夏 冬，牛樹(shù)銀，彭玉旋，王 磊，楊萬(wàn)志，楊在峰，徐永波

（1.新疆地質(zhì)調(diào)查院，烏魯木齊 830000；2.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院研究生院，石家莊 050031；3.新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所，烏魯木齊 830000）

0 引言

新疆是我國(guó)重要的金屬礦產(chǎn)、石油、煤炭及鈾礦資源礦產(chǎn)地，因其地域廣袤，地質(zhì)作用復(fù)雜，區(qū)內(nèi)地質(zhì)演化與成礦機(jī)制的認(rèn)識(shí)存在顯著分歧。板塊構(gòu)造較好的解釋了擠壓體制下油氣成藏機(jī)制，幔柱構(gòu)造則與盆地內(nèi)部的大量火成巖吻合。然而，無(wú)論是板塊構(gòu)造還是地幔柱觀點(diǎn)都局限于部分地區(qū)、局部地段、特定范圍，甚至個(gè)別礦床，缺乏系統(tǒng)性、綜合性認(rèn)識(shí)；尚存在地質(zhì)作用與成礦機(jī)制研究脫節(jié)的問(wèn)題。本文將在總結(jié)和分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，采用幔柱理論闡述新疆的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、地質(zhì)演化作用過(guò)程及礦產(chǎn)成礦機(jī)制問(wèn)題。

1 地質(zhì)作用認(rèn)識(shí)及礦產(chǎn)特征

新疆北部阿勒泰山脈與南部昆侖、阿爾金山脈的形成及演化，學(xué)者認(rèn)識(shí)趨同［1－4］，主張分別受歐亞、印度板塊動(dòng)力機(jī)制影響。筆者認(rèn)為，欲深刻認(rèn)識(shí)新疆地質(zhì)演化過(guò)程，天山造山帶及其南北兩側(cè)盆地的綜合研究是關(guān)鍵，當(dāng)前亦取得了大量成果。

（1）板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)。李錦軼等［5］將天山地質(zhì)演化劃分為自石炭紀(jì)以來(lái)碰撞、幔殼作用及殼內(nèi)演變?nèi)齻€(gè)過(guò)程。趙瑞斌等（2008）認(rèn)為天山南北構(gòu)造具對(duì)稱性，準(zhǔn)噶爾板塊向南擠入，塔里木板塊向北陸內(nèi)俯沖。高俊等（2009）指出天山造山作用與早古生代3個(gè)洋盆演化相關(guān)，造山結(jié)束為早石炭世末期，二疊紀(jì)屬后碰撞演化階段。盧華復(fù)等（2005）主張塔里木板塊與準(zhǔn)噶爾盆地巖石圈于天山下發(fā)生后剝拆離。趙俊猛等（2003，2004）利用橫跨天山造山帶的庫(kù)爾勒吉木薩爾地震寬角反射／折射剖面Pg震相，推測(cè)天山兩側(cè)盆地向天山造山帶的深部對(duì)沖。李海鷗等（2004）運(yùn)用寬頻地震探測(cè)，總結(jié)南部俯沖擠壓是天山隆起的主因，準(zhǔn)噶爾板塊為被動(dòng)擠壓。李本亮等［6］得出印度－歐亞板塊碰撞遠(yuǎn)程效應(yīng)穿越天山向北傳遞時(shí)有所滯后的論斷。劉紹文等（2006）研究認(rèn)為塔里木盆地的變形受印度－歐亞大陸碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)影響。羅照華等（2003）總結(jié)塔里木南北緣新生代火山巖類成巖特點(diǎn)，認(rèn)為巖漿源于板塊碰撞并伴有深源流體活動(dòng)。李昱［7］利用橫跨天山觀察剖面，發(fā)現(xiàn)100km深度內(nèi)天山地殼上地幔S波速度結(jié)構(gòu)，揭示天山兩側(cè)盆山結(jié)合部存在低速體，并指出其形成可能與兩側(cè)盆地地殼的插入和俯沖相關(guān)。陳正樂(lè)（2009）推測(cè)印度與亞洲大陸的碰撞及其隨后陸陸匯聚作用的遠(yuǎn)程效應(yīng)是形成天山兩側(cè)山前新生代構(gòu)造變形在南北向上相似性和差異性的主要原因。姜常義等（1999）分析南天山花崗巖類，顯示具有碰撞造山的地球化學(xué)特征。黃河等（2011）通過(guò)對(duì)南天山典型巖體年代學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)的研究，指出碰撞作用發(fā)生后存在塔里木微板塊北向俯沖和逆沖導(dǎo)致南天山造山帶地殼加厚的過(guò)程。朱志新等［8］通過(guò)分析西天山古生代侵入巖時(shí)空分布、地質(zhì)及地球化學(xué)特征，認(rèn)為侵入巖是南、北天山洋盆演化的產(chǎn)物。趙振華等（2003）對(duì)西天山北部富堿火成巖同位素定年，結(jié)果表明巖石形成于后碰撞造山環(huán)境，屬擠壓向伸展拉張?bào)w制，時(shí)代為石炭紀(jì)末至早二疊世。

