祁连山区域成矿构造环境

区域地质构造演化与成矿的阶段性~

根据前述区域地质构造特征，以及该区盛产的多金属、贵金属等矿产分布来看（图1-11），所有这些矿产在时空分布特征上与大地构造关系极为密切。不同的矿产资源受控于不同的大地构造格局或大地构造环境，不同的大地构造体制、格局、环境，形成不同的岩浆作用的矿产组合类型。
1.大陆裂谷体系成矿作用阶段
大陆裂谷体系以具双峰式海相火山沉积岩为特征，在此火山喷发的间歇期发生了强烈的火山喷气成矿作用，形成了研究区以清水沟—尕大坂一带铜、多金属矿床（点）为主的铁－铜－硫系列矿产（邬介人等，1998）。除此之外，还在铜、多金属矿体内或围岩中伴（共）生有金矿床（点）或金矿化，如郭米寺、尕大坂、下沟、弯阳河、下柳沟西山梁和拴羊沟等。
2.古板块构造演化成矿作用阶段
北祁连山大陆裂谷自晚寒武世逐渐向大洋裂谷演化，到早中奥陶世进入沟 弧－盆共同发展的板块构造演化阶段，大致沿黑河一带形成大洋裂谷系，生成洋中脊型蛇绿岩，其中产有岩浆作用成因的铬铁矿、铜镍矿和火山喷气－沉积成因的铁矿、铜（锌）矿、铅锌、多金属型矿床（点）等（玉石沟、阴凹槽等）。此后，在造山作用过程中，大洋中脊型蛇绿岩仰冲到托勒山北坡一带，形成与构造挤压相叠加的蛇绿岩杂岩有关的构造蚀变岩型金矿床（点），如川刺沟、红土沟、热水大坂、撒拉河等。
随着洋盆扩张，大洋板块冷却，逐渐致密，继而自SW往NE方向向华北大陆板块俯冲，由于俯冲作用诱发产生岛弧火山作用，形成与原大陆裂谷双峰式海相火山岩或含矿岩系相伴出露的早中奥陶世俯冲杂岩和岛弧火山岩系。岛弧火山活动驱动海底火山堆积物中的热卤水形成循环体系（邬介人等，1994、1996），并在岛弧火山作用所派生的酸性凝灰质沉积岩中形成块状硫化物及金的工业堆积（如二道沟、野马沟、大岔西岔、寺大隆、桦木沟、直河、银灿、浪力克等）。
由于俯冲作用引起的该火山岩带在区域上表现为韧性剪切构造十分发育，已知的原生金矿床（点）均受到韧性剪切带或构造蚀变带控制。金的化探异常也与该构造一致，呈带状分布。就目前掌握的资料来看，寒山金矿及青分岭（团结）金矿就产于该岛弧火山岩带中。结合寒山金矿的发现，在具找寻原生金矿前景的北祁连山中段（青海省境内）早古生代火山沉积岩区韧性剪切带或构造蚀变带，亦包括黑河以北已知的黄铁矿化强构造蚀变区段，获得找金工作的突破是大有希望的。

图1-11　北祁连山地区沟－弧－盆体系多金属、贵金属矿床（点）分布示意图（据夏林圻等，1998，修编）

Ⅰ—塔里木－中朝板块；Ⅱ—走廊弧后边缘海区；Ⅲ—北祁连山沟 弧－盆体系；Ⅳ—中祁连陆块。1洋盆扩张脊；2—弧后盆地扩张脊；3—裂谷岛弧或岛弧带；4—俯冲带；5—被动陆缘裂谷；6—深断裂、走滑断裂及构造分区；7—铜多金属（金）矿床（点）；8—金矿床（点）
由于俯冲作用的加强，在岛弧火山链的后方发生拉伸，形成弧后盆地，并发育弧后盆地扩张脊型蛇绿岩，这些蛇绿岩中的中基性火山岩内产有喷气火山成因的铜（金）、多金属矿床（点），如九个泉、石居里及北祁连山东段老虎山猪嘴哑巴等。
中—晚奥陶世时，由于古浪运动造成大洋盆地缩减，转化为残留洋盆；晚奥陶世时北祁连山是残留洋盆的演化时期。从早志留世开始，残留洋盆已转化为海盆，这一时期主要表现为残留海盆碎屑建造，而火山活动变得微弱。截至目前还未见有金矿方面的报道，仅在肃南一带发现了沉积型微细粒蓝辉铜矿矿床。
泥盆纪为碰撞造山带上升期，至今未见有这一时期形成的矿床。
从石炭纪开始，北祁连山造山带进入陆内造山阶段，该阶段的前期为上叠盆地期，从石炭纪延续到三叠纪，造成时空跨度都较大的滨浅海沼泽环境，为该期北祁连地区煤炭资源的成矿作用创造了条件。该阶段后为盆－山构造期，成矿作用以煤炭、石油、蒸发盐类及砂金为主。北祁连山火山岩带韧性剪切蚀变岩型金矿正是这种多阶段富集成矿作用的产物。
总之，北祁连山大地构造与古板块运动的演化历史和成矿信息告诉我们，北祁连山海相火山沉积岩地区有金成矿的良好环境和地质条件，有金来源的矿源层，具有金矿的潜资源优势。在此火山岩带内注意寻找有利于金元素活化、迁移、再富集的加里东期及其以后多阶段的地质事件叠加改造相对集中的区段（如构造破碎蚀变带、多期次的韧性、韧脆性剪切构造蚀变带、糜棱岩带、多期次岩浆侵入体相对集中区段等），坚信这一点，在以后地质研究与找矿实践中定会有新的突破。

