【摘要】：東天山位于中亞造山帶南緣,西伯利亞板塊、塔里木板塊和華北板塊連接處,南北以卡拉麥里縫合帶和星星峽-卡瓦布拉克斷裂為界,夾持于準(zhǔn)噶爾地塊和塔里木板塊之間。由南至北可分為中天山地塊、覺(jué)羅塔格造山帶、博格達(dá)-哈爾里克造山帶。其中,覺(jué)羅塔格造山帶由雅滿蘇斷裂、康古爾塔格斷裂分為南部阿奇山-雅滿蘇帶、中部康古爾塔格帶和北部小熱泉子-鏡兒泉帶。覺(jué)羅塔格造山帶中的石炭紀(jì)火山-沉積巖系非常發(fā)育,尤其是南部阿奇山-雅滿蘇帶。而關(guān)于該時(shí)期造山帶內(nèi)各地層單位的時(shí)代歸屬目前還存在很多問(wèn)題。建立完整、準(zhǔn)確的石炭紀(jì)地層格架,對(duì)區(qū)內(nèi)開(kāi)展礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查以及討論中亞造山帶南緣的構(gòu)造演化意義重大。本文通過(guò)詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查,重點(diǎn)針對(duì)阿奇山-雅滿蘇帶的下石炭統(tǒng)南北大溝組、下石炭統(tǒng)-上石炭統(tǒng)雅滿蘇組、上石炭統(tǒng)沙泉子組、上石炭統(tǒng)土古土布拉克組、下石炭統(tǒng)-上石炭統(tǒng)苦水組;小熱泉子-鏡兒泉帶西部上石炭統(tǒng)底坎爾組和東部上石炭統(tǒng)企鵝山組灰?guī)r段,開(kāi)展古生物學(xué)、巖石學(xué)、沉積學(xué)以及年代地層學(xué)工作。(1)在以上各地層單位中發(fā)現(xiàn)了豐富的（蟲(chóng){s）類和四射珊瑚化石,包括南北大溝組四射珊瑚15屬35種;雅滿蘇組四射珊瑚33屬88種,（蟲(chóng){s）類2屬8種;苦水組四射珊瑚2屬6種;土古土布拉克組四射珊瑚1屬1種;沙泉子組四射珊瑚2屬2種,（蟲(chóng){s）類5屬18種;底坎爾組（蟲(chóng){s）類2屬5種;企鵝山組四射珊瑚18屬19種,（蟲(chóng){s）類4屬7種。除此之外,在南北大溝組中還有異珊瑚1屬1種;雅滿蘇組中有孔蟲(chóng)11屬18種,以及刺毛珊瑚1屬1種;企鵝山組中床板珊瑚1屬1種。以往在覺(jué)羅塔格帶早石炭世地層中珊瑚報(bào)道較多,但晚石炭世地層中的生物很少被發(fā)現(xiàn)。本次工作中,雅滿蘇組、沙泉子組、企鵝山組的（蟲(chóng){s）類為首次正式報(bào)道,企鵝山組的四射珊瑚也是首次詳細(xì)報(bào)道。(2)在雅滿蘇組二段上部發(fā)現(xiàn)牙形刺Gnathodus postbilineatus Nigmadganov and Nemirovskaya,Hindeodus sp.,Neognathodus symmetricus Lane;三段牙形刺Hindeodus sp.;沙泉子組牙形刺Diplognathodus coloradoensis Murray and Chronic,Streptognathodus parvus Dunn,Mesogondolella clarki(Koike),Idiognathodus sp.;苦水組牙形刺Declinognathodus noduliferus(Ellison and Graves),Neognathodus medexultimus Merrill。盡管此次發(fā)現(xiàn)的牙形刺化石很少,但它們多為早石炭世謝爾普霍夫期至晚石炭世莫斯科期早期的典型分子,對(duì)確定相應(yīng)地層時(shí)代意義重大。