Question

　地质构造单元划分及地质特征

Answer 1

一、概述

不同学派对本区构造单元认识不同，概括起来，主要有：

李四光（1925～1955）根据当时所获的有限的地质资料，从地质力学观点出发，将祁连山划作为祁吕贺山字形构造体系的西翼部分，其中兰州、白银及武威一带为该山字形马蹄形盾地——阿宁盾地的一部分，阿拉善地区为阿宁盾地南侧的弧形构造带。甘肃地质矿产局（1989）将上述思想进一步具体化，指出祁连山可进一步划分为：前弧西翼褶皱带、西翼反射弧，认为祁连山及龙首山存在多种构造体系，主要有古河西系，祁吕贺山字形西翼，青藏歹字形（主要分布于祁连山及其南侧），陇西系及阿拉善弧形构造，此外还存在纬向、经向构造，这种不同形式的构造存在联合、复合关系。

在“槽－台”学说指导下，早在1945年黄汲清在《中国主要地质构造单位》一书中，扼要地论述了阿拉善（龙首山）及祁连山的范围和地质构造特征，认为前者属中朝地台的一部分，是联系塔里木地台和华北地台的纽带，后者为典型的优地槽。时隔10年之后，他又将祁连山自南而北划分为：南山（指祁连山，下同）地槽沉积带、南山地槽边缘沉积带、山前凹地沉积带，并指出祁连山系中的中新生代盆地有寻找石油的希望；又过10年，他再一次将本区划分为：阿拉善台隆走廊过渡带、北祁连山褶皱带、祁连中间隆起带、南祁连褶皱带、祁连南缘过渡带。认为北祁连的主褶期是加里东而不是华力西期，同年又指出北祁连山为优地槽褶皱带，南祁连为冒地槽褶皱带，并认为它们均具有多旋回构造发展特征。20世纪70年代末，黄汲清等融合板块构造的新观点，将本区重新划分为：阿拉善台隆（属中朝准地台的一部分）、走廊过渡带、祁连山山前坳陷、北祁连优地槽褶皱带、祁连中间隆起带、南祁连褶皱带，这是基于多旋回槽台构造学说对祁连山构造格局和构造演化全面而系统的论述。由于汲取了板块构造学说，他们的上述划分及论述当时起到了立典和示范作用，至今仍有较大的参考价值。

利用槽台学说，用历史发展演化的观点，根据本区的建造特点，涂光炽1960年也将本区划分为：阿拉善隆起带、走廊坳陷带、北祁连加里东褶皱带、中祁连山前寒武纪褶皱带、南祁连山早古生代—中生代（或早古生代—三叠纪）坳陷带、南祁连山加里东褶皱带、南祁连印支褶皱带（或海西褶皱带）、柴达木北缘隆起带（或柴达木北缘前寒武纪褶皱带）。

持断块学说的学者如赵生贵（1996）将本区划分为：阿拉善地块、龙首山断隆、河西走廊盆地、永昌中宁陆缘断陷带、北祁连裂谷、中祁连断隆、南祁连断陷、柴达木北缘断隆。他的祁连区以内硅铝造山（A型俯冲）作用为主的观点，北祁连早古生代火山作用早期以中基性为主、晚期以中酸性为主的观点，火山岩大多属钙碱系列，仅局部发育细碧角斑岩系的认识，有一定的参考价值。

