乌兹别克南努拉套奥陶—志留纪碎屑岩物源示踪及其构造意义

2021-06-07张雪翁凯马中平曹积飞陈博曹凯

西北地质 2021年2期

张雪，翁凯，马中平，曹积飞，陈博，曹凯

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054;2.自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室，中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安 710054)

乌兹别克斯坦努拉套地区位于天山西部，构造上归属于南天山造山带，古生代时期处于阿莱陆块和哈萨克-吉尔吉斯陆块之间，物质组成复杂多样，构造变形变质强烈，为一褶皱俯冲带，是土耳其洋形成、演化、消亡过程的产物(Zonenshain et al.,1990;Samygin et al.,2009;Seltmann et al.,2011)。出露在南努拉套地区的奥陶—志留纪地层为一套连续沉积的海相碳酸盐岩、碎屑岩建造，且以碎屑岩沉积为主。长期以来由于学者们对该套地层研究甚少，沉积环境、物质来源等方面认识不够清楚，严重制约对本区早古生代构造演化过程的理解(Heubeck,2001;Buslov et al.,2004;Biske et al.,2010;Kheraskova et al.,2010;McCann et al.,2013;Nurtaev et al.,2013)。

沉积物源示踪可以将沉积盆地的发展和相邻造山带的演化联系起来，是研究盆山耦合和板块构造运动过程的有效手段(Yamashita K et al.,2000;Li X H et al.,2003)。沉积物源示踪可以确定沉积物源区位置，源岩时代、性质、组合特征，了解源区气候条件和大地构造背景，认识沉积物的搬运方式、距离及路径，对确定沉积盆地和造山带相对位置、相互作用、演化过程等有着重要的意义，是源区构造背景判别、源岩恢复、古地貌重塑和古水流系再现的重要依据(杜远生等,1995;徐亚军等,2007;石永红等,2009;范代读等,2012;屈李华等,2018;弓晨等,2019)。

本研究针对南努拉套地区出露的奥陶—志留纪沉积地层，采用碎屑岩物源示踪方法，通过野外沉积地层调查、碎屑岩岩石学研究、岩石薄片粒度分析、重矿物分析、锆石U-Pb测年和全岩岩石地球化学测试等手段，综合分析沉积地层物质来源及源区大地构造背景，为探讨乌兹别克斯坦南天山构造演化过程提供重要依据，以及重塑该区早古生代构造格架和演化过程提供沉积学约束。

1 区域地质概况

天山西部(乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦)可以划分为北天山、中天山和南天山3个主要构造单元(图1a)。在乌兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦，南天山又可以划分出7个地质单元，由南向北依次为：拜松套单元、南吉萨尔单元、吉萨尔单元、泽拉夫尚单元、吉拉布拉克单元、土耳其斯坦-阿莱单元、南费尔干纳单元(图1b)。拜松套单元为一套被下石炭统火山岩和石炭—二叠系碎屑岩覆盖的元古代变质陆核；南吉萨尔单元为石炭系和年轻的大洋物质(蛇绿岩)；吉萨尔单元为奥陶系—二叠系的碎屑岩和火山岩，被后期晚古生代岩基侵入；泽拉夫尚单元为寒武系—二叠系碎屑岩和碳酸岩，其沿着北部边缘发育基性绿片岩；吉拉布拉克单元晚石炭世俯冲区，发育着强变形蛇绿岩物质和强烈剪切变形带；土耳其斯坦-阿莱单元为奥陶系—二叠系的碎屑岩和碳酸盐岩；南费尔干纳单元仰冲到土耳其斯坦-阿莱单元之上，古生代岛弧和大洋岩块出露较少，在与下部地质单元碰撞过程中形成了3个主要外来岩体，岩体排列整齐，向南俯冲，该单元被解释为南天山缝合带(Brookfield,2000)。研究区努拉套地区归属于土耳其斯坦-阿莱单元西段，出露早古生代沉积地层主要为奥陶系和志留系。