祁连山的成矿作用按照区域构造演化及控矿特点(李文渊等，2004)可划分为:①中元古代大陆裂谷幔源岩浆不混熔成矿作用(金川矿床、白银、郭米寺等铜矿床为代表)(许志琴等，2003;夏林圻等，1996;汤中立等，1998;李文渊，1996);②早古生代海底火山岩浆流体循环成矿作用(白银厂、石居里沟矿床为代表)(宋叔和，1985;孙海田等，1997;李文渊等，1999c;Yangetal.，1996;李文渊，1999b;杨合群等，2002);③早古生代晚期类活动大陆边缘花岗质岩浆热液成矿作用(小柳沟矿床为代表);④古生代构造蚀变热液成矿作用(寒山、鹰咀山矿床为代表)(毛景文等，1998)。
祁连山大规模成矿作用主要集中于大规模大陆裂解的中元古代早期和古板块汇聚环境的早古生代，表现为强烈的地幔物质交换，使幔源金属元素在地壳浅部超常富集;晚古生代至中新生代主要表现为地壳的缩短造山环境，岩浆作用锐减，主要为地壳表层物质由于表壳构造作用实现的金、铜等金属元素的重新分配，局部富集成矿(李文渊等，2004)。
北祁连山古生代的大规模成矿作用基本上属于热液成矿类型，且多与岩浆热液有关。其中块状硫化物矿床主要是火山岩浆-流体成矿热液系统作用的结果。大地构造环境决定了喷发前岩浆流体和其中挥发分的含量。高挥发分含量(尤其是H2O)的岩浆流体产生于汇聚型板块边界的岩浆中，多为消减洋壳脱水作用所致，岩浆是“湿”的;而离散型板块边界的岩浆作用，挥发份含量较低，且以CO2为主，岩浆是“干”的(Yangetal.，1996)。当岩浆流体从岩浆分离时，携带走了岩浆中的金属。岩浆流体为火山-热液系统提供了大量的挥发分和成矿金属，并决定了与火山岩有关的金属矿化。与火山活动有关的铜(铅锌)、钨(钼铜)等矿床的成矿作用，岩浆流体具有决定性的作用，但最终成矿流体，即成矿的热液系统，却是以海水、天水为主体的热液系统。与之有关的矿石主要表现为硫化物，在热源的驱动下成矿流体的对流循环是重要的，不同流体的混合作用也应是一种有效的成矿动力模式(Craig，1979)。

（一）成矿构造特征总体特征

祁连山三个构造单元，北祁连构造带（河西走廊、走廊南山）、中祁连陆块（托莱山）和南祁连构造带（黄汲清等，1965）研究程度不一。北祁连山已经比较清楚地鉴别出中东段为向北洋-洋俯冲形成的沟-弧-盆系产物（夏林圻等1996、1999；许志琴等，1994）；西段为向北洋-陆俯冲形成的活动大陆边缘的构造转换（李文渊，1999）。

中祁连陆块与南祁连构造带构造基底应是统一整体，南祁连党河南山、拉脊山一带分布的火山岩是统一基底上新元古代-早古生代发生不同程度裂谷作用的产物，这些裂谷拉张的时限和程度，随着形成的大量火山-沉积岩系及相伴产出的花岗岩体和镁铁-超镁铁岩群不断的深入研究，已愈来愈趋于清晰。党河南山一带分布有两期火山岩系，其中分布在扎子沟-小红沟一带的一期火山岩，下部为基性火山岩，主要由枕状玄武岩、安山玄武岩组成，局部夹硅质岩，上部中性火山岩，主要为安山岩和安山质凝灰岩。基性火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄分别为（684.87±71）Ma，中性火山岩为（666.63±1.6）Ma，为新元古代末的产物（赵虹，2001）。联系相邻大道尔吉超镁铁岩被寒武纪扎子沟花岗闪长岩岩基（（510.85±14）Ma，全岩Rb-Sr等时线）侵入的特点，大道尔吉纯橄榄岩和单斜辉石岩等可能与基性火山岩是同时期洋壳的产物（尹安，2001）。也即南祁连党河南山一带新元古代末可能至少出现了已产生洋壳的陆间裂谷，甚至更大的拉张环境；另一期为下奥陶世的火山-碎屑岩组合，火山岩主要为英安岩、安山质凝灰岩等，为洋壳消减于陆壳之下岩浆作用的产物。

