Question

　成矿规律

Answer 1

8.1.1　成矿规律概述

成矿规律实际上是研究矿床发生、发展、演化、富集和分散及其与相关控制因素联系的科学。如果详细论述，其内容非常庞大，现摘其最重要者简述如下：

8.1.1.1　大地构造的成矿专属性

塔里木大陆板块中矿床的发生、发展和演化主要随塔里木板块的形成与演化而定。在古陆核和陆壳阶段，由于泛大洋阶段幔源物质分异而聚集了Cr、Ni、Co、V、Cu、Fe和Mn等成矿元素，有些形成规模巨大的矿床，有些聚集成矿源层，为尔后的成矿准备好物质基础。进到元古宙，氧气逐渐形成和含量增加，氧化日益起着重要的作用，逐渐发育硅铁建造及有关的Fe、Cu、Mn、Au的成矿作用。新元古代后期，塔里木大陆板块基底铸就，板块边缘进入活动大陆边缘构造成矿环境，堆积了火山岩和侵入岩浆弧和金属矿床，如斑岩铜钼矿、黑矿和黄矿等；在板内相对稳定地区，陆内盆地和弧后盆地形成了石油、天然气、砂岩铜矿和碳酸盐岩铅锌矿等矿产。当板块构造进入到陆内阶段，塔里木板块北缘在石炭纪时与哈萨克斯坦-准噶尔板块碰撞，共同成为欧亚大陆板块的一部分，古近纪与新特提斯洋壳板块缝合拼贴以后，全区进入到陆内构造成矿环境，进而发育了内陆盆地成矿系列和大陆热点成矿系列。

8.1.1.2　岩浆活动的成矿专属性

特定的岩浆活动产于特定的构造环境之中，而特定的岩浆活动又孕育着一定的矿床和矿床组合，这就是岩浆活动的成矿专属性。这方面的研究与总结已有近百年的历史。近年来，由于板块构造的介入，使之增添了新方面，它与艾孟斯及林格仑的圣诞树模式有很大的差别。如裂解和俯冲碰撞构造环境下的镁铁质岩和超镁质岩具有不同的成矿专属性。活动大陆边缘岩浆弧中的斑岩矿床具有很大的找矿潜力，新疆正是长期坚持这一信念，把古亚洲成矿域的巴尔喀什湖斑岩铜矿成矿带延伸到东天山地区，也将把卡尔马克尔斑岩铜矿成矿带延入到库车县铁列库坦地区，还会将特提斯成矿域玉龙斑岩铜矿成矿带和萨尔切什梅斑岩铜矿成矿带通过云雾岭和西若斑岩铜矿化线索而连结成一线。板块松弛阶段的非造山碱性花岗岩对锡钨矿和稀土金属矿也有明显的制约作用。

8.1.1.3　岩相古地理的成矿专属性

塔里木及其周边地区不少矿床的生成演化与岩相古地理环境有着密不可分的关系，如砂岩型铜矿、泥灰岩和不纯灰岩型铁锰矿、碳酸盐岩型铅锌矿，一般在边缘海盆地中由陆缘碎屑岩到滨浅海相不纯灰岩到浅海—半深海相石灰岩，它们对成矿分带常常有一定的岩相古地理环境的制约作用。

8.1.1.4　变质作用和变质相的成矿专属性

区域变质作用的深变质相往往控制混合岩型和花岗伟晶岩型白云母和稀有金属矿床，钙镁质围岩的深变质作用控制金云母和刚玉矿床，含铝较高的砂泥质围岩的深变质作用控制着刚玉和高铝原料矿床。特定的矿床有与之相配套的一套成矿围岩蚀变模式，反过来又可以用这些蚀变模型来寻找特定的矿床，如夕卡岩型铁铜矿床蚀变模式、斑岩矿床蚀变分带模式、浅成低温贵金属矿床蚀变模式、热泉型汞矿床蚀变模型等。

