馮永忠，白云來(lái)，康鴻杰，馬惠萍

1.甘肅省自然資源廳，蘭州 730000

2.蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，蘭州 730000

3.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730000

0 引言

阿爾金斷裂位于中國(guó)西部，呈SWW—NEE向延伸1 600 km以上，控制和切斷了祁連造山帶、昆侖造山帶及塔里木盆地、柴達(dá)木盆地等地質(zhì)構(gòu)造單元（圖1）；斷裂兩側(cè)表現(xiàn)為極其鮮明的地形反差，西北側(cè)為山麓堆積及較為平坦的戈壁沙漠地貌特征，東南側(cè)為巍峨的山脈地形地貌特征，相對(duì)高差3 000～5 000 m。阿爾金斷裂兩側(cè)地質(zhì)體能否對(duì)比，是中國(guó)西部地質(zhì)領(lǐng)域的一個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題，長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議[3]。如果可以類比，意味著塔里木盆地第四系覆蓋之下應(yīng)有祁連造山帶對(duì)應(yīng)部分，阿爾金斷裂存不存在古生代、斷裂兩側(cè)盆地的油氣地質(zhì)條件是否一致、柴達(dá)木盆地是否發(fā)現(xiàn)類似塔里木盆地的油藏、河西走廊盆地是否存在類似滿加爾凹陷內(nèi)的礦藏等。另外，阿爾金斷裂與美國(guó)西部的圣安德烈斯有許多相似之處[4]，而后者對(duì)北美西部相關(guān)油田起著明顯的控制作用，所以對(duì)比研究阿爾金斷裂的兩側(cè)的地質(zhì)特征，對(duì)其發(fā)生機(jī)制、形成歷史與展布規(guī)律及其對(duì)青藏高原隆升的約束、對(duì)斷裂兩側(cè)地質(zhì)體與礦產(chǎn)資源的控制作用，都具有十分重要的科學(xué)意義與實(shí)際生產(chǎn)意義。

圖1 阿爾金斷裂兩側(cè)區(qū)域構(gòu)造略圖（左上為阿爾金陸塊及斷裂分布圖[1?2]）Fig.1 Sketch map of geotectonic structures on both sides of the Altun Fault（inset shows Altun block and Altun Fault zone[1?2])

阿爾金斷裂的相關(guān)科學(xué)問(wèn)題，至今仍是科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一[2，5-6]。近年來(lái)，不斷有學(xué)者對(duì)阿爾金斷裂進(jìn)行廣泛深入研究，獲得了許多重要研究成果。其中，塔里木陸塊沿阿爾金斷裂下插到柴達(dá)木—中祁連板塊之下150 km[3]、斷裂帶存在古生代蛇綠巖帶并可能延伸至塔里木中部[7]、斷裂帶控制其兩側(cè)盆地油氣成藏系統(tǒng)和其他礦產(chǎn)資源、與斷裂帶兩側(cè)榴輝巖和蛇綠巖的識(shí)別以及斷裂平移距離標(biāo)志等科研成果[1，3，5-6，8-13]，備受關(guān)注。關(guān)于阿爾金斷裂兩側(cè)地質(zhì)特征對(duì)比研究，主要觀點(diǎn)如下：1）將祁連山和阿爾金地塊作為斷層平移對(duì)比標(biāo)志，認(rèn)定二者均屬于早古生代構(gòu)造帶[4]，理由是柴達(dá)木陸塊北緣榴輝巖帶與阿爾金地塊南緣榴輝巖可對(duì)比；2）斷裂兩側(cè)地質(zhì)特征在更大尺度上均可對(duì)比，塔里木盆地古生代凹陷是祁連海槽向西延伸的奧拉槽[13]，北祁連造山帶與塔里木中北部滿加爾凹陷、中祁連“隆起帶”與塔里木盆地中部隆起帶、南祁連—柴達(dá)木盆地與塔里木盆地南部均可對(duì)比；3）阿爾金山地區(qū)蛇綠巖不能與北祁連山的對(duì)比，前者形成于震旦紀(jì)，后者形成于早古生代，塔里木中部的近東西向正磁異常條帶，可能是阿爾金蛇綠巖帶延向塔里木內(nèi)部的地球物理反應(yīng)[8]。除以上觀點(diǎn)外，還有許多其他觀點(diǎn)，但總體以第一種觀點(diǎn)最為流行。另外，斷裂發(fā)生時(shí)間、機(jī)制、平移距離等重大科學(xué)問(wèn)題，至今眾說(shuō)紛紜，不能統(tǒng)一[3,14-15]。

本文根據(jù)斷裂兩側(cè)地區(qū)前人所取得研究成果，通過(guò)早古生代構(gòu)造—沉積建造分析，結(jié)合古地磁資料，厘清柴達(dá)木陸塊、祁連山造山帶與阿爾金地塊及塔里木陸塊之間的關(guān)系。

1 研究思路與方法

通過(guò)消除后期疊加構(gòu)造影響，重建早古生代阿爾金及鄰區(qū)洋陸格局面貌，是理解早古生代阿爾金斷裂性質(zhì)的重要基礎(chǔ)。古地磁可直接確定陸塊古磁偏角及古緯度，但往往有幾度的誤差，而且不能確定經(jīng)度，所以，利用古地磁確定陸塊位置的不確定性很大；巖相古地理一般受構(gòu)造背景控制，通過(guò)沉積建造可推斷構(gòu)造背景，但很難確定構(gòu)造發(fā)生的具體位置；古生物地理分析是確定構(gòu)造單元的重要基礎(chǔ)，但同一生物古地理區(qū)的緯度變化達(dá)到30°～40°[16]。因此，確定古陸塊構(gòu)造位置最有效方法是古地磁數(shù)據(jù)結(jié)合巖相古地理和古生物地理進(jìn)行綜合分析[16-17]，得出相對(duì)正確的結(jié)論。

由于晚古生代以后阿爾金斷裂兩側(cè)塔里木板塊、柴達(dá)木—中祁連板塊已經(jīng)完全拼在一起，構(gòu)造活動(dòng)進(jìn)入板內(nèi)構(gòu)造階段，研究標(biāo)志相對(duì)較多，構(gòu)造恢復(fù)相對(duì)容易；而前震旦紀(jì)不僅缺乏古生物資料，也缺乏可靠的古地磁資料，古地理位置恢復(fù)難度較大[16]。所以本文重點(diǎn)研究和討論早古生代與阿爾金斷裂相關(guān)的柴達(dá)木—中祁連板塊與塔里木板塊之間的構(gòu)造關(guān)系，綜合分析早古生代阿爾金及兩側(cè)沉積、構(gòu)造、古生物和古地磁特征，力求恢復(fù)早古生代阿爾金斷裂及兩側(cè)的構(gòu)造特征，為探求該地區(qū)構(gòu)造演化提供可靠依據(jù)。斷裂兩側(cè)主要地質(zhì)單元分別為塔里木板塊相關(guān)地質(zhì)構(gòu)造單元（阿爾金斷裂西北側(cè)）及華北板塊西南部阿拉善地塊與柴達(dá)木—中祁連板塊相關(guān)構(gòu)造單元（阿爾金斷裂東南側(cè)）（圖1及下文相關(guān)古地理圖）。

2 寒武紀(jì)巖相古地理特征

研究表明，震旦紀(jì)塔里木、阿拉善、柴達(dá)木、華北及華南等陸（地）塊均含有冰磧巖及碳酸鹽巖，有的陸塊還含有火山巖，如塔里木庫(kù)魯克塔格及南秦嶺地區(qū)，表明這些陸塊可能處于大致同一緯度[16-18]，至于它們是否屬于Pannotia超大陸（位于南極地區(qū)的震旦紀(jì)大陸）的一部分，是否曾位于南半球中高緯度地區(qū)，尚有很大爭(zhēng)論[16]。古地磁資料證明早古生代早期塔里木與柴達(dá)木陸塊緯度相近，表明它們脫離岡瓦納大陸后北漂、旋轉(zhuǎn)、匯聚形成晚古生代末期Pangea（盤古大陸）過(guò)程中有基本一致的起點(diǎn)。

2.1 阿爾金斷裂東南側(cè)地質(zhì)特征

2.1.1 沉積建造與地質(zhì)構(gòu)造

寒武紀(jì)阿爾金斷裂東南側(cè)的北祁連地區(qū)廣泛分布黑刺溝組（?1-3h）火山—碎屑—碳酸鹽巖建造（圖2、表1），部分屬蛇綠混雜巖。由于祁連洋向南俯沖，不僅形成蛇綠巖，而且導(dǎo)致柴達(dá)木至北祁連之間呈伸展環(huán)境，中祁連及北祁連西部許多陸塊相繼裂離柴達(dá)木—中祁連陸塊北緣[18]，同時(shí)南祁連與歐龍布魯克陸塊也出現(xiàn)裂陷環(huán)境[18]。祁連西部的陸塊直接裂移到北祁連洋中，中祁連與南祁連之間出現(xiàn)拉脊山—疏勒南山弧后擴(kuò)張裂谷盆地，發(fā)育深溝組（?2s）及綠條山組（?2-3l）洋盆火山—沉積建造，并發(fā)育洋島蛇綠巖[6]。歐龍布魯克陸塊（加里東期與南祁連相連）與柴達(dá)木—中祁連板塊之間也出現(xiàn)了裂谷環(huán)境，最初形成濱岸沉積（皺節(jié)山組?1z）及淺海臺(tái)地沉積（歐龍布魯克組?2-4o），隨著裂谷加寬，柴達(dá)木北緣與南祁連之間廣泛形成碎屑—碳酸鹽巖建造（混積濱淺海沉積）。柴達(dá)木—中祁連陸塊南側(cè)受東昆侖洋作用，形成寒武紀(jì)至奧陶紀(jì)巖漿建造和火山—沉積建造[6,18]。

