陳有炘，裴先治*，王 盟，趙 軍，布龍巴特，關力偉，朱永勝，劉 雷

(1.長安大學 地球科學與資源學院，陜西 西安 710054;2.長安大學 西部礦產(chǎn)資源與地質工程教育部重點實驗室，陜西 西安 710054;3.中國地質調查局烏魯木齊自然資源綜合調查中心，新疆 烏魯木齊 830057)

0 引 言

沉積盆地是記錄造山作用過程信息的重要載體之一，在板塊演化的不同階段可以形成不同類型的沉積盆地，其基底性質、充填序列和物源特征都有所差異[1-2]。比如，被動大陸邊緣沉積盆地中的碎屑物一般成熟度較高、巖性單一，反映物源主要來自大陸內部、搬運距離較長，但隨著板塊俯沖作用的出現(xiàn)，轉變?yōu)榛顒哟箨戇吘壋练e，出現(xiàn)與島弧密切相關的沉積盆地[3-6]。因此，在造山帶中研究盆地基底屬性、建立盆地充填序列、分析物源區(qū)特征變化，可以從沉積學的角度為造山帶演化提供約束。其中，物源分析對于分析沉積盆地與造山帶相對位置以及其耦合關系等方面意義重大[7-11]。隨著實驗技術的發(fā)展，電子探針、離子探針、質譜分析及同位素定年和示蹤等技術方法的綜合運用，物源分析研究從傳統(tǒng)的沉積學、碎屑成分分析、重礦物組合、元素地球化學、黏土礦物等方法轉變?yōu)楦鼮榫_的單礦物定量分析，并不斷地相互補充和完善[12-17]。鋯石具有高度的穩(wěn)定性，能保存其形成時的物理化學信息，并且廣泛存在，因而成為U-Pb定年的理想礦物[18]。在源-匯(Source-sink)系統(tǒng)研究中運用碎屑鋯石U-Pb年代學方法，結合鋯石形貌學、微量元素、U-Pb同位素和Lu-Hf同位素研究，不僅能提供物源區(qū)的年齡和大地構造背景信息，還能揭示由源到匯的地表動力學過程和早期陸殼演化信息[19-27]。

圖(b)中，NTAC為北天山增生雜巖帶，KYB為哈薩克斯坦—伊犁地塊，CTB為中天山地塊，STAC為南天山增生雜巖帶，①為北天山縫合帶，②為北那拉提斷裂帶，③為南天山縫合帶；圖(a)引自文獻[23]；圖(b)引自文獻[24]圖1 伊犁地塊北緣別珍套山構造位置、構造單元劃分及地質簡圖Fig.1 Tectonic Location,Tectonic Belt Division and Geological Sketch Map of Biezhentao Mountain in the Northern Margin of Yili Block

中亞造山帶包括東歐、西伯利亞、華北和塔里木等多個克拉通之間的廣闊區(qū)域，是全球規(guī)模最為宏大的顯生宙增生型造山帶之一[圖1(a)]，以弧、海山、海底高原、增生雜巖的增生為主的復雜增生過程最終導致古亞洲洋的閉合及全球規(guī)模最大的顯生宙地殼生長[28-31]。位于中亞造山帶西南緣的伊犁地塊是哈薩克斯坦山彎構造南翼的重要組成部分，其南、北緣出露前寒武紀變質巖系和顯生宙地質體，蘊含豐富的地質演化信息，是了解哈薩克斯坦山彎構造形成過程以及中亞造山帶早期演化過程的重要窗口。前人對伊犁地塊開展過大量研究工作，晚古生代伊犁地塊北緣作為準噶爾洋向南俯沖作用過程中的活動大陸邊緣的認識已得到廣泛認可，但構造轉換時限和機制依然存在爭議。比如，吐拉蘇盆地早泥盆世島弧火山巖和尼勒克吉爾臺一帶的志留紀被動大陸邊緣沉積盆地研究結果表明北天山洋向伊犁地塊之下的俯沖作用開始于早泥盆世[32-34]，而溫泉地區(qū)早古生代島弧巖漿巖和榴閃巖研究結果暗示早古生代已經(jīng)存在俯沖作用[35-39]。以上爭議的主要原因之一是對古生代沉積地層所形成的大地構造背景的認識不同，以及對晚古生代早期巖漿作用的研究薄弱。伊犁地塊北緣溫泉地區(qū)出露的中泥盆統(tǒng)汗吉尕組為一套淺海相碎屑巖，是認識伊犁地塊北緣晚古生代早期構造屬性的優(yōu)選目標，但其物源區(qū)特征缺乏深入研究。本文通過對伊犁地塊北緣別珍套山中泥盆統(tǒng)汗吉尕組碎屑鋯石進行U-Pb年代學研究，結合古生物化石資料，限定汗吉尕組形成時代，并分析其物源特征和沉積盆地類型，為限定伊犁地塊北緣晚古生代早期構造演化過程提供約束。

