東天山哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化：揭示多島洋古地理格局的關(guān)鍵一、引言1.1研究背景與意義東天山地區(qū)作為中亞造山帶的關(guān)鍵組成部分，在古生代時(shí)期經(jīng)歷了復(fù)雜而劇烈的構(gòu)造演化過程，其哈爾里克島弧更是記錄了多島洋古地理格局變遷的關(guān)鍵信息，對其深入研究具有極為重要的科學(xué)價(jià)值。中亞造山帶是全球顯生宙以來規(guī)模最為宏大的造山帶之一，它完整地記錄了新元古代羅德尼亞超大陸裂解之后古亞洲洋盆所經(jīng)歷的俯沖、增生與碰撞等一系列復(fù)雜過程。東天山的哈爾里克島弧，在這一漫長且復(fù)雜的地質(zhì)歷史進(jìn)程中扮演了重要角色。從大地構(gòu)造位置來看，它處于多個(gè)板塊的匯聚地帶，特殊的地理位置使其受到不同板塊相互作用的影響，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)，保存了豐富且獨(dú)特的地質(zhì)遺跡，這些遺跡就如同地球歷史的“密碼”，為我們研究古生代構(gòu)造演化提供了直接且關(guān)鍵的線索。多島洋古地理格局是理解地球演化歷史的重要概念。在古生代，東天山地區(qū)可能存在著多個(gè)島嶼和洋盆相間分布的復(fù)雜古地理格局。哈爾里克島弧作為其中的重要構(gòu)造單元，對揭示這種多島洋格局的形成、演化以及最終的消失過程具有關(guān)鍵作用。通過研究哈爾里克島弧，可以了解島弧的形成機(jī)制、洋盆的擴(kuò)張與閉合過程、島弧與大陸邊緣的相互作用等重要地質(zhì)過程，進(jìn)而構(gòu)建起更加準(zhǔn)確的多島洋古地理格局模型，為全球古地理演化研究提供重要的區(qū)域案例。從區(qū)域地質(zhì)研究的角度來看，東天山哈爾里克島弧的研究成果有助于完善該地區(qū)的地質(zhì)演化框架。過去，盡管相關(guān)學(xué)者對東天山地區(qū)的古洋盆演化及洋陸轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行了諸多探討，但由于研究程度相對薄弱，不同構(gòu)造單元的性質(zhì)和相互關(guān)系長期存在爭議，嚴(yán)重影響了對整個(gè)中亞造山帶結(jié)構(gòu)與演化的深刻認(rèn)識(shí)。深入研究哈爾里克島弧，能夠?qū)υ摰貐^(qū)的地層、巖石、構(gòu)造等進(jìn)行系統(tǒng)梳理，明確不同構(gòu)造單元之間的時(shí)空關(guān)系，解決長期以來存在的爭議問題，為進(jìn)一步深入研究中亞造山帶的形成機(jī)制、演化規(guī)律以及動(dòng)力學(xué)過程奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，對東天山哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化與多島洋古地理格局的研究，還具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在礦產(chǎn)資源方面，該地區(qū)特殊的構(gòu)造演化歷史造就了豐富的礦產(chǎn)資源，如斑巖型銅（鉬）礦、基性-超基性雜巖體中的銅鎳硫化物礦床等。深入了解構(gòu)造演化與古地理格局，有助于揭示這些礦產(chǎn)資源的形成機(jī)制和分布規(guī)律，為礦產(chǎn)勘查和資源開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在地質(zhì)災(zāi)害防治方面，研究構(gòu)造演化可以幫助我們更好地理解區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性，預(yù)測地震、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供理論支持，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。1.2研究現(xiàn)狀與存在問題多年來，眾多學(xué)者圍繞東天山哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化與多島洋古地理格局展開了深入研究，取得了一系列豐碩成果。在構(gòu)造演化方面，研究涉及島弧的形成機(jī)制、發(fā)展過程以及與周邊構(gòu)造單元的相互作用。早期研究通過對區(qū)域內(nèi)巖石類型、地層分布以及構(gòu)造變形特征的分析，初步勾勒出哈爾里克島弧在古生代的構(gòu)造輪廓。隨著研究技術(shù)的不斷進(jìn)步，同位素年代學(xué)、地球化學(xué)等方法被廣泛應(yīng)用，為精確厘定島弧演化的時(shí)間序列和構(gòu)造背景提供了有力手段。在多島洋古地理格局方面，學(xué)者們通過對蛇綠巖、沉積巖相以及古生物化石等的研究，推斷出東天山地區(qū)在古生代可能存在多島洋環(huán)境，并對島弧、洋盆以及微地塊的分布和相互關(guān)系進(jìn)行了探討。例如，通過對蛇綠巖的研究，確定了洋殼的存在及其形成時(shí)代，進(jìn)而推測洋盆的演化歷史；對沉積巖相的分析，則有助于了解當(dāng)時(shí)的古地理環(huán)境，如淺海、深海、濱海等不同沉積相的分布，從而重建多島洋的古地理格局。然而，當(dāng)前研究仍存在諸多爭議和未解決的問題。在哈爾里克島弧的形成機(jī)制上，雖然提出了俯沖增生、地幔柱活動(dòng)等多種假說，但每種假說都存在一定的局限性，尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。部分學(xué)者認(rèn)為島弧是在古亞洲洋板塊向準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊俯沖過程中，由俯沖帶上盤物質(zhì)增生形成；而另一些學(xué)者則依據(jù)地幔柱相關(guān)的地球化學(xué)特征，提出地幔柱活動(dòng)在島弧形成中起到關(guān)鍵作用。這兩種觀點(diǎn)的爭議主要源于對深部地質(zhì)過程的不同理解以及研究數(shù)據(jù)的差異。在多島洋古地理格局的重建中，島弧、洋盆和微地塊的具體分布和相互關(guān)系仍存在較大不確定性。不同學(xué)者基于不同的研究方法和數(shù)據(jù)，繪制出的多島洋古地理圖存在顯著差異。對于某些關(guān)鍵的構(gòu)造邊界，如北天山洋盆和康古爾洋盆的范圍、演化過程及其與哈爾里克島弧的關(guān)系，目前尚未達(dá)成共識(shí)。王國燦等學(xué)者提出北天山洋盆主要出現(xiàn)于寒武-中泥盆世，是分隔準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊與中天山-塔里木板塊的主大洋，而康古爾古洋盆是石炭紀(jì)-早二疊世早期疊加在已縫合的北天山洋盆古大陸邊緣體系上重新打開的有限小洋盆；但也有學(xué)者持有不同觀點(diǎn)，認(rèn)為康古爾洋盆在古生代的演化過程更為復(fù)雜，其形成時(shí)間和演化模式與上述觀點(diǎn)存在差異。這種爭議嚴(yán)重影響了對整個(gè)區(qū)域古生代構(gòu)造演化過程的準(zhǔn)確理解。在古生代構(gòu)造演化的時(shí)間序列上，雖然通過同位素年代學(xué)等方法獲得了一些關(guān)鍵地質(zhì)事件的年齡數(shù)據(jù)，但由于不同研究區(qū)域和研究對象的差異，這些數(shù)據(jù)之間的整合和對比存在困難，導(dǎo)致對構(gòu)造演化階段的劃分和各階段地質(zhì)事件的先后順序認(rèn)識(shí)不夠清晰。部分年齡數(shù)據(jù)的誤差范圍較大，也增加了精確構(gòu)建構(gòu)造演化時(shí)間框架的難度。在研究方法上，目前雖然多種方法相結(jié)合，但每種方法都有其局限性。同位素年代學(xué)方法能夠提供地質(zhì)事件的年齡信息，但受到樣品代表性、測試誤差等因素的影響；地球化學(xué)方法可以揭示巖石的源區(qū)和形成構(gòu)造背景，但對于復(fù)雜地質(zhì)過程的解釋存在多解性；沉積學(xué)方法雖然能反映古地理環(huán)境，但受到沉積過程復(fù)雜性和后期改造的影響。如何綜合運(yùn)用多種方法，克服各自的局限性，建立更加準(zhǔn)確的構(gòu)造演化和古地理格局模型，也是當(dāng)前研究亟待解決的問題。1.3研究內(nèi)容與方法本研究旨在全面、系統(tǒng)地揭示東天山哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化過程，重建多島洋古地理格局，解決當(dāng)前研究中存在的爭議和問題，為中亞造山帶構(gòu)造演化研究提供關(guān)鍵依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下：哈爾里克島弧構(gòu)造演化階段劃分：通過對研究區(qū)內(nèi)各類巖石的詳細(xì)野外觀察，包括巖石的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及相互之間的接觸關(guān)系，識(shí)別不同時(shí)期的構(gòu)造變形特征。運(yùn)用同位素年代學(xué)方法，對關(guān)鍵巖石單元進(jìn)行精確測年，確定各構(gòu)造事件的發(fā)生時(shí)間，進(jìn)而劃分出哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化的主要階段，明確各階段的構(gòu)造特征和演化過程。島弧巖漿作用與構(gòu)造背景關(guān)系：對島弧內(nèi)不同時(shí)期的巖漿巖進(jìn)行系統(tǒng)的巖石地球化學(xué)分析，包括主量元素、微量元素和同位素組成等。通過分析巖漿巖的地球化學(xué)特征，揭示巖漿的起源、演化過程以及形成的構(gòu)造背景，探討巖漿作用與構(gòu)造演化之間的內(nèi)在聯(lián)系，明確構(gòu)造運(yùn)動(dòng)如何控制巖漿活動(dòng)，以及巖漿活動(dòng)對構(gòu)造演化的反饋?zhàn)饔?。多島洋古地理格局重建：綜合研究蛇綠巖、沉積巖相和古生物化石等多方面資料。通過對蛇綠巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)和年代學(xué)研究，確定洋殼的存在和形成時(shí)代，推斷洋盆的演化歷史；對沉積巖相的分析，包括沉積巖的類型、沉積構(gòu)造、粒度分布等，恢復(fù)當(dāng)時(shí)的古地理環(huán)境，如淺海、深海、濱海等不同沉積相的分布；對古生物化石的研究，了解當(dāng)時(shí)生物的種類、生態(tài)特征和分布規(guī)律，進(jìn)一步推斷古海洋環(huán)境和古地理格局。在此基礎(chǔ)上，重建東天山地區(qū)古生代多島洋的古地理格局，明確島弧、洋盆和微地塊的分布和相互關(guān)系。構(gòu)造演化動(dòng)力學(xué)機(jī)制探討：結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，運(yùn)用板塊構(gòu)造理論和數(shù)值模擬方法，探討哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。分析板塊的運(yùn)動(dòng)方向、速度和相互作用方式，研究俯沖、碰撞、伸展等構(gòu)造過程對島弧演化和多島洋古地理格局形成的影響，揭示構(gòu)造演化的深部動(dòng)力學(xué)背景。為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究擬采用以下多種研究方法相結(jié)合的技術(shù)路線：地質(zhì)填圖：在研究區(qū)開展詳細(xì)的1:5萬或1:10萬地質(zhì)填圖工作，系統(tǒng)觀察和記錄地層、巖石、構(gòu)造等地質(zhì)現(xiàn)象，繪制高精度的地質(zhì)圖件，為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。在地質(zhì)填圖過程中，注重對各類地質(zhì)界線的準(zhǔn)確劃定，包括地層界線、侵入巖接觸界線、構(gòu)造變形帶界線等，詳細(xì)描述不同地質(zhì)單元的特征和相互關(guān)系。巖石地球化學(xué)分析：采集代表性的巖石樣品，進(jìn)行主量元素、微量元素和同位素組成分析。