青藏高原南天山巖的形成與演化

青藏高原南天山巖的形成與演化

近年來，西南天山地質(zhì)調(diào)查引起了人們的關(guān)注。該地區(qū)被認(rèn)為是研究中亞造山帶構(gòu)造發(fā)育的重要地區(qū)。然而，研究內(nèi)容主要集中在巖漿巖和變質(zhì)巖的地球化學(xué)特征、以及同年的地層科學(xué)和構(gòu)造科學(xué)上。因此，南天山洋的時間和性質(zhì)沒有顯著差異。據(jù)推測，它被認(rèn)為是早生紀(jì)-泥盆紀(jì)弧后盆地（王etal.，2011），或被推測為從早生紀(jì)開始的亞洲南部小洋盆（尤靈麗等人，2006）。南天山洋的發(fā)育時間也是從早生代開始的（馬仲禮，2006）。另一些人認(rèn)為，南天山洋的發(fā)育時間應(yīng)該包括震旦紀(jì)到泥盆紀(jì)和早石炭世，并進(jìn)入遺產(chǎn)海洋階段（左國朝和李少雄，2011）。相比之下，從沉積地層方面探討南天山洋的工作就少得多。而沉積地層是洋盆歷史的直接地質(zhì)記錄，放射蟲硅質(zhì)巖又是重要的深水遠(yuǎn)洋沉積物。文中除論述西南天山放射蟲化石的時代分布外，也從放射蟲硅質(zhì)巖的沉積序列、地層關(guān)系及相關(guān)的生物古地理變化等來探討南天山洋的演化。1西德國海的黑英山地區(qū)放射蟲硅質(zhì)巖在西南天山廣泛分布，近20年來，在多處硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)放射蟲化石。主要分布于3個區(qū)域，自東而西為:庫車北的獨(dú)庫公路沿線，拜城黑英山地區(qū)和阿合奇縣托什罕河上游地區(qū)(圖1-a)。西南天山地勢險(xiǎn)要，交通不便。獨(dú)庫公路是穿越天山南北的交通要道，也成為地質(zhì)研究的重要路線。從鐵力買提達(dá)坂往南，經(jīng)庫勒湖、庫爾干到公路里程976ue00fkm的區(qū)段沿線，已有多處硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)放射蟲化石(劉羽等，1994;湯耀慶等，1995;王寶瑜等，1997,2001;Liu,2001;LiuandHao,2006;李瑋等，2007)(圖1-b)。由于巖層強(qiáng)烈變形，剖面露頭不甚連續(xù)，硅質(zhì)巖的地層序列并不清楚，有些地點(diǎn)放射蟲組合的時代也有待進(jìn)一步厘定。在拜城縣北東60ue00fkm的黑英山地區(qū)(圖1-a)，梅斯布拉克蛇綠混雜巖中含硅質(zhì)巖和放射蟲化石，尤其是與玄武巖互層的硅質(zhì)巖對確定蛇綠巖年齡有重要意義，但其中放射蟲化石的時代值得進(jìn)一步分析。在南天山西段阿合奇西北的中國—吉爾吉斯邊境地區(qū)，近年來在多處地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的放射蟲硅質(zhì)巖，提供了這一帶南天山洋的沉積證據(jù)(圖1-c)。但由于位置偏僻、交通不便、地質(zhì)研究程度低，該地區(qū)放射蟲硅質(zhì)巖的地層歸屬比較混亂，放射蟲化石的時代分布也有爭議。2魚雷硅質(zhì)巖的生物地層學(xué)特征2.1獨(dú)庫巴士沿線走以下由北而南對獨(dú)庫公路有關(guān)地點(diǎn)(圖1-b)的資料逐一評述。2.1.1厚層火山巖—鐵力買提達(dá)坂Liu和Hao(2006)描述了鐵力買提達(dá)坂剖面的部分放射蟲化石，主要討論化石內(nèi)部結(jié)構(gòu)與分類，地層敘述比較簡略。該剖面底部為厚層灰?guī)r—礁灰?guī)r，沉積序列始于灰色—褐色薄層硅質(zhì)頁巖與薄層灰?guī)r及透鏡狀灰?guī)r的互層，其上是紅色—褐綠色硅質(zhì)頁巖夾純的薄硅質(zhì)層。放射蟲化石產(chǎn)于薄硅質(zhì)層中，文中未列出全部化石名單，僅說根據(jù)放射蟲化石組合，含化石層時代大約是晚泥盆世。2.1.2劉羽等的放射性巖塊和巖體庫勒湖位于鐵力買提達(dá)坂西南。庫勒湖蛇綠巖是庫勒湖—鐵力買提達(dá)坂蛇綠巖帶的組成部分，位于庫勒湖及其以南的獨(dú)庫公路南段(馬中平等，2006)。