中国西南天山西域砾岩的磁性地层年代与地质意义*

西域组是我国西部一重要并广泛引用的晚新生代地层,关于其年代和成因至今尚存争议。在西南天山喀什远源盆地喀什-阿图什褶皱带不同构造部位选择有代表性的5~6个晚新生代地层剖面开展了详细的沉积学、磁性地层年代学对比研究,据此限定了不同构造的起始变形时间以及西域砾岩的沉积年代。西域砾岩并非一年代地层单位,作为一岩石地层单位,其底界具有穿时特征,从山体(北)向喀什前陆盆地(南)逐渐变新。其底界年龄在盆地北部近源区约为15.5Ma^[1],在盆地中部中源区约为8.6Ma^[1],在盆地南部远源区的阿图什背斜为1.9Ma,喀什背斜为1.6~0.7Ma。这一穿时的砾岩沉积楔体的起始堆积起因于盆地北部边界逆冲断层(KBT)的活动。构造变形是由北南脉冲式迁移扩展的,其速率是非均匀的,在约15.5Ma至4.0Ma期间为1.4~3.4mm/a,在约4.0Ma以来剧增至>10mm/a。西域砾岩沉积前缘向南进积速率与构造变形前缘迁移速率有很好的一致性,但在时间上较构造变形可能滞后2.0Ma。这表明构造变形前缘向南的脉冲式扩展是西域砾岩进积并发生侧向和垂向上岩相突变的主因。     

新疆西南天山哈布腾苏一带榴辉岩的岩石学特征及变质作用P-T轨迹

西南天山哈布腾苏河沿岸的含石墨的石榴石多硅白云母石英片岩中出露一套若干大小不等的布丁状变基性岩块,产状与区域面理一致。本文对其中保存完好的榴辉岩体进行了较为细致的岩石学研究和温压演化条件计算。根据主要矿物的含量,将该套榴辉岩大致分为两类—角闪榴辉岩和钠云母榴辉岩,二者的主要矿物均为 Grt Omp Na-Ca-Amp Pg Dol/Cal Rt±Qtz。石榴石变斑晶两阶段生长明显,从核部到边部 X_(Mn)和X_(Fe)降低,X_(Mg)和 X_(Ca)升高,指示了升温降压的变质过程。根据石榴石核部和边部的包体组合特征,确立了两期榴辉岩相变质作用:前一阶段经历了高压但较低温的硬柱石-硬绿泥石(仅见假象)榴辉岩相,变质温度为400～500℃,压力不低于1.8～1.9GPa,表明早期经历了快速俯冲过程;后一阶段的变质温度为570±30℃,压力为2.0～2.5GPa。在退变质绿帘角闪岩相阶段,形成低压脉体(矿物组合为 Ab Di Na-Ca-Amp Ep/Czo Cal)和一系列退变质反应结构,如 Dol 的 Cal 增生边,Omp 的 Di Ab 后成合晶结构。利用 Dol-Cal 分溶温度计和 Di的 Jd 分子含量得到该阶段的温度约500～530℃,压力小于0.9～1.1GPa,表明其退变质经历的是降温降压过程。这与利用Thermocalc 3.1在 NCFMASH 体系下计算的 PT 视剖面图是一致的。     

中天山东段古生代淡色花岗岩的发现及其构造意义

在吐鲁番地区底坎尔南的中天山构造带,新发现含电气石和石榴石的淡色花岗岩侵入于富铝泥质片岩系中。SHRIMP U—Pb 锆石年代学分析,表明淡色花岗岩的形成不晚于354±16Ma,同时还给出了600～1200Ma 的原岩继承锆石年龄。淡色花岗岩的发现及其形成年龄的确定,表明中天山在354Ma 前具有与陆缘弧背景相似的构造环境,并在354Ma 前完成碰撞过程,为进一步研究古生代天山构造演化提供了新的证据。     

