新疆小海子林場一帶地質(zhì)構(gòu)造演化淺析

摘要：新疆小海子林場一帶為西天山造山帶的重要組成部分，大地構(gòu)造位置特殊，構(gòu)造變形復(fù)雜，是研究造山帶理論的典型地區(qū)。在翔實的地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，運(yùn)用典型的板塊構(gòu)造理論，總結(jié)出小海子林場一帶構(gòu)造發(fā)展的演變，構(gòu)造演化呈現(xiàn)陸洋陸演化開合構(gòu)造旋回發(fā)展歷程，后經(jīng)新構(gòu)造運(yùn)動改造，最終形成了現(xiàn)今的盆山構(gòu)造格局。

關(guān)鍵詞：西天山;板塊構(gòu)造;構(gòu)造演化研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地南西緣，一級大地構(gòu)造屬哈薩克斯坦準(zhǔn)噶爾板塊，二級為準(zhǔn)噶爾弧盆系和伊犁地塊，三級為準(zhǔn)噶爾地塊、依連哈比爾尕博格達(dá)裂谷盆地和賽里木晚古生代陸緣盆地，四級為準(zhǔn)噶爾中央地塊、依連哈比爾尕晚古生代裂陷槽、賽里木地塊。在經(jīng)歷了古生代拉張閉合階段（加里東期地殼演化階段），早古生代是古亞洲洋主碰撞期形成了統(tǒng)一大陸之后的上疊構(gòu)造后碰撞期產(chǎn)物，泥盆世石炭世是新疆晚古生代古亞洲洋最后消亡的主碰撞階段，這一階段是洋殼最終消失和蛇綠巖（蛇綠混雜巖）最晚侵位時期，并伴有侵入性區(qū)域變形變質(zhì)作用及碰撞期花崗巖（調(diào)查區(qū)屬后碰撞期）侵位和廣泛的區(qū)域性隆起。

1晚古生代地殼拉張閉合再拉張再閉合階段早古生代古亞洲洋碰撞造山后，地殼隆升接受風(fēng)化剝蝕。晚古生代準(zhǔn)噶爾板塊發(fā)生了強(qiáng)烈而頻繁的構(gòu)造運(yùn)動，根據(jù)構(gòu)造演化調(diào)查區(qū)大致可分為中泥盆世早期晚泥盆世拉張閉合階段（中泥盆世早期拉張形成裂谷，晚泥盆世未碰撞造山階段）、晚石炭世早期晚石炭世末期板內(nèi)裂谷階段和晚石炭世晚期早二疊世早期盆山轉(zhuǎn)換3個階段。

1.1中泥盆世早期晚泥盆世拉張閉合階段

自早泥盆世早期開始發(fā)生古陸破碎和裂離作用，準(zhǔn)噶爾板塊南緣巴尕青特一帶開始形成裂谷型被動陸緣盆地，發(fā)育成泥盆世洋盆，到中泥盆世中期達(dá)到極盛期，接受了中泥盆世汗吉尕組一套正常沉積的碎屑巖夾極少量火山碎屑巖，火山巖以爆發(fā)沉積相火山碎屑巖為主，熔巖極為少見。晚泥盆世早期有限洋殼持續(xù)受熱地幔上拱，形成洋中脊、洋島，其特征物質(zhì)超鐵鎂質(zhì)、鐵鎂質(zhì)巖漿巖上侵就位形成蛇綠巖，并伴隨有火山活動，形成枕狀玄武巖，并存在有遠(yuǎn)洋沉積物放射蟲硅質(zhì)巖。晚泥盆世晚期開始匯聚消減，北天山洋由北向南俯沖，俯沖于伊犁微板塊之下，由于板塊碰撞致使研究區(qū)進(jìn)入擠壓態(tài)質(zhì)，洋島、洋中脊以刮擦殘留碎塊增生在沙泉子烏東果勒一帶產(chǎn)生了洋中脊型蛇綠巖（MORB）和洋島型蛇綠巖（OIB）及一些鈣堿性系列的中基中酸性的火山熔巖、火山碎屑巖及硅泥質(zhì)巖等為主的蛇綠構(gòu)造混雜巖帶，同時形成一系列的北西向斷裂構(gòu)造，并受板塊碰撞作用的影響，在泥盆世汗吉尕組形成背向斜褶皺。蛇綠巖組合以PM20剖面發(fā)育最為完整且最具代表性，包括地幔橄欖巖、輝長巖、輝綠巖、斜長花崗巖、玄武巖和硅質(zhì)巖。巖石地球化學(xué)特征表明，蛇綠巖具有初始洋盆火山巖性質(zhì)，代表了北天山地區(qū)晚泥盆世洋盆形成初期的某些特征。早石炭世伴隨著北天山洋盆的關(guān)閉和陸內(nèi)俯沖事件緩慢持續(xù)地進(jìn)行，在小海子鐵根一帶形成查崗果勒逆沖推覆斷層帶（天山主干北緣斷裂前峰斷裂）和阿拉爾深大斷裂。同時，在泥盆世地層發(fā)育區(qū)域低溫動力變質(zhì)事件，形成低綠片巖相高綠片巖相的巖石。泥盆世有限洋盆在準(zhǔn)噶爾板塊開啟于早泥盆世末期，盛期為中泥盆世，關(guān)閉于晚泥盆世晚期，早石炭世進(jìn)入造山調(diào)整階段，至此，中泥盆世早期晚泥盆世晚期板塊裂開到板塊碰撞造山結(jié)束。