自1994年起，相繼報(bào)道了庫勒湖一帶硅質(zhì)巖中的放射蟲化石，并常被作為庫勒湖蛇綠巖的時代依據(jù)之一(劉羽等，1994;湯耀慶等，1995;高俊等，1995,1996;馬中平等，2006)。湯耀慶等(1995)和馬中平等(2006)都述及，在庫勒湖蛇綠混雜巖中，紫紅色硅質(zhì)巖一部分直接覆蓋在基性火山熔巖之上，一部分呈獨(dú)立巖塊存在于混雜帶中。但劉羽等(1994)文中并未述及蛇綠巖，卻說觀測剖面出露有厚度不等的中—厚層灰?guī)r，硅質(zhì)巖空間上與灰?guī)r相鄰，二者為斷層接觸。劉羽等(1994)在9個樣品中獲得37個放射蟲種，劃分出5個放射蟲組合帶，時代從晚泥盆世弗拉斯期至早石炭世維憲期。最下部的Astroentactiniacrassata-Tetrentactiniabraysphaera帶(Ⅰ)，有3個優(yōu)勢種Astroentactiniacrassata(Nazarov),A.stellata(Nazarov)和Tetrentactiniabraysphaera(Foreman)，據(jù)Nazarov和Ormiston(1993)對歐亞和北美古生代放射蟲生物地層學(xué)的研究，前2種的延續(xù)時代包括整個晚泥盆世，而第3種僅限于晚泥盆世法門期，是該時期放射蟲組合的2個命名種之一。劉羽等(1994)帶Ⅱ的特征種Entactiniapalimbola(Foreman)也是該組合的常見分子。因此，這兩個帶可以合并，時代為晚泥盆世法門期。劉羽等(1994)帶Ⅲ、Ⅳ和V的放射蟲化石呈現(xiàn)早石炭世面貌，但沒有Albaillella，缺少分帶的典型種，時代大致為早石炭世杜內(nèi)期—維憲早期。因此，劉羽等(1994)發(fā)表的庫勒湖地區(qū)放射蟲組合的時代可進(jìn)一步限定為晚泥盆世法門期至早石炭世維憲早期。2.1.3蘇氏原螯蝦tri明確王寶瑜等(1997)的獨(dú)庫公路庫爾干道班以南的剖面(從公路里程955ue00fkm向南)分為4段。第1段為上志留統(tǒng)科克鐵克達(dá)坂組灰色薄—中層灰?guī)r，構(gòu)成一個背斜，厚61ue00fm，未見底。背斜北翼的灰?guī)r曾發(fā)現(xiàn)早泥盆世洛霍考夫期delta帶的牙形類化石(王成源和張守安，1988)。第2段至第4段為下泥盆統(tǒng)阿爾騰柯斯組，整合覆蓋于志留系之上。第2段為灰綠色和紫紅色硅質(zhì)巖夾薄層狀灰?guī)r，厚257ue00fm，含牙形刺、珊瑚和放射蟲等化石。據(jù)牙形類化石號碼(XI-15-1)，含早泥盆世牙形刺化石的層位在剖面第2段的南部，靠近第1段地層。放射蟲化石號碼未標(biāo)明，但剖面圖上其他的化石號碼都在第2段上部，放射蟲化石應(yīng)來自第2段上部。所列的放射蟲化石屬種，有晚泥盆世常見的Entactiniapalimbola等，也有早石炭世常見的Entactiniavulgaris,Triaenosphaerahebes等，但缺乏化石帶的標(biāo)準(zhǔn)分子。2001年，王寶瑜等再次論述了該剖面。根據(jù)灰?guī)r中分析出的早泥盆世布拉格期sulcata帶的牙形刺重要分子Eognathoduslinearis，將阿爾騰柯斯組的時代厘定為早泥盆世洛霍考夫期—布拉格期，巖性為灰色薄—中層狀灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、灰綠色雜砂巖、細(xì)砂巖，并指出在硅質(zhì)巖中分析出石炭系牙形類化石，但仍沿用了1997年文中的剖面圖和分層，未將下泥盆統(tǒng)和石炭系分開。更往南，在獨(dú)庫公路里程975ue00fkm和976ue00fkm之間，李瑋等(2007)在阿爾騰柯斯組上段的兩塊硅質(zhì)巖樣品中，獲得了保存較好的放射蟲化石。李瑋等(2007)將一塊樣品(D202—H1)的化石組合時代定為中—晚泥盆世，按文中所述，組合的已知屬種以Trilonche屬的種最多。而這些種的時限為中泥盆世吉維特期—晚泥盆世法門期(王玉凈等，2000;Wangetal.,2003)。另一方面，化石名單中又缺乏法門期放射蟲Tetrentactiniabraysphaera-Ceratoikiscumfamenium組合的特有分子。