古亚洲洋的主要演化阶段

如题所述

中亚构造演化的古亚洲洋地区的时间段大致可分为8个阶段:

(1)太古宙(Ar):古陆核形成期(3600~2500Ma)。

(2)古元古代(Pt):围绕古陆核地壳不断增生形成原始古陆,原始古陆裂解、拼合形成统一结晶基底。(“哥伦比亚超大陆”,形成于 1990~1500Ma Rogers等,2002)。

(3)中-新元古代早期(Pt2-3)“哥伦比亚超大陆”裂解汇聚“罗丁尼亚”超大陆形成(1800~850Ma)。在哈萨克斯坦—吉尔吉斯斯坦,以1050Ma花岗岩侵入为代表的伊塞东运动、新疆的阿尔金山运动、未变质的青白口系陆表海沉积不整合于下伏变质岩系之上,大致相当于北美的格林威尔运动。是“罗丁尼亚”超大陆聚合形成的标志。

(4)新元古代中-晚期(成冰纪—埃迪卡拉纪):“罗丁尼亚”超大陆裂解,由裂谷发展为古亚洲洋(850~542ma)。广泛发育于中亚地区的冰碛岩、似冰碛岩及碱性火山岩、双峰式火山岩等、是古陆裂解的标志。

关于古亚洲洋的认识、历来有不同见解,佐年善等(1990)所定义的古亚洲洋,是指曾发育在西伯利亚、华北、塔里木和哈萨克斯坦古陆之间的古洋;多布列佐夫等的意见,认为古太平洋和古亚洲洋同属于三叉裂谷系的两支,都是在新元古代超大陆裂解过程中新生的;任纪舜等(2002)将冈瓦纳大陆与北美、俄罗斯、西伯利亚等陆块间的古大洋称为劳亚大洋,其东段,即东冈瓦纳与西伯利亚之间的古洋称为古亚洲洋,并认为古亚洲洋是结构十分复杂的大洋盆,包括一系列的洋盆和微陆块,主要洋盆有古大西洋、阿巴拉契亚-中欧洋、乌拉尔-南天山洋、萨彦-额尔古纳洋、天山兴安洋、昆祁秦洋以及西藏-马来-华南三叉裂谷等;在中欧亚八国联合编图时完成的、中欧亚岩相古地理、构造、复原及地质生态图集说明书(2002)中、认为由于罗丁尼亚古陆的解体、西伯利亚和劳亚大陆的解体和分离、形成了古亚洲洋。总之,多数学者的观点,认为古亚洲洋的形成与罗丁尼亚古陆的解体有关。但是也有不少学者(潘桂棠等2009)认为古亚洲洋仅限于塔里木陆块以北,以南包括秦祁昆造山系在内,属特提斯范围并将特提斯洋的演化推至早古生代。但笔者认为秦祁昆造山系是围绕塔里木陆块区南缘的增生造山系,是古亚洲构造域与特提斯构造域的过渡带,具有两者的共同特征。

(5)寒武纪—奥陶纪—志留纪:早古生代古亚洲洋发育至初始碰撞结束(542~416Ma)。部分地区可在晚元古代末期就开始出现洋盆。

Liegeois(1998)将大陆碰撞过程划分为初始主碰撞(Initial major impact)和后碰撞(Post-Collision)两个阶段、并指出,后碰撞是指发生在两个或多个大陆板块的初始主碰撞之后,但仍然和碰撞有关的一个造山作用演化阶段。当汇聚的大陆板块完全焊接一起,开始围绕一个统一的旋转轴运动时,就进入了板内构造体制,标志着后碰撞阶段的结束。

徐新等(2005)认为古亚洲洋的闭合、亚洲大陆的聚合碰撞是一个长期的演化过程。将初始碰撞与主碰撞分开作为两个独立的阶段与后碰撞一起划分为三个阶段更加符合新疆实际。笔者认为每一个大的构造演化阶段(大洋的启开与封闭)都有主碰撞与后碰撞之分。