阿爾金斷裂北段東側(cè)的阿拉善地塊缺失寒武系，僅在陸塊南部邊緣形成碎屑濱岸沉積（大黃山組?3-4d），內(nèi)見波狀沖刷面、印模及交錯(cuò)層，構(gòu)成祁連洋的北界（圖2、表1）。

表1 早古生代阿爾金斷裂兩側(cè)巖石地層系統(tǒng)（原始資料據(jù)文獻(xiàn)[18?21]）Table 1 Early Paleozoic petrological and stratigraphic systems on both sides of the Altun Fault(after references[18?21])

圖2 阿爾金斷裂兩側(cè)早寒武世沉積—構(gòu)造略圖（原始資料據(jù)文獻(xiàn)[18?21]）1.陸塊（剝蝕區(qū)）；2.膏鹽坪；3.砂坪；4.碳酸鹽巖緩坡（濱淺海）；5.深水盆地；6.洋殼；7.硅泥質(zhì)；8.砂質(zhì)；9.磷質(zhì)；10.火山；11.島?。?2.斷裂及推測(cè)斷裂；13.俯沖帶；14.國(guó)界；15.探井及編號(hào)；16.城鎮(zhèn)及省城；17.盆地邊界；18.山Fig.2 Sketch map of Early Cambrian sedimentary and tectonic structures on both sides of the Altun Fault(after references[18?21])

2.1.2 古生物

北祁連地區(qū)寒武紀(jì)早中期黑刺溝組動(dòng)物群屬過(guò)渡型動(dòng)物群，灰?guī)r中可見到豐富的三葉蟲，總體表現(xiàn)混生特點(diǎn)[19]，具華北型特點(diǎn)的三葉蟲有雙耳蟲（Amphotonsp.），具南方型特點(diǎn)的三葉蟲有庫(kù)廷蟲（Kootenia（Tienzhuia）gansuensis）、胸 針 形 球 接 子（Peronopsissp.）、褶紋球接子（Ptychagnostussp.）、大通蟲（Datongitessp.）及隱球接子（Hypagnostussp.）等；中晚期香毛山組中見赫定蟲（Hedinaspis）、馬文蟲（Maryvillia），Blountiella、Breggeria、Parabolinaididae、原刺蟲（Proceratopyge）等，腕足類始正形貝（Eoorthiscf.shakuotunensis）、乳房貝（Acrothele orbicularis）、顧脫貝（Kutorginasp.）、小舌形貝（Lingulellasp.）等。拉脊山—疏勒南山地區(qū)的深溝組產(chǎn)有溝頰蟲（Solenopariasp.）、小無(wú)肩蟲（Anomocarellasp.）、聳棒頭蟲屬（Corynexochus donggouensis）、佩奇蟲（Pagetiasp.）、Hypagonstus sp.等三葉蟲化石，屬華北型；六道溝組三葉蟲動(dòng)物群也屬華北型，見有長(zhǎng)山階與鳳山階帶化石蝴蝶蟲（Blackwelderia）、方頭蟲（Quadraticephalus）、崮山階與長(zhǎng)山階重要分子Prochangia[19-20]。

柴達(dá)木陸塊早寒武世皺節(jié)山組粉砂巖中產(chǎn)微古植物：穴面球形藻（Trematosphaeridiumcf.holtedahlii）、T.minutum、Osilalatorites?和大量皺節(jié)蟲（Sabellididae）的遺跡化石，其中皺節(jié)蟲主要分布于我國(guó)東北。歐龍布魯克組所含的太子蟲（Taitzuia）、小無(wú)肩蟲（Anomocarella）、德氏蟲（Damesella）為我國(guó)北方中寒武世重要分子，蝴蝶蟲（Blackwelderia）、蝙蝠蟲（Drepanura）、蒿里山蟲（Kaolishania）等為晚寒武世華北型動(dòng)物分子[19-20]。因此，柴達(dá)木北緣地區(qū)寒武紀(jì)古生物具北方型特點(diǎn)，與祁連地區(qū)混生特點(diǎn)明顯不同。

2.2 阿爾金斷裂西北側(cè)地質(zhì)特征

2.2.1 沉積建造與地質(zhì)構(gòu)造

加里東期塔里木陸塊北部受古天山洋控制，南部受昆侖洋控制，東部受阿爾金洋控制[15-16]。寒武紀(jì)至早奧陶世主要為伸展背景[16]，北部為穩(wěn)定大陸邊緣，形成陸棚—濱淺海含磷沉積，伊寧陸塊—中天山（庫(kù)米什陸塊）—明水、雅干陸塊初步與塔里木陸塊裂離；中北部出現(xiàn)庫(kù)車—羅布泊西及柳園兩個(gè)沉降中心，為深水陸棚；中部為碳酸鹽緩坡，向南為隆起。古地理恢復(fù)表明塔里木隆起并不在塔里木中部（圖2），更無(wú)一個(gè)與北祁連造山帶相匹配的造山帶存在。

（1）塔里木陸塊北緣

寒武紀(jì)時(shí)，西天山伊寧陸塊與庫(kù)魯克塔克、星星峽、北山明水等陸塊一樣，屬于塔里木陸塊的一部分[15,22]。伊寧陸塊北側(cè)的西天山地區(qū)在寒武紀(jì)第二世（滄浪浦晚期）沉積形成磷礦組（?2l）層狀含磷砂巖，為淺海陸棚沉積（圖2、表1），之后沉積形成肯薩伊組（?2k），為深灰—黑色薄層狀硅質(zhì)巖、細(xì)砂巖夾灰?guī)r，底部為含磷沉積，說(shuō)明海水逐漸加深。寒武紀(jì)中晚期形成了果子溝組（?3-4g），主要為灰?guī)r及硅質(zhì)灰?guī)r，表明該地區(qū)寒武紀(jì)中晚期屬于深水陸棚環(huán)境（圖2）。

庫(kù)魯克塔克地區(qū)在寒武紀(jì)第二世形成西大山組（?1-2x）（圖2、表1），為灰黑色薄層狀放射蟲硅質(zhì)巖、含磷硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖，下部為磷礦層，屬深水陸棚環(huán)境。寒武紀(jì)第三世發(fā)育莫合兒山組，主要為鈣質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾燧石條帶、角礫狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r，表明該區(qū)為接近于臺(tái)地邊緣的陸棚斜坡環(huán)境。寒武紀(jì)芙蓉世—奧陶紀(jì)形成特馬吐克世突爾沙克塔格群（?4-O1t），主要為灰?guī)r，發(fā)育鮑馬層序，繼承了寒武紀(jì)第三世的斜坡—陸棚環(huán)境（表1）。

羅布泊北側(cè)的卡瓦布拉克地區(qū)可見早寒武世的黃山組（?1-2h），為一套雜色含磷砂巖、凝灰質(zhì)砂巖夾灰?guī)r、硅質(zhì)巖、礫巖，屬濱淺海沉積（圖2、表1）；其上為寒武紀(jì)芙蓉世—奧陶紀(jì)特馬吐克世南灰山組（?4-O1t），為一套暗色硅質(zhì)巖與灰?guī)r互層組合，屬淺海深水陸棚沉積[21]。

羅布泊東北側(cè)至馬鬃山地區(qū)，早寒武世主要形成雙鷹山組（?1-2sh），為一套黑色泥質(zhì)硅質(zhì)板巖、千枚巖、含磷結(jié)核硅質(zhì)板巖及生物灰?guī)r（圖2、表1）；寒武紀(jì)中晚期形成西雙鷹山組（?2-3x），為黑色硅質(zhì)巖和薄層臭灰?guī)r，下部含磷釩鈾礦產(chǎn)，與下伏雙鷹山組整合接觸，為深水盆地沉積[21]（表1）。

（2）塔里木陸塊中部

早寒武世，塔里木陸塊西北部的烏什、阿克蘇、柯坪地區(qū)形成肖爾布拉克組（?1-2x），為一套硅質(zhì)巖夾灰?guī)r、頁(yè)巖組合，底部硅質(zhì)巖中含磷鈾釩礦，沉積環(huán)境類似于塔里木陸塊北緣中南天山、北山地區(qū)（圖2）；中晚寒武世形成阿瓦塔格組（?3a），為一套白云巖夾灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r，屬濱淺海沉積；晚寒武世—早奧陶世早期丘里塔格組（?4-O1q）為一套灰?guī)r、泥灰?guī)r和斑點(diǎn)狀、角礫狀灰?guī)r、燧石條帶狀灰?guī)r沉積，寒武紀(jì)總體屬于深水盆地—緩坡（臺(tái)地）環(huán)境[21]（表1）。

