新疆-甘肅-內(nèi)蒙古銜接區(qū)古生代磷釩鈾錳沉積的有利區(qū)帶

新疆-甘肅-內(nèi)蒙古銜接區(qū)古生代磷釩鈾錳沉積的有利區(qū)帶

新疆-甘肅-內(nèi)蒙古周邊地區(qū)與北天山相連。其中，甘蒙山以北帶為北天山，中帶為中天目，南帶為南天山和新疆北山。該區(qū)在漫長(zhǎng)的地質(zhì)發(fā)展史中,經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)和巖漿活動(dòng),具有比較優(yōu)越的成礦條件,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量礦產(chǎn)地,并且是進(jìn)一步找礦的良好潛力地區(qū)。長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于該區(qū)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐址桨傅姆制巛^大,制約了對(duì)構(gòu)造背景與成礦關(guān)系的探討。例如,區(qū)內(nèi)分布的4條蛇綠巖帶,每一條都分別有學(xué)者曾認(rèn)為是板塊縫合帶1陸內(nèi)裂谷-成礦亞帶按楊合群等《全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)》項(xiàng)目劃分的Ⅲ級(jí)成礦區(qū)帶全國(guó)Ⅲ-8覺(jué)羅塔格-黑鷹山銅-鎳-鐵-金-銀-鉬-鎢-石膏-硅灰石-膨潤(rùn)土-煤成礦帶,西北大區(qū)項(xiàng)目進(jìn)一步劃分為2個(gè)亞帶:Ⅳ-8(1)大南湖-雀兒山-狐貍山鐵-銅-鉬-金-石膏-硅灰石-膨潤(rùn)土-煤成礦亞帶空間上對(duì)應(yīng)Ⅰ-1大南湖-雀兒山-狐貍山早古生代活動(dòng)邊緣帶;Ⅳ-8(2)雅滿蘇-紅石山-黑鷹山銅-鎳-鐵-金-鉬-鎢成礦亞帶空間上對(duì)應(yīng)Ⅰ-2雅滿蘇-紅石山-黑鷹山晚古生代陸內(nèi)裂谷帶。全國(guó)Ⅲ-11伊犁微板塊南緣鐵-銅-鎳-金-錳-鉛-鋅-白云母成礦帶經(jīng)西北大區(qū)項(xiàng)目修訂?wèn)|延劃分的Ⅳ-11(3)中天山-旱山鐵-鈦-銅-鎳-金-鎢-錫-鉛-鋅成礦亞帶,空間上對(duì)應(yīng)Ⅰ-3星星峽-明水-旱山地塊。全國(guó)Ⅲ-14金窩子-公婆泉-東七一山銅-金-鎢-錫-銣成礦帶,空間上大致對(duì)應(yīng)Ⅰ-4公婆泉-東七一山早古生代活動(dòng)邊緣帶。全國(guó)Ⅲ-15敦煌鐵-銅-鎳-金-銀-鎢-銻-銅-鋅-砷-錳-釩-鈾-磷-芒硝成礦區(qū),西北大區(qū)項(xiàng)目進(jìn)一步劃分為3個(gè)亞帶:Ⅳ-15(1)白玉山-方山口-鷹嘴紅山鐵-金-銅-鎳-鎢-釩-鈾-磷成礦亞帶空間上對(duì)應(yīng)Ⅱ-1白玉山-方山口-鷹嘴紅山早古生代被動(dòng)邊緣帶;Ⅳ-15(2)磁海-紅柳園-白山堂鐵-銅-鎳-金-銀-銻-鉛-鋅-砷成礦亞帶空間上對(duì)應(yīng)Ⅱ-2磁海-紅柳園-白山堂晚古生代陸內(nèi)裂谷帶;Ⅳ-15(3)敦煌-玉門金-鐵-銅-鉛-鋅成礦亞帶空間上對(duì)應(yīng)Ⅱ-3敦煌地塊。應(yīng)當(dāng)指出,由于自然界地質(zhì)內(nèi)容的復(fù)雜性,上述構(gòu)造單元與成礦區(qū)帶實(shí)際上都是按主要的地質(zhì)建造構(gòu)造界線劃分的,反映的成礦規(guī)律是粗糙的。