北山造山带马鬃山增生楔时空演化历史:来自野外精细解剖、碎屑锆石年代学和岩石地球化学的约束

王嘉轩 王盛栋 张克信 宋博文 易先奎 罗清发 汤君阳 陈峰

横跨欧亚板块中东部的古亚洲洋构造域是显生宙以来全球陆壳增生与改造最显著的地区,其演化历史主要受控于古亚洲洋的开合历史。作为古亚洲洋最终闭合位置的天山-北山-索伦缝合线,其形成与演化过程一直以来都是中亚造山带相关研究的焦点与热点 (图1a; Yueetal., 2001; Yakubchuk, 2004; Windleyetal., 2007; Cawoodetal., 2009;engöretal., 2014; Wilhemetal., 2012; 肖文交等, 2019; Wangetal., 2020a, b; 卜建军等, 2020)。北山造山带位于该缝合线的中段,其西北侧与吐哈地块相接,西侧以星星峡断裂为界与天山缝合带相接,东侧以巴丹吉林沙漠为界与索伦缝合带相接,南侧与塔里木克拉通北缘的敦煌地块相连,东南侧则与阿拉善地块相连,在空间上呈一个被围限的不规则四面体(图1b; Zuoetal., 1991; 刘雪亚和王荃, 1995; Xiaoetal., 2004; 李俊建等, 2015; 李智佩等, 2020)。由于北山造山带特殊的地理位置与大地构造单元属性,其对限定天山-北山-索伦缝合线的对接关系、成矿分布规律以及古亚洲洋的形成和演化均有非常重要的意义(张新虎等, 2007; 杨合群等, 2008; 江彪等, 2022; 张善明等, 2022)。

图1 研究区构造位置示意图及构造单元划分

北山造山带发育有大量不同时代的蛇绿混杂岩、增生楔和岛弧岩浆岩,前人针对其中的蛇绿混杂岩和岛弧岩浆岩进行了详细研究与解译,在此基础上提出了不同的构造模型,概括起来主要有两类,即古生代开合碰撞模型和多阶段复式弧增生模型(Zuoetal., 1991; 杨合群等, 2010; Xiaoetal., 2011; Lietal., 2023)。然而,上述研究忽略了北山造山带存在的古生代沟-弧-盆地质体时空配置关系不符以及沉积作用时限不明确等科学问题,导致学界对北山造山带洋盆开合时限的认识始终存在分歧(Zuoetal., 1991; 刘雪亚和王荃, 1995; 杨合群等, 2008; Tianetal., 2017; Wangetal., 2020a)。而如何准确恢复北山造山带古生代不同地质构造单元的古地理位置是探究北山造山带古生代洋-陆格局演变历史的有效途径(Xiaoetal., 2011; 冯益民和张越, 2018; 王国强等, 2021)。

大洋板块地质学强调以俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等为研究对象,重点研究大洋从洋中脊形成至海沟俯冲消亡这一复杂洋陆转换的整个过程(张克信等, 2016, 2020; Festaetal., 2019; Raymond, 2019;李廷栋等, 2019; 潘桂棠等, 2019; 肖庆辉等, 2020; 周建波, 2020; 刘勇等, 2022; 张进等, 2022)。本文将以大洋板块地质学思维为指导,针对北山造山带内出露最广和演化时限最长的红柳河-牛圈子-洗肠井缝合线开展物质组分和形成时代的详细研究,为重建北山地区增生楔的地层序列与古生代构造古地理格局提供新资料。

1 研究区地质背景

北山造山带位于新疆-甘肃-内蒙古交界之处,地处西伯利亚克拉通、塔里木克拉通和华北克拉通的交汇处,是由多条蛇绿混杂岩带、岛弧、微陆块、大陆边缘沉积物等构造单元组成,大地构造背景异常复杂。北山造山带复杂的构造演化特征引起了学者们广泛讨论:一是以“芨芨台子-小黄山”、“红柳河-牛圈子-洗肠井”蛇绿岩带为界将北山造山带主体分为南、北两个构造单元,分别属于哈萨克斯坦板块东延部分和塔里木克拉通东北缘陆缘区,两者的碰撞拼合时限为早古生代(左国朝等, 2003; 杨合群等, 2010; Wangetal., 2018a);或是以“红石山-百合山”蛇绿混杂岩带为哈萨克斯坦板块与塔里木克拉通的最终缝合带,伴随着北山地区洋盆的多次开合最终拼贴到西伯利亚克拉通南缘(王国强等, 2014; 牛文超等, 2019b)。但随着板块构造理论的进一步发展,大量的同位素年龄数据以及北山周缘地区大地构造演化特征显示,北山造山带早古生代洋盆完全闭合这一模型难以解释其与东西向索伦缝合带和南天山缝合带呈对接关系这一奇怪现象。因此,越来越多的学者认为北山地区古大洋的最终闭合并不在早古生代时期,而是在晚古生代。有人甚至认为北山地区在古生代整体上属于中亚造山带南缘的一部分,是一个演化历史长、构造组成复杂的增生复合体(Xiaoetal., 2011; Tianetal., 2017)。综合北山造山带中部马鬃山地区的野外实地勘查以及前人的研究成果(Xiaoetal., 2011; Wangetal., 2020a),北山造山带从北向南可划分为以下构造单元(图1b):雀儿山岛弧、明水-旱山地块、小黄山蛇绿混杂岩、公婆泉岩浆弧、红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带、花牛山岛弧、柳园蛇绿混杂岩、石板山岛弧和敦煌地块。