1 地質特征及巖相學分析

中國境內的天山造山帶位于中亞造山帶的西南緣，東西向延伸約1 700 km，南、北兩側分別與塔里木地塊、準噶爾地塊銜接，大致以東經(jīng)88°為界分為東天山和西天山兩個部分[40]。依據(jù)物質組成和構造屬性，又將西天山造山帶由北到南以此劃分為北天山增生雜巖帶、伊犁地塊、中天山地塊和南天山增生雜巖帶[圖1(b)]。其中，北天山增生雜巖帶主要由泥盆紀—石炭紀濁積巖和石炭紀蛇綠巖組成，是北天山洋向南俯沖并閉合的物質記錄[41-43]。南天山增生雜巖帶主要由寒武紀—石炭紀沉積巖及不同時代蛇綠巖塊和變質巖組成，是南天山洋向北俯沖并閉合的物質記錄[41,44-45]。伊犁地塊是西天山造山帶中一個西寬東窄、向西延伸至哈薩克斯坦的三角狀剛性塊體，前寒武紀變質巖主要出露于伊犁地塊南、北緣，古生代地層不整合覆蓋在基底變質巖系之上，奧陶紀—二疊紀花崗巖均有不同程度的發(fā)育[41,46-50]。伊犁地塊北緣前寒武紀基底變質巖系主要分布于溫泉地區(qū)賽里木湖周緣(主要包括溫泉巖群、特克斯群、庫松木切克群、開爾塔斯群及凱拉克提群等)，早古生代地層層序完整，但分布比較局限，主要分布于博羅科努山一帶，而晚古生代—中生代地層分布相對廣泛[51]。另外，伊犁地塊北緣巖漿活動比較活躍，奧陶紀—二疊紀侵入巖和火山巖廣泛分布，但志留紀—泥盆紀早期的巖漿活動相對較弱[52]。

研究區(qū)地處伊犁地塊北緣、溫泉縣以南的別珍套山地區(qū)[圖1(c)]，該地區(qū)大面積出露前寒武紀基底變質巖石，前人曾將其單獨劃分為“賽里木地塊”。研究區(qū)主要出露的地層為溫泉巖群和特克斯群莫合西薩依巖組，兩者之間發(fā)育一條糜棱巖帶，地質體EW向展布，向西延伸至哈薩克斯坦境內，向東被古生代沉積地層角度不整合覆蓋。元古宇溫泉巖群沿別珍套山山脊分布，主要由片巖、片麻巖、混合巖、大理巖和少量的斜長角閃巖組成，經(jīng)歷了角閃巖相變質作用；長城系莫合西薩依巖組分布于哈爾達坂一帶，主要由千枚巖、板巖、片巖和碳酸鹽巖組成，變質程度較低。古生代地層主要包括中泥盆統(tǒng)汗吉尕組(D2h)和上泥盆統(tǒng)托斯庫爾他烏組(D3t)、下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組(C1d)和阿克沙克組(C1a)，主要為一套海相碎屑巖、火山碎屑巖和陸相火山巖建造。另外，研究區(qū)發(fā)育新元古代、早古生代(包括奧陶紀中—基性侵入巖和志留紀中—基性巖墻)、晚古生代(包括泥盆紀火山巖和侵入巖、石炭紀侵入巖)3期巖漿事件。