(3)基于以上古生物化石的發(fā)現(xiàn),在覺(jué)羅塔格造山帶的石炭系中建立了7個(gè)四射珊瑚組合:南北大溝組Zaphrentites-Meniscophyllum組合;雅滿蘇組二段Gangamophyllum-Palaeosmilia組合;Siphonodendron irregulare-Aulina rotiformis組合;Lithostrotionella組合;雅滿蘇組三段Koninckophyllum-Bothrophyllum組合;土古土布拉克組Psedozaphrentoides zhaoi組合;企鵝山組Cystophora-Vesiorionastraea組合。4個(gè)（蟲(chóng){s）帶:雅滿蘇組三段Profusulinella priscoidea-Profusulinella parva帶;沙泉子組Paraeofusulina imporplana-Eofusulina trianguliformis帶;底坎爾組Fusulinella-Fusulina帶;企鵝山組Triticites帶。(4)結(jié)合在雅滿蘇組一段、二段和土古土布拉克組中獲得的336.3±3.0 Ma、331.3±2.1 Ma、322.6±1.5 Ma、311.0±1.7 Ma等有效鋯石U-Pb年齡,本文認(rèn)為南北大溝組為杜內(nèi)期晚期-維憲期早期,雅滿蘇組為維憲期-巴什基爾期,沙泉子組為莫斯科期早期,土古土布拉克組為莫斯科期中晚期,苦水組為維憲期晚期-莫斯科期中期,底坎爾組為莫斯科期中期,企鵝山組灰?guī)r段為卡西莫夫期-格舍爾期早期。本次研究對(duì)雅滿蘇組的時(shí)代延續(xù)有了更新的認(rèn)識(shí),以往由于對(duì)建組地區(qū)該組上部的沉積間斷認(rèn)識(shí)不充分而將其歸為早石炭世,此次工作發(fā)現(xiàn)了其與上覆沙泉子組平行不整合接觸證據(jù),并依據(jù)產(chǎn)出的（蟲(chóng){s）類、牙形刺等古生物化石將其時(shí)代準(zhǔn)確的限定在維憲期-巴什基爾期。另外,企鵝山組灰?guī)r段中豐富的（蟲(chóng){s）類和四射珊瑚動(dòng)物群對(duì)本組的時(shí)代延續(xù)也有了更準(zhǔn)確的約束,即可以延續(xù)至晚石炭世格舍爾期。(5)從目前發(fā)現(xiàn)的生物面貌上來(lái)看,早石炭世的四射珊瑚動(dòng)物群特征為北方型(如Gangamophyllum)、特提斯型(如Kueichouphyllum)混生,世界性的分子(Palaeosmilia,Lithostrotion,Siphonodendron,Dibunophyllum等)較多,單體四射珊瑚為主;而到了晚石炭世,研究區(qū)占優(yōu)勢(shì)的生物群主要為塊狀復(fù)體四射珊瑚,以北方大區(qū)俄羅斯地區(qū)的生物(Cystophora,Vesiorionastraea),混有我國(guó)華南地區(qū)的分子(Huananophyllum,Nephelophyllum)為特征,世界性分子(Caninia,Koninckophyllum,Timania)較少,總體顯示該時(shí)期生物群特征更接近北方大區(qū),與莫斯科盆地、頓涅茨盆地有著很強(qiáng)的生物交流。(6)綜合東天山北部博格達(dá)-哈爾里克造山帶石炭紀(jì)沉積資料,本文建立了東天山地區(qū)覺(jué)羅塔格造山帶和博格達(dá)-哈爾里克造山帶詳細(xì)的石炭紀(jì)地層對(duì)比。