1.2晚石炭世早期晚石炭世末期板內(nèi)裂谷階段

早石炭世早期造山運(yùn)動結(jié)束之后，應(yīng)在早石炭世中期（區(qū)域上自早石炭世開始缺失了10 Ma的地質(zhì)記錄），地殼轉(zhuǎn)入伸展體制的構(gòu)造作用，形成依連哈比爾尕裂陷槽，區(qū)域上沉積了早石炭世沙大王組的一套碎屑巖中基性火山碎屑巖的組合，并且火山活動強(qiáng)烈，發(fā)育一系列火山熔巖。而研究區(qū)還處于海陸交互相沉積階段，缺失了早石炭世的沉積。裂谷繼而發(fā)展，至晚石炭世早期開始，在調(diào)查區(qū)北東部的準(zhǔn)噶爾中央地塊的丹格爾達(dá)灣一帶形成了陸間裂谷盆地型沉積的上石炭世前峽組，在區(qū)內(nèi)以火山沉積碎屑復(fù)理石沉積巖為主;在調(diào)查區(qū)南西部的依連哈比爾尕晚古生代裂陷槽中的黑山頭查汗果勒一帶，形成了陸間裂谷盆地型沉積的上石炭世奇爾古斯套組，一段以碎屑巖夾火山碎屑巖為主，表明奇爾古斯套組早期以陸源碎屑沉積為主，陸內(nèi)裂谷剛形成為濱淺海環(huán)境。二段以沉凝灰?guī)r為主，夾火山熔巖和細(xì)碎屑巖，表明奇爾古斯套組中期火山活動較為強(qiáng)烈。板內(nèi)裂谷到達(dá)最大裂開期，主要為半深海深海環(huán)境。三段以細(xì)碎屑巖為主，夾少量火山碎屑巖、火山熔巖，表明北天山洋閉合晚期火山活動變?nèi)酢Ｈ伟鍓K開始匯聚，海水逐漸變淺為濱淺海環(huán)境。兩個板塊在伸展的發(fā)育裂谷的同時伴有微弱的裂谷火山活動，發(fā)育火山碎屑巖及少量的火山熔巖。

在巴音阿門大溜溝一帶，南部的賽里木地塊中泥盆世汗吉尕地層地殼再次拉張，出現(xiàn)海相裂陷式火山爆（噴）發(fā)，形成晚石炭世伊什基里組一套中基性火山巖夾碎屑巖沉積，其中一段以沉凝灰?guī)r夾砂巖、火山熔巖為主，二段以中基性火山熔巖夾火山碎屑巖為主，總體為典型的裂谷火山巖。晚石炭世末期，開始再次碰撞造山，板內(nèi)裂谷最后關(guān)閉，開始進(jìn)入中生代新生代的盆山構(gòu)造演化。

晚石炭世末期，研究區(qū)處于大規(guī)模內(nèi)陸碰撞造山階段。首先是在原有的區(qū)域性斷裂的基礎(chǔ)上作繼承性的大規(guī)模逆沖推覆，發(fā)育了強(qiáng)劈理化和糜棱巖化巖石（透入性區(qū)域變形變質(zhì)作用），同時各構(gòu)造單元內(nèi)部次級逆沖斷層和線型緊閉同斜褶皺表現(xiàn)十分強(qiáng)烈，形成了區(qū)內(nèi)一系列自南向北的逆沖推覆巖片。同時發(fā)生一系列的區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用，在石炭系地層形成了低綠片巖相帶，在各斷裂構(gòu)造邊界形成動力變質(zhì)作用。

1.3晚石炭世末期早二疊世早期盆山轉(zhuǎn)換階段

晚石炭世末期早二疊世早期，內(nèi)陸板塊碰撞造山強(qiáng)烈收縮擠壓作用使地殼深部物質(zhì)產(chǎn)生局部熔融，形成中酸性巖漿，沿構(gòu)造薄弱地帶多次侵位，形成晚石炭世烏拉哈特巖體、晚石炭世末期花山溝巖體和早二疊世黑尕尼勒巖體。同時形成了一系列近東西向、北西向的中酸性巖脈，在侵入過程中與泥盆世石炭世地層發(fā)生熱接觸交代變質(zhì)作用。至此，北天山地區(qū)基本完成了盆山轉(zhuǎn)化，調(diào)查區(qū)及相鄰地區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造格局的雛形基本形成。

與本次構(gòu)造活動相關(guān)的礦化蝕變現(xiàn)象在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)較為明顯，其最主要的特征是隨著本階段構(gòu)造活動的加劇和熱流值的升高，產(chǎn)生了部分含金銅石英脈體和巖石的硅化現(xiàn)象，造成礦物質(zhì)進(jìn)一步活化并達(dá)到初步的富集，形成了區(qū)內(nèi)構(gòu)造蝕變破碎巖型礦產(chǎn)。