（2）幔源物質(zhì)作用與地幔柱學(xué)說(shuō)。楊經(jīng)綏等［9］提出以天山為中心的石炭紀(jì)—早二疊世大規(guī)?；鹕绞录粏斡晒艁喼扪箝]合－碰撞造山－地殼增厚－巖石圈拆沉誘發(fā)軟流圈上涌－減壓熔融而發(fā)生，懷疑存在一個(gè)全球尺度的地幔柱。夏林圻［10］將天山石炭紀(jì)大火成巖省的形成歸因?yàn)閹r石圈與地幔柱共同作用結(jié)果。熊小松等（2011）對(duì)天山及周緣深部結(jié)構(gòu)展開(kāi)深地震探測(cè)研究，認(rèn)為天山地殼縮短、隆升不僅與歐亞－印度板塊碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)有關(guān)，亦與下方巖漿活動(dòng)相關(guān)。胥頤等［11］分析天山深部地球物理特征，指出水平擠壓變形是造成西天山與天山毗鄰西昆侖附近區(qū)域上地幔巖石圈縮短和增厚的主因，同時(shí)存在上地幔物質(zhì)上浮引起小尺度對(duì)流現(xiàn)象。王登紅［12］指出新疆北部與基性超基性巖有關(guān)的Cu－Ni－（PGE）硫化物礦床是準(zhǔn)噶爾地幔柱成因。毛景文［13］通過(guò)分析天山—阿爾泰東部銅鎳硫化物礦床與二疊紀(jì)幔源巖漿侵入雜巖的時(shí)空分布及特征，認(rèn)為強(qiáng)烈的鎂鐵質(zhì)巖漿－火山事件屬中亞地區(qū)地幔柱的一部分。頡煒（2010）推定巴楚層狀侵入體和基性－超基性巖墻群與塔里木地幔柱有關(guān)。張傳林等［14］展開(kāi)塔里木和中亞造山帶西段二疊紀(jì)玄武質(zhì)巖石研究，認(rèn)為巴楚大火成巖省的形成與二疊紀(jì)地幔柱密切相關(guān)。李文淵［15］指出新疆北部泥盆－石炭紀(jì)巖漿與板塊構(gòu)造作用有關(guān)，晚石炭世—二疊紀(jì)以地幔柱作用為主，二者時(shí)間上疊加和空間上并存，導(dǎo)致成礦大爆發(fā)。

圖1 新疆金屬礦產(chǎn)“8”字型分布簡(jiǎn)圖Fig.1 Sketch showing metal mineralization in form of metal mineral distribution of“8”in Xinjiang