塔里木盆地第四系覆蓋區(qū)，馮增昭等[22]根據(jù)少量鉆孔資料，最早全面揭開了盆地內(nèi)部早古生代巖性古地理的真實(shí)面貌，否定了盆地內(nèi)部南北分異的猜想和盆地內(nèi)部存在中間隆起帶或者南北塔里木縫合帶的推測(cè)，首次提出塔里盆地內(nèi)寒武紀(jì)東凹陷—西臺(tái)地的古地理構(gòu)造格局。后來(lái)，石油勘探的大量鉆孔及地震剖面成果清晰地揭示了塔里木盆地內(nèi)部寒武系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[15]（圖2）。在庫(kù)爾勒—且末—若羌—雅兒當(dāng)山范圍內(nèi)早寒武世形成盆地相深水碳酸鹽沉積，塔東1井、塔東2井見到西大山組（?1-2xd）灰黑色泥巖、硅質(zhì)巖及泥晶灰?guī)r；雅兒當(dāng)山—若羌一線以東到卡瓦布拉克一線之間為緩坡，稱之為羅西緩坡（羅布泊西部），為深水盆地中一個(gè)小的水下隆起；再向東到馬鬃山—星星峽又變?yōu)樯钏璧?；?kù)爾勒—且末一線以西為廣闊臺(tái)地，稱之為塔西臺(tái)地，厚度較大，一般厚100～950 m，其中塔中32井厚750 m，該臺(tái)地東為開闊臺(tái)地，西為局限臺(tái)地；在盆地西南喀什—葉城—麥蓋提—和田范圍為古隆起，地震剖面上見到寒武系被削截、超覆現(xiàn)象[15]。

中寒武世總體繼承了早期的構(gòu)造古地理特點(diǎn)，但由于海平面下降和氣候變暖，臺(tái)地以進(jìn)積和加積的方式生長(zhǎng)，臺(tái)地范圍有所擴(kuò)大；前述盆地西南古隆起已經(jīng)消失，西部臺(tái)地中西部出現(xiàn)大量的膏巖沉積，東部的深海盆地繼續(xù)存在，羅西緩坡向臺(tái)地過(guò)渡[15]。

晚寒武世由于海平面上升，西部局限臺(tái)地以白云巖為主，開闊臺(tái)地范圍逐漸變?。粬|部羅西緩坡變?yōu)殍傔吪_(tái)地，深海盆地繼續(xù)發(fā)育[15]。

總體來(lái)看，寒武紀(jì)塔里盆地內(nèi)部構(gòu)造古地理以碳酸鹽臺(tái)地、緩坡及深水盆地為主要特征，發(fā)育碳酸鹽沉積，缺乏碎屑沉積，表明整個(gè)沉積環(huán)境較為穩(wěn)定，不同于阿爾金斷裂西南側(cè)裂谷、洋殼及混積濱淺海沉積格局。

（3）塔里木陸塊南緣

塔里木陸塊南側(cè)的西昆侖造山帶，寒武紀(jì)時(shí)為塔里木陸塊的被動(dòng)大陸邊緣，康西瓦斷裂以南沉積巨厚的砂泥質(zhì)碳酸鹽（缺少化石），為混積陸棚沉積[21]?？滴魍邤嗔选吞飻嗔阎g的西昆侖地區(qū)，有學(xué)者認(rèn)為屬于碳酸鹽臺(tái)地[22]，也有學(xué)者認(rèn)為塔里木南部隆起以南和田地區(qū)紐芬蘭世為蒸發(fā)潮坪—濱淺?！钏懪颷15]（自北而南），第二世為砂質(zhì)潮坪—濱淺?！钏懪?。早寒武世塔里木盆地西南部存在低隆起，但隆起幅度不大，因?yàn)槠鋬蓚?cè)與阿爾金地塊一樣，缺少陸源碎屑沉積，到寒武紀(jì)第二世，該隆起有所上升，邊部出現(xiàn)碎屑潮坪（圖2）。

2.2.2 古生物

塔里木陸塊西北側(cè)西天山伊犁地區(qū)早寒武世含三葉蟲及海綿骨針。自下而上分兩個(gè)化石帶：Redlichiids帶和Calodiscus?Kootenia組合帶。三葉蟲可見底棲類及少量游泳、浮游類的，底棲類主要有Kootenia和dameselloa；游泳、浮游類主要為球接子類及Hedinaspis、Proceratopyge，該類化石也大量分布于塔里木東北部的馬鬃山地區(qū)（北山地區(qū)），類似于華南型[21]。寒武紀(jì)中晚期（寒武紀(jì)第三世和芙蓉世）化石比較豐富，自下而上可劃分為5個(gè)化石帶，為Xystridura帶、Goniagnostus nathorsti?Ptychagnostus punctuosus帶、Lejopyge laevigata?Centropleura帶、Agnostascus orientalis帶、Glyptagnostus reticulatus?Glyptagnostusstolidotus帶，也類似于華南型[21]。

中天山庫(kù)魯克塔克地區(qū)寒武紀(jì)第二世西大山組（硅質(zhì)巖除發(fā)育大量的放射蟲外），含有海綿骨針Protospongia和 古 杯 類Coscinoc yathussp.，Ajacic yathussp.，西大山組底部還含有寒武紀(jì)第二世早期的三葉蟲，屬于亞澳太平洋區(qū)[21]；寒武紀(jì)第三世莫合兒山組含海綿骨針Protos pongiasp.，三葉蟲Lejopyge，Hypagnostus及軟舌螺（Hyolithes）；寒武紀(jì)芙蓉世—奧陶紀(jì)特馬吐克世突爾沙克塔格組（?4-O1t）含三葉蟲，如華球接子（Lotagnostus），Westeragnostus，Hedinaspis，Proceratopyge.Glyptagnostus等，具揚(yáng)子區(qū)生物特點(diǎn)。

卡瓦布拉克地區(qū)早寒武世缺乏化石，寒武紀(jì)芙蓉世—奧陶紀(jì)特馬吐克世南灰山組，有三葉蟲化石Hedinaspis，roceratopyge等，具揚(yáng)子區(qū)生物特點(diǎn)。

塔里木陸塊西北部的烏什、阿克蘇、柯坪地區(qū)早寒武世（紐芬蘭世—第二世）肖爾布拉克組含小殼類Zhijinites，Sachites等（相當(dāng)于梅樹村中晚期），微古植物Trematos phaeridium等，軟舌螺（Hyolithellus）等，上部鈣質(zhì)泥巖中也含三葉蟲?？迪x（Paoragraulos）、遵義盤蟲（Tsunyidiscus）等化石，是揚(yáng)子區(qū)典型分子；中晚寒武世阿瓦塔格組（?3a）含三葉蟲化石Kepingaspis，Metaredlichioides，野營(yíng)蟲（Paragraulos）、昆明蟲（Kunmingaspis）等，也是揚(yáng)子區(qū)典型分子；晚寒武世—奧陶世早期丘里塔格組含三葉蟲昆明蟲（Kunmingaspis），Chittilla等。塔里木盆地西北部寒武紀(jì)總體環(huán)境屬于深水盆地—陸棚斜坡—臺(tái)地環(huán)境，生物群及沉積特征類似于揚(yáng)子地區(qū)[21]。

塔里陸塊西北和東北部生物面貌與揚(yáng)子地區(qū)相近，與祁連地區(qū)南北混生截然不同，與柴北緣的古生物面貌相差更遠(yuǎn)；柴達(dá)木北緣寒武紀(jì)第二世有紅層沉積，而塔里木陸塊缺少此類沉積，再次表明阿爾金斷裂兩側(cè)是兩個(gè)差異明顯的構(gòu)造單元。

上述表明寒武紀(jì)阿爾金斷裂兩側(cè)地質(zhì)特征差別十分明顯，早寒武世泛非事件表現(xiàn)為塔里木陸塊主要為伸展環(huán)境，呈近東西向展布的兩隆一凹的構(gòu)造格局，缺少火山活動(dòng)，陸塊邊緣天山地區(qū)具有被動(dòng)大陸邊緣特點(diǎn)，但這時(shí)柴達(dá)木—中祁連板塊北緣已開始發(fā)生火山作用；寒武紀(jì)第二世開始塔里木北緣為較為穩(wěn)定的深水盆地，普遍含磷釩鈾沉積，但北祁連地區(qū)廣泛存在洋陸作用，形成火山巖及蛇綠巖，在相關(guān)盆地中未形成含磷釩鈾沉積；寒武紀(jì)中晚期，柴達(dá)木北緣歐龍布魯克地區(qū)出現(xiàn)紅色泥巖建造，而塔里木海盆出現(xiàn)碳酸鹽巖臺(tái)地（局限臺(tái)地沉積），缺少紅色泥巖沉積。早寒武世塔里木東北的北山海形成深水陸坡相三葉蟲動(dòng)物群，具有西伯利亞生物區(qū)（北方）與亞—澳生物（南方）區(qū)混生特點(diǎn)；中晚寒武世沉積環(huán)境雖然仍為深水環(huán)境，但三葉蟲已變?yōu)閬啞模戏剑┥飬^(qū)特點(diǎn)，與華北生物區(qū)明顯不同。

