Fresh Views on Revolution and Configuration ……

第 1 卷第 1 期地球科学期刊 Vol.1 No.1

2011 年 12 月 Scientific Journal of Earth Science [SJES] Dec. 2011

www.j-es.org PP.18-27 © 2011 American V-King Scientific Publishing, LTD

西天山石炭纪沟-弧-盆构造格局及演化新见1

李永军 1，杨高学 1，佟丽莉 1，高占华 2，李鸿 2

1. 长安大学地球科学与资源学院，西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，西安 710054

2. 新疆地质矿产勘查开发局地质九队，乌鲁木齐 830000

摘要：西天山的沟－弧－盆构造格局及其演化倍受地质界关注。主要争论焦点有三：一是进入石炭纪以来西天山有无洋

盆，二是若有洋盆何时闭合，三是如果在早石炭世有洋盆存在则其沟－弧－盆构造是何种格局。早石炭世的残余盆地的沉积、

火山岩、侵入岩、古生物组合及生物地理区系、地层间的接触关系及构造变形特征等新成果证实，伊宁地块早石炭世发育弧

前－岛弧－弧后盆地建造，是塔里木板块的主要组成部分，而晚石炭世节碱性系列双峰式火山岩及沉积组合则是大陆裂谷火

山－沉积建造，形成于区域性伸展构造环境，是准噶尔板块与塔里木板块缝合后的陆内建造，因而古洋盆的关闭时限是早石

炭世晚期（鄯善运动）。依据区内早石炭世建造的空间分布和变化规律，作者们认为古天山洋盆与当今地学界作为典型的日

本沟－弧－盆体系有着十分的相似性和空间分布可对比性。

关键词：古洋盆；沟-弧-盆格局；石炭纪；伊宁地块；西天山

Fresh Views on Revolution and Configuration of the Carboniferous

rench-arc-basin in the West Tianshan YongJun Li1, Gaoxue Yang1, Lili Tong1, Zhanhua Gao2, Hong Li2

1. Earth Science & Resources College of Chang’an University , Key laboratory of western China s mineral resources and

geological engineering, ministry of education, Xi’an China 710054

2. No.9 Geological party, BGMERD of xinjiang, Urumqi China 830000

Abstract: Many of researchers focused on the revolution and configuration of the Carboniferous trench-arc-basin system in the

West Tianshan. There are three main debate views, including the West Tianshan has or not ancient oceanic basin, close time of the

oceanic basin, and if the ancient oceanic basin existed from the Early Carboniferous, what kind of the configuration of the

Carboniferous trench-arc-basin. Basis on sedimentary record of remnant basin, volcanic construction, characteristics of intrusive

rocks, fossil composition, geographical distribution of Paleontology, stratigraphic contact and tectonic deformation, we confirmed

the West Tianshan under arc setting of the subduction belt, and was main component of the Tarim plate. However, Alkaline doub le

peaking volcanic rocks and sedmentary stratum assemblage of the Late Carboniferous displayed continental rift features, and formed

in regional extension tectonic setting, indicating they were formed in continental environment after welding together of the Junggar

and Tarim plate. Therefore, the ancient oceanic basin should be close in late of the Early Carboniferous. According to spatial

distribution and variation of construction from the Early Carboniferous, we believe that ancient oceanic basin of the West Tianshan

is similar with typical trench-arc-basin system from Japan in nowaday.

Key words: ancient oceanic basin; trench-arc-basin system; Carboniferous; Yining terrane; West Tianshan

引言

天山造山带北接西伯利亚板块，南连塔里木板块（图 1），具有复杂造山演化历史[1-14]。古天山洋的沟－弧－

1 新疆维吾尔自治区 358 项目新疆新源县托库孜库马拉克一带 1∶50000 区域地质矿产调查 XJQDZ2003-24、新疆巩留特克斯达坂一带 1∶50000 地域地质矿

产调查 XJQDW2004-12、新疆尼勒克县胡吉尔台一带 1∶50000 区域地质矿产调查 XJQDZ2007-06 资助

李永军，等西天山石炭纪沟-弧-盆构造格局及演化新见

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盆构造格局及其演化倍受地质界关注。主要有三大争论焦点：焦点之一是进入石炭纪以来西天山有无洋盆：夏林

圻等（2002）[14]