（3）礦產(chǎn)特征。新疆礦產(chǎn)資源豐富，具顯著規(guī)律性，即金屬、非金屬礦基本產(chǎn)于準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地周緣地區(qū)［16］，尤其天山造山帶，金屬礦產(chǎn)種類多樣、大型礦床密集，而能源礦產(chǎn)則限于兩盆地內(nèi)［17］，儲(chǔ)量巨大。“周山都產(chǎn)寶，盆地聚油煤”是對(duì)新疆礦產(chǎn)資源的高度概括。金屬礦產(chǎn)分布呈明顯雙連環(huán)型，具“8”字型分布特征（圖1）。

2 雙亞幔柱模式特征

用單純板塊構(gòu)造或單一地幔柱理論解釋新疆的礦產(chǎn)特征都存缺陷。因此，筆者提出新疆雙亞幔柱模式，并就其特征進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

2.1 形成時(shí)限

準(zhǔn)噶爾盆地及其周緣廣泛發(fā)育火成巖（圖2）。在西準(zhǔn)噶爾，早石炭世（340～320Ma）、晚石炭－早二疊世（310～290Ma）火山巖最發(fā)育，遍布周邊地區(qū)；東準(zhǔn)噶爾主要分布?jí)A性花崗巖，二者時(shí)間上沒(méi)有分帶性［18］。石炭紀(jì)火山巖以中基性鈣堿性系列為主［19］，其發(fā)育程度與分布范圍要大于早二疊世［20］。晚二疊世準(zhǔn)噶爾盆地和吐哈盆地分割成各自沉積體系［21］。毛翔等（2012）通過(guò)分析準(zhǔn)噶爾盆地周緣火山機(jī)構(gòu)特征，表明古生代火山巖年齡為340～320 Ma及300～295Ma。陳慶等（2009）探討了準(zhǔn)噶爾盆地西北緣石炭系火山巖油氣藏地質(zhì)特征，顯示晚石炭世火山間歇性噴發(fā)。滴西地區(qū)油氣成藏亦受控于石炭系火山巖儲(chǔ)層次生孔隙［22］。

圖2 北疆石炭系—下二疊統(tǒng)火山巖分布圖［30］Fig.2 Map showing the distribution of Carboniferous—Lower Permian volcanic rocks in northern Xinjiang

圖3 塔里木盆地早－中二疊世基性巖類分布圖［25］Fig.3 The residual distribution map of early to middle Permian basic rock in Tarim basin

塔里木盆地火成巖主要發(fā)育于早－中二疊世［23］，規(guī)模大（圖3）。二疊紀(jì)是塔里木盆地?zé)幔瓨?gòu)造演化史上最重要的時(shí)期，盆地中部和西北部發(fā)生了大規(guī)?；浴兴嵝詭r漿活動(dòng)［24］。陳漢林（1997，1998，2009）指出塔里木盆地廣泛分布二疊紀(jì)巖漿巖，面積約20×104km2，強(qiáng)調(diào)大量早－中二疊世玄武質(zhì)巖、輝綠巖類由深部熱物質(zhì)控制的主動(dòng)過(guò)程形成，推測(cè)塔里木有來(lái)自地球深部地幔柱源的巖漿上升作用［25］，并厘定了盆地北部源自地殼物質(zhì)的部分熔融的中酸性火成巖年齡為247～287Ma。楊樹(shù)鋒等（2005，2006）認(rèn)為早－中二疊世的巖漿作用導(dǎo)致塔里木盆地隆升，但不甚強(qiáng)烈以至未形成斷陷，并測(cè)定巴楚小海子正長(zhǎng)巖體及石英正長(zhǎng)斑巖巖墻的年齡為早二疊世晚期（約277Ma），代表一次巖漿熱事件。張傳林［26］認(rèn)為二疊紀(jì)玄武巖以289.6Ma為活動(dòng)峰期，深度為60～80km。余星等（2009）、勵(lì)音騏［27］等分別測(cè)定塔里木大火成巖省年齡為289.6Ma及其時(shí)限為274～290Ma。陳咪咪等（2010）認(rèn)為溢流玄武巖主體噴發(fā)時(shí)期為287～291Ma，屬地幔柱頭部分熔融的直接產(chǎn)物［28］。羅靜蘭等（2006）測(cè)定塔北隆起英安巖年齡為245～276Ma，指出正是這一大面積火成巖活動(dòng)事件，造成二疊系與石炭系間的假整合接觸并不同程度地缺失早二疊世沉積。