3 奧陶紀(jì)巖相古地理特征

3.1 阿爾金斷裂東南側(cè)地質(zhì)特征

3.1.1 沉積建造與地質(zhì)構(gòu)造

奧陶紀(jì)阿爾金斷裂東南柴達(dá)木—祁連地區(qū)延續(xù)了寒武紀(jì)地質(zhì)作用，地層中含大量蛇綠巖。北祁連縫合帶及河西走廊弧后盆地早奧陶世廣泛形成具有洋殼特點(diǎn)的陰溝群（O1Y），主要為中基性火山熔巖及火山碎屑巖；中奧陶世發(fā)育中堡群（O2ZH）淺海碳酸鹽巖沉積及大梁山組閉塞海灣相碎屑沉積；晚奧陶世發(fā)育妖魔山組（O3Y）等淺海陸架碳酸鹽巖沉積。中祁連地陸塊基本仍屬于隆起環(huán)境，中晚奧陶世僅在東部有裂陷火山—碳酸鹽巖沉積；拉脊山—疏勒南山弧后裂谷盆地早奧陶世為淺海相火山巖—碳酸鹽巖建造，中期為火山—碎屑巖建造，晚期為濱淺?；鹕健樾冀ㄔ?；南祁連陸塊主要發(fā)育中晚奧陶世淺海相碎屑巖建造；柴達(dá)木北緣奧陶紀(jì)早、中奧陶世為淺?！诚喑练e碎屑巖（或筆石頁(yè)巖）—碳酸鹽巖建造；柴北緣賽什騰山—錫鐵山地區(qū)伴隨中基性火山噴發(fā)活動(dòng)和基性—超基性—中酸性巖漿侵入（圖3、表1）[6,18]。

3.1.2 古生物

早奧陶世三葉蟲在陰溝群底部為Onychopyge-Pseudohysterotenus帶，下部為Ceratopyge-Apatokephalus帶，上部為Didymograptus hirundo或Wutinoceras帶，頭足類見wutinoceras foerstei var.yumenensis，Armenoceras cf.richthofeni，Polydesmia等，它們形成于淺海環(huán)境；頂部含筆石Cardiograptus yini，Glossograptusacanthus，Climacograptuscf.antiquus，表明早奧陶世晚期出現(xiàn)閉塞滯留環(huán)境[19-20]。

中堡群含Amplexograptus confertus筆石帶，其上部及上覆妖魔山組Nemagraptuas gracilis筆石帶，妖魔山組還含Amsassia chaetetoides?Lichenaria珊瑚組合帶[19-20]。

南祁連地區(qū)吾力溝組中的腕足類為芬根伯貝（Finkelnburgiasp.），鹽池灣組常見三葉蟲化石為矛頭蟲（Lonchodomas yohi）、漿肋蟲（Remopleuridescf.latus）、緬甸蟲（Birmanites），圓尾蟲（Cyclopygesp.）、Telephinasp.等，筆石為雙頭筆石（Dicranograptus）、頭足類盤角石（Discoceras）。腕足類Vogdesia.，阿姆塞士珊瑚（Amsassia）。上述化石均屬東南型，珊瑚具有南北混合特點(diǎn)[19-20,23-24]，三葉蟲具有南北過(guò)渡特點(diǎn)，腕足類屬北方型；而奧陶紀(jì)中晚期祁連區(qū)廣泛出現(xiàn)揚(yáng)子區(qū)特產(chǎn)正形貝，表明華北、華南兩大陸塊可能相連或離的很近；柴達(dá)木南緣奧陶紀(jì)頭足類為華北型。上述研究表明，祁連洋兩側(cè)的陸塊塊在晚奧陶世已越來(lái)越近，部分生物可能還保持原有特點(diǎn)，但大多數(shù)生物種屬具混合特點(diǎn)，個(gè)別生物如正形貝已經(jīng)在新陸塊發(fā)育[19-20]（圖3）。

圖3 阿爾金斷裂兩側(cè)中奧陶世沉積—構(gòu)造略圖（原始資料據(jù)文獻(xiàn)[18?21]）1.陸塊（剝蝕區(qū)）；2.濱淺海；3.淺海；4.碳酸鹽臺(tái)地；5.泥質(zhì)碳酸鹽盆地；6.砂質(zhì)碳酸鹽巖盆地；7.泥質(zhì)盆地；8.砂泥質(zhì)盆地；9.洋殼；10.海底扇；11.硅質(zhì)；12.火山，13.島??；14.斷裂及推測(cè)斷裂；15.俯沖帶；16.探井及編號(hào)；1.7現(xiàn)今盆地邊界；18.城鎮(zhèn)及省城；19.國(guó)界Fig.3 Sketch map of Middle Ordovician sedimentary and tectonic structures on both sides of the Altun Fault(after references[18?21])

3.2 阿爾金斷裂西北側(cè)地質(zhì)特征

3.2.1 沉積建造與地質(zhì)構(gòu)造

早奧陶世塔里木陸塊繼承寒武紀(jì)地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，處于伸展環(huán)境，至中奧陶世—泥盆紀(jì)轉(zhuǎn)換為收縮環(huán)境，這一構(gòu)造轉(zhuǎn)變時(shí)間，與秦嶺造山帶構(gòu)造轉(zhuǎn)變時(shí)間大致相同[25]，而與祁連造山帶明顯不同[18]。中奧陶世—泥盆紀(jì)塔里木陸塊東側(cè)、北側(cè)及南側(cè)均發(fā)現(xiàn)俯沖作用的證據(jù)[18-20]，北側(cè)天山大洋、東側(cè)阿爾金洋及昆侖洋均開始俯沖于塔里木陸塊之下，特別是中天山及其北側(cè)的構(gòu)造性質(zhì)與祁連造山帶非常相似，二者通過(guò)阿爾金洋相聯(lián)系。早古生代末期塔里木陸塊與柴達(dá)木中祁連陸塊、華北陸塊拼合成“西域板塊”[10]。阿爾金地區(qū)的蛇綠巖否定了早古生代阿爾金洋屬轉(zhuǎn)換洋盆的觀點(diǎn)，而且該蛇綠巖屬于“洋脊型”，同時(shí)也載有“消減型”信息[2]，因此早古生代阿爾金洋也有俯沖與碰撞運(yùn)動(dòng)[2]。

西天山伊寧陸塊北側(cè)，早、中奧陶世沉積形成新二臺(tái)組（O1-2x），為一套硅泥質(zhì)陸棚沉積，含豐富的筆石化石。中奧陶世科克薩雷溪組（O2k）整合于新二臺(tái)組（O1-2x）之上，為海灣相富含筆石泥灰質(zhì)建造，向北相變?yōu)槟卫愀窭沾筅嫒海∣2n）中基性火山巖—碎屑巖—碳酸鹽建造，具含錳沉積；晚奧陶世形成呼獨(dú)克達(dá)板組（O3h），為富含珊瑚的淺海相碳酸鹽巖建造。奧陶紀(jì)伊寧陸塊北側(cè)為淺海—半深海環(huán)境，中奧陶世伴隨有強(qiáng)烈的海底火山作用；向東到中天山島弧北側(cè)未發(fā)現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的奧陶紀(jì)天山洋存在的證據(jù)，但塔里木陸塊北緣的中天山北側(cè)干溝地區(qū)發(fā)現(xiàn)了奧陶紀(jì)蛇綠雜巖，也發(fā)現(xiàn)了奧陶紀(jì)島弧型花崗巖[21]，表明塔里木陸塊北側(cè)存在活動(dòng)大陸邊緣。中天山島弧南側(cè)，形成弧后深海盆地，這一現(xiàn)象在塔里木陸塊東北柳園花牛山、牛圈子一帶表現(xiàn)最為充分，發(fā)生了劇烈的火山活動(dòng)[19,21]（圖4、表1）。

塔里木陸塊北部的中天山庫(kù)魯克塔克地區(qū)，晚寒武世—早奧陶世的突爾沙克塔格組（?4-O1t），為斜坡—陸棚環(huán)境下的濱淺海碳酸鹽沉積；到中晚奧陶世，西段（庫(kù)爾勒南附近）連續(xù)沉積了卻而卻克組（O2-3q），為淺海碎屑沉積，向東相變?yōu)闇\海相硅質(zhì)巖、灰?guī)r建造，表明海水自西向東逐漸變深。

羅布泊東北側(cè)卡瓦布拉克地區(qū)寒武紀(jì)芙蓉世—早奧陶世特馬豆克期硅質(zhì)巖、碳酸鹽建造基礎(chǔ)上，中奧陶世連續(xù)整合沉積了下白云山組（O2xb），主要為淺海相陸棚碎屑巖沉積，中奧陶世晚期連續(xù)沉積上白云山組（O2sb），為硅質(zhì)巖碎屑深水陸棚沉積；向西博斯騰湖東側(cè)的辛格爾一帶相變?yōu)榱蚧巧饺海∣2-3s），為泥灰質(zhì)沉積，含放射蟲硅質(zhì)巖，含灰?guī)r角礫，屬淺海斜坡—深海陸盆沉積[21]。

