青藏高原北缘及其邻区中新世构造变形及其成矿作用
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发布时间：2022-05-02 17:24
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时间：2022-06-21 01:17
新疆以“三山夹两盆”为典型的地貌构造格局（图2-6-1），阿尔泰、天山与青藏高原北缘的昆仑-阿尔金山组成了中国西部宏伟的山系，呈现明显的正地形；其间以准噶尔、塔里木两盆地为代表，呈明显下陷的负地貌。现有研究资料表明，这种地貌构造格局是新疆新生代构造运动的结果。
图2-6-1 中亚地区地貌及其主要断裂分布简图
①伊犁盆地；②费尔干纳盆地；③锡尔达林；④楚萨雷苏；⑤卡兹库姆
从总体上分析，新疆的三大山系，除山间的盆地外，新生代构造活动都很强烈，两大盆地，即塔里木盆地和准噶尔盆地新生代构造运动相对不强（图2-6-2），根据砂岩型铀矿成矿条件分析，塔里木盆地、准噶尔盆地属于砂岩型铀矿有利的成矿区域，天山的一些山间盆地，如伊犁盆地、吐哈盆地、库米什盆地等，由于新生代构造活动相对也比较弱，也是有利的成矿区域，并在这些盆地已经发现多处矿床或矿化点。
图2-6-2 新疆SN向地貌构造剖面图
本书主要是探讨分析新生代构造运动及其对砂岩型铀矿成矿的控制作用，强调了中新世期间发生于青藏高原北缘及其邻区的构造变形及其与砂岩型铀矿成矿的关系；着重叙述了伊犁盆地南部、准噶尔盆地北部顶山地区和塔里木盆地的新生代构造运动特征及其对砂岩型铀矿的控制作用。
开始于大约65Ma左右印度与亚洲*的碰撞及其随后的陆陆汇聚作用是新生代亚洲*最为重要的构造事件，控制了中国西部乃至亚洲*新生代的构造变形。Stock和Molnar等（1988）根据印度洋海底的磁异常条带，计算分析了印度*新生代不同时期的古纬度，推算了印度*向北运动的速度；根据古地磁测量结果，Chen等（1993）和肖序常等（2000）推算了拉萨地块、羌塘地块等古纬度的位置，进而估算了地壳的缩短量。其结果揭示出印度与亚洲*之间在新生代期间的汇聚速率的变化，指示了青藏高原的变形存在阶段性特征。
本书主要根据青藏高原北缘及其邻区的一些地质资料（图2-6-1），简单回顾了发生于中新世的构造变形事件，并初步探讨了该期构造事件对中国西部成矿作用的影响。
一、青藏高原南部及其北缘山脉
南中国海（莺歌海）、中国东海和孟加拉海湾冲积扇等海洋钻探结果显示，中新世早期新生代沉积速率突然加快，根据稳定同位素示踪结果，显示了青藏高原中南部在中新世早期（25～20Ma）出现了快速的隆升-剥露。磷灰石裂变径迹测年结果显示出青藏高原北缘的阿尔金山脉-昆仑山脉在渐新世开始抬升-剥露，中新世早期山脉隆升速率加快；柴达木盆地红三旱剖面磁性地层学研究结果，揭示在渐新世晚期-中新世早期（28～26Ma）期间，沉积速率加快，推测青藏高原北缘在中新世早期发生了一期次重要的构造事件；盆地沉积-构造变形分析，结合古构造地貌复原，揭示出阿尔金断裂带在渐新世晚期-中新世期间发生了断裂位置的迁移事件；根据沉积学野外实地测量以及室内统计分析，揭示了阿尔金山北西前江尕勒萨依盆地新生代沉积物质的粒度在中新世早期（25Ma）发生急剧变粗，地层中砾岩层比例明显增加，砂岩碎屑物质成分发生突变，沉积相、沉积环境发生突变，反映了源区地貌和构造性质的改变，指示了源区的快速隆升和剥露事件的发生；江尕勒萨依盆地内新生代沉积物质中碳酸盐胶结物的δ14C和δ18O值测试结果，推断高原北缘气候在中新世早期（25～23Ma）发生了变化，指示了高原经历了一期快速的隆升。
二、塔里木盆地
现今的塔里木盆地的地势为西高东低，然而岩相古地理复原分析表明（图2-6-3、图2-6-4），塔西南一带在渐新世期间仍然存在海相地层，而东部当时主要为陆相地层，显示出当时地势为东高西低（图2-6-3）；随着印亚*的汇聚闭合，帕米尔构造结形成，海水自渐新世晚期开始往西退出盆地，盆地内部不再发育海相地层，在塔西南一带，出现山麓磨拉石沉积，在盆地的东部的满加尔凹陷、库车凹陷等地，中新世则为湖相地层（图2-6-4）；上述分析表明，塔里木盆地地势从东高西低转变为西高东低，开始发生于中新世早期，可能直到在中新世末才完成。
图2-6-3 塔里木盆地渐新世古地理略图
