西天山早石炭世构造环境：大哈拉军山组底部沉积地层学证据①

白建科 李智佩 徐学义 李 婷

（1.中国地质调查局西安地质调查中心 西安 710054；2.国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室西安地质调查中心 西安 710054）

我国新疆境内的西天山造山带位于中亚造山带西南缘，经历了古生代多地体之间的多期碰撞、增生构造事件，不但是典型的增生型造山带，也是全球显生宙大陆地壳生长最为显著的地区［1-5］。西天山伊犁地区广泛出露早石炭世大哈拉军山组火山—沉积岩系，岩石组合主要为流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩及正常沉积的陆源碎屑岩和碳酸盐岩［6］。该套火山—沉积岩系蕴含丰富的矿产资源，比如，阿吾拉勒地区查岗诺尔、备战和智博等大型磁铁矿床的赋矿围岩为大哈拉军山组中基性火山熔岩［7］；著名的阿希大型金矿床产于大哈拉军山组陆相中基性—中酸性火山岩中［8］；近年来新发现的与火山成因有关的块状硫化物（VMS）矿床也产于大哈拉军山组火山岩系中［9］。可见，西天山早石炭世大哈拉军山组火山岩与成矿关系密切，且产出有重要的不同类型矿床。因此，这套火山—沉积岩系一直以来备受国内外地质学家的关注。尽管众多地质学者针对西天山不同地区的大哈拉军山组开展了大量工作，就其火山岩部分进行过岩石学、地球化学、年代学及含矿性等方面的研究。但迄今为止，西天山大哈拉军山组火山—沉积岩系形成大地构造环境仍存在很大的争议：部分学者不但认为大哈拉军山组玄武质岩浆形成于碰撞后板内裂谷环境，其形成与古地幔柱的活动有关，其中的基性岩源于软流圈地幔和岩石圈地幔的混合［9-12］，而且认为西天山石炭纪火山—沉积盆地中的金、铁、锰、铜等矿床的容矿火山岩形成于区域松弛拉张背景下，是碰撞后裂谷早期阶段的产物［13-14］。部分学者认为：西天山石炭纪火山岩（大哈拉军山组）具有典型陆缘弧岩浆或岛弧地球化学特征，代表古南天山洋洋壳向伊犁一中天山板块下俯冲所形成的火山岛弧，该岛弧可能持续演化到晚石炭世早期［15-18］。还有部分学者认为：西天山大哈拉军山组火山岩可能形成于具有元古代陆壳基底的活动大陆边缘弧后拉张环境［19］。综上所述，目前关于西天山伊犁地区石炭纪火山—沉积岩系构造环境的观点可以归纳为大陆裂谷环境、活动大陆边缘陆缘弧或岛弧环境、弧后盆地环境。

前人在对西天山早石炭世大哈拉军山组形成构造环境的研究过程中，多是基于火山岩地球化学和同位素年代学研究，很少针对大哈拉军山组中的沉积岩部分开展研究，因此，本文尝试着从新疆西天山特克斯县城东南约8 km处大哈拉军山组建组剖面入手，从其底部沉积岩岩性特征、地层序列及沉积环境的角度来探讨其形成构造环境，特别是对大哈拉军山组底部区域性角度不整合、自下而上的退积型沉积序列及扇三角洲相到浅海相转变的识别与发现，使我们能从一种新的视角（沉积学）来探讨其形成构造环境，以此来重新认识石炭纪天山造山带构造演化历史。

1 地质背景

西天山造山带以伊犁（中天山）北缘断裂、尼古拉耶夫线—那拉提山北缘断裂、中天山南缘断裂、塔里木北缘断裂为界，自北向南可分为北天山弧增生地体、伊犁地块北缘活动陆缘、伊犁地块、伊犁地块南缘活动陆缘、中天山复合弧地体、西天山增生楔和塔里木北缘被动大陆边缘［5］。西天山伊犁地块夹于中天山北缘断裂和南部尼古拉耶夫—那拉提山北坡断裂之间，呈楔形向东尖灭（图1），其南北两侧均发育古生代造山带。石炭纪大哈拉军山组火山活动强烈，形成了巨厚的火山—沉积岩系建造，角度不整合覆盖于前寒武纪结晶基底或前石炭纪变质基底之上。区域上，主要分布于博罗科努山南坡、那拉提山、阿吾拉勒山、昭苏县和特克斯县北的伊什基里克山南坡及特克斯县南的大哈拉军山一带［6］。石炭纪地层分布广泛，自下而上可划分为四套岩石组合：大哈拉军山组（C1d）→阿克沙克组（C1a）→伊什基里克组（C2y）→东图津河组（C2d）。大哈拉军山组岩石组合为玄武岩、安山岩、流纹岩、粗面岩、火山碎屑岩、碎屑岩及少量灰岩；阿克沙克组岩石组合为：粗碎屑岩、细碎屑岩、生物碎屑灰岩、泥晶灰岩；伊什基里克组岩石组合为玄武岩、流纹岩、少量安山岩及火山碎屑岩；东图津河组岩石组合为海陆交互相砂岩、细砂岩夹砂砾岩及泥灰岩。各组合之间为整合接触关系。总体反映石炭纪伊犁地区沉积盆地由火山喷发—正常沉积的充填过程和由海侵到海退的沉积环境变化。