雖然諸多學(xué)者從不同角度論述了準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地火成巖形成年齡、成因，尚沒(méi)有一份全面性歸納總結(jié)。為此，筆者概略認(rèn)為準(zhǔn)噶爾盆地于石炭紀(jì)—早二疊世（340～290Ma）存在本區(qū)最大規(guī)?；鹕交顒?dòng)，而塔里木盆地巖漿巖主體作用時(shí)期為二疊紀(jì)中早期（250～290Ma）。即準(zhǔn)噶爾、塔里木亞幔柱的主體形成時(shí)限分別在石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。需要指出的是，地幔柱對(duì)地殼的作用不僅局限于某一特定時(shí)期，其具長(zhǎng)期、多期性。

2.2 主體形態(tài)及作用強(qiáng)度

雙亞幔柱主體形態(tài)與作用強(qiáng)度的研究對(duì)認(rèn)識(shí)新疆地區(qū)石炭紀(jì)以來(lái)地質(zhì)演化及成礦機(jī)制有著重要作用，該部分相關(guān)成果資料甚少。李瑋等［29］通過(guò)準(zhǔn)噶爾盆地周緣造山帶裂變徑跡研究，得出盆地西側(cè)早于東側(cè)隆升，且西北緣隆升速率大于東部的推論。錢(qián)輝等［30］運(yùn)用地震層析成像技術(shù)開(kāi)展對(duì)天山—準(zhǔn)噶爾地區(qū)進(jìn)行殼幔結(jié)構(gòu)研究，顯示天山準(zhǔn)噶爾接觸帶的兩個(gè)切片表現(xiàn)為西陡東緩特征。天山地區(qū)重力資料與遠(yuǎn)震走時(shí)地震層析圖像表明天山具北陡南傾樣式［31］。熊小松等（2011）認(rèn)為西天山地層的加厚與垂向的巖漿活動(dòng)有關(guān)。譚綠貴［32］得出西準(zhǔn)噶爾恰其海A型花崗巖與東準(zhǔn)噶爾烏倫古A型花崗巖相似的結(jié)論，時(shí)限較東準(zhǔn)噶爾巖漿活動(dòng)早。準(zhǔn)噶爾盆地腹部緩坡型地層油氣藏主要來(lái)源為深層二疊系，車(chē)－莫古隆起可能與塔里木亞幔柱柱頭有關(guān)［33］。天山南北兩側(cè)磁性結(jié)構(gòu)存在差異，北部磁性強(qiáng)度較大［34］，這可能與準(zhǔn)噶爾亞幔柱較高強(qiáng)度火山巖噴發(fā)作用及盆地相對(duì)較薄巖石圈有關(guān)；塔里木盆地整體低磁性特征可能與其低火山強(qiáng)度及巖石圈較厚有關(guān)。準(zhǔn)噶爾、天山、塔里木地殼厚分別約為50km，75km和55km；其中，北天山西部地殼厚度大于東部。

