东准噶尔造山带盆地西北缘构造演化特征

卢观送，余牛奔，何 伟

（江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队，江西 九江 332000）

1 调查区构造环境演化

调查区位于三塘湖盆地西北缘，它是在晚石炭世末期准噶尔造山运动之后的松驰阶段形成的，由于地壳拉张快速堆积了三塘湖底部的山麓堆积，裂谷继续发育大量中基性－酸性火山岩，形成三塘湖盆地原始轮廓[1]。

晚二叠世三塘湖裂谷火山作用明显减弱，沉积了黄梁沟组的正常碎屑岩，反映出陆相河流沼泽沉积。

三叠纪时由裂谷过渡为内陆断陷盆地，其范围继承了二叠纪裂谷盆地的轮廓范围，沉积三叠纪克拉玛依组河流相的陆源碎屑岩。

三叠纪末调查区隆升，缺失早侏罗世早期沉积，仅沉积早侏罗世晚期三工河组河流－滨湖相正常碎屑岩。中侏罗世气候潮湿炎热，盆地内遍布煤层或煤线，晚侏罗世气候干热，仅在邻区沉积了红色粗碎屑岩[2]。

白垩纪是三塘湖的萎缩期，早白垩世在东侧三塘湖地区为湖相沉积，晚白垩世由于燕山运动而造成缺失。

第三纪由于新构造运动的影响，三塘湖盆地为泛湖期，湖水淹没了盆地及周边的准平原区，以红色沉积为主，第四纪以来盆地边缘山区急剧抬升，在山前地带形成宽阔的倾斜平原，形成了现在的盆山构造格局。

2 区域构造演化

调查区晚古生代构造演化以板块活动为主线可分为以下四个阶段（图1）。

图1 区域构造演化过程

2.1 泥盆纪板块俯冲阶段

调查区泥盆纪地层的沉积特征及火山岩的岩石组合、岩石地球化学特征明显带有岛弧岩浆岩特征，表明这一时期调查区北塔山一带为典型的岛弧环境。早泥盆世时期调查区南部沿卡拉麦里拉张，形成小洋盆，同时卡拉麦里洋壳开始俯冲。这一时期尚处于洋盆形成和俯冲的初始阶段，岩浆活动较弱，早泥盆世沉积的托让格库都克组地层下部为一套稳定沉积的滨浅海相碎屑岩、灰岩夹火山碎屑岩的沉积建造。早泥盆世晚期，洋壳俯冲形成的岛弧带内火山活动开始加强，以喷发作用为主，形成托让格库都克上部厚度巨大的火山碎屑岩沉积建造。中-晚泥盆世是北塔山岛弧带岩浆活动的高潮阶段，形成北塔山组和江孜尔库都克组内具有典型岛弧岩浆岩特征的玄武岩、安山岩等中基性熔岩和火山碎屑岩。调查区内未见泥盆纪岛弧型侵入岩[3]。

据卡拉麦里蛇绿岩带最新年代学研究结果蛇绿岩套中的辉绿岩锆石U-Pb 同位素年龄为416.7±3.2Ma，代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄，不整合覆盖于蛇绿岩之上的地层凝灰岩的锆石U-Pb 同位素年龄为343.0±5.0Ma，代表了卡拉麦里蛇绿岩侵位时代的上限。蛇绿岩套上部硅质岩中放射虫化石鉴定结果也支持卡拉麦里蛇绿岩的形成时代上限为晚泥盆世法门期—早石炭世杜宪期。综上可以认为卡拉麦里蛇绿岩形成时代为泥盆纪，卡拉麦里蛇绿岩应为泥盆纪时期调查区南部存在的卡拉麦里小洋盆的洋壳。泥盆纪洋壳及泥盆纪岛弧岩浆岩的存在说明卡拉麦里小洋盆洋壳俯冲主要发生在泥盆纪[4]。