（据新疆古地理图集修编）
1—半闭塞—闭塞台地相带；2—沿岸滩坝相带；3—潮坪-湖相带；4—山麓堆积相；5—河流相；6—咸湖相；7—河湖相；8—粗碎屑沉积；9—碎屑沉积；10—膏泥沉积；11—泥质沉积
三、天山山脉
Hendrix等（1994）的磷灰石裂变径迹测试结果揭示出天山山脉（中段）在中新世早期（25Ma）发生了快速的隆升剥露作用；西天山地区、博格达地区磷灰石的裂变径迹测试及其模拟分析，同样也揭示出西、东天山山脉在中新世早期（25～24Ma）经历了快速的剥露作用；伊犁盆地为发育于天山造山带内部的山间盆地。钻孔和野外实地踏勘证实，在伊犁盆地内部中-新生代地层间存在多个不整合面，代表了多期次构造变形事件的存在；其中最为重要的一期构造是发生在中新世早期的一期构造活动，在伊犁盆地的南部和北部都有发育，以达拉地剖面最为典型，表现为由侏罗系-白垩系组成达拉地向斜构造被上新统不整合覆盖；在伊犁盆地的东麻扎一带，中新统直接不整合覆盖在褶皱变形的二叠纪火山岩之上。
图2-6-4 塔里木盆地中新统沉积相图
（据新疆古地理图集修编）
Ⅰ—冲积扇相；Ⅱ1—辫状河亚相；Ⅱ2—河流冲积平原亚相；Ⅲ—间隙性湖泊相
四、准噶尔盆地
在准噶尔盆地北部顶山地区，始新世—渐新世乌伦古河组表现为一套半潮湿-半干旱气候条件下的河流-冲积扇沉积体系，而中新世索索泉组则为极端干旱、炎热条件下的内陆沼泽、湖泊条件下的沉积物质；我们利用岩层中钙结核的δ14C和δ18O值测试结果，估算C3-C4生态系统，发现该区在中新世早期C4植物类型突然增加，也反映出古气候、古环境的突变（图2-6-5）；西准噶尔成吉思汗山脉、萨吾尔山和东准噶尔的克拉麦里山花岗岩的磷灰石裂变径迹测试结果，推测山脉的剥露发生于白垩纪-古近纪，但是磷灰石温度-时间反演模拟分析，揭示出山脉的中新世早期构造剥露事件的存在。
五、中新世火山活动
第四纪火山活动在青藏高原及其北缘十分发育，天山造山带内仅在西天山的托云盆地内受费尔干纳断裂带控制，发育有火山活动；在北疆其他地区，仅在阿尔泰青河乔夏哈拉有第四纪玄武岩喷发，Ar-Ar法测年结果为（17.59±0.05）Ma。稀土和微量元素测试分析结果，揭示了该玄武岩具有*溢流玄武岩的特点。该火山活动可能体现了青藏高原北缘、塔里木盆地及天山等地中新世早期构造变形事件的远程效应。
图2-6-5 准噶尔盆地北部新生代地层中C4植物类型比例图
六、中新世成矿作用
在青藏高原南部、东南部第四纪成矿作用十分重要，已经发现了多条重要的成矿带，如三江成矿带、雅鲁藏布江成矿带；在高原北缘，由于自然条件所限，第四纪成矿作用研究程度严重不足。
在中亚地区，砂岩型铀矿的大规模成矿作用主要发生在新生代。在哈萨克斯坦的楚萨雷苏、锡尔达林和乌兹别克斯坦的*卡兹库姆等地区，都发育有新生代期间形成的巨型铀矿集中区；在我国伊犁盆地南缘、吐哈盆地西南缘，也已经发现了多个可地浸砂岩型铀矿床，在伊犁盆地南缘的库捷尔太已经建立了我国第一个地浸砂岩型铀矿采矿基地。现有测年数据表明，伊犁盆地南缘砂岩型铀成矿年龄主要发生于中新世以后。野外地质调查发现，中新世早期的构造变形对伊犁盆地南缘砂岩型铀矿成矿的控制作用十分重要：中新世早期的褶皱变形导致了成矿目的层（侏罗系含煤地层）在盆地南部发生倾斜，使盆地南部构成稳定的斜坡带，形成了完善的地下水补-径-排体系，为长期大规模的成矿作用提供了构造环境。此外，矿石U-Pb法测年结果，表明吐哈盆地哈密凹陷西南缘在中新世早期（28Ma）也发生了一期重要的铀成矿作用。
七、小结
总之，发生于中新世早期的构造变形在青藏高原北缘及其邻区十分普遍，其动力来源应该来自于南侧印度板块与亚洲*的碰撞和汇聚作用，与两*之间汇聚速率的变化有关；但是由于存在地域上的差异，构造事件发生的时间也存在差异，往北变形发生的时间变年轻；该期的构造变形导致了青藏高原北缘山脉出现了第一次的快速隆升和剥露，使天山山脉经历了一期快速的剥露作用，也导致了塔里木盆地地貌地势的改变，及其相伴随的塔里木、准噶尔盆地的气候变化，促使了新疆“三山夹两盆地”地貌构造格局雏形的形成；与此同时，该期构造变形对我国西部砂岩型铀矿成矿的控制作用十分显著，中新世也成为我国新疆中新生代盆地内砂岩型铀矿大规模成矿作用的起始时间。
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