汗吉尕組主要出露于索闊爾渾迪一帶[圖2(a)]，是研究區(qū)內泥盆系的主體，呈角度不整合覆蓋于長城系碳酸鹽巖之上[圖2(b)]，二者之間發(fā)育一層厚約10 m的底礫巖，部分地段呈斷層接觸，頂部與上泥盆統(tǒng)托斯庫爾他烏組平行不整合接觸。汗吉尕組為一套碎屑巖，主體為中薄層狀，產(chǎn)狀南傾，局部發(fā)育寬緩背斜，主要由巖屑長石砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖組成，底部出現(xiàn)一套中厚層狀復成分礫巖。地層中賦存大量植物化石和少量動物化石；植物化石類型以裸蕨和擬鱗木居多，動物化石為珊瑚和海百合莖。

圖2 伊犁地塊北緣別珍套山汗吉尕組地質簡圖和地質剖面Fig.2 Geological Sketch Map and Profile of Hanjiga Formation in Biezhentao Mountain,the Northern Margin of Yili Block

本次用于碎屑鋯石U-Pb年代學研究的樣品采自溫泉縣南側的索闊爾渾迪一帶(樣品編號46-2TW)，地理坐標為(44°50′39″N，81°59′5″E)，巖性為中粗粒長石巖屑砂巖。巖石呈灰色或灰綠色，具有中粗粒砂狀結構、中薄層狀構造，主要由碎屑和填隙物組成(圖3)。碎屑磨圓差，多呈棱角—次棱角狀，分選一般，主要由巖屑、長石和石英組成，粒徑為0.2～1.5 mm，巖屑和長石體積分數(shù)相對石英高，表明砂巖的成分成熟度和結構成熟度較低。其中，長石體積分數(shù)為20%～25%，礦物表面粗糙，可見聚片雙晶發(fā)育，以斜長石為主，還有少量正長石，礦物顆粒大小不一；石英體積分數(shù)為10%～15%，礦物表面比較光滑，礦物顆粒大小迥異；巖屑體積分數(shù)為40%～45%，主要由安山巖、霏細巖等火山巖巖屑組成，巖屑中可見晶型較好的斜長石礦物，可能主要來源于中酸性火山巖，其次還有少量泥巖和硅質巖巖屑；填隙物體積分數(shù)為20%～25%，主要由粉砂和少量泥質組成，并且長英質粉砂具有重結晶現(xiàn)象，分布比較均勻；此外，局部可見少量方解石礦物，為膠結物。

2 鋯石U-Pb年代學分析

2.1 分析方法

本次用于U-Pb定年的碎屑鋯石分選、制靶和陰極發(fā)光(CL)圖像等工作在河北省廊坊市宇能巖石礦物分選技術服務有限公司完成。考慮到碎屑鋯石多源特征和鋯石內部結構復雜性，隨機選擇不同內部特征的鋯石，結合透反射光圖像避開包體和裂隙。測試工作在中國地質調查局西安地質調查中心自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室完成。實驗室采用193 nm ArF準分子激光器的GeoLas200 M剝蝕系統(tǒng)，以氦氣作為剝蝕物質載體，激光束斑直徑為32 μm，由Agilent 7700x型四級桿等離子質譜儀(ICP-MS)完成同位素和微量元素分析；測試過程中，29Si作為內標元素，年齡標定標樣采用國際標準鋯石91500，元素含量采用NIST SRM610作為外標。儀器詳細參數(shù)及操作方法詳見文獻[53]和[54]；數(shù)據(jù)處理應用Glitter 4.0(Macquarie University)和Isoplot 3.00程序[55-56]進行。

Q為石英；F為長石；Lv為火山巖巖屑圖3 汗吉尕組野外露頭和砂巖顯微照片F(xiàn)ig.3 Field Photograph and Micrograph of Sandstone from Hanjiga Formation