2 地层格架

图1 西天山伊犁地区大地构造简图Fig.1 Sketch tectonic map of Yili area，western Tianshan

大哈拉军山组广泛分布于西天山伊犁地块南北缘及中部，区域地层厚度、岩石组合、火山喷发旋回等差异明显，但都与下伏的元古宙或早古生代地层呈角度不整合接触［11］。岩石组合主要为流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩及正常沉积的陆源碎屑岩和碳酸盐岩。在分析大哈拉军山组火山—沉积地层层序、沉积序列［20］、沉积构造转换界面、沉积超覆特征及其空间配置关系等要素的基础上，建立了其在伊犁地区的区域地层格架，从而更好地反映出伊犁早石炭世火山—沉积盆地充填序列及其内部结构。从垂直盆地南北向的大哈拉军山组地层柱状对比（图2）可以看出，在盆地内部和边部，地层层序和厚度有很大的差异，并具有明显的不对称性。

盆地北部博罗科努山南坡一带，大哈拉军山组分别角度不整合于早古生代奥陶纪呼独克达坂组（O3h）厚层状灰岩和志留纪尼勒克河组（S1n）紫红色细碎屑岩之上。剖面A和B底部均发育一套碎屑岩组合，沉积序列垂向上表现为砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩、细碎屑岩，反映出递进拉伸的沉积构造背景。剖面A底砾岩之上为安山岩、玄武安山岩、夹安山质凝灰岩夹正常沉积砂岩，向上出现安山质火山角砾岩、集块岩及砂岩，顶部为玄武安山岩、安山岩，其中玄武岩、玄武安山岩中见到黄铁矿化、黄铜矿化。剖面B底砾岩之上为英安质玻屑凝灰岩与英安质含角砾凝灰岩互层，中部为浅肉红色流纹岩夹灰紫色安山质晶屑凝灰岩、英安质角砾凝灰岩，顶部为紫红色英安岩、浅灰色英安质含角砾凝灰岩。

盆地中部乌孙山一带，大哈拉军山组地层厚度较盆地南北两侧明显变厚，剖面未见底。剖面C下部为杏仁状安山岩、英安岩、流纹岩、玄武岩的火山喷发韵律，向上出现晶屑凝灰岩、砂岩与玄武岩互层；中部整体为一套火山角砾岩，成份由中酸性逐渐过渡为基性；上部为流纹岩、英安岩及少量玄武岩，顶部为安山岩与安山质晶屑凝灰岩，夹薄层流纹岩，体现了从中酸性—基性—中性—酸性的火山喷发旋回。剖面D下部为安山岩、流纹岩、少量玄武岩及安山质晶屑凝灰岩；中部为英安岩、安山岩、安山质含角砾凝灰岩及英安质晶屑岩屑凝灰岩；上部为大套玄武岩，体现了从中性—酸性—中酸性—基性喷发旋回。

盆地南部科克苏河流域、阿登套一带，大哈拉军山组超覆不整合于青白口纪库什台群（Qbks）大理岩之上。剖面E下部为安山岩、中性角砾熔岩、含角砾凝灰岩，上部为含砾砂岩、安山岩、英安岩、砂岩。剖面F下部为一套厚约100 m的粗碎屑岩沉积，砾石成份大部分是灰岩、白云岩、大理岩，少量为花岗岩，底砾岩之上为英安岩、安山岩、安山玢岩、粗面安山质凝灰岩、安山质角砾岩。

从大哈拉军山组区域地层分布及其内部地层序列来看，大哈拉军山组底部粗碎屑岩在盆地南北两侧均超覆沉积于下伏地质体之上，且底部均发育一套扇三角洲相的底砾岩，向盆地方向碎屑岩粒度逐渐变细，进而形成了下粗上细的正常沉积粒序，总体上表现为退积型地层结构，说明石炭纪大哈拉军山组形成于明显的区域张裂环境。随着拉张—裂陷作用的进一步加剧，开始爆发大规模的火山活动，首先在盆地中部形成巨厚的火山—沉积岩组合，向盆地两侧方向，地层厚度逐渐减薄，反映了裂谷盆地早期阶段沉积充填过程。

