科学研究

李涤:新疆卡拉麦里地区石炭纪盆地演化与弧-弧碰撞过程【Tectonics,2020】
2020-12-22 阅读:9413

了解俯冲板片与上覆岩石圈的耦合关系是认识增生造山机制这一前沿科学问题的关键。前人曾提出3种可能的增生造山机制模型,包括大洋岩石圈平板俯冲、地体增生/碰撞和板块重组,但对于地体增生/碰撞的增生造山效应尚未得到很好的例证。新疆北部是中亚增生造山带及其成矿域的重要组成部分,近年来已在该地区厘定出一系列古生代岛弧带及若干弧-弧碰撞拼贴事件,然而关于碰撞拼贴的时限和过程普遍存在争议。解决该问题不仅对重建新疆北部古生代构造格局、探讨弧-弧碰撞在增生造山过程中的作用具有重要科学意义,而且也能够为认识北疆地区矿产资源分布规律奠定基础。

基于此,我校化石能源勘探理论与开发技术求真群体和能源学院的李涤副教授、何登发教授以及香港大学孙敏教授等,针对准噶尔弧和野马泉弧的碰撞拼贴事件,从盆地分析的角度对新疆北部卡拉麦里地区石炭系开展了地层系统、构造变形和沉积充填等方面研究,取得了以下结论认识:

1)在新的火山岩年龄的约束下建立了卡拉麦里地区盆-山尺度的石炭系地层系统(图1),揭示了自下而上依次为滴水泉组、松喀尔苏组、双井子组、巴塔玛依内山组和石钱滩组的地层层序及其火山-沉积序列特征。

2)结合井震、露头资料开展了卡拉麦里地区石炭系地质结构和构造变形研究(图2),划分出滴水泉组-松喀尔苏组、双井子组、巴塔玛依内山组-石钱滩组3个构造层,建立了研究区石炭纪构造变形演化序列,揭示了早石炭世伸展、中石炭世挤压、晚石炭世伸展的构造旋回。

3)基于不同构造层的沉积物源分析,揭示了早石炭世与中石炭世的沉积物源转换;结合构造变形特征和区域岩浆分布特征(图3),厘定准噶尔弧和野马泉弧的碰撞发生在中石炭世,认为北天山洋俯冲板片两次回撤导致了卡拉麦里地区甚至南准噶尔地区两阶段伸展作用,而弧-弧碰撞挤压引起应力应变传递,增进了板块边缘造山作用(图4)。

1 卡拉麦里地区盆-山石炭系地层系统


2 卡拉麦里地区盆地地质结构和构造变形特征


3 南准噶尔地区石炭纪岩浆岩的时空分布特征

4 卡拉麦里地区石炭纪盆地演化及其动力学背景

 

上述研究成果发表在构造地质学国际权威刊物《Tectonics》上:Li, D.*, He, D., Sun, M., Zhang, L., (2020). The role of arc-arc collision in accretionary orogenesis: Insights from ~320 Ma tectono-sedimentary transition in the Karamaili area, NW China. Tectonics, 39(1). doi: 10.1029/2019TC005623 [IF=3.54].

全文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019TC005623