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第1章　概论1

1.1　研究区地质背景1

1.1.1　全球背景1

1.1.2　古亚洲构造域和天山造山带4

1.2　研究区地质单元划分5

1.3　研究区地层系统概述8

1.4　研究区存在的若干关键性地质问题9

1.4.1　天山前寒武纪洋陆格局10

1.4.2　天山古生代洋盆的开启时限10

1.4.3　天山古生代洋陆格局11

1.4.4　天山古生代洋盆俯冲—消减—闭合的时限12

1.4.5　天山石炭纪（—早二叠世）大火成岩省14

1.4.6　大陆拉伸背景下的火山作用研究在大陆地质和大陆动力学研究中的地位15

1.5　天山造山带构造-岩浆演化格架17

第2章　新元古代—早寒武世大陆裂谷火山作用19

2.1 引言19

2.2　地质背景20

2.3　新元古代—早寒武世裂谷火山岩时空分布特征22

2.3.1　空间分布特征22

2.3.2　火山岩喷发时代的判定22

2.4　火山岩组合和类型26

2.4.1　库鲁克塔格微地块26

2.4.2　阿克苏—柯坪微地块28

2.4.3　卡瓦布拉克微地块28

2.4.4　塞里木微地块29

2.5　岩石地球化学特征29

2.5.1　岩浆系列和分类29

2.5.2　主元素和微量元素变化特点30

2.5.3　稀土元素变化特点35

2.5.4　不相容微量元素变化特点37

2.5.5 Sr、Nd同位素比值变化特点39

2.6　岩石成因讨论39

2.6.1　天山及邻区新元古代—早寒武世火山岩的形成环境39

2.6.2　源的部分熔融条件和源区特点41

2.6.3　天山新元古代—早寒武世玄武岩形成过程中软流圈和岩石圈的贡献43

2.6.4　岩石成因探讨46

2.7 小结48

第3章　蛇绿岩和蛇绿混杂岩——古亚洲洋形成、演化和消亡的地质记录50

3.1 引言50

3.2　蛇绿岩研究若干问题52

3.2.1　蛇绿岩概念的演变52

3.2.2　蛇绿岩的形成环境53

3.2.3　蛇绿岩测年问题55

3.3 中天山北缘及准噶尔地区的蛇绿岩和蛇绿混杂岩58

3.3.1　中天山北缘蛇绿混杂岩58

3.3.2　西准噶尔地区的蛇绿岩和蛇绿混杂岩60

3.3.3　东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩65

3.3.4　北天山—准噶尔洋盆的消减时代与消减极性问题74

3.4　南天山地区的蛇绿岩和蛇绿混杂岩76

3.4.1 中天山南缘蛇绿混杂岩76

3.4.2　南天山“弧-盆”体系79

3.4.3　南天山洋的消减时代和消减极性101

3.5　蛇绿岩和蛇绿混杂岩的时代对古亚洲洋演化历史的启示104

3.5.1　古亚洲洋构造域内蛇绿岩的同位素年龄104

3.5.2　古亚洲洋构造域内与蛇绿混杂岩相伴的高压变质岩的同位素年龄105

3.5.3　古亚洲洋构造域内放射虫化石的时代105

3.6 小结106

第4章　天山（中亚）石炭—二叠纪大火成岩省裂谷火山作用与地幔柱108

4.1 天山石炭—二叠纪玄武岩岩石成因108

4.1.1　引言108

4.1.2　区域地质背景108

4.1.3　样品采集和分析方法119

4.1.4　基础性研究结果128

4.1.5　讨论135

4.1.6 HT型熔岩和LT型熔岩间的空间关系149

4.1.7　天山（中亚）大火成岩省的成矿背景意义150

4.1.8　小结151

4.2　天山石炭纪裂谷酸性火山岩岩石成因：大陆裂谷环境中基性和酸性岩浆作用的关系153

4.2.1　引言153

4.2.2　地质背景154

4.2.3　样品采集和分析技术155

4.2.4　基础性研究结果160

4.2.5　讨论168

4.2.6　小结176

4.3 巴音沟蛇绿岩：天山早石炭世红海型洋盆的地质记录176

4.3.1　引言176

4.3.2　地质背景177

4.3.3　岩石学181

4.3.4　样品采集与分析技术181

4.3.5　基础性研究结果185

4.3.6　讨论193

4.3.7　小结199

第5章　西南天山托云地区白垩纪—古近纪玄武岩地球化学及其成因机制201

5.1 引言201

5.2　基本地质特征201

5.3　岩相学特征203

5.3.1　基性火山岩203

5.3.2　岩石和矿物捕虏体204

5.4　基性火山岩主量、微量元素分析方法205

5.5　基性火山岩地球化学特征205

5.5.1　主元素及岩石分类205

5.5.2　稀土元素和微量元素205

5.5.3 Sr-Nd-Pb同位素地球化学209

5.6　岩石成因分析210

5.6.1　火山岩形成环境210

5.6.2　火山岩源区特征211

5.6.3　岩浆演化特征213

5.6.4　软流圈—岩石圈相互作用215

5.6.5　岩石成因机制讨论216

5.7 小结217

第6章　天山花岗岩219

6.1　前寒武纪花岗岩219

6.1.1　塔里木板块北缘库鲁克塔格地区219

6.1.2　天山造山带元古宙花岗岩224

6.1.3　新元古代花岗岩岩石地球化学特征及形成构造环境分析230

6.1.4　小结233

6.2　古生代花岗岩TIMS法锆石U-Pb同位素定年234

6.2.1　花岗岩的地质及岩相学特征234

6.2.2　古生代花岗岩类TIMS锆石U-Pb同位素年代学研究236

6.2.3　小结247

6.3　早古生代—泥盆纪花岗岩248

6.3.1　天山西段早古生代—泥盆纪花岗岩248

6.3.2　天山中段早古生代—泥盆纪花岗岩258

6.3.3　天山东段早古生代—泥盆纪花岗岩263

6.3.4　讨论271

6.3.5　小结274

6.4　石炭—二叠纪花岗岩275

6.4.1　石炭—二叠纪花岗岩的时空分布276

6.4.2　石炭—二叠纪花岗岩岩石化学特征279

6.4.3　石炭—二叠纪花岗岩Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征296

6.4.4　天山石炭—二叠纪后碰撞花岗岩物质来源探讨304

6.4.5　石炭—二叠纪花岗岩与同时代火山岩及侵入岩成因关系讨论308

6.4.6　小结311

6.5　结论312

第7章　结论315

7.1 天山造山带构造—岩浆演化格架315

7.2　新元古代中—晚期（南华纪—震旦纪）—早寒武世早期大陆裂谷火山活动是古亚洲洋开启的前兆316

7.3　天山及邻区的蛇绿岩和蛇绿混杂岩是天山古生代洋盆形成—消亡的地质记录317

7.4　天山（中亚）石炭—二叠纪大火成岩省裂谷火山作用与地幔柱319

7.4.1　天山石炭—二叠纪裂谷玄武岩岩石成因319

7.4.2　天山石炭纪裂谷酸性火山岩岩石成因321

7.4.3　巴音沟蛇绿岩：天山早石炭世红海型洋盆的地质记录321

7.5 西南天山托云地区白垩纪—古近纪玄武岩岩石成因322

7.6　天山花岗岩特征、源区性质和形成环境探讨323

参考文献326

［附录］本项目研究中发表的论文348