第一章区域地质概况
第一节新疆区域地质背景
一、区域构造背景
新疆位于横贯亚洲的乌拉尔-蒙古-鄂霍次克巨型古生代造山带的中段，主体属古亚洲构造域，南缘属特提斯构造域（图1-1-1）。
区内由若干近东西向的造山带和夹于其间的菱形前寒武纪地块组成镶嵌结构格局，这些地块原分别属于西伯利亚板块、哈萨克斯坦-准噶尔板块、塔里木板块和华南板块等。自罗迪尼亚超级大陆解体后，这些地块在古生代期间，不断发生着地块边缘裂解、闭合和陆缘增生，彼此逐渐靠拢拼合。石炭纪末—二叠纪初，除南部边缘外，这些地块已完成新疆大陆板块的拼合。侏罗纪，原属冈瓦纳北部边缘的羌塘地块拼合到塔里木板块南缘。在完成了作为欧亚大陆一部分的陆壳形成过程之后，新疆地区进入板内发展演化时期。从白垩纪至今，在印度和西伯利亚两大板块的挤压作用下，新疆地区逐渐演变为“三山夹两盆”的现代构造-地貌格局（张传绩，1983；冯益民，1987；黄河源和朱庆亮，1993；成守德，1994；何国琦等，1995a，1995b，2004；林关玲和刘春涌，1995；王广瑞，1996；于淑华，1996；何登发等，2004；吴波等，2006；蔡士赐等，2008；Gao et al.，2013）。
（一）大地构造位置
在大地构造位置上，新疆位于西伯利亚板块、哈萨克斯坦-准噶尔板块、塔里木板块和青藏板块的交汇部位。这些板块基本以原始陆壳为核心，是通过大陆边缘的侧向改造和增生而发展起来的，因此这些板块内部可进一步划分为古陆，或微板块和大陆边缘（包括被动陆缘、岛弧、裂谷、裂陷槽）两部分。其中西伯利亚板块和塔里木板块内部相对稳定，基本没有构造变形和大规模岩浆活动发生，构造变形与岩浆活动主要发生于板块的边缘地段；哈萨克斯坦-准噶尔板块属陆间型，是由多个次级板块或微板块（地体）在古生代拼合而成的，并伴有加里东期和海西期大规模的岩浆侵入与火山喷发活动以及强烈的构造运动，构造变形与岩浆活动遍及整个板块内部，板块面积与地壳厚度增生（陈衍景，1996；杨梅珍等，2006；渠洪杰等，2008；Xiao et al.，2013），即克拉通化显著（袁四化等，2009）；而青藏板块是在中-新生代由多个微板块不断向古亚洲大陆拼贴而渐次形成的，在印支-燕山-喜马拉雅期伴有大量的岩浆侵入与火山喷发活动，特别是喜马拉雅期印度板块向北的强烈俯冲，导致构造变形和地壳增厚异常强烈。
（二）区域构造演化
新疆地壳经历了长期复杂的演变历史和多次裂解、汇聚、增生的过程（黄汲清和陈炳蔚，1987；张志德，1990；李锦轶和肖序常，1999；张海祥等，2004；梁云海等，2004；董连慧等，2008a，2008b，2010），总体上可分为三个大的演化阶段，形成三个构造巨旋回:前震旦纪大陆基底形成演化阶段、震旦纪—古生代古亚洲洋演化阶段和中-新生代陆内造山与成盆演化阶段（黄河源和朱庆亮，1993；杨树德，1994；朱宝清和冯益民，1994；成守德和王元龙，1998；Ren et al.，2014）。其中每个构造旋回的地球动力学背景均表现为从早期拉张（造盆）到晚期挤压（造陆造山）的显著特点。
1.前震旦纪大陆基底形成演化阶段
该阶段主要包括古陆核的形成与发展时期、原始古陆的形成与发展时期和大陆基底形成时期这三个时期。
1）古陆核的形成与发展时期（>25亿年）
在塔里木盆地东北缘库鲁克塔格地区的托格拉克布拉克杂岩（简称托格杂岩）中获得的Sm-Nd同位素年龄为3263Ma，证实塔里木地块有古太古代陆核的存在。后来证实，该32亿年左右的岩石组合主要以包体形式产于托格杂岩（灰色片麻岩）之中，两者为侵入或构造接触关系，太古宇岩石实为表壳岩系的残体。在古太古代末期至新太古代初期（2800～2700Ma）的辛格尔运动中，侵入了肉红色片麻状花岗岩（2854Ma）并使托格杂岩产生高角闪岩相-麻粒岩相的变质作用，形成原始古陆核（顾忆等，1997；朱如凯等，2009）。近几年在阿尔金山地区发现的36亿年前古太古代变质岩，为中国西部古陆核的形成与演化提供了新资料。
