华北古陆西南缘成矿系统的划分及与构造演化的耦合关系

1. 　华北古陆西南缘成矿系统的划分及与构造演化的耦合关系

一、成矿系统的划分原则
关于成矿系统的划分，可以包含3个层次的内容（翟裕生，1999）：
第一层次：成矿系统大类（巨系统，按构造动力体制划分）。
第二层次：成矿系统类（按成矿机理划分）。
第三层次：成矿系统（按含矿建造划分）。
对于全局性、一般性的划分方案来说，分为3个层次显然是必要的。具体到华北古陆西南缘成矿系统的划分，我们采用“成矿系统”和“成矿组合”两个划分层次。这种所谓“成矿系统”，相当上述“第一层次的成矿系统大类（巨系统）”，是指在一定构造动力学条件下，古陆边缘构造演化发展的一定阶段中由控制成矿诸要素结合成的、具有成矿功能的自然系统。显然古陆边缘构造演化发展的一定阶段只能划分一个这样的“成矿系统”。这里所说的“成矿组合”是指同一个成矿系统里，在一定的地质背景下，以一种成矿作用为主形成的、由一种或多种成矿元素组成的一个或一组矿床。由此可见，一个成矿系统可以包含一个或一个以上的成矿组合，而一个成矿组合可以看作成矿系统的子系统。
二、成矿系统的划分及与构造的耦合关系
按照上述划分原则，结合华北古陆西南缘的构造、演化与发展史，划分了如下成矿系统及相关的成矿组合（图1-1、2-1、表7-1）。

表7-1　华北板块西南边缘的成矿系统与成矿组合

（一）华北古陆西南边缘中太古代—中元古代裂解期前成矿系统
该成矿系统发生于龙首山蓟县纪裂谷之前，包括两个成矿组合，即东大山铁成矿组合及金川镍铜钴铂族成矿组合。
1.中太古代陆核边缘海盆沉积成矿组合——东大山铁成矿组合。
主要由东大山铁矿组成。东大山铁矿形成于中太古代古陆核边缘海盆。矿区位于永昌县河西堡镇西北侧，矿床围岩为龙首山岩群黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、镁橄榄石白云质大理岩、磁铁角闪石英岩，矿带呈NWW向展布，矿体呈似层状、扁豆状、豆荚状产出。矿石类型有：（黑云）磁铁矿石、重晶石磁铁矿石、角闪石磁铁矿石等。其中喷流岩－重晶石岩指示热液喷流作用存在。
2.中元古代裂谷期前底辟岩浆成矿组合——金川镍铜钴铂族成矿组合。
如前所述，金川铜镍矿之母岩是长城纪与地幔分离的。除此之外，沿龙首山陆缘带还见一系列规模不等的镁铁－超镁铁侵入岩，它们也侵位于白家嘴子组或其它岩组中，形成长百余千米的镁铁、超镁铁质岩断续分布的构造岩浆带，从目前所获资料来看：其东西两段岩体与中部金川岩体有明显差异（m/f值相差较大），这种差别是原岩来源不同所决定的，还是同一地幔岩浆源演化分异的结果，尚需进一步研究。
金川岩体的围岩为龙首山岩群白家嘴子岩组的蛇纹石化白云质大理岩、云母石英片岩、黑云片麻岩、条带状均质混合岩、斜长角闪岩。含矿岩体长6.5km，宽数十米至500余米，面积1.34km2。岩体呈NW向展布，倾角50°～80°，呈不规则岩墙状、垂向上呈板状、楔状、分枝状、漏斗状、透镜状。矿体共有4种类型：岩浆就地熔离型、岩浆深部熔离－贯入型、晚期贯入型及接触交代型。其中岩浆深部熔离－贯入矿体规模巨大、厚数十米至百余米，长数百米至千余米，属最重要的矿体类型。矿体呈透镜状、似板状、扁豆状。矿石矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等，矿石具浸染状、角砾状构造，海绵陨铁结构。为超大型矿床。
（二）柴达木—中祁连古陆北缘中、新元古代裂解成矿系统
该成矿系统主要有桦树沟－柳沟峡海底喷流沉积铁成矿组合。
桦树沟—柳沟峡铁矿（又称之为镜铁山式铁矿），形成于北祁连微陆块之中，但正如前所述，它们原本是柴达木北缘分子，只是后来（加里东期）被移至祁连洋中。另外，中元古代伊始，柴达木北缘就处于祁连洋的俯冲作用之中，形成熬油沟洋岛型蛇绿岩，属安底斯型活动陆缘，活动陆缘之后往往有裂谷（裂陷）环境，镜铁山式铁矿围岩——桦树沟组与熬油沟组属同时异相产物，前者产于裂谷环境，并且从中元古代到新元古代这种裂陷环境逐渐加深而形成裂陷海。
该成矿组合中，镜铁山铁矿（包括桦树沟和黑沟铁矿）为大型，柳沟峡铁矿和白尖铁矿为中型，其余还有数十处小型铁矿，这些铁矿呈众星捧月之势，分布集中，矿体呈条带状，矿石具层纹状、胶状、块状，浸染状构造，主要矿物组合为：镜铁矿、磁铁矿、黄铁矿及碧玉、白云石、重晶石、铁白云石、石英等，经氧化和蚀变可出现褐铁矿、赤铁矿、绿泥石、云母、方解石、石英等，在桦树沟铁矿中，重晶石（喷流岩）矿已具大型规模。铁矿体围岩主要为石英绢云千枚岩，属海底喷流沉积（变质）型铁矿。
（三）华北古陆西南缘加里东期活动大陆边缘成矿系统
该成矿系统比较复杂，具体包括：
1.早期陆缘弧（裂谷）成矿组合：白银厂－清水沟铜、铅、锌、金、银成矿组合
陆缘弧演变到一定程度，往往出现裂解，形成细碧岩－石英角斑岩，这种双峰式火山岩的出现，预示着有可能形成块状硫化物矿床，白银厂矿体的围岩为酸性火山岩及其碎屑岩，其形成机制前已述及，正是这种在陆壳适当厚度且较软弱的情况下，才能形成具“酸性核”的火山穹隆，才有利于矿体的形成。靠近俯冲带的火山岩，因陆壳较薄，主要形成基性火山岩，这样的环境不利于形成块状硫化物矿床。已知的火山穹隆为白银厂、清水沟、白柳沟地区及石头沟、香子沟地区。
白银厂矿田矿体呈透镜状、似层状，后期剪切构造对其形态有改造作用。矿石具块状、浸染状构造，次见条带状、网脉状、细脉状构造。矿石矿物有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等，其中闪锌矿的出现，表明火山露出水面，为比较开放的环境，且海水也不太深。矿床中的金属硫化物具分带现象，从上到下为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、网状、浸染状铜矿，属火山－喷气矿床。清水沟－白柳沟铜及多金属矿田与白银厂类似。
2.中晚期岛弧火山成矿组合：红沟、胶龙掌铜及多金属成矿组合
陆缘弧部分与大陆彻底分离，向洋迁移，形成弧间盆地，岛弧也趋于成熟，形成细碧岩、角斑岩及石英角斑岩（部分扣门子组及部分中堡群）。红沟矿体与细碧岩有关，属黄铁矿型富铜铁矿床。矿体呈脉状、扁豆状。矿石矿物为黄铜矿、黄铁矿（可单独组成磁铁矿体），其次见赤铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿等。次生富集带矿物有孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿、铜蓝、辉铜矿、黄钾铁矾、自然铜、自然硫等。脉石矿物为石英、方解石等，矿石呈块状、浸染状，此外还伴有金、银。同类矿床还有甘肃庄浪胶龙掌块状硫化物矿床。
3.中期弧后盆地火山成矿组合：石居里、九个泉、猪嘴哑巴铜成矿组合
北祁连次生洋向北作洋内俯冲，形成白银北－永登石灰沟－走廊南山洋壳型岛弧，该洋壳型岛弧之北侧，则是弧后扩张区，形成蛇绿岩及塞浦路斯型块状硫化物矿床。东部以银铜沟－猪嘴哑巴黄铁矿型铜矿为代表，西部以九个泉、铜沟黄铁矿型铜矿为代表。矿体产于枕状拉斑玄武岩层内及与上覆深海沉积细碎屑岩层过渡部位。
4.与俯冲作用有关的岩浆热液成矿组合
包括两个成矿组合，分别是塔尔沟—小柳沟钨成矿组合及大东沟—吊大坂铅锌成矿组合。
塔尔沟成矿元素是钨，小柳沟是钨、钼、铍、铅、锌、铜等。
塔尔沟钨矿位于甘肃省肃北县境内，矿体围岩为北大河岩群片岩、条带状大理岩，北邻加里东期野牛滩花岗岩。该岩体为复式岩体，由花岗闪长岩、黑云母花岗岩、花岗岩、正长闪长岩组成。它们侵位于阴沟群中，其岩枝中钨等元素分布特征与矿体的相似。矽卡岩型矿体呈楔状、长扁豆状，主要矿物为白钨矿，呈自形、半自形星散状，浸染状分布于矽卡岩矿物之间，另外，还可见到黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿和闪锌矿等。主要脉石矿物为透辉石、石榴子石、符山石、阳起石及石英、斜长石、云母、萤石、方解石等。石英脉型钨矿体呈脉状分布，主要矿石矿物为黑钨矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、白钨矿、毒砂、方铅矿等，主要脉石矿物为石英、萤石、方解石、白云母等。矿石具晶粒结构、填隙结构，矿石构造主要为晶洞状、梳状、浸染状、块状、脉状构造。
小柳沟钨钼矿位于肃南县祁青乡境内，矿体围岩为中元古代熬油沟组，在镜铁山地区，邬介人（1993）新发现的寒武纪化石，表明现在所划的地层中有新地层分子。矿体围岩为千枚岩及大理岩，矿体南部见小柳沟花岗闪长岩，钨钼矿化与之有关。矿体以脉状为主，另见块状、似层状矿体，主要矿物为辉钼矿、白钨矿、辉铋矿等。除了上述钨矿床外，在前述的桦树沟和柳沟峡矿区，受野牛滩和小柳沟花岗岩的影响，在加里东期叠加了铜矿化，它们和铁矿体相互陪伴。桦树沟铜矿体位于铁矿体下盘F10号走向逆断层的片理岩带中。CuⅠ矿体产于破碎含铁碧玉岩中，呈似层状、透镜状；CuⅡ矿体产于蚀变千枚岩中，形态不规则，此外还见有6条小铜矿体。矿石矿物主要为黄铜矿、黝铜矿、斑铜矿、铜蓝，脉石矿物有石英、铁白云石、绢云母、方解石、重晶石、绿泥石等。矿区内广泛发育的石英闪长玢岩脉与成矿有关，而这种岩脉已查明是矿区外围加里东期吊大坂花岗岩、小柳沟花岗岩演化分异晚期的产物。
柳沟峡铜矿位于肃南县鱼儿红乡境内，其矿体分布、组成特征与桦树沟多有相似之处，属同一成因。
大东沟－吊大坂铅锌成矿组合也与该区的加里东期花岗岩有关。主要岩石类型有中粗粒花岗闪长岩、黑云母花岗岩、二长花岗岩。
大东沟铅锌矿位于肃北县境内，矿区地层为中元古界朱龙关群，南部见北大河岩群。矿体呈层状、透镜状，主要矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿等，脉石矿物为方解石、石英、绿泥石、绢云母、斜长石等。
吊大坂铅锌矿位于肃南县祁青乡境内，其矿床特征及成因与大东沟铅锌矿基本相同。
研究表明，桦树沟—柳沟峡铜矿、大东沟—吊大坂铅锌矿成矿物质可能来源于元古代地层，是加里东期岩浆活动使其活化、迁移、富集成矿。
5.洋壳残片蛇绿岩成矿组合（大道尔吉铬成矿组合、玉石沟铬成矿组合）
大道尔吉铬矿位于肃北县城东南86km处，含铬超基性岩体形成时代可能是加里东晚期，是南祁连弧后盆地扩张之产物，研究表明超基性岩体属蛇绿岩，铬铁矿产于堆晶杂岩里的纯橄岩和方辉橄榄岩中。
玉石沟铬铁矿位于祁连县，也属蛇绿岩型铬铁矿。铬铁矿分堆晶铬铁矿和豆荚状铬铁矿，前者产于堆晶纯橄岩或堆晶辉石岩中，后者产于地幔岩（纯橄岩－斜辉辉橄岩）中，前者呈透镜状、条带状，产于岩体“涡流”、“弧流”部位，后者呈扁豆状、巢状、豆荚状分布。二者矿石均具浸染状、块状构造。
（四）碰撞造山成矿系统
残余盆地沉积成矿组合——天鹿铜矿组合
矿化主要产于早志留世肮脏沟组中，另在老君山组中也见铜矿化，前者发生于俯冲造山晚期，后者发生于碰撞造山期。天鹿铜矿位于肃南县。矿化呈浸染状、条带状与砂岩层整合产出，属同沉积期产物。主要含铜矿物为斑铜矿，颗粒较细（＜1mm）。此外常见孔雀石。
（五）走滑断层成矿系统
矿化主要与A型俯冲以及两板块走滑运移所引起的韧性剪切作用有关，成矿时代主要为华力西期。矿化集中区位于阿尔金左行走滑断裂与走廊南山断裂组成的三角区。主要矿床有：寒山金矿、鹰嘴山金矿、童子坝金矿、金湾子金矿及车路沟金矿。其中寒山金矿源岩为阴沟群之中酸性火山岩（洋壳型岛弧），鹰嘴山金矿源岩为黑刺沟组蛇绿岩（陆缘弧辟开部位），车路沟、童子坝金矿产于阴沟群薄层砂板岩、粉砂岩夹流纹岩、英安质凝灰岩（陆壳型岛弧）之中，这些岩石均变为构造破碎蚀变岩。另外，在桦树沟铁矿中，还见有此种成因的金矿化，这些华力西期金矿均与韧性剪切作用所引起的含金流体活动有关，韧性剪切作用是含矿流体活化、迁移、富集的主要动力。