2 沉积岩石学特征及样品采集

南努拉套地区出露地层主要为奥陶—志留系，为一套连续沉积的碎屑岩、碳酸盐岩建造，地层中石英脉发育。奥陶系(原属于未被划分的寒武—奥陶系)岩性为灰岩、泥灰岩、黏土质片岩、硅质片岩。下部由灰岩、泥灰岩、黏土质片岩组成多个韵律层，底部见石英砂岩，受后期构造运动的影响，地层发生强烈变形，劈理、节理发育，普遍被石英细脉充填(图2a)，局部可见紧闭褶皱(图2b)，上部地层含有砂岩夹层，沉积厚度超过600 m，地层中见藻类、牙形石、笔石、几丁虫等化石。志留系(原属于奥陶—下志留统)岩性为碳质片岩、硅质片岩、砂岩(图2c)，厚度超过400 m，地层受断裂影响较弱，可见斜层理(图2d，图2e)、交错层理、波痕(图2f)等沉积构造，地层中含有笔石、几丁虫等化石。

图1 (a)天山西部(乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦)及(b)南天山地区构造单元划分图(据Brookfield,2000)Fig.1 Structural units of (a) the western segment of Tianshan (Uzbekistan,Kyrgyzstan) and (b) the southern Tianshan (After Brookfield,2000)

a.石英细脉充填的劈理；b.紧闭褶皱构造的转折端；c.碳质片岩；d.薄层砂岩和斜层理；e.中-厚层砂岩中的斜层理；f.波痕构造图2 南努拉套地区奥陶—志留纪地层野外地质特征图Fig.2 Field geological characteristics of the Ordovician-Silurian sedimentary strata in the southern Nuratau

笔者样品采自南努拉套地区，采样位置见图1。野外地层沿公路出露较好，主要为一套奥陶—志留纪海陆过渡相碎屑岩沉积。样品镜下分析结果表明，该套沉积物岩性主要为片岩和砂岩。片岩为黏土质片岩、碳质片岩、硅质片岩。砂岩为中-细砂岩、细砂岩、粉砂岩，以细粒杂砂岩为主；碎屑组成为长石(5%～12%)、石英(50%～65%)和岩屑(1%～2%)；岩屑以隐晶质硅质岩屑和重结晶石英岩屑为主；填隙物(21%～35%)主要是泥质、黑云母、绢云母、白云母、绿泥石、重结晶石英和少量不透明矿物；不透明矿物主要为铁质和碳质；铁质呈不规则粒状，碳质呈粉末状，矿物多小于0.1 mm，填隙在颗粒间隙(图3)。

本次在采集的奥陶纪(样号16NR-1到16NR-9，16NR-15到16NR-20)和志留纪(样号16NR-10到16NR-14，16NR-21到16NR-26)砂岩、泥岩样品中选取22件开展碎屑岩岩石薄片粒度分析(4件)、重矿物分析(4件)、锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年(2件)和全岩岩石地球化学测试分析(14件)研究。

1.杂砂岩；2.填隙物发生强烈的重结晶；3.隐晶质硅质岩屑；4.重结晶石英岩屑图3 南努拉套地区奥陶—志留纪地层中杂砂岩显微照片Fig.3 Micrographs of the feldspathic quartz sandstone from the Ordovician-Silurian sedimentary strata in the southern Nuratau

3 分析方法

岩石薄片粒度分析和重矿物分析在河北省地质测绘院岩矿实验测试中心完成。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年和全岩岩石地球化学测试分析在中国地质调查局西安地质调查中心国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室完成。

3.1 粒度分析

采用薄片分析法进行细砂岩粒度分析，首先选取薄片中比较均匀的地方画带，然后对所画带中碎屑颗粒大小进行统计，每个样品统计颗粒数大于400，统计结果见表1。统计完成后根据公式计算获得粒度参数：平均值(Mz)、标准偏差(δ1)、偏度(SK1)、峰度(KG)，绘制概率累积曲线图。

表1 南努拉套奥陶—志留纪沉积地层中砂岩粒度参数值表Tab.1 Grain size parameters of the sandstones from the Ordovician-Silurian sedimentary strata in the southern Nuratau