2.2 早石炭世碰撞挤压阶段

2.2.1 早石炭世初期陆间残余海盆阶段

“陆间残余海盆”这一概念是李锦轶在研究卡拉麦里古生代构造演化时提出。李锦轶认为卡拉麦里有限洋盆于早石炭世初关闭，同时古准噶尔地块沿清水-苏古泉一带碰合，卡拉麦里蛇绿混杂岩带形成。调查区中部上泥盆统-下石炭统江孜尔库都克组顶部发育一套海相磨拉石建造，底部砾石大小混杂，砾径最大达40cm，砾石成分为底部已固结成岩的凝灰岩、火山角砾岩等火山碎屑岩。磨拉石建造之上沉积一套滨浅海相陆源碎屑岩夹生物碎屑灰岩，含丰富的腕足、腹足类等海相生物化石。调查区下石炭统姜巴斯套组组为一套浅海相陆源碎屑岩沉积建造，含丰富的腕足、珊瑚、苔藓虫等海相生物化石。以上特征表明早石炭世初期，调查区仍位于海相环境。其沉积特征与陆间残余海盆基本一致。调查区早石炭世构造演化与卡拉麦里地区整体同步，处于洋壳闭合、陆块对接、高强度碰撞挤压尚未开始的陆间残余海盆演化阶段。早石炭世时期尽管洋壳已经闭合，大规模俯冲作用结束，但北塔山岛弧带内局部仍存在岛弧岩浆活动。调查区中部巴润塔拉山构造岩浆岩带石炭世巴塔玛依内山组中基性熔岩发育的现象表明，早石炭世时期俯冲带之下，局部仍存在残余洋壳的俯冲和部分熔融。

2.2.2 早石炭世末期挤压碰撞和隆升阶段

调查区石炭世巴塔玛依内山组火山活动具有明显的陆相火山喷发特征，表明晚石炭世时期调查区地壳隆升，残留海盆已基本消失，区内已全面转为陆相环境。据本次对巴塔玛依内山组火山岩不同期次熔岩同位素锆石U-Pb 年龄测试结果，该组最老的粗面岩锆石LA-ICPMSU-Pb 年龄为（335.6±6.5）Ma，尽管锆石同位素年龄因为锆石封闭温度较高，同位素年龄偏老，但仍可以说明调查区在早石炭晚期已开始进入陆相环境。调查区西部发育一条规模较大的糜棱岩化带，据野外调查卷入糜棱岩化带的最新地层为上泥盆－下石炭统江孜尔库都克组，而其北侧的中上三叠世克拉玛依组内岩石未卷入该糜棱岩化带，表明该糜棱岩化带的形成应在早石炭世之后、三叠世之前。结合区内上石炭统巴塔玛依内山组内构造活动较弱、无糜棱岩化等韧性变形特征的现象，可以认为该糜棱岩化带的形成应在早石炭世末期。这与调查区由海相向陆相转变的时间基本吻合。

2.2.3 晚石炭世-早中二叠世后碰撞拉伸阶段

晚世石炭世调查区陆相火山活动强烈、碱性A 型花岗岩及酸性熔岩的广泛发育表明调查区的构造背景已由早石炭世末期的强烈碰撞挤压环境转变为碰撞后应力松弛的后碰撞拉伸环境。随着应力松弛，区内断层构造由前期的挤压逆冲转变为走滑和拉伸，并在断层带内叠加走滑断层的种种特征。这种变化轨迹在区内西部一系列断层中完整的保存下来，早期强烈的挤压作用形成糜棱岩化带内北倾的糜棱面理、片理和指示上盘向上运动的韧性变形特征，后碰撞阶段应力松弛期糜棱岩化带内伴随剪应力形成大量具有左行剪切特征的地质现象。