2. 中-新元古代构造演化与成矿系统

中-新元古代是华北陆块地质构造演变的重大转折时期。在古元古代末经吕梁运动拼合而成的华北克拉通，经过一段时期的稳定后，到中元古代，华北古大陆以大规模拉张破裂为特征，陆块内部和边缘出现大规模的裂陷作用，沿华北板块周缘形成了一系列的伸展构造和伸展大陆边缘，其中包括北缘外侧形成白云鄂博裂谷，内侧形成狼山-渣尔泰裂谷;东北部的燕-辽裂谷;南部的熊耳-汉高裂谷;西南缘的古贺兰裂谷和边缘断裂等。与此同时，华北原地台内部伴有大规模非造山岩浆活动，如承德以北的斜长岩-辉长岩建造及有关的钒-钛-铁成矿系统，以及密云一带的奥长环斑花岗岩组合，它们都是非造山作用的岩浆组合，体现了刚性陆壳性质，反映出与世界其他克拉通构造演化-成岩事件的一致性(如北美陆块和西伯利亚陆块上的斜长岩系列)。
中元古代晚期到新元古代，华北原地台裂谷活动减弱，燕辽裂谷等逐渐消亡(1200～1000 Ma)。新元古代时，华北地块已进入稳定克拉通阶段，但在南北边缘地带则有过强烈的板块汇聚和裂解。板块南缘与秦岭褶皱带的商州-夏馆断裂及其北侧，发现年龄为832Ma的蛇绿岩带，表明新元古代曾存在东西向的洋盆慢速扩张脊，华北地块南缘与扬子地块北缘于新元古代有过强烈汇聚和后期裂解，而华北板块内部新元古代发生的南北向热沉降盆地与隆起则与此有关(据孟祥化，2001)。
在华北地块北缘，在中元古代时，以白云鄂博群为代表的沉积及火山-沉积建造，总体上反映为大陆裂谷的沉积建造。发展到新元古代时，盆地持续张陷，边界断裂强烈活动，陆内盆地逐步演化为大陆裂谷型盆地，发育以暗色岩系为代表的深海-半深海相沉积。在盆地北部已形成初始洋壳，并逐步向活动大陆边缘转化。到新元古代末期，华北地台北缘已转化为活动陆缘，震旦纪作为华北陆块前寒武纪的最后一个地质时期，以其稳定的沉积建造特征标志着华北克拉通范围的扩大。华北地台在晚震旦世末期到寒武世早期，大部分地区处在隆升古陆状态，地台上出现了长达90 Ma (620～530 Ma)的沉积间断。震旦纪时，在沉积盆地、生物特征等方面表现出与寒武纪更为密切的关系。与此同时，在华北古陆的南北两侧发育主动大陆边缘以至大洋，并开始了陆缘岛弧型的成岩成矿作用。
中-新元古代是华北陆块的重要成矿期，出现多个成矿系统，包括:
1)陆缘裂谷SEDEX型锌、铅、铜、硫成矿系统，如东升庙、炭窑口等矿床。
2)大陆斜坡-裂陷槽喷溢(流)沉积-热液交代型稀土、铌、铁成矿系统，如白云鄂博矿床，其铁矿层和部分稀土矿化在中元古代形成。
3)与陆内深断裂有关的斜长岩-辉长岩钒、钛、铁、磷成矿系统，如大庙、黑山等。
4)陆缘深断裂有关的镁铁质-超镁铁质岩镍-铜-铂成矿系统，金川为其典型矿床。
5)陆缘浅海相生物-沉积铁成矿系统，以宣龙铁矿为代表。
这几个成矿系统都有代表性，其中1，2，4三个成矿系统产出富有特色的超大型矿床，并且主要集中在华北陆块的西北及西南边缘。