2.2 結果分析

碎屑鋯石透明，呈無色或淡黃色，單顆粒鋯石呈柱狀，長軸為80～150 μm，最大可達200 μm，鋯石顆粒長寬比為1∶1～2∶1。陰極發(fā)光圖像顯示鋯石晶型完整，多呈長柱狀、雙錐狀或單錐狀(圖4)，結合顯微尺度下長石和石英碎屑分選差、磨圓差的特征，指示其搬運距離較近或以巖屑形式搬運沉積。陰極發(fā)光圖像中鋯石內部結構均勻，發(fā)育清晰的韻律環(huán)帶，暗示其巖漿成因，主要來自巖漿巖物源區(qū)。

圖4 碎屑鋯石陰極發(fā)光圖像及對應年齡Fig.4 CL Images of Detrital Zircon and Corresponding Ages

對碎屑鋯石進行LA-ICP-MS U-Pb定年，獲得49組有效分析數(shù)據(jù)，包括鋯石的同位素和微量元素組成。其中，分析點46-2-12數(shù)據(jù)諧和度較差，在年齡諧和曲線[圖6(a)]中明顯偏離，表明有一定程度的Pb丟失，因此，在計算加權平均值時予以剔除并不用于討論。砂巖碎屑鋯石U-Pb年齡分析結果和LA-ICP-MS微量元素分析結果分別見表1、2。結果表明：鋯石稀土元素含量(質量分數(shù),下同)較高((522～5 906)×10-6，平均值為2 228×10-6)；在球粒隕石標準化稀土元素配分模式[圖5(a)]中呈輕稀土元素虧損、重稀土元素相對富集的左傾模式，其中顯示出強烈的Ce正異常和Eu負異常；鋯石Ti溫度為670 ℃～923 ℃[圖5(b)]；Th/U值為0.16～1.13[圖5(c)]；其表現(xiàn)為巖漿鋯石的特征[19,21]。

表1 砂巖碎屑鋯石U-Pb年齡分析結果Tab.1 Analysis Results of Detrital Zircon U-Pb Ages of Sandstones

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；球粒隕石標準化數(shù)據(jù)引自文獻[57]；圖(b)中鋯石Ti溫度計計算公式引自文獻[58]；圖(a)中，相同線條代表不同分析點圖5 碎屑鋯石微量元素特征及結晶溫度Fig.5 Characteristics of Trace Elements and Crystallization Temperature of Detrital Zircon

鋯石U-Pb年代學分析結果顯示，48組有效數(shù)據(jù)表現(xiàn)出較好的諧和性，并落在年齡諧和曲線及其附近[圖6(a)]。206Pb/238U表面年齡為500～370 Ma，可以劃分為兩組：第一組鋯石206Pb/238U表面年齡為500～470 Ma(9組數(shù)據(jù))，峰值為490 Ma[圖6(b)]，鋯石形態(tài)、內部結構、Th/U值(0.16～0.67)和球粒隕石標準化稀土元素配分模式表明其為巖漿鋯石；第二組鋯石206Pb/238U表面年齡為410～370 Ma(39組數(shù)據(jù))，峰值為386 Ma[圖6(b)]，所有數(shù)據(jù)諧和性較好，加權平均年齡為(386.0±2.5)Ma[圖6(c)]，鋯石形狀和內部特征與第一組鋯石相似，鋯石Th/U值為0.13～1.13(平均值為0.66)，具有巖漿成因特征，但其重稀土元素含量相對于第一組鋯石更高。

圖6 碎屑鋯石U-Pb年齡諧和曲線、直方圖和加權平均年齡分布Fig.6 Concordia Diagram,Histogram and Distribution of Detrital Zircon U-Pb Ages