红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带地处北山造山带中部(图1b),是该造山带内延伸最长的蛇绿混杂岩带。受阿尔金北东向左行走滑断裂影响,该混杂带被错断成三段,分别在红柳河、牛圈子、通畅口、白云山、月牙山、洗肠井等地断续出露(Tianetal., 2014; Clevenetal., 2015; 胡新茁等, 2015; Wangetal., 2018a, 2020a; 田健等, 2020)。近年来,学者们对红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中不同地段的蛇绿岩和增生杂岩开展了大量的年代学研究,获得了很多成果,具体可总结如下:(1)西段: 根据与基性熔岩共生的灰岩中的珊瑚化石碎片、覆盖于红柳河地区地层中的微变形英云闪长岩年龄(413Ma)以及蛇绿岩中辉长岩的锆石U-Pb年龄(520～425Ma)等证据,推测该段红柳河蛇绿岩从形成到就位的时限应为早寒武世-晚志留世(于福生等, 2000; 郭召杰等, 2006; Clevenetal., 2015);(2)中段:前人最早通过对牛圈子-通畅口一带的蛇绿混杂岩中的玄武岩开展全岩Rb-Sr同位素定年研究,获得等时线年龄为463±18Ma,其后大量的同位素测年数据显示该蛇绿岩的形成时代从晚奥陶世一直持续到早石炭世(449～354Ma);然而近年来,学术界对于上述观点提出了不同认识,如基于牛圈子蛇绿混杂岩基质中获得的石炭纪化石,认为其岩块与基质的混杂时间或最终就位时限应该晚于石炭纪(武鹏等, 2012; Tianetal., 2014; Wangetal., 2018a, 2022)。(3)东段:关于白云山-洗肠井一带蛇绿混杂岩的形成时代,所获得的年龄主要集中在早寒武世-中奥陶世(Aoetal., 2012; 胡新茁等, 2015; 田健等, 2020)。总之,红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中绝大多数同位素测年数据显示形成该缝合带的洋盆存续时间集中在早寒武世-早泥盆世,也有少数学者认为该洋盆存在时间可以延续至更晚的石炭纪(Wangetal., 2018a, 2020a)。

本次研究的贾不泉口子地区马鬃山增生楔位于红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中段,地处牛圈子蛇绿混杂岩与东段洗肠井蛇绿混杂岩之间,其北侧与发育在明水-旱山地块上的公婆泉岛弧构造单元相连,后者主要由一套岛弧成因的奥陶纪-志留纪火成岩-沉积岩系组成,包括玄武岩、安山岩、花岗岩、碳酸盐岩、火山碎屑岩和相关的侵入岩体等(Wangetal., 2018c),其中段东七一山至骆驼圈一带存在具有埃达克岩特征的岩浆岩,表明北山造山带洋盆在奥陶纪-志留纪的俯冲消亡时期发生过构造-岩浆活动,为形成公婆泉斑岩型铜矿提供了有利条件(许荣科等, 2010)。

2 研究方法

2.1 野外露头精细解剖

前人在北山造山带红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带开展的地质填图工作对混杂岩内部块体和基质的结构、组成特征进行过较为客观、真实、有效的表达,但对“疑难地层”的认识却始终未达成一致,由此也制约了其区域地层格架的建立,以及对造山带区域大地构造演化等重大基础地质问题的认识(范育新等, 2003; 代文军和谈松, 2008; Xiaoetal., 2011; Wangetal., 2020b, 2022; Lietal., 2023)。

野外露头观察及描述是获取增生楔地质体原始地质资料最直接、最有效的方法,本次工作依据洋板块构造地质图“岩性+构造”的填图思路(张克信等, 2022),以解剖区内已有地质点为基准,首先沿垂直断面测制一系列主干性的大比例尺岩性-构造剖面(大于1:500);再根据实际情况对主干剖面未触及的地质体,从临近的导线拐点引出辅助性的大比例尺岩性-构造剖面,最终基于主干+辅助剖面形成覆盖所解剖露头的网络,实现了地质内容的连续观察和地质要素的全面收集。针对研究区“局部有序”的地质体开展进一步“短剖面”研究,仔细记录地质体内的多种不同沉积建造,用以划分出各种不同类型的构造岩片(如图2中P1-P5,张克信等, 2022)。

图2 贾不泉口子地区马鬃山增生楔地质简图及剖面图 (据Wang et al., 2020a; 张克信等, 2022修改)

2.2 碎屑锆石测年

锆石的分选由河北廊坊诚信地质服务公司完成。样品粉碎至100目左右,采用重液法和电磁法提纯锆石,然后通过双目镜经人工选出无包裹体、无裂纹和透明度高的晶形完好的单颗粒锆石样品,将上述锆石样品粘贴至双面胶上,并使用环氧树脂将其和标准样品一起固定在圆形靶上。锆石的制靶、透-反射照片、CL照片以及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年均是在武汉上谱分析科技有限责任公司完成。测试仪器为电感耦合等离子体质谱仪(Agilent7500a)和激光剥蚀系统(Geo Las 2005)。采用ELAN6100DRC 型四级杆质谱仪和Geolas200M 型激光剥蚀系统对样品进行分析(仪器标准技数:193nm ArF准分子激光器,210mJ单脉冲能量);经光学系统匀光后聚焦分析样品,锆石年龄计算采用国际标准锆石91500206Pb/238U年龄为1065.4±0.6Ma作为校正外标,元素含量采用美国国家标准物质局人工合成硅酸盐玻璃NIST SRM610 作为外标,29Si作为内标进行计算(Wiedenbecketal., 1995)。分析软件采用ICP-MS DataCal以获得207Pb/206Pb、207Pb/205Pb、206Pb/238U 这3组同位素比值、年龄及其误差,锆石标准样91500 的U-Th-Pb 同位素比值推荐值据文献(Wiedenbecketal., 1995)。锆石样品的U-Pb 年龄谐和图绘制和加权平均年龄计算均采用Isoplot插件完成(Ludwing, 2003)。

2.3 岩石地球化学分析

岩石地球化学分析在江西省地质局江西金源有色地质测试有限公司完成。常量元素用常规湿法、容量法分析,其中烧失量用重量法分析,微量元素和稀土元素用电感耦合等离子体质谱法分析(ICP-Q(I-103))。常量元素的分析精度(相对标准差)一般小于1%,微量元素和稀土元素分析精度优于5%。

3 马鬃山增生楔地质特征

红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿混杂岩带是北山地区古亚洲洋南支洋盆的最终缝合带,也是古亚洲洋在北山地区北向俯冲形成的第一个陆缘俯冲增生杂岩带(杨合群等, 2010; Aoetal., 2012; Clevenetal., 2018; Wangetal., 2020a)。作为蛇绿混杂岩带中部的分支,马鬃山增生楔拥有典型的洋板块地质特征,如鳞片状组构、以简单剪切或一般剪切为主(逆冲断层密集发育)以及双冲构造变形。同时,由于受洋盆在俯冲消减过程中海沟后撤的影响,导致北侧岛弧带不断向洋侧增生并最终以增生弧的形式仰冲就位于蛇绿混杂岩之上,本次在贾不泉口子地区恢复的马鬃山增生楔物质组成(如图2所示),简述如下:

3.1 马鬃山增生楔西段

野外实地调查表明,贾不泉口子一带的马鬃山增生杂岩东向西的岩性特征存在一定差异。以从北向南穿过贾不泉口子的简易公路为界,西侧主要为混杂堆积形成的构造岩片组合,由蛇绿混杂岩岩片和洋岛-海山岩片组成。岩石组合主要包括橄榄岩、蚀变辉长岩、蚀变玄武岩、辉绿岩、大理岩和长英质糜棱岩等(图3)。各构造岩片由于受区域变质的影响,主体以绿片岩相的变质矿物组合为特征,其中玄武岩岩块普遍见绿帘石化和绿泥石化现象。马鬃山增生楔西段的构造岩片具有典型的“基质包裹岩块”特征,由于岩性能干性的差异表现,导致蛇绿岩“岩块”结构上整体形状不规则,多呈构造透镜状裹挟于软弱的“基质”凝灰质粉砂岩之中。部分岩块受构造俯冲作用影响,表面形成小型的共轭状正断层(图3f),与基质多以逆冲断层为界(图3b, c),断层产状200°～255°,倾角60°～85°,指示了马鬃山增生杂岩由北西向南东逆冲推覆的运动学特征。而凝灰质粉砂岩“基质”中发育大量的鳞片状组构,鳞片状的面理经常包围大小由数厘米到数米规模不等的蛇绿岩等透镜体岩块。鳞片状组构主要特征是网状交织的细小滑动面,发育众多S-C组构,显示明显的简单剪切或一般剪切特征(图3e),除上述主要特点外,随着断层活动过程中的位移量增大,断层带内会形成一系列不对称的小褶皱,如Z型褶皱(图3d)。综上所述,马鬃山增生楔西段是一套由不同物质和不同构造属性并发生强烈变质变形后混杂堆积的构造岩片组合,识别出的构造岩片包括蛇绿混杂岩岩片、洋岛-海山岩片,各构造岩片发育着众多形成于俯冲通道的构造特征,如鳞片状组构和简单剪切或一般剪切(逆冲断层密集发育)。

图3 马鬃山增生楔西段蛇绿岩片地质特征照片

3.2 马鬃山增生楔中段

3.2.1 活动陆缘-海沟浊积岩岩片的洋板块地质特征

该段岩石组合主要出露在贾不泉口子乡村公路两旁宽约1km的范围内(图2),是一套以凝灰质粉砂岩为主体的盆底扇浊流沉积物。岩性组合主要为薄层状凝灰质板岩、凝灰质粉砂岩、凝灰质砂岩、粉砂质板岩、千枚岩和薄层硅质岩等,局部地区可见以断层为界的基质包裹岩块特征(图2),断层倾向杂乱,岩块大小约5×5cm～20×20cm,岩块岩性主要为中-基性岩。受构造俯冲作用影响,该段的构造岩片整体表现出强烈的构造变形,如紧闭褶皱、Z型褶皱、S-C组构和碎裂构造等十分发育,但仍有少部分的凝灰质粉砂岩岩片保存有原始层理和块状构造(图4a)。通过在该段的海沟浊积岩岩片进行的“短柱状剖面”精细解剖,在与蛇绿岩组合邻近的地区,构造岩片主要以薄层硅质岩、粉砂岩、变细砂岩和千枚岩为主,其中粉砂岩和变细砂岩中发育鲍马层序列的cd段(图4a),单个层序厚10～20cm;而在靠近贾不泉口子公路以灰绿色凝灰质粉砂岩夹块状砂岩为主的地区,可识别出鲍马层序列的acd段(图4a),单个层序厚约10～50cm,块状粗砂岩中可见粒序层理,指示斜坡扇浊流环境,凝灰质粉砂岩与块状砂岩的接触样式表现出薄层极易破碎的沉积层包裹少数块状沉积层的沉积混杂构造样式。同时,在该段局部区域的浊积岩岩片中可见大理岩滑块,岩块大小约为10×10cm,特征表现出滑塌混杂的构造样式。总之,马鬃山增生楔中段具有多种样式的混杂特征,即大套的浊积岩裹挟着不同时代、不同类型的岩块,表明该段地层经历了沉积、滑塌、底辟和构造的复合混杂过程。但值得注意的是,本次在贾不泉口子公路东侧50m处出露一套未有明显基质包裹岩块特征的岩片,该岩片主要以含砾岩屑砂岩和砾岩为主(图4b-d),砾石粒径整体约为0.2～15cm,砾石整体分选较差,磨圆较好,部分砾石呈定向排列(图4c)。该岩片整体似扇状覆盖在马鬃山增生楔中段的海沟浊积岩岩片之上,北端尖灭于酸性侵入岩中。

在马鬃山增生楔中段可见镜铁矿呈脉状零星出露于活动陆缘-海沟浊积岩岩片的构造破碎带中,脉体宽约0.5～2m,沿近北东向走向延伸大约3m(图4e,f)。镜铁矿镜下可观察到几何体产出状态主要呈叶片状、弯曲状、揉皱状,粒度约0.3～1.25mm,叶片长约10～30mm,金属光泽。极少数与闪锌矿伴生,闪锌矿主要呈粒状分布在镜铁矿间(图4h)。

3.2.2 活动陆缘-海沟浊积岩岩片样品采集

本文分析的3件样品均采自马鬃山增生楔中段的活动陆缘-海沟浊积岩岩片。其中凝灰质粉砂岩样品P3-57取自贾不泉口子乡村公路西侧(41°27′9.0″N、97°22′9.8″E)(图2),野外露头上岩石主要颜色为灰绿色-灰白,强劈理化。镜下观察显示样品主要由长英质矿物和绢云母组成,大多数颗粒径在0.05mm左右,分选较好,磨圆为次圆状,碎屑主要由石英和岩屑组成,此外含有少量的长石和不透明矿物等;填隙物主要由杂基和胶结物组成,杂基由大量细小的石英颗粒和少量泥质组成,分布不均匀,充填于较大的碎屑颗粒形成的空隙之间。矿物整体排列具有一定的定向性(图5a, b)。