3 岩石组合及地层序列

大哈拉军山组建组剖面位于新疆西天山特克斯县城东南约8 km处科克苏河谷大哈拉军山，野外对其进行了详细的地层剖面测制。大哈拉军山组（C1d）角度不整合覆盖于青白口纪库什台群（Qbks）灰白色厚层状白云质灰岩、大理岩之上，下伏于阿克沙克组（C1a）浅海相碳酸盐岩之下（图3）。1∶20万昭苏幅［21］根据建组剖面细砂岩夹层中发现的层孔虫和卢木Calamites sp.及其与上下地层的接触关系确定其为下石炭统。建组剖面岩石组合主体为陆源粗碎屑岩、细碎屑岩、碳酸盐岩、凝灰岩、含角砾凝灰岩、安山岩、安山玄武岩、杏仁状安山岩、安山质集块岩、辉石安山岩和角砾岩。根据剖面中岩石组合、地层序列、火山喷发旋回等特征，将剖面分为2部分：底部和上部（图3a）。

剖面底部（图3b）为一套碎屑岩—碳酸盐岩组合，最底部发育大套砾岩（图版I-a），砂质胶结，砾石成份复杂（图版I-b），主要为脉石英、燧石、大理岩、白云质灰岩、火山岩、砂岩，少量花岗岩，分选、磨圆均较差，大小2×3 mm～1×2 m，这套砾岩代表了盆地开启阶段陆相磨拉石的快速就地沉积过程。向上逐渐过渡为灰色中—厚层状砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩与砂岩互层，发育正粒序层理（图版I-c）、斜层理，构成5个正粒序旋回（图版I-d）。再向上逐渐过渡为灰绿色薄层状细砂岩、粉砂岩、泥岩，泥岩中夹砂岩透镜体或条带，横向上断续延展，透镜体大小1×3 cm～20×60 cm，（图版I-e），灰黑色薄层状泥岩中见到层孔虫化石。泥岩中夹厚约1 m的紫红色安山岩，斑状结构，块状构造。斑晶为主要为斜长石，含量约为15%左右，少量石英，含量约为3%，斜长石发生绿帘石化；其次含有少量绿泥石化的角闪石（＜3%），基质含量约70%±。灰绿色薄层状泥岩之上为灰—灰黑色薄层状含燧石结核（或条带）泥晶灰岩，灰岩中燧石条带非常发育（图版I-f），而且燧石形状极其不规则，呈枝杈状、网格状等。

图2 西天山伊犁地区早石炭世大哈拉军山组地层柱状对比图Fig.2 Stratigraphic correlation of Early Carboniferous Dahalajunshan Formation in the Yili area，western Tianshan

图3 西天山特克斯地区大哈拉军山组综合岩性柱状图Fig.3 Integrated lithologic histogram of the Dahalajunshan Formation in the Tekesi area，western Tianshan

剖面上部主要以火山岩、火山碎屑岩为主，沉积碎屑岩呈夹层的形式出现，沉积岩粒度较小，砂—粉砂级，且火山岩屑成份含量较高，伴随强烈的火山活动，该时期堆积大量的火山岩和火山碎屑岩，岩石组合为含角砾安山玄武岩—粉砂岩—杏仁状安山岩—安山质集块岩—辉石安山岩—凝灰质砂岩—含角砾辉石安山岩。在详细分析大哈拉军山组沉积—火山岩岩性、岩相、构造等变化规律的基础上，建立了建组剖面上部的火山—沉积序列，并划分了火山喷发韵律，其属多韵次喷发。第一韵次：中基性喷溢，岩性为安山岩、杏仁状安山岩，安山玄武岩，其中玄武安山岩（图版I-g）：灰黑色，斑状结构，块状构造。斑晶主要有斜长石（15%），单斜辉石（10%）。斜长石呈自形板状，长宽比为1∶1～4∶1，发育聚片双晶，有时具环带结构，发生绿帘石化，常被碳酸盐不同程度交代。单斜辉石呈自形短柱状，粒度在0.4 mm×0.5 mm±，多发生阳起石化、绿泥石化。基质由斜长石微晶、火山玻璃及铁质矿物组成，有时含有少量辉石微晶呈半平行定向排列，其间充填有火山玻璃、铁质矿物。中基性喷发规模小，属陆相喷发，喷发岩形成后，海侵扩大，形成陆—海相沉积岩层；第二韵次：小规模间歇性中性喷发，夹杂在沉积岩中，属动荡环境；第三韵次：以喷溢相辉石安山岩开始，中性凝灰质砾岩结束，喷发活动是逐渐加强的；第四韵次：规模扩大，以爆发相安山质角砾岩开始，凝灰质粗—细砂岩结束，海侵逐渐扩大；第五韵次：以辉石安山玢岩（图版I-h）开始，辉石安山岩，斑状结构，块状构造，斑晶主要为斜长石及少量辉石，斜长石呈自形长板状、宽板状，含量约为25%～30%，粒径为 0.1～0.8 mm，长宽比在 1∶1～3∶1之间，发育聚片双晶，有时具环带结构。斜长石常被碳酸盐不同程度交代，具弱的绢云母化。辉石为单斜辉石，呈自形短柱状、长柱状，含量约为10%～15%，粒度在0.4 mm×0.2 mm±，基质为交织结构，单斜辉石、铁质矿物等充填于斜长石微晶之间。斜长石微晶呈短柱状略具定向性排列。杏仁状辉石安山玢岩结束后，为安山质集块岩、火山角砾岩，集块或角砾大小1～30 cm（3%～5%），成份为安山岩。火山喷发强度、规模均较大，岩石的碳酸盐化说明海水逐渐加深，属富含二氧化碳的浅海环境。越向上，安山质角砾岩厚度愈大，喷发强度递增，显然这是达到了高潮。

