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塔里木盆地西北缘及其相邻的南天山造山带内蕴藏着丰富的矿产资源,保存有古亚洲洋与塔里木地块形成演化的重要信息,早-中二叠世是该地区沉积-构造演化史上发生重要变革的关键时期,对南天山造山带碰撞造山的演化历史和塔里木盆地西北缘地区上古生界的油气地质特征都具有重要意义。本论文以塔里木盆地西北缘地区早-中二叠世的沉积-构造演化为研究对象,通过沉积-构造双向研究,试图建立塔里木盆地西北缘早-中二叠世沉积盆地、南天山残留古洋盆(海盆)和南天山造山带之间的有机联系。在野外地质考察、岩性-岩相分析和花岗岩岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究的基础上论文揭示了塔里木盆地西北缘地区石炭-二叠纪,尤其是早-中二叠世沉积相带的时空变化特点,认为该地区早-中二叠世沉积盆地具有典型的周缘前陆盆地的沉积结构,从北向南可以识别出冲断造山带、前渊带、前陆隆起带和隆后盆地带,各带具有不同的沉积特征。冲断造山带以晚石炭世晚期-早二叠世隆林期中期浊积岩为特征,其上基本未接受新的地层,这是南天山造山带向南逆掩推覆的前锋地带。前渊带以巨厚的浊积岩为特征,在上石炭统上部-下二叠统隆林阶中部台地相地层之上沉积有浊积岩的地质事实表明,前渊带在隆林晚期至中二叠世栖霞期不断向南迁移,这与南天山造山带当时的向南逆掩推覆活动是一致的。前陆隆起带以厚度相对较小的台地相下-中二叠统为特征,在前陆隆起带的北部边缘发育下二叠统-中二叠统栖霞阶礁灰岩。隆后盆地以厚度相对较小的下二叠统局限台地相细碎屑岩和中-上二叠统曲流河细碎屑岩为特征。在塔里木盆地西北缘地区,在中二叠统茅口阶之上的地层基本缺失,该地区的早-中二叠世沉积盆地也在茅口期之后基本消亡。对塔里木盆地西北缘二叠系地层、岩相的时空演变特征的研究表明,该地区的石炭-二叠系在空间上具有明显的分带性,塔里木盆地西北缘的沉积环境在中二叠世中-晚期从海相转变为陆相,西南天山残留古洋盆(海盆)在中二叠世最终闭合。西南天山碰撞造山带在早二叠世成型,对哈拉峻钾长花岗岩的岩石学、地球化学和同位素年代学研究表明,中二叠世西南天山造山带已经开始从碰撞造山阶段向碰撞后伸展阶段转化。南天山造山带内部局部发育上二叠统磨拉石沉积。塔里木盆地西北缘早-中二叠世的沉积特征对南天山造山带的碰撞造山作用具有良好的沉积响应,为南天山造山带的研究提供了新的沉积学证据。前陆盆地的沉积特征还从一个侧面证明了塔里木地块与北侧地块之间自西向东的斜向碰撞特点。