3.2 重矿物分析

对野外采集细砂岩进行重矿物分析，每件样品重量不少于1.5 kg，样品初碎粒度不得小于2 mm(确保重矿物来自砂岩胶结物)。然后对粒径在0.2～0.45 mm的碎样进行重磁和电磁分选，利用双目镜对重矿物种类进行鉴定分离，再根据不同重矿物的密度计算其体积含量。本次样品分析结果见表2。

表2 砂岩样品中重矿物组合特征及百分含量表Tab.2 The composition and percent content of heavy minerals for the sandstones

3.3 锆石U-Pb定年

采集细砂岩样品进行锆石U-Pb同位素定年研究，经粉碎分离、提纯、制靶、抛光处理后，利用阴极发光和背散射电子图像分析法，观察碎屑岩锆石形态和环带构造，确定其成因类型。并在此基础上进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb 同位素年代学研究。由于半衰期差异，235U的衰变比238U快6.3倍，放射成因的207Pb在显生宙生成率很低，会造成207Pb测定的误差偏大，使得207Pb/206Pb和207Pb/235U值可信度降低。因此，对大于10亿年的锆石一般采用207Pb/206Pb年龄，对小于10亿年的锆石采用206Pb/238U年龄。测试结果见表3、表4，详细仪器参数和数据测试处理过程参考(Van Achterbergh et al.,2001；Ludwig,2003;李艳广等，2015)。

表3 砂岩(样品16NR-11)锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果表Tab.3 Zircon LA-ICP-MS U-Pb isotopic data of sandstone (Sample 16NR-11)

续表3

表4 砂岩(样品16NR-20)锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果表Tab.4 Zircon LA-ICP-MS U-Pb isotopic data of sandstone (Sample 16NR-20)

续表4

3.4 全岩岩石地球化学

为了能够充分地反映其物质组成，经室内显微镜下进一步观察后，最终选取14件粉砂岩和泥岩样品，用研钵将样品磨制200目，进行全岩岩石地球化学测试分析。主量元素采用XRF玻璃熔饼法完成，精度优于5%，随后采用湿化学法获得FeO含量，通过TFe2O3=Fe2O3+1.1FeO计算获得Fe2O3含量。微量元素采用ICP-MS完成，精度优于10%，分析结果见表5。

表5 粉砂岩和泥岩的全岩主量(%)、稀土微量元素(10-6)含量表Tab.5 Contents of main (%),rare earth (×10-6)and trace (×10-6) elements in rocks from siltstones and mudstones

续表5

4 测试结果

4.1 砂岩粒度特征

粒度参数是可以综合反映沉积物粒度特征和沉积环境的量化指标，经常使用的粒度参数有平均粒径Mz、分选系数δ1、偏度SK1、峰态KG和综合参数Y。平均粒径Mz代表沉积物粒度分布的集中趋势；分选系数δ1是分选性指标，用来表示沉积颗粒大小的均匀程度；偏度SK1又称偏态，指示测量颗粒频率分布的不对称程度；峰态KG是用来测量频率曲线两尾端的分选与曲线中央部分分选比率，即曲线尖锐或钝圆的程度；综合参数Y是根据公式：-3.568 8Mz+3.701δ12-2.076 6SK1+3.113 5KG计算获得，用于沉积环境的判别。

乌兹别克斯坦南努拉套奥陶—志留纪沉积地层中细粒杂砂岩平均粒径Mz为(3.229～3.581)Ф，均值为3.381 5Ф；分选系数δ1为0.553～0.655；偏度SK1值为-0.703～-0.2；峰态KG值为2.442～3.102，均值为2.774 8；Y值为-1.983 95～-0.505 27(表1)。