、张国伟等（1999）[8]、王京彬等（2006）

[13]认为古天山洋在泥盆纪晚期已关闭，因而石炭纪已

进入大陆板内演化阶段，不存在沟－弧－盆构造格局；更多的学者认为西天山进入石炭纪，仍然为一沟－弧－盆构

造格局[3-6, 9-10, 15-41]，但洋盆的闭合时限确争议较大（焦点之二），如张立飞（2009）等认为天山古洋盆的关闭可能

发生在二叠纪晚期，李曰俊等（2005）认为天山古洋盆的演化可能持续到了二叠纪晚期或三叠纪[27]

，李锦轶等

（2006）认为天山古洋盆的关闭发生在石炭纪晚期[18]，本文作者（2010）依据石炭纪构造岩石组合及其接触关

系、构造变形与古生物区系差异等新成果，将天山古生代洋盆关闭时限限定为早石炭世晚期（鄯善运动）[19-26]；

焦点之三是在承认早石炭世有洋盆的前提下，对古洋盆关闭究竟是由南向北的俯冲还是由北向南的俯冲认识不

一，此前众多的文献认为海沟在北（伊连哈比尔尕海沟），由北向南俯冲拼合[3-5, 9-10]，而笔者对此提出质疑。本

文即是根据近年在天山造山带伊宁地块所完成的多个 1∶5 万区调成果，论述古天山洋的沟－弧－盆构造格局及其

演化的新认识。

图 1 西天山地质构造略图[26]

Q-第四系；T-三叠系；P-二叠系；C-石炭系；D-泥盆系；Qn-青白口系；Jx-蓟县系；Ch-长城系；ν-辉长岩；βμ43-二叠纪辉绿岩；γδ4

3-二

叠纪花岗闪长岩；δμ43-二叠纪闪长玢岩；γ4

3-二叠纪花岗岩；ξγ4

3-二叠纪钾长花岗岩；γπ4

3-二叠纪花岗斑岩；ξ4

3-二叠纪正长岩；δ4

2-石炭

纪闪长岩；γδ42-石炭纪花岗闪长岩；δμ4

2-石炭纪闪长玢岩；γ4

2-石炭纪花岗岩；ξγ4

2-石炭纪钾长花岗岩；δ4

1-泥盆纪闪长岩；γδ4

1-泥盆纪花

岗闪长岩；γ33-志留纪花岗岩

1．伊宁地块石炭纪的构造岩石组合

伊宁地块地层区归属中天山地层分区伊宁地层小区[9-10]（图 1）。区内主要地层为石炭系（表 1），自下而上

依此为早石炭世大哈拉军山组钙碱性岛弧火山岩→早石炭世阿克沙克组碎屑岩及碳酸盐岩→晚石炭世伊什基里

克组双峰式板内裂谷火山岩→晚石炭世东图津河组残留海相碎屑岩→晚石炭世科古琴山组陆相粗碎屑岩[23]。各

组间均为角度不整合接触[21, 24]，火山岩均有可靠的同位素年龄佐证[28, 39-41]；碎屑岩及碳酸盐岩中均有可靠化石

发现[42-43]。区内二叠系以来的地层均为陆相建造。

大哈拉军山组在西部乌松山－伊什基里克山一带以中酸性岩类为主，厚度仅为 2488m[44]。向东在新源县阿

吾拉勒厚达 2369~3200m，最多可见 11 个火山爆发－喷溢旋回，各旋回多从火山角砾岩、角砾质凝灰岩开始，其

后为英安岩－流纹岩。只有少部分旋回是中基性的安山质凝灰岩－安山岩类组合，岩石组合下部有少量安山玄武

岩，主体以安山岩－流纹岩类为主，火山碎屑岩次之；上部以安山质－英安质火山角砾质凝灰岩为主，熔岩次之，

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向东基性岩类逐渐增多[29]。在最东部的玉希莫勒盖大坂及其再东的独（山子）－库（车）公路一带，厚达 5600

余 m[12]

，近年已有较多 350~325Ma 的同位素年龄发表[21, 26, 28, 39-41, 44]

，故其时代为早石炭世。

表 1 西天山石炭系岩石地层单位特征对比表

时

代地层单位建造时代依据生物区系

枸造背

景

构造变形样

式构造运动

C2

科古琴山组

（C2k）

海陆交互相厚层砂

砾岩等山前磨拉石

建造

珊瑚 Amygdalophylloides cf.