3 討 論

3.1 地層形成時代

1936年，A.X.伊萬諾夫將伊犁地塊北緣別珍套山的泥盆系劃為下泥盆統(tǒng)和中泥盆統(tǒng)，為本區(qū)泥盆系劃分奠定了基礎；1960年，李啟新等將其改為中—上泥盆統(tǒng)別景他烏群；1981年，新疆維吾爾自治區(qū)地質礦產(chǎn)局依據(jù)該區(qū)巖相建造和生物組合，將其劃為中泥盆統(tǒng)汗吉尕組和上泥盆統(tǒng)托斯庫爾他烏組[59]。伊犁地塊北緣別珍套山中泥盆統(tǒng)汗吉尕組底部發(fā)育礫巖，上部為碎屑巖，主要由巖屑長石砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖組成，底部出現(xiàn)一套中厚層狀復成分礫巖。汗吉尕組在研究區(qū)西側的捷麥克—科克蘇一帶出露較厚，以淺海相沉積為主，巖性相對穩(wěn)定，由底到頂表現(xiàn)出兩個沉積旋回：下部為細碎屑巖(砂巖、粉砂巖夾灰?guī)r透鏡體)；上部的沉積物變粗，主要巖石類型有礫巖、長石砂巖、沉凝灰?guī)r和條帶狀粉砂巖。研究區(qū)東部沙爾陶勒蓋一帶，汗吉尕組角度不整合于溫泉巖群之上，底部為厚層礫巖夾中細粒巖屑砂巖，中部為中細粒巖屑砂巖、粉砂巖夾礫巖、生物碎屑灰?guī)r和礁灰?guī)r，上部為泥質粉砂巖、鈣質粉砂巖、巖屑砂巖和含放射蟲泥質粉砂巖等，由底到頂反映了從盆地邊緣相到淺海相的海進過程。

對研究區(qū)索闊爾渾迪一帶出露的汗吉尕組長石巖屑砂巖開展鋯石U-Pb年代學研究。分析結果顯示206Pb/238U表面年齡為500～370 Ma，多數(shù)集中在410～370 Ma，根據(jù)該年齡段的39個數(shù)據(jù)點獲得加權平均年齡為(386.0±2.5)Ma，是年齡譜最年輕的峰值，代表了最大沉積年齡，表明汗吉尕組形成時間應該不早于386 Ma。另外，研究區(qū)汗吉尕組含豐富的植物化石，如Lepidodendropsistheodori(Zalessky)Jongmans(特氏形擬鱗木)、Lepidodendropsissp.(擬鱗木)、LepidodendropsisthombicaDou(菱形擬鱗木)、Disphyllum(Sinodisphyllum)xinjisngenseCai(新疆分珊瑚)和Psilophytonsp.(裸蕨)等，其中新疆分珊瑚和裸蕨屬于中泥盆世分子(圖7)。研究區(qū)西側的捷麥克—科克蘇富含具有中泥盆世色彩的腕足化石(如Acrospirifer、Eleutherokomma、Leptaene)和珊瑚化石(如Tyrganolites、Endophyllum)[60]；東側的沙爾陶勒蓋一帶同樣富含中泥盆世常見的珊瑚化石(如Keriophyllum、Endophyllum)。依據(jù)研究區(qū)和鄰區(qū)生物組合分析，汗吉尕組應該劃歸中泥盆世。綜合碎屑鋯石年代學研究結果與古生物化石資料，汗吉尕組沉積時限應該為中泥盆世晚期。

圖7 汗吉尕組化石照片F(xiàn)ig.7 Photographs of Fossil from Hanjiga Formation

續(xù)表1

3.2 物源區(qū)特征

盆地碎屑物是源區(qū)與盆地在大地構造背景控制下共同作用的產(chǎn)物，較好地保存了洋-陸格局轉化、盆-山耦合關系和構造演化的重要信息。碎屑沉積物從源區(qū)經(jīng)過風化作用，由各種地質營力搬運、沉積并最終固結成巖，碎屑組分比較直觀地體現(xiàn)出源區(qū)與盆地之間的關系。本文研究的汗吉尕組砂巖樣品的碎屑顆粒既有比較穩(wěn)定的石英，也有相對不穩(wěn)定的巖屑和長石等，碎屑分選性較差，多呈棱角—次棱角狀，巖屑含量較高，成分以火山巖巖屑為主，指示汗吉尕組砂巖具有近源沉積物的特點。沉積盆地周緣的造山帶及隆起的基底均可以為盆地提供物源，如伊犁地塊前寒武紀基底巖石及其南、北緣的早古生代及晚古生代早期弧巖漿巖等均為潛在物源區(qū)。那汗吉尕組的碎屑沉積物究竟從何而來？