據(jù)上述研究成果，結(jié)合準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地火成巖深部特征及天山山脈地球物理特征［35］，推測(cè)準(zhǔn)噶爾亞幔柱熱作用較塔里木強(qiáng)烈，其柱頭位于準(zhǔn)噶爾盆地西南，巖漿作用分為兩期，西部以侵入作用為主，東部則以噴發(fā)作用為主。塔里木亞幔柱熱交換時(shí)間長(zhǎng)且較溫和，柱頭位于盆地中部，產(chǎn)狀近直立，由于熱作用較弱，地幔巖石圈減薄程度較低，達(dá)不到產(chǎn)生伸展斷陷盆地的臨界值，地殼“隆而不陷”，加之巖石圈厚度較大，使得塔里木盆地局部分布較多中酸性侵入巖。二者對(duì)天山山脈具有一定側(cè)向擠壓與頂托作用，準(zhǔn)噶爾稍強(qiáng)。要說(shuō)明的是，地幔柱構(gòu)造的研究是非常復(fù)雜的問(wèn)題，有必要進(jìn)一步深入探討。

2.3 物質(zhì)來(lái)源及其他特征

準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地內(nèi)發(fā)育有大量火成巖，這與地幔柱的存在關(guān)系緊密。許多地質(zhì)工作者以地球化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法研究物質(zhì)來(lái)源，尤其是持地幔柱理論的學(xué)者給出了豐富數(shù)據(jù)。曹劍等（2007）指出準(zhǔn)噶爾盆地石炭－二疊系含油氣流體上升過(guò)程中存在深源幔源流體的混入，且有偏向幔源的特征［36］。鄭建平［37］展開(kāi)準(zhǔn)噶爾盆地基底火山巖Sr－Nd同位素研究，發(fā)現(xiàn)中生代基底發(fā)生了強(qiáng)烈的殼幔作用。袁超等（2006）通過(guò)東準(zhǔn)噶爾扎河壩鉀質(zhì)玄武巖的地球化學(xué)特征研究，指出巖石具高K，富Sr和Ba，Nb－Ta虧損，w（Nb）／w（Yb），w（Nb）／w（Ta），w（Zr）／w（Hf）值高的特征，認(rèn)為巖石來(lái)自經(jīng)交代作用的地幔源區(qū)。勵(lì)音騏等（2010）分析塔里木瓦吉里塔格超鎂鐵質(zhì)隱爆角礫巖鉑族元素和微量元素地球化學(xué)特征，推測(cè)巖石可能發(fā)生過(guò)地幔交代作用。余星（2009）通過(guò)對(duì)比塔里木與峨眉山兩個(gè)大火山巖省地球化學(xué)特征，認(rèn)為二者同具有深源及地幔柱源特征，推測(cè)二者可能源于核幔邊界的同一地幔柱。厲子龍等［38］對(duì)廣泛發(fā)育于塔里木盆地的二疊紀(jì)玄武巖類展開(kāi)研究，運(yùn)用 K－Ar法測(cè)定巖石年齡為289.6 Ma，巖石具有高Ti和La，低Zr／Nb值，暗示其源于富集地幔，推測(cè)塔西南玄武巖受地幔柱作用。可見(jiàn)，雙亞幔柱形成的幔源、幔－殼源及殼源火成巖特征于準(zhǔn)、塔兩個(gè)盆地內(nèi)有充分的體現(xiàn)。值得一提的是，兩盆地內(nèi)皆發(fā)育有基性巖墻群，雙亞幔柱可能源于同一個(gè)超級(jí)地幔柱［39］。

2.4 雙亞幔柱后期地質(zhì)作用

中二疊世以來(lái)，準(zhǔn)、塔雙亞幔柱熱作用并未停止，以一種小尺度對(duì)流形式存在，這是形成深源成油氣流體的重要時(shí)期。印度板塊向北擠壓的水平作用斷續(xù)（新近紀(jì)顯猛烈），原本存在于巖石圈內(nèi)部（主要石炭－二疊系火山巖儲(chǔ)油氣層）尺度不等的斷裂構(gòu)造因后期水平擠壓，使塔里木地殼局部下陷，而呈現(xiàn)類斷陷盆地樣式，這為油氣藏的圈閉提供了必要條件。準(zhǔn)噶爾亞幔柱熱作用與塔里木類似，區(qū)別在于來(lái)自南部的水平擠壓作用甚弱，深源油氣流體主要形成于準(zhǔn)噶爾盆地西部。