馬鬃山地區(qū)、中天山—北山明水陸塊南側(cè)早奧陶世形成牛圈子混雜巖（O1N），中、晚奧陶世—早志留世形成窯洞努如巖組（O2-3Y）。牛圈子混雜巖（O1N）為一套深?！紊詈＿h(yuǎn)洋相沉積物、底部見邊緣海型蛇綠巖組合，下部為海底拉斑玄武巖與火山灰黏土巖、火山灰粉砂巖組成的旋回層序；上部則為碎屑海底扇濁積巖層序及硅化黏土巖—泥巖—硅質(zhì)巖組合，牛圈子混雜巖中缺乏生物化石。窯洞努如巖組（O2-3Y）為一套火山—碎屑沉積，夾變玄武巖、安山巖、英安流紋巖，形成環(huán)境為海相火山—沉積盆地。

馬鬃山向南，柳園一帶早—中奧陶世形成羅雅楚山組（O1-2l）、中—晚奧陶世形成花牛山群（O2-3H）、晚奧陶世形成錫林柯博組（O3x）。羅雅楚山組（O1-2l）為濁流沉積，屬陸棚斜坡碎屑巖建造，向上海水逐漸加深。錫林柯博組（O3x）為一套被動(dòng)陸緣海相沉積巖系，下段為灰黑色硅質(zhì)巖夾鈣質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r透鏡體的巖石組合；上段為灰綠色砂巖、粉砂巖、板巖與砂礫巖的巖石組合，局部夾硅質(zhì)巖和灰?guī)r，具向上變粗變厚的旋回型沉積層序。中—晚奧陶世花牛山群（O2-3H），為碎屑巖—碳酸鹽巖及基性、酸性熔巖建造，屬海相裂谷沉積環(huán)境。

塔里盆地西北部柯坪—拜城地區(qū)，晚寒武世—奧陶世早期形成丘里塔格組（?4-O1q）上部層位，形成于深水盆地—陸棚斜坡—臺(tái)地環(huán)境；中奧陶世依次沉積了薩爾干組（O2se）和其浪組（O2q）。薩爾干組（O2se）由黑色頁(yè)巖夾灰黑色薄層或凸鏡狀泥屑灰?guī)r組成，局部含硅質(zhì)條帶，富含筆石及三葉蟲化石，為海盆深水相沉積；其浪組（O2q）為淺海碳酸鹽巖及砂頁(yè)巖沉積。晚奧陶世連續(xù)沉積形成了印干組（O3y），為淺海相深水盆地沉積[21]。

塔里木盆地西南部西昆侖地區(qū)，早中奧陶世形成瑪列茲肯群（O1-2M），為濱—淺海碎屑巖和碳酸鹽巖沉積，向東至和田地區(qū)，早中奧陶世形成冬瓜山群（O1-2D），巖性和形成環(huán)境與瑪列茲肯群相似，但夾有少量基性火山巖；在盆地東部阿爾金環(huán)形山，早奧陶世形成額蘭塔格組（O1e），為濱淺海沉積。

3.2.2 古生物

西天山伊犁地區(qū)早、中奧陶世新二臺(tái)組含8個(gè)筆石化石帶，依次為：Hysterolenus Adelograptus帶、Anisograptus?Triograptus帶、Tetragraptus(Etagrapytus)appoximatus帶 、Tetragraptus fruticosus帶 、Didymograptus deflexus帶、Isograptus maximodivergens帶、Cardiograptus?Oncograptus upsilon帶.、中奧陶世科克薩雷溪組含Didymograptus sp.、Dicellograptus divericatus、D.sextans exilis等，奈楞格勒大阪群含腕足類化石Rhyhchoyrema so.、晚奧陶世呼獨(dú)克達(dá)板組含Rhabdotetradium?Catenipara?Eofletcheria和Agetolites?Plasmoporella[21]。

中天山庫(kù)魯克塔克地區(qū)中晚奧陶世卻而卻克組含筆石帶，依次為：Dicellograptus ornatus帶、Amplexograptus disjunctus yangtzeensis?Orthograptus quadrimucronatus帶 、Pseudazygograptus帶 、Nemagraptus gracilis帶、Glyptograptus teretiusculus帶、Pterograptus elegans帶、Amplexograptus cf.confertus帶、Glyptograptus cf.austrodentatus帶、Cardiograptus amplus帶、Didymograptus abnormis帶、Did ymograptus hirundo帶、Adelograptus?Clonograptus帶；含三葉蟲化石帶Hysterolenus帶、Cord ylodus intermedius帶。

馬鬃山地區(qū)窯洞努如巖組含刺球藻類，早—中奧陶世羅雅楚山組的筆石化石Phtuograpttussp.和Trigonograptussp.是早奧陶世標(biāo)準(zhǔn)分子；晚奧陶世錫林柯博組下段產(chǎn)頭足類Ainoceras chinense，相當(dāng)于大豁落井剖面2層產(chǎn)頭足類Michelinocerassp.，三葉蟲Xenocyclopygesp.，上部偏下層位富含南京瘤蟲（Nankinolithussp.）、瘤肋蟲（Hammatocnemissp.）、Birmanitessp.、掌尾蟲（Cheirurussp.）、Cgclopygesp．、Pliomeropssp.、Asaphussp.、Qedicybellasp.、Hotdeniasp.等，含珊瑚msassiasp.、似網(wǎng)膜日射珊瑚（Plasmoporellasp.）、鐐 珊 瑚（Cateniporasp.）、C.menyuanensis、C.gubachevi，F(xiàn)uvistellasp.、日 射 珊 瑚(Heliolites cf.waicunensis)，擬 包 珊 瑚（Amplexoidessp.）、Agetolitessp.，層 孔 蟲Labechiasp.、腹 足Macluritessp.、Tropidodiscussp.等[19]。

盆地西北部柯坪—拜城地區(qū)奧陶世早期丘里塔格組富含筆石及三葉蟲化石，自下而上為：Isograptus armatus帶、Pterogtaptus elegans帶、Glossograptus hinckii帶、Nemagraptus gracilis帶。中奧陶世其浪組含頭足類Sinoceras chinensis帶及Trilacinoceras帶，三葉蟲Neseuretus yinganensis亞帶、Corynoides serpens亞帶。晚奧陶世印干組兩個(gè)筆石帶分別為Dicellograptus angulatus帶和Orthograptus quadrimucronatus帶[21]。

塔里木盆地西南部西昆侖和田地區(qū)早中奧陶世冬瓜山群富產(chǎn)腕足類、腹足類、頭足類、層孔蟲和少量三葉蟲化石[21]，三葉蟲為斜視蟲（Illaenus sp.）、Nilenussp.、Ptychopygesp.等，角 石 為Chisilocerassp.、C.chaohuense、Dideroceras endocylindricum、Dmeridonale。

總體來(lái)看，柴達(dá)木—祁連地區(qū)奧陶紀(jì)以來(lái)古生物混生現(xiàn)象明顯，表明其與揚(yáng)子陸塊已經(jīng)十分靠近，生物隔絕現(xiàn)象逐漸消失，而塔里木生物群始終保持南方生物群特點(diǎn)，說(shuō)明阿爾金斷裂兩側(cè)具有不同的生物特點(diǎn)，兩側(cè)陸塊相距很遠(yuǎn)，古地磁資料也表明二者緯度差異明顯。

奧陶紀(jì)沉積建造與地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)同樣表明斷裂兩側(cè)差別明顯。斷裂西北側(cè)早奧陶世出現(xiàn)蛇綠混雜巖，塔里木海水變深，發(fā)育大量的火山巖及碎屑沉積；中晚奧陶世以后塔里木板塊南北雙向俯沖擠壓，導(dǎo)致塔里木內(nèi)部發(fā)生強(qiáng)烈收縮凹陷；生物群始終保持南方生物群特點(diǎn)。斷裂東南側(cè)奧陶紀(jì)延續(xù)了寒武紀(jì)地質(zhì)作用，柴達(dá)木—祁連地區(qū)早奧陶世也含大量蛇綠巖，中奧陶世形成陸架碳酸鹽巖沉積；拉脊山—疏勒南山奧陶紀(jì)早期為淺海相火山巖—碳酸鹽巖建造，中期為火山—碎屑巖建造，晚期為濱淺?；鹕健樾冀ㄔ?；柴達(dá)木北緣及南祁連陸塊中晚奧陶世主要為淺海相碎屑巖建造—碳酸鹽巖建造，柴北緣賽什騰山—錫鐵山地區(qū)伴隨中基性火山噴發(fā)活動(dòng)和基性—超基性—中酸性巖漿侵入。

4 志留紀(jì)巖相古地理特征

志留紀(jì)，塔里木陸塊進(jìn)入了一個(gè)全新階段，塔里木板塊南、北兩側(cè)受昆侖洋、天山洋俯沖的影響，均形成島弧—海溝系[15]，祁連洋已近消失，中祁連已隆起成山，南祁連形成弧后前陸盆地[18]，不論是塔里木中部還是祁連地區(qū)，均廣泛發(fā)育碎屑沉積，阿爾金斷裂兩側(cè)地質(zhì)分異已不明顯。隨著阿爾金洋和祁連洋的消失，塔里木陸塊、華北陸塊及中祁連—柴達(dá)木陸塊逐漸聚合在一起，形成新的西域板塊[9]，萬(wàn)天豐稱之為中國(guó)板塊[16]，它北瀕亞洲洋，南臨昆侖洋（圖4），阿爾金地區(qū)已逐步進(jìn)入到板內(nèi)活動(dòng)階段，阿爾金斷裂兩側(cè)陸塊志留紀(jì)生物面貌有趨同現(xiàn)象，但也具有不同的特點(diǎn)。