因此，該樣品的時代范圍可縮小為中泥盆世吉維特期—晚泥盆世弗拉斯期。李瑋等(2007)將另一塊樣品(D203—H1)的化石組合對比為早石炭世的Albaillellaindensis帶，但并未發(fā)現(xiàn)該帶的帶化石。而在其化石圖版上有Eostylodictyarota，這是早石炭世維憲初期放射蟲Eostylodictyarota帶的帶化石，該帶位于Albaillellaindensis帶之上(BraunandSchmidt-Effing,1993;王玉凈和楊群，2007)。綜上所述，獨(dú)庫公路沿線從鐵力買提達(dá)坂至庫爾干南，由于構(gòu)造原因，放射蟲硅質(zhì)巖層多處反復(fù)出現(xiàn)，其時代范圍從中泥盆世晚期至早石炭世維憲早期。2.2albaelllaparadoxa帶黑英山地區(qū)梅斯布拉克蛇綠混雜巖中的硅質(zhì)巖和放射蟲化石已經(jīng)得到比較詳細(xì)的研究。舒良樹等(2007)報(bào)道的放射蟲化石來自4塊樣品，鑒定結(jié)果可能相似，因此都?xì)w入一個組合，時代結(jié)論為晚泥盆世法門期—早石炭世杜內(nèi)期—維憲期。按文中鑒定結(jié)果所述，所得到的放射蟲主要有6個屬，包括Stigmosphaerostylus,Archocyrtium,Pylentonema,Astroentactinia,Triaenosphaera和Trilonche。其中Stigmosphaerostylusvariospina,Archocyrtiumludicrum,A.venustum,A.delicatum分布于世界各地的晚泥盆世—早石炭世地層中。Stigmosphaerostylusvulgaris,S.wuppertalensis,S.typical,Pylentonemaantigua等種在歐洲和中國常見于早石炭世杜內(nèi)期—維憲期地層中。并含有較多早石炭世杜內(nèi)期—維憲期Albaillellaparadoxa帶的放射蟲，如廣泛分布在北美、德國、法國、土耳其、中國、泰國、馬來西亞的Astroentactiniacf.mirousiGourmelon，廣泛分布在法國、中國、泰國的Pylentonemacf.racheboeufiGourmelon，廣泛分布在德國、法國、中國的Stigmosphaerostyluswuppertalensis(Won)以及廣泛分布在德國、中國的Stigmosphaerostyluscf.typical(Won)和Trilonchealmae(Won)。從以上論述看，這個放射蟲化石組合既有出現(xiàn)于晚泥盆世—早石炭世地層的種，也有常見于早石炭世地層的種，而無僅常見于晚泥盆世地層的種。因此，其時代定為早石炭世更為合適。Albaillellaparadoxa帶是早石炭世杜內(nèi)早期的一個放射蟲帶，該地區(qū)雖未發(fā)現(xiàn)其帶化石，但有多種該帶常見化石。舒良樹等(2007)文后圖版中的放射蟲Triaenosphaeracf.hebesWon也是早石炭世早期常見的種。所以，該組合的時代可能為早石炭世杜內(nèi)早期，這也為梅斯布拉克蛇綠巖的時代上限提供了可靠證據(jù)。2.3晚泥盆世地層中的放射性地球化學(xué)2002年，Li等首次在本區(qū)托什罕河南發(fā)現(xiàn)早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖(圖1-c，化石點(diǎn)(3))。2005年，李曰俊等在托什罕河以北又發(fā)現(xiàn)早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖(圖1-c，化石點(diǎn)(1)(2))。2009年，李建兵等在托什罕河上游1︰5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，在Li等(2002)采樣區(qū)的西側(cè)，也發(fā)現(xiàn)早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖(圖1-c，化石點(diǎn)(4)(5))。