图5 马鬃山增生楔锆石U-Pb年龄样品的显微结构照片

含砾岩屑砂岩样品P3-82取自贾不泉口子乡村公路东侧(41°27′18.9″N、97°22′36.5″E)(图2),野外露头上岩石主要颜色为灰绿色,块状构造。镜下观察显示样品为中粗粒变余砂状结构,大多数颗粒粒径在0.8～5mm之间,分选较差,磨圆以次棱角状-次圆状为主。岩屑含量为70%,石英含量为25%,填隙物为5%,其中沉积岩岩屑含量为50%,火成岩岩岩屑含量约为45%,变质岩岩屑含量约为5%。填隙物主要由石英和长石组成,矿物整体呈线性轻微定向排列,少数矿物具拖尾构造(图5c, d)。

凝灰质粉砂岩样品P3-110取自贾不泉口子乡村公路东侧(41°27′37.8″N、97°22′58.9″E)(图2),野外露头上岩石主要颜色为灰绿色,块状构造。镜下观察表明,该样品为中细粒变余砂状结构,大多数颗粒粒径在0.1～0.5mm之间,分选较好,磨圆度以次棱角状-次圆状为主。碎屑含量为85%,填隙物约为15%。碎屑物中石英占80%,斜长石为15%,此外含有副矿物电气石和白云母等,填隙物主要由杂基组成,包括云母和火山凝灰等。矿物整体呈线性轻微定向排列(图5e, f)。

3.3 马鬃山增生楔东段

马鬃山增生楔东段主要由陆缘增生弧岩片组成,岩石组合包括安山岩、玄武岩、辉长岩和少量的凝灰质砂岩。各构造岩片间发育大量大、小型的逆冲断层,断层面产状为整体介于220°～290°之间,指示由北西向南东的逆冲推覆过程,少部分地区可见岩浆侵入现象。贾不泉口子乡村公路东侧2km范围处可见作为基质的俯冲岛弧中-基性岩浆岩把大量本地岩浆岩块、外来岩块、洋壳残片捕获进来,外观上看类似顶垂体(图6),这种岩石组合及构造特征与活动大陆边缘带中大多数增生弧区(构造岩浆混杂岩带)的构造特征相近(陈艺超等, 2021)。

图6 马鬃山早古生代增生楔东段实测剖面以及似顶垂体状的岩块剖面具体位置见图2;其他图例同图2

4 分析结果

4.1 锆石U-Pb年龄

凝灰质粉砂岩样品P3-57的锆石颗粒尺寸在30～100μm之间,大多数晶粒呈柱状或不规则形状,少数可见变质边。CL图像(图7)清楚地显示了复杂的结构,一些颗粒具有明显的岩浆型振荡环带,其他颗粒有明亮-黑暗带或无振荡环带。本件样品共分析了100组数据(电子版附表1),获得83组有效谐和年龄数据。83组锆石谐和数据的Th/U比值介于0.05～1.2之间。在年龄频谱图上(图8),锆石U-Pb同位素年龄的分布区间为2703±49～410±5Ma(附表1),锆石年龄具有～416Ma的主峰值和～932Ma、～970Ma、～453Ma的次峰值。该样品中有15组锆石年龄在441～410Ma之间,占有效点总数的17%。5组锆石年龄在490～453Ma之间,占有效点总数的6%,16组锆石年龄在998～917Ma之间,约占有效点总数的19%。最小的锆石年龄为410±5Ma,与主峰值相近,最大的锆石年龄值为2703±49Ma。

表1 马鬃山增生楔碎屑岩主量(wt%)、稀土和微量元素(×10-6)分析结果

图7 马鬃山增生楔碎屑岩样品锆石阴极发光图

图8 马鬃山增生楔碎屑岩样品锆石207Pb/235U-206Pb/238U谐和图(左)和频谱图(右)

含砾岩屑砂岩样品P3-82的锆石颗粒尺寸在60～150μm之间,晶粒呈柱状或不规则形状。CL图像(图7)清楚地显示其内部具有复杂的结构,一些颗粒具有明显的岩浆型振荡环带,但其他颗粒有明亮-黑暗带或无振荡环带。本件样品共分析了96组数据(附表1),共获得87组有效谐和年龄数据。87组锆石谐和数据的Th/U比值介于0.2～1.6之间。在年龄频谱图上(图8),锆石U-Pb同位素年龄的分布区间为2470±25～286±4Ma(附表1)。锆石年龄具有～424Ma的主峰值和～356Ma、～453Ma、～288Ma的次峰值。该样品在445～400Ma之间共有32组锆石年龄分布,占有效点总数的37%。在370～330Ma之间共有24组锆石年龄分布,约占有效点总数的28%。在488～445Ma共有21组锆石年龄分布,占有效点总数的24%。在290～280Ma共有4组锆石年龄分布,占有效点总数的5%。其余锆石年龄均大于490Ma,最小的锆石年龄为286±4Ma,最大的锆石年龄值为2470±25Ma。

凝灰质粉砂岩样品P3-110的锆石颗粒尺寸在80～180μm之间,晶粒呈柱状或不规则形状。CL图像(图7)清楚地显示了这些锆石大多具有复杂的结构,一些颗粒具有明显的岩浆型振荡环带,但其他颗粒有明亮-黑暗带或无振荡环带。本件样品共分析了105组数据(附表1),共获得104组有效谐和年龄数据。104组锆石谐和数据的Th含量介于29×10-6～936×10-6之间,U含量介于75×10-6～1735×10-6之间,Th/U比值介于0.1～1.8之间。在年龄频谱图上(图8),锆石U-Pb同位素年龄的分布区间为2702±36～430±5Ma(附表1),具有～435Ma的主峰值和～455Ma、～482Ma、～942Ma的次峰值。该样品在442～430Ma之间共有15组锆石年龄分布,占有效点总数的17%。在459～445Ma之间共有10组锆石年龄分布,约占有效点总数的12%。在485～473Ma共有7组锆石年龄分布,占有效点总数的8%。在1000～900Ma共有21组锆石年龄分布,占有效点总数的24%。最小的锆石年龄为430±5Ma,与主峰值相近,最大的锆石年龄值为2702±36Ma。

