第1章地层岩石特征
1.1大地构造背景
阿尔金山位于青藏高原东北缘,东接祁连山,西接昆仑山,是我国西部两个*大的盆地——塔里木盆地和柴达木盆地的分界线(图1-1)。从板块构造上分析,位于昆仑山与祁连山之间的阿尔金山地区地处中朝-塔里木板块西段(塔里木板块)南侧边缘,南侧隔柴达木地块、昆仑山断裂带与青藏高原的羌塘地块遥相呼应(何国琦等,1994)(图1-1)。
由于不同的研究者对大地构造单元的概念理解不同和研究方向的差异,对阿尔金山东段的大地构造单元的划分有较大争议,青海地质矿产局(1993)将阿尔金山南断裂之南划分为柴达木准地台柴达木北缘台缘褶断带,认为其与阿尔金山-塔里木在早古生代以前是一个整体,晚古生代是一个地台活化阶段,三叠纪后又合并在一起,进入陆内造山;新疆维吾尔自治区地质矿产厅(1993)认为阿尔金山南缘断裂以北属于塔里木地台,从南向北划分出阿尔金山断隆和塔里木台坳;许志琴等(2001)将阿尔金山以红柳沟-拉配泉带和江尕勒萨依-吐拉东为界,划分为阿拉善-敦煌地体、北祁连-北阿尔金山早古生代缝合带、祁连-阿尔金山地体、南祁连-南阿尔金山缝合带、柴达木-东昆仑地体五个构造单元;王永和等(2004)在1∶25万苏吾什杰幅区域地质调查时将阿尔金山造山带自北向南划分为阿北地块、阿北(红柳沟-拉配泉)早古生代蛇绿混杂岩带、阿中(金雁山-米兰河)地块、阿南(茫崖-库牙克)早古生代蛇绿混杂岩带。
吴益平等(2008)从古生代板块构造角度认为阿尔金山东段的大地构造位置隶属于塔里木板块、塔里木古陆缘地块,由四个三级构造单元组成:北阿尔金古陆块、红柳沟-拉配泉奥陶纪裂谷带、中阿尔金中元古代裂陷槽和祁曼塔格早古生代沟弧系。
本书根据区内的物质组成和构造形迹,参照刘永顺等(2010)的划分方案,将阿尔金山地区的大地构造单元划分为三个Ⅰ级单元和五个Ⅱ级单元(图1-2)。
Ⅰ:塔里木地块。
Ⅰ-1:塔里木南缘新生代断陷盆地;Ⅰ-2:阿尔金北缘地块。
Ⅱ:中阿尔金地块。
Ⅱ-1:红柳沟-拉配泉加里东期结合带;Ⅱ-2:索尔库里新生代走滑拉分盆地。
Ⅲ:柴达木地块。
阿尔金成矿带(本书仅指红柳沟-拉配泉段,其东段指喀腊大湾地区,西段指红柳沟-巴什考供地区,下同)位于阿尔金山的东段(也称为阿尔金山北缘),跨越上述五个Ⅱ级构造单元。
同样引人瞩目的是阿尔金走滑断裂,该断裂是中国西部*大的走滑断裂之一,呈北东东向延绵近1500km,以其强烈的贯穿性、巨大的规模、强烈的活动性以及巨大的走滑位移量为特征,是青藏高原北缘一条主控边界断裂,跨越不同构造单元,分割了塔里木盆地和柴达木盆地(图1-1)。断裂两侧前新生代各个时代的地层、岩浆岩带、变质相带、褶皱构造带、断裂构造带、成矿带等一系列地质体发生错移、拖曳和牵引,显示出该断裂巨大左行走滑的相对位移,也是我国西北地区一条重要的活动断裂(国家地震局“阿尔金活动断裂带”课题组,1992;新疆维吾尔自治区地质矿产厅,1993;张建新等,1998a;崔军文等,1999;许志琴等,1999;周勇和潘裕生,1999;Yin et al.,1999;Sobel and Arnaud,1999;尹安,2001)。
阿尔金成矿带位于塔里木地块东南缘阿尔金山东段红柳沟-拉配泉奥陶纪裂谷带中,北接塔里木盆地,南与柴达木盆地毗邻。在区域构造上地处北东东向阿尔金走滑断裂北侧与东西向阿尔金北缘断裂所夹持的区域(图1-2)。
1.2区域地层
区内出露地层主要为太古宇、元古宇、古生界、中生界及新生界(图1-3)。
1.2.1太古宇
区内太古宙地层主要出露在北部地区,即阿尔金北缘断裂以北地区(图1-2),其他地区出露甚少。新疆维吾尔自治区地质矿产厅(1993)在《新疆地质志》中把阿尔金北缘地区的新太古界称为米兰群(西段)和达格拉格布拉克群(东段),为一套中高温变质的高角闪岩相-麻粒岩相变质岩系,由麻粒岩、变粒岩、钾长片麻岩、斜长角闪岩和条带状混合岩等组成。片麻理产状总体较平缓,呈开阔型褶皱。原岩可能为含钾高的酸性火山岩、富镁质玄武岩和拉斑玄武岩,与上覆地层多为断层接触,局部可见元古宇不整合其上。