2新生代盆山構(gòu)造演化階段

新疆地區(qū)新生代地質(zhì)發(fā)展歷史與印度次大陸、歐亞古大陸聚合、碰撞緊密相關(guān)。由于地勢進(jìn)一步夷平，中生代時期一系列分散的內(nèi)陸盆地在新近紀(jì)時已聯(lián)合成統(tǒng)一的大型盆地。盆地與周圍的隆起地區(qū)高差不大，包括昆侖山及其以南的青藏高原在內(nèi)，在古近紀(jì)時的高度都接近或略高于海平面，整個地勢處于準(zhǔn)平原狀態(tài)。現(xiàn)今屹立在盆地周圍的高山是新近紀(jì)才開始大幅度隆起的。研究區(qū)新近紀(jì)以前長期隆起遭受風(fēng)化剝蝕。新近紀(jì)開始大幅度、階段性、差異性升降，可大致劃分為中新世、上新世和更新世全新世三個盆山構(gòu)造演化時期。

新近紀(jì)早期以來，古特提斯洋閉合，青藏高原開始大幅度整體隆升。由于印度次大陸對古亞洲大陸的強(qiáng)烈擠壓，新疆各大盆地與周邊山地之間階段性差異性升降運(yùn)動顯著加劇，昆侖山、阿爾金山、天山、阿爾泰山均迅速隆升，山前地帶則強(qiáng)烈沉降。在塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地均形成大如海的巨型湖泊，堆積了厚實的下細(xì)上粗的碎屑沉積物。在此背景下，研究區(qū)南部及鄰區(qū)大幅度整體隆升，形成Ⅰ級夷平面（調(diào)查區(qū)南部博羅科努山北緣），調(diào)查區(qū)北部及山間溝谷強(qiáng)烈沉降，形成艾比湖新生代坳陷盆地，堆積了厚度大于450 m的中新世塔西河組河湖相碎屑巖。從此拉開了研究區(qū)盆山構(gòu)造演化的序幕。

上新世繼承了中新世盆山構(gòu)造和古地理格局。上新世青藏高原大幅度的整體隆起速度進(jìn)一步加快，新疆境內(nèi)各山區(qū)與盆地之間進(jìn)一步沉降。在昆侖山和天山的山間坳陷中均沉積了約100 m的獨山子組河流相沉積建造。獨山子組河流相碎屑巖建造是研究區(qū)艾比湖新生代坳陷盆地沉降的歷史記錄。

自更新世后，在印度板塊與歐亞板塊近南北向擠壓構(gòu)造背景下，我國西部發(fā)生了一次波及范圍最大、表現(xiàn)最強(qiáng)烈的構(gòu)造變動，其蹤跡遍及整個新疆，更新世堆積物平緩地覆蓋其上。此次構(gòu)造變動使調(diào)查區(qū)中南地段強(qiáng)烈隆升，在撒林沙泉子精河下游低山區(qū)一帶形成Ⅱ級夷平面，其頂尚殘存少量上新世獨山子組風(fēng)化殘積礫石，是伊連哈比爾尕山體更新世晚期強(qiáng)烈抬升的歷史記錄。全新世構(gòu)造運(yùn)動使全新世松散堆積物近水平覆蓋于晚更新世新疆之上。在南北向水平持續(xù)擠壓作用下，調(diào)查區(qū)北部繼承性沉降，使研究區(qū)北部接受了全新世松散堆積物;與此同時調(diào)查區(qū)中、南部山體繼續(xù)抬升，在巴音那木薩拉南戈壁和紅山一號羊圈等地形成Ⅲ級夷平面。

新近紀(jì)以來在印度板塊與歐亞板塊近南北向強(qiáng)烈擠壓的構(gòu)造背景下，研究區(qū)經(jīng)歷了階段性差異性升降的盆山構(gòu)造演化歷程。調(diào)查區(qū)北部迅速沉降，形成艾比湖新生代坳陷盆地;調(diào)查區(qū)中南部及鄰區(qū)強(qiáng)烈隆升，伊連哈比爾尕山崛起，最終造就了現(xiàn)今南高北低的盆山構(gòu)造地貌格局。

3結(jié)論

研究區(qū)主要地質(zhì)構(gòu)造演化呈現(xiàn)為陸洋陸演化開合構(gòu)造旋回發(fā)展歷程，后經(jīng)新構(gòu)造運(yùn)動改造，最終形成了現(xiàn)今的盆山構(gòu)造格局。根據(jù)沉積組合、構(gòu)造變形和構(gòu)造演化等特征，本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化基本可以劃分以下兩個階段：晚古生代地殼拉張閉合再拉張再閉合階段;新生代盆山構(gòu)造演化階段。

作者簡介：楊忠寶，男，化探高級工程師，本科，研究方向：地?zé)岬刭|(zhì)、水文地質(zhì)、礦產(chǎn)勘查。