鋯石因為其廣泛性和穩(wěn)定性，可以有效地示蹤物源區(qū)。一方面，鋯石年代學研究可以精確地對比潛在物源區(qū)，限定沉積盆地的最大沉積時限，也可以探討物源區(qū)構造熱事件[10-11,61]；另一方面，鋯石微量元素可以反映寄主巖石類型，進而為物源分析提供依據(jù)[19,21-25]。研究區(qū)碎屑鋯石陰極發(fā)光圖像顯示，鋯石多為單錐狀、雙錐狀或長柱狀，發(fā)育清晰的韻律環(huán)帶，結合鋯石Th/U值和稀土元素組成，指示鋯石為巖漿成因，并且具有近源沉積或以巖屑形式搬運的特征。48組有效數(shù)據(jù)表現(xiàn)出2個明顯的年齡峰值，其中大多數(shù)碎屑鋯石表面年齡為410～370 Ma(39組數(shù)據(jù))，峰值為386 Ma，有9組碎屑鋯石表面年齡為500～470 Ma，峰值為490 Ma。研究表明，巖漿成因的鋯石從花崗質巖石到鎂鐵質巖石，微量元素含量具有逐漸減少的趨勢[21]。鋯石稀土元素分析結果顯示，所有鋯石具有高的稀土元素含量。微量元素判別圖解(圖8)中，410～370 Ma的碎屑鋯石主體落入花崗巖類寄主巖區(qū)，而500～470 Ma的鋯石主體落入基性巖寄主巖區(qū)。鋯石球粒隕石標準化稀土元素配分模式[圖5(a)]中顯示410～370 Ma的碎屑鋯石稀土元素含量相對于500～470 Ma的碎屑鋯石更高。這表明前者主要來源于酸性、中酸性花崗巖物源區(qū)，后者來自中基性或基性巖漿巖物源區(qū)。張力強等對西天山博羅科努地區(qū)的古生代地層進行了研究，結果顯示汗吉尕組源區(qū)巖石主要為中酸性巖漿巖，與鋯石微量元素研究結果比較一致[62]。

伊犁地塊北緣零星出露前寒武紀基底變質巖石，主要包括元古宇溫泉巖群、特克斯群、庫松木切克群、凱拉克提群以及新元古界巖漿巖。Liu等研究表明，溫泉巖群和特克斯群中蘊含大量太古宙—新元古代構造熱事件年代學信息[29,34,63]，其中侵入有大量新元古代中酸性花崗巖[64-66]和少量新元古代基性侵入巖[67]，但在汗吉尕組碎屑鋯石年齡譜中并未出現(xiàn)前寒武紀年代學信息，暗示伊犁地塊前寒武紀變質基底對其物質貢獻比較小。汗吉尕組碎屑鋯石年齡譜主要表現(xiàn)為410～370 Ma和500～470 Ma兩個階段，早古生代中—晚期年齡信息比較缺乏，結合巖相學和鋯石微量元素特征，指示碎屑物質主要來源為晚古生代早期中酸性巖漿巖，其次為早古生代早—中期中基性巖漿巖，并且具有近源堆積的特點。伊犁地塊南緣早古生代和晚古生代早期巖漿巖發(fā)育，并且?guī)r漿事件連續(xù)性比較好[52]，與缺乏早古生代中—晚期年齡信息的汗吉尕組碎屑鋯石年齡譜有明顯不同，同時碎屑鋯石結晶溫度略高于伊犁地塊南緣同時期的巖漿結晶溫度(圖9、表3)，這表明伊犁地塊南緣為汗吉尕組提供物源的可能性比較小。伊犁地塊北緣零星出露早古生代巖漿巖，主要分布于溫泉地區(qū)的別珍套山，主要形成時代為中—晚奧陶世(463～443 Ma)[36]，其次為早奧陶世(479～477 Ma，未發(fā)表)，發(fā)育基性—中酸性多種巖石類型，可能為汗吉尕組提供物源，但碎屑鋯石年齡明顯早于已有的巖漿年齡信息，暗示伊犁地塊北緣可能存在早古生代早期巖漿事件，準噶爾洋在奧陶紀之前已經(jīng)開始向南俯沖于伊犁地塊北緣，具體的物質記錄需要進一步調查和研究。伊犁地塊北緣早古生代晚期—晚古生代早期巖漿事件報道比較少，沿構造帶零星分布，主要包括呼斯特巖體(380～366 Ma)[68]、喇嘛蘇巖體(394～380 Ma)[69]、吐拉蘇盆地火山巖(417～386 Ma)[34,70]、蒙克巖體(390～371 Ma)[50]以及在溫泉地區(qū)別珍套山一帶出露的早泥盆世火山巖(418～407 Ma)和花崗巖(419～395 Ma)(未發(fā)表)；該期巖漿巖主要為中酸性巖漿巖和火山巖，這與鋯石微量元素所指示的巖石類型一致；另外，巖漿結晶溫度與碎屑鋯石所記錄的結晶溫度比較接近(圖9、表3)。因此，該時期的巖漿活動可能為汗吉尕組的形成提供了大量的碎屑物質，碎屑物質中大量的火山巖碎屑也表明其物源區(qū)存在火山活動。綜上所述，汗吉尕組砂巖碎屑物質主要來源于伊犁地塊北緣的晚古生代早期巖漿巖，其次為早古生代巖漿巖，碎屑巖巖石結構成熟度和成分成熟度較低，暗示物源區(qū)與沉積盆地比較近，為近源沉積。