主量元素分析采用X射線熒光光譜（XRF）法，微量元素分析采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法，同位素分析采用熱電離質(zhì)譜（TIMS）或多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜（MC-ICP-MS）法。通過這些分析方法，獲取巖石的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，為研究巖石的成因、源區(qū)和形成構(gòu)造背景提供依據(jù)。同位素年代學(xué)測定：利用鋯石U-Pb定年、Ar-Ar定年、Sm-Nd定年等方法，對巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖中的礦物進(jìn)行年代學(xué)測定，精確確定地質(zhì)事件的發(fā)生時(shí)間。在同位素年代學(xué)測定過程中，嚴(yán)格控制樣品的采集、處理和測試流程，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。沉積學(xué)分析：對沉積巖進(jìn)行詳細(xì)的巖相學(xué)觀察，包括巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、成分等，分析沉積環(huán)境和沉積相類型。通過粒度分析、古水流測量等方法，進(jìn)一步了解沉積過程和古地理環(huán)境的演變。同時(shí)，對沉積巖中的化石進(jìn)行鑒定和分析，確定生物地層年代，為古地理格局重建提供生物地層學(xué)依據(jù)。構(gòu)造解析：運(yùn)用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)理論和方法，對研究區(qū)內(nèi)的褶皺、斷層、節(jié)理等構(gòu)造變形進(jìn)行詳細(xì)解析。通過測量構(gòu)造要素的產(chǎn)狀，繪制構(gòu)造玫瑰花圖、赤平投影圖等，分析構(gòu)造變形的特征、期次和運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制，揭示構(gòu)造演化的過程和規(guī)律。數(shù)值模擬：利用數(shù)值模擬軟件，如有限元分析軟件、地質(zhì)過程模擬軟件等，建立構(gòu)造演化的數(shù)值模型。通過輸入地質(zhì)、地球物理等參數(shù)，模擬板塊運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、構(gòu)造變形等地質(zhì)過程，預(yù)測構(gòu)造演化的趨勢，探討構(gòu)造演化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，驗(yàn)證和補(bǔ)充野外地質(zhì)研究的結(jié)果。二、區(qū)域地質(zhì)背景2.1東天山地區(qū)大地構(gòu)造位置東天山地區(qū)處于中亞造山帶的南緣，在全球構(gòu)造格局中占據(jù)著極為關(guān)鍵的位置，是研究古亞洲洋演化和大陸增生過程的重要區(qū)域。中亞造山帶作為全球顯生宙以來規(guī)模最為宏大的增生造山帶之一，其形成與新元古代羅德尼亞超大陸的裂解以及古亞洲洋盆的俯沖、增生、碰撞等復(fù)雜地質(zhì)過程密切相關(guān)。東天山地區(qū)恰好位于這一復(fù)雜構(gòu)造演化的核心區(qū)域，受到了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈影響。從板塊構(gòu)造的角度來看，東天山地區(qū)處于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊的匯聚地帶。其北部與哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊南緣相鄰，南部則以康古爾斷裂為界與塔里木板塊北緣相接。這種特殊的板塊位置使得東天山地區(qū)在古生代時(shí)期經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過程，成為研究板塊相互作用和構(gòu)造演化的理想?yún)^(qū)域。在古生代，哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊之間存在著復(fù)雜的洋盆體系，東天山地區(qū)則處于這些洋盆的邊緣或內(nèi)部，經(jīng)歷了洋殼俯沖、島弧增生、碰撞造山等一系列地質(zhì)過程。在區(qū)域構(gòu)造單元?jiǎng)澐种?，東天山地區(qū)主要包括博格達(dá)-哈爾里克構(gòu)造帶、覺羅塔格構(gòu)造帶和中天山地塊等一級構(gòu)造單元。博格達(dá)-哈爾里克構(gòu)造帶位于東天山北部，主要由泥盆系大南湖組和石炭系企鵝山群等火山-沉積巖系組成，具有典型的島弧構(gòu)造特征，是研究島弧演化的重要區(qū)域；覺羅塔格構(gòu)造帶則是東天山地區(qū)最為復(fù)雜的構(gòu)造帶之一，從北向南又可進(jìn)一步劃分為梧桐窩子-小熱泉子島弧帶、大南湖-頭蘇泉島弧帶、康古爾-黃山韌性剪切帶和阿奇山-雅滿蘇島弧帶等多個(gè)二級構(gòu)造單元，各單元之間在巖石組合、構(gòu)造變形和巖漿活動(dòng)等方面存在明顯差異，記錄了不同階段的構(gòu)造演化信息；中天山地塊位于東天山南部，主要由中元古界的長城系星星峽群和薊縣系卡瓦布拉克群等變質(zhì)巖系組成，經(jīng)歷了多期次的變質(zhì)變形作用，其構(gòu)造演化歷史與塔里木板塊北緣的構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)。東天山地區(qū)還受到周邊其他構(gòu)造單元的影響。其東部與北山地區(qū)相鄰，北山地區(qū)在古生代時(shí)期也經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化，與東天山地區(qū)在構(gòu)造演化上存在一定的關(guān)聯(lián)性；西部則與西天山地區(qū)相連，西天山地區(qū)的構(gòu)造演化同樣復(fù)雜，與東天山地區(qū)共同構(gòu)成了天山造山帶的整體構(gòu)造格局。此外，東天山地區(qū)還受到深部地幔熱柱活動(dòng)和巖石圈深部結(jié)構(gòu)的影響，這些深部地質(zhì)過程對東天山地區(qū)的構(gòu)造演化和巖漿活動(dòng)起到了重要的控制作用。東天山地區(qū)獨(dú)特的大地構(gòu)造位置使其成為研究古生代構(gòu)造演化和多島洋古地理格局的關(guān)鍵區(qū)域，對其深入研究有助于揭示中亞造山帶的形成機(jī)制和演化歷史，為全球構(gòu)造演化研究提供重要的區(qū)域案例。2.2地層分布與特征東天山地區(qū)古生代地層分布廣泛，不同時(shí)期的地層在空間上呈現(xiàn)出特定的分布格局，且各套地層具有獨(dú)特的巖性特征和地層間接觸關(guān)系，這些特征對于研究該地區(qū)的古生代構(gòu)造演化和多島洋古地理格局具有重要意義。奧陶系主要分布于研究區(qū)的北部和西部，以海相沉積為主。在哈爾里克島弧的北部邊緣，出露有中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O_2Hd），巖性主要為一套海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造，屬角斑巖系。實(shí)測剖面顯示，該套地層中玄武巖類、安山巖、英安巖-流紋巖的比例約為2∶8∶10，同時(shí)發(fā)育石英斑巖等次火山巖類。其稀土和微量元素特征表明，該地層具有島弧火山巖的屬性，大量長英質(zhì)火山-侵入巖的出現(xiàn)，暗示了該區(qū)可能存在陸殼基底（吐哈地塊）。在研究區(qū)西部的部分區(qū)域，奧陶系則主要為一套深海相的泥質(zhì)巖、硅質(zhì)巖和濁積巖組合，反映了當(dāng)時(shí)較為深水的沉積環(huán)境，可能處于洋盆的邊緣或洋內(nèi)島弧的外側(cè)。志留系在東天山地區(qū)也有廣泛出露，主要為海相沉積地層。中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S_{2-3}h）在哈爾里克島弧及周邊區(qū)域均有分布，巖性以海相晶屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等為主，夾英安巖薄層。該地層的沉積特征顯示其形成于淺海-半深海的沉積環(huán)境，可能受到了島弧火山活動(dòng)的影響，凝灰?guī)r等火山碎屑物質(zhì)的大量出現(xiàn)，表明當(dāng)時(shí)島弧火山活動(dòng)較為頻繁，為沉積提供了豐富的物源。地層中發(fā)育的沉積構(gòu)造，如水平層理、交錯(cuò)層理等，反映了當(dāng)時(shí)水體能量的變化和沉積動(dòng)力條件。泥盆系在東天山地區(qū)分布較為廣泛，與下伏奧陶-志留系呈不整合接觸，這一不整合界面反映了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的階段性和差異性，可能經(jīng)歷了一次較為強(qiáng)烈的構(gòu)造抬升和剝蝕事件。泥盆系以安山巖-英安巖和火山碎屑巖為主，發(fā)育典型的島弧安山巖，其噴發(fā)環(huán)境從海相演變?yōu)殛懴?。在哈爾里克島弧的中部和南部，泥盆系的海相火山巖中常夾有碎屑巖和碳酸鹽巖夾層，反映了火山活動(dòng)與正常海洋沉積的交替進(jìn)行。而在島弧的北部，泥盆系上部則逐漸過渡為陸相火山巖和碎屑巖沉積，這一變化記錄了島弧逐漸向陸地演化的過程，可能與板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的島弧隆升和海水退去有關(guān)。石炭系是東天山地區(qū)出露最為廣泛的古生代地層之一，其分布范圍涵蓋了哈爾里克島弧以及周邊的多個(gè)構(gòu)造單元。石炭系在區(qū)域上可分為多個(gè)巖性段，不同巖性段的巖性特征和沉積環(huán)境存在明顯差異。在哈爾里克島弧的北部，石炭系企鵝山群以中基性火山熔巖為主并夾少量碎屑巖，反映了較強(qiáng)的火山活動(dòng)和相對動(dòng)蕩的沉積環(huán)境，可能處于島弧的火山活動(dòng)中心區(qū)域。而在康古爾斷裂以南，出露的石炭系干墩組和梧桐窩子組為一套復(fù)理石建造，后期疊加強(qiáng)烈的韌性剪切變形，原巖主要為復(fù)理石建造（干墩組）和枕狀拉斑玄武巖-放射蟲硅質(zhì)巖-泥質(zhì)巖等深水相組合（梧桐窩子組），其時(shí)代缺乏可靠的化石和同位素年代學(xué)依據(jù)，但被晚石炭世花崗巖侵入，在區(qū)域“地層”劃分中被定為下石炭統(tǒng)，也可能有更老的巖塊混雜其中，這套地層反映了深水、濁流沉積環(huán)境，可能處于洋盆或弧后盆地的位置。在阿齊山-雅滿蘇一帶，下石炭統(tǒng)雅滿蘇組火山巖以玄武巖和中酸性火山碎屑巖、熔巖為主，可識(shí)別出阿齊山、雅滿蘇和東部野馬泉等火山噴發(fā)機(jī)構(gòu)，與北帶的小熱泉子組相比，含有更多的粉砂巖、碳酸鹽巖夾層，顯示出相對復(fù)雜的沉積環(huán)境，可能受到了島弧火山活動(dòng)、海底熱液活動(dòng)以及陸源物質(zhì)輸入等多種因素的影響。上石炭統(tǒng)土古土布拉克組則以大量陸相玄武巖噴發(fā)為特征，伴有自然銅礦化，標(biāo)志著沉積環(huán)境逐漸從海相向陸相轉(zhuǎn)變，可能與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的地殼隆升和海陸變遷有關(guān)。二疊系在東天山地區(qū)主要為陸相火山—磨拉石建造，與下伏石炭紀(jì)地層為不整合接觸，這一不整合界面代表了一次重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，可能是古亞洲洋閉合、板塊碰撞造山后的構(gòu)造響應(yīng)，導(dǎo)致了區(qū)域沉積環(huán)境的重大轉(zhuǎn)變。二疊系的巖性主要包括陸相火山巖、火山碎屑巖和磨拉石沉積，火山巖以玄武巖、安山巖為主，反映了強(qiáng)烈的火山活動(dòng)。磨拉石沉積則由粗碎屑巖組成，如礫巖、砂巖等，其成分復(fù)雜，分選性差，通常是在山脈隆升后，快速堆積形成的山前沉積，記錄了造山帶隆升和剝蝕的過程，表明當(dāng)時(shí)東天山地區(qū)進(jìn)入了陸內(nèi)演化階段，造山帶的隆升為沉積提供了大量的粗碎屑物質(zhì)。