僅就古生代而言,都要經(jīng)歷多個(gè)構(gòu)造演化階段:震旦紀(jì)—寒武紀(jì)為古陸裂解階段;奧陶紀(jì)為洋盆擴(kuò)張階段;奧陶紀(jì)末—志留紀(jì)為板塊俯沖階段;泥盆紀(jì)為碰撞造山階段;石炭紀(jì)—二疊紀(jì)為陸內(nèi)裂谷階段。因此,本文采用時(shí)-空解析的方法,分別論述早古生代板塊構(gòu)造、晚古生代裂谷構(gòu)造與成礦的關(guān)系。2洋盆南部主被動(dòng)邊緣早古生代板塊構(gòu)造格局如表1所列:紅柳河-牛圈子-洗腸井縫合帶位置曾經(jīng)為古洋盆,洋盆北側(cè)為歸屬哈薩克斯坦板塊的星星峽-旱山微板塊,由中心的星星峽-明水-旱山地塊及南北兩側(cè)的活動(dòng)邊緣帶組成,洋盆南側(cè)為歸屬塔里木板塊的敦煌微板塊,由敦煌微地塊及其北部被動(dòng)邊緣帶組成。其中,縫合帶、活動(dòng)邊緣帶和被動(dòng)邊緣帶具有良好的成礦背景。2.1早古生代洋盆構(gòu)造演化的初步確立板塊縫合帶指古大洋閉合后遺留在現(xiàn)今大陸上的碰撞-焊接帶。自板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)建立以來(lái),確定縫合帶一般都是先研究蛇綠巖,因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為蛇綠巖是已消失的洋殼殘片。Pearce等眾多研究者對(duì)本區(qū)早古生代地質(zhì)構(gòu)造演化過(guò)程的認(rèn)識(shí)大致是類似的盡管人們對(duì)本區(qū)早古生代洋盆的具體位置尚有爭(zhēng)議,但有關(guān)地質(zhì)證據(jù)顯示經(jīng)歷了威爾遜(Wilson,1968)歸納的大陸裂解到大洋閉合的“胚胎期(裂谷)-幼年期(陸間海)-成年期(有活動(dòng)中脊的洋盆)-衰退期(有俯沖的洋盆)-終了期(殘留海盆)-遺痕期(閉合造陸、碰撞造山—本文加注)”完整的構(gòu)造演化旋回筆者認(rèn)為,活動(dòng)洋中脊的出現(xiàn)應(yīng)視做板塊構(gòu)造體制的開(kāi)始。大洋的閉合需要較長(zhǎng)的時(shí)間,洋殼板塊俯沖消減,而含水的洋殼沉積和基性火成巖物質(zhì)比地幔超基性巖熔點(diǎn)低,俯沖到深部受高溫部分熔融,巖漿噴發(fā)形成火山弧或島弧。根據(jù)本區(qū)志留紀(jì)島弧火山巖系的存在,可反推板塊構(gòu)造體制曾是這一旋回中晚期演化的主旋律。2.1.1紅柳河-牛東南角-洗腸井早古生代蛇綠巖帶的位置本區(qū)早古生代板塊體制有關(guān)的蛇綠巖帶與其它地質(zhì)建造的相對(duì)空間位置如下:星星峽-明水-旱山地塊;芨芨臺(tái)子-小黃山早古生代蛇綠巖帶;白玉山-方山口-鷹嘴紅山早古生代裂解初期沉積巖帶;敦煌地塊。眾多研究者對(duì)公婆泉-東七一山早古生代火山巖帶具島弧火山巖的特征是公認(rèn)的如果考慮到早古生代裂解初期寒武紀(jì)淺?！紊詈－h(huán)境沉積的含磷釩鈾錳礦炭硅質(zhì)巖、泥碎屑巖、碳酸鹽巖指示被動(dòng)邊緣,則選定紅柳河-牛圈子-洗腸井早古生代蛇綠巖帶代表早古生代板塊縫合帶的位置比較合理。也就是說(shuō),該蛇綠巖帶的位置代表古大陸裂解演化至奧陶紀(jì)形成的洋盆,閉合過(guò)程中洋殼向北俯沖,北側(cè)為活動(dòng)邊緣,產(chǎn)生了島弧火山巖帶,弧的北側(cè)形成弧后盆地;該蛇綠巖帶的南側(cè)為被動(dòng)邊緣,保存了大量古大陸裂解到出現(xiàn)洋盆之前的沉積巖系。應(yīng)當(dāng)指出,根據(jù)上述這樣的空間關(guān)系推斷的縫合帶位置,殘存的可以是洋盆蛇綠巖碎片,也可以是弧前蛇綠巖碎片。