8.1.1.5　构造边界控矿论

这一命题由来已久，不同的学者从各自的实际出发论证过这一命题。如板块边缘控矿论、深大断裂控矿论、韧性剪切带控矿论、扩容性构造控制金矿论、推覆构造控矿论、火山盆地边界控矿论、沉积盆地边缘控矿论、横跨性构造控矿论、反天山构造控矿论（王学潮，1996）以及网络构造控矿论（特别强调网络的交结点对控矿和成矿预测的重大作用）等等。塔里木大陆板块如此之广阔，上述控矿论在不同的时间域、空间域和物质域总有适用的矿床。近20年来，我们在研究成矿规律和进行成矿预测时均不同程度地运用了这些论点。

8.1.1.6　“古孕新成”说

这是研究区域成矿作用和成矿规律的一个重要概念，它是指在形成该矿的时代久远之前，就孕育着该矿床的初始条件（如物源、迁移和富集成矿的构造条件和介质条件），到相对较晚的阶段才形成工业矿床。池三川通过论证川西的铜矿系列，提出了矿化集中区和成矿的阶段发展论。芮行健通过赣东北及信江盆地的铜元素分散、富集、聚集成矿的全过程，附议池三川的矿化集中区和多阶段形成各种类型铜矿的结论，提出了“古孕新成”的概念，尔后进一步研究了山东金矿，尽管其成矿时代都很晚（燕山期以后），但与前震旦纪的矿源层和矿胚层有着不可分割的联系。近年来在新疆，特别是在塔里木地区工作时，更进一步体会到古孕新成成矿作用的重要性。如塔西北地区，含铜元素本底较高。元古宙木扎尔特群广泛分布，并形成了阿合哭狼和阿特斯铜金和铁铜矿床和矿点，在泥盆—石炭系出现了沉积层控—火山层控和斑岩型铜矿床和矿点，至新近纪出现了萨布哈式铜矿床，它们是一脉相承的。通常是古孕新成，受同一个地球化学省或同一个矿化集中区的制约。

8.1.1.7　“深源浅成”说

它在塔里木大陆板块成矿预测研究中占有特别重要的地位。顾名思义，成矿物质源于地壳深处，经常可达地幔或下地壳，而矿床定位很浅，在上地壳，甚至可接近地表。最常见的深源浅成矿床当属斑岩矿床，另外像火山管道相矿床，金伯利岩—钾镁煌斑岩型金刚石矿床、超碱性岩型稀土金属矿床、偏碱超基性—基性杂岩体型钒钛铁矿床亦应属于这一范畴。塔里木大陆板块在形成和发展过程中就加进了大量的深源物质，特别是二叠纪以后，地壳固结，稳定性加强，但是随后发展起来或重新复活的深断裂为地幔热点或热流柱的活动开辟了新的空间。目前东天山古亚洲型斑岩铜矿带的发现，喀喇昆仑—木孜塔格特提斯型斑岩铜矿带的探索、金刚石找矿线索的大量涌现，钒钛磁铁矿的巨大矿量，碱性岩、碱性伟晶岩和偏碱超基性岩型矿产的可喜找矿前景，将会促进“深源浅成”矿床的研究跃上一个新台阶。

8.1.2　构造成矿阶段和环境

多数研究者认为，构造环境是制约成矿作用的主导因素。1981年，A、H、G、米契尔和M、S、加森在《矿床与全球构造》一书中，从板块构造与区域成矿条件关系的研究出发，总结了板块的40种构造成矿环境。每种构造成矿环境均赋存一种以上成因类型的矿床。从这一认识出发，通过塔里木大陆板块的构造演化与成矿环境关系的研究，大体划分出4大构造成矿阶段和10大构造成矿环境（图8-1）。]

[00,0图8-1　塔里木大陆板块构造成矿环境示意图

Fig.8-1　Evolution of metallogenic environment in Tarim block

1—上地幔；2—洋壳；3—小岩体；4—古陆核；5—陆壳；6—海相沉积物；7—陆相沉积物；8—俯冲带及注记（同常规）；金属矿床注记；构造部位注记：Q—青藏高原；TA—塔里木盆地；TE—天山山脉；TT—特提期洋壳板块；KA—卡瓦布拉克新元古代缝合带；A—阿其克库都克晚古生代缝合带；K—康古尔塔格晚古生代缝合带；Z—准噶尔洋壳板块；TZ—塔中古陆核；Tb—塔里木陆壳