祁连山整体处于中国中部秦祁昆腰带的中段，呈北西西走向，其西被阿尔金走滑构造带所截，东延与北秦岭相连；南依柴达木地块，北接阿拉善地块的龙首山隆起。作为加里东期的造山带，祁连山早古生代构造环境总体应划分为北祁连和南祁连两大块（图3-1、3-2）。北祁连代表了早古生代北祁连洋消亡、俯冲、消减，最终于早志留世碰撞造山的早古生代构造演化环境；南祁连则为大陆裂谷或成陆间裂谷阶段即消亡的环境，柴北缘可能曾存在洋，有岛弧火山岩存在，中祁连属残留陆块，应属南祁连的组成部分。晚古生代以后，南、北祁连连为一体，经受了多期构造活动，表现比较明显的是印支、燕山期，喜马拉雅期仍有第三纪山麓抬升，总体表现为地壳缩短的构造演化特点。

（二）区域构造控矿演化系统

祁连山早古生代南北部不同的区域构造演化特点，造就了不同的区域控矿演化系统。前寒武纪祁连山整体构造演化格局，研究较粗略。一般认为隶属于华北地块，南祁连的化隆群、皋兰群、野马南山群与北祁连的北大河群均可与华北地块西南缘龙首山隆起的太古-古元古界龙首山群相对比，系统一的结晶基底的分离（汤中立等，1995）。但近年来研究有不同认识，龙首山ε_Nd=-4.8～-23.2、北大河群ε_Nd=-4.8～-15.7，二者ε_Nd数值近于一致，而与化隆群（ε_Nd=-9.7）有较大差异，暗示北祁连与华北地块为统一的结晶基底，南祁连古元古代以后才得以拼贴。中元古代早期华北地块西南边缘发生大的裂解事件，形成北大河地区朱龙关群中的大规模大陆裂谷溢流玄武岩（1770.9±333.0Ma，Sm-Nd等时线年龄）（夏林圻等，1999等），并造就了金川超大型岩浆铜镍矿床（1509±31Ma，岩石-矿物Sm-Nd等时线）的成生，大陆裂谷成熟期形成了镜铁山大型沉积型铁矿床（1309±80Ma，Sm-Nd等时线年龄）。祁连山中元古代早期这一成矿时期，可能代表一期中国古陆大规模的裂解事件，有核幔边界物质的上升，从而造成金川巨型矿床的形成。

早古生代祁连山壳幔物质的急剧交换，形成了祁连山最具特色的铜、铅锌、钨、金等金属矿床聚集。新元古代末期北祁连开始裂解，拉张至寒武纪形成白银厂式大型铜多金属块状硫化物矿床，奥陶纪北祁连洋扩张的同时开始向北消减，中东段洋-洋俯冲形成的成熟岛弧裂解产出黑矿型浪里克中型铜块状硫化物矿床，西段洋-陆俯冲形成类似安第斯型活动大陆边缘，在酸性岩浆作用下形成小柳沟矽卡岩-石英脉型钨（铜、钼）矿床。与此同时，西段北祁连洋扩张形成的亏损型地幔岩石局部金矿化，产出鹰咀山中型金矿床，活动大陆边缘的中酸性火山作用形成寒山浅成低温热液型大型金矿床。中晚奥陶世北祁连中东段弧后盆地扩张，产生弧后型过渡壳-洋壳相关的塞浦路斯型铜（锌）块状硫化物矿床。志留纪北祁连洋闭合形成的前陆盆地，造就了天鹿沉积型中型铜矿床等。

北祁连早古生代的构造演化对应于完整的成矿系统（图3-3）。南祁连早古生代基本上属于陆内裂解环境，局部拉张出现洋壳，并形成大道尔吉岩浆分异型铬铁矿床。奥陶纪锡铁山铜多金属块状硫化物矿床的成生，代表了南祁连南界相依的柴达木地块北缘在早古生代剧烈的拉伸环境，可能亦曾出现洋壳和洋壳的消减作用（许志琴等，2003）。值得注意的是北祁连南界的红沟铜矿床很可能是早古生代北祁连洋南岸被动陆缘火山作用的产物，东端的蛟龙掌铅锌矿亦属此例，构造上应划归南祁连范畴。

晚古生代祁连山与中亚构造域的构造演化不尽相同，火山作用不甚发育，联系整个中国西部的大陆构造演化格局，祁连山晚古生代已与华北地块、柴达木地块、塔里木地块连为一体，构成了北邻古亚洲洋的冈瓦纳大陆的边缘（任纪舜等，2003）。因此，祁连山晚古生代系陆内地质背景，但非稳定的构造环境，陆内局部伸张或挤压作用主要导致于富集贵金属活化和铜的改造作用等。北祁连表现为桦树沟式铜矿的构造热液富集成矿，寒山、鹰咀山金矿床金矿化的进一步浓集使品位提高；南祁连主要为尼旦山、滩间山等大型金矿床的富集成矿，拉脊山一带形成上庄伟晶岩型磷、稀土大型矿床。分布于拉脊山一带的拉水峡等岩浆镍矿床，以往多认为属于古生代的产物，其产出于化隆群古老基底和成岩成矿类似于金川矿床的特点，很可能成生于中元古代早期大规模裂谷事件，对应于金川矿床，为分布于古裂谷南翼的矿化痕迹。

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