4.2 重矿物组合特征

对在南努拉套奥陶—志留纪沉积地层中采集的4件细砂岩样品进行重矿物组合分析，分析结果见表2和图4。样品中分选出的重矿物有锆石、磷灰石、锐钛矿、黄铁矿、电气石、角闪石、赤褐铁矿、钛铁矿、金红石、白钛矿等。在所有测试样品中，锆石、磷灰石、电气石、角闪石和赤褐铁矿均有出现，且锆石和赤褐铁矿含量普遍较高；16NR-5和16NR-11样品中钛铁矿含量明显高于其他样品；白钛矿仅见于16NR-20样品中，且含量出现异常高值；碳硅石、重晶石、石榴子石、绿帘石、辉石、孔雀石含量极少，都小于1%，且单个矿物多在单个样品中被分离出来。

4.3 碎屑锆石U-Pb测年

样品16NR-11采自南努拉套奥陶系，样品坐标为N：40°21′49″；E：65°27′02″，岩性为中-细粒杂砂岩。砂岩中的锆石颗粒大小主要为(20～60μm)×(40～100μm)，多呈磨圆较好的柱状、粒状，个别锆石呈棱角碎片状。大多数锆石具有岩浆同心环带结构，还有一些呈现出带状分带结构，部分锆石未呈现出其内部结构(图5)。

在75颗锆石测点中，U和Th含量分别为17.47×10-6～746.27×10-6和9.68×10-6～479.11×10-6，Th/U值为0.27～1.92(表3)。年龄大于10亿年的锆石有19颗，测试获得207Pb/206Pb年龄为1 060.7～3 155.6Ma；年龄小于10亿年的锆石有56颗，测试获得206Pb/238U年龄为496.5～981.5Ma(图6a、图6c)(表3)。

样品16NR-20采自志留系，坐标为N：40°23′23″；E：65°30′20″，岩性为细粒杂砂岩。锆石颗粒大小为(20～50μm)×(40～120μm)，形态为棱柱状、粒状，磨圆为次棱角状到次圆状。在阴极发光图像下，多数锆石呈现出岩浆同心环带结构，少数锆石未呈现出内部结构(图5)。

76颗锆石测点分析结果显示，除一个测点U(844.54×10-6)和Th(1 453.31×10-6)含量较高外，其余测点U和Th含量分别为9.74×10-6～299.44×10-6和1.74×10-6～308.931×10-6，Th/U值为0.15～2.81(表4)。大于10亿年的锆石有34颗，获得的207Pb/206Pb年龄为1 000.9～2 781.2Ma；小于10亿年的锆石有42颗，获得的206Pb/238U年龄为422.1～988.4 Ma(图6b、图6d)(表4)。

图4 砂岩样品中重矿物组合特征直方图Fig.4 The histogram of heavy mineral assemblage for the sandstones

图5 砂岩(样品16NR-11和16NR-20)锆石阴极发光图像Fig.5 CL images of analyzed zircon grains for the sandstones (Sample 16NR-11and 16NR-20)

图6 (a、b)砂岩(样品16NR-11和16NR-20)锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和图和(c、d)直方图Fig.6 (a，b)Concordia diagrams and(c，d) histograms of zircon LA-ICP-MS U-Pb data for sandstones (Sample 16NR-11and 16NR-20)

4.4 砂岩地球化学特征

地球化学特征研究结果表明，该区样品中SiO2含量普遍较高(63.94 %～84.70 %)，且整体表现为高Al2O3(6.80 %～26.74 %，均值为14.00wt%)，低TiO2(0.45 %～1.15 %)、CaO(0.33 %～0.84 %)、Fe2O3+FeO(2.46 %～8.16 %，均值为5.00wt%)、LOI(1.33%～5.27wt%，均值为3.13 wt %)的特征，K2O/Na2O(0.45～3.96)变化较大，MnO(≤0.15wt%)和P2O5(≤0.24wt%)含量极少(表5)。