4 底部沉积相

根据大哈拉军山组底部岩石成分、结构、典型沉积构造等特征，将大哈拉军山组底部划分为扇三角洲相和浅海相两种沉积相类型，其中扇三角洲相又分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相、前扇三角洲亚相。浅海相主要为碳酸盐岩台地亚相（图3b）。

4.1 扇三角洲相

扇三角洲是以冲积扇为供应物源、以底负载方式搬运，在活动的扇体与稳定水体交界地带沉积的近源含砾石的粗粒三角洲［22］。大哈拉军山组最底部粗碎屑岩超覆沉积于青白口纪库什台群（Qbks）灰白色厚层状白云质灰岩、大理岩之上。通过其沉积特征和空间展布形态分析，确定大哈拉军山组最底部为扇三角洲相，可明显地分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘及前扇三角洲三部分。

4.1.1 扇三角洲平原亚相

扇三角洲平原为扇三角洲的水上部分，其结构特征和沉积构造表现为冲积扇环境，以粗粒、泥石流和沉积物重力流为特征［27］。岩石组合以砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩为主，夹少量细砂岩。成熟度较低，砾岩中砾石成份主要为脉石英、燧石、大理岩、白云质灰岩、火山岩、砂岩，少量花岗岩，含量约80%，大小2×3 mm～1×2 m，个别砾石可达2×3 m，分选较差、呈次棱角—次圆状；填隙物为粗砂岩，颗粒支撑。沉积构造多以块状层理、递变层理为主，交错层理不发育。砾岩层厚度在横向上极不稳定，呈透镜体或楔状体向盆地中心方向尖灭。

4.1.2 扇三角洲前缘亚相

扇三角洲的水下部分，靠近扇三角洲平原部分有时可能露出水面，是扇三角洲发育最好的部分［27］。大哈拉军山组底部扇三角洲前缘可进一步划分出水下分流河道和河道间两个微相。

水下分流河道微相：水下分流河道沉积为平原环境中间灾变期形成的扇面河道在水下的延伸，岩石组合为灰色中—厚层状砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩与砂岩互层，由下到上，砾石含量逐渐变小，粒序层理清晰，总体构成下粗上细的正粒序层序（图版I-c），偶见10～30 cm的反粒序，底部存在底冲刷面，向上粒度逐渐变细，由砾岩、含砾粗砂岩过渡为细砂岩、粉砂岩。含砾粗砂岩、粗砂岩中发育交错层理、斜层理、楔状层理。单一河道砂体呈透镜状，最大厚度2.5～3 m，横向延伸数十米即变薄甚至尖灭。多个砾岩、含砾粗砂岩透镜体在纵向上相互叠置而形成厚达数十米的砂体，构成5个正粒序旋回（图版I-d）。

河道间微相：该微相主要由浅灰色、灰色薄层状泥岩、粉砂岩组成，并夹薄层细砂岩，发育块状、水平层理。泥岩顶部直接与分流河道中砂砾岩接触，两者之间存在明显的底冲刷面。由于分流河道改道频繁和强烈的冲刷作用，这些沉积下来的细粒物质被冲刷削截减薄，甚至完全被冲刷掉。因此河道间细粒沉积物厚度较薄，约为5～10 cm（图版I-d），且横向延伸不连续，多呈透镜状夹于水下分流河道砂砾岩中。

4.1.3 前扇三角洲亚相

位于扇三角洲的最前端，处于扇三角洲与正常海相过渡地带，在较深水环境、能量较弱条件下悬浮物质垂向加积而成［27］，剖面中岩性主要为灰色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩，夹薄层状细砂岩条带，发育水平层理、透镜状层理（图版I-e）。