Li等(2002)在托什罕河南發(fā)現(xiàn)的放射蟲化石保存較好，在托什罕河以北發(fā)現(xiàn)的放射蟲化石保存較差(李曰俊等，2005)，但總體面貌相似，都是以Albaillella為主的化石組合，包括早石炭世杜內(nèi)期各放射蟲帶的重要分子A.paradoxa,A.deflandrei,A.undulata,A.indensis,Stigmosphaerostylusvariospina等。前者還有早石炭世維憲初期的重要化石Eostylodictyarota和Beloweavaliabilis等(圖2)。因此，放射蟲硅質(zhì)巖的時代至少涵蓋了早石炭世杜內(nèi)期至維憲早期。李建兵等(2009)稱“圖尤克阿秀組”第3段由底到頂?shù)墓栀|(zhì)巖均富含放射蟲化石，但鑒定名單僅有Entactinia和Entactinisphaera等泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)常見屬名，不能提供確切時代。而以Entactinia和Entactinisphaera為主，無石炭紀(jì)常見的Albaillella的放射蟲化石組合，則常見于晚泥盆世地層。Li等(2002)、李曰俊等(2005)文中還報(bào)道有晚二疊世的放射蟲化石Albaillellaexcelsa(?)和A.sp.cf.A.excelsa，但只有個別個體，且保存不好，難以作為硅質(zhì)巖系持續(xù)到晚二疊世的確鑿證據(jù)。值得注意的是，在阿圖什西北約35ue00fkm的溫古爾地區(qū)，有一套灰?guī)r和硅質(zhì)巖交互的地層，硅質(zhì)巖中含放射蟲化石，灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)中二疊世棲霞期牙形類化石Neostreptognathodusspp．，為盆地相沉積(姚建新等，2002)。所以，在西南天山西段二疊系的某些層位，可能仍有深水沉積。3輻射硅質(zhì)巖沉積層序列及比較3.1地層單位的厘定前述生物地層學(xué)資料表明，獨(dú)庫公路這段南北寬度近16ue00fkm的地層，包括了從早泥盆世到早石炭世的沉積，含深灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、巖屑長石砂巖、紫紅色及深灰色硅質(zhì)巖夾薄層灰?guī)r、火山角礫巖及凝灰?guī)r等多種巖石類型(李瑋等，2007)。在李瑋等(2007)的中泥盆世晚期放射蟲化石點(diǎn)以北，獨(dú)庫公路里程975ue00fkm和973ue00fkm之間，陳剛等(2010)還發(fā)現(xiàn)硅質(zhì)巖中有具洋島型地球化學(xué)特征的堿性玄武巖夾層。由于巖層遭受強(qiáng)烈構(gòu)造變形，因此多為被斷層分隔的巖片，缺乏完整的連續(xù)剖面，地層劃分比較困難。2004年完成的1:25萬喀贊其幅地質(zhì)報(bào)告，仍將這套地層都劃入下泥盆統(tǒng)阿爾騰柯斯組(圖1-b)，這顯然不合適。王寶瑜等(2001)曾將阿爾騰柯斯組厘定為下泥盆統(tǒng)的灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、雜砂巖和細(xì)砂巖，但對剖面中的晚泥盆世—早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖未作進(jìn)一步論述。1994年，劉羽等就探討了獨(dú)庫公路硅質(zhì)巖與灰?guī)r的關(guān)系，指出灰?guī)r的時代不晚于中泥盆世，而硅質(zhì)巖的時代為晚泥盆世—早石炭世，二者為斷層接觸。1995年，湯耀慶等曾建議用“庫勒湖組”之名(引用1993年劉羽碩士論文成果)代表黑英山—庫勒湖一帶晚泥盆世—早石炭世的碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、枕狀熔巖和變質(zhì)橄欖巖的蛇綠巖組合地層。但是，“組”作為最基本的巖石地層單位，代表著有正常沉積序列一套地層，而“蛇綠巖”屬于特殊巖石地層單位(全國地層委員會，2001)。因此，“庫勒湖組”應(yīng)僅代表該地區(qū)中泥盆世—早石炭世的硅質(zhì)巖。