kepingensi，Neokoninckophyllum cf.

posttortuosum ；腕足 Dielasma

bovidens，Martinia kunlunia 北方冷水型

陆间和

陆内山

前盆地宽缓的背向

斜或单斜

特克斯运动

东图津河组

（C2dt）

海陆交互相砂岩—

细砂岩夹砂砾岩及

泥灰岩

瓣鳃 Obliquipecten xinjianggensis

等；腹足 Bellerophon tamugangensis；

植物 Angaridium sp. 博格达上升

伊什基里克组

（C2y）

海相裂谷型玄武岩

—流纹岩（双峰式）

火山岩建造

294±4Ma 全岩 Rb-Sr 等时年龄，锆石

SHRIMP 年龄为 313Ma（拉尔敦达

坂）

陆内裂

谷鄯善运动

C1

阿克沙克组

（C1a）

南带：深水相硅质灰

岩、灰岩－硅质岩互

层，富含火山碎屑

偶见腕足化石碎片

南方特提斯型

（暖水型）

弧前盆

地

强烈褶皱，

主要样式有

平卧、不协

调、顶厚等

褶皱和层间

的强烈揉皱伊犁运动

中带：浅海相钙质砂

岩—泥灰岩— 生物

碎屑灰岩（风暴岩）

腕足 Gigantoproductus cf. latixxmus

等；珊瑚 Gangamophyllum vetiforme；

苔藓虫 Fenestella；菊石 Goniatites

弧后盆

地靠近

弧一侧

北带：扇三角洲相砾

岩、砂砾岩、岩屑砂

岩间夹生物碎屑灰

岩、鲕粒灰岩

腕足 Gigantoproductus sp. ，

Choristites sp.，Schellwienella sp. 珊

瑚 Cyathocarinia sp.，植物 Calamites

romeri 等

弧后盆

地陆缘

三角洲

大哈拉军山组

（C1d）

岛弧－大陆外缘弧

钙碱性火山熔岩及

其火山碎屑岩

全岩 Rb-Sr 等时线年龄 351±2Ma；锆

石 U-Pb（SHRIMP）年龄 353.7±4.5Ma

岛弧－

大陆外

缘弧

阿克沙克组分为南、中、北 3 带，主要分布于大哈拉军山组两侧，呈角度不整合覆于大哈拉军山组之上。

南带主要出露于大哈拉军山组之南，东段在阿吾拉勒一带主要分布于该山的南侧，在阿吾拉勒山北侧呈断块

偶见于阔尔库河谷沟脑，向西延伸到伊什基里克山南坡。深水相厚层硅质灰岩、灰岩－硅质岩互层，富含火山碎

屑，无重要化石发现，偶见腕足类化石碎片。

中带广布于阿吾拉勒山－伊什基里克山－乌松山北坡的伊宁地块中北部。岩性以灰黑色－深灰色长石岩屑砂

岩、灰质粉砂岩、生物碎屑泥灰岩－灰岩为主。在喀什河之南总体为一套弧后盆地浅海相建造，多见珊瑚、腕足

和菊石等化石[21, 23-25, 42]，以 Gangamophyllum-Palaeosmilia-Neoclisiphyllum 组合为代表，时代为大塘期（早石炭

世晚期）。阔尔库中沟，本组中发育典型的风暴成因的竹叶状砾屑灰岩。风暴沉积构造主要有丘状与洼状交错层

理，风暴侵蚀、风暴撕裂、风暴浪、风暴涡流等典型的风暴岩特有沉积构造[25]