调查区后碰撞拉伸环境始于晚石炭世，稳定持续至早中二叠世，期间岩浆活动具有阶段性活动的特点，分别在晚石炭世、早二叠世形成两次岩浆活动高峰，虽然两次岩浆活动在空间位置上不重合，但却具有相似的岩石组合和岩石地球化学特征，均发育基性侵入岩、I 型钙碱性和A 型碱性花岗岩共存的侵入岩组合。区域上，晚石炭世-早二叠世东准噶尔地区火山活动、喷出岩和侵入岩的岩石组合、岩石地球化学特征均与调查区相同。表明该时期这一地区存在一次规模巨大的热事件。尽管目前学界对此次事件是如何发生还存在争议，但目前可以确定的有以下几个方面：①该时期区内广泛处于拉伸背景；②单纯的拉伸背景不足以形成范围如此之广、特征如此相似的岩浆岩组合，必然在深部存在规模巨大的热源供应；③该时期内不同区域的岩浆岩具有相似的岩石组合、岩石地球化学特征、同位素地球化学特征表明具有相似的岩浆源区和岩浆演化过程。结合韩宝福对东准地区晚古生代构造岩浆活动多年的研究及本次调查取得的认识，我们认为这次热事件应为拉伸背景下幔源岩浆底侵。而其岩浆源区应为早古生代时期西伯利亚板块和准噶尔微板块间古洋壳俯冲和岛弧活动形成的由残余洋壳、大洋沉积物及岛弧岩浆岩组成的新生地壳。

2.2.4 晚二叠世-新生代板内演化阶段

（1）晚二叠世-三叠纪陆内叠覆造山阶段：早二叠世之后随着后碰撞拉伸环境的结束，区内进入板内造山阶段，应力状态也由拉伸转为挤压。早二叠世末期至晚二叠世调查区处于缓慢隆升阶段，在持续的挤压应力作用下，北塔山陆内造山带进一步抬升，形成北西向山脉，而在山前和山间发育挤压型前陆盆地，来自周边山区的碎屑物在前陆盆内快速堆积形成具有河流相沉积特征的上二叠统黄粱沟组巨厚层的磨拉石沉积，且由于沉积速度较快，前陆盆地内河漫滩沼泽相内植物快速堆积并被掩埋，形成多层煤层。

三叠纪时期，调查区基本承袭了晚二叠世末期的以挤压为主体格局，中晚三叠世具有河湖相沉积特征的克拉玛依组磨拉石沉积建造平行不整合于晚二叠世沉积层之上（奥依托让格煤矿一带），不整合与石炭世巴塔玛依内山组之上。三叠纪末期调查区发生较强烈的近南北向构造收缩，导致了调查区早期（早古生带）形成的F1(库普断层)、F5 等韧性剪切及早期的断裂痕迹带重新复活，在早期韧性变形的基础上叠加了以脆性活动为主的构造特征，在断层带内形成破碎带、断层面上形成指示上盘向上运动的擦痕和阶步等脆性活动特征。使区内原本由于俯冲形成了多级阶梯式地貌更加加剧。且挤压应力作用下，上二叠统黄粱沟组及中上三叠统克拉玛依组地层褶皱，形成轴线北西向的背斜构造。同时，受挤力应力作用，已抬升至浅地表的古生代地层发生以脆性破碎为主的区域动力变质作用。此期强烈陆内叠覆造山，造就了北准噶尔古生代增生造山的基本构造格局及山体格架。

（2）中-新生代陆内造山隆升阶段：晚二叠世末—三叠纪叠覆造山铸就了北准噶尔古生代山系的基本格架，但造山作用并未完结，侏罗纪以来，调查区进入了活跃的陆内隆升、断陷、拉分的后造山伸展走滑变形时期。造山带内部隆升，陆内地块发生差异塌陷、伴生盆缘及山前断裂走滑、拉分，形成广布调查区古生代山前及赤他姆一带山间断陷、拉分盆地，发育河流湖沼相碎屑岩建造的侏罗系地层，也是三塘湖重要成煤期。白垩纪随隆升持续，调查区内缺失白垩纪地层。新生代准噶尔盆地准平原化，与之相伴盆地基底断陷、断坳起伏造成盆地不均匀—断块翘升及盆地边缘断裂的普遍走滑，造就了中新统山麓河流相沉积组合，形成盆地山前地带辨状河与盆地周边洼陷沉积并存的构造格局。造就准噶尔北缘—阿尔泰山脉现今地貌。全新世，主体以陆内断裂为主，尤其是调查区的北西西—近东西向断裂，至今仍在活动，形成第四系堆积物断层陡坎及地貌阶地。