東天山地區(qū)古生代地層的分布和特征反映了該地區(qū)在古生代時(shí)期經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化和沉積環(huán)境變遷，不同地層間的接觸關(guān)系以及巖性組合的變化，為研究多島洋古地理格局和構(gòu)造演化提供了重要線索。2.3主要構(gòu)造單元與構(gòu)造特征東天山地區(qū)主要構(gòu)造單元包括準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊、中天山島弧帶以及其間的北天山洋盆和康古爾洋盆等構(gòu)造區(qū)域，各構(gòu)造單元具有獨(dú)特的構(gòu)造特征和復(fù)雜的演化歷史。準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊作為東天山地區(qū)重要的構(gòu)造單元，具有獨(dú)特的基底屬性和構(gòu)造演化歷史。它被認(rèn)為是相對剛性的統(tǒng)一塊體，深部為0.8-0.55Ga新生地殼，但表層存在大于1.0Ga古老陸殼殘片，具有大洋高原性質(zhì)。在古生代時(shí)期，準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊北界范圍隨著北部邊緣的裂拚演化過程而隨時(shí)間發(fā)生變化，其南緣則與北天山洋盆相鄰，在漫長的地質(zhì)歷史中，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)過程。在早古生代，受到古亞洲洋板塊活動(dòng)的影響，地塊邊緣可能發(fā)生了俯沖、增生等構(gòu)造事件，導(dǎo)致了地殼的增厚和變形；在晚古生代，隨著北天山洋盆的閉合和碰撞造山作用的發(fā)生，準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊與中天山島弧帶發(fā)生碰撞拼合，進(jìn)一步塑造了其現(xiàn)今的構(gòu)造格局。中天山島弧帶位于塔里木板塊北緣，主要由中元古界的長城系星星峽群和薊縣系卡瓦布拉克群等變質(zhì)巖系組成，經(jīng)歷了多期次的變質(zhì)變形作用，其構(gòu)造演化與塔里木板塊北緣的構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)。在早古生代，中天山島弧帶可能處于洋盆環(huán)境，經(jīng)歷了洋殼俯沖、巖漿活動(dòng)和島弧增生等過程，形成了一系列島弧火山巖和侵入巖。鋯石SIMSU-Pb定年研究顯示，中天山中段喀拉塔格地區(qū)的火山巖成巖年齡為347.5±5.9Ma，具有俯沖帶島弧鈣堿性巖漿特征，同時(shí)存在陸殼混染作用，表明中天山島弧帶在早石炭世時(shí)期是類似于現(xiàn)在日本島弧的島弧帶。在晚古生代，隨著北天山洋盆的閉合和碰撞造山作用的發(fā)生，中天山島弧帶與準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊碰撞拼合，形成了復(fù)雜的褶皺、斷裂構(gòu)造，區(qū)域變質(zhì)作用也進(jìn)一步加強(qiáng)，使得中元古界的變質(zhì)巖系發(fā)生了強(qiáng)烈的變形和改造。北天山洋盆是東天山地區(qū)重要的構(gòu)造單元之一，其演化歷史對于理解東天山地區(qū)的構(gòu)造格局至關(guān)重要?；趯ν鹿貕K與中天山之間新發(fā)現(xiàn)的大草灘蛇綠巖以及其他蛇綠混雜巖帶的系統(tǒng)梳理，研究表明北天山洋盆主要出現(xiàn)于寒武-中泥盆世，是長期分隔準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊與中天山-塔里木板塊的主大洋。在寒武-中泥盆世期間，北天山洋盆處于擴(kuò)張階段，洋殼不斷生長，形成了一系列蛇綠巖套和深海沉積。這些蛇綠巖套包含了洋殼的典型巖石組合，如橄欖巖、輝長巖、玄武巖等，其地球化學(xué)特征顯示具有洋中脊或洋島玄武巖的屬性，表明當(dāng)時(shí)北天山洋盆具有典型的大洋構(gòu)造環(huán)境。隨著時(shí)間的推移，北天山洋盆開始發(fā)生俯沖消減，洋殼向準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊和中天山-塔里木板塊之下俯沖，引發(fā)了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和構(gòu)造變形，在俯沖帶附近形成了一系列島弧和弧后盆地?？倒艩栄笈枋菛|天山地區(qū)另一個(gè)重要的構(gòu)造單元，其構(gòu)造屬性和演化歷史與北天山洋盆存在差異?？倒艩柟叛笈枋鞘考o(jì)-早二疊世早期疊加在已經(jīng)縫合的北天山洋盆的古大陸邊緣體系之上重新打開的持續(xù)時(shí)間較短的有限小洋盆。在石炭紀(jì)-早二疊世早期，由于區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的改變，在已經(jīng)閉合的北天山洋盆的古大陸邊緣體系之上，康古爾洋盆重新打開。原巖主要為復(fù)理石建造（干墩組）和枕狀拉斑玄武巖-放射蟲硅質(zhì)巖-泥質(zhì)巖等深水相組合（梧桐窩子組），反映了當(dāng)時(shí)的深水沉積環(huán)境。這些巖石組合中發(fā)育的枕狀拉斑玄武巖具有洋殼玄武巖的特征，而放射蟲硅質(zhì)巖則是深海環(huán)境的典型沉積標(biāo)志?？倒艩栄笈柙谛纬珊?，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化，受到了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，發(fā)生了洋殼俯沖、碰撞等構(gòu)造事件，最終在早二疊世晚期閉合，形成了康古爾-黃山韌性剪切帶等構(gòu)造變形帶。三、哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化階段3.1早古生代構(gòu)造演化3.1.1寒武-奧陶紀(jì)：島弧初始形成在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期，東天山地區(qū)處于復(fù)雜的板塊構(gòu)造環(huán)境，哈爾里克島弧在此期間開始初始形成。這一過程與古亞洲洋板塊的俯沖作用密切相關(guān)，古亞洲洋板塊向準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊之下俯沖，為島弧的形成提供了重要的動(dòng)力學(xué)背景。從沉積建造方面來看，該時(shí)期哈爾里克島弧區(qū)域發(fā)育了一套海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造，如中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O_2Hd）。實(shí)測剖面顯示，該套地層中玄武巖類、安山巖、英安巖-流紋巖的比例約為2∶8∶10，同時(shí)發(fā)育石英斑巖等次火山巖類。這種巖石組合特征反映了典型的島弧火山活動(dòng)，表明當(dāng)時(shí)島弧處于強(qiáng)烈的火山噴發(fā)階段，大量的火山物質(zhì)噴發(fā)至海底，形成了這套特殊的火山碎屑巖—熔巖建造。稀土和微量元素特征也進(jìn)一步表明，該地層具有島弧火山巖的屬性，大量長英質(zhì)火山-侵入巖的出現(xiàn)，暗示了該區(qū)可能存在陸殼基底（吐哈地塊），這也為島弧的初始形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在巖漿活動(dòng)方面，寒武-奧陶紀(jì)的哈爾里克島弧巖漿活動(dòng)頻繁，主要以中酸性巖漿噴發(fā)和侵入為主。這些巖漿活動(dòng)與古亞洲洋板塊的俯沖密切相關(guān)，俯沖過程中洋殼脫水，導(dǎo)致地幔楔部分熔融，形成了大量的巖漿。巖漿沿著地殼薄弱帶上升，噴發(fā)至地表形成火山巖，或侵入到地殼中形成侵入巖。從巖石地球化學(xué)特征來看，這些巖漿巖具有明顯的島弧巖漿巖特征，如富集大離子親石元素（LILE），虧損高場強(qiáng)元素（HFSE），稀土元素配分模式顯示輕重稀土分餾明顯，具有明顯的負(fù)Eu異常等，這些特征表明巖漿源于俯沖帶相關(guān)的地幔楔部分熔融，并且在上升過程中受到了地殼物質(zhì)的混染。構(gòu)造變形在這一時(shí)期也較為顯著。由于古亞洲洋板塊的俯沖作用，哈爾里克島弧區(qū)域受到強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力，導(dǎo)致地殼發(fā)生變形。地層中發(fā)育了一系列的褶皺和斷裂構(gòu)造，褶皺形態(tài)以緊閉褶皺為主，軸面傾向與板塊俯沖方向一致，反映了強(qiáng)烈的擠壓作用。斷裂構(gòu)造主要為逆斷層和走滑斷層，這些斷層控制了巖漿的上升通道和沉積盆地的邊界。在一些地區(qū)，還可以觀察到地層的倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這進(jìn)一步證明了構(gòu)造變形的強(qiáng)烈程度。綜合沉積建造、巖漿活動(dòng)和構(gòu)造變形等方面的特征，可以推斷哈爾里克島弧在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期處于初始形成階段。古亞洲洋板塊的俯沖作用導(dǎo)致了島弧的形成，巖漿活動(dòng)為島弧提供了物質(zhì)來源，構(gòu)造變形則塑造了島弧的初始形態(tài)和構(gòu)造格局。這一階段的島弧可能還處于相對較小的規(guī)模，處于不斷生長和演化的過程中。3.1.2志留-泥盆紀(jì)：島弧發(fā)展與演化志留-泥盆紀(jì)時(shí)期，哈爾里克島弧進(jìn)入了重要的發(fā)展與演化階段，在巖漿活動(dòng)、沉積環(huán)境和構(gòu)造變形等方面都發(fā)生了顯著變化。巖漿活動(dòng)在這一時(shí)期呈現(xiàn)出階段性變化。早期，巖漿活動(dòng)依然以中酸性火山巖噴發(fā)為主，繼承了寒武-奧陶紀(jì)的島弧巖漿活動(dòng)特征。中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S_{2-3}h）以海相晶屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等為主，夾英安巖薄層，顯示了頻繁的火山噴發(fā)活動(dòng)。地球化學(xué)分析表明，這些火山巖具有典型的島弧火山巖地球化學(xué)特征，如富集大離子親石元素（LILE），虧損高場強(qiáng)元素（HFSE），稀土元素配分模式顯示輕重稀土分餾明顯，具有明顯的負(fù)Eu異常，表明巖漿主要源于俯沖帶相關(guān)的地幔楔部分熔融，且受到了地殼物質(zhì)的混染。隨著時(shí)間的推移，泥盆紀(jì)時(shí)期巖漿活動(dòng)逐漸增強(qiáng)，火山巖的成分也發(fā)生了變化，安山巖-英安巖的比例增加，同時(shí)出現(xiàn)了更多的陸相火山巖。泥盆系與下伏奧陶-志留系呈不整合接觸，這一不整合界面反映了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的階段性和差異性，可能經(jīng)歷了一次較為強(qiáng)烈的構(gòu)造抬升和剝蝕事件，導(dǎo)致了沉積環(huán)境的改變和巖漿活動(dòng)的調(diào)整。在哈爾里克島弧的中部和南部，泥盆系的海相火山巖中常夾有碎屑巖和碳酸鹽巖夾層，反映了火山活動(dòng)與正常海洋沉積的交替進(jìn)行；而在島弧的北部，泥盆系上部則逐漸過渡為陸相火山巖和碎屑巖沉積，這一變化記錄了島弧逐漸向陸地演化的過程，可能與板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的島弧隆升和海水退去有關(guān)。沉積環(huán)境在志留-泥盆紀(jì)也發(fā)生了明顯的演變。志留紀(jì)時(shí)期，島弧主要處于淺海-半深海的沉積環(huán)境，中-上志留統(tǒng)紅柳峽組的沉積特征顯示了這一時(shí)期水體相對較深，沉積了大量的海相碎屑巖和火山碎屑巖。地層中發(fā)育的水平層理、交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造，反映了當(dāng)時(shí)水體能量的變化和沉積動(dòng)力條件。到了泥盆紀(jì)，沉積環(huán)境逐漸從海相向陸相轉(zhuǎn)變。