。

于赞一带的阿克沙克组可分为扇三角洲相和滨海相二种沉积相类型，其中扇三角洲相包括扇三角洲平原和前

缘亚相，滨海相主要为浅滩亚相（图 2）。扇三角洲相以发育巨砾砾岩、砂砾岩和砂泥质砾岩为典型特征，另见

粗砂岩和中砂岩二元结构不明显的反层序和正层序，成熟度极低，磨圆和分选较差，多以块状层理、递变层理为

主，交错层理不发育，海陆化石共生，垂直层序多为向上变粗层序。



三角洲前缘亚相以砾岩、含砾粗砂岩、岩屑砂岩为主，夹

有细砂岩、粉砂岩。主体为含砾粗砂岩－砾岩韵律层，大型交

错层理、斜层理、楔状层理、低角度斜层理、块状层理等发育，

多为向上变粗粒序层。砾石成分以火山质砾石为主，分选差，

次圆状，粒径最大可达 30～40cm，大小悬殊。产腕足类、珊

瑚类、菊石类、螺类和植物等化石，在剖面第 22 层中见珊瑚

和植物化石混生。这些特征均与扇三角洲前缘水下分道河流的

沉积特点一致[46-48]。

于赞一带的阿克沙克组为活动陆缘扇三角洲相沉积，既不

属于岛弧火山沉积岩系，也不属于稳定的浅海陆棚沉积。其空

间分布关系显示，大哈拉军山组岛（陆缘）弧钙碱性火山岩与

其北依次分布的浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩→陆缘扇三角洲相

粗碎屑岩以及更北的依连哈比尔尕海沟不能构成沟－弧－盆

体系。因此，本文认为前人确立的这一格局[45]（图 3a）不符

合本区基本地质特征，依据板块构造的基本格局，与大哈拉军

山组岛弧火山岩匹配的海沟应位于阿吾拉勒山南坡弧前盆地

深海－半深海相碳酸盐岩夹硅质条带沉积之南地区。伊宁盆地

早石炭世沟－弧－盆体系位于阿吾拉勒山南坡一带，因为盆地

北缘于赞一带实为大陆边缘扇三角洲环境（图 3b）。

伊什基里克组在区内自西向东没有明显变化。主要由熔岩

和火山碎屑岩组成。熔岩以玄武岩、流纹岩为主。大量的实测

地质剖面、区域填图和岩石地球化学等资料统计，本组火山岩

具有双峰式特点[49]。多个同位素年龄证实其时代为晚石炭世[21,

39-41, 49]。

晚石炭世东图津河组为海陆交互相碎屑岩夹碳酸盐岩，科

古琴山组为陆相粗碎屑岩。这两套地层是作者等近年地质调查

中的新发现[43]

。前者主要残留海盆碎屑岩夹灰岩，化石丰富等。

代表性门类和属种有腕足 Dielasma bovidens ； Martinia

kunlunia；腹足 Bellerophon tamugangensis；珊瑚 Amygdalophy-

lloides cf. kepingensis，Neokoninckophyllum cf. posttortuosum；

瓣鳃 Obliquipecten xinjianggensis，Xinjiangopecten tamugangen-

sis，Aviculopecten occidentali，Streblochondria tenuilineata，

Palaeoneilo anthraconeiloides，Schisodus cf.shansiensis，Permo-

phorus tamugangensis，Astartella cf.adenticulata Jakawiew，Sang-

uinolites hamiensis，Wilkingia cf. regularis；植物 Noeggerathiopsis

sp.，Calamites ? sp.，Angaridium ? sp.等。佐证时代为晚石炭世达拉阶－紫松阶[43]

；后者为陆相粗碎屑岩，有丰

富的瓣鳃类、腹足及植物等化石。

图 2 尼勒克北于赞下石炭统阿克沙克组综合柱状图[45]