样品碎屑岩稀土元素总量变化较大(∑REE=94.41×10-6～241.18×10-6)，在稀土配分曲线图上(图7)，呈现出轻稀土元素富集(LREE/HREE=6.52～9.48)，重稀土元素平坦，Eu负异常明显(δEu=0.59～0.81)的特征。微量元素Zr(170×10-6～286×10-6)、Ba(174×10-6～4 010×10-6)、Nb(8.72×10-6～28.5×10-6)等含量变化较大(表5)；Sr/Ba值及Sr/Ca值相对较低，Sr/Ba值为0.02～0.72，Sr/Ca值为0.01～0.03。

图7 粉砂岩和泥岩稀土微量元素配分曲线图(标准化值据Sun et al.,1989)Fig.7 Chondrite-normalized rare earth element (REE) patterns of the siltstones and mudstones (Standardized values after Sun et al.,1989)

5 讨论

5.1 物质来源

5.1.1 碎屑锆石

奥陶系16NR-11砂岩中获得75颗碎屑锆石(图6a、图6c)(表3)，小于10亿年的有56颗，呈现出一个主峰值，约为800 Ma，次峰值530 Ma；大于10亿年的有19颗，年龄主要集中在2 500～2 700 Ma。最小年龄值496.5 Ma，时代为晚寒武世，最大年龄为3 155.6 Ma，时代为中太古代。

志留系16NR-20砂岩中获得76颗碎屑锆石(图6b、图6d)(表4)，小于10亿年的有42颗，呈现出主峰值年龄约为800 Ma，次峰值440 Ma；大于10亿年的有34颗，年龄集中在1 700～2 600 Ma。最小年龄值为422.1 Ma，时代为晚志留世，最大年龄为2 781.2 Ma，时代为晚太古代。

以上2个样品中锆石主峰值都集中在800 Ma左右，该峰值年龄与Rodinia超大陆裂解事件时间(830～750 Ma)相对应(李献华等，2001，2008；Golonka,2009；Kheraskova et al.,2010;杜远生等，2015)。次峰值为530 Ma、440 Ma，暗示该区早古生代存在大的构造事件，该事件可能与天山多地体拼贴事件有关(施央申等，1996；徐学义等，2014)。而样品中老锆石年龄值主要集中在2 700～1 700 Ma，时代为晚太古代—早元古代，最大年龄为中太古代(3 155.6 Ma)，表明古老的地质体对该套地层的形成也提供了一定的物质来源。

5.1.2 岩石类型

重矿物研究表明，样品中含有锆石、磷灰石、角闪石、赤褐铁矿、钛铁矿、辉石、金红石、电气石、石榴子石、绿帘石等重矿物组合(表2)，表明该套奥陶—志留纪沉积地层源区岩石类型复杂多样。重矿物组合锆石、磷灰石、角闪石、赤褐铁矿在样品中均有出现，且含量相对较高，说明酸性火山岩是其主要沉积物质来源；锆石微裂隙中多呈现出铁染现象，颗粒呈次滚圆粒状，表明沉积源区物质相对较古老；次滚圆粒状锆石和电气石代表其源区出露有古老的沉积岩；部分样品中含有钛铁矿和少量辉石、金红石，钛铁矿为粒状，辉石和金红石多为板状、粒状，说明源区有少量镁铁-超镁铁岩石出露；样品中含有少量石榴子石、绿帘石重矿物组合可能来自于变质岩。以上重矿物组合综合研究结果表明，古老的酸性岩浆岩和沉积岩为南努拉套奥陶—志留纪沉积地层的形成提供了丰富的物质来源，镁铁-超镁铁岩和变质岩也有一定的贡献。

岩石地球化学特征显示，样品表现出高SiO2特征，说明源区主要为酸性岩浆岩或成熟度较高的沉积岩；高Al2O3含量说明样品中含有较多的长石碎屑；低Fe2O3+FeO含量表明源区母岩中镁铁-超镁铁质岩石物质成分较少；低LOI含量表明样品中含有较少的变质岩和碳酸盐岩碎屑物质。选用常量元素综合判别系数图解，可以对南努拉套奥陶—志留纪沉积地层源区岩石类型进行初步判别。

选取综合判别系数(据Roser et al.,1988)：

F1=-1.773*TiO2+0.607*Al2O3+0.76*Fe2O3-1.5*MgO+0.616*CaO+0.509*Na2O-1.224*K2O-9.09；