石炭紀(jì)東天山地區(qū)存在明顯的南北沉積分異的特征。早石炭世杜內(nèi)期晚期至格舍爾期,覺(jué)羅塔格造山帶總體為海相沉積(南北大溝組,雅滿蘇組,沙泉子組,土古土布拉克組,底坎爾組,梧桐窩子組和企鵝山組),局部有海陸交互相沉積(苦水組下部)和陸相沉積(臍山組)。博格達(dá)-哈爾里克帶的博格達(dá)地層小區(qū)古地理演化相對(duì)復(fù)雜,早石炭世東部局部存在陸相沉積(七角井組上部和柳樹(shù)溝組),但總體為濱淺海相沉積。晚石炭世時(shí),海水已完全從東部退去,僅在中西部存在殘留的濱淺海沉積(祁家溝組)。(7)在早石炭世維憲期晚期的雅滿蘇組中發(fā)育叢狀四射珊瑚Siphonodendron生物層;晚石炭世卡西莫夫期-早格舍爾期企鵝山組中發(fā)育葉狀藻礁。后者生物分異度和豐度遠(yuǎn)高于前者,并且代表了覺(jué)羅塔格造山帶,乃至東天山地區(qū)最晚的正常海相沉積記錄。以往報(bào)道的生物建隆一般都發(fā)育在相對(duì)穩(wěn)定的碳酸鹽巖臺(tái)地或臺(tái)地邊緣地區(qū),相較于本例明顯不同。與全球其他地區(qū)同期的同類生物層相比,雅滿蘇組中的Siphonodendron生物層生物組成相對(duì)單一,受當(dāng)?shù)氐臉?gòu)造-火山作用控制明顯。企鵝山組中的葉狀藻礁在全球其他地區(qū)也有著廣泛的分布,但研究區(qū)的建造發(fā)育同樣也主要受到局部的構(gòu)造-火山作用控制。覺(jué)羅塔格造山帶早、晚石炭世造礁生物及其生物建隆的變化和全球其他地區(qū)石炭紀(jì)的演替一樣,早石炭世為珊瑚動(dòng)物,晚石炭世晚期為葉狀藻類,表明石炭紀(jì)的造礁生物及其相關(guān)的生物建隆在不同構(gòu)造背景下的演化是一致的。這種演替變化可能和石炭紀(jì)南半球的岡瓦納冰川活動(dòng)有關(guān)。
【圖文】：

各塊體之間以南、北天山碰撞縫合帶為界，縫合帶中分布不連續(xù)的蛇綠巖或榴輝巖（圖1.1）（Xiao et al.，2004；李錦軼等，2006；Charvet et al.，，2011）。地理上，大致以烏魯木齊-庫(kù)米什一線（~88°E）將天山分為西天山和東天山。圖 1.1 中國(guó)新疆地區(qū)天山造山帶構(gòu)造簡(jiǎn)圖（據(jù) Xiao et al.，2014）東天山在天山造山帶東部近東西向分布，南北分別以卡拉麥里縫合帶和星星峽-卡瓦布拉克斷裂為界，夾持于準(zhǔn)噶爾地塊和塔里木板塊之間，地理上東鄰新疆和甘肅交界，西接烏魯木齊-托克遜-庫(kù)米什-庫(kù)爾勒公路以東的小熱泉子一帶

2 黃興：新疆東天山覺(jué)羅塔格造山帶石炭紀(jì)生物地層、年代地層及生物建隆研究格達(dá)-哈爾里克造山帶、吐哈盆地、覺(jué)羅塔格造山帶、中天山陸塊等，各單元之間以深大斷裂為界（圖 1.2A）。位于東天山南部的覺(jué)羅塔格造山帶是本文研究的重點(diǎn)區(qū)域，其東鄰新疆/甘肅省界，西至吐魯番的托克遜縣，東西長(zhǎng)約 520 公里，縱寬 30-60 公里。區(qū)內(nèi)晚古生代地層非常發(fā)育，火山-巖漿活動(dòng)頻繁，其中石炭紀(jì)地層出露最廣泛，為一套海相的火山-沉積巖系（圖 1.2）。其北部的大南湖-頭蘇泉島弧帶由奧陶紀(jì)-泥盆紀(jì)的火山巖系組成，而南部中天山地塊主要為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P534.45;Q911


本文編號(hào)：2659164