選定的紅柳河-牛圈子-洗腸井縫合帶向西與那拉提-長(zhǎng)阿吾子-古洛溝-烏瓦門縫合帶對(duì)應(yīng),向東與溫都爾廟-西拉木倫縫合帶對(duì)應(yīng)。該縫合帶北側(cè)為哈薩克斯坦板塊及其東延部分,南側(cè)為塔里木板塊-阿爾金(敦煌)微板塊-阿拉善-華北板塊2.1.2縫合帶蛇綠巖的時(shí)代在月牙山-洗腸井一帶蛇綠巖的沉積硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)中奧陶世放射蟲(chóng)化石任秉琛等于福生等綜合上述信息,縫合帶蛇綠巖形成于早古生代,主要形成時(shí)代可能為奧陶紀(jì)。2.1.3成礦地質(zhì)背景紅柳河-牛圈子-洗腸井蛇綠巖帶從西向東斷續(xù)分布紅柳河蛇綠巖段、玉石山蛇綠巖段、牛圈子蛇綠巖段、白云山蛇綠巖段、月牙山蛇綠巖段、洗腸井蛇綠巖段。與蛇綠巖套之超基性巖有關(guān)的鉻鐵礦和與火山巖有關(guān)的塊狀硫化銅礦均有發(fā)現(xiàn)。前人在白云山蛇綠巖段和洗腸井蛇綠巖段發(fā)現(xiàn)巖漿型豆莢狀鉻鐵礦點(diǎn),賦存于下部變質(zhì)變形鎂質(zhì)超基性巖中。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心承擔(dān)的國(guó)家地調(diào)項(xiàng)目已知銅礦化地段是噴流沉積巖系最發(fā)育的地段。銅礦大致沿碧玉巖和碧玉條帶碳酸鹽巖產(chǎn)出,麻黃溝銅礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)6個(gè)礦體,均呈似層狀,產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致,向南陡傾,礦體傾向190°,傾角83°,長(zhǎng)30~200m,厚1~6.5m,延深176m。對(duì)各礦體成礦元素進(jìn)行了組合分析,Cu含量為0.23%~0.61%,Zn含量為0.02%~0.21%,Pb含量為0.00054%~0.00528%,Co0.0192%~0.0272%,S11.75%~15.26%,Ag6.60×10最近,有關(guān)地勘單位依據(jù)玉石山蛇綠巖段存在套合水系沉積物Cu-Ni組合異常,以與基性—超基性巖有關(guān)的巖漿型銅鎳礦為主攻礦床類型之一開(kāi)展礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查(2011—2013)。根據(jù)對(duì)成礦構(gòu)造背景的分析,筆者認(rèn)為找礦方向應(yīng)該考慮蛇綠巖套火山噴流型銅礦,因?yàn)槭澜缟蠋缀鯖](méi)有具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的巖漿型銅鎳礦賦存于蛇綠巖套中,此類地質(zhì)背景的水系沉積物Cu-Ni組合異常,一般Ni來(lái)自鎂質(zhì)超基性巖,而Cu與基性火山巖有關(guān)。野外調(diào)查時(shí)應(yīng)密切注意基性火山巖中有無(wú)細(xì)碧巖化、噴流巖和銅礦化顯示。2.2島弧火山巖火山巖該帶在奧陶紀(jì)晚期—志留紀(jì)—泥盆紀(jì)形成于星星峽-明水-旱山地塊北緣,主要分布泥盆紀(jì)、志留紀(jì)、奧陶紀(jì)火山-沉積巖系地層。作為標(biāo)志性地層的泥盆紀(jì)大南湖組、頭蘇泉組、雀兒山群火山巖,志留紀(jì)公婆群火山巖和奧陶紀(jì)咸水湖組火山巖,被多數(shù)學(xué)者公認(rèn)為島弧火山巖類近年,大南湖一帶新發(fā)現(xiàn)卡拉塔格銅多金屬礦田的梅嶺、紅石、紅海、紅山等塊狀硫化物型礦床。