準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地與周緣山脈局部上表現(xiàn)為板塊伸展或擠壓體制下的“盆山耦合”效應(yīng)［40］。雙亞幔柱幔源物質(zhì)上升，盆地中央巖石圈巨厚及深部熱物質(zhì)上升強(qiáng)度較弱，使得盆地周緣因構(gòu)造滑脫帶存在微陷，在地幔拗陷帶，由于幔源物質(zhì)的虧空，在重力均衡代償作用下，導(dǎo)致周緣山脈隆升，即造山帶與盆地間深部存在橫向物質(zhì)遷移［41］，雙亞幔柱為周緣山脈隆升提供了物質(zhì)和能量。由于塔里木亞幔柱引起的巖漿作用，使盆地巖石圈力學(xué)性質(zhì)減弱［42］，來(lái)自印度板塊向北擠壓應(yīng)力在特定時(shí)期集中釋放于盆地南緣山前，這可能是形成新疆南部高大山脈的部分原因［43－46］。

3 雙亞熱幔柱模式與成礦

3.1 幔枝構(gòu)造的啟示

牛樹(shù)銀等［47－48］提出幔枝構(gòu)造是地幔熱柱多級(jí)演化在巖石圈淺部的綜合表現(xiàn)形式。受巖石圈應(yīng)力場(chǎng)及巖石圈斷裂的控制，地幔亞熱柱蘑菇狀頂冠中會(huì)發(fā)生一系列巖漿活動(dòng)，巖石圈中的巖漿活動(dòng)形成了一系列三級(jí)構(gòu)造，在其次級(jí)構(gòu)造和巖漿活動(dòng)集中區(qū)，含礦流體于構(gòu)造有利部位形成不同類型及不同規(guī)模大小的礦床空間組合。筆者認(rèn)為該理論對(duì)于深化地幔柱理論及指導(dǎo)尋找與地幔柱相關(guān)的礦床有著重要現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 構(gòu)造特征

在準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地內(nèi)部及其周緣地區(qū)，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育（圖4）。曲國(guó)勝等［49］對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地周緣斷裂構(gòu)造進(jìn)行了系統(tǒng)整理和分析，查清了其周緣主要斷裂空間展布特征，指出盆地基底存在近SN向及近EW向的巖石圈斷裂，蓋層中存在斷裂密集帶，形成以深部斷裂為樹(shù)干，蓋層斷裂為枝體的構(gòu)造組合樣式，推測(cè)蓋層與深部斷裂的長(zhǎng)期活動(dòng)密切相關(guān)（圖4a）。邵學(xué)鐘等［50］運(yùn)用地震轉(zhuǎn)換波測(cè)深法對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地基底面構(gòu)造展開(kāi)研究，確定了5條近SN向莫霍面超殼斷裂，7條近EW和近NW向規(guī)模不等的深大斷裂（圖4b）。塔里木盆地基底沖斷層及蓋層滑脫過(guò)程中形成的階梯狀斷裂比較發(fā)育［51］。趙俊猛等［52］利用人工地震探測(cè)，顯示庫(kù)車(chē)坳陷與塔北隆起之間的過(guò)渡帶可能是連接地幔與地殼甚至地表的通道。龔銘等（1995）歸納塔里木盆地及其周邊存在8種斷裂構(gòu)造樣式。湯梁杰等［53］總結(jié)了塔里木盆地從加里東期至燕山期斷裂分布與活動(dòng)特征，明確指出該區(qū)海西晚期斷裂活動(dòng)非常強(qiáng)烈，控制著巖漿活動(dòng)及分布（圖4c）。徐鳴杰等［54］推測(cè)了塔里木盆地結(jié)晶基底面構(gòu)造分布特征（圖4d）。