4.2 岩石地球化学特征

马鬃山增生楔凝灰质粉砂岩和含砾岩屑砂岩的主量、稀土及微量元素地球化学分析结果见表1。马鬃山增生楔两件凝灰质粉砂岩样品的SiO2含量分别为55.84%和58.10%。富铝Al2O3(15.82%和16.84%),CaO含量分别为1.93%和3.56%,TiO2含量分别为0.68%和1.20%,FeOT含量分别为7.35%和10.87%,MgO含量分别为3.55%和7.41%。马鬃山增生楔含砾岩屑砂岩样品的SiO2含量为71.68%。贫铝Al2O3(12.89%),CaO含量为0.66%,TiO2含量为0.57%,FeOT含量为6.40%,MgO含量为1.76%。

马鬃山增生楔凝灰质粉砂岩和含砾岩屑砂岩样品在球粒陨石标准化稀土元素配分图解中(图9a)表现为右倾型,其中凝灰质粉砂岩样品P3-110和含砾岩屑砂岩样品P3-82样品左陡右缓。所有样品的稀土元素总量为25.74×10-6～179.2×10-6,LREE/HREE=3.06～9.11,(La/Yb)N=3.14～14.8,凝灰质粉砂岩样品P3-110和含砾岩屑砂岩样品P3-82轻重稀土元素发生了较大分异,轻稀土元素相对富集。所有样品δEu为0.69～0.80,显示微弱负铕异常特征。在原始地幔标准化微量元素蛛网图中(图9b),表现为富集Th、U、K等元素,强烈亏损Nb、Ti、Sr等元素。

图9 马鬃山增生楔碎屑岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a, 标准化值据Boynton, 1984)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b, 标准化值据Sun and McDonough, 1989)

5 讨论

5.1 马鬃山增生楔时代限定

高精度的锆石年代学研究是重建造山带时空演化历史的重要手段。长期以来,红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带的时代及构造演化过程的认识始终存在分歧,早期的同位素测年数据显示红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带的形成时代为寒武纪-泥盆纪(Aoetal., 2012; 武鹏等, 2012; Tianetal., 2014),但近几年在红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中斜长花岗岩获得的同位素年龄以及细砂岩基质中获得的孢粉化石则指示其最终就位年龄应延伸至更晚的石炭纪(Wangetal., 2018b, 2020a)。马鬃山增生楔的活动陆缘-海沟浊积岩岩片也获得过石炭纪碎屑年龄,表明北山造山带多岛洋古地理格局最终拼贴时间为石炭纪或更晚的二叠纪(Xiaoetal., 2011; Tianetal., 2014; Wangetal., 2018b, 2020a)。

关于贾不泉口子地区的马鬃山增生楔的时代分歧问题由来已久。二十世纪六、七十年代,由于同位素测年技术尚不成熟,部分老一辈地质学家依据野外观测到的岩性、各套地层间的构造接触关系以及少量的海相生物化石认定马鬃山增生楔主要由“下石炭统柳园组与二叠系哲斯组”组成(左国朝等, 2003)。二十世纪九十代以来,随着同位素测年技术的发展成熟,学者们开始对贾不泉口子地区马鬃山增生楔开展年代学研究。Zuoetal.(1991)在对“勒巴泉群”进行详细研究后认为其与马鬃山蛇绿混杂岩属同一套混杂岩地层,并依据在勒巴泉一带的变质基性岩墙中获得的Sm-Nd等时线年龄(644.5Ma)将其时代厘定为长城系-前长城系。代文军和谈松(2008)依据马鬃山增生楔中段的疑源类化石将其形成时代厘定为震旦-寒武纪,依据马鬃山东段浊积岩中的疑源类化石厘定其时代为奥陶纪-志留纪,同时结合对野马泉地区的相近地质体开展研究,将贾不泉口子地区的马鬃山增生楔统一划归为一套寒武纪-奥陶纪“窑洞努如岩片”。而马鬃山增生楔最新的辉长岩岩块LA-ICP-MS U-Pb锆石年龄指示其形成于晚奥陶世-早志留世(455～434Ma; Wangetal., 2020a)。由此可见,贾不泉口子地区变质变形强烈的马鬃山增生楔在不同比例尺的地质图上被赋予了不同的地质年代。

本次工作针对贾不泉口子的马鬃山增生楔开展了更为精细的解剖,显示马鬃山增生楔中两件凝灰质粉砂岩样品(P3-57和P3-110)的最年轻碎屑锆石年龄峰值分别为416Ma和435Ma,指示其沉积物的就位时限为泥盆纪或更晚,并不是之前认为的寒武纪。其中奥陶纪-泥盆纪的碎屑锆石均表现出岩浆岩锆石特征,表明其沉积物的物源主要来自奥陶纪-泥盆纪的岩浆岩源区。两件凝灰质粉砂岩样品的碎屑锆石年龄谱均具有主峰和次峰并存的多峰值特征,其中前寒武纪年龄频谱的次峰特征明显, 与野马泉地区的混杂岩年龄频谱特征明显不同(Songetal., 2016),表明贾不泉口子地区的马鬃山增生楔的混杂就位持续时限更长。

马鬃山增生楔含砾岩屑砂岩样品(P3-82)的最年轻碎屑锆石年龄峰值为282Ma,年龄频谱峰值特征总体上表现出一主峰、多次峰的特征样式,与上述两件样品(P3-57、P3-110)的碎屑锆石年龄峰分布存在明显差异。含砾岩屑砂岩样品(P3-82)表现为424Ma的年龄主峰以及453Ma、356Ma和288Ma的多个年龄次峰,缺少前寒武纪的年龄峰值频谱特征,其最年轻的碎屑锆石年龄指示该样品的混杂就位时限要晚于另外两件凝灰质板岩样品(P3-57、P3-110),为二叠纪或更晚。结合其沉积特征指示该套沉积物应为造山碰撞期的陆缘碎屑沉积物快速楔入残留洋盆中海沟楔顶的产物,并不是洋盆俯冲期的产物。总之,精细剖析马鬃山增生楔地质体时空顺序可以更好地还原北山造山带的构造演化历史。