新疆东天山剪切带型金矿床时代研究

东天山造山带中部的秋格明塔什-黄山巨型韧性剪切带内三个典型的剪切带型金矿床——康古尔金矿床、红石金矿床和红山金矿床的同位素年代学研究表明,金矿床成矿作用和剪切带后期的走滑剪切变形作用在时间上具有强烈的耦合关系。秋格明塔什-黄山韧性剪切带剪切变形作用主活动期的时代为262.9～242.8Ma,而剪切带型金矿床金成矿作用发生在261.0～246.5Ma 之间,恰好落在剪切变形作用主活动期的时代范围之内。这种强烈的耦合关系证明了秋格明塔什-黄山韧性剪切带晚期的右行走滑剪切变形作用才是剪切带内一系列金矿床成矿作用的主因。金成矿和右行走滑剪切变形之间的时间耦合关系在不同部位还有不同的表现。在剪切带中-西段的康古尔地区,快速抬升发生在261.5～262.9Ma,而康古尔金矿床主成矿期时代范围是261.0～252.5Ma,可以看出,康古尔金矿床成矿作用刚好发生于剪切带中-西段快速抬升之后。在剪切带东段,快速抬升发生在247.1～246.9Ma 期间,位于该剪切带东段北外带的红山金矿床主成矿期的年龄范围是246.9～246.5Ma,表明该金矿也是在剪切带东段快速抬升冷却之后形成的。金矿石 Ar-Ar 同位素年代学研究未能得到可靠的和早期韧性推覆剪切变形事件相对应的年龄,推测在晚石炭世—早二叠世发生的韧性推覆剪切变形事件可能仅导致了包括金在内的金属元素的初步富集,但由于高温不利于金属元素沉淀和挤压环境不易存在容矿空间等不利因素的影响,导致此阶段并没有形成有工业开采价值的金矿床。只是到了华力西晚期—印支早期,在原韧性推覆剪切带内发生了走滑剪切变形活动,并产生了快速抬升冷却降温到350℃后,在地体缓慢冷却阶段,在脆-韧性剪切带内才有足够的空间和时间形成金矿床。     

新疆南天山库尔干一带泥盆纪—早石炭世放射虫组合的发现

新疆南天山库尔干南阿尔腾柯斯组硅质岩地层中发现了丰富的保存良好的放射虫化石，共计21属34种，11个未定种，1个未定种属。研究表明，两个样品的放射虫组合时代分别为中-晚泥盆世和早石炭世。中-晚泥盆世放射虫组合的发现，丰富了库车地区泥盆纪放射虫生物群组合，为确定阿尔腾柯斯组的时代奠定了生物化石依据。结合前人对该组生物化石的研究，该组为跨时代岩石地层单元，应予解体。而具有早泥盆世-晚石炭世放射虫硅质岩的深水海相沉积地层为古南天山洋盆的演化过程提供了地层学证据。     

天山南麓山前平原土壤盐分空间异质性对植物群落组成及结构的影响

将轮台天山南麓山前平原中下部自北至南分为4个地貌带:洪水剥蚀带、溢出带、三角洲带及两河交汇区带。并以土壤电导作为积盐程度的指标,分析了天山南麓山前平原4个地貌带土壤盐的分布特征:溢出带和三角洲带土壤盐分含量高,两端洪水剥蚀带和两河交汇区带盐分含量低。物种多样性及物种组成分析结果表明,自北至南物种多样性及物种数量都在下降,洪水剥蚀带主要为柽柳群落、琵琶柴群落,溢出带主要为柽柳群落、盐节木群落、盐角草群落,三角洲带及两河交汇区均为柽柳群落。通过相关性分析,土壤盐分与群落物种多样性相关性不显著。但是,土壤盐渍化的变化明显影响到植物群落物种组成的变化、群落类型的空间分布和演替。     