8.1.2.1　太古宙—新元古代早期构造成矿阶段

。

该阶段赋存的矿产主要为表壳岩系中的Cr、Ni、Co、V、Fe、Mn、Cu、Au矿床，以及在此基础上新形成的条带状磁铁矿、绿岩型金铜矿、破碎蚀变岩型金矿和砾岩型金矿等，资源远景特别巨大，本区的工作尚在起步阶段。包括：

（1）太古宙—古元古代表壳岩系为主的结晶基底构造成矿环境（Ⅰ）；

（2）新中元古代火山喷发—陆源碎屑岩组成的变质基底构造成矿环境（Ⅱ）。

8.1.2.2　元古宙后期—古生代晚期构造成矿阶段

。

包括自震旦纪至古生代晚期的塔里木陆壳板块的克拉通化稳定沉积，陆壳边缘及洋陆过渡带活动性沉积和陆内拉张小洋盆沉积。包括：

（1）陆壳板块克拉通稳定沉积构造成矿环境（Ⅲ）。分布于塔里木陆壳的主要地区，沉积物以稳定性沉积的碎屑岩和碳酸盐岩为主，是石油与天然气形成与储集的有利环境。

（2）洋陆过渡带构造成矿环境（Ⅳ）。古生代时，塔里木板块北缘与哈萨克斯坦—准噶尔洋壳毗邻，南与秦祁昆有限小洋盆（古特提斯洋）交接。北部经历震旦纪、早古生代和晚古生代三次碰撞增生，乌孙山和萨阿尔明两次裂解，形成了与岛弧碰撞有关的—系列矿产。南缘经历了科岗、库地、再依勒克和叶桑冈多次裂解、碰撞和增生，形成了—系列与板块边缘活动有关的矿产。

（3）裂谷构造成矿环境（Ⅴ）。塔里木陆壳板块形成以来，元古宙晚期—古生代产生了库鲁克塔克-满加尔裂陷槽，石炭纪产生了北山裂谷和昆盖山裂谷，形成了与裂谷构造有关的一系列矿产。如双峰式火山岩型块状硫化物铜矿等。

8.1.2.3　古生代晚期—新生代早中期构造成矿阶段

。

各地段的起始和结束时代略有差异，总体上起始于晚石炭世或早二叠世，结束于晚白垩世或古近纪。塔里木及其北缘为古欧亚大陆的板内构造成矿环境。塔里木大陆板块南缘为其与特提斯洋壳的洋陆过渡带构造成矿环境。包含：

（1）中生代板内陆相沉积盆地构造成矿环境（Ⅵ）。主要以板内陆相沉积盆地构造环境为主，主要矿产有石油、天然气、煤、可地浸砂岩型铀矿、盐类、石膏、硝石、天青石、锂、硼和萨布哈式铜、铅、锌、锰矿等。

（2）大陆热点、地幔热流柱及非造山构造成矿环境（Ⅶ）。此种构造成矿环境可能自华力西中期就已经开始，到华西晚期和印支期最为发育，在特提斯构造带到全新世仍有表现。主要矿产为与地幔热流柱有关的成矿系列，如钒钛磁铁矿、斑岩铜矿、碱性岩稀有金属稀土金属矿、金刚石矿、与大陆玄武岩有关的宝石和铸石矿等。

（3）特提斯洋北缘中新生代洋陆过渡带构造成矿环境（Ⅷ）。该构造带以三叠纪浊积岩、侏罗纪和白垩纪火山碎屑岩及熔岩为主，再南至藏北的班公错一带还有古近纪海相火山喷发岩系。主要矿产为与海相基性火山熔岩有关的硫化物铜矿床、特提斯型斑岩铜矿床，以及火山岩型铁矿床等。

8.1.2.4　新生代早期—现代构造成矿阶段

。

由于特提斯（阿尔卑斯—喜马拉雅）洋的闭合消亡，最终形成统一的欧亚大陆，特提斯洋仅残留下一个地中海。进入板内构造活动阶段。

（1）中新生代板内陆相沉积盆地构造成矿环境（Ⅸ）。由上一阶段相同的构造成矿环境（Ⅵ）演化而来。主要成矿特征相似，但煤炭的成矿强度和广度有所下降，而蒸发岩类矿产和可地浸砂岩型铀矿的成矿活动得到了加强。