F2=0.445*TiO2+0.007* Al2O3-0.25* Fe2O3-1.142* MgO+0.438* CaO+1.475* Na2O+1.426* K2O-6.861；

F3=30.638*TiO2/Al2O3-12.541*Fe2O3/Al2O3+7.329*MgO/Al2O3+12.031*Na2O/Al2O3+35.402* K2O/ Al2O3-6.382；

F4=56.5*TiO2/Al2O3-10.879*Fe2O3/Al2O3+30.875*MgO/Al2O3-5.404*Na2O/Al2O3+11.112* K2O/ Al2O3-3.89。

在碎屑岩主量元素综合系数源区判别图上(图8)，样品虽然都落入沉积岩区域，但却具有明显向长英质火山岩区偏移的趋势；而稀土配分曲线则呈现出轻稀土元素富集，重稀土元素平坦，Eu负异常明显的特征(图8)，说明源区岩石亲酸性岩(Nance et al.,1976)。样品Zr/Hf值为35.32～37.59，均值为36.40，与酸性岩数值比较接近，也可以说明物质来源与酸性岩浆岩有关。

据此得出与重矿物研究一致的结论：沉积岩和酸性岩浆岩为该套地层的主要物质来源。

5.2 构造背景

碎屑岩样品平均粒径Mz集中在(3.229～3.581)Ф(表1)，表明其沉积物以细砂岩为主，含少量粉砂岩；峰态KG曲线尖锐，属于窄峰态，即样品颗粒粒度分布集中；分选系数δ1为0.553～0.655，分布范围较为狭窄，指示沉积颗粒分选性较好；样品偏度SK1<0，为负偏态，属极近对称分布，代表其形成于由潮汐、海浪作用的海滩沉积环境；粒度综合参数Y值大于-2.741 1(萨胡，1964)指示近岸海滩环境。综合以上数据分析可知，研究区地层形成于近岸海滩环境。

图8 碎屑岩主量元素综合系数源区判别图(底图据Roser et al.,1988)Fig.8 Diagrams for discrimination of source area by comprehensive factor of main element from the clastic rocks(After Roser et al.,1988)

样品微量元素具有低Sr/Ba值、Sr/Ca值的特征，表明该套地层的形成应该与陆相淡水供给有关(陆相淡水环境Sr/Ba值远小于1，Sr/Ca值小于1)。Fe2+/ Fe3+值为0.24～4.7，均值为2.08，Cu/Zn值为0.11～0.56，均值为0.28，表明沉积地层形成于还原环境到还原-氧化环境。水生元素Mn和陆源元素Ti的比值可以作为判断离岸距离的标志：太平洋沉积物近岸大陆架Mn/Ti值小于0.1，离岸100 m的Mn/Ti值为0.1，离岸超300 m的Mn/Ti值介于0.1～0.3 (田景春等，2016)。本次样品Mn/Ti值普遍介于0.05～0.28，均值0.11，参考太平洋沉积物特征可推断出该区沉积物质应该是形成于距岸100 m左右的近岸环境。

通过野外地质调研可知北努拉套奥陶—志留纪沉积地层以碳酸盐岩为主，夹硅质岩和碎屑岩，可见平行层理、交错层理等，地层中含有腕足、有孔虫、钙球、贝类等化石，局部地区有生物扰动痕迹，形成于浅海相环境(McCann et al.,2013)。而南努拉套奥陶—志留纪沉积地层以碎屑岩为主，夹有少量的碳酸盐岩，发育韵律层理、斜层理、交错层理、波痕等沉积构造，地层中含笔石、几丁虫等化石；粒度分析研究和岩石地球化学指标Sr/Ca值(0.01～0.03)、Fe2+/ Fe3+值(0.24～4.7)、Cu/Zn值(0.11～0.56)和Mn/Ti值(0.05～0.28)都指示其形成于陆源碎屑供给充足的近岸环境(距岸约100m)。因此，通过对努拉套南北两地层进行对比研究可知，努拉套山沉积的奥陶—志留纪地层由南向北陆源碎屑供给减少，主要沉积物由陆源碎屑岩逐渐过渡到碳酸盐岩，沉积环境由近岸环境转变为浅海相环境。