3. 　成矿时空结构及动力学

一、成矿域与成矿带（成矿空间结构）
李春昱1984年最先按板块缝合线作为构造域的中心，将中国划分为4大构造域，即：①以西伯利亚古板块和塔里木—中朝板块以及哈萨克斯坦3个大板块之间的缝合线为中心，作为中国北方构造域；②中部以塔里木－中朝板块与华南及东南亚板块之间的缝合线为中心，作为秦祁昆构造域；③西部以华南－东南亚板块与拉萨冈底斯板块及印度板块之间的缝合线为中心，作为中国西南部构造域；④东部沿海一带以华南—东南亚板块与菲律宾海板块之间的缝合线为中心，作为东南沿海构造域，中国沿海一带主要位于本构造域的西部。这4个构造域构成了中国4个大成矿域。他并且指出：“在每个成矿域的缝合线上或俯冲带（包括逆冲带）上，常出露代表大洋壳的蛇绿岩带，产生大洋环境所形成的矿床。在缝合线的两侧常伴有板块俯冲带以及和俯冲带有关的岩浆弧，这里产生与俯冲构造环境有关的矿床，与碰撞有关的构造环境，实际上即板块缝合线的一种构造形式”。陈毓川（1995,1998）将中国的成矿域划分为以下5个：①前寒武纪中朝－扬子古陆成矿域；②古亚洲成矿域；③中－新生代环太平洋成矿域；④特提斯成矿域；⑤秦岭－祁连山－昆仑山成矿域。翟裕生（1999）以区域大地构造演化为基础，区域构造、成矿时代和区域岩石圈三者结合作为划分成矿区域的依据，将中国境内划分为6个成矿域：①天山－兴蒙成矿域；②塔里木－华北成矿域；③秦－祁－昆成矿域；④扬子成矿域；⑤华南成矿域；⑥喜马拉雅－三江成矿域。以上3位学者的划分方案，尽管各有不同，但有一个共同点就是重视并单独划分了“秦－祁－昆成矿域”，无疑是正确而必要的。我们认为华北古陆西南边缘成矿系统应当归属于“秦－祁－昆成矿域”。按照区域构造演化和成矿系统的分布现状，进一步将此古陆边缘划分为3个成矿带，即：①阿拉善南缘龙首山成矿带。主要由中太古代—中元古代裂解期前成矿系统组成。包含陆核边缘海盆沉积Fe成矿组合和裂谷期前底辟岩浆Ni-Cu-Co-PGE-Au成矿组合；②祁连山成矿带。主要由中新元古代裂解成矿系统、加里东期活动大陆边缘成矿系统和碰撞造山成矿系统组成。包含海底喷流沉积Fe-BaSO4（重晶石）－Cu成矿组合、早期陆缘弧火山Cu-Zn-Pb-Au-Ag和Zn Pb Cu Au Ag成矿组合、中期弧后盆地火山Cu（Zn）成矿组合、中晚期岛弧火山Cu和Pb Zn Cu成矿组合、与俯冲作用有关岩浆热液W成矿组合、与俯冲作用有关岩浆热液Pb-Zn成矿组合、洋壳残片蛇绿岩Cr成矿组合和残余盆地沉积Cu成矿组合等；③阿尔金成矿带。主要由走滑断层系成矿系统组成，目前还只包含韧性剪切Au成矿组合，（图1-1）（表7-1）。
二、成矿期与成矿高峰期（成矿时间结构）
本区成矿区主要集中在：①中太古代：如东大山铁矿，中型；②中元古代：如金川Ni-Cu-Co-PGE（铂族元素）－Au矿，其中Ni超大型（Ni金属547万吨，品位1.07%），Cu超大型（Cu金属346万吨，品位0.67%），Co大型（Co金属16万吨，品位0.03%），PGE（铂族元素）超大型（207吨），Au大型（79吨）；③中新元古代：镜铁山桦树沟Fe矿，大型（矿石量4.5亿吨，全铁37.8%），其中伴生重晶石矿，大型（重晶石3274万吨，BaSO47.32%）。镜铁山黑沟Fe矿，大型（矿石量1.5亿吨，全铁36.14%）；④加里东期：如白银厂Cu矿，大型（Cu金属117万吨，品位1.22%～2.84%）。小铁山Pb、Zn、Cu矿，其中PbZn大型（Pb金属41万吨，Zn金属64万吨，Pb品位3.85%,Zn品位5.45%），Cu中型（Cu金属14万吨，品位1.38%）。清水沟PbZn矿，中型。红沟Cu矿，中型。胶龙掌PbZn矿，中型。石居里Cu矿，中型。塔儿沟WO3矿，大型（WO320.8万吨，品位0.736%）。小柳沟WO3矿，大型（WO3＞20万吨，品位0.1%～2.5%）。大道尔吉铬铁矿，中型；⑤华里西期：寒山Au矿，大型（Au＞20吨，品位1.4×10-6～24.15×10-6）。鹰嘴山Au矿，中型。从上述大中型矿床反映的成矿强度和频度衡量，本区成矿的高峰期应为中元古代和加里东期。
三、成矿时空变化及动力学
对本区来说，总体上从北部的龙首山成矿带→南部的祁连山成矿带→西部的阿尔金成矿带发展，陆缘构造的动力型式变化规律为“离散型”（拉张为主）→会聚型（拉张－挤压交替）→碰撞型（挤压为主）→转换型（走滑剪切）；成矿时代由老到新，即中太古代、中元古代→中新元古代、加里东期→华力西期；沉积成矿作用由“陆核边缘海盆沉积”→“海底喷流沉积”→“残余盆地沉积”；岩浆成矿作用由“地幔底辟岩浆侵入”→海底双峰式，基性火山喷发，蛇绿岩残片构造侵位→壳源重熔中酸性岩浆侵入流体成矿；成矿元素组合由幔源→壳源、深源→浅源的变化，如Ni、Cu、Co、PGE、Au、S-Fe→Fe、Ba-Cu、Pb、Zn、Au、Ag-Cu、Pb、Zn-Cu（Zn）-W-Pb、Zn-Cr→Au。由此可见，华北古陆西南边缘的构造演化与成矿作用的时空变化具有明显的耦合关系，说明构造活动的规模、强度和型式，往往就是成矿系统和矿床组合的主要背景，而一定的成矿系统和矿床组合又可视为某种构造成矿背景的标记。
四、典型的共生矿床类型
本大陆边缘具有一系列典型的共生的矿床类型，如金川岩浆深部熔离贯入型Ni-Cu-Co-PGE-Au矿床；镜铁山海底喷流沉积Fe-BaSO4（重晶石）－Cu矿床；白银厂海底火山块状硫化物Cu-Zn-Pb-Au-Ag矿床；小铁山海底火山块状硫化物Zn-Pb-Cu-Au-Ag矿床；塔儿沟脉型、矽卡岩型W矿床，小柳沟蚀变岩型、矽卡岩型W矿床；寒山、鹰嘴山韧性剪切Au矿床等。这些共生的矿床类型，乃是这一大陆边缘构造演化的标记，它们的每一个矿种都达到了“超大型”或“大型”矿床的规模，这种共生的矿床类型，具有极大的典型性和代表性，反映了华北古陆西南边缘成矿谱系的概貌。
五、金川岩浆矿床研究的进展
关于金川矿床的成矿规律，以往曾有过较系统的阐述。本次研究新提出或进一步论证了以下方面的观点：①提出金川超镁铁岩体的原生岩浆是高镁玄武岩浆［w（MgO）≈10.8%］；②提出同一个金川矿区Ni-Cu矿体可能起源于含PGE不同的母岩浆。一部分矿体PGE含量高，是起源于原始地幔PGE不亏损的岩浆，另有部分矿体PGE含量很低，则是原始岩浆分离后形成PGE亏损的派生岩浆；③进一步论证了硫化物深部溶离－分期贯入是形成金川矿床的主要机制，并且认为，在缺乏地壳长英质混染（如萨德贝里矿床）和外部硫源加入（如诺里尔斯克矿床）的证据的情形下，只有这种深部熔离－分期贯入机制，才能造就成“金川式”的小岩体、大矿床。
六、关于“小岩体、大矿床”规律
金川岩体只有1.34km2面积，却赋含有近千万吨的镍、铜储量，这种世界级超大（巨）型矿床赋存在这样小的岩体中，的确是一个令人注目的现象。我们在总结中国镍矿床（汤中立等，1989）中提出“镍的成矿岩体，一般规模较小。只有3个成矿岩体的出露面积达到1km2左右（金川、赤柏松、大坡岭），其余成矿岩体的面积都在0.1km2以下”、“成矿岩体的产状可分两类，一类为陡倾斜（倾角60°以上）的岩墙状、脉状、透镜状；另一类为较舒缓的岩床、岩盆、椭球状、扁柱状。巨大的和大型的矿床多以前一类产状产出”。后来我们又多次论述过，是由于岩浆深部熔离－贯入成矿机制，导致了“小岩体成大矿”。
芮宗瑶等在研究斑岩型铜钼矿床时也曾统计，绝大多数成矿岩体都是小岩体，出露面积小于0.5km2的含矿岩体占32.5%；0.5～1km2占25%；1～5km2占20%；大于5km2占22.5%。含矿岩体产状为岩株的占69.8%；岩墙和岩脉占9.4%；岩柱占7.5%；岩筒岩颈占9.4%。表明大部分岩体呈岩株状。
此外某些岩浆铬铁矿床、钛磁铁矿床、金刚石矿床等，都有小岩体中赋存大矿的实例。可见“小岩体成大矿”不仅是本区，也是带有一定广泛性的岩浆矿床成矿规律。
对金川这种类型的岩浆矿床来说，还特别值得提及以下成矿规律：①成矿岩体是在大陆边缘裂解期前的拉张应力作用条件下，经岩浆底辟上侵形成；②现存成矿岩体是由纯橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩、橄榄二辉岩和二辉岩等超镁铁岩石所组成，这些岩石的MgO含量变化于39.74%～25.87%之间。这次提出岩体的原生岩浆是地幔岩经部分熔融的高镁玄武岩浆w（MgO）≈10.8%。现存岩体与原生岩浆成分的这种差异，说明原生岩浆上侵过程中，曾经历过强烈的分异作用，分异后大部分偏中酸性、基性和部分超基性的岩浆大都先侵入到不同的空间或喷出地表，形成同源岩浆岩系列或喷发岩流，只有少部分超基性岩浆伴随着深部熔离的矿质贯入到现存的空间成岩成矿；③上侵岩浆是在开放动态条件下，发生上述深部分异和深部熔离作用，分异为不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆、矿浆几部分，依序多次贯入现存空间成矿，一般来说晚期贯入比早期贯入的浆体矿质多、密度大而粘度小，往往位于早期浆体的中下部或下部，在早晚期浆体接触处，常发生有限的混合作用；④由于“含矿岩浆”、“富矿岩浆”和“矿浆”对应固结为星点浸染状贫矿（石）体、海绵状富矿（石）体和块状特富矿（石）体，因此总体上金川型矿床的矿（石）体类型从上到下，由浅及深有变富的分布规律。在区域上实际存在一个同源岩浆岩系列分布区，这个同源岩浆岩系列分布区中，目前还只发现金川一处超大型矿田。
七、“朱龙关群”和“北大河群”的控矿作用
朱龙关群（长城纪）由上部桦树沟组和下部熬油沟组两部分组成，主要分布于祁连山西段的青海黑河上游及甘肃肃南县朱龙关河流域。
桦树沟组主要为千枚岩、变质细碎屑岩夹火山碎屑岩、碳酸盐岩，含铁矿层。矿层围岩多为泥钙质千枚岩、板岩，少量位于硅质岩、灰岩底部。在主铁矿层下盘接触带附近有热液型铜矿体叠加。铁矿层伴生有重晶石，铁矿主要为镜铁矿石、镜铁矿－菱铁矿石等，全铁品位30%～40%。铁矿、重晶石矿达大型、铜矿达中型以上。铁矿、重晶石矿与地层为同生沉积且共同经受变形变质，铜矿虽属后期叠加，但与铁矿层位置显示了明显的附依关系。区域上在这套地层中已发现铁、铜矿床（点）数十处，除桦树沟、黑沟两处大型矿床外，其余均为中小型矿床、矿点。
熬油沟组下部为变质细砂岩、粉砂质板岩及泥质岩，上部为变质基性－中性火山熔岩、变质火山碎屑岩夹火山质板岩及碳酸盐岩。在桦树沟铁铜矿东南侧20km处的小柳沟钨矿区，熬油沟组是钨矿的直接围岩。在矿区西部为熬油沟组底部含砂质千枚岩、中厚层状石英岩夹绢云绿泥千枚岩、钙质千枚岩，局部可见透镜状云母角闪片岩及矽卡岩化灰岩，矿区东部主要是熬油沟组碎屑岩、火山岩夹碳酸盐岩。90%以上的矿体赋存在东部熬油沟组中。熬油沟组各种岩石成分含量（wB）W48.6×10-6～606×10-6、Cu83.6×10-2～708.6×10-2，如此高的含量说明围岩具备矿源层的性质。小柳沟矿区南北约4km，东西约3km，矿区范围约12km2。由15个矿体组成，其中主矿体4个，占储量95%以上。矿体主要赋存于云母角闪片岩、灰岩、千枚岩中，含矿地层一般都碎裂岩化、绿泥石化、透闪石化、硅化等。矿化以钨为主，其次有Cu、Bi、Mo等，主要矿石类型以稠密浸染状白钨矿－黄铜矿矿石和浸染状、稠密浸染状白钨矿矿石为主。控制WO3储量已达20万吨以上。属大型白钨矿床。地表除少量脉岩外，侵入岩不发育，在钻孔达450m深处见隐伏二长花岗岩体，岩体含W为0.5×10-6。
北大河群（前长城纪）主要为片岩、片麻岩夹结晶大理岩。以微古陆块形式分布于中祁连之北侧。在塔尔沟钨矿区，北大河群下部为混合岩、片麻岩段，上部为大理岩夹片岩段，钨矿主要赋存于片岩段中。条带状大理岩是矽卡岩白钨矿的容矿层，片岩段中主要产黑钨矿石英脉。整个北大河群W平均含量为3×10-6，高于W克拉克值约3倍。附近的野牛滩花岗闪长岩、黑云母花岗岩及斑状花岗岩W的平均含量为0.5×10-6～1.7×10-6，说明W矿矿源主要来自北大河群岩层。塔儿沟钨矿以黑钨脉型矿为主，白钨矽卡岩矿次之。
八、海相火山作用成矿规律
中国西部祁连造山带是中国主要的海相火山作用发育地区，火山作用可划分下述4大旋回，一是中元古代早期发生于柴达木—中祁连板块北部边缘的岛弧火山作用及洋岛火山作用；二是新元古代到加里东早期发生于华北古陆西南边缘的陆缘弧火山作用，随着陆缘弧与大陆分离，形成双峰式火山岩套，即宋叔和先生（1995）提出的富钠细碧－石英角斑岩系；三是加里东中期广泛发育于弧后盆地中的基性火山作用；四是加里东中晚期发生的岛弧火山作用，也形成富钠细碧角斑岩系。后3个旋回有从强到弱的演化规律。
第一火山作用旋回形成的熬油沟组火山岩，是桦树沟铁、铜、金及钡的重要物源，海底喷流作用所形成的对流热液循环系统，使得高温热流与围岩发生水－岩反应，将熬油沟组基性火山岩中的铁、铜、钡及其他组分萃取出来并随热流带入海底盆地中，形成铁、钡矿体及富铜、金层位，如桦树沟铁铜钡矿床，因此，祁连造山带中的熬油沟火山岩，是找铁、铜、金的重要地层单元。
第二火山作用旋回特点是整个祁连山以钙碱性中基性火山作用为主。它们是祁连大洋板块下插于华北古陆边缘之下所形成的产物。局部地段由于地壳较厚，毕尼奥夫带下插所形成的基性岩浆上升缓慢，使得深部地壳重熔并形成中酸性岩浆，这些岩浆首先喷出，形成石英角斑岩，尔后基性岩浆喷出，二者共同形成细碧－石英角斑岩系，在上述细碧－石英角斑岩系形成的过程中，陆缘弧也与大陆分离，导致地壳减薄，地幔上涌，出现地热异常，也形成前述的海底喷流成矿系统，如白银清水沟块状硫化物型铜矿，矿体赋于石英角斑凝灰岩中。
第三火山作用旋回主要发生于岛弧和弧后盆地，弧后盆地扩张所形成的基性火山岩具MORB性质，与塞浦路斯型块状硫化物铜矿有关，这以石居里铜矿为代表；岛弧火山岩也是寒山金矿的重要物源。
第四火山作用旋回主要发生于岛弧环境，属末期火山作用，分布局限，岛弧环境所形成的细碧－角斑岩系，往往也形成块状硫化物铜矿，与第二次火山成矿作用显著不同的是矿体赋存于细碧岩中。
从前述不难看出，加里东期与成矿作用有关的火山作用从早到晚，有双峰式→单峰式→双峰式变化的特点。成矿作用早期和晚期与双峰式火山岩套有关，形成别子型黄铁矿型铜矿、黑矿及黄矿。中期单峰火山岩多为MORB，形成塞浦路斯型块状硫化物铜矿。加里东期火山作用主要形成铜及多金属硫化物矿床。
关于岛弧裂谷成矿机制（兼论白银多金属块状硫化物矿床的形成环境）：岩浆弧根据洋壳俯冲的位置及对象的不同，可划分为洋壳型岛弧及陆缘弧，前者是洋壳俯冲洋壳之下所形成的岛弧，岛弧的基底是洋壳；后者是洋壳俯冲于陆缘之下所形成的火山－岩浆弧，也有人叫做“山弧”，这种火山岩浆弧的基底是陆缘（金性春，1984）。当然，陆缘弧并非一直就固定在陆缘，随着洋壳的俯冲作用，一般毕尼奥夫带下插深度很大，且约与地面呈45°夹角向下俯冲，洋壳俯冲到距地表约150～200km时，进入地幔。在俯冲时，两板块摩擦所发生的热使洋壳岩石首先发生部分熔融，生成岩浆（Mitchell and Rading,1971），这些岩浆往往在距深海沟中心线约100～150km处的地表喷出，形成火山岩。上述俯冲作用常使得火山弧及后侧地幔出现异常，发生对流，使得火山弧与大陆分离，形成弧后盆地，进一步有可能形成弧后（间）洋盆。这样，前述的陆缘弧就会远离大陆，而移至大洋之中，犹如现在的日本岛弧。本区白银—清水—昌马陆缘弧的形成过程与之相似。陆缘弧与大陆分离之初，上地幔上涌，导致海底喷流作用发生，这是白银、清水沟一带铜及多金属块状硫化物矿床成矿系统形成的根本动因。但有学者认为白银矿床的形成环境是裂谷，主要理由是该区存在双峰火山岩套。从我们收集的资料来看，白银地区无裂谷形成之初的裂谷类磨拉石建造，也无裂谷建造中常见的陆相红层、蒸发岩等。从区域上来看，本区火山岩并非全属双峰岩套（细碧－石英角斑岩系），双峰岩套只是很少的一部分，而华北古陆边缘大部分地段则是钙碱性中基性火山岩。另外，大量事实表明，双峰岩套并非裂谷特有，只要有张性环境，就有可能形成双峰岩套。一般认为，地球化学特征尤其是具拓扑学意义的固定不变的地球化学特征，对鉴别大地构造环境有重要意义（黄申保，1998），不活泼的TiO2就具这种性质。裂谷环境拉斑玄武岩的TiO2（wB/%）一般达2.2%，洋中脊拉斑玄武岩TiO2为1.5%，而岛弧拉斑玄武岩的较低，一般为0.83%（Condie,1982，表2-20），但本区拉斑玄武岩TiO2均小于0.96%，这与岛弧拉斑玄武岩的相近。再结合关于以中元古代甚至更早、华北古陆西南缘与柴达木古陆边缘分属于两个不同的大陆边缘方面的资料，白银—清水沟—昌马一带属陆缘弧，不可能是裂谷。最后应指出，本区陆缘弧属水下弧，形成的火山岩属海相火山岩，火山物质喷出海平面。北祁连造山带这种陆缘弧单元的识别，具有重要的找矿勘查意义。
九、阿尔金断裂与成矿
阿尔金断裂与走廊南山断裂所组成的三角区，是重要的金矿成矿区，称之为祁连山的金三角。目前已查明的大型和中型金矿床有寒山和鹰嘴山。研究查明，阿尔金断裂是一个长期活动的陆内转换断层，最早可上溯到古生代；它又是一个韧性断裂带，切割了祁连NWW-SEE向构造带。祁连造山带的各构造实体，如蛇绿岩、岛弧火山岩是金矿的重要物源，鹰嘴山金矿就与蛇绿岩基性－超基性岩有关，其硅化所形成的含金石英脉Rb-Sr等时线年龄为（483±12）Ma（宜昌所测定，1999）。可见该区金矿化作用最早发生于早奥陶世，与阿尔金断裂作用有关的石英脉Rb-Sr等时线年龄为413.5Ma（李智佩，1999）、（303±10）Ma（毛景文，1997），钾氩法年龄为213.95～244Ma（毛景文，1997），由此不难看出，本区金矿化除上述早奥陶世外，在加里东末期或华力西早期，华力西晚期及印支期均有矿化作用发生，可见矿化作用是多期次的，后3期均是阿尔金断裂活动所产生的热流体作用于矿源体，使金矿质被活化萃取、迁移，在有利部位富集成矿的。这里的成矿有利部位具体指北祁连造山带次级断裂与阿尔金走滑断裂相交的锐角部位，具体到每个矿区的矿带、矿体又都受韧性及韧脆性剪切带控制。
十、华北板块西南边缘成矿谱系
华北板块西南边缘成矿谱系见图12-2。从图中可看出：不同历史阶段不同陆缘性质决定了不同的成矿系统（组合），形成不同的矿床，华北古陆边缘在龙首山边缘裂谷期前，于中太古代形成陆核边缘海沉积Fe矿床→中元古代在龙首山裂谷将要发生时，上地幔上拱，形成底辟岩浆型Ni、Cu、Pt、Co、Au矿床  加里东早期在陆缘弧将要与大陆分离之际（此种情形可用“岛弧裂谷”来描述），形成海底热液喷流Cu、Pb、Zn、Pb、Au矿床→中期在弧后盆地形成塞浦路斯型Cu矿床→中晚期岛弧火山作用形成Cu、Fe矿床→晚期华北板块与柴达木－中祁连板块碰撞，在残余盆地沉积形成Cu矿床  后加里东期阿尔金走滑断层作用形成Au矿床。柴达木—中祁连板块中、新元古代出现弧后裂谷盆地、形成海底热液喷流Fe、BaSO3矿床  加里东中期形成洋岛型蛇绿岩Cr矿—中晚期形成与俯冲作用有关的岩浆热液W、Mo、Cu矿床以及弧后洋盆残片型Cr矿→晚期与华北古陆碰撞形成Cu矿床，后加里东期形成与阿尔金走滑断裂有关的Au矿床。上述构造与矿床演化谱系可作为成矿演化的标准相序，并可以此作为找矿勘查的指南。

