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程中主要的地球動力學因素之一。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閉、縫合造山（Kr¨oner，1993；Unrug，1996；Shu et al.，2002；Windley et al.，2007）的整個演化歷史。

 

  在新疆伊犁盆地西北部，元古代變質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（新疆地質礦產局，1993），其原巖以碎屑巖和碳酸鹽巖為主（《中國地層典》

 

  編委會，1996），并含有火山巖和花崗巖（胡靄琴等，2006）。這些變質巖沿著科古琴山—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歷史的重要窗口。然而，目前為止，除了地質填圖資料中的有關描述以外，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巖有過系統研究。由此可見，本區尚未受到足夠的關注，前人的研究程度還不高，仍有不少科學問題亟待解決，主要表現在：（1）現有的地質圖和研究資料中，有關溫泉群中各巖石單元之間地質、構造關系的描述較少；（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、各個巖石單元的形成環境、以及在中亞造山帶形成的過程中的構造演化等重要的科學問題。

 

  本文在詳細分析前人資料的基礎上，通過野外地質調查工作，將北天山溫泉群劃分為三個巖石構造單元，并對其中的新元古代混合巖和正片麻巖以及古生代閃長巖侵入體進行了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系，并嘗試討論溫泉群中的不同巖石構造單元的地質意義，以及探討其在中亞造山作用過程中的演化歷史。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）。一種主流觀點認為，當時古亞洲洋的構造格局是多島弧型的，其情形類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程中，多個微陸塊、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古陸塊相隔（Windley et3 期李孔森等：北天山溫泉群的地質特征、時代和構造意義493al.，2007）。后者在早奧陶世至早志留世期間，發生了與洋殼俯沖有關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弧（Windley 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閉（Gao et al.，1998；李錦軼和肖序常，1999），天山地區由此進入了陸內演化階段（Shu et al.，1999；Wang et al.，2009）。