根據(jù)上述研究成果，準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地周邊及內(nèi)部皆發(fā)育規(guī)模不等的密集斷裂構(gòu)造系，且大致具環(huán)狀特征。兩盆地基底內(nèi)的深大斷裂為深源流體與巖漿提供了通道及成巖空間，蓋層內(nèi)中小規(guī)模密集斷裂則是運(yùn)載并容存含礦流體的導(dǎo)礦、控礦空間。

3.3 成礦機(jī)制

圖4 準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地?cái)嗔褬?gòu)造分布圖Fig.4 Fault distribution map of Junggar and Tarim Basins

新疆雙亞幔柱成礦機(jī)制可概述為，前寒武紀(jì)至石炭紀(jì)中后期，準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地形成了具火山巖結(jié)晶、褶皺雙層結(jié)構(gòu)基底，并沉積較厚蓋層。南天山洋殼與古亞洲洋殼向準(zhǔn)噶爾板塊俯沖［55］，于準(zhǔn)噶爾板塊南北緣形成阿勒泰山及天山的雛形，在盆地碰撞邊緣形成一系列韌性擠壓－剪切帶（額爾齊斯等斷裂），同時(shí)阿勒泰山、天山內(nèi)部形成一系列褶皺及斷裂系。隨著洋殼繼續(xù)俯沖，至石炭紀(jì)末，南天山洋殼與古亞洲洋殼趨于閉合，于阿勒泰山、天山邊緣殘留部分洋殼殘片，后碰撞造山作用引起幔源物質(zhì)擾動(dòng)，幔源物質(zhì)上升與地殼發(fā)生重熔，于天山、阿勒泰山形成部分礦產(chǎn)。

石炭紀(jì)末—早二疊世準(zhǔn)噶爾亞幔柱主體形成，蓋層與結(jié)晶基底較厚，幔源物質(zhì)與巖石圈發(fā)生強(qiáng)烈交代，作用強(qiáng)度較大，盆地局部（主要為東部）發(fā)生斷陷，深源物質(zhì)沿構(gòu)造密集帶縱向、橫向遷移，周緣山脈隆升；在盆－山結(jié)合部出現(xiàn)虛脫構(gòu)造帶，深源含礦流體上升與部分巖漿殘液混合形成的含礦熱液于準(zhǔn)噶爾盆地周緣虛脫及內(nèi)部構(gòu)造有利的部位形成一系列類幔枝構(gòu)造型礦床。由于其柱頭偏向盆地西南，其頂托、擠壓作用致天山北緣發(fā)生陡傾、微隆，幔源熱物質(zhì)和深源流體沿天山北側(cè)內(nèi)部斷裂構(gòu)造系上升并與其地殼（洋殼殘片）重熔，進(jìn)而形成大量不同類型金屬礦床，單環(huán)型及天山北部、阿勒泰山南部?jī)?yōu)質(zhì)成礦特征顯現(xiàn)。中－早二疊世塔里木亞幔柱主體形成，作用過(guò)程與準(zhǔn)噶爾亞幔柱主體類似，區(qū)別在于其上升強(qiáng)度顯溫和，柱頭于塔里木盆地中部近直立，盆地基底與蓋層巨厚，幔源熱物質(zhì)與上覆地殼作用，盆地微隆而“不破”，深源含礦巖漿沿周緣虛脫及內(nèi)部構(gòu)造有利部位形成環(huán)塔里木單環(huán)成礦帶［56］。至此，“8”字型成礦特征形成，在天山局部存在疊加（圖5）。雙亞幔柱幔源熱物質(zhì)上升，于兩個(gè)盆地內(nèi)發(fā)育的火成巖帶來(lái)深部熱液流體，淺部發(fā)生蝕變作用，形成良好火成巖油氣儲(chǔ)層［57－59］，為現(xiàn)存古生界原生油藏的主要形成時(shí)期［60］。