毛啟貴等該活動(dòng)邊緣帶東延的蒙古境內(nèi),近年發(fā)現(xiàn)了亞洲目前最大的OyuTolgoi斑巖銅金礦床,黑云母鉀硅酸鹽蝕變巖K-Ar法年齡值為413Ma±3Ma2.3活動(dòng)邊緣帶的構(gòu)造背景該帶在奧陶紀(jì)晚期—志留紀(jì)形成于星星峽-明水-旱山地塊南緣,多數(shù)學(xué)者論證公婆泉-東七一山一帶的公婆泉群火山巖形成于島弧環(huán)境應(yīng)該指出,上述2個(gè)活動(dòng)邊緣帶在早古生代早期的洋盆胚胎期-幼年期-成年期應(yīng)具有被動(dòng)邊緣的性質(zhì),到晚期進(jìn)入洋盆衰退期,洋殼板塊的俯沖活動(dòng)開(kāi)始,才轉(zhuǎn)化為活動(dòng)邊緣。綜合分析2個(gè)活動(dòng)邊緣帶的島弧成礦構(gòu)造背景,起初為水下火山弧階段,海水可以在高溫下與火山巖發(fā)生作用,具備形成火山噴流型銅礦的有利條件;最終成為真正露出水面的島弧,海水不再參與,具備形成斑巖銅礦的有利條件。2.4盤不同地層和巖體的特征在早古生代,該地帶屬敦煌地塊北部被動(dòng)邊緣。其基底主要為長(zhǎng)城系古硐井群(ChG)、薊縣系平頭山組(Jxp)及部分青白口系大豁落山組(Qbd),局部出露有太古宇—古元古界的北山雜巖(Ar淺海—次深海環(huán)境沉積的寒武系由炭硅質(zhì)巖、泥碎屑巖、碳酸鹽巖組成,含磷釩鈾錳礦,從西到東分布有新疆大水鈷錳礦床、大水磷釩鈾礦床、平臺(tái)山釩磷礦床,甘肅方山口釩磷鈾礦床、馬鬃山錳礦床,內(nèi)蒙古麻黃溝西磷釩礦點(diǎn)。被動(dòng)邊緣于泥盆紀(jì)碰撞造山時(shí)隆起,東段分布有盤陀山-鷹嘴紅山含鎢花崗巖帶,近東西向展布長(zhǎng)約100km,包含盤陀山、半島山、望旭山和鷹嘴紅山4個(gè)巖體,除半島山巖體外,其它3個(gè)巖體均已發(fā)現(xiàn)鎢礦床。這些含鎢花崗巖體與長(zhǎng)城系古硐井群為侵入接觸關(guān)系。盤陀山-鷹嘴紅山花崗巖體年齡值為(373.8±1.6)~(398.9±2.9)Ma,其全巖(在盤陀山-鷹嘴紅山含鎢花崗巖帶北側(cè)青白口系白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r分布區(qū),筆者最近新發(fā)現(xiàn)與花崗斑巖有關(guān)的銅礦點(diǎn),近斑巖體銅高鉛低,遠(yuǎn)斑巖體銅低鉛高。由于分布于月牙山南—二龍包西,將其命名為月龍斑巖銅礦從已有線索分析,本區(qū)早古生代板塊構(gòu)造體制可延續(xù)至泥盆紀(jì)初期,但與板塊碰撞造山有關(guān)的巖漿活動(dòng)和熱液成礦作用可延續(xù)至泥盆紀(jì)中期。3晚期拉張的典型特征在晚古生代時(shí),紅柳河-牛圈子-洗腸井早古生代洋盆已閉合,碰撞造山洋陸轉(zhuǎn)換后泥盆紀(jì)中晚期開(kāi)始略有拉張的跡象。在石炭紀(jì)—二疊紀(jì)伸展拉張形成南北2條陸內(nèi)裂谷帶的構(gòu)造格局:北帶有雅滿蘇-紅石山-黑鷹山晚古生代陸內(nèi)裂谷帶;南帶有磁海-紅柳園-白山堂晚古生代陸內(nèi)裂谷帶。石炭紀(jì)—二疊紀(jì)火山-沉積巖系可以顯示這2個(gè)陸內(nèi)裂谷帶(圖2)。3.1巖石學(xué)和礦物學(xué)特征該帶的南界為星星峽-明水-旱山地塊的北界斷裂帶,即紅尖兵山-哈珠南山-路井?dāng)嗔褞?向西可與北天山、中天山的界線阿其可庫(kù)都克斷裂帶相接。帶內(nèi)出露的主要為大面積的石炭系火山巖,部分為二疊系火山巖。該裂谷帶基底既有古生代邊緣火山巖,也有前寒武陸殼。