20世纪70年代初，尹赞勋、李春昱、傅承义率先将板块构造学说引入中国，也是李春昱率先用板块构造学说对本区大地构造和地质发展史进行了研究，将本区划分为：阿拉善隆起带、北祁连褶皱带（含走廊带）、中祁连隆起带、南祁连褶皱带，认为北祁连是一个早古生代洋盆，保留有完好的蛇绿岩、蓝片岩及混杂堆积等洋壳残片及洋壳俯冲活动的地质记录。1982年他又从亚洲全局构造出发，认为祁连山实际上是中朝板块和扬子板块间的缝合带。在他的启发指导下，许多学者开始涉足本区。王荃（1976）撰文认为本区存在古海洋；肖序常（1978）对本区做了实质性的野外研究工作，提出本区存在多期蛇绿岩；吴汉泉（1980）对北祁连山的高压变质带进行了研究；张之孟（1980）首次提出祁连山存在沟弧盆体系，并提出走廊相当于弧后盆地；夏林圻等（1991）对本区火山岩进行了深入的研究，进一步论证了本区存在沟弧盆体系，且是向北俯冲；左国朝（1986、1987）认为北祁连属“有限洋盆”；许志琴（1994）提出本区存在海沟向洋退却岛弧增生的动力学模型；张旗等（1997）对北祁连的蛇绿岩做了系统的研究，指出本区蛇绿岩存在多样性；冯益民自20世纪70年代以来，也先后对祁连山做了研究，认为中祁连和柴达木同属一个板块，早古生代华北古陆西南缘存在裂谷－板块构造两种体制。造山带分为俯冲造山、碰撞造山及陆内造山机制，为复合造山带。汤中立、李文渊、黄承熊等（1995）对本区金昌—门源地学断面进行了研究，他们认为龙首山断裂早期属低角度正断层，将超大型、大型矿床的形成及成矿模式与构造背景联系起来。

上述研究工作，是我们本次工作的基础。

二、华北板块西南缘的构造格架

我们从历史演化的观点出发，运用现实主义原则，以“活动论”、“系统论”为指导，以本区沉积建造、岩浆作用、构造作用、成矿作用等最基本的地质事实为基础，系统、全面、多层次、多侧面地探讨区内各构造单元的范围、性质、演化及与成矿系统的耦合关系，立足于前人众多的研究成果，勾勒出本区加里东期构造图案（图1-1），从北而南各构造单元为：龙首山陆缘带、河西走廊边缘海盆、北祁连缝合带、中祁连离散型岛弧地体、南祁连弧后盆地、柴达木陆块。现将它们的主要特征概述如下：

图1-1　华北古大陆西南缘构造格架及成矿系统

（一）龙首山陆缘带

北邻潮水盆地，南以龙首山深大断裂为界与河西走廊相接，西部止于金塔—鼎新断裂与塔里木板块毗连，向东尖灭于银川以西，略呈近东西向弧形分布。该带所见主要岩石单元为前长城纪龙首山岩群（AnChL）。由于该岩群时代较老，后期遭受多期次、多旋回的变质变形等作用，变得支离破碎，层序不清，当属非史密斯地层。下部为白家嘴子组，西部出现磁铁石英岩和磁铁角闪岩，称之为东大山组。经原岩恢复（汤中立、李文渊，1995；王崇礼，1994），原岩建造相当于火山－沉积建造，白家嘴子组为碳酸盐岩建造及基性火山岩建造，东大山组为碎屑岩含磁铁石英岩及基性火山岩建造。考虑其中的基性火山岩（斜长角闪岩）呈层状分布，代表本区最早的岩浆活动记录，测得年龄为3056Ma（Sm-Nd法，平均，王崇礼，1994）应属中太古代喷发，这一数据表明龙首山岩群具古陆核性质。另外，切穿该岩段混合岩又发生弯曲变形的变辉绿岩脉年龄为（2486±16）Ma～（2796±56）Ma，平均2600Ma（王崇礼，1994），这对上述太古宙年龄是一个佐证。龙首山岩群下部岩石的稀土配分型式也表明它属太古宙产物，因新太古代岩石稀土配分曲线要右倾得多（见后文讨论）。龙首山岩群上部主要为中酸性火山－碎屑岩建造，其年龄为（2147±74）Ma（Rb-Sr等时线法，西北地质勘查局，1993），相当于古元古代。该带缺失长城纪沉积，蓟县纪为复陆屑次稳定型沉积（墩子沟群），缺失青白口纪沉积，震旦纪为冰水沉积及碳酸盐－碎屑沉积（韩母山群），碳酸盐－碎屑岩底部含磷。早古生代为隆起剥蚀区，晚古生代为碎屑岩－碳酸盐岩（含煤）建造、磨拉石建造，中新生代为河湖相及山麓相碎屑岩（磨拉石）建造。本区还发育加里东期及华力西期花岗岩，这分别应是祁连洋及其次生洋向北俯冲及陆内A型俯冲造山的产物（此处所称的方位，只是现代方位，并不代表地质历史时期的方位，下同）。