4.2 碳酸盐岩台地相

剖面上岩性组合为灰—灰黑色薄层状含燧石结核（或条带）泥晶灰岩，发育水平层理、波状层理、低角度斜层理。灰岩中燧石条带非常发育，而且其形状极其不规则，呈枝杈状、网格状等（图版I-f）。岩石组合指示其形成于浅海碳酸盐岩台地相，灰岩中的燧石条带是后期硅质热液交代的产物。

总体来说，大哈拉军山组底部自下到上依次发育砾岩、粗砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳酸盐岩、安山岩。沉积学和层序序列分析显示，该组底部的陆源碎屑岩建造组合形成于扇三角洲沉积环境，并可进一步划分出扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲3个亚相，再向上出现的含燧石结核（或条带）泥晶灰岩形成于浅海碳酸盐台地环境。这种沉积物由粗到细、水体由浅到深，沉积环境由陆相变为海相的地层充填序列，反映了一种裂陷拉伸的动力学背景［23-25］。

5 构造环境

西天山早石炭世大哈拉军山组火山—沉积岩系作为该地区重要的赋矿层位，其形成构造环境一直以来是国内外地质学家争论的焦点。部分学者通过大哈拉军山组中火山岩岩石地球化学分析，认为其形成于陆缘弧或岛弧构造环境［18］，但对这套火山—沉积岩系形成机理仍存在争议，是代表南天山洋洋壳向北俯冲所形成的［15］，还是北天山洋洋壳向南俯冲所形成的［17］，或者是南、北天山洋盆同时向伊犁地块下俯冲所形成的［16］。而另一部分学者也是通过大哈拉军山组火山岩岩石地球化学分析，认为岩浆形成和演化过程中经历了不同程度的地壳混染作用，形成类似于岛弧环境火山岩的地球化学信息，但其中玄武岩属碱性序列，而不是岛弧环境的钙碱性序列，其很有可能形成于大陆裂谷构造环境［11-12］或弧后裂谷环境［19］。还有部分学者对赋存于大哈拉军山组中的金、铁、锰、铜等矿床研究，认为这些容矿火山岩形成于区域松弛拉张背景下，是伊犁裂谷早期阶段的产物［13-14］。

作为构造活动和古地理演变最为敏感产物的扇三角洲，一般以出现大量的砾岩、砂砾岩和砂泥质砾岩为典型特征，其分布位置主要在盆地边缘临近高差大、坡度陡的隆起带区，代表一种构造上相对不稳定的沉积环境，而这种不稳定的沉积环境往往与盆地边缘断裂活动密切相关［26］。扇三角洲广泛分布于不同类型的构造盆地中，其中产于裂谷盆地的扇三角洲充填序列表现为：扇三角洲相→海（湖）相的退积型充填序列，如东非裂谷和贝加尔裂谷［27］。

图4 西天山伊犁地区早石炭世大哈拉军山组沉积构造演化示意图Fig.4 Sketch map of sedimentary structural evolution of Dahalajunshan Formation in the Yili area，western Tianshan

泥盆纪后期，随着北天山洋和南天山洋闭合，博罗科努早古生代陆缘弧与南部南天山古生代边缘海盆和额尔宾山晚古生代残余盆地隆起成山，与伊犁微板块（陆块）相拼贴，构成伊犁石炭纪火山—沉积盆地的雏形［14］。西天山伊犁地块自早石炭世早期开始，挤压后松弛阶段上地幔隆起，致使盆地伸展裂陷作用加强（图4），广泛发育下石炭统大哈拉军山组及同期层位的火山—沉积岩系角度不整合覆盖于各种类型和时代的基底之上，且下伏基底均发生不同程度的变质或变形作用。这一区域性角度不整合代表着西天山新构造旋回的开始，大哈拉军山组底部普遍发育粗碎屑岩超覆不整合于盆地基底之上，主要为巨砾岩、砾岩、含砾粗砂岩，砾石大小悬殊，一般为2×3 mm～1×2 m，个别砾石可达2×3 m，分选较差、呈次棱角—次圆状，填隙物为粗砂岩，颗粒支撑。上述典型的底砾岩特征反映大哈拉军山组早期裂陷盆地边缘处于十分不稳定的差异升降状态，预示着即将爆发大规模的火山活动。