初始碰撞,是古亚洲洋的主要闭合期,它发生在奥陶纪—志留纪。大致相当于“阿尔泰运动”此运动在阿尔泰、准噶尔、中天山南北缘都有强烈的反映,其结果使西伯利亚大陆扩展到北准噶尔,“图瓦贝生物群落”已分布到克拉麦里断裂以南:中天山北缘含大量笔石的下志留统砂板岩不整合覆于奥陶纪细碧角斑岩建造之上;东准噶尔多处见到上志留统或下泥盆统不整合覆于早古生代花岗闪长岩或奥陶纪蛇绿岩之上,在博罗科努地区普遍缺失下泥盆统、中泥盆统不整合或超覆于奥陶系或上志留统之上,被称为博罗科努运动,巴尔喀什一带,志留系由下而上:兰多维列统(S1),下部杂色砂岩、粉砂岩,底部见凝灰砂岩、层凝灰岩厚350m;上部杂色粉砂岩、砂岩含钙质结核厚450m;温洛克统(S2),下部深红色细碎屑岩、含钙质结核厚60~100m;中部杂色粉砂岩、砂岩厚200m;上部碎屑岩、细砾岩厚500~600m;罗德洛统上部—普里道利统(S3-4),托克拉乌组,粉砂岩、砂岩、火山质砂岩、细砾岩、层凝灰岩厚800m;在希捷尔—滨成吉思带,兰多维利统(S1)以上层位多被剥蚀。兰多维利统(S1)以红色、灰绿色、碎屑岩为主,夹瘤状灰岩透镜体。在莫因特—南准噶尔带志留系与下伏地层多不整合,在莫因特地块志留系只保留了温洛克统(S2)以下层位,其上多被剥蚀。

成吉思-塔尔巴哈台带志留系与下伏地层多不整合接触,其下部以陆源碎屑岩为主夹灰岩,上部为安山—玄武玢岩、凝灰岩夹红色砂岩厚3000~4000m,其上的罗德洛统—普利道克统(S3-4)缺失。

在阿尔泰地区,志留系以绿片岩相变质岩为主,上部夹凝灰岩及中-酸性熔岩。在新疆西准噶尔,下志留统恰尔尕也组(S1g)为紫红色、浅灰色凝灰质粉砂岩、细砂岩含Monogroptus sedgewiceii等笔石化石夹砂砾岩。其中分离出下伏地层中的蓝闪石矿物碎屑,同时区内缺失上奥陶统,说明该洋盆曾一度封闭并遭受剥蚀。在和布克赛尔地区晚奥陶世地层为滑塌沉积加磨拉石建造,在洪古勒愣中志留统火山复理石建造不整合于中奥陶统之上并在其底部发现下伏地层的灰岩及蛇绿岩砾石。在吉尔吉斯的塔拉斯-松凯利湖缝合带、代表北天山洋的存在,其时限为文德-早奥陶世,该带出露有早寒武世洋壳建造(超镁铁质岩、辉长辉绿岩、镁铁质火山岩、斜长花岗岩等),以北出露有中寒武世-早奥陶世弧火山岩,中奥陶世酸性火山岩等构成岛弧型建造组合,到了中-晚奥陶世普遍出现碰撞造山期磨拉石建造及晚奥陶世碰撞型花岗岩,如晚奥陶世的斑状花岗岩-花岗闪长岩(苏莎梅尔杂岩)或晚奥陶世—早志留世的片麻状、斑状花岗闪长岩、英闪岩(伊尔德克组合)及花岗闪长岩、花岗岩常呈斑状和片麻状、石英质闪长岩(塔巴雷克杂岩Ⅱ)、斑状花岗岩、花岗闪长岩(塔巴雷克杂岩Ⅲ)等(据邓晋福等研究,同碰撞岩浆岩的时代,可以比板块聚合碰撞的时代约晚20~40Ma)。早志留世出现淡色花岗岩、白岗岩、碱性花岗岩(吉纳拉奇杂岩)属后碰撞岩浆杂岩(在Peace的Rb-Y-Nb-Ta图解中位于同碰撞区,但邓晋福等研究认为这种碱性花岗岩应属后碰撞期产物)。因此,从全局看,志留纪时总体上具有类似前陆复理石盆地性质的沉积特征,有的还具有下细上粗的双幕式建造。反映了早古生代大陆的形成。并成为新生的哈萨克斯坦-准噶尔板块的大陆区,在其南北两侧(现在位置)分别有南天山洋及查尔斯克-斋桑-额尔齐斯洋,与塔里木、西伯利亚相隔。形成了西伯利亚、哈萨克斯坦—准噶尔、塔里木三大板块在中亚和新疆北部并立的局面。早古生代统一大陆的形成,笔者认为这就是研究区古亚洲洋早古生代的主碰撞期,之后的上叠构造属后碰撞期产物。