獨(dú)庫公路沿線這套地層北接志留系頂統(tǒng)科克鐵克達(dá)坂組，南界已接近塔里木北緣的中新生界分布區(qū)，構(gòu)成了南天山內(nèi)部一條晚古生代深水沉積構(gòu)造巖相帶。根據(jù)上述生物地層資料，可以識別一個大致的沉積序列:底部為志留系頂統(tǒng)科克鐵克達(dá)坂組灰色薄—中層灰?guī)r，該組在南天山廣泛分布，富含床板珊瑚和層孔蟲等化石(王寶瑜等，2001)。下泥盆統(tǒng)阿爾騰柯斯組灰?guī)r覆蓋其上，與其呈整合接觸，含牙形類而無珊瑚、腕足類等淺水底棲生物化石，可能為斜坡相沉積。中泥盆統(tǒng)下部地層還未能確定，中泥盆統(tǒng)上部、上泥盆統(tǒng)和下石炭統(tǒng)下部(至維憲階下部)都含有放射蟲硅質(zhì)巖，還含有火山巖和濁積巖等。這是一個從早泥盆世開始逐漸加深的深水沉積序列，是南天山洋洋盆演化的沉積記錄。3.2托格買提組與阿衣里河組地層結(jié)構(gòu)Li等(2002)在托什罕河南發(fā)現(xiàn)的早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖，原屬于艾克提克群(圖1-c，化石點(diǎn)(3))。艾克提克群由深灰色—灰綠色砂巖、泥巖、灰?guī)r和硅質(zhì)巖組成，硅質(zhì)巖主要發(fā)育于下部(南部)(Lietal.,2002)。李曰俊等(2005)在托什罕河以北發(fā)現(xiàn)的早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖屬烏帕塔爾坎群(阿帕達(dá)爾康組的同物異名)(圖1-c，化石點(diǎn)(1)和(2))。李建兵等(2009)發(fā)現(xiàn)的早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖(圖1-c，化石點(diǎn)(4)和(5))在Li等(2002)采樣區(qū)的西側(cè)，他們將其作為新建的“圖尤克阿秀組”的第3段。李建兵等(2009)的“圖尤克阿秀組”分為3段，第1段為火山巖與碳酸鹽巖巖石組合，第2段為復(fù)理石建造，第3段為深海硅質(zhì)巖建造。但僅圖尤克阿秀剖面(圖1-c，化石點(diǎn)(5))含這3段地層，第1段和第2段之間還是斷層接觸關(guān)系。另外2個輔助剖面中，廓加爾特剖面僅有第1段地層，與中泥盆統(tǒng)托格買提組灰?guī)r呈斷層接觸;開勒特外克剖面(圖1-c，化石點(diǎn)(4))僅有第3段地層，下不見底，上覆上石炭統(tǒng)阿依里河組。因此，這3段地層的關(guān)系不清楚，而且?guī)r性差別很大，不宜歸入同一巖石地層單位。從地質(zhì)略圖和采樣位置看，李建兵等(2009)的圖尤克阿秀剖面和開勒特外克剖面，與Li等(2002)的采樣剖面均位于托什罕河以南的一個近東西向帶內(nèi)(圖1-c，化石點(diǎn)(3)、(4)和(5))。3個剖面的巖性相似，均為硅質(zhì)巖與砂頁巖互層。據(jù)Li等(2002)的研究區(qū)地質(zhì)略圖，這一近東西向帶正是艾克提克群的分布區(qū)。蔡士賜等(1999)認(rèn)為艾克提克群是晚石炭世阿衣里河組的同物異名。艾克提克群上部灰?guī)r曾發(fā)現(xiàn)晚石炭世ue422化石，巖性也與阿衣里河組相似，可以并入阿衣里河組。但含早石炭世放射蟲硅質(zhì)巖的下部，顯然不應(yīng)歸入阿衣里河組，或可改稱為艾克提克組。托什罕河以北的地層資料矛盾較多。據(jù)李建兵等(2009)的區(qū)域地質(zhì)略圖，這一帶出露的地層，北部主要為下泥盆統(tǒng)阿帕達(dá)爾康組，南部為中泥盆統(tǒng)托格買提組和新建的“圖尤克阿秀組”。阿帕達(dá)爾康組為一套細(xì)碎屑巖夾碳酸鹽巖及少許火山巖，其上的托格買提組由碳酸鹽巖、硅質(zhì)泥巖和千枚巖組成(蔡士賜等，1999)。陳秀琴和廖卓庭(2006)認(rèn)為，東阿賴山西部的托格買提組巖石類型很復(fù)雜，不僅有碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、砂巖，還有片巖和基性火山巖等，應(yīng)另建新組。李建兵等(2009)的廓加爾特剖面僅出露小塊“圖尤克阿秀組”第1段地層，為中基性火山巖與碳酸鹽巖互層，周圍是大片的托格買提組地層。