表2 砂巖碎屑鋯石LA-ICP-MS微量元素分析結果Tab.2 Analysis Results of LA-ICP-MS Trace Element Composition for the Detrital Zircon of Sandstone

表3 伊犁地塊南緣和北緣早古生代、晚古生代早期巖漿事件年齡信息Tab.3 Early to Late Late Paleozoic Magmatic Event Records in the Southern and Northern Margins of Yili Block

1為細晶巖；2為花崗巖；3為花崗閃長巖和英云閃長巖；底圖引自文獻[21]圖8 碎屑鋯石微量元素巖性判別圖解Fig.8 Lithological Discrimination Diagrams of Trace Elements of Detrital Zircon

3.3 構造意義

伊犁地塊北緣出露早古生代弧巖漿巖，主要為奧陶紀基性侵入巖和中酸性侵入巖，被認為是準噶爾洋洋殼向南俯沖于伊犁地塊之下的物質記錄[36,38]。這表明伊犁地塊北緣在早古生代為活動大陸邊緣，托克賽地區(qū)早古生代榴閃巖的發(fā)現(xiàn)也支持俯沖作用的存在[37,39]。早古生代晚期—晚古生代早期巖漿作用相對較弱，已有研究對該時期的巖漿活動鮮有報道，到晚古生代中—晚期巖漿活動明顯更為強烈，受準噶爾洋向南俯沖作用的影響，具有活動大陸邊緣的特征[34,50,67-73]。左國朝等研究認為，伊犁地塊北緣早、晚古生代構造體制不同，志留紀或早泥盆世存在碰撞造山[74]，但缺乏充分的證據(jù)，并且沉積巖石學特征表明伊犁地塊北緣早、晚古生代構造體制有所變化，但總體為活動大陸邊緣構造環(huán)境[62]。汗吉尕組碎屑巖具有近源堆積的特征，主要來自長英質物源區(qū)。碎屑中有大量的火山物質，石英顆粒體積分數(shù)為14%～17%、長石顆粒體積分數(shù)為37%～44%、不穩(wěn)定巖屑顆粒體積分數(shù)為39%～50%(未發(fā)表)，具有巖漿弧物源的特征，指示沉積盆地構造背景為活動大陸邊緣。研究區(qū)早泥盆世火山巖(未發(fā)表)和早—中泥盆世花崗巖[50]均具有弧巖漿巖的特征，記錄了準噶爾洋持續(xù)向南俯沖的地質作用過程，同樣支持該時期伊犁地塊北緣為活動大陸邊緣。與活動大陸邊緣相關的沉積盆地一般包括弧后盆地、弧間盆地和弧前盆地，汗吉尕組形成的沉積盆地屬性應屬于上述哪一種呢？