王云山和陈基娘(1987)*早获得阿尔金山拉配泉北东15km处黑云斜长片麻岩2462.5Ma年龄值,非常接近太古宙。孙勇等(1992)、车自成等(1995a)获得拉配泉北阿克塔什塔格由长英质麻粒岩、基性麻粒岩和斜长角闪岩组成的非层序性地层的全岩Sm-Nd等时线年龄为2787±151Ma,其中基性麻粒岩和角闪岩得到的等时线年龄为2792±208Ma,并认为这套杂岩的形成时代为新太古代,年龄为2590~2790Ma。Gehrels等(1999)得到其中片麻岩U-Pb锆石年龄约为2800Ma。这套新太古代杂岩的形成可能与混合岩化关系密切,εNd(t)具有低的负值,为-3.77~-3.75(车自成等,1995a;车自成和刘良,1997)。李惠民等(2001)在阿尔金山东端(拉配泉麻扎塔格一带)古老花岗片麻岩中发现3605±43Ma的锆石(单颗粒锆石U-Pb稀释法,四颗锆石的上交点年龄),其中两颗锆石的207Pb/206Pb表面年龄达3560±1Ma和3526±2Ma,它们仅有少量放射成因铅丢失。这是迄今为止阿尔金地区*老的年龄数据,也是塔里木地块存在始太古代基底的重要证据。
*近,李永顺等在可孜勒塔格西的黑云母斜长片麻岩中获得2705±23Ma的锆石SHRIMP年龄,该年龄来自七个颗粒锆石核部或者振荡环带不明显的浑圆状锆石,显示了该区很可能存在新太古代中期的地壳增生。
由于经历高级变质作用,区内太古宇是作为变质岩的一部分而存在的,而非真正意义上的太古宙地层,或者说属于非层序性地层(图1-3)。
1.2.2元古宇
1.古—中元古界
区内古元古界称为阿尔金群,主要分布在东北部的克孜勒乌增至温格勒 果阿一线,是一套以低角闪岩相为主的变质岩系,主要由角闪片岩、角闪斜长变粒岩、长石黑云角闪片岩、黑云石英角闪片岩及大理岩等组成,多未见顶、底,原岩可能为火山复理石-碳酸盐岩建造。同时在该套地层中发育一套角闪岩相变质的眼球状糜棱岩。下部以变质片岩为主,也发育火山岩;中上部石英岩、叠层石灰岩占优势,表现了从活动带向稳定带转化的过程。火山岩的研究表明,岩石类型主要为玄武岩、粗玄岩、英安岩和流纹岩类,具有明显的基性-酸性双峰式火山岩组合特征。其中玄武岩多数处在碱性系列,具有类似于大陆裂谷火山岩组合的性质。轻稀土元素中等程度富集,少数基性岩具有平坦型稀土配分型式;εNd(t)≈6.4±1.4,ISr=0.70287±0.001,表现出岩浆来源于亏损地幔的某些特征。同时具有高的δ18O和207Pb/204Pb,δ18O≈0.66%~0.92%,206Pb/204Pb=18.75~19.35,207Pb/204Pb=15.62~15.79,很可能是发育在地壳较薄的活动大陆边缘之上的裂谷,性质类似于过渡性裂谷或弧后盆地(车自成等,1995a)。阿尔金山东北段的拉配泉北火山岩Sm-Nd全岩等时线年龄为1793±270Ma(孙勇等,1997),阿尔金山中部苏吾什杰火山岩Rb-Sr全岩等时线年龄为1883±110Ma,说明在古元古代末至中元古代初期,阿尔金地区还处在地壳活动性较强的状态。拉配泉北太古宇阿克塔什塔格麻粒岩中辉石、斜长石和全岩的Sm-Nd等时线年龄为1704±105Ma,说明在1700Ma前后区内有一次混合岩化作用,导致地壳厚度增大和活动性减弱(车自成等,1995a)。
2.中元古界