从空间分布来看，大哈拉军山组底部砾岩往往分布于伊犁地块石炭纪盆地的边缘，形成于扇三角洲沉积环境，例如伊犁地块北缘的伊宁县北和尼勒克地区、伊犁地块南缘特克斯地区。扇三角洲的发育与盆地边缘系统沉积期的大型断裂带相伴，其形成与演化正是伸展背景下扩张沉陷引起的差异地势所导致的［28］。底部砾岩向上逐渐过渡为含砾粗砂岩、粗砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、泥晶灰岩，这种砾岩规模逐渐变小，沉积物粒度相对变细的特征反映当时海侵作用逐渐增加，水体变深。沉积环境同样经历了扇三角洲平原—扇三角洲前缘—浅海相的演变。这种细粒沉积物向盆地边缘的超覆，指示裂陷拉伸作用不断加剧，盆地范围在不断地扩大，造成沉积物由陆缘碎屑岩逐渐过渡为碳酸盐岩，在沉积相上形成了向上变深的序列。随着盆地裂陷作用的加剧，盆地开始爆发大规模的火山活动。火山岩岩石组合表现为安山岩、安山玄武岩、杏仁状安山岩、安山质集块岩、辉石安山岩和角砾岩。凝灰岩、含角砾凝灰岩、安山岩、安山玄武岩、杏仁状安山岩、安山质集块岩、辉石安山岩和角砾岩。大哈拉军山组玄武质岩浆的Mg#值为0.34～0.69（Mg#=Mg2+／（Mg2++Fe2+）），平均为 0.53，暗示基性岩浆受到地壳物质的混染，与遭受地壳混染的纳米比亚Etendeka溢流玄武岩的分配形式极为相似，形成于板内裂谷环境，与天山古生代洋盆最终闭合后区内岩石圈剧烈拉伸作用密切相关［12，29］。而且从伴生的大量陆源碎屑岩，特别是其下部发育的近源粗碎屑岩及夹层，并严格受盆地边缘断裂控制来看，它们是属于断陷裂谷型陆相—滨浅海—海陆交互相环境的产物，而且与新疆同期的博格达石炭纪扩张裂谷型火山岩系相一致［30］。因此，西天山大哈拉军山组沉积作用和火山活动的演化反映出一个完整的主动裂谷充填过程，暗示着天山古生代洋盆于早石炭世之前已经闭合。早石炭世大哈拉军山组火山—沉积建造由陆相向海相转化的退积型沉积序列，反映的是一种递进的伸展裂陷过程，其形成于碰撞后裂谷环境。

6 结论

（1）西天山早石炭世大哈拉军山组建组剖面岩石组合主体为陆源粗碎屑岩、细碎屑岩、碳酸盐岩、凝灰岩、含角砾凝灰岩、安山岩、安山玄武岩、杏仁状安山岩、安山质集块岩、辉石安山岩和角砾岩。根据剖面中岩石组合、地层序列、火山喷发旋回等特征，可以分为底部和上部2部分；

（2）大哈拉军山组底部岩石组合自下到上依次发育砾岩、粗砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳酸盐岩、安山岩。根据沉积学和层序序列分析，大哈拉军山组底部可划分为扇三角洲相和浅海相2种沉积相类型，其中扇三角洲相又分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲3个亚相，浅海相主要为碳酸盐岩台地亚相；

（3）大哈拉军山组火山—沉积岩系与下伏地质体之间存在广泛的区域性角度不整合接触关系，底部碎屑岩由下到上粒度逐渐变细、水体逐渐加深，沉积环境由陆相变为海相，反映了一种裂陷拉伸的动力学背景。暗示着天山古生代洋盆于早石炭世之前已经闭合，大哈拉军山组火山—沉积建造形成于碰撞后裂谷环境。

致谢 参加野外工作的还有中国地质调查局西安地调中心马中平研究员、孙吉明工程师、唐卓工程师、朱涛工程师、长安大学研究生茹艳娇等，在此一并感谢。

（References）

1 Coleman R G.Continental growth of northwest China［J］.Tectonics，1989， 8（3）： 621-635.

2 Gao Jun， Long Lingli， Klemd R， et al.Tectonic evolution of the South Tianshan orogen and adjacent regions， NW China： geochemical and age constraints of granitoid rocks［J］.International Journal of Earth Sciences， 2009， 98（6）： 1221-1238.

3 Jahn B M，Griffin W L，Windley B F.Continental growth in the Phanerozoic： Evidence from Central Asia［J］.Tectonophysics， 2000， 328：1-277.

4 舒良树，卢华复，印栋浩，等.新疆北部古生代大陆增生构造［J］.新疆地质，2001，19（1）：59-63.［Shu Liangshu， Lu Huafu， Yin Donghao，et al.Late Paleozoic continental accretionary tectonics in northern Xinjiang［J］.Xinjiang Geology， 2001， 19（1）： 59-63.］

5 高俊，钱青，龙灵利，等.西天山的增生造山过程［J］.地质通报，2009，28（12）：1804-1816.［Gao Jun， Qian Qing， Long Lingli， et al.Accretionary orogenic process of western Tianshan， China［J］.Geological Bulletin of China， 2009， 28（12）： 1804-1816.］

6 新疆维吾尔自治区地质矿产局.新疆维吾尔自治区区域地质志［M］.北京：地质出版社，1993：144-148.［Bureau of Geology and Mineral Resources of Xinjiang Uygur Autonomous Region.Regional Geology of Xinjiang Uygur Autonomous Region［M］.Beijing： Geological Publishing House， 1993： 144-148.］