泥盆系下部仍然以海相火山巖和碎屑巖沉積為主，但上部逐漸出現(xiàn)了陸相火山巖和碎屑巖沉積，在哈爾里克島弧的北部，泥盆系上部的陸相沉積中發(fā)育了大量的河流相和湖泊相沉積構(gòu)造，如交錯(cuò)層理、波痕等，表明當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境已經(jīng)以陸地為主。這種沉積環(huán)境的演變與島弧的隆升和板塊運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，隨著島弧的隆升，海水逐漸退去，陸相沉積逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。構(gòu)造變形在志留-泥盆紀(jì)進(jìn)一步加強(qiáng)。區(qū)域上受到強(qiáng)烈的擠壓作用，導(dǎo)致地層發(fā)生褶皺和斷裂變形。褶皺構(gòu)造更加復(fù)雜，不僅有緊閉褶皺，還出現(xiàn)了開闊褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺，褶皺的軸向和軸面傾向也發(fā)生了變化，反映了構(gòu)造應(yīng)力場的復(fù)雜性。斷裂構(gòu)造也更加發(fā)育，除了逆斷層和走滑斷層外，還出現(xiàn)了正斷層，這些斷層控制了沉積盆地的邊界和巖漿活動(dòng)的通道。在一些地區(qū)，還可以觀察到韌性剪切帶的存在，韌性剪切帶內(nèi)巖石發(fā)生了強(qiáng)烈的塑性變形，形成了糜棱巖等構(gòu)造巖，表明當(dāng)時(shí)構(gòu)造變形的強(qiáng)度較大。志留-泥盆紀(jì)時(shí)期哈爾里克島弧在巖漿活動(dòng)、沉積環(huán)境和構(gòu)造變形等方面都經(jīng)歷了顯著的發(fā)展與演化。巖漿活動(dòng)的變化反映了島弧構(gòu)造背景的演變，沉積環(huán)境的改變記錄了島弧隆升和海陸變遷的過程，構(gòu)造變形的加強(qiáng)則塑造了島弧的復(fù)雜構(gòu)造格局。這一時(shí)期的演化對于哈爾里克島弧的形成和發(fā)展具有重要意義，為后續(xù)的構(gòu)造演化奠定了基礎(chǔ)。3.2晚古生代構(gòu)造演化3.2.1石炭紀(jì)：島弧成熟與碰撞石炭紀(jì)時(shí)期，哈爾里克島弧進(jìn)入了成熟階段，同時(shí)與周邊板塊或地塊發(fā)生了重要的碰撞事件，這一時(shí)期的構(gòu)造演化對島弧的構(gòu)造格局和地層特征產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。從島弧成熟的標(biāo)志來看，石炭紀(jì)的哈爾里克島弧在巖漿活動(dòng)、沉積建造和構(gòu)造變形等方面都表現(xiàn)出成熟島弧的特征。在巖漿活動(dòng)方面，火山活動(dòng)極為強(qiáng)烈，巖石類型豐富多樣。在哈爾里克島弧的北部，石炭系企鵝山群以中基性火山熔巖為主并夾少量碎屑巖，反映了較強(qiáng)的火山活動(dòng)和相對動(dòng)蕩的沉積環(huán)境，可能處于島弧的火山活動(dòng)中心區(qū)域。而在阿齊山-雅滿蘇一帶，下石炭統(tǒng)雅滿蘇組火山巖以玄武巖和中酸性火山碎屑巖、熔巖為主，可識(shí)別出阿齊山、雅滿蘇和東部野馬泉等火山噴發(fā)機(jī)構(gòu)，與北帶的小熱泉子組相比，含有更多的粉砂巖、碳酸鹽巖夾層，顯示出相對復(fù)雜的沉積環(huán)境，可能受到了島弧火山活動(dòng)、海底熱液活動(dòng)以及陸源物質(zhì)輸入等多種因素的影響。巖石地球化學(xué)分析表明，這些火山巖具有典型的島弧火山巖特征，如富集大離子親石元素（LILE），虧損高場強(qiáng)元素（HFSE），稀土元素配分模式顯示輕重稀土分餾明顯，具有明顯的負(fù)Eu異常，表明巖漿源于俯沖帶相關(guān)的地幔楔部分熔融，并且在上升過程中受到了地殼物質(zhì)的混染，反映了成熟島弧的巖漿活動(dòng)特征。在沉積建造方面，石炭紀(jì)的哈爾里克島弧沉積環(huán)境復(fù)雜多樣，反映了島弧成熟階段的特征。在康古爾斷裂以南，出露的石炭系干墩組和梧桐窩子組為一套復(fù)理石建造，后期疊加強(qiáng)烈的韌性剪切變形，原巖主要為復(fù)理石建造（干墩組）和枕狀拉斑玄武巖-放射蟲硅質(zhì)巖-泥質(zhì)巖等深水相組合（梧桐窩子組），其時(shí)代缺乏可靠的化石和同位素年代學(xué)依據(jù)，但被晚石炭世花崗巖侵入，在區(qū)域“地層”劃分中被定為下石炭統(tǒng)，也可能有更老的巖塊混雜其中，這套地層反映了深水、濁流沉積環(huán)境，可能處于洋盆或弧后盆地的位置。而在其他地區(qū)，石炭系還包括了海相火山巖、碎屑巖和碳酸鹽巖等多種沉積類型，這些沉積類型的組合反映了島弧成熟階段不同的沉積環(huán)境，如淺海、濱海、火山活動(dòng)區(qū)等，表明島弧在石炭紀(jì)已經(jīng)發(fā)育成熟，形成了復(fù)雜的沉積體系。構(gòu)造變形在石炭紀(jì)也表現(xiàn)出成熟島弧的特征。區(qū)域上受到強(qiáng)烈的擠壓作用，導(dǎo)致地層發(fā)生褶皺和斷裂變形。褶皺構(gòu)造復(fù)雜多樣，不僅有緊閉褶皺，還出現(xiàn)了開闊褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺，褶皺的軸向和軸面傾向也發(fā)生了變化，反映了構(gòu)造應(yīng)力場的復(fù)雜性。斷裂構(gòu)造更加發(fā)育，除了逆斷層和走滑斷層外，還出現(xiàn)了正斷層，這些斷層控制了沉積盆地的邊界和巖漿活動(dòng)的通道。在一些地區(qū)，還可以觀察到韌性剪切帶的存在，韌性剪切帶內(nèi)巖石發(fā)生了強(qiáng)烈的塑性變形，形成了糜棱巖等構(gòu)造巖，表明當(dāng)時(shí)構(gòu)造變形的強(qiáng)度較大。石炭紀(jì)時(shí)期哈爾里克島弧與周邊板塊或地塊發(fā)生了碰撞事件。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析，哈爾里克島弧可能與準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊或中天山島弧帶發(fā)生了碰撞。碰撞過程中，島弧與地塊之間的擠壓作用導(dǎo)致了強(qiáng)烈的構(gòu)造變形和巖漿活動(dòng)。在碰撞帶附近，地層發(fā)生了強(qiáng)烈的褶皺和斷裂，形成了一系列逆沖斷層和褶皺構(gòu)造，這些構(gòu)造的走向與碰撞方向一致。巖漿活動(dòng)也異常強(qiáng)烈，形成了大量的花崗巖和火山巖。這些花崗巖和火山巖的地球化學(xué)特征顯示，它們與碰撞造山環(huán)境密切相關(guān)，如花崗巖具有高鉀鈣堿性系列的特征，稀土元素配分模式顯示明顯的負(fù)Eu異常，表明巖漿在形成過程中受到了地殼物質(zhì)的強(qiáng)烈混染，這是碰撞造山環(huán)境下巖漿活動(dòng)的典型特征。碰撞對島弧構(gòu)造和地層產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。在構(gòu)造方面，碰撞導(dǎo)致島弧地殼增厚，構(gòu)造變形加劇，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局。原有的褶皺和斷裂構(gòu)造在碰撞作用下進(jìn)一步變形，形成了疊加褶皺和復(fù)合斷裂系統(tǒng)。在一些地區(qū)，由于碰撞的擠壓作用，還形成了構(gòu)造高地和構(gòu)造盆地，這些構(gòu)造地貌對后期的沉積和巖漿活動(dòng)產(chǎn)生了重要影響。在地層方面，碰撞導(dǎo)致了地層的不整合接觸和沉積環(huán)境的改變。石炭紀(jì)地層與下伏地層之間普遍存在不整合界面，這是碰撞造山運(yùn)動(dòng)的重要標(biāo)志。碰撞還導(dǎo)致了沉積環(huán)境的變化，從原來的海相沉積逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹ｊ懡换ハ喑练e或陸相沉積，地層中的巖石類型和沉積構(gòu)造也發(fā)生了相應(yīng)的變化，如出現(xiàn)了更多的陸源碎屑巖和沖積扇沉積構(gòu)造。3.2.2二疊紀(jì)：后碰撞伸展與演化二疊紀(jì)時(shí)期，哈爾里克島弧進(jìn)入了后碰撞伸展階段，這一時(shí)期的構(gòu)造演化以伸展機(jī)制為主導(dǎo)，伴隨有復(fù)雜的巖漿活動(dòng)、沉積建造和構(gòu)造變形，深刻地揭示了島弧在該階段獨(dú)特的演化特征。后碰撞伸展機(jī)制是二疊紀(jì)哈爾里克島弧構(gòu)造演化的核心。在石炭紀(jì)島弧與周邊板塊或地塊碰撞之后，區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生了顯著轉(zhuǎn)變，從擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺弓h(huán)境。這種應(yīng)力場的轉(zhuǎn)變可能與深部地幔物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和巖石圈的調(diào)整有關(guān)。隨著碰撞造山作用的結(jié)束，巖石圈厚度增加，重力不穩(wěn)定導(dǎo)致巖石圈發(fā)生拆沉作用，地幔物質(zhì)上涌，從而引發(fā)了地殼的伸展。區(qū)域地質(zhì)資料顯示，二疊紀(jì)時(shí)期哈爾里克島弧內(nèi)發(fā)育了一系列正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造，這些構(gòu)造的走向與石炭紀(jì)碰撞構(gòu)造的走向呈一定角度，表明它們是在新的伸展應(yīng)力場作用下形成的。正斷層的活動(dòng)導(dǎo)致地殼發(fā)生拉伸和減薄，形成了地塹和半地塹等伸展構(gòu)造地貌，為后續(xù)的巖漿活動(dòng)和沉積建造提供了空間。巖漿活動(dòng)在二疊紀(jì)呈現(xiàn)出獨(dú)特的特征。在伸展背景下，巖漿活動(dòng)以基性巖漿噴發(fā)和侵入為主。研究區(qū)內(nèi)廣泛分布著二疊紀(jì)的玄武巖和輝綠巖墻群，這些巖石的地球化學(xué)特征顯示，它們具有明顯的地幔源區(qū)特征，如高的MgO含量、低的SiO2含量，以及相對富集的高場強(qiáng)元素（HFSE），表明巖漿源于深部地幔。同時(shí)，部分巖漿巖中也顯示出一定程度的地殼混染特征，這可能是由于巖漿在上升過程中與地殼物質(zhì)發(fā)生了相互作用。這些巖漿活動(dòng)與后碰撞伸展機(jī)制密切相關(guān)，地幔物質(zhì)的上涌為巖漿的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，而地殼的伸展則為巖漿的上升提供了通道。在一些地區(qū)，還可以觀察到巖漿巖與沉積巖的互層現(xiàn)象，這表明巖漿活動(dòng)與沉積作用在時(shí)間上是相互交替的，反映了伸展環(huán)境下構(gòu)造活動(dòng)的復(fù)雜性。沉積建造在二疊紀(jì)也發(fā)生了顯著變化。由于地殼的伸展和地形的起伏，沉積環(huán)境以陸相為主，形成了一套陸相火山—磨拉石建造。二疊系主要由陸相火山巖、火山碎屑巖和磨拉石沉積組成，火山巖以玄武巖、安山巖為主，反映了強(qiáng)烈的火山活動(dòng)。磨拉石沉積則由粗碎屑巖組成，如礫巖、砂巖等，其成分復(fù)雜，分選性差，通常是在山脈隆升后，快速堆積形成的山前沉積。這些磨拉石沉積的分布和特征記錄了造山帶隆升和剝蝕的過程，表明當(dāng)時(shí)東天山地區(qū)進(jìn)入了陸內(nèi)演化階段，造山帶的隆升為沉積提供了大量的粗碎屑物質(zhì)。在一些盆地中，還可以觀察到湖泊相沉積，這表明在伸展環(huán)境下，盆地內(nèi)的水體條件也發(fā)生了變化，形成了相對穩(wěn)定的湖泊環(huán)境，沉積了富含有機(jī)質(zhì)的泥巖和粉砂巖等。構(gòu)造變形在二疊紀(jì)主要表現(xiàn)為伸展構(gòu)造變形。除了上述的正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造外，還發(fā)育了一些伸展褶皺和韌性剪切帶。伸展褶皺的形態(tài)通常較為開闊，軸面傾向與伸展方向一致，反映了地殼在伸展過程中的彎曲變形。韌性剪切帶則主要發(fā)育在巖石圈的薄弱部位，如斷裂帶附近，韌性剪切帶內(nèi)巖石發(fā)生了強(qiáng)烈的塑性變形，形成了糜棱巖等構(gòu)造巖。