（2）特提斯北缘大陆热点和非造山岩浆岩带构造成矿环境（X）。就现有资料，印支运动以后，塔里木及天山地区的非造山侵入岩和大陆热点活动有所下降，尚未发现燕山期以来的侵入岩。而在昆仑山和喀喇昆仑山则有大量的燕山期和喜马拉雅期的侵入岩株和小岩基的出露，喜马拉雅期的大陆玄武岩屡见不鲜。1951还出现了最近一次岩浆喷发。主要矿产可能有斑岩铜矿、斑岩钨锡矿以及玄武岩蓝宝石矿等。

8.1.3　成矿系列和有望出现的矿床模式

如果把一个大的、相对独立的、具有内在联系的地质构造成矿作用过程看成是一个成矿系列，那么，塔里木板块的孕育、发展、演化及与之有关的一系列矿产则属于同一个成矿系列。

塔里木大陆板块成矿系列按其构造成矿作用演化过程划分为大陆板块基底构造层成矿亚系列、大陆板块边缘活动带成矿亚系列、大陆板块板内克拉通化坳陷区成矿亚系列、大陆板块陆相沉积盖层成矿亚系列和大陆内部热点和地幔热流柱成矿亚系列等5个成矿亚系列。已经出现或预测有可能出现约50种代表性成矿模式。其中，有些成矿模式本区有矿床实例，其资源远景已达到大型和特大型规模，如石油、天然气、煤、钾盐、铜和金矿等，可地浸砂岩型铀矿找矿形势也很好；有的成矿模式的找矿前景还不太明朗，特别是大陆板块基底构造层中的矿产。随着调查研究工作的深入发展，一定会获得重大突破。

塔里木大陆板块成矿系列见表8-1。

表8-1　塔里木大陆板块成矿系列简表

8.1.4　塔里木板块区域成矿的层圈组合和刺穿组合四维模式

塔里木大陆板块构造演化的时间长，阶段多，地域广，矿产种类多，形态复杂，单一矿床的成矿模式多而繁。那么从总体上考查，塔里木区域矿产的空间和时间配置有什么规律和特点呢？我们曾发表过塔里木板块成矿系的层圈组合和刺穿组合的意见。现进一步论述如下。

8.1.4.1　层状组合

塔里木板块基底构造层、沉积盖层及板内陆相沉积层具有明显的成层性。太古宙和古元古代的灰色片麻岩系、花岗绿岩系为最底层的产物，除局部地区因构造变动而暴露地表之外，多数深理于地下。根据航磁资料可知（参见图2-1），组成中央隆起和塔西南隆起，尔后堆积了中元古代的沉积-火山岩系。青白口纪末，强烈的塔里木运动使其固结，并开始了稳定陆台的发展阶段。早古生代，全区海侵面积扩大，形成了深水和浅水两类盆地，沉积了碎屑岩、泥岩、碳酸盐岩和硅质岩。泥盆纪末，区内发生了早华力西运动，使石炭系不整合于志留系—泥盆系之上。晚古生代全区总体下降，发生了广泛的海侵，沉积了浅海台地相为主的碎屑岩和碳酸盐岩。晚二叠世全区抬升，海水向西南退出，塔里木进入了陆内盆地发展阶段，在塔西北的柯坪塔格一带有大陆玄武岩的喷发，在塔中和塔西南接受的一套以河流洪泛相砂岩为主的陆相沉积。三叠系在库车和杜瓦一带比较发育，其他地段缺失。侏罗系和白垩系分布较广，层序清楚。新生界虽然沉陷中心时有转移，但各个层位多有沉积层。

与各时代地层中相关的成矿作用都比较发育，前震旦纪基底构造层中赋存着沉积-火山层控-变质改造型金属和非金属矿床，古生代发育了磷、钒、铀、膏盐、石油和天然气等矿床，中新生代发育了蒸发岩、煤、铁、锰、铜、铅、锌、铀、石油和天然等矿床，在总体上它们与赋矿地层一起呈层状展布。该类矿床总体上呈层状组合（图8-2）。