5.2 马鬃山增生楔的碎屑锆石源区分析

不同构造背景碎屑沉积物具有特定的沉积过程,因此碎屑岩地球化学特征不仅可以反映物源区岩石成分,还能反映源岩构造背景(Roser and Korsch, 1986; Gu, 1994)。在SiO2-K2O/Na2O图解上(图10a),马鬃山增生楔凝灰质粉砂岩岩片和含砾岩屑砂岩岩片投点主要位于活动大陆边缘和岛弧中。总体上显示马鬃山增生楔凝灰质粉砂岩岩片和含砾岩屑砂岩岩片的构造背景以活动大陆边缘为主。在Gu(1994)的Hf-La/Th图解上(图10b),马鬃山增生楔凝灰质粉砂岩岩片和含砾岩屑砂岩岩片源区十分复杂,既有长英质/基性物源混合区,又有长英质源区,并显示向被动边缘源区演化的趋势,在这个过程中伴随有老沉积物组分含量的增加。

图10 马鬃山增生楔碎屑岩的构造环境与物源属性判别图

此外,碎屑锆石U-Pb定年也是判断沉积物物源的重要手段(Žáketal., 2020)。北山造山带在中元古代至晚古生代时期经历了多阶段的全球地质事件和构造-岩浆热事件,本文以北山造山带中段红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带为界,探讨该缝合带南北两侧的碎屑锆石U-Pb年龄的信息特征(图11)。

图11 马鬃山增生楔构造岩片的最大沉积年龄和碎屑锆石年龄占比的空间变化相关数据来自:Song et al., 2013, 2015, 2016; 梁积伟等, 2014; Tian et al., 2015; Ao et al., 2016; Cleven et al., 2018; Wang et al., 2018b, 2020a, 2021; 余吉远等, 2018; Zheng et al., 2018; Tian et al., 2020; Niu et al., 2021; Huang et al., 2022. 图中号码代表同图1

北山造山带中部红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带的前寒武纪碎屑年龄频谱占比介于0%～100%之间,东西向变化差异较大,缝合带内东侧的前寒武纪碎屑年龄频谱占比明显较高。本次测试的马鬃山增生楔两件凝灰质粉砂岩样品(P3-57和P3-110)中前寒武纪碎屑年龄频谱占比分别为75%和67%,含砾岩屑砂岩样品(P3-82)中前寒武纪碎屑年龄频谱占比仅为7%(图11)。对收集的北山造山带已发表的岩浆锆石年龄数据以及碎屑锆石年龄数据的综合分析,显示该地区的前寒武纪年龄分布较广,具体如下:(1)缝合带北侧明水-旱山地块红石山地区的黑云母斜长片麻岩锆石U-Pb年龄为2656±146Ma(孙新春等, 2005);(2)缝合带北侧明水-旱山地块交叉沟地区的变质火山岩Sm-Nd同位素年龄为1264±11Ma(聂凤军等, 2004);(3)缝合带北侧明水-旱山地块哈珠地区的片麻状花岗岩锆石U-Pb年龄为885±4Ma(牛文超等, 2019a);(4)缝合带南侧敦煌地块公婆泉和雅丹地区的花岗片麻岩锆石U-Pb年龄为933±2Ma(Yuanetal., 2015);(5)缝合带南侧敦煌地块旧井地区的黑云斜长片麻岩的原岩成岩年龄为1408±4Ma(贺振宇等, 2015)。这些数据表明北山造山带可能存在着三期前寒武纪的构造热事件,即古元古代(～2.5Ga)、中元古代(～1.5Ga)和新元古代(～0.9Ga) (牛文超等, 2019a; Tianetal., 2020)。缝合带南北两侧的前寒武纪碎屑锆石年龄报道有:(1)缝合带北侧野马大泉古硐井群的变质杂砂岩的碎屑锆石U-Pb年龄频谱主要分布在2.7～1.0Ga (Huangetal., 2022);(2)缝合带南侧地层包括前寒武纪古硐井群、平头山组、大豁落山组,获得的大量碎屑锆石U-Pb年龄频谱主要分布在2.5～0.9Ga(余吉远等, 2018; Wangetal., 2021)。红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带两侧的前寒武纪岩浆锆石年龄及碎屑锆石年龄分布规律显示北山造山带南北地块可能具有一致的前寒武纪地壳演化历史,即自2.5Ga以来经历了包括2.5Ga的五台运动、1.6～1.4Ga的哥伦比亚超大陆聚合-裂解以及1.0～0.8Ga的罗迪尼亚超大陆聚合-裂解的多期次地质事件 (Zhengetal., 2018; 余吉远等, 2018; 牛文超等, 2019a; Tianetal., 2020)。由此可见,马鬃山增生楔的前寒武纪碎屑年龄频谱的潜在物源区为缝合带南北侧的敦煌地块基底和明水-旱山地块基底(Zuoetal., 1991)。

本次测试的两件凝灰质粉砂岩样品(P3-57和P3-110)中古生代碎屑年龄频谱的占比分别为25%和33%左右,而含砾岩屑砂岩样品(P3-82)中早古生代碎屑年龄频谱占比为71%,晚古生代碎屑年龄频谱占比为22%,指示古生代是北山造山带构造演化的重要关键时期。根据区域资料,红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带北侧的公婆泉地区发育有中奥陶世-晚石炭世的玄武岩-安山岩-流纹岩-安山岩-气孔玄武岩的岩浆岩组合(Wangetal., 2018c);公婆泉西侧的勒巴泉地区发育有奥陶纪-石炭纪叶状花岗岩(Songetal., 2013);勒巴泉西侧的东七一山地区发育有早石炭世花岗岩(Zhangetal., 2017)。综合已报道的同位素测年结果分析,红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带北侧的岩浆弧形成时间介于470～306Ma之间,大量的岩浆岩、侵入岩以及浅变质碎屑岩在早奥陶世-晚石炭世期间为马鬃山增生楔提供了大量物质。红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带南侧的花牛山地区主要发育介于451～368Ma之间的岩浆岩,指示缝合带南侧从晚奥陶世开始为马鬃山增生楔提供物源(Guoetal., 2014; 丁嘉鑫等, 2015)。综上,北山造山带早古生代碎屑锆石年龄频谱分布规律表明马鬃山增生楔早古生代碎屑锆石的物质来源在寒武纪时期主要来源于北侧的明水-旱山地块,随着北山造山带岩浆活动愈发活跃,其物质来源由早期缝合带北侧提供转向由缝合带南北两侧共同提供。