(6)泥盆纪—早石炭世维宪期:是晚古生代古亚洲洋最后消亡的主碰撞阶段(416~326Ma)。这一阶段是洋壳的最终消失和蛇绿岩套最晚就位的时期,并通常伴有透入性区域变形变质作用及具片麻状同碰撞花岗岩的侵位和广泛的区域性隆起,构成了一套代表晚古生代主碰撞期的构造—建造组合(属晚古生代洋盆消亡的主碰撞期)。这一时期的最大特点,是古亚洲洋的南天山洋、查尔斯克-斋桑-额尔齐斯洋最后消亡,是中亚和新疆北部地区的三大板块(西伯利亚、哈萨克斯坦-准噶尔、塔里木)完成最终的聚合碰撞、洋盆全面闭合。韩宝福等对南天山的研究发现,在区域上380~350Ma时期发生了一次非常重要的构造变形事件,其影响范围涉及各构造单元。在花岗岩、榴辉岩、蓝片岩、基性火山岩中出现大规模的韧性剪切带,导致糜棱岩形成,在变质变形中产生的新矿物和受变质影响较大的矿物,其40Ar/39Ar年龄都集中在这一时段。

根据牙形石、放射虫所确定的新疆北部最晚的蛇绿岩套为晚泥盆世—早石炭世(南、北天山)其上为维宪期(南明水组)或晚石炭世早期(奇尔吉斯套组)所不整合覆盖或被未变质的316Ma的花岗岩所穿插;中亚和新疆北部地区,D3—C1多为连续的火山岩系,其上被维宪期地层所不整合;在那拉提山和东准噶尔穹河坝一带可见到晚古生代主碰撞期钙碱性花岗岩穿破杜内期地层而被维宪期地层所覆。

这一运动曾被称为萨乌尔运动(西尼村,1954),新疆曾称为伊犁“运动”黄汲请等称为“天山运动”主幕,在天山地区发生于早石炭世早期(杜内期)与中、晚维宪期之间。

(7)后碰撞阶段:早石炭世维宪期—二叠纪早、中期(345~260Ma)。此阶段是初步统一的新陆壳由碰撞挤压向后碰撞伸展转化的时期。它以“运动”主幕为划分主碰撞期与后碰撞期的主要标志。

早石炭世维宪期是新疆北部陆表海发育最广的时期,也是后碰撞阶段开始的象征。这一阶段是新陆壳深部壳幔物质转换最强烈、最频繁的时期,是整个造山阶段岩浆活动最激烈的时期之一,是新陆壳逐步成熟的克拉通化时期。何国琦等(2002)将大陆岩石圈从活动转变到稳定过程称为“克拉通化”阶段,也就是后碰撞阶段,它以强烈的壳幔深部作用和大规模伸展过程为特点。表现为广泛的地壳裂陷、板内碱性岩浆活动、幔源岩浆上侵、大型剪切带的形成及大规模金属成矿作用的产生等(徐新等,2005)。如火山-沉积型铁(铜)矿、斑岩型铜(钼)矿、岩浆型铜镍矿、韧性剪切带型金矿及与碱性岩浆活动有关的稀有、稀土矿等

(8)新陆壳固结期:二叠纪中、晚期(260~251Ma)大致为新陆壳已固结时期,它以后碰撞阶段大规模岩浆活动的结束及小型碱性岩浆活动为特征,标志新陆壳的基本固结并进入陆内盆山构造演化阶段。但也有人认为后碰撞阶段可一直延续到三叠纪,但这时期的岩浆活动可能与南部(现在位置)特提斯洋活动的远程效应有关。

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