這些構(gòu)造變形特征表明，二疊紀(jì)時(shí)期哈爾里克島弧在伸展應(yīng)力場的作用下，地殼發(fā)生了復(fù)雜的變形，形成了獨(dú)特的構(gòu)造格局。二疊紀(jì)哈爾里克島弧在后碰撞伸展階段經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化，伸展機(jī)制主導(dǎo)了這一時(shí)期的構(gòu)造活動(dòng)，巖漿活動(dòng)、沉積建造和構(gòu)造變形等方面的特征都深刻地反映了島弧在這一階段的演化過程，為研究中亞造山帶的陸內(nèi)演化提供了重要的實(shí)例。四、多島洋古地理格局及其對哈爾里克島弧的影響4.1多島洋古地理格局特征東天山地區(qū)在古生代呈現(xiàn)出復(fù)雜的多島洋古地理格局，這一格局的形成與區(qū)域板塊運(yùn)動(dòng)、構(gòu)造演化密切相關(guān)，對哈爾里克島弧的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。洋盆分布是多島洋古地理格局的重要組成部分。在古生代，東天山地區(qū)存在多個(gè)洋盆，其中北天山洋盆和康古爾洋盆是最為關(guān)鍵的兩個(gè)洋盆。北天山洋盆主要出現(xiàn)于寒武-中泥盆世，是長期分隔準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊與中天山-塔里木板塊的主大洋。該洋盆在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期處于擴(kuò)張階段，洋殼不斷生長，形成了一系列蛇綠巖套，這些蛇綠巖套包含了橄欖巖、輝長巖、玄武巖等典型洋殼巖石組合，其地球化學(xué)特征顯示具有洋中脊或洋島玄武巖的屬性，表明當(dāng)時(shí)北天山洋盆具有典型的大洋構(gòu)造環(huán)境。隨著時(shí)間的推移，北天山洋盆在中泥盆世之后開始發(fā)生俯沖消減，洋殼向準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊和中天山-塔里木板塊之下俯沖，引發(fā)了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和構(gòu)造變形，在俯沖帶附近形成了一系列島弧和弧后盆地?？倒艩栄笈鑴t是石炭紀(jì)-早二疊世早期疊加在已經(jīng)縫合的北天山洋盆的古大陸邊緣體系之上重新打開的持續(xù)時(shí)間較短的有限小洋盆。原巖主要為復(fù)理石建造（干墩組）和枕狀拉斑玄武巖-放射蟲硅質(zhì)巖-泥質(zhì)巖等深水相組合（梧桐窩子組），反映了當(dāng)時(shí)的深水沉積環(huán)境。這些巖石組合中發(fā)育的枕狀拉斑玄武巖具有洋殼玄武巖的特征，而放射蟲硅質(zhì)巖則是深海環(huán)境的典型沉積標(biāo)志?？倒艩栄笈柙谛纬珊螅?jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化，受到了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，發(fā)生了洋殼俯沖、碰撞等構(gòu)造事件，最終在早二疊世晚期閉合。島弧和微地塊在多島洋古地理格局中也占據(jù)重要位置。哈爾里克島弧作為東天山地區(qū)的重要島弧，處于多島洋環(huán)境的關(guān)鍵部位。在寒武-奧陶紀(jì)，哈爾里克島弧開始初始形成，受到古亞洲洋板塊俯沖的影響，發(fā)育了一套海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造，標(biāo)志著島弧的初步形成。在志留-泥盆紀(jì)，島弧進(jìn)一步發(fā)展，巖漿活動(dòng)頻繁，沉積環(huán)境逐漸從海相向陸相轉(zhuǎn)變，島弧不斷隆升和演化。到了石炭紀(jì)，哈爾里克島弧進(jìn)入成熟階段，火山活動(dòng)強(qiáng)烈，巖石類型豐富多樣，沉積環(huán)境復(fù)雜，與周邊板塊或地塊發(fā)生了碰撞事件，進(jìn)一步塑造了島弧的構(gòu)造格局。除了哈爾里克島弧，東天山地區(qū)還存在其他島弧和微地塊。這些島弧和微地塊的分布與洋盆的演化密切相關(guān)，它們在洋盆的擴(kuò)張和俯沖過程中逐漸形成和演化。一些島弧可能是在洋殼俯沖過程中，由俯沖帶上盤物質(zhì)增生形成；而微地塊則可能是從大陸邊緣裂解出來的小塊陸地，它們在多島洋環(huán)境中受到板塊運(yùn)動(dòng)和洋盆演化的影響，不斷發(fā)生位移和變形。島弧和微地塊與洋盆之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系。洋盆的擴(kuò)張和俯沖控制了島弧和微地塊的形成和演化。當(dāng)洋盆擴(kuò)張時(shí)，洋殼不斷生長，為島弧的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；當(dāng)洋盆俯沖時(shí)，洋殼向大陸板塊之下俯沖，引發(fā)了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和構(gòu)造變形，導(dǎo)致島弧的隆升和演化。島弧和微地塊的存在也對洋盆的演化產(chǎn)生了影響。島弧的隆升和擴(kuò)張可能會(huì)改變洋盆的形態(tài)和范圍，而微地塊的漂移和碰撞則可能會(huì)導(dǎo)致洋盆的閉合和重組。在石炭紀(jì)，哈爾里克島弧與周邊板塊或地塊的碰撞事件，導(dǎo)致了康古爾洋盆的閉合和構(gòu)造變形，進(jìn)一步改變了多島洋古地理格局。東天山地區(qū)古生代多島洋古地理格局具有洋盆分布復(fù)雜、島弧和微地塊眾多且相互關(guān)系密切的特征，這種復(fù)雜的古地理格局對哈爾里克島弧的構(gòu)造演化產(chǎn)生了重要影響，是理解東天山地區(qū)古生代構(gòu)造演化的關(guān)鍵。4.2多島洋演化對哈爾里克島弧構(gòu)造的影響4.2.1洋盆開合與島弧形成演化多島洋洋盆的開合過程對哈爾里克島弧的形成和演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，這種影響在巖漿活動(dòng)和構(gòu)造變形等方面表現(xiàn)得尤為顯著。洋盆開合與島弧巖漿活動(dòng)之間存在著密切的內(nèi)在聯(lián)系。在洋盆擴(kuò)張階段，地幔物質(zhì)上涌，為島弧巖漿活動(dòng)提供了豐富的物質(zhì)來源。以東天山地區(qū)的北天山洋盆為例，在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期，北天山洋盆處于擴(kuò)張階段，洋殼不斷生長，地幔物質(zhì)上涌，導(dǎo)致了哈爾里克島弧區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁。中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O_2Hd）發(fā)育了一套海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造，實(shí)測剖面顯示，該套地層中玄武巖類、安山巖、英安巖-流紋巖的比例約為2∶8∶10，同時(shí)發(fā)育石英斑巖等次火山巖類。這些巖漿巖的形成與洋盆擴(kuò)張導(dǎo)致的地幔物質(zhì)上涌密切相關(guān)，地幔物質(zhì)在上升過程中部分熔融，形成了巖漿，沿著地殼薄弱帶噴發(fā)至地表或侵入到地殼中，形成了島弧巖漿巖。當(dāng)洋盆進(jìn)入俯沖階段，洋殼向大陸板塊之下俯沖，引發(fā)了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。俯沖過程中，洋殼脫水，導(dǎo)致地幔楔部分熔融，形成大量巖漿。這些巖漿具有典型的島弧巖漿巖特征，如富集大離子親石元素（LILE），虧損高場強(qiáng)元素（HFSE），稀土元素配分模式顯示輕重稀土分餾明顯，具有明顯的負(fù)Eu異常等。志留-泥盆紀(jì)時(shí)期，哈爾里克島弧的巖漿活動(dòng)就受到了北天山洋盆俯沖的影響。中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S_{2-3}h）以海相晶屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等為主，夾英安巖薄層，顯示了頻繁的火山噴發(fā)活動(dòng)。地球化學(xué)分析表明，這些火山巖具有典型的島弧火山巖地球化學(xué)特征，表明巖漿主要源于俯沖帶相關(guān)的地幔楔部分熔融，且受到了地殼物質(zhì)的混染。洋盆開合還對島弧的構(gòu)造變形產(chǎn)生了重要影響。在洋盆擴(kuò)張階段，區(qū)域處于拉張應(yīng)力環(huán)境，導(dǎo)致地殼發(fā)生伸展變形。這種伸展變形可能表現(xiàn)為地殼的減薄、裂谷的形成以及正斷層的發(fā)育。在東天山地區(qū)，一些與洋盆擴(kuò)張相關(guān)的裂谷或斷陷盆地中，發(fā)育了一系列正斷層，這些正斷層控制了沉積盆地的邊界和沉積相的分布。隨著洋盆的俯沖，區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生轉(zhuǎn)變，由拉張應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓應(yīng)力，導(dǎo)致島弧發(fā)生強(qiáng)烈的擠壓變形。地層中發(fā)育了一系列的褶皺和斷裂構(gòu)造，褶皺形態(tài)以緊閉褶皺為主，軸面傾向與板塊俯沖方向一致，反映了強(qiáng)烈的擠壓作用。斷裂構(gòu)造主要為逆斷層和走滑斷層，這些斷層控制了巖漿的上升通道和沉積盆地的邊界。在石炭紀(jì)，哈爾里克島弧與周邊板塊或地塊發(fā)生碰撞，受到強(qiáng)烈的擠壓作用，導(dǎo)致地層發(fā)生褶皺和斷裂變形。褶皺構(gòu)造復(fù)雜多樣，不僅有緊閉褶皺，還出現(xiàn)了開闊褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺，褶皺的軸向和軸面傾向也發(fā)生了變化，反映了構(gòu)造應(yīng)力場的復(fù)雜性。斷裂構(gòu)造更加發(fā)育，除了逆斷層和走滑斷層外，還出現(xiàn)了正斷層，這些斷層控制了沉積盆地的邊界和巖漿活動(dòng)的通道。洋盆開合過程中的不同階段，通過影響區(qū)域應(yīng)力場和巖漿活動(dòng)，深刻地塑造了哈爾里克島弧的形成和演化過程，是理解島弧構(gòu)造演化的關(guān)鍵因素之一。4.2.2板塊運(yùn)動(dòng)與島弧構(gòu)造變形多島洋內(nèi)板塊運(yùn)動(dòng)對哈爾里克島弧構(gòu)造變形起到了關(guān)鍵作用，板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的應(yīng)力變化深刻影響著島弧的構(gòu)造格局。在多島洋環(huán)境中，板塊的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了復(fù)雜的應(yīng)力場，這種應(yīng)力場的變化直接作用于哈爾里克島弧，引發(fā)了島弧的構(gòu)造變形。當(dāng)板塊發(fā)生碰撞時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力，導(dǎo)致島弧地殼縮短、增厚，形成一系列褶皺和逆沖斷層。以石炭紀(jì)哈爾里克島弧與周邊板塊或地塊的碰撞為例，碰撞過程中產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力使得島弧區(qū)域的地層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺，形成緊閉褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺。這些褶皺的軸向和軸面傾向與碰撞方向密切相關(guān)，反映了擠壓應(yīng)力的作用方向。同時(shí)，逆沖斷層大量發(fā)育，這些逆沖斷層將地層向上推覆，導(dǎo)致地殼增厚，形成了復(fù)雜的構(gòu)造地貌。在一些地區(qū)，還可以觀察到飛來峰和構(gòu)造窗等構(gòu)造現(xiàn)象，這些都是逆沖斷層作用的結(jié)果，進(jìn)一步證明了碰撞擠壓應(yīng)力對島弧構(gòu)造變形的影響。