图12-2　华北板块西南边缘构造与成矿谱系

4. 多重分异富集成矿

这种观点强调，许多超大型矿床不是短期形成的，一般都经历了漫长的成矿过程，这个过程是阶段式地表现的，即促使成矿物质浓集的分异作用反复进行，最后使原本分散的成矿物质在一定的时空范围内超巨量汇聚，形成超大型矿床。对于一些小丰度元素，如Au，Sn，Mo，Hg，Sb等来说，这种逐级富集作用尤显重要。这一观点大体相当于涂光炽（1994）提出的多阶段预富集学说。
多重分异富集在与岩浆活动有关的矿床中常有表现。例如，著名的湖南柿竹园超大型锡-钨-钼-铋矿床的形成与千里山复式花岗岩体有密切关系。已知该岩体活动时间跨度较大，有四期侵入（172～63Ma），最晚形成的辉绿岩脉代表了长英质岩浆的最后分异产物。主要成矿与晚期花岗岩有关，后者是经过反复分异（高度分异），富含矿质和 F，H2O等挥发组分，在其与围岩泥盆系碳酸盐岩的反复作用中，经过矽卡岩化、云英岩化和石英网脉型等矿化作用，最后生成超大型矿床。类似的矿床还有美国Colorado州的Climax超大型钼矿，它也是花岗岩浆多次侵入、多期成矿的产物。加拿大坦标伟晶岩型钽-锶-锂超大型矿床，也产在高度分异的花岗岩体中。甘肃的金川铜镍超大型矿床，是深源镁铁-超镁铁质岩浆经过多次熔离分异，矿质逐级浓集的结果。经过这种反复的分异，金川含矿岩体体积的40%左右成为工业矿体，是“小岩体成大矿”的一个典型（据汤中立等，1989）。
在外生成矿中，也有多重分异富集的实例。一些大型陆内盐类矿床，是盐湖卤水经反复蒸发分异作用形成的。西藏扎布耶盐湖的超大型锂矿床，据郑绵平等（1989）研究，就是处在一个多级湖盆地系统中。自晚更新世晚期以来，高原区域气候的节律性变化使扎布耶盐湖经历了一个由泛湖期→泛湖收缩分离汇矿→多级盐湖成矿的过程。在重力场和化学分异作用下，盐类物质逐级向最低阶湖迁移，使海拔最低的扎布耶盐湖成为该区盐类物质汇聚的中心，从而使锂等成矿物质达到异常的巨量富集。
绿岩型金矿是重要的金矿类型，在世界范围内有多个大型、超大型金矿产出，如澳大利亚、加拿大等。我国小秦岭、胶东的大量绿岩型金矿床中有的也已达到超大型规模，它们的形成就经历了新太古代—古元古代的海相基性火山-沉积建造（金的高丰度）→中新元古代区域变质变形（金的预富集）→中生代构造-花岗岩浆叠加改造使金高度富集成矿等主要地质成矿阶段，也是多重富集作用的一种表现。