2）原始古陆的形成与发展时期（25亿～18亿年）
辛格尔运动后，进入构造相对稳定、以沉积作用为主的演化时期。本区主要发生陆壳的迅速增生、早期裂谷作用与原始古陆的克拉通化。古元古代末期的兴地运动使前期地层褶皱变质，早期有2500～2400Ma的花岗岩侵入，晚期有2073Ma的红色钾质（片麻状）花岗岩侵入。地壳热流强度高，地层发生强烈塑性变形并有低角闪岩相-高绿片岩相的变质作用发生。
3）大陆基底形成时期（18亿～8亿年）
在兴地运动后，沉积作用发生了明显分异，在已固结的古陆区沉积作用稳定，代表18亿～8亿年的沉积物，构成了早前寒武纪结晶基底上的*下部沉积盖层。而在古陆边缘，再次发生裂解作用而形成深海裂谷，蓟县纪末的阿尔金运动（相当于全球性的格伦维尔运动）使得长城系—蓟县系发生强烈变形和低绿片岩相变质作用，未变质的青白口系（1000～800Ma）不整合于下伏地层之上。这次运动之后，形成了一个包括当时全球主要古陆在内的新元古代超大陆（罗迪尼亚古陆），它标志着大陆基底的*终形成。
2.震旦纪—古生代古亚洲洋形成与演化阶段
震旦纪冰碛岩及火山岩的出现，标志着又一次新的大陆裂解的开始，裂谷作用的发育大体上是从距今800Ma前后开始。在本研究区内，由于大陆的裂离，形成了位于西伯利亚与塔里木之间的古亚洲洋，并经历了从大洋开启、消亡到亚洲北部大陆形成等主要时期。
1）萨拉伊尔-蒙古湖区洋盆（古亚洲洋北支）形成与消亡时期
西伯利亚陆缘的分裂及扩张，产生了萨拉伊尔-蒙古湖区洋盆，这里分布着Z—1大洋型地壳，早寒武世后，大洋开始俯冲并逐渐消减，萨拉伊尔运动造成地壳的强烈挤压，3—O1出现磨拉石建造及酸性岩浆侵入，中奥陶世早期萨拉伊尔-蒙古湖区洋盆关闭，阿尔泰与西伯利亚古陆碰撞并成为西伯利亚陆缘的增生陆壳（李锦轶等，2009）。
2）北天山洋盆（古亚洲洋中支）形成与发展时期
萨拉伊尔-蒙古湖区洋盆消亡之后，北天山洋仍处于发展过程中，并经历了1—O1、3—O1、O—S三期岛弧的演化，随后北天山洋主体消亡，使原游移于北天山洋中的大小陆块拼贴在一起，形成早古生代统一大陆。S3—D1已退缩到斋桑-额尔齐斯以及蒙古南部一带的北天山洋，经历再次扩张，并发展成为分隔西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块之间的有限洋盆；到早石炭世早期，洋盆通过双向俯冲而*终消亡，哈萨克斯坦-准噶尔板块与西伯利亚板块碰撞拼合，形成额尔齐斯-布尔根板块缝合带。
3）南天山洋盆（古亚洲洋南支）形成与演化时期
南天山洋盆于奥陶纪拉开形成，志留纪发展为多岛洋并向北俯冲，于S3—D1（部分为D3—C1）闭合，塔里木板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块碰撞拼合，形成木扎尔特-红柳河板块缝合带（李锦轶等，2006）。
4）古亚洲洋残余洋盆及陆内裂谷、裂陷槽发展时期
该时期地壳发展的基本特征是早古生代浩瀚的古亚洲洋主体关闭，或在其残留洋盆的基础上，于晚古生代再次拉张形成有限洋盆或陆内裂谷、裂陷槽及上叠盆地。这一时期初步统一的新陆壳处于碰撞挤压向后碰撞伸展转化时期，是新陆壳深部壳幔物质交换*强烈、*频繁的时期，也是整个造山阶段岩浆活动与成矿作用*激烈的时期之一。
早二叠世末期的天山运动，使残留的古亚洲洋完全消失，形成亚洲北部大陆，新疆主体进入陆内盆-山发展时期，南部则受特提斯洋发展过程的控制。
3.中-新生代陆内造山与成盆演化阶段
晚石炭世—早二叠世西伯利亚板块与塔里木板块的全面碰撞，形成了亚洲北大陆。在海西中晚期的造山运动中，新疆在南北对挤应力作用下，上古生界遭受强烈褶皱隆起，推覆走滑断裂沿各陆块边界频繁发生（蔚远江等，2004；吴孔友等，2005；何登发等，2006；王京彬和徐新，2006），从而奠定了本区“三山夹两盆”构造格局的雏形，随后发生了以断块差异升降为主的伸展作用，形成了一系列的断陷盆地。
