Question

主要矿床组合及其成矿作用

Answer 1

（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）。