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塔里木板块北缘的南天山造山带记录着复杂的地质演化过程。在志留纪-泥盆纪期间南天山洋盆发生俯冲消减，而塔里木盆地在中志留世-晚泥盆世却广泛存在沉积间断，此外在这一时段南天山洋盆与其南部塔里木板块之间关系仍不清楚。本文基于该时段地层不同部位碎屑岩岩石学、碎屑岩地球化学以及碎屑锆石年龄结构特征来探讨塔里木北缘志留纪-泥盆纪构造属性转换过程。
塔里木北缘下-中志留统柯坪塔格组以及克兹尔塔格组碎屑岩以砂岩、细砂岩以及粉砂岩为主，其中柯坪塔格组砂岩的岩屑主要以泥质岩、石英岩为主，暗示其物源以碎屑岩为主。其中重矿物主要为锆石、赤褐铁矿等反映沉积源区的特征矿物，并且其ATi指数低，表明其源区火山质组分少。利用Roser和Korsch等建立的砂-泥岩套主量元素判别函数图解，显示柯坪塔格组砂岩大多落在石英岩沉积物物源区，即物源来自成熟的被动大陆边缘、克拉通内部沉积盆地或再循环的造山带。La/Th-Hf图解指示其物源为长英质物源区。柯坪塔格组碎屑锆石的年龄分布谱峰主要集中于700-1100Ma、1700-2000Ma以及2400-2700Ma，均响应了塔里木盆地的基底演化活跃阶段，暗示柯坪塔格组碎屑岩主要源自稳定的塔里木克拉通，并且塔里木北缘在当时处于被动大陆边缘。克兹尔塔格组碎屑岩的地球化学数据暗示其物源主要为石英沉积物物源区，其Q-F-L三角图解显示其物源来自石英质旋回物源区。但克兹尔塔格组砂岩的岩屑主要为泥质岩、酸性火山岩，说明火山质岩石作为物源参与到克兹尔塔格组碎屑岩的沉积过程中，其重矿物磷灰石以及锐钛矿含量相对于柯坪塔格组有所增加，表明其源区出现火山质组分。克兹尔塔格组碎屑岩的La/Sc比值相对于柯坪塔格组的偏低，暗示其长英质含量偏少；其Cr/Th比值相对于柯坪塔格组偏高，则暗示其物源区中镁铁质组分有所增加，并有可能存在基性-超基性岩。Ti/Zr-La/Sc图解与Th-Sc-Zr三角图解暗示克兹尔塔格组碎屑岩可能形成于构造活动环境，其稀土元素特征显示该活动环境属于安第斯型活动大陆边缘或大陆岛弧背景。碎屑锆石年龄结构主体反映塔里木基底的信息，但其中4颗典型岩浆锆石均具有440±6Ma的谐和年龄，暗示塔里木北缘在早志留世中期有火成岩产出，可能是南天山洋向塔里木板块俯冲的响应。塔里木北缘在早志留世中期开始由被动陆缘转变为活动大陆边缘。
南天山造山带内部上志留统-中泥盆统塔尔特库里组、阿帕达尔坎组以及托格买提组的碎屑岩岩屑均以酸性喷出岩为主，部分为泥质岩岩屑，显示酸性喷出岩是其主要的沉积物源，但也有部分来自碎屑岩。金红石、辉石、锐铁矿、白钛矿等重矿物含量相对于早、中志留世碎屑岩有所增加，表明上志留统-中泥盆统碎屑岩源区的火山质组分增多。Roser和Korsch等的砂-泥岩套物源判别图解显示他们源来自石英沉积物、中性火成岩以及长英质火成岩源区，暗示存在火山岩物源。La/Th-Hf图解显示为长英质物源、长英质混合基性岩物源以及古老上地壳物源，暗示出现明显火山岩-碎屑岩混合物源的特征。Q-F-L图解结果表明三者碎屑岩物源区具有再旋回源区特点。阿帕达尔坎组具有混合源区特征，其碎屑锆石年龄分布既包括塔里木基底的信息，也存在大量415Ma左右的岩浆锆石，暗示其源区有晚志留-早泥盆的岩浆岩的产出。K2O/Na2O-SiO2、Ti/Zr-La/Sc与Th-Sc-Zr图解均显示阿帕达尔坎组形成于活动大陆边缘或大陆岛弧区。稀土元素组成表明塔尔特库里组碎屑岩更可能形成于大陆岛弧环境，阿帕达尔坎组形成于安第斯性大陆边缘或大陆岛弧区，托格买提组砂岩则介于大洋岛弧与大陆岛弧之间，暗示在晚志留世-泥盆纪时期塔里木北缘发育一定的沟-弧-盆体系。
综合前人研究成果，本文认为在早志留世时塔里木北缘仍处于被动大陆边缘环境，南天山洋盆主要向北俯冲于伊犁-中天山微板块之下；到中志留世，南天山洋盆转为南北双向俯冲，其不仅继续向北俯冲于伊犁-中天山微板块之下，而且向南俯冲于塔里木板块之下，塔里木北缘由被动大陆边缘转变活动大陆边缘，并于在晚志留世在塔里木板块北缘形成了沟-弧-盆体系。因此，本文将塔里木北缘志留纪-泥盆纪的大地构造属性演化分为三个阶段：(1)晚奥陶世-早志留世中期的被动大陆边缘阶段；(2)早志留世中期-中志留世的由被动陆缘向主动陆缘转化阶段；(3)晚志留世-泥盆纪的主动大陆边缘阶段。