5. 矿床组合

矿床组合是指在相同构造环境下形成的一套不同时代、不同成因类型的矿床，它是划分和研究矿床成矿系列的基础。根据前述，我们将研究区的金属矿床归纳为3 个矿床组合，它们是3种不同构造环境下的产物。
（一）与伸展裂解有关的喷气-沉积矿床组合
1.与初始裂谷成矿有关的喷气-沉积矿床组合
该矿床组合形成于区内不同时代板块构造旋回的初始阶段，是由地幔活动（地幔底辟作用）引起并形成的盆岭及地垒-地堑，在地堑或盆地内常形成各种与初始裂谷有关的岩浆矿床和沉积矿床。分布于昆北带和北羌塘西段及阿北带的海相碎屑岩-碳酸盐岩沉积变质岩系内的沉积变质型、层控碳酸盐岩型、层控砂岩型矿床的形成与这些作用有关。

昆仑山及邻区地质

表8-2 青藏高原北部矿床分类系统


续表


（1）沉积变质型矿床
成矿元素：Fe，Cu（Pb，Zn，Au）。
容矿主岩：海相细碎屑岩-碳酸盐岩沉积变质岩系。
成矿时代：元古宙，志留纪。
区域分布（矿床实例）：铁克里克带（布穷），北羌塘（塔合曼、黑黑孜站干），阿北带（白尖山、塔什）。
地质背景：初始裂谷作用阶段（拉张环境）。
成矿环境：海底热液喷流沉积作用。
（2）层控碳酸盐岩型矿床
成矿元素：Fe（Cu，Au），Pb，Zn（Cu，Co，Au）。
容矿主岩：碳酸盐岩。
成矿时代：志留纪，泥盆-石炭纪。
区域分布（矿床实例）：昆北带（铁克里克、塔木、卡拉牙斯卡克、阿尔巴列克、乌苏的里克、卡兰古托克拉），北羌塘（哈拉墩、切列克契、卡拉玛、砂子沟、卡拉库里）。
地质背景：初始裂谷作用阶段（拉张环境）。
成矿环境：海底热液喷流沉积作用。
（3）层控砂岩型矿床
成矿元素：Cu。
容矿主岩：同生层控砂岩建造。
成矿时代：泥盆-石炭纪。
区域分布（矿床实例）：昆北带（特格里曼苏）。
地质背景：初始裂谷作用阶段（拉张环境）。
成矿环境：海底热液喷流沉积作用。
2.与成熟裂谷（洋盆）阶段成矿作用有关的喷气-沉积矿床组合
该矿床组合广义上应属于裂谷作用阶段，从初始裂谷阶段演化而来，形成陆间裂谷或洋盆，其中形成与火山作用及岩浆热液有关的矿床，其组合包括火山岩型块状硫化物矿床和火山-沉积型矿床及岩浆熔离型矿床三种类型。
（1）火山岩型块状硫化物矿床
成矿元素：Cu（Zn，Pb，Au，Ag），S，Co。
容矿主岩：中-新元古界万保沟岩群海相火山-沉积岩系（昆南带），奥陶纪拉配泉蛇绿构造混杂岩带中海相火山-沉积岩建造（阿北带），志留-泥盆纪海相火山-沉积岩建造（昆中带），石炭纪双峰式火山岩系（昆北带），下二叠统布青山群火山岩组（昆南带）。
成矿时代：中-新元古代，奥陶纪，志留-泥盆纪，石炭纪，二叠纪。
区域分布（矿床实例）：阿北带（喀拉大湾、拉配泉），昆中带（上其汗），昆北带（萨洛依、阿克塔什），昆南带（督冷沟、马尔争）。
地质背景：小洋盆或弧后盆地。
成矿环境：拉伸裂解，大型火山穹窿，对流循环的海底热液系统。
（2）火山-沉积型矿床
成矿元素：Cu，Co，Fe，Pb，Zn，（Au，Ag）。
容矿主岩：昆北带奥陶-志留系滩间山群，昆中带中-新元古界万保沟岩群、奥陶-志留系纳赤台群，昆南带下-中二叠统浩特洛哇组、树维门科组、马尔争组，芒康-思茅地区的下-中二叠统开心岭群、上三叠统结扎群，北羌塘地区西段下志留统温泉沟群及东段的下-中侏罗统那底岗日组等以海相火山-碎屑岩系为主的海相火山-沉积岩系。
成矿时代：中-新元古代，奥陶-志留纪，二叠纪，中生代。
区域分布（矿床实例）：昆北带（肯德可克、迎庆沟），昆南带（督冷沟、驼路沟），北羌塘（黑黑孜站干、小唐古拉），苟鲁山克错（东拉涌），巴塘晚三叠世弧火山岩带（以下简称巴塘带）（尕龙格玛、赵卡隆）。
地质背景：弧后盆地或洋岛。
成矿环境：拉伸裂解，强烈沉降的大型盆地中的次级盆地，沿同生断裂分布的海底热液系统。
（3）岩浆熔离型矿床
成矿元素：Cu，Ni，Pt。
容矿主岩：镁铁-超镁铁杂岩。
成矿时代：早古生代。
区域分布（矿床实例）：阿尔金断裂带（长沙沟、阿克萨依、鱼目泉南），昆北蛇绿构造混杂岩带（朝阳沟东、朝阳沟西）。
地质背景：裂谷（或裂陷槽）。
成矿环境：拉伸裂解。
（二）与陆-陆碰撞或陆内俯冲造山成矿作用有关的矿床组合
1.斑岩型
成矿元素：Cu，Cu（Mo）。
成矿岩体：钙碱性系列或高钾钙碱性系列的斑岩（花岗斑岩、花岗闪长斑岩、闪长玢岩、石英斑岩等）。
成矿时代：华力西期，燕山-喜马拉雅期。
区域分布（矿床实例）：昆中带（托克妥），巴颜喀拉带（火箭山、阿特塔木达坂西、玉龙喀什河），苟鲁山克错带（纳日贡玛、陆日格）。
地质背景：造山带。
成矿环境：陆-陆碰撞和陆内俯冲造山环境，与钙碱性或高钾钙碱性斑岩有关的流体沸腾及大气降水流体的混合。
2.矽卡岩型
成矿元素：Fe，Pb，Zn，Cu，Co，W，Sn，伴生Bi，Au，Ag。
成矿岩体：钙碱性系列或高钾钙碱性系列花岗岩类侵入体。
控矿构造：侵入接触构造和层间构造。
矽卡岩类型：镁矽卡岩（一般无矿），钙矽卡岩（Fe，Cu，Co，W，Sn），锰矽卡岩（Pb，Zn）。
成矿时代：加里东期，华力西-印支期。
区域分布（矿床实例）：阿南带（里维齐明），昆北带（尤仑塔卡特、康达尔达坂、五一河、尕林格、野马泉、白干湖、肯德可克），昆中带（库地、群力）。
地质背景：造山带。
成矿环境：陆-陆碰撞和陆内俯冲造山环境，与晚造山或造山后花岗质岩浆作用有关。
3.接触交代型
成矿元素：Fe，Pb，Zn，Sn（Cu，Ag）。
成矿岩体：中酸性侵入体。
控矿构造：侵入接触构造。
成矿时代：华力西-印支期。
区域分布（矿床实例）：昆北带（跃进河、海寺、白石崖、下西台、大海滩），柴北缘都兰一带（小卧龙）。
地质背景：造山带。
成矿环境：陆-陆碰撞和陆内俯冲造山环境，与矽卡岩化和角岩化有成因和空间的紧密联系，与复杂的渗滤和交代作用有关。
4.热液脉状多金属矿床（岩浆热液型、低温热液型、伟晶岩型）
成矿元素：Fe，Pb（Cu），Zn，Li，Be，Hg，Sb（W）。
成矿时代：华力西-印支期，燕山-喜马拉雅期。
区域分布（矿床实例）：昆中带（苏巴什），昆南带（苦海），巴颜喀拉带（卧龙岗、黄羊岭、长山沟、龙然加阁、大红柳滩），柴北缘东南段（沙柳河）。
地质背景：造山带。
成矿环境：形成于华力西-印支期、燕山-喜马拉雅期碰撞造山环境中，矿体大多受构造控制。
5.造山型金矿
成矿元素：Au，Au（Sb）。
成矿时代：华力西-印支期，印支期，燕山-喜马拉雅期。
区域分布（矿床实例）：阿北带（祥云），昆北带（塔西克西、奥克塔什、依迈克），昆中带（五龙沟），昆南带（开荒北、托克妥、巴隆、石灰沟、小干沟），巴颜喀拉带（加给陇洼、东大滩、大场），北羌塘（木吉、阿然保泰）。
地质背景：造山带。
控矿构造：区域性深大断裂、大型韧性剪切带及褶皱和断裂、裂隙系统等3个级次的构造系统。
成矿环境：昆中断裂带以北，主要形成于晚加里东期和晚华力西-印支期陆内俯冲造山环境，且多数矿化具两期成矿作用叠加现象；以南主要与印支期和燕山-喜马拉雅期的陆-陆碰撞过程有关。
（三）与稳定或固化阶段成矿作用有关的外生矿床组合
成矿元素：Cu，Au。
成矿时代：中-新生代。
该矿床组合类型代表了研究区在陆内拉伸、走滑作用造就的新近纪沉积盆地和第四纪河床堆积的一系列机械风化矿床和化学风化矿床类型。它们在研究区分布较广，如产于第三纪以来的层控砂岩、砂砾岩型铜矿床和冲洪积型砂金矿床（点）等。