7 汪帮耀，胡秀军，王江涛，等.西天山查岗诺尔铁矿矿床地质特征及矿床成因研究［J］.矿床地质，2011，30（3）：385-402.［Wang Bangyao， Hu Xiujun， Wang Jiangtao， et al.Geological characteristics and genesis of Chagannur iron deposit in western Tianshan， Xinjiang［J］.Mineral Deposits， 2011， 30（3）： 385-402.］

8 姜晓玮，王永江.西天山阿希型金成矿系列及其成因［J］.中国地质，2002，29（2）：203-207.［Jiang Xiaowei， Wang Yongjiang.Characteristics and genesis of the minerogenetic series of the Axi type gold deposits in the West Tianshan［J］.Geology in China， 2002， 29（2）：203-207.］

9 李文渊.西天山大哈拉军山组与成矿问题研究［J］.矿床地质，2010，29（增刊）：85-86.［Li Wenyuan.Research on the relationship between Dahalajunshan Formation and its mineralization in western Tianshan［J］.Mineral Deposits， 2010， 29（Suppl.）： 85-86.］

10 车自成，刘良，刘洪福，等.论伊犁古裂谷［J］.岩石学报，1996，12（3）：478-490.［Che Zicheng， Liu Liang， Liu Hongfu， et al.Review on the ancient Yili rift， Xinjiang， China［J］.Acta Petrologica Sinica，1996， 12（3）： 478-490.］

11 夏林圻，夏祖春，徐学义，等.天山石炭纪大火成岩省与地幔柱［J］. 地质通报，2004，23（9／10）：903-910. ［Xia Linqi， Xia Zuchun， Xu Xueyi， et al.Carboniferous Tianshan igneous megaprovince and mantle plume［J］.Geological Bulletin of China， 2004， 23（9／10）： 903-910.］

12 程春华，张芳荣，余泉，等.西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩形成的构造背景［J］.东华理工大学学报：自然科学版，2010，33（1）：22-28.［Cheng Chunhua， Zhang Fangrong， Yu Quan， et al.The tectonic setting of volcanic rocks for Dahalajunshan Formation in Wusun Mountain region， West Tianshan Mountain［J］.Journal of East China Institute of Technology： Natural Science， 2010， 33（1）： 22-28.］

13 沙德铭，董连慧，毋瑞身，等.西天山浅成低温金矿容矿火山岩地球化学及成矿环境初探［J］.地质与资源，2003，12（4）：206-214.［Sha Deming， Dong Lianhui， Wu Ruishen， et al.A preliminary analysis on the epithermal gold deposits in west Tianshan mountains，Xinjiang：Geochemical characteristics of host rocks and ore-forming environments［J］.Geology and Resources， 2003， 12（4）： 206-214.］

14 李凤鸣，彭湘萍，石福品，等.西天山石炭纪火山—沉积盆地铁锰矿成矿规律浅析［J］.新疆地质，2011，29（1）：55-60.［Li Fengming， Peng Xiangping， Shi Fupin， et al.Analysis on Fe-Mn mineralization regularity in Carboniferous volcanic-sedimentary basin of west Tianshan［J］.Xinjiang Geology， 2011， 29（1）： 55-60.］

15 朱永峰，张立飞，古丽冰，等.西天山石炭纪火山岩SHRIMP年代学及其微量元素地球化学研究［J］.科学通报，2005，50（18）：2004-2014.［Zhu Yongfeng， Zhang Lifei， Gu Libing， et al.Study on trace elements geochemistry and SHRIMP chronology of Carboniferous volcanic rocks in western Tianshan［J］.Chinese Science Bulletin，2005， 50（18）： 2004-2014.］

16 龙灵利，高俊，钱青，等.西天山伊犁地区石炭纪火山岩地球化学特征及构造环境［J］.岩石学报，2008，24（4）：699-710.［Long Lingli， Gao Jun， Qian Qing， et al.Geochemical characteristics and tectonic settings of Carboniferous volcanic rocks from Yili region，western Tianshan［J］.Acta Petrologica Sinica， 2008， 24（4）： 699-710.］

17 王博，舒良树，Cluzel D，等.新疆伊犁北部石炭纪火山岩地球化学特征及其地质意义［J］.中国地质，2006，33（3）：498-508.［Wang Bo，Shu Liangshu，Cluzel D， et al.Geochemical characteristics and tectonic significance of Carboniferous volcanic rocks in the northern part of the Yili Block， Xinjiang［J］.Geology in China， 2006， 33（3）： 498-508.］