在中—新太古代古陆边缘活动带中，形成了东大山铁矿。中元古代早期本区在裂解条件下，形成金川含镍铜超基性杂岩，汤中立（1995）所取得的（1508±31）Ma（Sm-Nd内部等时线法）年龄应是上述岩浆脱离地幔的时间。

（二）河西走廊边缘海盆

河西走廊边缘海盆现今十分狭窄，呈近东西条带状分布，若能考虑它形成和演化的历史，就不难推知当时（加里东期）它曾是一个广阔的陆缘海盆。该陆缘海盆的基底是华北古陆的南延部分。寒武纪靠陆一侧（北）为浅海陆棚碎屑岩单元（大黄山组

d），具复理石特征，内见波状冲刷面、印模及交错层，远离陆缘（南），出现碳酸盐岩及火山岩建造（黑刺沟组

h），反映由北而南，海水变深，且地质活动性增强的特点。奥陶纪总的趋势是继承寒武纪火山－沉积建造特点，不同之处在于海盆内火山活动更加剧烈和成熟，局部（老虎山、榆树沟山）出现扩张型洋壳——蛇绿岩。志留纪盆地萎缩，形成笔石碎屑岩相（肮脏沟组Sa），晚期出现砂页岩建造（旱峡组Sh），泥盆纪为磨拉石建造（老君山砾岩），标志海盆消失并开始造山。

（三）北祁连缝合带

北祁连造山带作为柴达木—中祁连板块与华北板块的缝合带，当初一经李春昱提出，便得到了大家的赞同。但问题是，该缝合带究竟是华北板块与柴达木板块开合的产物（特提斯型造山带），还是柴达木—中祁连板块抑或是前者从别处漂来，在加里东期二者邂逅碰撞的结果（科迪勒拉型造山带）？北祁连小洋盆外侧是否还有原生洋（祁连洋）？问题还不止此，作为缝合带，北祁连造山带本身也复杂多样，东部西部有差别，南边北边不相同，西部还分布着许多微陆块，那么这些微陆块又来自何方？其形成机制如何？各家意见也不一致。利用模式对比原则，我们初步认为：上述微陆块连同中祁连微陆块，均是因祁连洋向南俯冲致使其相继从柴达木陆块边缘裂解出来的结果。其构造格局犹如太平洋西南部的多岛构造景象。

简捷地说，北祁连缝合带内部构造单元虽然复杂多样，但概括起来说，主要由以下单元组成：微陆块、混杂岩带、蛇绿岩、洋脊－洋岛火山岩、岛弧（包括陆缘弧和洋壳型岛弧）火山岩及岛弧型沉积（图1-2）。微陆块主要由前寒武纪地层组成，其上有加里东期岛弧型花岗岩。前者具体岩性为灰色片麻岩、云英片岩、大理岩（北大河岩群AnChB，野马南山岩群AnChY）以及巨厚的蛇绿混杂堆积（熬油沟组Cha）、千枚岩、碎屑岩，局部夹碳酸盐岩、变石英砂岩、铁矿层（桦树沟组Chh）。此外，还见到中元古代托来南山群（Ch-JxT）杂色碎屑岩及碳酸盐岩建造，青白口纪龚岔群（QnG）碎屑岩－碳酸盐岩建造。蛇绿混杂岩带共有南北两条，北带主要沿肃南九个泉、白泉门呈NW-SE向分布，向西延至玉门昌马寒山地区，南带规模较大，主要分布于青海边马沟—清水沟—香子沟—郭米寺—祁连县—景阳岭南，南北宽约20～25km，断续延长近500km，呈NW-SE向展布。清水沟见有榴辉岩，与之共生的蓝片岩年龄为440～460Ma（蓝闪石、多硅白云母、³⁹Ar/⁴⁰Ar法），北带九个泉蓝片岩蓝闪石³⁹Ar/⁴⁰Ar年龄为447Ma（吴汉泉，未刊资料）。北带称之低级蓝片岩带，南带称之为高级蓝片岩带。蛇绿混杂岩带主要由陆缘弧（南带）、洋壳型岛弧（北带）、复理石增生楔、高级（南带）及低级（北带）蓝片岩、蛇绿岩块等组成。缝合带中的蛇绿岩块共有3条，自南而北依次为：玉石沟—川剌沟—小八宝蛇绿岩带；大岔大坂蛇绿岩（带）；九个泉—白泉门蛇绿岩带；以上3条蛇绿岩带时代为加里东期，而分布于微陆块中的蛇绿岩时代为中元古代。加里东期蛇绿岩大多具洋脊或洋岛型玄武岩特征，有的还和玻安岩共生，如大岔大坂蛇绿岩（张旗，1997），推测蛇绿岩形成于洋岛及弧间盆地。考虑到北祁连造山带中深海沉积物如硅质岩比较丰富，火山作用比较强烈，蛇绿岩和蓝片岩构造超覆于增生的深海沉积物和火山弧之上这些客观事实，其蛇绿岩应属科迪勒拉型。陆缘弧火山岩及沉积早期（新元古代—中寒武世）相当于黑剌沟组，陆缘弧型（岛弧裂谷型）火山岩，主要分布于白银、清水沟、白柳沟、黑石沟、小黑剌沟、面碱沟等地，由于它是在华北古大陆基底之上的软弱带上发展起来的，开始形成大陆碱性玄武岩系，随着陆缘弧基底分割程度的加深，进一步形成熔融程度高的饱和性拉斑玄武岩浆，喷溢形成本区海相基性火山岩的主体，而在白银等地因地壳较厚，基性岩浆上升速度较慢，引起下地壳发生深熔作用，产生富硅质岩浆，这种富硅质岩浆首先上升形成酸性火山岩系，尔后是偏下部的基性岩浆上升形成层位偏上的基性岩浆，二者构成双峰式组合。这些酸性火山岩是白银厂铜及多金属块状硫化物矿床的直接围岩。