圖5 新疆雙亞幔柱作用模式圖Fig.5 Double－secondary mantle plume model in Xinjiang

二疊紀(jì)以來(lái)，雙亞幔柱熱物質(zhì)交換作用斷續(xù)，表現(xiàn)為一種地幔小尺度對(duì)流，深源成烴流體與火成巖向上運(yùn)移，為油氣藏、煤及鈾礦等的形成提供了必要的物源。三疊紀(jì)至古近紀(jì)，印度板塊向北斷續(xù)擠壓作用減弱［61］，塔里木“微隆”盆地內(nèi)部因斷裂系存在而發(fā)生局部斷陷，這為油氣圈閉提供了良好條件。喜馬拉雅期強(qiáng)烈的南北向擠壓應(yīng)力使塔里木盆地南緣山脈快速隆升，這是次生油藏及氣藏的主要形成時(shí)期。

4 找礦方向與前景

新疆的礦產(chǎn)資源“8”字型雙連環(huán)分布為金屬礦產(chǎn)找礦指明方向，天山山脈的找礦潛力最佳。但是，該區(qū)段多高山峻嶺，氣候變化強(qiáng)烈，生產(chǎn)－生活條件較差，找礦難度很大。鑒于石油、煤田地質(zhì)已于“8”字型雙連環(huán)區(qū)域內(nèi)部開(kāi)展了大量勘查工作，獲得了巨量的深部數(shù)據(jù)，而“8”字型雙連環(huán)空白范圍內(nèi)同樣具備尚佳的金屬礦床成礦條件。作者建議將石油、煤炭地質(zhì)原始勘查資料，尤其是深部鉆孔資料為金屬礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域所共享，地質(zhì)勘查成果實(shí)現(xiàn)整合，并在兩個(gè)盆地內(nèi)部展開(kāi)金屬礦產(chǎn)系統(tǒng)找礦，充分利用現(xiàn)有石油、煤炭地質(zhì)資源，極大節(jié)約成本，提高金屬礦產(chǎn)找礦效率。準(zhǔn)噶爾西部與塔里木盆地亦具有巨大的非金屬礦產(chǎn)、油氣、煤炭資源的前景，金屬地質(zhì)找礦方法可為其作必要補(bǔ)充?？梢灶A(yù)見(jiàn)，兩個(gè)面積約94×104km2的盆地內(nèi)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量非常之巨大，這將為新疆乃至國(guó)家建設(shè)提供強(qiáng)力支撐和重要保障。

5 結(jié)論與討論

（1）前寒武紀(jì)—石炭紀(jì)中后期，受印度－歐亞板塊擠壓，天山、阿勒泰山山脈隆升，形成一系列后碰撞造山型礦床。

（2）石炭紀(jì)末—二疊紀(jì)晚期，準(zhǔn)噶爾、塔里木亞幔柱相繼形成，幔源物質(zhì)與巖石圈發(fā)生物質(zhì)、能量交換，兩個(gè)盆地內(nèi)部形成密集斷裂系并發(fā)育大面積火成巖，深源物質(zhì)沿著盆地周緣虛脫構(gòu)造帶橫向遷移使得周?chē)矫}隆升，成礦熱液沿盆地周緣環(huán)型斷裂束上侵形成新疆獨(dú)特的“8”字型成礦特征。二疊紀(jì)晚期以來(lái)，巖石圈力學(xué)性質(zhì)因巖漿作用而減弱，印度板塊向北擠壓遠(yuǎn)程效應(yīng)弱化，新生代有短暫強(qiáng)烈期，為新疆油氣藏重要形成時(shí)期。

（3）“8”字型成礦環(huán)準(zhǔn)噶爾、塔里木盆地及周緣良好的金屬、非金屬礦產(chǎn)找礦前景；塔里木和噶爾盆地西部具有巨大的非金屬、油氣、煤炭找礦潛力。

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