中国南天山南缘西段碰撞后造山作用及其沉积响应研究

研究范围指库车河以西的塔里木盆地西北部和南天山南缘。目前多数研究者认为中国南天山西段的碰撞造山作用可能在石炭纪末已经结束，至早-中二叠世时区域上已处于伸展状态。但近年来的研究表明，南天山南缘地区可能存在一条早-中二叠世高钾钙碱性-碱性花岗岩带，并在其南侧的山前地带发育一个沉积厚度较大且沉积中心不断向南迁移的同时代浊积盆地，反映在南天山南缘可能存在一条碰撞后造山作用构造带。碰撞后造山作用是陆内变形的重要方式，在南天山南缘西段表现得比较典型，但相关的研究工作还很不深入。本项目试图通过对早-中二叠世钙碱性-碱性花岗岩带的时空演化和地球化学与同位素地质年代学研究，以及对早-中二叠世浊积盆地构造学、沉积学、年代学及空间分布的进一步研究，确定南天山南缘碰撞后造山作用及其相关沉积盆地的形成机制和主要构造特征。

早-中二叠世西南天山造山带已处于碰撞后伸展背景，其内部发育高钾钙碱性和碱性花岗岩带。与此同时，塔里木地块内部也由于地幔柱活动而整体处于伸展环境。可是沉积学证据表明，在西南天山山前发育一个早-中二叠世的深水浊积盆地，该盆地的水体不断加深，而且沉积中心不断向塔里木地块之上迁移，在区域性伸展背景下何以能形成这种沉积格局是本项目重要的研究内容。项目主要研究了西南天山山前早-中二叠世碰撞后花岗质岩浆岩与同时代沉积岩的时空配置特征，揭示出在早-中二叠世西南天山碰撞后伸展的背景下，西南天山岩石圈由于下伏软流圈拱起而隆升，导致山前出现类似周缘前陆盆地的构造环境，山前早-中二叠世沉积盆地在西南天山造山带向南推挤的过程中水体不断加深，同时沉积中心不断向塔里木地块之上迁移。本项目的研究结果表明，在碰撞后伸展环境下，仍然有可能在山前地带出现具有挤压构造特征的沉积-构造响应。拜城县宿相厄肯沟下二叠统小提坎立克组玄武岩形成于板内伸展环境，说明南天山造山带南缘当时处于碰撞后伸展背景。拜城县铁热克温泉西侧下二叠统小提坎立克组英安岩具有钙碱性和准铝-过铝质特征，形成年龄为288.4±3.0Ma，该英安岩很可能源自天山造山带中-下地壳的部分熔融，形成于早二叠世南天山造山带碰撞后伸展背景。库车坳陷东部阳霞煤矿一带侵入于元古界基底变质岩中的花岗岩的地球化学特征表明，该花岗岩起源于中—下地壳的部分熔融，该花岗岩形成于646.5±3.9Ma，而不是以前认为的石炭纪，该花岗岩是塔里木地块基底在Rodinia超大陆裂解过程中的产物。西南天山山前石炭-二叠系砾岩对西南天山碰撞造山作用和碰撞后伸展作用具有良好的沉积响应。