图 3 伊宁盆地早石炭世构造格局示意图

a 前人划分盆地构造格局；b 本文划分盆地构造格局



科古琴山组和东图津河组在伊宁地层小区发现，其重要性在于：该两组是伊宁地层小区与博罗霍洛地层小区

在晚石炭世进入相同大地构造演化环境的重要记录；是北天山洋消亡，准噶尔板块与塔里木板块最终缝合成为统

一大陆的见证；这两组中的生物区系特征揭示了伊宁地块（微板块）在早石炭世亲南（塔里木板块），晚石炭世

亲北（准噶尔板块）的历史和独特的演化历程。

2．石炭纪的火山岩建造

钙碱性火山岩是活动陆缘环境和岛弧岩浆杂岩的重要组成部分，是板块汇聚背景下，洋盆俯冲物质再循环的

调整、再造的物理化学作用过程中的产物。因此，即使在造山带不保存蛇绿岩时，它们的发育无疑是洋盆存在的

关键证据之一。近年来，越来越多的新资料证实，大哈拉军山组主体为钙碱性岛弧火山岩组合[21, 28, 31, 36, 50]，此

不赘述。

大哈拉军山组钙碱性火山岩组合由南向北也着规律性的变化（表 2）。由表看出愈向北，愈远离岛弧火山口，

即愈靠近大陆边缘。

表 2 伊宁地块大哈拉军山组由南向北岩石组合特征对比表

阿吾拉勒及以南阿吾拉勒北－喀什河南喀什河北

火山岩厚度大于 5000m，熔岩占全

部火山岩的 70%以上，火山碎屑小

于 30%

火山岩厚度大于 3000-3800m，熔岩

占全部火山岩的 50-60%，火山碎屑

约占 40%

火山岩厚度大于 700-1600m，熔岩占全部火山岩的

30-40%，火山碎屑约占 60%，在最北缘的尼勒克

水泥厂南厚度不足 500 m，熔岩不足 30%

与此相反，晚石炭世的伊什基里克组火山岩具有双峰式特点，岩石化学及地球化学研究表明其为双峰式板内

裂谷火山岩[1-2, 14, 49]。由此看来，这两套火山岩分别成为确立西天山洋盆存在与消亡的重要证据。

3．石炭纪的侵入岩特征

与钙碱系列火山岩一样，钙碱系列的中、酸性岩浆深成侵入岩是确定古洋盆存在、发育规模、判断俯冲带位

置的重要标志。因此，钙碱系列的中、酸性岩浆深成侵入作用在活动大陆边缘和碰撞型大陆造山带最为活跃，且

有较好的时、空有序的分带性和成分极性。在强烈的挤压收缩和隆升剥蚀的碰撞型大陆造山带，即使在蛇绿岩可

能被剥蚀殆尽时，深成的钙碱系列中、酸性岩也能较好出露，并与钙碱系列火山岩共同组合成为古洋盆恢复的主

要证据[51]。

伊宁地块中、酸性岩浆活动较强烈，主要发育两期。早石炭世为钙碱性闪长岩－花岗闪长岩－二长花岗岩

组合[34-35]，同期还见有极典型的O型adakite岩[19-20, 22]，与时代基本近同的大哈拉军山组火山岩在地球化学特征上

相似，二者共同构成了早石炭世岛弧（大陆外缘弧）火山－侵入岩建造[19-20, 22, 26, 28, 32, 34-35,44]。晚石炭世－早二叠

世主要为碱性侵入岩类，有辉长岩－辉绿岩、二长花岗岩－正长花岗岩－碱长花岗岩组合，其地球化学特征与区

内的晚石炭世伊什基里克组和早二叠世的乌朗组双峰式碱性火山岩地球化学特征极相似，共同构成了板内裂谷型

双峰式碱性火山－侵入岩建造[19-20, 22, 32, 34-35, 44]。同时还有大量的基性岩墙产出。这两期深成侵入岩，分别是形成

于区域性挤压构造体制和区域性伸展构造背景的产物。

4．石炭纪化石组合及生物地理区系分析

阿克沙克组化石以 Gangamophyllum-Palaeosmilia-Neoclisiphyllum 组合为代表。总体而言，下部层位以中等

大小的珊瑚及丛状复体珊瑚为主，上部则以大长身贝类为主，珊瑚与苔藓类有极好的共生性，而菊石和腹足多见

于本组中下部。珊瑚化石一般二级隔壁和横板较发育，具横板内墙，鳞板发育，另见有异珊瑚。腕足以长身贝类

和细线贝类居多，个体发育中等至巨大，壳饰发育且粗糙，但属种分异度低，长身贝类多以脆弱的壳刺固着在海



底，显示其古生态环境为食物充足，气候适宜、富氧、盐分正常、低能水流较为宁静的浅海域。总览这一化石组