研究區(qū)缺失下泥盆統(tǒng)，上志留統(tǒng)庫茹爾組具有低成熟度、源區(qū)風化程度弱、近源快速堆積的特征，形成于活動大陸邊緣，反映該時期陸殼快速抬升，但俯沖作用一直持續(xù)[62]。其物源主要來自北側的島弧帶，其次來自南側的伊犁地塊，具有雙向物源的特征，表明庫茹爾組形成于弧后盆地環(huán)境[75]。汗吉尕組碎屑鋯石年齡譜顯示其主要來自伊犁地塊北緣的島弧帶，巖屑中少量的硅質巖巖屑可能來自增生楔，因此，汗吉尕組形成環(huán)境有別于庫茹爾組的弧后盆地沉積環(huán)境。汗吉尕組廣泛分布于博羅科努山北坡，以碎屑巖為主，夾有少量的碳酸鹽巖，火山巖比較少見，伊犁地塊北緣的古生代巖漿弧為其主要物源，并且有少量的增生楔物質，反映其形成于弧前盆

數(shù)據(jù)來源見表3圖9 汗吉尕組砂巖潛在物源區(qū)對比Fig.9 Comparisons of Potential Provenance of Sandstone from Hanjiga Formation

地沉積環(huán)境。

4 結 語

(1)伊犁地塊北緣別珍套山出露的中泥盆統(tǒng)汗吉尕組砂巖最年輕的碎屑鋯石峰值年齡為386 Ma，結合地層中產(chǎn)出的珊瑚和裸蕨植物化石證據(jù)，限定汗吉尕組形成時代為中泥盆世晚期。

(2)汗吉尕組砂巖的物源主要為伊犁地塊北緣的晚古生代早期中酸性巖漿巖，其次為早古生代早—中期中基性巖漿巖，屬于近源堆積的產(chǎn)物，形成于弧前盆地構造環(huán)境，暗示晚古生代早期伊犁地塊北緣受準噶爾洋向南俯沖作用影響，為活動大陸邊緣。

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陳有炘：翠柳映湖畔，金葉飾長安；風雨七十載，歲歲有新顏!2702050131、2009127049、2012027008是我在長安大學的學號，記錄了從本科到碩士、博士的十個春夏與秋冬，回憶定格在修遠湖畔、逸夫圖書館、柿園的林蔭小道、雁博園前的羅馬廣場，見過銀裝素裹的渭水校區(qū)，品過樹慧園美味的夜宵，走過別具一格的長大彩虹橋，看過記錄地球滄海桑田的巖石標本，內心深處時時懷念的還是言傳身教的老師、同窗相伴的同學以及共同書寫的青春歲月!2007年開始，跟隨著恩師的腳步，感受過喜馬拉雅山的雄壯，目睹過昆侖山的巍峨，經(jīng)歷過天山的七月飛雪，欣賞過秦嶺山脈的四季美景，將腳印留在山川秀美的中國西部;汲取著母校給予前進動力，聆聽著老師們的諄諄教誨，時刻謹記“弘毅明德、篤學創(chuàng)新”的校訓，十年磨煉，我從課桌前一步步走上三尺講臺，如今成為母校的一員。感恩母校這片沃土，讓我茁壯成長，感恩母校的廣闊平臺，讓我堅持科研夢想！時至母校七十華誕，謹以拙文衷心祝愿母校積跬步昂首一流路,展宏圖譜寫新華章！祝心系母校的校友和默默耕耘的各位老師身體健康、工作順利！此外，原中國人民武裝警察部隊黃金第八支隊朱向榮、韓磊、何亮、曾偉鵬等在野外調研期間給予了大量幫助，在此表示感謝！