区域地质演化史

前人大量的同位素年代学和同位素示踪研究表明，新疆北部存在四个不同时代基底的陆块，即塔里木陆块——具有太古代基底；天山地块——以古元古代为基底；准噶尔地块具有中元古代-新元古代基底；阿尔泰地块-具有古元古代-中元古代的基底。北疆的地质历史最早应追溯到3300~3000Ma。塔里木地块北缘库鲁克塔格地区的一套古元古代杂岩构成了中国西部古元古代原始大陆核，可与欧亚大陆其他大陆核相呼应。塔里木地块古-中元古代陆核在约2800Ma和2500Ma前经过构造、变质和岩浆活动逐渐扩张成熟，形成了塔里木地块的古基底，甘布拉克矿区混合混合岩化角闪岩Sm-Nd等时线年龄为2453Ma，εNd(t)=+2。西山口地区震旦系不整合覆盖的蓝色花岗岩中单颗锆石Pb同位素年龄为(2487.7±5.1)Ma(高，1990)，大陆地壳进一步扩大(如青格尔南部片麻岩全岩Rb-Sr等时线年龄为2028Ma±82Ma)。青格尔运动后(约2500~2400Ma前)，进入元古代演化阶段。随着海洋的逐渐扩张，出现了巨大的陆源碎屑岩和碳酸盐岩沉积，一些地区还有火山爆发。兴地塔格群不整合覆盖在太古宙杂岩之上，为第一个元古宙盖层，其底部年龄由Pb-Pb等时线年龄确定为(2399±33)Ma，ε nd (t) =+4.3。约2000 ~ 1900 Ma前，在开荒时期，塔里木北缘普遍发生了区域变质作用，形成了大量混合岩化花岗岩，使一次重要的壳幔分异事件形成了约2000 ~ 1800 Ma前近东西向的天山基底。东天山星星峡群变质岩系获得的Sm-Nd等时线年龄为西天山温泉群变质岩系为1727Ma，ε nd (t) =+5.3，部分花岗岩的Sm-Nd模式年龄均表明这一地壳增生事件的存在，与世界范围内广泛发生的一次地壳构造运动相一致。

阿尔泰地块的基底也形成于这一时期。阿尔泰地区一系列花岗岩、火山岩和变质岩的Sm-Nd同位素年龄大多在1600 ~ 1400Ma范围内，与富蕴附近出露的变质岩年龄和向西延伸至哈萨克斯坦的锆石U-Pb年龄一致。因此，它可能反映了基底物质的地壳滞留时间。考虑到“混合”因素，1600 ~ 1300 Ma应该是基底古地壳物质的最低年龄，即阿尔泰的基底至少应该是中元古代。何等(1989)在福海县达汗邓丽花岗片麻岩中获得了1800 ~ 2400 Ma的U-Pb年龄。本文利用铅同位素讨论了阿尔泰北部阿提什花岗岩体的成因，并计算出2071Ma的壳幔分异时间，反映了阿尔泰地区地壳的形成时间。因此，阿尔泰地块应该有古元古代的基底。

约1600Ma前，进入中元古代后，天山和塔里木地区具有不同的特征。塔里木地块北缘的尔吉干群不整合覆盖在兴地塔格群之上。柯坪塔格出露产状平缓的阿克苏群，其Pb-Pb等时线年龄分别为(1663±16)Ma和(1596±66)Ma，可作为这一地质历史时间的记录。天山地区缺乏这一时期地质作用的同位素年龄记录。但到了中元古代中期，即长城期末，天山以北地区发生了大规模的构造、岩浆和变质作用。在西天山，长城时期处于相对稳定沉积环境的特克斯群发生了褶皱运动，被蓟县苏群不整合所覆盖。在天山活动区，获得了大量约1400Ma的年龄数据，如和静县艾肯达坂硅质岩的Rb-Sr等时线年龄(朱等，1986)。此外，阿尔泰地区富蕴附近沿东西向分布的混合岩化片麻岩等变质岩也可能是该时期壳幔分异产生的大陆地壳，但没有地质证据支持约1400Ma的地质过程。这一时期，塔里木北缘相对稳定。蓟县时期，整个地区相对稳定。除局部褶皱和隆起外，天山和塔里木大部分地区处于长期稳定的沉积状态。在广阔的沿海和浅海环境中，普遍沉积了巨厚的镁基碳酸盐岩。蓟县末的阿尔金运动影响广泛。塔里木边缘开始褶皱和隆起。在东大山震旦系冰碛砾岩中，巨大花岗岩砾石的黑云母40Ar/39Ar年龄谱中的表观年龄1080Ma反映了这一运动。在天山地区，地质构造运动比较强烈，不仅有变质作用，还有岩浆侵入，甚至壳幔分异。

塔里木运动发生在大约800万年前，特别是在塔里木的北缘。大量年龄资料表明，在900 ~ 800 Ma以前，曾发生过强烈的区域变质和混合岩化作用。然后，在一些地区，如津格尔南部，它开始隆起。在天山地区，由于后期地质运动的影响，特别是海西运动的强烈改造，只部分保留了这一时期的遗迹。塔里木的运动最终形成了塔里木和天山的前震旦纪地块。此后，震旦系不整合在整个范围内覆盖了青白口系。震旦纪，塔里木北缘除部分地区处于抬升剥蚀构造环境，天山和阿尔泰地区处于沉积变质环境。

古生代，准噶尔洋壳的形成和扩张以及陆块的俯冲制约了北疆陆壳的演化和发展。根据唐巴勒蛇绿岩套中轻辉长岩榍石和长石的Pb-Pb等时线和辉长岩的Sm-Nd等时线，西准噶尔洋壳的形成时间约始于500Ma前，持续约400Ma。由于洋壳的逐渐形成和扩张，以及向北的西伯利亚板块和向南的塔里木板块的不断俯冲，新疆北部的大陆地壳开始活跃，处于多次拉压过程中，岩浆侵入，火山喷发频繁。从北疆获得的同位素年龄数据来看，在400Ma、350Ma、300Ma和250Ma的年龄范围内获得了大量的年龄数据，在年龄统计图中形成了峰值。在这一阶段，由于板块之间的碰撞、深大断裂的形成以及壳幔物质的相互循环，一些成矿元素被不断地从地幔带入地壳，并通过地壳内的岩浆作用进一步演化为富集的矿石。因此，晚古生代是天山、准噶尔和阿尔泰的贵金属和有色金属成矿期。大约在350 ~ 300 ma前，由于板块之间的碰撞，新的大陆形成，三个板块逐渐合二为一。古生代以后，塔里木北缘在振荡隆升过程中处于相对稳定的环境。因此有利于生油和储油，天山北部频繁的造山运动为金属矿物提供了成矿条件。二叠纪以后，整个北疆整体呈上升趋势，逐渐从过去的动荡走向稳定。

中、新生代，南北向挤压使构造活动再次活跃。前人和本次研究在阿尔泰地区获得的一些印支期和燕山期的年龄资料，特别是一些40Ar/39Ar、Rb-Sr全岩等时线和锆石U-Pb等定年方法，都表明中生代构造、变质和成矿作用的存在，并可能有中生代岩浆活动。此外，清河西北部玄武岩经40Ar/39Ar计时法确定为新近纪，年龄为18Ma(胡爱琴等，1994)，证实了新疆北部阿尔泰地区存在新生代火山喷发。