本次在北山造山带马鬃山增生楔中的含砾岩屑砂岩样品(P3-82)获得的石炭纪碎屑锆石年龄频谱占比为17%,二叠纪碎屑锆石年龄频谱占比为5%(图11),综合北山造山带二叠纪碎屑年龄频谱主要分布在红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带南侧这一规律,指示马鬃山增生楔二叠纪碎屑锆石年龄频谱的物源主要来自:(1)缝合带南缘发育的二叠纪-三叠纪前陆盆地的前缘隆起(Wangetal., 2021);(2)缝合带南侧双鹰山岛弧的同碰撞和后碰撞侵入岩(285～273Ma; Zhangetal., 2012)。综上,马鬃山增生楔中段活动陆缘-海沟浊积岩岩片的物源由早古生代缝合带两侧提供向二叠纪缝合带南侧提供变化 (Tianetal., 2015; Songetal., 2016; Clevenetal., 2018; Niuetal., 2021; Wangetal., 2021)。

5.3 地质意义

本文依据在贾不泉口子的马鬃山增生楔中开展野外精细解剖和同位素年代学综合研究,将马鬃山增生楔大地构造演化历史划分为以下三个阶段:

5.3.1 震旦纪-奥陶纪:小洋盆-边缘裂谷演化

震旦纪伊始,塔里木克拉通在大陆边缘初步形成三联式裂谷体系。已有的证据显示红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中段牛圈子蛇绿构造混杂岩两侧均发育有一套由滨海相冰碛岩组成的震旦纪洗肠井群。随着洋盆的进一步扩展,其南侧的红山-大葫芦一带岩性向上变为一套由陆源碎屑浊积岩为主夹少量碳酸盐岩组成的早寒武世双鹰山组。而随着海水由西侧进一步侵入,岩性进一步转变为由半深海相含磷硅质岩、炭质页岩夹碳酸盐岩和少量细碎屑岩组成的中-晚寒武世西双鹰山组(Wangetal., 2020b),指示了三联式裂谷体系的一支沿红山-大葫芦一带开始发育。洗肠井一带的同位素年代学证据和地球化学证据指示着洗肠井-月牙山-带发育有一套典型的寒武纪大洋中脊型蛇绿岩套,其表明三联式裂谷体系的一支是沿着洗肠井发育并拉张出边缘洋盆的初始洋壳(Aoetal., 2012; 侯青叶等, 2012; 胡新茁等, 2015)。本次研究的马鬃山增生楔西段以发育鳞片状组构、密集发育的逆冲断层以及双冲构造变形的蛇绿构造混杂岩岩片为主,其超基性岩岩片的岩石地球化学特征具有E-MORB特征且在上升过程中受到了陆壳组分的混染(范育新等, 2003),指示三联式裂谷体系的最后一支是沿着马鬃山一带呈南北向裂解并形成活动大陆边缘裂谷。在空间上,三者呈不规则的三叉式裂解。

红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带两侧的碎屑锆石年龄频谱分布规律同样支持该演化过程。红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带及周缘邻区大量的太古宙-中元古代碎屑锆石年龄频谱分布表明北山地区具有一致的前寒武纪地壳演化历史。红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带及周缘的新元古代碎屑锆石年龄频谱的空间分布规律有效地制约了古亚洲洋南支洋盆的展布区域,同时表明新元古代地层为初始裂解的洋盆提供了大量物质(如图11所示)。北山地区的震旦纪洗肠井群冰碛岩的空间分布与新元古代碎屑锆石年龄频谱分布规律相近,其与上覆富含三叶虫化石的双鹰山组生物碎屑灰岩呈平行不整合接触关系,指示北山洋盆的裂解扩张阶段,即古亚洲洋南支在北山地区于震旦纪-寒武纪前后沿红柳河-牛圈子-洗肠井一线展开(如图11所示;张宝泉, 2007; 黄博涛等, 2023)。随着红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带内寒武纪碎屑锆石年龄频谱的占比增加,显示此时北山地区沿红柳河-牛圈子-洗肠井一带形成初始洋盆并由陆坡向缝合带中心水体逐渐变深(图12;杨合群等, 2010; 陈超等, 2017; Wangetal., 2020a)。

图12 马鬃山增生楔地质体记录的地质演化历史(据Wang et al., 2020b, 2021修改)

5.3.2 奥陶纪-志留纪:沟-弧-盆体系演化

由于三联式大陆块侧向运移的运动分量的不同,该三叉裂谷系的发育不尽相同(Burke and Dewey, 1973),沿洗肠井发育的这一支裂谷逐渐占据主线并与牛圈子逐渐汇聚形成宽阔洋盆,其他两条裂谷带发育明显减弱,马鬃山贾不泉口子地区逐渐由裂谷带向活动陆缘沉积盆地过渡。中奥陶世末-晚奥陶世时,受南侧古亚洲洋(北山洋)向北的持续俯冲作用影响,北侧公婆泉主岛弧开始形成(王国强等, 2016; Wangetal., 2018c)。研究区马鬃山增生楔中段为一套盆底扇环境的浊积岩岩片夹火山岩岩片组合,发育典型的洋板块地质构造特征,如紧闭褶皱和断层密集发育等。马鬃山增生楔中段岩片的岩性变化由下至上为西段蛇绿构造混杂岩岩片→海沟浊积岩岩片夹硅质岩块(深海-半深海环境)→海沟浊积岩岩片夹大洋岛弧火山岩块(半深海环境)→钙碱性火山岩(边缘海型蛇绿岩组合上部端元),表明中奥陶世伊始马鬃山地区逐渐由一定规模的洋盆向活动大陆边缘弧前/弧间/弧后盆地转化(Wangetal., 2020a)。