板塊的俯沖運(yùn)動(dòng)也對島弧構(gòu)造變形產(chǎn)生重要影響。當(dāng)洋殼板塊向島弧之下俯沖時(shí)，會(huì)在俯沖帶附近產(chǎn)生強(qiáng)烈的構(gòu)造變形。俯沖帶的巖石受到強(qiáng)烈的擠壓和剪切作用，形成了韌性剪切帶和糜棱巖等構(gòu)造巖。這些構(gòu)造巖的形成表明巖石在高溫高壓條件下發(fā)生了塑性變形，反映了俯沖帶的強(qiáng)烈構(gòu)造作用。俯沖過程中還會(huì)引發(fā)地震活動(dòng)，地震產(chǎn)生的地震波會(huì)對島弧的巖石產(chǎn)生破壞作用，進(jìn)一步加劇了島弧的構(gòu)造變形。在哈爾里克島弧的一些地區(qū)，通過對巖石的微觀結(jié)構(gòu)分析，可以觀察到巖石中的礦物定向排列、變形紋等現(xiàn)象，這些都是俯沖帶構(gòu)造變形的微觀證據(jù)。板塊的離散運(yùn)動(dòng)則會(huì)導(dǎo)致島弧區(qū)域處于拉張應(yīng)力環(huán)境，引發(fā)地殼的伸展變形。在二疊紀(jì)，哈爾里克島弧進(jìn)入后碰撞伸展階段，板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致區(qū)域應(yīng)力場轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘垜?yīng)力。在這種拉張應(yīng)力作用下，島弧內(nèi)發(fā)育了一系列正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造。正斷層的活動(dòng)使得地殼發(fā)生拉伸和減薄，形成了地塹和半地塹等伸展構(gòu)造地貌。這些伸展構(gòu)造地貌的形成改變了島弧的地形和水系分布，對島弧的沉積環(huán)境和巖漿活動(dòng)也產(chǎn)生了重要影響。在一些地塹和半地塹中，沉積了大量的陸相碎屑巖和火山巖，反映了伸展環(huán)境下的沉積和巖漿活動(dòng)特征。多島洋內(nèi)板塊運(yùn)動(dòng)通過產(chǎn)生不同類型的應(yīng)力場，對哈爾里克島弧的構(gòu)造變形產(chǎn)生了多方面的影響，塑造了島弧復(fù)雜的構(gòu)造格局，是研究島弧構(gòu)造演化不可或缺的重要因素。4.3哈爾里克島弧對多島洋古地理格局的響應(yīng)哈爾里克島弧在多島洋演化過程中，通過巖漿活動(dòng)、沉積作用和構(gòu)造變形等方面對多島洋古地理格局做出了積極響應(yīng)，其演化歷程與多島洋古地理格局的變遷緊密相連。巖漿活動(dòng)是哈爾里克島弧響應(yīng)多島洋古地理格局的重要方式之一。在多島洋環(huán)境下，洋盆的開合和板塊的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了島弧巖漿活動(dòng)的階段性變化。當(dāng)中天山-塔里木板塊與準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊之間的北天山洋盆處于擴(kuò)張階段時(shí)，地幔物質(zhì)上涌，為哈爾里克島弧的巖漿活動(dòng)提供了豐富的物質(zhì)來源。寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期，中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O_2Hd）發(fā)育了一套海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造，顯示出強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。隨著北天山洋盆進(jìn)入俯沖階段，洋殼向大陸板塊之下俯沖，引發(fā)了地幔楔部分熔融，形成大量具有典型島弧巖漿巖特征的巖漿。志留-泥盆紀(jì)時(shí)期，中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S_{2-3}h）和泥盆系的巖漿活動(dòng)就受到了北天山洋盆俯沖的影響，巖漿巖的地球化學(xué)特征表明巖漿主要源于俯沖帶相關(guān)的地幔楔部分熔融，且受到了地殼物質(zhì)的混染。石炭紀(jì)時(shí)期，哈爾里克島弧的巖漿活動(dòng)更加復(fù)雜，與島弧的成熟和碰撞過程密切相關(guān)，反映了多島洋古地理格局的變化。沉積作用也能反映哈爾里克島弧對多島洋古地理格局的響應(yīng)。不同時(shí)期的沉積建造記錄了島弧所處的古地理環(huán)境和沉積動(dòng)力條件的變化，而這些變化與多島洋古地理格局的演變密切相關(guān)。早古生代，哈爾里克島弧主要處于海相沉積環(huán)境，沉積了大量的海相火山碎屑巖和碎屑巖，這與當(dāng)時(shí)多島洋環(huán)境下的海洋沉積特征一致。中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組和中-上志留統(tǒng)紅柳峽組的沉積特征都顯示了海相沉積環(huán)境，反映了島弧在多島洋中的位置和沉積背景。隨著多島洋的演化，島弧逐漸隆升，沉積環(huán)境從海相向陸相轉(zhuǎn)變。泥盆紀(jì)時(shí)期，泥盆系上部逐漸出現(xiàn)陸相火山巖和碎屑巖沉積，表明島弧開始向陸地演化。石炭紀(jì)時(shí)期，沉積環(huán)境更加復(fù)雜多樣，在康古爾斷裂以南，石炭系干墩組和梧桐窩子組為一套復(fù)理石建造，反映了深水、濁流沉積環(huán)境，可能處于洋盆或弧后盆地的位置；而在其他地區(qū)，石炭系還包括了海相火山巖、碎屑巖和碳酸鹽巖等多種沉積類型，記錄了島弧在多島洋環(huán)境下不同的沉積環(huán)境和沉積動(dòng)力條件。構(gòu)造變形同樣體現(xiàn)了哈爾里克島弧對多島洋古地理格局的響應(yīng)。多島洋內(nèi)板塊的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了復(fù)雜的應(yīng)力場，導(dǎo)致島弧發(fā)生構(gòu)造變形，這些變形特征與多島洋古地理格局的變化密切相關(guān)。在板塊碰撞階段，哈爾里克島弧受到強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力，地層發(fā)生褶皺和斷裂變形，形成緊閉褶皺、倒轉(zhuǎn)褶皺和逆沖斷層等構(gòu)造。石炭紀(jì)哈爾里克島弧與周邊板塊或地塊的碰撞，使得島弧區(qū)域的地層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺和斷裂，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局。在板塊俯沖階段，俯沖帶附近產(chǎn)生強(qiáng)烈的構(gòu)造變形，形成韌性剪切帶和糜棱巖等構(gòu)造巖。在板塊離散階段，島弧區(qū)域處于拉張應(yīng)力環(huán)境，發(fā)育正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造。二疊紀(jì)哈爾里克島弧進(jìn)入后碰撞伸展階段，板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致區(qū)域應(yīng)力場轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘垜?yīng)力，島弧內(nèi)發(fā)育了一系列正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造，反映了島弧對多島洋古地理格局變化的響應(yīng)。哈爾里克島弧在巖漿活動(dòng)、沉積作用和構(gòu)造變形等方面對多島洋古地理格局做出了顯著響應(yīng)，這些響應(yīng)特征為研究多島洋古地理格局的演變提供了重要線索，也揭示了島弧與多島洋古地理格局之間的緊密聯(lián)系。五、典型地質(zhì)實(shí)例分析5.1蛇綠巖帶與島弧構(gòu)造演化哈爾里克島弧內(nèi)的蛇綠巖帶是揭示島弧構(gòu)造演化的關(guān)鍵地質(zhì)記錄，對其進(jìn)行深入分析有助于我們更全面地理解島弧在古生代的形成與發(fā)展過程。哈爾里克島弧內(nèi)的蛇綠巖帶主要由橄欖巖、輝長巖、玄武巖和放射蟲硅質(zhì)巖等巖石組成，這些巖石類型的組合是蛇綠巖套的典型特征。橄欖巖位于蛇綠巖帶的底部，主要由橄欖石和輝石組成，具有粗粒結(jié)構(gòu)，部分橄欖巖發(fā)生了蛇紋石化。輝長巖與橄欖巖呈漸變接觸關(guān)系，主要礦物為斜長石和輝石，具輝長結(jié)構(gòu)，反映了其深部巖漿結(jié)晶的特征。玄武巖多呈枕狀構(gòu)造，枕體大小不一，一般直徑在幾厘米到幾十厘米之間，枕間常充填有放射蟲硅質(zhì)巖和火山碎屑物質(zhì)。放射蟲硅質(zhì)巖則呈薄層狀或透鏡狀產(chǎn)出，與玄武巖緊密伴生，其顏色多為灰黑色或深灰色，質(zhì)地堅(jiān)硬，富含放射蟲化石，是深海環(huán)境的典型標(biāo)志。通過對蛇綠巖帶巖石的地球化學(xué)分析，我們可以進(jìn)一步了解其形成的構(gòu)造背景。哈爾里克島弧蛇綠巖帶的玄武巖具有明顯的島弧玄武巖地球化學(xué)特征。在稀土元素配分模式上，表現(xiàn)為輕稀土元素相對富集，重稀土元素相對虧損，（La/Yb）N比值通常大于1，顯示出明顯的輕重稀土分餾。微量元素蛛網(wǎng)圖中，大離子親石元素（如Rb、Ba、Sr等）相對富集，高場強(qiáng)元素（如Nb、Ta、Zr、Hf等）相對虧損，尤其是Nb、Ta虧損明顯，這是島弧玄武巖區(qū)別于洋中脊玄武巖和洋島玄武巖的重要地球化學(xué)標(biāo)志，表明其形成與俯沖帶相關(guān)的構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)。運(yùn)用同位素年代學(xué)方法對蛇綠巖帶中的巖石進(jìn)行定年，是確定其形成時(shí)代的關(guān)鍵手段。通過對蛇綠巖帶中玄武巖的鋯石U-Pb定年分析，獲得了其形成年齡為[具體年齡]，這一年齡表明蛇綠巖帶形成于古生代的[具體時(shí)期]，與哈爾里克島弧的構(gòu)造演化階段相匹配。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，這一時(shí)期正是北天山洋盆俯沖消減的關(guān)鍵時(shí)期，蛇綠巖帶的形成可能與洋盆俯沖過程中的地幔物質(zhì)上涌和洋殼擴(kuò)張有關(guān)。蛇綠巖帶與哈爾里克島弧構(gòu)造演化之間存在著緊密的內(nèi)在聯(lián)系。從形成機(jī)制來看，蛇綠巖帶的形成是洋盆擴(kuò)張和俯沖的產(chǎn)物。在古生代，北天山洋盆處于活動(dòng)狀態(tài)，洋殼在擴(kuò)張過程中，地幔物質(zhì)上涌，形成了蛇綠巖套的底部橄欖巖和輝長巖。隨著洋盆的俯沖，洋殼向島弧之下俯沖，導(dǎo)致地幔楔部分熔融，產(chǎn)生的巖漿噴發(fā)至海底，形成了玄武巖和放射蟲硅質(zhì)巖等。這些巖石組合在一起，構(gòu)成了蛇綠巖帶。蛇綠巖帶的存在為島弧的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也記錄了洋盆俯沖和島弧增生的過程。在島弧構(gòu)造演化過程中，蛇綠巖帶起到了重要的指示作用。蛇綠巖帶的巖石地球化學(xué)特征和形成時(shí)代，為確定島弧的構(gòu)造背景和演化階段提供了關(guān)鍵依據(jù)。其地球化學(xué)特征表明，哈爾里克島弧在蛇綠巖帶形成時(shí)期處于俯沖帶相關(guān)的構(gòu)造環(huán)境，這與區(qū)域地質(zhì)資料中關(guān)于北天山洋盆俯沖的認(rèn)識(shí)相吻合。蛇綠巖帶的形成時(shí)代也與島弧演化的關(guān)鍵時(shí)期相對應(yīng)，進(jìn)一步證明了其在島弧構(gòu)造演化中的重要地位。哈爾里克島弧內(nèi)的蛇綠巖帶通過其獨(dú)特的巖石組成、地球化學(xué)特征和形成時(shí)代，為我們揭示了島弧構(gòu)造演化的奧秘，是研究東天山地區(qū)古生代構(gòu)造演化和多島洋古地理格局的重要地質(zhì)實(shí)例。5.2巖漿巖與島弧構(gòu)造環(huán)境哈爾里克島弧內(nèi)不同時(shí)期巖漿巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)特征，為揭示其形成的構(gòu)造環(huán)境以及巖漿活動(dòng)與島弧構(gòu)造演化的聯(lián)系提供了關(guān)鍵線索。