图8-2　塔里木板块区域成矿的层圈组合和刺穿组合四维模式示意图

Fig.8-2　4-D metallogenic model of Tarim plate

1—现代盆地；2—现代山地；3—陆相沉积；4—稳定陆台海相沉积；5—活动大陆边缘及洋壳的海相沉积；6—元古宙陆壳；7—太古宙—早元古代陆核；8—地幔；9—膏盐沉积；10—铜多金属矿及砂岩铀矿；11—煤矿、煤岩和煤岩铀矿；12—中新生代石油天然气及引出地表处；13—古生代石油天然气及引出地表处；14—与地幔热流柱有关矿产；15—与洋陆缝合带有关的矿产；16—与活动大陆边缘及裂谷带有关的矿产；17—赋存于陆壳中的矿产；18—赋存于古陆核中的矿产

8.1.4.2　弧圈组合

塔里木大陆板块的活动大陆边缘环绕古陆核呈弧圈展布，其中的各时代的地层、火山弧和岩浆弧随着大陆向海洋的多次增生，大体绕陆壳板块呈弧圈状展布，受其影响的成矿作用也多作弧圈状展布。

自二叠纪以后，塔里木陆壳板块与哈萨克斯坦-准噶尔洋壳板块拼合成为古欧亚大陆的一部分；中生代末新生代初，与特提斯洋壳板块拼合，进而实现了塔里木地块与周围海槽的盆山转换，四周成为巍峨的崇山峻岭，塔里木成为内陆盆地。成岩一成矿活动的剥蚀区、搬运区、沉积-沉淀区，大体上由山区，向盆地边缘，向盆地中心呈现出弧圈状展布状态。由于煤矿，萨布哈式铜、铀、多金属矿和膏盐矿对气候和介质的选择性差异，也体现了煤矿居于盆地边缘，萨布哈式铜铀多金属矿位于盆地的中外侧，需要干旱气候的蒸发矿产位于盆地的内侧，又呈现了另一种弧圈展布状态。该类矿床总体时空布局呈弧圈组合。

8.1.4.3　刺穿组合

塔里木的后造山侵入岩、非造山侵入岩，以及大陆热点和地幔热流柱所形成的岩浆活动和成矿作用对上述层状组合和弧圈组合多呈侵入和刺穿接触关系。

实际上，某些干旱盆地的蒸发岩也受两组以上的区域性构造交汇位置所控制，如罗布泊、博斯腾湖、艾丁湖和阿牙克库勒湖等。

前文已论证，大陆热点、地幔热流柱和非造山碱性花岗岩的空间展布受多组区域构造交切位置的控制。其中受大角度横跨性深断裂的影响可能更大一些，如皮羌北北西向断裂带对普昌钒钛磁铁矿、霍什布拉克稀有稀土金属矿和哈达塔木锡矿的控制，巴楚-墨玉北北西向深断裂对瓦吉尔塔格钒钛磁铁矿、稀土金属矿和金伯利岩金刚石矿、秃斯阿克其金刚石矿的控制等。

该类矿床的时空布局总体呈刺穿组合，但是，目前我们对刺穿成矿组合的空间分布规律及其控制因素的研究还在起步阶段。

8.1.4.4　多组区域构造成矿组合的链接

塔里木成矿域中以层圈组合为主导的矿床、矿田或矿集区的展布规律常呈带状分布，分段集中。集中的“段”常为多组控矿构造交汇之处，特别是与区域构造成矿带呈大角度交切的横跨性构造成矿带的汇聚之处。

非造山侵入岩、大陆热点和地幔热流柱及与之有关的矿产常受多组构造成矿环境的联合控制，某些成矿带受横跨性构造成矿带所起的作用可能更大一些，如普昌构造成矿带，巴楚-墨玉构造成矿带对钒钛磁矿和金刚石矿的控制等。

以沉陷-沉积为主的矿田和矿床也受层圈组合和刺穿组合的联合控制。首先沉陷盆地常为多组构造联合控制的构造凹地；其次，巨大矿量的聚集需要构造凹地持续不断地沉陷；再次，矿源岩、矿源层和贫矿体形成以后，还需要相对高温高压的成岩和成矿环境；最后，形成工业矿床以后也需要新的构造运动使之暴露或接近于地表，如果是膏盐层，还能以底辟的方式到达地表。

总之，塔里木板块的层圈组合和刺穿组合的区域成矿四维模式对研究该区矿床的发生、发展和演化历史，成矿和控矿规律，预测大中型找矿靶区均有明显的指导意义。