因此，“圖尤克阿秀組”第1段可能也屬于托格買提組。在李建兵等(2009)的區(qū)域地質(zhì)略圖上，李曰俊等(2005)的齊齊爾加納克蘇河采樣剖面(圖1-c，化石點(diǎn)(1))位于“圖尤克阿秀組”的玄武巖分布區(qū)。李曰俊等(2005)提供了硅質(zhì)巖中的放射蟲化石鑒定結(jié)果，無具體的剖面資料，但認(rèn)為烏帕塔爾坎群構(gòu)造變形強(qiáng)烈，巖性復(fù)雜，主要包括碎屑巖、碳酸鹽巖和中—酸性火山巖，并分布有超基性巖，極可能是南天山的蛇綠混雜巖。而李建兵等(2009)認(rèn)為齊齊爾加納克蘇河剖面的放射蟲硅質(zhì)巖與玄武巖互層。因此，這里放射蟲硅質(zhì)巖的產(chǎn)出形式，或是混雜巖中的硅質(zhì)巖塊，或是火山巖中的硅質(zhì)巖夾層，有待進(jìn)一步研究。3.3沉積層的形成3.3.1阿合奇地區(qū)的火山巖雖然西南天山東段的獨(dú)庫公路沿線地層劃分尚較粗略，西段阿合奇地區(qū)地層問題更多，但出露的地層主要都為泥盆系—石炭系。阿合奇地區(qū)北側(cè)，吉爾吉斯境內(nèi)伊塞克湖南和納倫河南(圖1-a)，志留系羅德洛階—普里道利階含小萊采貝類腕足類化石組合的灰?guī)r廣泛分布(Rongetal.,1995)，可與獨(dú)庫公路鐵力買提達(dá)坂以北的志留系上部地層(圖1-b)對比。獨(dú)庫公路沿線下泥盆統(tǒng)阿爾騰柯斯組含牙形類化石的灰?guī)r在阿合奇地區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)，阿合奇地區(qū)原劃作下泥盆統(tǒng)的烏帕塔爾坎群或阿帕達(dá)爾康組主要為一套細(xì)碎屑巖，并無可靠的化石作為時代依據(jù)。但更往西，在烏恰縣薩瓦亞爾頓金礦區(qū)的灰?guī)r和板巖互層中，曾在下泥盆統(tǒng)洛霍考夫階中發(fā)現(xiàn)牙形類化石Ancyrodelloides等，在埃姆斯階中發(fā)現(xiàn)牙形類化石Polygnathusspp．(王成源等，2000)，巖性和時代都可以和阿爾騰柯斯組對比。阿合奇地區(qū)的中泥盆統(tǒng)托格買提組為灰?guī)r和玄武巖互層。雖然托格買提組僅分布于西南天山西段，但獨(dú)庫公路沿線可能為中泥盆世的硅質(zhì)巖中也有具洋島型地球化學(xué)特征的堿性玄武巖夾層(陳剛等，2010)，而典型的洋島型沉積建造正是玄武巖和灰?guī)r互層。阿合奇地區(qū)的艾克提克組硅質(zhì)巖目前僅有可靠的早石炭世放射蟲化石證據(jù)，但不排除含晚泥盆世放射蟲化石的可能，可以和獨(dú)庫公路沿線的庫勒湖組硅質(zhì)巖對比(表1)。在阿合奇地區(qū)，李建兵等(2009)文中的開勒特外克剖面中，上石炭統(tǒng)阿依里河組砂巖整合于下石炭統(tǒng)硅質(zhì)巖系之上，但未作文字說明。獨(dú)庫公路沿線未見硅質(zhì)巖的上覆地層。但通常認(rèn)為，在哈爾克山南坡，阿依里河組的下伏地層為野云溝組，主要為含早石炭世維憲晚期至謝爾普霍夫期的ue422、珊瑚和腕足類等化石的碳酸鹽巖系(蔡士賜等，1999)。阿合奇地區(qū)是否存在與野云溝組相當(dāng)?shù)牡貙?，有待研究?.3.2東北方其南、北緣巖石炭統(tǒng)及資料區(qū)二者的沉積序列可以對比，但也有重要差別。覺羅塔格南坡志留系上部牛心灘組主要為富含珊瑚的碳酸鹽巖(王寶瑜等，2001)，可與西南天山的科克鐵克達(dá)坂組對比。整覆其上的阿爾皮什麥布拉克組為細(xì)碎屑巖和灰?guī)r，除產(chǎn)珊瑚、腕足類等化石外，還發(fā)現(xiàn)早泥盆世牙形類化石(蔡士賜等，1999;廖衛(wèi)華和弗朗西斯科，2004)。其時代與西南天山的阿爾騰柯斯組相當(dāng)，但屬于淺海臺地沉積。中泥盆統(tǒng)阿拉塔格組為碎屑巖夾碳酸鹽巖和火山巖，產(chǎn)中泥盆世腕足類和珊瑚化石。上泥盆統(tǒng)破城子組中下部以細(xì)碎屑巖和灰?guī)r為主，上部為中酸性火山巖和火山碎屑巖，含晚泥盆世腕足類化石，仍是淺海沉積(蔡士賜等，1999)。