6. 西北地区成矿背景及成矿条件约束

西北地区作为铜、镍、铅、锌等大宗有色金属矿产资源的重要基地，其后续资源的潜力如何，特别是能否获得矿产勘查上的突破，愈来愈受到人们的普遍重视。西北地区（包括陕、甘、青、宁、新疆五省（区）和内蒙古自治区中西部）面积达304×104km2，占全国陆地面积的31.7%。经过近半个多世纪的地质找矿勘查和开发利用，西北地区不仅在大宗有色金属矿产资源保有储量上占有重要地位，而且已形成了多个有色金属的重要生产基地。比如占全国工业镍金属储量90%的甘肃金川矿床，实际亦是中国已发现和利用的惟一超大型铜镍矿床，还有甘肃的西成超大型铅锌矿床、白银厂大型铜多金属矿床和青海的锡铁山大型铅锌矿床等一大批重要有色金属矿床，这些矿床的开发利用构成了西北地区的重要经济支柱，并加速了西北地区的城市化进程。如何保持西北地区有色金属矿业的可持续发展，加快包括白银厂等危机矿山后续资源的找矿勘查是极其重要的。
（一）区域成矿地质条件
西北地区地处大陆腹地。地质上以塔里木陆块为主体，东接华北地台西段的阿拉善地块，南、北分别由众多微陆块镶嵌的显生宙造山系构成。北造山系以天山-兴安岭华力西造山系的西段为主体，向北接有阿尔泰-额尔古纳加里东造山系，间有准噶尔、伊犁等微地块；南造山系则自北而南依次由秦祁昆中央造山系中西段、松潘甘孜造山系等组成，间有中祁连、柴达木等微地块（图3-1），构造复杂，是典型的大陆造山带发育地区。总体上处于古亚洲造山区，南接特提斯造山区，东叠环太平洋造山区。
中国大陆处于欧亚板块向南逆冲、印度板块向北俯冲和西太平洋板块向西俯冲的交汇部位，实际上是一个北西伯利亚地块、南印度地块和东西太平洋古陆（任纪舜等，1999），地质历史上不同阶段相互作用而成的构造镶嵌体。在全球范围来考察，塔里木、华北和扬子三个陆块仅能算做以造山系为主体的微陆块，是地质历史上大陆边缘较大的碎块，形式上类似于现今东亚大陆边缘的一些存在前寒武纪基底的陆块，只是规模更大而已。因此，整体处于古亚洲构造域的中国西北地区，以古生代的地质作用，特别是华力西期的造山作用最为鲜明，古生代处于古亚洲洋南侧，属冈瓦纳大陆边缘的组成，华力西期造山作用形成了大规模的天山-兴安岭华力西造山系；中生代西北地区之南特提斯洋打开，并于东面的古太平洋连通，西北地区又隶属于北部劳亚大陆，构成特提斯洋之北劳亚大陆的南缘，印支期特提斯封闭造山作用形成了松潘甘孜印支造山系，并对昆仑山、西秦岭造山带有重要影响。而古太平洋则于燕山期封闭造山，形成中国东部众多北东-北北东向构造山系，并对西北地区东部形成重要影响。晚白垩世以后，由于印度洋的剧烈扩张，南特提斯最终消减，冈瓦纳大陆与亚洲大陆的强烈碰撞，形成新生代青藏高原和昆仑山、祁连山、秦岭、天山等现今山系（尹安，2001）。这一构造轮廓基本可概括中国西北地区显生宙以来的构造演化地质背景，也控制了中国西北地区有色金属成矿的可能类型和形成地质条件。
但前寒武纪构造演化的样式还不清楚。元古宙似乎发生过多次大的构造裂解，新元古代晚期（800～700Ma）Rodinia联合大陆愈来愈多的证据证实存在，古亚洲洋就是由Ro-dinia超大陆在新元古代末裂解而成。中元古代早期长城纪（1508Ma）以金川为代表的镁铁-超镁铁岩侵入体的产出（汤中立和李文渊，1995），可能代表更早一期的大陆裂解和大规模的岩浆事件。
（二）区域成矿时空分布
依据区域构造特征和成矿类型组合，已展现出了西北地区有色金属成矿的总的时空分布（图5-2）。与区域构造划分一致，西北地区总体属元古宙-古生代亚洲成矿域，南接中生代特提斯成矿域，东叠中新生代环太平洋成矿域（Chen Yuchuan et al.，1996）。一般又将秦-祁-昆中央造山系单独划为秦-祁-昆成矿域，其北部主要为加里东祁连-北秦岭造山带，南部则由华力西-印支昆仑-西秦岭造山带构成。反映了秦-祁-昆成矿作用的独特，总体属于古亚洲构造作用范畴，但南部特提斯构造作用显著，系古亚洲构造域与特提斯构造域的转换部位。值得指出的是，古亚洲洋总体向北俯冲，西伯利亚地台由北而南增生，先阿尔泰-额尔古纳加里东造山系、后天山-兴安岭华力西造山系。概貌上类似于现今西太平洋西海岸主动边缘海的祁连-北秦岭洋（主要是北祁连洋），于加里东期早于古亚洲主洋封闭造山，似乎在构造解释上存在难点。除非古亚洲洋开始先于加里东期向南俯冲于冈瓦纳大陆，柯坪地块的新元古代高压变质带似乎可视做向南俯冲的证据。另一种解释就是，祁连-北秦岭洋（主要是北祁连洋）是与古亚洲洋并行发育的大洋，但地质认识上并不予支持。且龙首山、北祁连西段镜铁山微陆块基底与中祁连和柴达木陆块古元古代片麻岩源岩εN d数值也趋于同一范围（龙首山群εN d=-4.8～-23.2，北大河群εN d=-4.8～-15.7），（化隆群εN d=-9.7，达肯大坂群εN d=-10.2～-10.9）。不过，秦-祁-昆成矿域构造背景的独特性是存在的，有其鲜明的成矿特色。

图5-2 西北地区有色金属成矿带划分及主要有色金属矿床分布示意图

西北地区不同成矿域各成矿带的有色金属成矿类型和时间，可显著反映其区域成矿时空分布特点（图5-2、表5-1）。与主要构造事件相一致，古亚洲成矿域以华力西期成矿作用为主，并有元古宙和加里东期成矿作用发育，向东部出现与环太平洋构造作用叠加向配套的中新生代的有色金属矿化。总体上，古亚洲成矿域元古宙主要发育与大陆裂解事件有关的幔源镁铁-超镁铁深成岩硅酸盐岩浆-硫化物液相不混溶作用形成的铜镍矿床，主要分布于大陆元古宙的裂谷带（或未发育即消亡的陆壳减薄的裂解带）中（李文渊，1996），如阿拉善陆块的金川超大型矿床、伊犁地块的特克斯矿床，以及秦祁昆成矿域碧口地块的煎茶岭矿床（李文渊，1996）。元古宙整个中国大陆裂解事件是普遍的，是有限大陆快速增长的一种方式，只有在大陆较大、较深规模裂解部位才有可能造就成矿的环境。
表5-1 西北地区主要有色金属矿床分布—览表


续表


进入显生宙以后，中国大陆的构造作用明显分化，加里东仅秦祁昆成矿域中的北祁连、柴北缘有较大规模有色金属矿床产出，主要表现为大陆裂解洋盆打开及其消减过程形成的一系列与火山热液作用、构造-侵入热液作用有关的铜、铅锌、钨（钼）、锡等矿床，例如北祁连山的白银厂铜多金属矿床、石居里沟富铜矿床、塔尔沟-小柳沟钨（钼）矿床和柴北缘的锡铁山大型铅锌矿床等，同时由于碰撞构造-岩浆热液作用还形成有镜铁山、筏子坝等热液蚀变型铜矿床等。华力西期是古亚洲成矿域的最主要成矿时期，主要表现为造山带中伴随急剧的壳幔演化形成的铜、镍和铅锌矿床，古亚洲洋整个古生代的发育历史，在中国新疆北部主要呈现为泥盆纪-中石炭世的岩浆作用，早古生代岩浆作用分布有限，这可能与加里东构造作用在新疆地区表现不明显，或被华力西的强烈作用掩盖所致。伴随古亚洲洋在泥盆纪的再次发育，相应的产有与海相火山作用有关的块状硫化物铜锌矿床（阿舍勒）、铅锌矿床（科克塔勒）、与中酸性侵入岩有关的斑岩型铜矿（土屋-延东、喇嘛苏、公婆泉、白山堂）和与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍矿床（黄山、喀拉通克），以及热水沉积和热液蚀变型铅锌矿床（霍什布拉克）等。除土屋-延东和喇嘛苏等斑岩型铜矿床的形成环境存在争议外，这些矿床的成矿背景据目前的研究，似乎都与裂谷或裂陷槽有关，少见洋-陆碰撞带（ocean-continent collision zone）（Wilson，1989；Hynd-man，1985）环境的成矿类型。这可能反映了中亚成矿的特殊性，不同于环太平洋成矿作用建立起来的成矿构造模式的特点（Kerrich，2001）。秦祁昆成矿域南部的华力西成矿作用也相当发育，以西秦岭西成铅锌矿田、铜峪沟和赛什塘铜矿床和阿尼卿山的德尔尼铜钴矿床最为重要。印支-燕山期成矿作用，主要表现在东部环太平洋成矿域叠加地区，例如西秦岭著名的金堆城斑岩型钼矿床，以及热液型钼钨矿床（南台）等（李华芹等，1998）。
上述分布可以看出，西北地区的有色金属成矿以元古-古生代有色金属成矿为显著特色。新疆北部、甘肃北部古亚洲成矿域、新疆南部边缘、青海和陕西南部秦祁昆成矿域南部范围，主要产出华力西期海相火山岩铜多金属矿床、铅锌矿床、斑岩型铜矿床、岩浆熔离型铜镍矿床和热水沉积型铅锌矿床等（李文渊，1995）。但甘肃北祁连山地区，则以加里东期块状硫化物铜多金属矿床、矽卡岩型钨（钼）矿床和热液蚀变岩型铜矿床等成矿为主要特色。印支-燕山期的成矿作用主要是对元古-古生代成生矿床的改造，而明显与中国东部相别。
（三）区域成矿作用及其成矿特点
分析西北地区有色金属矿床的成矿类型，主要可归类为7类（表5-2）：①岩浆熔离型铜镍（铂族金属）矿床；②块状硫化物型铜多金属矿床；③斑岩型铜、钼矿床；④矽卡岩型钨矿床；⑤热水沉积-改造型铅锌矿床；⑥热液蚀变岩型铜、铅锌、锡、锑矿床；⑦沉积型铜矿床等。
表5-2 西北地区有色金属矿床主要成矿类型—览表


