北天山温泉群的区域构造背景

  弧-陆增生、碰撞造山作用是中亚古生代造山带的主要特征（Xiao et al.，2004，2008，2010），其中大陆微地块是造山作用过程中主要的地球动力学因素之一。卷入中亚造山带中的古陆块，如伊犁、哈萨克斯坦等，很可能曾经是东冈瓦纳（Fortey and Cocks，2003；Biske and Seltmann，2010）或者Rodinia超大陆（Dobretsov et al.，2003）的一部分。因此，这些陆块中古老的岩石可能记录了自Rodinia大陆在中元古代末期至新元古代早期形成（Meert and Torsvik.，2003），到新元古代中-晚期裂解（William et al.，2008），和古亚洲洋在新元古代晚期形成至古生代期间逐渐关闭、缝合造山（Kr¨oner，1993；Unrug，1996；Shu et al.，2002；Windley et al.，2007）的整个演化历史。

 

  在新疆伊犁盆地西北部，元古代变质岩温泉群主要由片麻岩、片岩、大理岩、角闪岩和石英岩等组成（新疆地质矿产局，1993），其原岩以碎屑岩和碳酸盐岩为主（《中国地层典》

 

  编委会，1996），并含有火山岩和花岗岩（胡霭琴等，2006）。这些变质岩沿着科古琴山—别景套山呈近东西向出露（图1），并一直延伸到哈萨克斯坦境内，被认为是天山基底的一部分（Allen et al.，1993；Gao et al.，1998；胡霭琴等，1999，2001；Hu et al.，2000；Wang et al.，2006，2007），是研究天山地区前寒武纪地质历史的重要窗口。然而，目前为止，除了地质填图资料中的有关描述以外，只有胡霭琴等（1997，2006，2008，2010和Hu等（2000）对该地区元古代基底变质岩有过系统研究。由此可见，本区尚未受到足够的关注，前人的研究程度还不高，仍有不少科学问题亟待解决，主要表现在：（1）现有的地质图和研究资料中，有关温泉群中各岩石单元之间地质、构造关系的描述较少；（2）各岩石单元的同位素年龄非常缺乏。这些问题，严重阻碍了我们正确理解和认识温泉群的构造属性、各个岩石单元的形成环境、以及在中亚造山带形成的过程中的构造演化等重要的科学问题。

 

  本文在详细分析前人资料的基础上，通过野外地质调查工作，将北天山温泉群划分为三个岩石构造单元，并对其中的新元古代混合岩和正片麻岩以及古生代闪长岩侵入体进行了SHRIMP锆石U-Pb定年研究，以初步厘清不同岩石单元之间的构造关系，并尝试讨论温泉群中的不同岩石构造单元的地质意义，以及探讨其在中亚造山作用过程中的演化历史。中亚造山带位于欧亚大陆中部，西起乌拉尔地区，东延至西太平洋北部，从西伯利亚克拉通和东欧克拉通南伸至中朝克拉通和塔里木克拉通（图1A；Jahn，2004），是地球上最大的显生宙增生造山带。其形成被认为是古亚洲洋（~1000Ma至 ~300 Ma）闭合的结果（Kr¨oner et al.，2005）。一种主流观点认为，当时古亚洲洋的构造格局是多岛弧型的，其情形类似于今天的西南太平洋地区（Shu et al.，2002；Windley et al.，2007；Xiao et al.，2010）。在古亚洲洋闭合的过程中，多个微陆块、岛弧、海山被夹于其中（Kr¨oneret al.，2007；Windley et al.，2007），洋盆的最终闭合使各陆块、岛弧等在晚古生代发生拼贴、碰撞造山。

 

  伊犁地块是中亚造山带南缘主要的古陆块之一（Allen et al.，1993；Wang et al.，2006，2011a，b；Alexeiev et al.，2011），在早古生代可能被古亚洲洋的分支（准噶尔-巴尔喀什洋）与哈萨克斯坦地块中的多个古陆块相隔（Windley et3 期李孔森等：北天山温泉群的地质特征、时代和构造意义493al.，2007）。后者在早奥陶世至早志留世期间，发生了与洋壳俯冲有关的大陆边缘火山弧岩浆作用（Kr¨oner et al.，2008），并在晚志留世拼贴形成统一的哈萨克斯坦大陆（Biske and Seltmann，2010）。中泥盆世，准噶尔-巴尔喀什洋持续消减，并向哈萨克斯坦大陆俯冲，形成了准噶尔岛弧和伊犁岛弧（Windley et al.，2007；Wang et al.，2007，2008）。中晚泥盆世至早石炭世期间，北天山洋（准噶尔-巴尔喀什洋的分支）逐渐向伊犁弧消减，并在晚石炭世消减结束，使得准噶尔和伊犁最终拼贴在一起（Wang et al.，2007，2008；Han et al.，2010；Charvet et al.，2011）。晚石炭世至二叠纪期间，所有的古生代洋盆均已关闭（Gao et al.，1998；李锦轶和肖序常，1999），天山地区由此进入了陆内演化阶段（Shu et al.，1999；Wang et al.，2009）。