18 李永军，李注苍，佟丽莉，等.论天山古洋盆关闭的地质时限——来自伊宁地块石炭系的新证据［J］.岩石学报，2010，25（6）：2905-2912.［Li Yongjun， Li Zhucang， Tong Lili， et al.Revisit the constraints on the closure of the Tianshan ancient oceanic basin：new evidence from Yining block of the Carboniferous［ J］.Acta Petrologica Sinica， 2010， 25（6）： 2905-2912.］

19 钱青，高俊，熊贤明，等.西天山昭苏北部石炭纪火山岩的岩石地球化学特征、成因及形成环境［J］.岩石学报，2006，22（5）：1307-1322.［Qian Qing， Gao Jun， Xiong Xianming， et al.Petrogenesis and tectonic settings of Carboniferous volcanic rocks from north Zhaosu，western Tianshan Mountains：constraints from petrology and geochemistry［J］.Acta Petrologica Sinica， 2006， 22（5）： 1307-1322.］

20 白建科，张启跃，尹福光，等.云南罗平生物群埋藏环境初步研究：来自沉积构造的证据［J］.沉积学报，2010，28（4）：762-767.［Bai Jianke， Zhang Qiyue， Yin Fuguang， et al.Preliminary study of taphonomic environment of Luoping Biota：Evidence from sedimentary structures［J］.Acta Sedimentologica Sinica， 2010， 28（4）： 762-767.］

21 新疆地质矿产局区域地质调查大队一分队.昭苏幅（K-44-X）1：20万区域地质调查报告［R］.新疆：新疆维吾尔自治区地质矿产局.1978：25-41.［Bureau of Geology and Mineral Resources of Xinjiang Uygur Autonomous Region.The Report of Regional geological survey of Zhaosu Sheet at the scale of 1： 200000［R］.Xinjiang： Bureau of Geology and Mineral Resources of Xinjiang Uygur Autonomous Region， 1978： 25-41.］

22 Horton B K，Schmitt J G.Sedimentology of a lacustrine fan-delta system， Miocene Horse Camp Formation，Nevad， USA［J］.Sedimentology， 1996， 43（1）： 133-155.

23 张开均，夏斌，夏邦栋，等.冈底斯弧弧后早白垩世裂谷作用的沉积学证据［J］.沉积学报，2003，21（1）：31-37.［Zhang Kaijun， Xia Bin， Xia Bangdong， et al.Sedimentologic evidence for Early Cretaceous back-arc rifting of the Gangdese magmatic arc， Tibet， western China［J］.Acta Sedimentologica Sinica， 2003， 21（1）： 31-37.］

24 Zhang K J，Xia B D，Liang X W.Mesozoic-Paleogene sedimentary facies and paleogeography of Tibet， western China： Tectonic implications［J］.Geological Journal， 2002， 37（3）： 217-246.

25 Zhang K J，Xia B D，Wang G M，et al.Early Cretaceous stratigraphy， depositional environments， sandstone provenance， and tectonic setting of central Tibet， western China［J］.Geological Society of A-merica Bulletin， 2004， 116（9／10）： 1202-1222.

26 鄢继华，陈世悦，程立华.扇三角洲亚相定量划分的思考［J］.沉积学报，2004，22（3）：443-447.［Yan Jihua， Chen Shiyue， Cheng Lihua.The consideration on the quantitative division of fan delta sub-facies［J］.Acta Sedimentologica Sinica， 2004， 22（3）： 443-447.］

27 姜在兴.沉积学［M］.北京：石油工业出版社，2003：393-398.［Jiang Zaixing.Sedimentology［M］.Beijing： Petroleum Industry Press， 2003： 393-398.］

28 白建科，李智佩，徐学义，等.西天山伊犁地块北缘早石炭世硅化木的发现及其意义［J］.地质通报，2011，30（10）：1557-1562.［Bai Jianke， Li Zhipei， Xu Xueyi， et al.The discovery of silicified wood in the Early Carboniferous strata on the northern margin of Yili block，west Tianshan， and its significance［J］.Geological Bulletin of China，2011， 30（10）： 1557-1562.］

29 李婷，徐学义，李智佩，等.西天山科克苏河大哈拉军山组火山岩形成年代和岩石地球化学特征［J］.地质通报，2012，31（12）：1329-1338.［Li Ting， Xu Xueyi， Li Zhipei， et al.U-Pb zircon geochronology and geochemistry of the volcanic rocks from Dahalajunshan Formation in Kekesu river area， western Tianshan mountains［J］.Geological Bulletin of China， 2012， 31（12）： 1329-1338.］

30 顾连兴，胡受奚，于春水，等.论博格达俯冲撕裂型裂谷的形成与演化［J］. 岩石学报，2001，17（4）：585-597. ［Gu Lianxi， Hu Shouxi， Yu Chunshui， et al.Initiation and evolution of the Bogda subduction-torn-type rift［J］.Acta Petrologica Sinica， 2001， 17（4）：585-597.］