應(yīng)晚于洋盆閉合和增生造山結(jié)束的時間,應(yīng)該代表塔里木和伊犁地塊的碰撞時間或碰撞向后碰撞轉(zhuǎn)換的時期。至于榴輝巖鋯石的邊部233~226Ma年齡,可能記錄榴輝巖變質(zhì)作用之后的后期流體作用事件,并不能代表峰期榴輝巖相變質(zhì)的年齡。該類型鋯石的邊部不含任何綠輝石、藍(lán)閃石等指示高壓變質(zhì)作用的礦物包裹體,也使得解釋233~226Ma為榴輝巖的峰期變質(zhì)年齡、進(jìn)而斷言塔里木和伊犁在三疊紀(jì)發(fā)生碰撞造山缺乏說服力。筆者新獲得的含綠輝石鋯石邊部的變質(zhì)年齡320Ma證實(shí)榴輝巖峰期變質(zhì)發(fā)生在早石炭世末。長阿吾子榴輝巖退變質(zhì)過程