從巖石學(xué)特征來看，哈爾里克島弧內(nèi)巖漿巖類型豐富多樣。在早古生代，巖漿巖主要以海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造為主，如中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O_2Hd），該組巖石中玄武巖類、安山巖、英安巖-流紋巖的比例約為2∶8∶10，同時(shí)發(fā)育石英斑巖等次火山巖類。這些巖石具有斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造或流紋構(gòu)造，斑晶主要為石英、斜長石等，基質(zhì)以隱晶長英質(zhì)礦物為主。到了晚古生代，石炭紀(jì)的巖漿巖類型更加復(fù)雜，既有中基性火山熔巖，如哈爾里克島弧北部石炭系企鵝山群以中基性火山熔巖為主并夾少量碎屑巖；也有玄武巖和中酸性火山碎屑巖、熔巖，如阿齊山-雅滿蘇一帶下石炭統(tǒng)雅滿蘇組火山巖。二疊紀(jì)時(shí)期，巖漿巖則以陸相火山巖為主，主要為玄武巖、安山巖等，巖石多具氣孔構(gòu)造、杏仁構(gòu)造，反映了陸相噴發(fā)環(huán)境下巖漿快速冷凝的特征。地球化學(xué)特征分析進(jìn)一步揭示了巖漿巖形成的構(gòu)造環(huán)境。早古生代巖漿巖具有典型的島弧火山巖地球化學(xué)特征。在稀土元素配分模式上，表現(xiàn)為輕稀土元素相對富集，重稀土元素相對虧損，（La/Yb）N比值通常大于1，顯示出明顯的輕重稀土分餾。微量元素蛛網(wǎng)圖中，大離子親石元素（如Rb、Ba、Sr等）相對富集，高場強(qiáng)元素（如Nb、Ta、Zr、Hf等）相對虧損，尤其是Nb、Ta虧損明顯，這是島弧火山巖區(qū)別于洋中脊玄武巖和洋島玄武巖的重要地球化學(xué)標(biāo)志，表明其形成與俯沖帶相關(guān)的構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)，可能是古亞洲洋板塊俯沖導(dǎo)致地幔楔部分熔融，形成的巖漿在上升過程中受到了地殼物質(zhì)的混染。晚古生代石炭紀(jì)的巖漿巖同樣具有島弧巖漿巖的地球化學(xué)特征，但在一些地區(qū)，由于島弧成熟和碰撞過程的影響，巖漿巖的地球化學(xué)特征出現(xiàn)了一定的變化。在與碰撞帶相鄰的區(qū)域，巖漿巖中鉀含量相對較高，顯示出高鉀鈣堿性系列的特征，這可能與碰撞過程中地殼物質(zhì)的強(qiáng)烈混染有關(guān)。二疊紀(jì)巖漿巖在地球化學(xué)特征上則表現(xiàn)出與后碰撞伸展環(huán)境相關(guān)的特點(diǎn)，部分巖漿巖具有地幔源區(qū)特征，如高的MgO含量、低的SiO2含量，以及相對富集的高場強(qiáng)元素（HFSE），表明巖漿源于深部地幔，可能是由于后碰撞伸展導(dǎo)致地幔物質(zhì)上涌，形成了這些巖漿巖。巖漿活動(dòng)與島弧構(gòu)造演化之間存在著緊密的聯(lián)系。在島弧形成初期，巖漿活動(dòng)主要受洋盆俯沖的控制，洋殼俯沖導(dǎo)致地幔楔部分熔融，形成大量巖漿，這些巖漿噴發(fā)或侵入形成了島弧巖漿巖，如早古生代哈爾里克島弧的巖漿活動(dòng)。隨著島弧的演化，在島弧成熟階段，巖漿活動(dòng)更加復(fù)雜，不僅有與俯沖相關(guān)的巖漿活動(dòng)，還受到碰撞等構(gòu)造事件的影響，石炭紀(jì)哈爾里克島弧的巖漿活動(dòng)就反映了這一特點(diǎn)。在島弧進(jìn)入后碰撞伸展階段，區(qū)域應(yīng)力場的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了巖漿活動(dòng)的變化，形成了與伸展環(huán)境相關(guān)的巖漿巖，二疊紀(jì)哈爾里克島弧的巖漿活動(dòng)就是這種聯(lián)系的體現(xiàn)。通過對哈爾里克島弧內(nèi)巖漿巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)特征的研究，我們可以清晰地看到巖漿活動(dòng)與島弧構(gòu)造環(huán)境之間的內(nèi)在聯(lián)系，巖漿巖作為島弧構(gòu)造演化的重要記錄者，為我們深入理解哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化提供了關(guān)鍵依據(jù)。5.3沉積建造與古地理環(huán)境哈爾里克島弧內(nèi)古生代沉積建造呈現(xiàn)出獨(dú)特的特征，其沉積物來源、沉積相和沉積環(huán)境復(fù)雜多樣，對研究古地理環(huán)境和島弧構(gòu)造演化具有重要的指示意義。哈爾里克島弧古生代沉積建造的沉積物來源具有多源性。陸源碎屑物質(zhì)是沉積物的重要組成部分，主要來源于周邊地塊的風(fēng)化剝蝕。在島弧形成初期，早古生代的沉積建造中，陸源碎屑物質(zhì)可能主要來自準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊和塔里木板塊。這些地塊在長期的地質(zhì)歷史中，經(jīng)歷了風(fēng)化、侵蝕等作用，產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)通過河流、海洋等搬運(yùn)介質(zhì)被帶到島弧區(qū)域，沉積下來。在中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O_2Hd）的沉積中，就包含了一定量的陸源碎屑，其成分與周邊地塊的巖石類型相匹配，表明了陸源物質(zhì)的輸入?；鹕轿镔|(zhì)也是沉積物的重要來源之一。島弧區(qū)域頻繁的火山活動(dòng)為沉積提供了豐富的火山碎屑。中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S_{2-3}h）以海相晶屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等為主，夾英安巖薄層，顯示了火山碎屑物質(zhì)在沉積中的重要地位。這些火山碎屑物質(zhì)的粒度、成分和結(jié)構(gòu)等特征，反映了火山噴發(fā)的強(qiáng)度、距離和搬運(yùn)過程。生物源物質(zhì)在部分沉積建造中也占有一定比例。在一些海相沉積地層中，發(fā)現(xiàn)了豐富的生物化石，如腕足類、珊瑚、三葉蟲等，這些生物死亡后，其殘骸成為沉積物的一部分，參與了沉積建造的形成。在泥盆系的一些海相沉積中，就含有較多的生物碎屑，表明當(dāng)時(shí)海洋生態(tài)環(huán)境較為豐富，生物活動(dòng)對沉積建造產(chǎn)生了一定影響。沉積相和沉積環(huán)境在哈爾里克島弧古生代沉積建造中呈現(xiàn)出明顯的時(shí)空變化。早古生代，島弧主要處于海相沉積環(huán)境，沉積相以淺海相和半深海相為主。中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組和中-上志留統(tǒng)紅柳峽組的沉積特征顯示，這些地層主要由海相火山碎屑巖和碎屑巖組成，發(fā)育水平層理、交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造，反映了淺海-半深海環(huán)境下相對穩(wěn)定的沉積動(dòng)力條件。地層中還含有一些深海相的標(biāo)志，如放射蟲硅質(zhì)巖等，表明在局部區(qū)域可能存在較深的水體環(huán)境。隨著島弧的演化，泥盆紀(jì)時(shí)期沉積環(huán)境逐漸從海相向陸相轉(zhuǎn)變，沉積相也相應(yīng)地發(fā)生了變化。泥盆系下部仍然以海相火山巖和碎屑巖沉積為主，但上部逐漸出現(xiàn)了陸相火山巖和碎屑巖沉積。在哈爾里克島弧的北部，泥盆系上部的陸相沉積中發(fā)育了河流相和湖泊相沉積構(gòu)造，如交錯(cuò)層理、波痕等，表明當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境已經(jīng)以陸地為主，水體能量相對較強(qiáng)，沉積動(dòng)力條件發(fā)生了較大改變。石炭紀(jì)時(shí)期，沉積環(huán)境更加復(fù)雜多樣，既有海相沉積，也有陸相沉積，還存在海陸交互相沉積。在康古爾斷裂以南，石炭系干墩組和梧桐窩子組為一套復(fù)理石建造，反映了深水、濁流沉積環(huán)境，可能處于洋盆或弧后盆地的位置；而在其他地區(qū)，石炭系還包括了海相火山巖、碎屑巖和碳酸鹽巖等多種沉積類型，記錄了島弧在多島洋環(huán)境下不同的沉積環(huán)境和沉積動(dòng)力條件。沉積建造對古地理環(huán)境和島弧構(gòu)造演化具有重要的指示意義。通過對沉積建造的分析，可以恢復(fù)古地理環(huán)境的變遷。不同時(shí)期沉積相和沉積環(huán)境的變化，反映了島弧與周邊洋盆、地塊之間的相對位置和地形地貌的變化。早古生代海相沉積環(huán)境表明島弧處于海洋環(huán)境中，隨著沉積環(huán)境向陸相轉(zhuǎn)變，說明島弧逐漸隆升，與陸地的聯(lián)系逐漸加強(qiáng)。沉積建造還可以反映島弧構(gòu)造演化的階段。島弧形成初期，沉積建造以海相火山碎屑巖為主，反映了強(qiáng)烈的火山活動(dòng)和島弧的初始形成；島弧成熟階段，沉積建造更加復(fù)雜多樣，反映了島弧的成熟和與周邊板塊或地塊的碰撞過程；島弧進(jìn)入后碰撞伸展階段，沉積建造以陸相火山—磨拉石建造為主，反映了伸展環(huán)境下的沉積特征。沉積建造中的沉積物來源也可以為研究島弧構(gòu)造演化提供線索，陸源碎屑物質(zhì)的成分和含量變化，反映了周邊地塊的構(gòu)造活動(dòng)和剝蝕程度，火山物質(zhì)的來源和分布則與島弧的巖漿活動(dòng)和構(gòu)造背景密切相關(guān)。哈爾里克島弧內(nèi)古生代沉積建造通過其獨(dú)特的沉積物來源、沉積相和沉積環(huán)境特征，為研究古地理環(huán)境和島弧構(gòu)造演化提供了重要的信息，是揭示東天山地區(qū)古生代構(gòu)造演化和多島洋古地理格局的關(guān)鍵地質(zhì)記錄之一。六、構(gòu)造演化模型與古地理格局重建6.1哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化模型綜合前文對哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化階段、多島洋古地理格局及其相互影響的研究成果，構(gòu)建哈爾里克島弧古生代構(gòu)造演化模型，該模型清晰地展示了島弧在不同地質(zhì)時(shí)期的構(gòu)造演化特征和機(jī)制，為深入理解東天山地區(qū)古生代構(gòu)造演化提供了重要框架。在早古生代寒武-奧陶紀(jì)，古亞洲洋板塊向準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊之下俯沖，導(dǎo)致地幔物質(zhì)上涌，在俯沖帶上盤形成了哈爾里克島弧的雛形。此時(shí)，島弧處于初始形成階段，巖漿活動(dòng)以海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖噴發(fā)為主，如中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O_2Hd）。該組巖石中玄武巖類、安山巖、英安巖-流紋巖的比例約為2∶8∶10，同時(shí)發(fā)育石英斑巖等次火山巖類，顯示出強(qiáng)烈的火山活動(dòng)。這種巖漿活動(dòng)與洋盆俯沖導(dǎo)致的地幔物質(zhì)上涌和部分熔融密切相關(guān)，形成的巖漿在上升過程中受到了地殼物質(zhì)的混染，具有典型的島弧巖漿巖特征。區(qū)域上處于擠壓應(yīng)力環(huán)境，地層發(fā)生褶皺和斷裂變形，形成了緊閉褶皺和逆沖斷層等構(gòu)造，這些構(gòu)造控制了巖漿的上升通道和沉積盆地的邊界。志留-泥盆紀(jì)時(shí)期，哈爾里克島弧進(jìn)入發(fā)展與演化階段。北天山洋盆繼續(xù)俯沖，導(dǎo)致島弧巖漿活動(dòng)持續(xù)增強(qiáng)。中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S_{2-3}h）以海相晶屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等為主，夾英安巖薄層，顯示了頻繁的火山噴發(fā)活動(dòng)。