这些典型矿床类型的存在并不是孤立的，它们响应于所在构造单元的地质构造作用，与一定的地质事件相互联系（Kerrieh，2001）。主要内生有色金属矿床，主要是地质历史上重要壳幔物质演化（包括流体）的产物，特定的地质历史时期和作用形成一定的矿床类型，而且其成矿并不是单一的，往往应伴随大的构造事件的发生、发育和结束形成一系列有成因联系的矿床组合。
1.大陆裂谷或裂陷槽环境与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍成矿作用。
中国的铜镍矿床主要形成于三个时期：元古宙、加里东早中期和华力西中晚期（李文渊，1995）。都无一例外的与大陆裂谷初始阶段环境或造山带碰撞造山后的局部裂陷槽有关。西北地区只发现元古宙和华力西中晚期有工业价值的铜镍矿床。从全球范围看，大规模铜镍矿床的形成，需有大规模的地壳裂解事件存在，才可能提供必要的成矿物质和动力，金川矿床是中国原始大陆中元古代（1508Ma）大规模裂解事件的产物（汤中立和李文渊，1995）。早古生代处于冈瓦纳大陆边缘海地位的秦祁昆构造系，其有限的裂解和裂解深度，不可能造就类似金川矿床那样规模的金属铜镍富集，而新元古代末或加里东早期古亚洲洋打开前处于Rodinia大陆裂解部位的塔里木-华北地台北缘及残存的微地块中，其统一大陆的裂张规模，可能形成较大规模铜镍矿岩浆房的产生。昆仑-柴达木陆块南缘，响应印支期特提斯洋的形成，在华力西中晚期的大陆裂解也有可能有较深幔源镁铁-超镁铁岩的上侵，形成铜镍矿成矿的有利条件。
2.北祁连加里东期大陆边缘构造转换对成矿类型的影响。
北祁连山早古生代区域构造-火山岩浆-成矿系统的深入研究（夏林圻等，2001），提供了中国加里东造山带造山前沟-弧-盆系的典型重塑，但北祁连西段镜铁山微陆块的存在，对北祁连早古生代成矿构造背景的认识产生颇多争议（李文渊，1999a）。考察镜铁山微陆块产出大面积花岗岩基、中酸性火山岩和矽卡岩型钨（钼）矿床共存的大陆岩浆弧特点（汤中立等.2002；毛景文等，2003），暗示我们北祁连早古生代自东而西存在构造转换：东段为洋-洋碰撞的沟-弧-盆系，以块状硫化物矿床的产出为主要成矿特点；西段则为洋-陆碰撞的活动大陆边缘，形成壳重熔型花岗岩和矽卡岩型钨矿床，并可能存在斑岩型铜矿床（李文渊，2003，2004）。由于古生代大陆规模和质量不同于中新生代的特点，这种大陆边缘的构造转换在古生代可能是普遍的。它控制了同一成矿带成矿类型的在区域上的重要变化。
3.新疆北部华力西有色金属成矿的特点
主要为中亚巨型成矿带的东延，有一个突出特点是：已发现的蛇绿岩基本上是早古生代的，例如，北准噶尔的洪古勒楞蛇绿岩为411±53Ma奥陶纪的洋壳，阿尔曼太-札河坝蛇绿岩为561±41Ma震旦-早寒武世的洋壳（张旗等，2001），但已知矿床如前所述，基本是晚古生代华力西的产物（韩春明等，2002），而且成矿环境已有的证据多倾向于大陆裂谷或裂陷槽环境。这给我们提出了一个重要的问题：大洋化壳幔物质急剧交换的过程中，没有成矿物质的显著聚集，特别是没有大陆边缘环境矿床的形成。地质背景研究与成矿事件的不协调，反映了该区成矿研究尚存在诸多疑问。
（四）区域找矿潜力
西北地区镍、铜、铅、锌等重要大宗金属矿产资源的保有储量占有重要地位。在铜、铅、锌保有储量6000×104t中，仅2754×104t工业储量。在相当一段时间内已发现的大量铜矿产地，包括探明储量达650.22×104t的西藏玉龙超大型铜矿床暂不能开发利用（国土资源部规划司等，2001）。因此现阶段中国还将处于铜资源严重不足的局面。与国际矿业类似，以中国东部德兴超大型铜矿为代表的斑岩型铜矿是中国第一铜矿资源来源，但第二来源与世界矿业结构以砂岩型铜矿为主不同，块状硫化物铜矿床是中国仅次于斑岩型铜矿的第二铜矿资源来源。甘肃白银厂是中国重要的铜工业基地，提供白银厂矿山接替资源对西北地区的社会经济发展有重要意义。
西北地区已发现17处铜矿产地，除新疆的阿舍勒尚未开发利用外，青海的德尔尼、赛什塘、铜峪沟三个大型铜矿床目前存在交通不便、开发利用环境差等限制。因此，从解决白银厂矿山接替资源出发，从白银厂矿区挖掘潜力和外围进一步找矿是一条重要出路。其次，甘肃肃南镜铁山铁铜矿床的深入调查研究发现，铜矿成矿时间显著晚于元古宙的铁矿，形成于加里东期，为热液改造型铜矿（赵东宏等，2003），有发现大中型铜矿床的潜力。我国铅锌矿产资源量较丰富，由于国际市场的需求，对甘肃秦岭铅锌成矿带、青海柴北缘锡铁山铅锌成矿带的进一步找矿勘查仍十分必要。
钨矿主要分布于我国南岭地区，为印支-燕山期的产物。近年来在北祁连山西段发现的小柳沟等加里东期白钨矿矿床，且上钨下钼，远景资源量当在100×104t以上（周廷贵等，2002），应是我国重要的钨矿开发接替基地。
西北地区有色金属矿产基本形成于大陆边缘或显生宙以来形成的造山带中，自北而南有色金属矿产的形成，大致可划分为十个Ⅱ级成矿带（图5-2），分别为：Ⅱ-1阿尔泰铜、铅锌成矿带；Ⅱ—2准噶尔镍、铜、钼、锡成矿带；Ⅱ—3博格达（东天山）铜、镍、钨成矿带；Ⅱ—4伊犁铜、镍、铅锌、钨、钼成矿区；Ⅱ—5塔北缘铅锌、钨、锡、锑、铜、镍成矿带；Ⅱ—6祁连-北秦岭（包括龙首山）镍、铜、铅锌、钼、钨成矿带；Ⅱ—7柴边缘铜、铅锌成矿带；Ⅱ—8西秦岭铅锌、铜、锑、钼、钨、镍、钴成矿带；Ⅱ—9塔南缘铅锌、铜成矿带；Ⅱ—10松潘铜成矿带。其中，以祁连-北秦岭、西秦岭、阿尔泰、西准噶尔和博格达（东天山）成矿带工作程度相对较高，发现的有色金属矿床数量也较多。随着国家基本建设的进程，在已探明矿床基础上，为进一步加强铜、镍、铅锌、钨、钼等后备资源的勘查，以提供大中型矿山后续资源基地。塔北缘、塔南缘、柴北缘和松潘等工作程度较低或极低地区，已知成型矿床甚少，自然条件也最为艰苦，应开展铅锌、钨、锡、锑、铜、镍等有色金属矿产的战略性找矿探索工作。
祁连-北秦岭成矿带可再划分为：龙首山镍成矿带、北祁连铜、铅锌、钨成矿带、北秦岭钼（钨）成矿带和南祁连镍、铜、铅锌成矿带。龙首山镍成矿带以产出金川超大型铜镍矿床而著名，并已建成中国最大的镍工业基地。作为小岩体成大矿的典型代表，金川外围仍具有巨大的找矿潜力，国外超大型镍矿床外围找矿近年已提供了成功的范例。北祁连成矿带，除在北祁连中西段已展示了铜多金属矿床找矿新发现（石居里沟、尕大坂）外，白银厂矿区仍有进一步找矿潜力，由于矿床埋深较大，500m以下尚未进行勘探，矿区尚有值得进一步勘查的地段。更重要的是矿床火山作用阶段形成但经历热液阶段显著改造认识的深入调查研究，为矿区外围的成功勘查提供了新的工作思路和方法选择。此外，北祁连西段的塔尔沟-小柳沟钨矿区和镜铁山铁铜矿床，有寻找北方大型、超大型钨矿和大型后期热液蚀变岩型铜矿的潜力。北秦岭金堆城大型钼矿床外围仍有众多的矿化小岩体，值得探索。西秦龄的西成超大型铅锌矿田，产于华力西期造山带裂陷盆地，赋矿泥盆纪碳酸盐岩和细碎屑岩分布尚广，印支期构造事件对成矿有重要影响，矿带整体工作程度还不高，仍有发现新矿床的地质条件。由上述分析可见，西北地区在镍、铜、铅锌、钨及钴、铂族金属矿产资源存在重要找矿潜力。

7. 主要矿床组合及其成矿作用

（一）成矿谱系及主要成矿类型
祁连山独特的构造环境和演化历史，伴随重要地质事件形成了独有的成矿谱系。祁连山作为中国最重要的加里东期（应为早古生代）铜多金属成矿带而闻名于世，成矿历史，至少可划分为中元古代和早古生代两期主成矿期（或成矿高峰期），中新生代也有局部构造型贵金属成矿和沉积型能源矿产成矿。
祁连山前寒武纪最早的成矿事件可追溯到中元古代早期的长城纪，反映了中国古陆块聚集后一次重要的大规模裂解事件，桦树沟铁矿、金川铜镍矿和吊大坂铅锌矿等均是这一裂解事件的成矿响应，是祁连山成矿谱系中最早最强的一次成矿高峰期，由于古生代构造作用的位置重组，已难构建其成矿环境的细节，尽管已发现矿床规模较大，但数量有限。随着新元古代末大陆的持续裂解并局部成洋，祁连山构造及成矿分化，构成早古生代鲜明的成矿演化序列，形成祁连山成矿谱系中第二次成矿高峰期。此后，祁连山整体成矿作用减弱，且主要是早古生代成矿的基础上华力西、印支期陆内造山型的构造蚀变岩型的金矿、银矿床，成矿单一。因此，祁连山成矿整体上主要为中元古代早期和早古生代两个成矿高峰期，成矿类型有显著差异。
中元古代早期响应于Columbia超大陆裂解作用（Rogers and Santosh，2002），祁连山古陆块聚集区存在一个核幔边界物质（地幔柱）的上升并导致陆壳发生大的裂解作用，在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的同时，在陆壳深部不同部位形成镁铁-超镁铁岩侵入体，部分侵入体由于岩浆中硫饱和发生充分的熔离作用而成矿，造就了金川超大型岩浆铜镍矿床的成生，南祁连拉脊山地区的拉水峡、裕龙沟小型岩浆铜镍矿床也是这期成矿事件的表现。随着大陆裂解作用的继续，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）。因此祁连山中元古代早期的成矿类型主要为三类：岩浆熔离型铜镍（铂族金属）矿床、沉积改造型铁矿床和热水改造型铅锌矿床。

图4-1 祁连山主要矿床地质分布图

新元古代末期响应Rodinia超大陆裂解作用，北祁连开始裂解，直至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（图4-1、表4-1）。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，并形成中东段与西段不同的消减模式，从而构成不同的成矿谱系与成矿类型。中东段产出黑矿型浪里克中型铜块状硫化物矿床，西段形成小柳沟矽卡岩-石英脉型钨（铜、钼）矿床的典型特征。并有寒山浅成低温热液型大型金矿床的初步矿化形成。
表4-1 祁连山主要矿床—览表


