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南天山褶皱带位于塔里木板块和哈萨克斯坦板块之间,保存有元古代和古生代洋盆演化的重要讯息,是研究天山造山带发展历史的理想地区之一。为此,本文选择了新疆1:5万马兰村、新井子等四幅区调项目为支撑,探讨南天山东段晚古生代以来地壳演化过程。 研究区位于新疆和硕县乌什塔拉乡,属于南天山东段。通过野外实测剖面和路线调查、室内资料整理和数据分析,结合前人研究成果,以板块构造理论为指导,从区域地质背景、沉积学、岩石学及地球化学等特征研究入手,分析了研究区晚古生代以来地壳演化的过程,并获得了以下认识:从早泥盆世阿尔皮什麦布拉克组到早石炭世甘草湖组,本区为浅海-陆棚海-半深海-浅海的一个交替出现的沉积环境;在晚泥盆世,南天山大洋虽然已经封闭,但在塔里木板块和中天山板块之间仍然存在残留海盆,两个板块仍然处于汇聚状态,在塔里木板块北缘发生局部拉张,诱发火山喷发,形成了本区破城子组火山岩;本区广泛分布的花岗岩形成年龄在305±1Ma-289±4Ma(锆石U-Pb)之间,时代为晚石炭世-早二叠世,均属钙碱性系列,为壳幔岩浆混合成因,形成于南天山碰撞造山作用的晚期阶段,可能代表了南天山古洋盆在晚石炭世最终封闭。本区出露的志留系构造混杂岩带形成于早石炭世中期-晚石炭世晚期,区域上属于榆树沟-铜花山构造混杂带的西延部分。从研究区的褶皱和断裂分析,本区至少经历了两期主要构造变形,第一期为早石炭世NW—SE向的褶皱变形作用;第二期为早石炭世中期-晚石炭世晚期NNE→SSW向的逆冲推覆作用,并伴随有一系列左行走滑运动。 综合认为,在志留纪晚期南天山大洋开始收缩,洋壳向北部的伊犁-中天山板块之下俯冲;到中泥盆世末期,伊犁-中天山板块与塔里木板块第一次发生碰撞,洋壳消失;从晚泥盆世开始-早石炭世,南天山东段地区进入到了残留海盆演化阶段;晚石炭世-早二叠世,南天山东段地区进入陆-陆碰撞阶段,即伊犁-中天山板块与塔里木板块发生碰撞,残余海盆消失,从此进入板内演化阶段;中生代早期南天山东段地区处于造山期后剥蚀阶段,缺失了三叠纪沉积;从侏罗纪开始,山间断陷活动逐渐开始活跃;古近纪-新近纪期间,断陷活动范围进一步扩大;进入第四纪,南天山东段地区以左行走滑运动和断块不对称隆升运动为主,从而形成了现代多级河谷阶地。