泥盆系與下伏奧陶-志留系呈不整合接觸，反映了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的階段性和差異性，可能經(jīng)歷了一次較為強(qiáng)烈的構(gòu)造抬升和剝蝕事件。隨著島弧的隆升，沉積環(huán)境逐漸從海相向陸相轉(zhuǎn)變，泥盆系上部逐漸出現(xiàn)陸相火山巖和碎屑巖沉積。構(gòu)造變形進(jìn)一步加強(qiáng)，褶皺構(gòu)造更加復(fù)雜，不僅有緊閉褶皺，還出現(xiàn)了開闊褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺，斷裂構(gòu)造也更加發(fā)育，除了逆斷層和走滑斷層外，還出現(xiàn)了正斷層，這些斷層控制了沉積盆地的邊界和巖漿活動(dòng)的通道。晚古生代石炭紀(jì)，哈爾里克島弧進(jìn)入成熟階段，同時(shí)與周邊板塊或地塊發(fā)生碰撞。島弧巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖石類型豐富多樣，在哈爾里克島弧的北部，石炭系企鵝山群以中基性火山熔巖為主并夾少量碎屑巖；在阿齊山-雅滿蘇一帶，下石炭統(tǒng)雅滿蘇組火山巖以玄武巖和中酸性火山碎屑巖、熔巖為主。沉積環(huán)境復(fù)雜多樣，在康古爾斷裂以南，石炭系干墩組和梧桐窩子組為一套復(fù)理石建造，反映了深水、濁流沉積環(huán)境，可能處于洋盆或弧后盆地的位置；而在其他地區(qū)，石炭系還包括了海相火山巖、碎屑巖和碳酸鹽巖等多種沉積類型。碰撞過程中，島弧受到強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力，地層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺和斷裂變形，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局，原有的褶皺和斷裂構(gòu)造在碰撞作用下進(jìn)一步變形，形成了疊加褶皺和復(fù)合斷裂系統(tǒng)。二疊紀(jì)時(shí)期，哈爾里克島弧進(jìn)入后碰撞伸展階段。在石炭紀(jì)碰撞之后，區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生轉(zhuǎn)變，從擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺弓h(huán)境。這一轉(zhuǎn)變可能與深部地幔物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和巖石圈的調(diào)整有關(guān)，巖石圈厚度增加導(dǎo)致重力不穩(wěn)定，發(fā)生拆沉作用，地幔物質(zhì)上涌，引發(fā)了地殼的伸展。在伸展背景下，巖漿活動(dòng)以基性巖漿噴發(fā)和侵入為主，研究區(qū)內(nèi)廣泛分布著二疊紀(jì)的玄武巖和輝綠巖墻群。沉積環(huán)境以陸相為主，形成了一套陸相火山—磨拉石建造，反映了造山帶隆升和剝蝕的過程。構(gòu)造變形主要表現(xiàn)為伸展構(gòu)造變形，發(fā)育了一系列正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造，以及伸展褶皺和韌性剪切帶。6.2多島洋古地理格局重建基于構(gòu)造演化模型和典型地質(zhì)實(shí)例分析，重建東天山地區(qū)古生代多島洋古地理格局，能直觀展現(xiàn)不同時(shí)期洋盆、島弧和微地塊的分布與演化。在寒武-奧陶紀(jì)（圖1a），東天山地區(qū)處于多島洋初始演化階段。北天山洋盆是分隔準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊與中天山-塔里木板塊的主大洋，處于擴(kuò)張階段，洋殼不斷生長，形成了一系列蛇綠巖套，其巖石組合包含橄欖巖、輝長巖、玄武巖等典型洋殼巖石，地球化學(xué)特征顯示具有洋中脊或洋島玄武巖的屬性。哈爾里克島弧開始初始形成，在古亞洲洋板塊向準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊俯沖的動(dòng)力學(xué)背景下，發(fā)育了一套海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造，如中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組，顯示出強(qiáng)烈的火山活動(dòng)，標(biāo)志著島弧的初步形成。此時(shí)，島弧規(guī)模較小，處于不斷生長和演化的過程中。在島弧周圍，還分布著一些小型的微地塊，這些微地塊可能是從大陸邊緣裂解出來的小塊陸地，它們在洋盆中受到板塊運(yùn)動(dòng)和洋盆演化的影響，不斷發(fā)生位移和變形。志留-泥盆紀(jì)（圖1b），北天山洋盆繼續(xù)俯沖，導(dǎo)致哈爾里克島弧巖漿活動(dòng)持續(xù)增強(qiáng)。中-上志留統(tǒng)紅柳峽組以海相晶屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等為主，夾英安巖薄層，顯示了頻繁的火山噴發(fā)活動(dòng)。泥盆系與下伏奧陶-志留系呈不整合接觸，反映了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的階段性和差異性，可能經(jīng)歷了一次較為強(qiáng)烈的構(gòu)造抬升和剝蝕事件。隨著島弧的隆升，沉積環(huán)境逐漸從海相向陸相轉(zhuǎn)變，泥盆系上部逐漸出現(xiàn)陸相火山巖和碎屑巖沉積。在這一時(shí)期，島弧不斷發(fā)展壯大，其規(guī)模和范圍逐漸擴(kuò)大。同時(shí)，北天山洋盆在俯沖過程中，在俯沖帶附近形成了一系列弧后盆地，這些弧后盆地內(nèi)沉積了大量的碎屑巖和火山碎屑巖，反映了相對動(dòng)蕩的沉積環(huán)境。在多島洋格局中，島弧和微地塊的分布也發(fā)生了變化，一些微地塊可能與島弧發(fā)生了碰撞和拼合，進(jìn)一步改變了島弧的形態(tài)和構(gòu)造格局。石炭紀(jì)（圖1c），哈爾里克島弧進(jìn)入成熟階段，同時(shí)與周邊板塊或地塊發(fā)生碰撞。島弧巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖石類型豐富多樣，在哈爾里克島弧的北部，石炭系企鵝山群以中基性火山熔巖為主并夾少量碎屑巖；在阿齊山-雅滿蘇一帶，下石炭統(tǒng)雅滿蘇組火山巖以玄武巖和中酸性火山碎屑巖、熔巖為主。沉積環(huán)境復(fù)雜多樣，在康古爾斷裂以南，石炭系干墩組和梧桐窩子組為一套復(fù)理石建造，反映了深水、濁流沉積環(huán)境，可能處于洋盆或弧后盆地的位置；而在其他地區(qū)，石炭系還包括了海相火山巖、碎屑巖和碳酸鹽巖等多種沉積類型。此時(shí)，北天山洋盆逐漸閉合，康古爾洋盆在石炭紀(jì)-早二疊世早期疊加在已經(jīng)縫合的北天山洋盆的古大陸邊緣體系之上重新打開，成為有限小洋盆，原巖主要為復(fù)理石建造和枕狀拉斑玄武巖-放射蟲硅質(zhì)巖-泥質(zhì)巖等深水相組合，反映了當(dāng)時(shí)的深水沉積環(huán)境。在島弧與周邊板塊或地塊碰撞的過程中，形成了復(fù)雜的構(gòu)造變形帶，如逆沖斷層、褶皺等，這些構(gòu)造變形帶控制了沉積盆地的邊界和巖漿活動(dòng)的通道。二疊紀(jì)（圖1d），哈爾里克島弧進(jìn)入后碰撞伸展階段。在石炭紀(jì)碰撞之后，區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生轉(zhuǎn)變，從擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺弓h(huán)境。這一轉(zhuǎn)變可能與深部地幔物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和巖石圈的調(diào)整有關(guān)，巖石圈厚度增加導(dǎo)致重力不穩(wěn)定，發(fā)生拆沉作用，地幔物質(zhì)上涌，引發(fā)了地殼的伸展。在伸展背景下，巖漿活動(dòng)以基性巖漿噴發(fā)和侵入為主，研究區(qū)內(nèi)廣泛分布著二疊紀(jì)的玄武巖和輝綠巖墻群。沉積環(huán)境以陸相為主，形成了一套陸相火山—磨拉石建造，反映了造山帶隆升和剝蝕的過程。構(gòu)造變形主要表現(xiàn)為伸展構(gòu)造變形，發(fā)育了一系列正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造，以及伸展褶皺和韌性剪切帶。在多島洋古地理格局中，康古爾洋盆逐漸閉合，東天山地區(qū)進(jìn)入陸內(nèi)演化階段，島弧與周邊地塊逐漸融合，形成了新的構(gòu)造格局。通過對不同時(shí)期多島洋古地理格局的重建，清晰地展示了東天山地區(qū)古生代構(gòu)造演化的復(fù)雜性和階段性，為深入理解該地區(qū)的地質(zhì)演化歷史提供了重要的可視化依據(jù)。6.3構(gòu)造演化與古地理格局的耦合關(guān)系哈爾里克島弧構(gòu)造演化與多島洋古地理格局之間存在著緊密的耦合關(guān)系，這種耦合關(guān)系體現(xiàn)在多個(gè)方面，對理解東天山地區(qū)古生代地質(zhì)演化具有重要意義。從板塊運(yùn)動(dòng)的角度來看，多島洋內(nèi)板塊的運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致哈爾里克島弧構(gòu)造演化和古地理格局變化的關(guān)鍵因素。在古生代，準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊、中天山-塔里木板塊以及其間的洋盆相互作用，形成了復(fù)雜的構(gòu)造應(yīng)力場。當(dāng)板塊發(fā)生俯沖時(shí)，洋殼向大陸板塊之下俯沖，導(dǎo)致地幔楔部分熔融，形成大量巖漿，這些巖漿噴發(fā)或侵入形成了島弧巖漿巖，如寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期古亞洲洋板塊向準(zhǔn)噶爾-吐哈地塊俯沖，導(dǎo)致哈爾里克島弧區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁，形成了海相鈣堿性系列的鈉質(zhì)中酸性火山碎屑巖—熔巖建造。板塊的碰撞則會(huì)導(dǎo)致島弧與周邊地塊的拼合，改變島弧的形態(tài)和構(gòu)造格局，石炭紀(jì)哈爾里克島弧與周邊板塊或地塊的碰撞，使得島弧區(qū)域的地層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺和斷裂變形，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局。板塊的離散運(yùn)動(dòng)則會(huì)導(dǎo)致島弧區(qū)域處于拉張應(yīng)力環(huán)境，引發(fā)地殼的伸展變形，二疊紀(jì)哈爾里克島弧進(jìn)入后碰撞伸展階段，板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致區(qū)域應(yīng)力場轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘垜?yīng)力，島弧內(nèi)發(fā)育了一系列正斷層和地塹-半地塹構(gòu)造。洋盆的開合對哈爾里克島弧構(gòu)造演化和古地理格局產(chǎn)生了重要影響。洋盆擴(kuò)張階段，地幔物質(zhì)上涌，為島弧巖漿活動(dòng)提供了豐富的物質(zhì)來源，同時(shí)也導(dǎo)致地殼伸展變形，形成裂谷或斷陷盆地。寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期北天山洋盆的擴(kuò)張，使得哈爾里克島弧區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，形成了一系列火山巖。洋盆俯沖階段，洋殼向大陸板塊之下俯沖，引發(fā)了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和構(gòu)造變形，導(dǎo)致島弧隆升和演化，同時(shí)也改變了古地理格局，志留-泥盆紀(jì)時(shí)期北天山洋盆的俯沖，使得哈爾里克島弧巖漿活動(dòng)持續(xù)增強(qiáng)，沉積環(huán)境逐漸從海相向陸相轉(zhuǎn)變。洋盆的閉合則會(huì)導(dǎo)致