合，各门类都显示出亲特提斯型古生物地理区系之特色，属于较典型的特提斯型（南方型）亚热带－热带区系动

物群（殷鸿福，1988）。

晚石炭世科古琴山组和东图津河组以 Xinjiangopecten tamugangensis-Obliquipecten xinjianggensis-

Noeggerathiops 组合为代表。其中的植物 Noeggerathiopsis，Angaridium 等化石，在我国仅出现在北方生物大区准

噶尔—兴安生物区系，有较浓的地方性色彩。珊瑚均以单体为主，中柱粗大且横板和鳞板难以区分。腕足则多为

穿孔贝类，个体较小，壳饰不发育，壳体外形常为双凸形。应属较典型的北方型温带气候动植物群[52]。

风暴是一种独特的热带海洋气旋，大多形成于南纬—北纬 5°~20°的洋面上，阿克沙克组中的风暴岩现今发

现于北纬 43°39′30″，如果以现代风暴形成和影响纬度最北纬的 35°为比照[46-48]，可推断其形成时风暴岩产出位置

位于现今之南约达 8°（920km）[25]。生物区系特征及其风暴岩表明阿克沙克组应形成于较低纬度带（热带—亚热

带），显著的古纬度和现今纬度值差异，记录了伊宁地块在早石炭世之后向北漂移的足迹。巨大差异的早、晚石

炭世生物群及古地理区系，为探索伊宁地块的盆地演化提供了重要佐证[25]。

5．早、晚石炭世地层的变形差异与天山洋盆关闭的地质时限

地层间的区域性不整合面，是甄别褶皱幕、恢复古沉积盆地和鉴定地壳运动特征的关键证据。伊宁地块晚古

生代地层中只少已发现了 6 个角度不整合面[21, 24, 26]，而区域性规模最大，最为明显的应是阿克沙克组（早石炭

世）与伊什基里克组（晚石炭世）间的区域性角度不整合（鄯善运动），自东向西见于玉希莫勒盖大坂、阿吾拉

勒山和伊什基里克山－乌松山等地。

图 4 伊宁地块下石炭统和上石炭统褶皱构造样式差异

（a）伊什基里克萨尔不顺沟剖面；（b）铁列克萨依北剖面；（c）伊特公路大哈拉军山组流纹岩；

（d）阔尔库阿克沙克组灰岩；（e）铁列克萨依阿克沙克组灰岩

伊宁地块上的地层变形，以阿克沙克组与伊什基里克组间的区域性角度不整合面为界，早、晚石炭世地层的

褶皱形变强度差异最为明显，大哈拉军山组与阿克沙克组中发育极复杂的不协调褶曲和、平卧褶曲、尖棱褶皱和

无根褶皱，在乌松山－伊什基里克山南一带，阿克沙克组硅质条带灰岩均为极强烈的揉皱、不协调褶曲和顶厚褶

曲。而伊什基里克组及更新地层，均为平缓的单斜或是宽缓的向斜构造（图 4）。显示出二个显著有别的褶皱变

形样式和构造变形样式，同样表明，前者是区域性挤压构造体制的产物，而后者是区域性伸展构造背景的产物。

总之，伊宁地块石炭纪的沉积记录、古生物组合特征、古生物地理区系分布特征、火山岩－侵入岩建造、广



泛而明显的区域性角度不整合、构造变形样式等证实，下石炭统钙碱性系列火山岩－沉积地层组合产出于南方型

（特提斯型）热带－亚热带古生物地理区系，主要为区域性挤压构造体制下的弧前－岛弧－弧后盆地建造，是塔

里木板块的主要组成部分，而上石炭统双峰式碱性系列火山岩及沉积地层组合则是典型的北方型温带古生物地理

区的大陆裂谷火山－沉积建造，形成于区域性伸展构造环境，是准噶尔板块与塔里木板块缝合后的陆内建造。

6．沟－弧－盆格局及其演化

区域上，晚石炭纪以来各地层在空间展布上，无论从南到北，还是由东到西，均无明显的变化，但阿克沙克

组和大哈拉军山组不仅如前所述，有着由南向北的规律性变化，并且自东向西，也存在着规律性的变化（表 3、

4）。

表 3 伊宁地块阿克沙克组自东向西岩石组合特征对比表

阿吾拉勒及以东特克斯伊达坂阿西金矿一带

南带：深水相硅质灰岩、灰岩－硅质岩互层，富含火山碎屑，

厚度大于 1000m

南带：深水相硅质灰岩、灰岩－硅质岩互层，厚约

600m

全为陆相碎屑

岩

中带：浅海相钙质砂岩－泥灰岩－生物碎屑灰岩夹砂砾岩，

厚 2115m

中带：浅海相钙质砂岩—泥灰岩—生物碎屑灰岩夹

砂砾岩，厚小于 500m