本次在马鬃山增生楔中段海沟浊积岩岩片获得的同位素年龄表明贾不泉口子地区水下喷发的大洋岛弧于志留纪时期呈周期性活动的特征,为贾不泉口子的陆缘沉积盆地提供了大量的火山碎屑物质。本次野外观测到的镜铁矿化点正赋存于该套火山碎屑沉积物中,推测其形成过程与北山洋中奥陶世-志留纪时期俯冲-增生过程中的大量热液上涌相关。马鬃山增生楔东段的钙碱性火山岩则显示出与北侧公婆泉主岛弧相同的岩石地球化学特征(王国强等, 2016; Wangetal., 2018c, 2020a),其同位素年龄证据表明北侧的公婆泉主岛弧于中奥陶世-志留纪时期呈点状中心式火山喷发,并最终仰冲就位于俯冲增生的马鬃山增生楔西段和中段之上。

北山地区碎屑锆石年龄频谱占比变化清晰地指示了红柳河-牛圈子-洗肠井一带的古生代弧-陆拼贴过程。如图11所示,红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带及南北两侧早古生代的碎屑锆石年龄频谱的占比显著增加,表明该时期北山洋盆南北两侧岩浆弧的构造-岩浆事件达到峰值,为北山洋盆提供了大量物质。同时,反映出北山造山带中部地区于早古生代时期发生了明显的古地理面貌变化,由震旦纪-寒武纪时期的洋盆裂解伸展向洋盆俯冲消亡转化。

马鬃山周缘地区的早古生代地层的岩性变化同样显示出北山中部由被动大陆边缘向主动大陆变化演变的这一过程,即由一套陆源碎屑浊积岩组成的罗雅楚山组→灰黑色中薄层硅质岩夹灰岩和砂岩组成的锡林柯博组→复理石沉积组成的白云山组变化(图12),反映了研究区在该时期表现为海水水体逐渐由深变浅的演化过程(Wangetal., 2020b)。

5.3.3 石炭纪-二叠纪之后:残余洋盆-造山同碰撞演化

北山洋盆的主体在石炭纪进入洋陆转换阶段,由于缝合带两侧微地块边缘的不规则导致牛圈子-贾不泉口子一带的残留洋(海)至少残存至早石炭世时期(Wangetal., 2018a, 2020a, b)。北侧石炭纪的芨芨台子-小黄山蛇绿混杂岩带代表的是北山洋北向俯冲的弧后产物,而公婆泉岛弧带上二叠系岛弧火山岩的缺失则表明北山地区在石炭-二叠纪之交火山活动已逐渐停止。

北山造山带中南部晚古生代碎屑锆石年龄频谱的分布占比增加(图11),表明北山地区进入洋陆转化阶段。红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中南缘的二叠纪碎屑锆石年龄频谱分布占比增加,代表其中南缘前陆盆地的形成并为逐渐关闭的洋盆和活动大陆边缘沉积盆地提供陆缘碎屑物质(Wangetal., 2021)。本次在马鬃山增生楔含砾岩屑砂岩中获得的最大碎屑沉积年龄为286Ma,表明在北山同碰撞造山过程中,大量晚古生代碎屑物质呈扇状快速楔入充填在马鬃山增生楔的楔顶盆地中。柳园蛇绿混杂岩带两侧的晚古生代碎屑锆石年龄展布、牛圈子西南侧地区出露的具有典型后碰撞地球化学特征的二叠纪花岗岩体(284±4Ma)和花岗闪长岩体(279～275Ma; Wangetal., 2021),进一步佐证了古亚洲洋南支的北山洋盆于石炭纪-二叠纪或更晚时期开始由残留洋盆向造山带同碰撞转化,并逐渐与南侧的双鹰山岛弧拼贴。

综上所述,马鬃山增生楔的岩性变化由西段蛇绿混杂岩岩片→中段深海-半深海沉积→盆底扇→斜坡扇重力流沉积→活动大陆边缘沉积演变,盆地充填序列存在变浅的趋势,整体构造环境由伸展扩张向挤压收缩演化,指示古亚洲洋南支(北山段)由寒武纪不规则的三叉式裂解形成的三联式裂谷体系向二叠纪或更晚的同碰撞造山过程的漫长演化历史,区域上西连南天山洋东连索伦缝合带。

6 结论

本文通过对马鬃山南侧贾不泉口子地区的马鬃山增生楔开展精细的解剖和同位素年代学研究,取得如下主要认识:

(1)针对马鬃山增生楔中蕴含的不同岩性特征、沉积环境样式以及构造样式进行了更为细致的划分,识别出蛇绿混杂岩岩片、洋岛-海山岩片、洋内弧混杂岩岩片、深海远洋沉积岩岩片、活动陆缘-海沟浊积岩岩片、陆缘增生弧岩片以及赋存在海沟浊积岩岩片中的镜铁矿化点。岩石组合、变质变形程度与年代学研究表明马鬃山增生楔的多岩片类型应该进行解构分析,进而还原不同岩片类型的古地理位置。

(2)碎屑锆石U-Pb同位素测年获得马鬃山增生楔两件海沟浊积岩岩片凝灰质粉砂岩样品(P3-57和P3-110)的最大沉积年龄分别为410Ma和430Ma,马鬃山增生楔楔顶盆地的陆缘碎屑含砾岩屑砂岩样品P3-82最大沉积年龄为286Ma。

(3)马鬃山增生楔的三件碎屑锆石的年龄频谱区间表现出～2.5Ga、～1.5Ga、～0.9Ga、～450Ma、～430Ma、～410Ma、～350Ma和～288Ma的多峰值频谱特征,分别记录了北山地区的变质结晶基底、哥伦比亚超大陆聚合-裂解事件、罗迪尼亚超大陆聚合-裂解事件、活动大陆边缘多期次构造-岩浆事件、残留洋盆以及同碰撞造山快速携入马鬃山增生楔楔顶盆地的年龄信息。

(4)北山造山带的碎屑锆石年龄频谱占比分布规律存在明显的南北差异,红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中北侧表现出明显的前寒武纪碎屑年龄谱占比,而红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带中北侧表现出明显的古生代碎屑年龄谱占比,表明马鬃山增生楔的物源区整体上由前寒武纪时期缝合带北侧提供向二叠纪时期缝合带南侧提供迁移。

致谢本次研究中的相关测试分析工作得到了江西省地质局实验测试大队的协助。感谢中国科学院新疆生态与地理研究所王丽君博士和张孟博士提供的帮助;特别感谢审稿人和本刊编辑对论文修改提出的宝贵建议,帮助完善和提升论文质量。