鏡兒泉一帶使古陸殼基底裂開(kāi)明顯,中元古界卡瓦布拉克群(JxK)和星星峽群(ChX)分布于南北兩側(cè),紅石山南側(cè)局部分布有北山雜巖(Ar石炭紀(jì)火山-沉積巖系中,形成了與火山巖有關(guān)的新疆小熱泉子塊狀硫化物型銅礦、新疆東天山雅滿蘇鐵礦床、甘肅狼娃山鐵礦床、內(nèi)蒙古黑鷹山鐵礦床。已知黑鷹山富鐵礦床致密塊狀鐵礦體中的6件磷灰石樣品進(jìn)行Sm-Nd同位素定年,所獲等時(shí)線年齡為322.0Ma±4.3Ma東天山延?xùn)|—土屋—赤湖一帶的石炭紀(jì)火山巖中,基性火山巖鋯石U-Pb定年為332.6Ma±2.0Ma,酸性火山巖鋯石U-Pb定年為319.9Ma±1.6Ma,捕獲鋯石的U-Pb定年為416.5Ma±1.6Ma目前已開(kāi)展找礦勘查評(píng)價(jià)的內(nèi)蒙古青山-額勒根-烏珠爾嘎順斑巖銅鉬礦遠(yuǎn)景區(qū)位于該帶雀兒山—狐貍山段。額勒根斑巖型鉬(銅)礦化體內(nèi)5件輝鉬礦樣品Re-Os同位素定年,所獲同位素等時(shí)線年齡為332.0Ma±9.0Ma石炭紀(jì)火山巖在新疆與甘肅交接處局部地疊加于星星峽-明水-旱山地塊,其周邊分布著與花崗巖有關(guān)的小白石頭鎢鉬礦床、明錫山錫礦床和紅尖兵山鎢礦床。筆者采用鋯石U-Pb法確定了與紅尖兵山鎢礦有關(guān)的花崗巖的年齡314.2Ma±2.4Ma石炭紀(jì)裂谷在晚期閉合,二疊紀(jì)初再次拉張,發(fā)育的鐵質(zhì)基性超基性侵入巖體形成巖漿型釩鈦磁鐵礦與硫化銅鎳礦。在東天山產(chǎn)有土墩-黃山-圖拉爾根巖漿型釩鈦磁鐵礦與硫化銅鎳礦帶,其中香山西巖體為釩鈦磁鐵礦與銅鎳礦共生,黃山橄欖蘇長(zhǎng)巖鋯石U-Pb定年結(jié)果為274Ma±3Ma產(chǎn)有流沙山鉬金礦床的花崗巖類侵入雜巖體,屬二疊紀(jì)巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物?；◢忛W長(zhǎng)巖2件角閃石樣品K-Ar同位素年齡分別為262Ma±4Ma和261Ma±3Ma;礦體輝鉬礦樣品的Re-Os同位素等時(shí)線年齡為260Ma±10Ma3.2磁海鐵礦床結(jié)果分析金礦床源和金礦床源該裂谷帶在晚古生代形成于前寒武紀(jì)基底之上,基底包括太古宇—古元古界的結(jié)晶巖系和中新元古界的褶皺巖系,有大豁落山組(Qbd)、平頭山組(Jxp)、古硐井群(ChG)和北山雜巖(Ar該裂谷帶內(nèi)斷續(xù)分布輝銅山、花南溝、花西灘、石板墩、黑帽頂(音凹峽北西)、帳房山、俞井子蛇綠巖塊體,產(chǎn)有花南溝鉻鐵礦點(diǎn)、二口井(音凹峽北東)鉻鐵礦點(diǎn)、帳房山鉻鐵礦點(diǎn),說(shuō)明裂谷拉張非常強(qiáng)烈,局部產(chǎn)生“紅海型”海槽,即向初始小洋盆過(guò)渡。帶內(nèi)基性侵入體產(chǎn)有磁海鐵礦床;與火山巖相關(guān)的中酸性斑巖體產(chǎn)有白山堂銅鉛礦床,有關(guān)的流紋斑巖全巖Rb-Sr同位素等時(shí)線年齡為333.9Ma±7.88Ma,斜長(zhǎng)花崗斑巖全巖Rb-Sr同位素等時(shí)線年齡為275.68Ma±8.40Ma夏林圻等4基性—結(jié)論北山地區(qū)可劃分為星星峽-旱山微板塊和敦煌微板塊,其間以紅柳河-牛圈子-洗腸井蛇綠巖帶為縫合帶。整個(gè)研究區(qū)在古生代經(jīng)歷了多個(gè)構(gòu)造演化階段:震旦紀(jì)—寒武紀(jì)為古陸裂解階段;奧陶紀(jì)為洋盆擴(kuò)張階段;奧陶紀(jì)末—志留紀(jì)為板塊俯沖階段;泥盆紀(jì)初為碰撞造山階段;石炭紀(jì)—二疊紀(jì)為陸內(nèi)裂谷階段。古陸裂解初期寒武