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。
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。与此同时，中、南祁连的陆块裂解，在中祁连形成了残余上地幔物质来源的大道尔吉岩浆结晶分凝型铬铁矿床，拉脊山一带的寒武-奥陶纪裂谷型岩浆岩带形成有上庄伟晶岩型磷、稀土大型矿床，南祁连与柴达木地块间的柴北缘洋的奥陶纪俯冲消减作用形成的岛弧火山岩形成了锡铁山大型铅锌块状硫化物矿床。
祁连山早古生代成矿类型多样，主要为六类：海底热液循环成矿的铜多金属块状硫化物矿床、矽卡岩-石英脉型钨（铜、钼）矿床、岩浆结晶分凝型铬铁矿床、伟晶岩型磷、稀土矿床、浅成低温热液型金矿床和沉积型铜矿床。北祁连西段预测可能存在斑岩型铜（钼）矿床，但至今未有发现。
（二）主要矿床组合及其分布
依据祁连山区域构造演化和早古生代南、北分野的地质背景特征和成矿特点，祁连山矿床组合运用矿床成矿系列观点（程裕祺和陈毓川等，1979、1984；陈毓川，1994、1999；翟裕生等，1987、1997、1999）可划分为6个成矿系列、6个成矿亚系列（见图4-2、表4-2），划分中考虑中元古代早期成矿作用和早古生代成矿作用在地域上的重叠，而矿床形成上则无联系，故将同一成矿系列或亚系列，按中元古代早期和早古生代两个不同构造演化环境的成矿期，同一地域上赋予两个不同时期的成矿系列或亚系列。每一成矿系列或亚系列是由一组或几组矿床组合构成的，所谓矿床组合就是成因上密切关联或成因类似的一组矿床，由于后期赋存地质体之间的构造离合，在不同成矿系列中可以出现同一的有成因联系的矿床组合，反映了成矿后所赋存地质体之间地质构造的空间演变。

图4-2 祁连山矿床成矿系列划分略图

表4-2 祁连山古生代矿床成矿系列划分—览表


祁连山成矿带总体按北带、南带划分。北带可划分为3个成矿系列和2个成矿亚系列，南带为3个成矿系列和4个成矿亚系列（图4-2、表4-2）。
（1）QL1-与中元古代早期与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍铂族金属矿床成矿系列。以金川超大型矿床为代表，系地幔柱熔融岩石圈地幔并拼入岩石圈地幔物质上侵的产物，主要为中元古代岩浆熔离型铜镍（含铂族金属）硫化物矿床组合（简称岩浆铜镍矿床组合）。演化至中寒武世，形成北祁连有限洋向北俯冲封闭前北部被动大陆边缘的构造成矿环境，故也可称中寒武世香山群复理石建造有关的金银矿床成矿系列，为中寒武纪被动大陆边缘复理石+后期加里中东晚作用造山作用的成矿背景，中寒武世浅成低温热液贵金属矿床组合为特征，已知曹家口中型金银矿床为典型矿床。
（2）QL2-与中志留统肮脏沟组磨拉石建造有关的铜矿床成矿系列。反映了北祁连陆-陆碰撞造山作用体制下发生的沉积型成矿作用，中志留世沉积型铜矿矿床组合，天鹿中型铜矿床为典型代表。
（3）QL3-与加里东期海相火山岩、侵入岩有关的铜铅锌钨金银钼、蛇纹岩矿床成矿系列。是祁连山最为典型和突出的成矿作用的表现，同时在其西段在中元古代早期又是与大陆裂谷型碎屑岩有关的铁矿床发育部位。由于洋盆向北消减位置和角度的差异，东中段沟-弧-盆系，西段为以镜铁山微地块为活动大陆边缘的类安第斯型大陆边缘，并导致成矿作用的差异。故又划分为：
1）QL31-与加里东早-中期海相火山岩（蛇绿岩）有关的铜铅锌金银、蛇纹岩矿床成矿亚系列。为中东段加里东早-中期沟-弧-盆系成熟岛弧裂谷、弧后盆地扩张脊和洋脊-洋岛及碰撞造山成矿背景，形成了白银厂VMS型铜铅锌矿床、石居里中型VMS型铜锌矿床和玉石沟特大型蚀变型蛇纹岩矿床等典型矿床类型组合，其中VMS型矿床成矿主要分布与整体裂隙式喷溢，局部中心式喷发的火山机构发育地区，古火山机构是主要控矿系统，而火山岩浆流体为主导作用的成矿热液喷流系统的间歇标志——碧玉岩是重要的找矿标志。概括起来主要有两种矿床组合：早古生代海相火山岩有关的块状硫化物矿床组合（简称VHMS矿床组合）和早古生代蛇纹岩矿床组合。
2）QL32-与加里东中晚期花岗岩及蚀变岩石有关的钨（钼）铜金矿床成矿亚系列。为大陆岩浆弧的地质背景，小柳沟等矽卡岩型钨（钼）矿床前寒武纪地块、花岗岩侵入体及构造的三位一体是重要的找矿标志，区域上与寒山浅成低温热液型金矿化呈上下层位组合的特征，反映了洋-陆俯冲形成的陆壳弧成矿背景对矿床组合类型的成生控制作用，应积极开展隐伏斑岩型铜矿床的预测找矿工作。矿床组合初步可总结为两种：早古生代中晚期矽卡岩-石英脉型钨（钼铜）矿床组合和中寒武世浅成低温热液贵金属矿床组合。该成矿地域还形成有桦树沟沉积-构造蚀变岩型铁铜矿床和大东沟沉积-构造蚀变岩型铅锌矿床，故也称中元古代早期大陆裂谷环境有关的沉积型铁铅锌矿床成矿亚系列，为中元古代早期大陆裂谷热水沉积-改造型铁铅锌矿床组合，之上有后期成矿叠加。
（4）QL4-与加里东晚期火山建造和蚀变岩石有关的铜铅锌金矿床成矿系列。为中祁连地块北缘加里东中期陆缘裂谷火山作用成矿背景，前人多将其划为北祁连沟-弧-盆系封闭造山过程的反弹被动裂谷环境。其实，从紧依中祁连陆块或分布于中祁连陆块北缘的火山岩特征来看，其很可能是残存的北祁连早古生代洋南岸被动陆缘裂谷或向活动陆缘转化火山作用的遗迹，并形成红沟VMS型铜矿床、蛟龙掌VMS型铅锌矿床、松树沟南低温热液型金矿床和陈家庙热液蚀变型铜矿床等，属于早古生代海相火山岩有关的块状硫化物矿床组合（简称VHMS矿床组合）。
（5）QL5-与加里东期超基性岩及中奥陶统复理石建造有关的铬金铜矿床成矿系列。包含了南祁连的大部分地区，其又分为以下亚系列：
1）QL51-与加里东期超基性岩有关的铬铁矿矿床成矿亚系列。代表了中祁连地块加里东（早中）期阿拉斯加型地幔物质底辟上升成矿背景，主要造就了大道尔吉中型铬铁矿矿床等，属于早古生代早中期岩浆结晶分异型铬铁矿矿床组合。
2）QL52-与中奥陶统复理石建造有关的金铜矿床成矿亚系列。系中祁连微陆块及其南缘裂解系统和随后的加里东中期裂陷槽加封闭造山成矿背景，主要形成有黑刺沟、贾公台金铜小型矿床等，属于中奥陶世造山型金矿床组合。
3）QL6-与加里东中期-华力西期火山-侵入岩建造有关的金、稀土矿床成矿系列。为柴北缘加里东中期大陆裂谷成矿背景。又细分为：QL61-与加里东中期-华力西期火山-沉积建造有关的铜铅锌金矿床成矿亚系列。为柴北缘大陆边缘早古生代裂解系统，有锡铁山VMS型铜矿床、滩涧山构造蚀变岩型金矿床为典型代表，属于早古生代海相火山岩有关的块状硫化物矿床组合（简称VHMS矿床组合）和早古生代造山型金矿床组合；QL62-与加里东期花岗岩建造有关的金、稀土成矿亚系列。为陆间裂谷-闭合成矿背景，有尼旦山、天重峡等造山型金矿床和上庄大型伟晶岩型稀土矿床，属于寒武-奥陶纪造山型金矿床组合和岩浆结晶分异型磷稀土矿床组合。但同时在拉脊山化隆地区存在中元古代早期与镁铁-超镁铁岩有关的拉水峡等铜镍铂族金属矿化，故也称与中元古代早期与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍铂族金属矿床成矿亚系列。所以分布于化隆群古元古代基底的镁铁-超镁铁岩，应是对应与祁连山北翼金川型铜镍矿床的南翼有利找矿靶区，亦属中元古代岩浆熔离型铜镍（含铂族金属）硫化物矿床组合（简称岩浆铜镍矿床组合）。

8. 成矿系统与成矿系列、成矿区（带）

（一）成矿系统与成矿系列
二者从不同角度研究成矿规律问题。成矿系列（或称矿床成矿系列、矿床组合）主要从矿床类型组合的角度去研究相关矿床之间的联系。程裕淇（1993）提出“矿床成矿系列是在一定地质时期和一定地质环境中，在一定的主导地质成矿作用下形成的，时间、空间和成因上有密切联系，但其具体生成条件有差别的一组（两个以上）矿床类型的组合”。陈毓川等（1998）指出“成矿系列是具有成因联系的矿床所组成的自然体”，是“四维空间中有内在联系的矿床组合”。翟裕生等（1987）强调矿床成因与岩石建造的联系，提出“成矿系列是与同一建造有成因联系的各种成因类型矿床构成的四维整体”。因此，从定义本身看，成矿系列的研究对象主要是有成因联系的矿床类型组合，也兼顾到成矿环境和成矿作用，从文字表达上突出了最终的矿床组合。
从前述成矿系统的定义看，成矿系统是由成矿环境、矿质来源、控矿因素、成矿过程、成矿产物（矿床组合及有关异常）和成矿后改造保存等一系列要素组成的一个自然作用体系。其研究对象更为广阔和全面，体现了用系统论观点研究成矿学的发展趋势。
（二）成矿系统与成矿区（带）
作为一个自然作用体系，成矿系统有其时间和空间边界。一个成矿系统所占有的区域空间包括直接矿源场、运矿通道、矿石堆积场以及矿化异常场等。这些可统称为矿化场或成矿场，其体积大小视不同的成矿系统类型而不同，例如沉积成矿系统的成矿场一般都大于斑岩成矿系统的成矿场。据统计，矿化场或成矿场的面积一般在几百km2到几千km2之间，大体相当于矿带的面积。
成矿区（带）是一个地质地域概念，是经长期地史演化的一个或几个地体组成的复杂的地质巨系统，其中包括成矿系统（一个或多个）。成矿区（带）是成矿系统作用的环境，也是成矿系统的载体。而成矿系统则是成矿区（带）这个复杂巨系统中的一个起核心作用的子系统。正是由于成矿系统发生和存在于该地域中，才使它能区别于一般的地体而成为成矿区（带）。