前人曾认为阿尔金山地区中、新元古界分布广泛,厚度巨大,构成了阿尔金山脉主体,并进一步划分为长城系、蓟县系和青白口系。但相邻的1∶20万图幅将沿走向相连的同一地层划分成不同时代,如在1∶20万巴什考供幅和索尔库里幅中划为蓟县系(新疆地矿局,1981a,1981b),在1∶20万俄博梁幅中划为奥陶系(青海地质矿产局,1981),存在明显出入。根据近年来1∶25万石棉矿幅修测成果、部分1∶5万矿产调查成果以及本书*新研究成果和测年资料,将阿尔金北缘从红柳沟-拉配泉一带原划为中元古界上部或新元古界的一部分划归为早古生代地层,时代确定为寒武纪,并依据新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局**区域地质调查大队提供的地质底图资料进行划分和叙述。
1)长城系(Ch)巴什考供群
长城系(Ch)巴什考供群分布于阿尔金成矿带西段的红柳泉及扎斯勘赛河一带,呈东西向延伸。其底与古太古界米兰群呈断层接触,顶与蓟县系马特克布拉克组假整合接触,视厚度达6355m。从老至新可分为扎斯勘赛河组(Chz):为阳起石角岩、角闪石角岩、火山碎屑岩及碎屑岩等,视厚度为4245m;红柳泉组(Chh):为石榴子石更长片麻岩、云母片岩、二云母石英片岩、堇青石二云母石英片岩、石英岩、黑云斜长片麻岩等,视厚度为1643m;贝克滩组(Chb):由砂岩、石灰岩及硅质岩组成,产叠层石,视厚度为467m。
2)蓟县系(Jx)塔昔达坂群
该岩群在区内分布*为广泛,主要分布于成矿带中西段的金雁山、卓阿布拉克、索尔库里北山以及金鸿山北坡一带,与上覆青白口系索尔库里群呈角度不整合接触,厚达14000m以上。从老至新分为卓阿布拉克组(Jxzh):为火山碎屑岩建造,局部地区由红柱石片岩、十字石片岩等组成,厚2139~6232m;木孜萨依组(Jxmz):为变质碎屑岩类夹碳酸盐岩,厚1264~3592m;金雁山组(Jxj),以碳酸盐岩为主,夹少量碎屑岩,富含叠层石,厚1008~1601m。
3)青白口系(Qb)索尔库里群
该岩群主要分布在额兰塔格以南的冰沟南、以北的乙亚加拉克山以及平洼沟、因格布拉克等地,以角度不整合超覆于蓟县系塔昔达坂群之上,顶部被下奥陶统额兰塔格组角度不整合所覆盖,除冰沟南地区外,一般多为不整合接触。自老而新分为乱石山组(Qbl):主要为一套片理化砂岩和含砾砂岩、局部地区夹砂质灰岩,厚213~389m;冰沟南组(Qbbg):主要为灰岩、结晶灰岩、硅质条带及团块灰岩,在冰沟南地区,尚有较多砂岩、粉砂岩分布,厚821~2221m;平洼沟组(Qbpw):主要为一套灰岩、白云岩、局部地区为大理岩,富含叠层石,厚128~1555m;小泉达坂组(Qbx):主要为一套碎屑岩、结晶灰岩,局部地区为大理岩与硅质岩和片岩类,厚337~2810m。
1.2.3古生界
阿尔金山下古生界有相当一部分是由原来的中元古界解体而来。根据钟端等(1995)的研究,在拉配泉齐勒萨依的拉配泉群b组中发现有许多晚寒武世化石,包括牙形刺、腕足动物、三叶虫和疑源类等。其中的牙形刺化石种属主要产于华北地区的上寒武统长山组至凤山组,属晚寒武世晚期牙形刺Proconodontus带;而其中的Yosimuraspis属三叶虫化石可能产于下奥陶统*下部,也可下延至上寒武统*上部,因此可能为上寒武统,并被命名为塔什布拉克组,与张显庭等(1984)命名的拉配泉群b组相当。同时,*近几年的科研成果(刘永顺等,2010;陈柏林等,2016a)和本研究获得一批高精度锆石SHRIMP年龄,大多数集中在470~520Ma。所以,将地质上东西向相连、属于同一地层系统的原1∶20万索尔库里幅的蓟县系塔昔达坂群和俄博梁幅的奥陶系拉配泉群划归为寒武系。
研究区下古生界缺失志留系,上古生界只局部出露石炭系。
1)寒武系()
寒武系主要分布于大平沟、喀腊大湾一带和苦水河、滩涧山一带。呈东西向延伸,为一套火山-沉积岩系,间夹灰岩薄层及透镜体。产三叶虫、腕足类、牙形石和疑源类等化石,底部与蓟县系浅变质岩呈角度不整合接触或断层接触,顶部与下奥陶统(?)砾岩整合接触。东部喀腊大湾地区自
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