圖4 阿爾金斷裂兩側(cè)早中志留世沉積—構(gòu)造略圖（原始資料據(jù)文獻(xiàn)[18?20]）1.陸塊（剝蝕區(qū)）；2.泥砂質(zhì)濱淺海；3.頁(yè)巖陸棚海；4.砂質(zhì)濱淺海；5.頁(yè)巖深水盆地；6.島??；7.洋殼；8.火山；9.現(xiàn)今盆地邊界；10.斷裂及推測(cè)斷裂；11.俯沖帶；12.探井及編號(hào)；13.山；14.城鎮(zhèn)及省城；15.國(guó)界Fig.4 Sketch map of Early?to Middle Silurian sedimentary and tectonic structures on either side of the Altun Fault(after references[18?20])

4.1 阿爾金斷裂東南側(cè)地質(zhì)特征

4.1.1 沉積建造與地質(zhì)構(gòu)造

北祁連縫合帶及河西走廊弧后盆地志留系自下而上呈現(xiàn)完整的海退沉積。下志留統(tǒng)為筆石頁(yè)巖相沉積，中志留統(tǒng)為富含珊瑚化石的介殼相沉積，上志留統(tǒng)則為化石極為稀少的紅色碎屑巖沉積，個(gè)別地方中、下志留統(tǒng)夾有海相火山巖、火山碎屑巖[19]。

北祁連縫合帶及南祁連弧后盆地早志留世形成骯臟溝組（S1a），該組下部為綠色、灰綠色頁(yè)巖、砂巖、砂礫巖；上部為灰綠色、藍(lán)灰色厚層狀砂巖、粉砂巖、板巖、頁(yè)巖互層，富含筆石。中志留世形成泉腦溝山組（S2q），主要為綠、灰綠、褐色、紫紅色砂巖、粉砂巖、板巖、頁(yè)巖互層，夾有泥灰?guī)r、灰?guī)r扁豆體，局部地段夾有火山巖，常稱為“雜色巖”。晚志留世形成旱峽組（S3-4h），主要為紫紅色砂巖、粉砂巖、粗粉砂巖，中夾紫紅色頁(yè)巖、板巖等，層面發(fā)育有波痕、交錯(cuò)層等，紫紅色調(diào)為其主要特征，與下伏泉腦溝山組為連續(xù)沉積，屬于濱淺海碎屑沉積[19]。

南祁連志留紀(jì)弧后前陸盆地到柴北緣早志留世形成巴龍貢噶爾組（S1b），為一套陸源碎屑巖沉積，以粗砂巖為主、變粉砂巖、板巖次之、凝灰?guī)r呈夾層出現(xiàn)[19-20]。

4.1.2 古生物

早志留世骯臟溝組含豐富的筆石，自下而上依次是Demirastrites triangulatus帶、Spirograptus turricu?latus帶、Monoclimacis griestoniensis帶、Oktavites spiralis帶，它們均與南方早志留世筆石組合完全相同，屬同一個(gè)筆石地理區(qū)。骯臟溝組腕足類主要有Clintonella、Protatrypah和Schizoramma，屬于歐、亞、北美種屬，與華北區(qū)腕足類屬同一生物區(qū)。中志留統(tǒng)泉腦溝山組（S2q）中珊瑚化石極為豐富，下部以蜂巢珊瑚（Favosites）為主，中部床板珊瑚（Tabulata）豐富，上部出現(xiàn)多管珊瑚（Multisolenia），以古巢珊瑚（Palaeofavosites）、中巢珊瑚（Mseo favosites）、蜂巢珊瑚（Favosites）、多管珊瑚（Multisolenia）組合為其特征，與揚(yáng)子區(qū)相近，也與塔里木東北部相似。南祁連青海湖北沙柳河上游板巖中產(chǎn)雕筆石（Glyptograptussp.，Pristiograptus nrdtes），鋸筆石（P.cf.aciguacaces，Pseuoclinacograptussp.Climacograptus rectungularis）等，與南方所產(chǎn)筆石相似[19-20]。

4.2 阿爾金斷裂西北側(cè)地質(zhì)特征

4.2.1 沉積建造與地質(zhì)構(gòu)造

志留紀(jì)塔里木古隆起南側(cè)前陸盆地形成濱淺海泥砂質(zhì)沉積[20]，在伊寧—中天山—明水陸緣弧南側(cè)發(fā)生弧后擴(kuò)張，形成弧后洋盆，東段形成紅柳河洋盆、中段形成庫(kù)米什洋盆，西部形成南天山洋盆，塔里木陸塊腹部，形成砂泥質(zhì)陸棚海沉積[15]（圖4）。

4.2.2 古生物

塔里木陸塊西北部的西天山地區(qū)的早志留世尼勒克河組（S1n）含筆石：卷筆石(Streptograptussp.)、塞奇微克單筆石(Monograptuscf.sedgweckii)、鋸筆石（Pristiograptus sp.）、半耙筆石屬(Demirastrites)、螺旋奧式筆石(Oktavites piralis)；雙殼類：Newommella nilkensis。中志留世基夫克組（S2j）產(chǎn)珊瑚：Angopora borohoroensis、esofavositesjingheensis、Syingopora nanshanensis、Fletcheriella gigaantea、鏈珊瑚(Halysitessp.)、鐐 珊 瑚（Catenipora spirodensis）、蜂 巢 珊 瑚（Favositessp.）、日射珊瑚（Heliolitessp.）、Microplasmasp.；腕 足 類：Pentamerouscf.oblongus、始 石 燕(Eospirifercf.radiatus)。晚志留世早期庫(kù)茹爾組（S3k）灰?guī)r產(chǎn)蜂巢珊瑚（Favositessp.）、腕足類Protochonetessp.、Plectatrypasp.、扇房貝屬(Rhipidomellasp.)、穹房貝屬(Camarotoechiasp.)。晚志留世晚期產(chǎn)博羅霍洛落山組（S3b）珊瑚Thamnoporasp.。上述早志留世筆石特征反應(yīng)熱帶、亞熱帶特點(diǎn)，與阿爾金斷裂東側(cè)祁連地區(qū)筆石有相似之處，具揚(yáng)子區(qū)特點(diǎn)。中志留世珊瑚屬產(chǎn)頭足類四川角石（Sichuanoceras）和王冠三葉蟲（Coronocephalus），但珊瑚地方色彩較明顯，分異度較低。塔里木東北地區(qū)珊瑚分異度更低，并見有北方生物大區(qū)的重要珊瑚分子Tungussophyllum（產(chǎn)于西伯利亞圖瓦地區(qū)），北方生物大區(qū)的種屬已占到1/3，表明塔里木已從早志留世的亞熱帶移至溫?zé)釒夂騾^(qū)[19,21]。而祁連地區(qū)中晚志留世則無(wú)此特點(diǎn)，珊瑚生物特點(diǎn)表明其已從熱帶—亞熱帶移至亞熱帶—溫帶，說(shuō)明阿爾金斷裂兩側(cè)生物面貌仍有明顯區(qū)別。

志留紀(jì)昆侖洋和天山洋的俯沖作用更加強(qiáng)烈，南天山到北山地區(qū)為弧后盆地沉積，塔里木腹部形成海相渾水沉積；祁連地區(qū)構(gòu)造作用相對(duì)較弱，也廣泛出現(xiàn)碎屑沉積，但祁連洋基本消失，南祁連地區(qū)形成弧后海相前陸盆地。斷裂兩側(cè)珊瑚分異度明顯不同，表明阿爾金斷裂兩側(cè)構(gòu)造沉積作用明顯不同，特別是塔里木東北地區(qū)見北方生物大區(qū)的重要珊瑚分子Tungussophyllum（圖瓦貝），而這種生物祁連地區(qū)是完全看不到的。

5 阿爾金地區(qū)早古生代構(gòu)造演化

研究表明，阿爾金造山帶早古生代由北向南依次劃分為四個(gè)構(gòu)造單元[1-2]（圖1），分別為阿北陸塊、阿北蛇綠巖混雜帶、阿中陸塊、阿南俯沖碰撞蛇綠混雜巖帶。

（1）阿北陸塊（敦煌陸塊）

主要由太古代麻粒巖相變質(zhì)的中酸性—基性火山巖系、具孔茲巖系特征的變質(zhì)巖系組成。

（2）阿北蛇綠巖混雜帶（又稱紅柳溝—拉配泉構(gòu)造混雜巖帶）

主要由拉配泉巖群（?OL）組成，受阿爾金斷裂控制，主體分布于新疆石棉礦向西—拉配泉—喀臘大灣一帶。該套地層普遍遭受后期構(gòu)造疊加作用，層理（片理）褶皺發(fā)育，且遭受了不同程度的淺變質(zhì)作用，但原巖巖性特征依然可以辨認(rèn)。