微量元素可以很好地记录沉积岩形成时的构造背景。通过微量元素La/Y值和Sc/Cr值可以有效判断源区构造背景，从大洋岛弧、大陆弧、活动大陆边缘到被动大陆边缘，元素Sc/Cr值具有逐渐减小，La/Y值则逐渐增高的特征(Bhatia et al.,1986)，将样品投点在La/Y-Sc/Cr图解上(图9)，发现样品几乎全部落入被动大陆边缘范围。因此，认为该套地层形成于近岸被动大陆边缘。

5.3 构造意义

古亚洲洋是晚元古代时期Rodinia超大陆裂解的产物，是土耳其洋的先驱(Buslov et al.,2001;Kheraskova et al.,2010)。区域内形成于755～690 Ma的双峰式火山岩是土耳其洋形成事件的地质记录(Kheraskova et al.,2010)。土耳其洋的展布方向存在东西向(Biske et al.,2010)和南北向(Heubeck,2001;Buslov et al.,2004;Kheraskova et al.,2010)两种认识。通过以上研究发现，分布在努拉套地区的奥陶—志留纪沉积地层由南向北沉积相具有由近岸滨海相向浅海相转变的趋势。结合稀土微量元素分析，认为其形成于近岸被动大陆边缘(Taylor et al.,1985;McLennan et al.,1993)，同时由南向北水体变深的沉积展布佐证了土耳其洋盆展布打开方向为东西向。

图9 碎屑岩La/Y-Sc/Cr源区构造环境判别图(底图据Bhatia et al.,1986)Fig.9 La/Y-Sc/Cr diagrams for discrimination of tectonic setting from clastic rocks(After Bhatia et al.,1986)

前人研究认为，沿努拉套地区北界断续出露的古生代蛇绿混杂岩带(南天山缝合带)为土耳其洋盆的残留，其将哈萨克-吉尔吉斯陆和阿莱陆块分开，该洋盆可能打开于晚元古代，一直演化到晚石炭—早二叠世闭合(Samygin et al.,2009;Seltmann et al.,2011;Dolgopolova et al.,2017)。同时还认为奥陶—志留纪乌兹别克恰特卡尔-库尔玛地区分布大量与岛弧有关的岩浆岩，构造上处于哈萨克-吉尔吉斯陆块南缘(Bazhenov et al.,1999;Samygin et al.,2009;Dolgopolova et al.,2017)。本次研究表明，奥陶—志留纪努拉套地区发育稳定的海陆过渡相沉积地层，具有被动陆缘的沉积特征，构造上位于阿莱陆块北缘，其沉积物质主要来源于与800 Ma、530 Ma、440 Ma构造事件相关的酸性岩浆岩和古老沉积岩。

综合以上研究得出，乌兹别克天山奥陶—志留纪的构造格局如下：该时期土耳其洋盆呈东西向展布，洋盆北侧为哈萨克-吉尔吉斯陆块，南侧为阿莱陆块，且此时土耳其洋正向北侧哈萨克-吉尔吉斯陆块下俯冲消减，在哈萨克-吉尔吉斯陆块边缘形成活动大陆边缘，乌兹别克恰特卡尔-库尔玛地区奥陶—志留纪强烈的岛弧岩浆活动是该事件的地质记录。努拉套地区位于洋盆另一侧是阿莱陆块的组成部分，奥陶—志留纪时期发育稳定的海陆过渡相沉积地层，具有被动陆缘的沉积特征(图10)。

图10 乌兹别克天山奥陶—志留纪构造演化示意图(据McCann et al.,2013修改)Fig.10 Sketch map for tectonic evolution of the Uzbekistan Tianshan in the Ordovician-Silurian (Modified after McCann et al.,2013)