鳞毛蕨天山云杉林林冠空隙特征

林冠干扰作为鳞毛蕨(Dryopteris filix-mas (L.) Schott)天山云杉(Picea schrenkiana Fisch. etMey.)林动态自维持的重要因素,在整个林分的动态发展过程中发挥着重要作用。通过对西天山国家级自然保护区内1 hm2典型的鳞毛蕨天山云杉纯林中林冠空隙特征及其形成木和边界木结构的研究,结果表明:在西天山国家级自然保护区实验区46林班内的1 hm2临时标准地中,共调查到17个林冠空隙,林冠空隙干扰返回间隔期为763年。扩展空隙面积在20~280 m2之间变化,冠空隙面积在0~180 m2之间变动。大多数林冠空隙形状变异较大,不同程度地偏离圆形,且均在20~100年之间形成,拥有多株形成木,边界木多由近熟木和成熟木组成。     

用树木年轮重建伊犁南天山北坡西部的降水量序列

根据采自伊犁地区南天山北坡11个采点的树木年轮样本,建立了每个采点的3种年表。通过单相关普查发现,标准化树轮年表序列与当年1~5月的降水显著相关。分析表明该时段降水与树木年轮生长呈正相关具有明确的树木生理学意义。利用新源上限(XNAUt)、昭苏上限(ZUt、ZUt 2)和特克斯下限(TLt)4个标准化树轮年表序列可较好地重建该区域在该时段的降水量。经交叉检验,所得重建方程是稳定可靠的,重建的降水序列是可信的。通过分析发现:伊犁地区南天山北坡300年以来1~5月的降水大致经历了6个偏湿阶段和6个偏干阶段;有2.0~2.8年、24.8年、28.3年、33年、99年的变化准周期;在1909年发生由多向少的突变;1740年、1870年发生由少向多的突变,其中又以1870年前后的突变最为明显。     

吐哈盆地东缘泥盆纪花岗岩的确定及其地质意义

通过对吐哈盆地东缘四顶黑山超单元中的黑云母花岗岩进行锆石SHRIMPU-Pb定年,获得(386±5)Ma(MSWD=1.01)的206Pb/238U表面年龄。根据该岩体的岩石学和锆石的矿物学特征,将此年龄解释为该岩体的侵位年龄。根据这一定年结果和该花岗岩与围岩(被当地地质工作者归入古元古代星星峡群的变质岩)具有相同的构造变形特征,结合已有的年代学、岩石化学和相关地质资料,可以得出如下初步结论:①吐哈盆地东缘与南缘为同一古生代活动陆缘的不同部分,其形成演化与以康古尔塔格碰撞带中洋壳残片为代表的古洋岩石圈板块向西伯利亚古板块之下的俯冲有关;②吐哈盆地东缘以近东西走向、向南倾斜的片理或片麻理为特征的变质变形事件发生在386Ma以后。     

东天山哈密地区赤湖钼铜矿区斜长花岗斑岩锆石SHRIMP U-Pb年龄

东天山赤湖斑岩钼铜矿床的形成时代和成矿地质背景至今尚存在争议,前人根据同一成矿带中土屋-延东斑岩铜矿的同位素地质年龄信息,认为赤湖钼矿的形成时代为中-晚泥盆世,系塔里木板块北部活动陆缘泥盆纪岛弧火山-深成作用的产物;近期一些研究者根据赤湖斑岩钼铜矿区斜长花岗斑岩锆石U-Pb和谐曲线年龄,认为矿化斜长花岗斑岩的侵位时代为晚石炭世,成矿作用与哈萨克斯坦-准噶尔板块南部活动陆缘晚石炭世汇聚阶段钙碱性岩浆侵入作用有关.在前人研究基础上,笔者对赤湖斑岩钼铜矿区矿化斜长花岗斑岩体进行了锆石SHRIMP U-Pb定年研究,获得322Ma±10Ma(95%可信度)的年龄值,表明赤湖斑岩铜矿床的形成时代为晚石炭世,成矿作用与晚石炭世钙碱性岩浆浅成侵位有关.