根據(jù)巖石組合差異，劃分為三個(gè)巖組：以變質(zhì)中酸性火山熔巖和變質(zhì)火山碎屑巖為主的火山巖巖組（?OLa），以千枚巖、砂質(zhì)板巖和變砂巖等為主的碎屑巖巖組（?OLb），以?shī)A千枚巖、粉砂質(zhì)板巖的結(jié)晶灰?guī)r、白云質(zhì)大理巖為主的臺(tái)地型碳酸鹽巖巖組（?OLc）。拉配泉東部粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)粉砂巖、變碳酸鹽巖中的大量腕足化石和海百合莖化石，主要為晚奧陶世分子，其中，小舌形貝（Lingulellasp.）為寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)分子，因此，拉配泉巖群主要形成于為奧陶紀(jì)，但也不排除寒武紀(jì)[21]。晚奧陶世該巖群中發(fā)育床板珊瑚、日射珊瑚，在揚(yáng)子、塔里木北部及西伯利亞、澳大利亞均有分布，根據(jù)珊瑚化石推測(cè)該區(qū)及塔里木海、北山海均處于熱帶—亞熱帶氣候區(qū)，這與古地磁資料反映的古緯度基本吻合。該區(qū)鋯石SHARMP法U-Pb年齡，流紋英安巖為503±14 Ma，粗安巖中為494±23 Ma，表明這套火山巖形成時(shí)代為寒武紀(jì)末至早奧陶世[19]，也表明出現(xiàn)過(guò)陸緣張裂。

該巖群中夾有蛇綠雜巖（載有MOR、OIB和SSZ信息）、洋島火山巖、海相沉積巖和島弧火山沉積巖等構(gòu)造殘片。海相沉積巖為晚寒武世—中奧陶世含牙形石化石的深水沉積硅質(zhì)巖，另見有HP/LT變質(zhì)巖塊和花崗巖[1-2]。蛇綠混雜巖中輝長(zhǎng)巖的鋯石SHRIMP法U-Pb年齡為521±12 Ma，為古生代早期，同時(shí)，本區(qū)還顯示472±10 Ma有一次地質(zhì)事件[2]；也有學(xué)者獲得紅柳泉枕狀玄武巖的Sm-Nd全巖等時(shí)線年齡為524±44 Ma，認(rèn)為這一年齡代表了洋島玄武巖的形成時(shí)代[1]。藍(lán)片巖和榴輝巖中的白云母Ar-Ar年齡為491～520 Ma[1]，島弧型花崗巖形成年齡為480 Ma左右[1-2]，后碰撞型花崗巖形成年齡為446～431 Ma[24]。根據(jù)上述出現(xiàn)的蛇綠雜巖及火山巖相關(guān)信息和板塊構(gòu)造理論模式，可推知北阿爾金地區(qū)出現(xiàn)過(guò)洋脊擴(kuò)張、俯沖、島弧火山活動(dòng)、陸緣裂開（可演變?yōu)榛『笈璧兀?、碰撞等地質(zhì)過(guò)程。

（3）阿中陸塊（米蘭河—金雁山陸塊）

為阿爾金中央隆起帶，基底為中元古界變砂巖、大理巖，上覆厚層疊層石灰?guī)r（薊縣系），缺失下古生界。

（4）阿南俯沖碰撞蛇綠混雜巖帶

由高壓—超高壓變質(zhì)帶和阿帕—茫崖蛇綠混雜巖帶（相當(dāng)于拉配泉巖群（?OL））組成，前者呈凸鏡狀分布于片麻巖中，主要包括榴輝巖、含藍(lán)晶石石榴子石泥質(zhì)片麻巖、石榴二輝橄欖巖、石榴子石輝石巖和石榴子石花崗質(zhì)片麻巖等，形成時(shí)間為485～500 Ma[13]，普遍遭受了450 Ma左右的巴羅式變質(zhì)作用，可見同時(shí)代（440～460 Ma）碰撞型花崗巖侵入[2]。

南阿爾金蛇綠混雜巖帶主要分布于阿帕—茫崖一帶，由早古生代蛇綠巖殘片、鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖與震旦—早寒武紀(jì)復(fù)理石沉積巖組成[1]。蛇綠巖具有MORB和OIA信息，形成時(shí)代>500 Ma[13]。鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)層狀侵入巖，形成于碰撞后伸展背景，形成時(shí)間為467～445 Ma，表明南阿爾金地區(qū)在中晚奧陶紀(jì)曾出現(xiàn)過(guò)一個(gè)相對(duì)短暫的伸展背景[13]。因此，阿爾金主斷裂附近的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體可進(jìn)一步分為兩種類型：一類形成時(shí)間>500 Ma，具有蛇綠巖性質(zhì)；另一類形成時(shí)間465～445 Ma，不具有蛇綠巖性質(zhì)[2]。有研究表明南阿爾金俯沖碰撞雜巖帶早古生代存在517 Ma、501～496 Ma、462～451Ma和426～385 Ma四期花崗質(zhì)巖漿巖[1]，第一期侵位于區(qū)內(nèi)蛇綠巖型鎂鐵質(zhì)巖石之中，為洋殼型埃達(dá)克巖，后三期分別對(duì)應(yīng)于該構(gòu)造帶內(nèi)高壓—超高壓巖石500 Ma的峰期變質(zhì)及其450 Ma和420 Ma的兩期退變質(zhì)時(shí)間。這些巖漿活動(dòng)表明早古生代南阿爾金由洋殼俯沖轉(zhuǎn)換為陸殼俯沖以及碰撞伸展可能是一個(gè)連續(xù)的構(gòu)造演化過(guò)程。

根據(jù)上述研究，可大致恢復(fù)早古生代阿爾金地區(qū)構(gòu)造演化特征（圖5）。早寒武世，阿爾金地塊漂浮于阿爾金洋中，將阿爾金洋一分為二；寒武紀(jì)早中期，南阿爾金洋開始向柴達(dá)木陸塊俯沖，北阿爾金洋分別向中阿爾金地塊和塔里木陸塊俯沖；晚寒武世到早奧陶世，南阿爾金洋因俯沖而消失，隨之中阿爾金地塊下插柴達(dá)木陸塊，形成榴輝巖，北阿爾金洋繼續(xù)俯沖；奧陶紀(jì)中晚期，南阿爾金地區(qū)曾出現(xiàn)短暫的張性環(huán)境；晚奧陶世到志留紀(jì)，北阿爾金地區(qū)發(fā)生碰撞，阿爾金洋消失。

圖5 阿爾金地區(qū)早古生代構(gòu)造演化（據(jù)文獻(xiàn)[1?2,13]）Fig.5 Sketch of tectonic evolution in the Altun region during the Early Paleozoic Era(after references[1?2,13])

6 早古生代阿爾金斷裂兩側(cè)古地磁特征

主要陸塊早古生代時(shí)期的古地磁數(shù)據(jù)[16-17,26]（表2）研究表明：

表2 阿爾金斷裂兩側(cè)陸塊古緯度（°）對(duì)比Table 2 Correlation of paleolatitude on both sides of the Altun Fault

（1）寒武紀(jì)時(shí)塔里木陸塊和柴達(dá)木陸塊古緯度無(wú)明顯差別，而與阿拉善地塊、華北陸塊、揚(yáng)子陸塊及西伯利亞陸塊古緯度差別明顯；奧陶紀(jì)塔里木陸塊與柴達(dá)木—中祁連陸塊之間古緯度差別明顯，特別是中奧陶世相差近15°；志留紀(jì)阿拉善地塊與柴達(dá)木—中祁連陸塊古緯度差別不大，但柴達(dá)木—中祁連陸塊與阿拉善地塊、塔里木陸塊差別明顯；泥盆紀(jì)，塔里木陸塊、柴達(dá)木—中祁連陸塊及阿拉善地塊三者的古緯度差別明顯，其排列方式已由南半球中低緯度近東西排列轉(zhuǎn)變?yōu)榻媳毕蚺帕衃16]。

（2）早古生代，塔里木陸塊古緯度從-6.3°北移至21°，顯示較大的運(yùn)動(dòng)幅度，表明塔里木陸塊早古生代總體是一個(gè)快速北移的運(yùn)動(dòng)過(guò)程；柴達(dá)木陸塊古緯度從-4.1°移至北緯10.6°，向北運(yùn)動(dòng)的速度和幅度也比較大，但明顯小于塔里木陸塊；阿拉善地塊古緯度從-14.0°移至-3.5°再回移到-14.0°，顯示赤道南側(cè)附近徘徊運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。因此，三個(gè)陸塊具有不同的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，屬三個(gè)獨(dú)立陸塊[18]，同時(shí)前人研究指出早古生代塔里木陸塊被海水壞繞，是一個(gè)獨(dú)立陸塊[16]。

7 結(jié)果與認(rèn)識(shí)