石炭系在覺羅塔格東段廣泛分布，根據(jù)1︰5萬區(qū)調(diào)資料，左國朝等(2006)分析了該區(qū)的構(gòu)造地層演化。那里沿北緯42°分布的康古爾塔格斷裂帶有洋殼斷片出露，包括硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r、玄武巖和輝長巖等，硅質(zhì)巖中含石炭紀(jì)放射蟲化石。洋殼斷片向南逆掩至下石炭統(tǒng)南北大溝組之上，該組為含杜內(nèi)晚期或維憲早期珊瑚和腕足類化石的碳酸鹽巖。逆掩其上的放射蟲硅質(zhì)巖時代應(yīng)較其早，即可能為杜內(nèi)期，可與西南天山的庫勒湖組放射蟲硅質(zhì)巖對比。而平行不整合或低角度不整合于南北大溝組之上的雅滿蘇組，由各種火山熔巖和火山碎屑巖及生物碎屑灰?guī)r組成，為火山島弧帶沉積，含維憲期—謝爾普霍夫期珊瑚和腕足類等化石。在西南天山，與其時代相當(dāng)?shù)囊霸茰辖M為不含火山巖的淺海碳酸鹽沉積，屬于穩(wěn)定構(gòu)造環(huán)境產(chǎn)物。4討論4.1志留系和地質(zhì)序列上述情況表明，獨(dú)庫公路庫勒湖—庫爾干一帶、拜城黑英山和阿合奇西北的放射蟲硅質(zhì)巖的時代和構(gòu)造位置都可對比，構(gòu)成西南天山一條泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)深水沉積帶?？臻g上，它的南面是現(xiàn)今的塔里木地塊北緣，北面都是一套志留紀(jì)晚期沉積。據(jù)王寶瑜等(2001)，這套志留系以碳酸鹽巖為主，包括下部的伊契克巴什組和上部的科克鐵克達(dá)坂組，在哈爾克山南坡廣泛分布，延展至吉爾吉斯境內(nèi)，即為上述伊塞克湖南的志留系。塔里木志留系以濱海相紅層為主，晚期甚至可能隆起成陸(趙文金等，2009)。而北面的志留系碳酸鹽巖富含床板珊瑚、層孔蟲、腕足類等底棲動物化石，前二者還多形成礁體，其特征的小萊采貝類腕足動物是志留紀(jì)晚期生活在近岸、正常淺海(平均浪基面以上)的底棲動物群(戎嘉余等，1994)。因此，這套志留紀(jì)晚期沉積可能代表當(dāng)時塔里木古陸邊緣的淺海陸架環(huán)境，西南天山地區(qū)在志留紀(jì)可能為大塔里木的一部分?？瓶髓F克達(dá)坂組之上，即為下泥盆統(tǒng)阿爾騰柯斯組，在西南天山多處報(bào)道二者為整合接觸關(guān)系，包括上述獨(dú)庫公路庫勒湖北剖面和庫爾干南剖面(王寶瑜等，2001)。含早泥盆世牙形類化石的阿爾騰柯斯組仍以灰?guī)r為主，但已缺少珊瑚和腕足類淺海生物，可能為斜坡相沉積。中泥盆統(tǒng)托格買提組含大量火山熔巖，顯示地殼的張裂。中泥盆世晚期出現(xiàn)放射蟲硅質(zhì)巖，晚泥盆世—早石炭世早期放射蟲硅質(zhì)巖發(fā)育，顯示了深海盆地的特征。晚泥盆世晚期—早石炭世早期的蛇綠巖，則是南天山洋殼的標(biāo)志。因此，西南天山志留紀(jì)至早石炭世的沉積序列，指示了南天山洋從淺海逐漸加深直至出現(xiàn)洋殼的演化過程，表明南天山洋是塔里木邊緣淺海陸架裂解產(chǎn)生的小洋盆。從上述東南天山的資料看來，康古爾塔格縫合帶代表的康古爾小洋盆(左國朝等，2006)早石炭世才出現(xiàn)。因此，南天山洋可能是從西向東發(fā)展。4.2奧陶統(tǒng)赫南特階地層分區(qū)從大地構(gòu)造位置看，西南天山之北為中天山伊寧地塊，伊寧地塊早、中奧陶世的筆石動物群與澳大利亞關(guān)系密切，迄今為止澳大利亞典型的Oncograptusupsilon等在中國只見于伊寧地塊，伊寧地塊的Isograptus動物群也與澳大利亞一致，是典型的太平洋大區(qū)的筆石動物群(陳旭等，1998)。晚奧陶世地層在伊寧地塊西延的哈薩克斯坦南部Chu-Ili地區(qū)研究較詳，稱Dulankara組，分為3段，下部Otar段的腕足動物群與華南關(guān)系最密切。其上是Degeres段和Akkol段，前者以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，富含腕足類化石，后者下部為瘤狀灰?guī)r，含藻類和床板珊瑚化石，上部泥巖，含筆石化石。巖性和化石組合表明該組形成于淺海陸架沉積環(huán)境(Popovetal.,2000;PopovandCocks,2006)。