图1-2　华北板块与柴达木—中祁连板块缝合带内部结构示意图（据张旗，1997，修改）

1—前寒武系；2—蓝片岩带；3—蛇绿岩；4—阿拉斯加型岩体；5—橄榄岩－闪长岩岩体；6—熬油沟蛇绿岩；7—陆缘弧；8—洋壳型岛弧。数字，①～⑨为蛇绿岩：①—九个泉；②—大岔大板；③—边马沟；④—玉石沟；⑤—冰沟；⑥—小八宝；⑦—百经寺；⑧—老虎山；⑨—榆树沟山。A～G为阿拉斯加型岩体：A—撒拉河岩体；B—油葫芦大山；C—扎麻什沟；D—冰沟南；E—水洞峡；F—柏木峡；G—大滩；H—老虎山橄榄岩－闪长岩型岩体

早期陆缘弧型沉积表现为火山碎屑物占优势，另外可见岛弧斜坡相重力流及滑塌沉积、岛弧型复理石，未见裂谷早期所具有的河湖相沉积。中晚期洋壳型岛弧火山岩及岛弧型沉积相当于部分阴沟群（OY）、中堡群（OZ），东起白银北，向西经永登县石灰沟及民乐县西道流，止于阿尔金断裂，西部大致沿走廊南山分布。岛弧型火山岩主要为拉斑玄武岩，钙碱性玄武岩、安山岩（阴沟群分子）以及岛弧碱性橄榄玄粗岩、粗面玄武岩、白榴方沸岩和白榴粗面斑岩（中堡群分子）。表明中奥陶世岛弧已臻于成熟。岛弧型沉积主要为火山碎屑岩、沉积岩及藻灰岩建造。

（四）中祁连离散型岛弧地体

中祁连离散型岛弧地体呈北西－南东向条带状展布于研究区中部，东起兰州东部，向西经青海民和、乐都、西宁、湟源、疏勒山，也止于阿尔金断裂，北以中祁连北缘断裂为界，南以中祁连南缘断裂与南祁连弧后盆地相邻。宽70～80km，长约1000km。主要以古老基底之上广泛发育有晋宁及加里东期中酸性岩浆岩为特点，后者与铜、钨、钼、铅、锌矿产有关。

（五）南祁连弧后盆地

中祁连岛弧与柴达木板块在加里东中、晚期正式分离之后，形成南祁连弧后盆地，其上主要为志留纪火山－正常沉积，西部有大量的中基性火山喷发，东部见寒武（奥陶）纪蛇绿岩。

（六）柴达木陆块

仅见达肯大坂岩群零星分布。