（1）早寒武世泛非事件，塔里木陸塊主要是伸展環(huán)境，呈近東西向展布的兩隆一凹的構(gòu)造格局（圖2）。南部隆起位于鐵力克里—且末—若羌—敦煌一帶，北部隆起位于伊寧—中天山—北山明水一帶（圖2），中北部的柯坪—阿克蘇—庫(kù)車—庫(kù)爾勒—羅西和東北部的紅柳河—馬鬃山為兩個(gè)深水盆地，為碳酸鹽緩坡—深水陸棚沉積，缺少火山活動(dòng)。寒武紀(jì)第二世開始塔里木北緣深水盆地中普遍含磷釩鈾沉積，北祁連地區(qū)廣泛存在洋陸作用，形成火山巖及蛇綠巖，未形成含磷釩鈾沉積；中祁連南側(cè)形成疏勒南山—拉脊山弧后裂谷深海沉積及蛇綠巖，柴達(dá)木北側(cè)見砂質(zhì)濱淺海及裂陷深海沉積，形成含放射蟲、鐵質(zhì)沉積及中基性火山巖。因此，早寒武世塔里木北部顯示穩(wěn)定大陸邊緣環(huán)境，中部發(fā)育碳酸鹽巖緩坡—深水盆地；柴達(dá)木—中祁連陸塊北緣則是活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，發(fā)育裂陷環(huán)境，祁連洋的俯沖作用占主導(dǎo)地位；阿爾金地區(qū)為塔里木活動(dòng)大陸邊緣，有俯沖作用及蛇綠巖形成。雖然塔里木與柴達(dá)木—中祁連陸塊古緯度相近，但仍有大洋（阿爾金洋）隔離，祁連洋向北俯沖，形成阿拉善南緣龍首山一帶的巖漿巖，但阿拉善地塊明顯偏南，與柴達(dá)木陸塊相距約1 000 km。寒武紀(jì)第二世，阿爾金斷裂兩側(cè)呈現(xiàn)截然不同的沉積建造特點(diǎn)，塔里木、柴達(dá)木及阿拉善是三個(gè)完全獨(dú)立陸塊，將中阿爾金地塊作為阿爾金洋中的一個(gè)陸塊，就能較合理解釋阿爾金地塊南北相距不到100 km卻發(fā)育兩條時(shí)代相近蛇綠巖帶的地質(zhì)事實(shí)。

寒武紀(jì)中晚期，柴達(dá)木北緣歐龍布魯克地區(qū)出現(xiàn)了與華北陸塊可以對(duì)比的紅色泥巖建造和三葉蟲生物組合，表明兩陸塊相距不遠(yuǎn)。而塔里木陸塊未見紅色泥巖沉積，而其東北部的北山海盆進(jìn)一步加深，中西部塔里木海趨于變淺，出現(xiàn)碳酸鹽巖臺(tái)地（局限臺(tái)地沉積），表明塔里木盆地內(nèi)部出現(xiàn)近東西向沉積分異趨勢(shì)。另外，在中天山伊寧陸塊北果子溝一帶出現(xiàn)深水陸棚沉積，表明塔里木深海已經(jīng)向北遷移（表1）。

古地磁資料表明，寒武紀(jì)塔里木、柴達(dá)木—中祁連及阿拉善等陸塊均位于南半球低緯度地區(qū)，屬同一個(gè)生物大區(qū)，但以阿爾金斷裂為界，兩側(cè)生物面貌差異明顯，表明兩側(cè)有一定的地理隔離。早寒武世塔里木東北的北山海形成深水陸坡相三葉蟲動(dòng)物群，具有西伯利亞生物區(qū)（北方）與亞—澳生物（南方）區(qū)混生特點(diǎn)；中晚寒武世沉積環(huán)境雖然仍為深水環(huán)境，但三葉蟲已變?yōu)閬啞模戏剑┥飬^(qū)特點(diǎn)，與華北生物區(qū)明顯不同。阿爾金斷裂東南側(cè)的柴達(dá)木具有華北生物區(qū)特點(diǎn)，祁連地區(qū)早寒武世缺少生物，中晚寒武世出現(xiàn)華北型與華南型混生三葉蟲生物面貌，表明阿拉善地塊與柴達(dá)木陸塊不斷接近，生物種屬發(fā)生了混合。

（2）奧陶紀(jì)，阿爾金斷裂東南側(cè)基本繼承了寒武紀(jì)的構(gòu)造特點(diǎn)，但阿爾金斷裂西北側(cè)構(gòu)造由伸展作用轉(zhuǎn)化為收縮作用，塔里木陸塊內(nèi)沉積構(gòu)造特點(diǎn)由南北分異轉(zhuǎn)化為東西分異，顯示與寒武紀(jì)不同的構(gòu)造面貌（圖3、表1）。早奧陶世中天山北緣斷裂東段（阿奇克庫(kù)都克—沙泉子斷裂）率先發(fā)生天山洋的俯沖作用，庫(kù)米什—干溝一帶出現(xiàn)蛇綠混雜巖，塔里木海出現(xiàn)深水泥質(zhì)沉積，在明水—雅干陸塊南側(cè)的馬鬃山一帶形成弧后盆地，發(fā)育大量的火山巖及碎屑沉積，而中天山北緣斷裂西段北側(cè)（伊寧陸塊北側(cè)）為濱淺海砂泥質(zhì)沉積，缺少火山作用。這種不對(duì)稱俯沖，可能導(dǎo)致塔里木中東部在中奧陶世發(fā)育深水盆地及弧后盆地，而西部發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地，盆地由寒武紀(jì)的南北分異轉(zhuǎn)為東西分異（圖3）。中晚奧陶世以后，整個(gè)中天山北緣均發(fā)生俯沖作用，中天山島弧進(jìn)一步發(fā)育，不僅形成島弧火山巖，而且形成島弧型花崗巖，與此同時(shí)，昆侖洋開始向塔里木俯沖，形成麻扎—庫(kù)地島弧帶，這種南北雙向俯沖擠壓，導(dǎo)致塔里木內(nèi)部發(fā)生強(qiáng)烈收縮凹陷，到志留紀(jì)盆地又由東西分異轉(zhuǎn)為南北分異（圖4）。

另外，祁連地區(qū)奧陶紀(jì)以來(lái)古生物混生現(xiàn)象明顯，而塔里木生物群始終保持南方生物群特點(diǎn)。古地磁資料顯示，奧陶紀(jì)塔里木明顯南移，而柴達(dá)木有一個(gè)先南下后北上的過(guò)程，呈現(xiàn)赤道附近徘徊的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。同時(shí)，奧陶紀(jì)兩大陸塊古緯度差別約15°以上，導(dǎo)致兩陸塊生物差異明顯，柴達(dá)木和祁連地區(qū)三葉蟲由華北型變?yōu)槿A北與華南混生型，頭足類主要為華北型，中晚奧陶世頭足類和珊瑚類都具有混生特點(diǎn)；而塔里木東北的北山地區(qū)，早奧陶世生物為華南型，中晚奧陶世整個(gè)塔里木頭足和珊瑚均具有華南型特點(diǎn)[28]。

（3）志留紀(jì)，阿爾金斷裂兩側(cè)構(gòu)造作用明顯不同，昆侖洋和天山洋的俯沖作用更加強(qiáng)烈，南天山到北山地區(qū)形成弧后盆地，塔里木腹部碳酸鹽巖型清水沉積環(huán)境基本消失，形成海相渾水沉積。雖然祁連地區(qū)也廣泛出現(xiàn)碎屑沉積，但構(gòu)造作用與阿爾金斷裂西北側(cè)明顯不同，祁連洋基本消失，南祁連地區(qū)形成弧后海相前陸盆地。阿爾金斷裂兩側(cè)早志留世筆石面貌反映了亞熱帶—熱帶生物特點(diǎn)，與揚(yáng)子區(qū)具有高度相似性，但祁連地區(qū)珊瑚地方特點(diǎn)明顯，分異度較低，塔里木東北地區(qū)珊瑚分異度更低，并見有北方生物大區(qū)的重要珊瑚分子Tungussophyllum（西伯利亞圖瓦地區(qū)），晚志留世塔里木北方生物大區(qū)的珊瑚種屬占到1/3，而祁連地區(qū)珊瑚生物具有亞熱帶—溫帶生物特點(diǎn)，表明阿爾金斷裂兩側(cè)生物面貌仍有明顯區(qū)別，揚(yáng)子地區(qū)志留紀(jì)珊瑚具有亞熱帶—熱帶生物特點(diǎn)[28]。

（4）從阿爾金斷裂發(fā)育的蛇綠雜巖信息來(lái)看，早古生代阿爾金洋有一個(gè)向兩側(cè)陸塊俯沖消亡的過(guò)程（圖5），阿爾金地區(qū)存在一個(gè)被動(dòng)陸緣向活動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)換的復(fù)雜過(guò)程。

8 結(jié)論

通過(guò)阿爾金斷裂兩側(cè)早古生代構(gòu)造和沉積環(huán)境研究，認(rèn)為早古生代塔里木和柴達(dá)木—中祁連陸塊具有完全不同的構(gòu)造活動(dòng)軌跡和沉積建造特征，塔里木陸塊中部隆起并不是南北塔里木的縫合帶，更不能與祁連構(gòu)造帶相連，結(jié)合古生物、古地磁資料，二者具有完全不同的運(yùn)動(dòng)軌跡與速度，志留紀(jì)這種差異更加明顯。因此，阿爾金斷裂兩側(cè)具有完全不同的地質(zhì)演化歷史，是完全不同的獨(dú)立陸塊，將兩側(cè)構(gòu)造單元做簡(jiǎn)單的連接對(duì)比，均無(wú)可信、合理的科學(xué)根據(jù)，阿爾金斷裂兩側(cè)下古生界基礎(chǔ)地質(zhì)科學(xué)研究和油氣、非油氣資源勘探，應(yīng)當(dāng)用不同的思路和方法。

致謝 謹(jǐn)以此文紀(jì)念老師左國(guó)朝先生，老師生前一直關(guān)注阿爾金斷裂基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作。衷心感謝審稿專家及編輯老師的指導(dǎo)和寶貴修改意見，使本文質(zhì)量有了提高。