陳旭等(2006)指出，哈薩克斯坦南部Chu-Ili地區(qū)上奧陶統(tǒng)赫南特階地層發(fā)育良好，其中的筆石和殼相動物群序列和湖北宜昌王家灣北剖面(赫南特階全球?qū)有推拭?以及揚(yáng)子區(qū)其他剖面均為一致。據(jù)Rong等(1995)對志留紀(jì)羅德洛世—普里道利世亞洲—澳洲腕足動物生物地理區(qū)的研究，北方的蒙古—鄂霍茨克區(qū)以圖瓦貝為特征，南方的中—澳區(qū)以小萊采貝為特征，這是2個淺水底棲動物群落，前者分布于西伯利亞板塊南緣，后者分布于揚(yáng)子臺地西緣、塔里木西北緣(即上述西南天山地區(qū))、華北地塊北緣和澳洲東緣。上述生物古地理證據(jù)表明，西南天山和伊寧地塊在奧陶紀(jì)—志留紀(jì)均和華南及澳大利亞關(guān)系密切，塔里木和華南地塊的志留系地層序列和巖性特征非常相似，并有共同的魚類化石組合。因而，趙文金等(2009)在其志留紀(jì)古地理圖中，將二者連接為塔里木—華南聯(lián)合板塊。朱日祥等(1998)根據(jù)古地磁資料指出，揚(yáng)子與塔里木在早古生代所處緯度相同，兩地塊記錄的磁偏角變化相似，說明兩地塊在早古生代是相連的。早泥盆世晚期華南地塊出現(xiàn)多條裂陷帶，昌寧—孟連帶、哀牢山帶和南盤江地區(qū)的深水沉積都從此時開始發(fā)育，到晚泥盆世—早石炭世時形成一系列古特提斯分支洋盆，放射蟲硅質(zhì)巖廣泛分布(吳浩若，2003)。這與上述南天山洋的發(fā)生、發(fā)展過程一致。古生物地理和構(gòu)造演化的一致性，表明南天山洋也是古特提斯洋的一個分支，不屬古亞洲洋范圍。早石炭世生物古地理證據(jù)也支持這個論斷。廖卓庭等(2011)指出，艾比湖—依連哈比爾尕—星星峽斷裂以北的“準(zhǔn)噶爾—北天山區(qū)”與南鄰的整個中、南天山構(gòu)造單元，由于大地構(gòu)造屬性和沉積體系各不相同，歷來兩者之間的沉積組合與生物組合存在截然不同的清晰界線。中、南天山地區(qū)，廣泛分布有以大長身貝為代表的早石炭世腕足類化石群;北天山的依連哈比爾尕山、博格達(dá)山、哈爾力克山及其以北的廣大準(zhǔn)噶爾地區(qū)，則至今從未真正發(fā)現(xiàn)過這類腕足動物類化石。而大長身貝類腕足動物化石正是特提斯生物地理區(qū)系的專屬性分子。華南的古特提斯洋在早石炭世后持續(xù)發(fā)展，可延續(xù)至中晚三疊世，但南天山洋在晚石炭世即已消失。舒良樹等(2007)在黑英山梅什布拉克牧場西側(cè)溝谷中，發(fā)現(xiàn)中—下石炭統(tǒng)砂巖—粉砂巖(無時代依據(jù))連同中石炭統(tǒng)卡拉蘇組生物碎屑灰?guī)r均角度不整合于蛇綠混雜巖之上?？ɡK組為上石炭統(tǒng)(石炭系二分)阿衣里河組的同物異名(蔡士賜等，1999)。按上述李建兵等(2009)的資料，則阿依里河組整合于下石炭統(tǒng)放射蟲硅質(zhì)巖之上。不論其間接觸關(guān)系如何，西南天山上石炭統(tǒng)，包括阿依里河組和喀拉治爾加組，都是淺海沉積。之后即有局部的二疊紀(jì)深水相沉積發(fā)育(姚建新等，2002)，屬臺內(nèi)盆地沉積，而非洋盆沉積。4.3古特提斯蛇綠混雜巖與中三疊世之關(guān)系南天山洋的消失遠(yuǎn)早于華南的古特提斯洋盆，應(yīng)與其位置有關(guān)。西南天山的蛇綠巖帶為古特提斯最北的縫合帶，離古亞洲域的北天山和準(zhǔn)噶爾最近。北天山巴音溝蛇綠混雜帶與西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特蛇綠混雜帶關(guān)系密切，二者放射蟲硅質(zhì)巖時代均為晚泥盆世—早石炭世，同屬于準(zhǔn)噶爾邊緣最年輕的縫合帶，其上的晚石炭世濁積巖則代表了深海盆地的充填消失過程(廖卓庭等，1993,2011;吳浩若等，1993)。因此，南天山洋與準(zhǔn)噶爾—北天山區(qū)的古亞洲洋從早石炭世晚期至晚石炭世的消亡過程大致同步，南面的南天山洋稍早于北面的北天山—準(zhǔn)噶爾洋。古地磁資料表明，塔里木板塊和西伯利亞板塊在二疊紀(jì)前對接，而泥盆紀(jì)至晚二疊世西伯利亞板塊基本保持穩(wěn)定(朱日祥等，1998)。