北带：扇三角洲相砾岩、砂砾岩、岩屑砂岩间夹生物碎屑灰

岩、鲕粒灰岩，厚 1280m

巩留盆地覆盖，未见

表 4 伊宁地块大哈拉军山组自东向西岩石组合特征对比表

阿吾拉勒东阿吾拉勒特克斯伊达坂阿西金矿一带

海相有钠斑质火山岩、细碧岩建

造，钙碱性岛弧火山岩为主，中基

性火山岩为主，玄武岩占 30%～

40%，厚>5600m

海相无钠斑质火山岩、细碧岩建

造，钙碱性岛弧火山岩为主，中

基性火山岩为主，安山岩占

40%～60%，厚 3200m

海相钙碱性陆缘弧火山岩为主，

向碱性有明显过度特征中酸性

火山岩为主，流纹岩占 60%～

70%，厚 2488m

陆相碱性中酸性火山岩为

主，基本不见基性火山岩，

高钾，缺乏基性岩组合，厚

1700m

图 5 伊宁地块大哈拉军山组火山岩地球化学特征对比图

上行为托库孜库马拉克项目，下行为特克斯伊达坂项目



以作者们完成的东中段的新源县托库孜库马拉克项目2和西段的特克斯伊达坂项目3两个 1∶5 万区调图幅为

例，在地球化学上也有着明显的规律性的变化（图 5）。对比显示，东中段火山岩以钙碱性为主，少量样品略达

碱性，多数样品为中钾类型；而西段近 1/2 样品为碱性，绝大数样品为高钾类型。这与区域上东部以钙碱为主、

有少量钠斑质，岩石总体为富钠低钾，愈向西由钙碱向碱性过渡、由富钠低钾向贫钠中钾再到高钾过渡，Sr、Ba、

Rb 等大离子亲石元素愈向西愈增高，而 Ti 愈向西愈显著降低，表明愈向西由岛弧向陆缘弧过渡。

综上所述，伊宁地块上的晚石炭纪以来地层在空间分布上没有明显变化，但早石炭世地层的这种从南到北以

及由东到西的规律性变化，与当今地学界作为典型的沟－弧－盆构造格局的日本沟－弧－盆体系有着十分的相似性

和空间分布可对比性。

图 6 伊宁地块沟－弧－盆格局示意图

（a－当今日本岛弧及其周边构造格局；b－西天山建造与日本岛弧带建造对应示意；

c－西天山西部阿西金矿一带沟―（大陆外缘）弧―陆格局；d－西天山中东部部沟―（岛）弧―盆构造格局）

简而言之，日本沟－弧－盆体系（图 6a）中，岛弧带的外侧为太平洋远洋深水相沉积，岛弧带的内侧靠近岛弧一

侧则为弧后盆地（主要由岛弧提供火山碎屑和弧后浅海内碎屑）沉积，远离岛弧一侧（靠近中国大陆一侧，向北靠近俄

罗斯大陆一侧）则为扇三角洲相沉积。由日本海－中国东海向北，则总体由海相向陆相过渡，直至海相结束进入

陆相沉积（最北在鄂霍次克海北消失）。从现今的日本海向中国的东海（总体由东向西），由岛弧带提供的海相火

山岩愈向西厚度愈薄，且火山碎屑比例相对愈高；同样现今的日本岛弧带愈向南愈靠近太平洋中脊，则拉斑质愈多，

反之愈向北则会由钙碱性为主逐渐过渡为钙碱性相对减少，减性相对高，并且愈向北则会愈高 K、Sr、Ba 和低 Ti。显

然，若将日本沟－弧－盆体系逆转 90º，或将西天山构造顺转90º，不难发现二者有绝好的可比性（图 6b、c、d）。

2 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第九地质大队、长安大学地质调查研究院，2005，新疆新源县托库孜库马拉克一带 1∶5 万区域地质调查报告（项目

编号：XJQDW2003—07） 3 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第九地质大队、长安大学地质调查研究院，2006，新疆巩留县特克斯达坂一带 1∶5 万区域地质调查报告调查（项目

编号：XJQDW2004—12）



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【作者简介】

李永军（1961-），男，汉，博士，教授，博士生导师，主要从事构造地质学、区域地质调查的

教学与研究。Email: [email protected]。

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