中生代时期是一个填平补齐的沉积充填时期。阿尔泰山、天山、昆仑山三大山系遭受强烈的剥蚀，直到现代仍部分保留有侏罗纪—白垩纪时期的夷平面。山系的剥蚀夷平为准噶尔、塔里木等大型盆地及一系列山间盆地（如伊犁盆地、吐哈盆地等）形成巨厚的碎屑堆积物提供了物源。
本区中-新生代所发育的大小不一的沉积盆地一般都经历了3个演化阶段:早期，随造山运动山体上升，形成山前拗陷和山间断陷盆地；中期，由于印度洋扩张，印度板块向北漂移，直到印度大陆与欧亚大陆碰撞和“A”型俯冲，特提斯洋海水入侵塔里木西缘，出现了滨海-潟湖相晚白垩世—古近纪含膏盐碎屑岩沉积，随后受陆内挤压，山体迅速抬升，各盆地相对迅速下沉，从而形成了拗陷盆地，接受了冲积扇-河流-湖泊（沼泽）相沉积；晚期，由于“A”型俯冲的远程效应，山体快速抬升，盆地进一步相对下沉，到新近纪—早更新世形成统一的内陆盆地，在全盆范围内沉积了新近纪红层和西域砾岩层。
陆内发展阶段除盆山转换造成的差异升降外，亦诱发了古断裂构造的复活，各大山系前缘普遍发育推覆、逆冲构造，昆仑山一带发育古近纪—第四纪碱性火山岩，现代地球物理场是漫长地质时期地壳演化结果的综合反映。
总之，研究区区域地质构造演化的三个阶段构成了本区三个构造巨旋回，即前震旦纪的大陆基底巨旋回、震旦纪—古生代的古亚洲洋巨旋回和中-新生代陆内造山与成盆巨旋回。伴随着从前震旦纪的古陆核形成、增生及克拉通化，到震旦纪—古生代的板块拼贴碰撞与新陆壳增生增厚（克拉通化），中-新生代“盆山”演化阶段，构造性质也从早古生代的陆核形成、增生与克拉通化的造陆运动，到古生代的板块拼合、地体增生的造陆运动和中-新生代的山脉隆升、盆地形成的造盆造山运动，各构造巨旋回的动力学特征均表现为从早期的拉张、裂（断）陷到晚期的挤压（拼贴）、褶皱与推覆造山，并以造山后的剪切走滑运动为结束标志。
二、主要构造-岩浆活动
伴随着地壳形成演化与多期次构造旋回的发生和发展，本区发育多期次的岩浆侵入与火山喷发活动，并构成多期次从基性、超基性到酸性、碱性的岩浆演化旋回。其中在构造旋回的早期，地壳厚度薄、范围小、成熟度低，洋壳分布范围广，构造应力以拉张为主，岩浆活动相对较弱，岩性以基性、超基性为主；在构造旋回的中晚期，随着陆壳增生、增厚，并逐渐聚敛、碰撞，板块边缘的岩浆活动趋于强烈，岩性也向中酸性、碱性方向过渡（丁天府，1996；木合塔尔 扎日和张旺生，2002；王方正等，2002a，2002b；王宗秀等，2003；曾广策等，2004；Chen and Jahn，2004；Chen and Arakawa，2005；王中刚等，2006）。
（一）前震旦期构造-岩浆演化旋回
在原始古陆形成阶段，侵入岩主要出露于库鲁克塔格地区，主要为片麻状花岗岩、眼球状混合花岗岩，与强烈混合岩化的围岩呈过渡关系；随后发育混合质闪长岩-花岗闪长岩-斜长花岗岩，属同造山期深熔型；自联合古陆形成后，伴有火山岩与花岗岩的侵入，变质作用与混合岩化强烈。
该时期的岩浆侵入活动在塔里木盆地东南的阿尔金断块和塔西南地区也广泛出现（胡霭琴和韦刚健，2003）。
（二）加里东期构造-岩浆演化旋回
加里东早-中期以地壳拉张为主，岩浆活动较弱，仅发育中基性火山岩、蛇绿岩套和少量浅成侵入体；加里东晚期板块汇聚，挤压作用强烈，在阿尔泰、东准噶尔和天山西部广泛发育同造山期花岗岩（霍有光，1987；张弛和黄萱，1992；黄萱等，1997；韩松等，2004；陈汉林等，2006；何国琦等，2007；王治华等，2008；Shen et al.，2012；Liu et al.，2016）。
（三）海西期构造-岩浆演化旋回
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