Question

东昆仑及邻区岩浆-构造演化与成矿作用

Answer 1

（一）前寒武纪基底的性质

1.问题的提出

对于东昆仑造山带前寒武纪基底的性质主要有4种不同认识。①占主导地位的传统观点，认为昆中断裂带以北属于华北型，为结晶基底（或硬基底），其南属扬子型，为变质基底（或软基底）（例如：青海省地质志，1991；姜春发等，1992）。②基于前长城系基底Rb同位素年龄，昆中断裂带以北约1800～1900 Ma和其南约2200～2400 Ma，提出昆北为扬子型，昆南则为华北型。③基于同位素年龄3个峰值（1800 Ma、1400 Ma年和1100 Ma）提出属于西域地台型，它不同于华北型（前长城系1800 Ma地台固结），也不同于扬子型（70～80 Ma地台固结）（陈炳蔚等，1995）。④东昆仑广泛出露的前寒武纪变质岩是抬升达地表的柴达木块体的深部陆壳（邓晋福等，1995）。

图6-9 昆仑山—西秦岭—三江地区岩石构造组合与成矿简图

（据曹永清，1999）

前寒武纪基底性质的厘定，不但对于显生宙的构造演化，而且对于成矿作用和矿产资源的区域远景预测有重要意义，有必要进行某些讨论。

2.克拉通的形成与地台的基底

全球大陆的地震层析成像（CT）结果，把古大陆分出两个年龄省：①大于1700～1800 Ma（太古宙—古元古代）的古大陆，与②1700～1800 Ma（中元古代—新元古代）古大陆。前者高速异常达250 km，后者则无。这样太古宙—古元古代克拉通均有一个平均深达250 km的岩石圈根，被称为大陆根（Polet和Anderson，1995）。

我国3个大的克拉通，中朝、扬子与塔里木均有大陆根（中朝克拉通的东半部-华北克拉通是一个例外，燕山期时大陆根丢失了约100 km厚度）（邓晋福等，1996 a），以及鞍山地区奥长花岗质片麻岩年龄3800 Ma和冀东地区石英岩3800～3600 Ma，角闪岩3500 Ma（Wu等，1993）和下扬子地幔橄榄岩捕虏体2800～3400 Ma（孙卫东等，1997）均表明，中朝、扬子与塔里木克拉通的前寒武纪花岗质基底形成的主要时代是太古宙。

3.造山带的基底

大多数造山带内显生宙花岗岩类的Nd模式年龄（T^NdDM）占优势的为元古宙，其中大致有3个高峰值，～1800 Ma，～1400 Ma 和～1000 Ma（Jahn 等，1990；李献华等，1991；吴福元等，1997）。这表明，造山带内岩石圈的形成以及陆壳从地慢中分离出来的时间主要是元古宙，这与上面所讨论的克拉通是不同的。地质学研究表明，大多数造山带，虽然可能包含少量小块的太古宙地块，但主体出露的基底均为元古宙变质岩和花岗岩类。它们与其中广泛分布的显生宙花岩类的T_DM所示踪的其源区从地幔中分离出来的时间主要为元古宙是一致的。它们均暗示，大多数造山带岩石圈和陆壳是在元古宙新生的。

这样，造山带的基底占优势的不是太古宙形成的，而是元古宙形成的，而克拉通的基底占优势的是太古宙形成的。它将成为我们讨论东昆仑前寒武纪基底性质的一个主要依据。

4.东昆仑前寒武纪基底的性质

上述讨论告诉我们，前寒武纪基底可分出两大类，即克拉通基底与造山带基底，鉴别它们的依据主要有：①TT（G）形成的年龄；②显生宙花岗岩类的T^NdDM；③地幔橄榄岩的Re 亏损年龄。东昆仑金水口群被认为是最老的变质岩系，形成于古元古代，最老的同位素年龄为2448 Ma，但它是将苦海群与白沙河组斜长角闪岩放在一起获得的，因此，还需要进一步验证。根据金水口群主体为角闪岩相片麻岩与英云闪长岩-奥长花岗岩组合（TT）（邓晋福等，1995）或TTG组合（青海区综队，1995），以及侵入于金水口群的片麻状花岗岩类的Rb-Sr 等时年龄为1846 Ma（青海地质志，1991）来看，可以初步认为，东昆仑基底可能主要形成于古元古代晚期，它属于造山带的基底，而不是克拉通的基底。这与东昆仑的地质演化史——多次或多旋回（元古宙、加里东、晚海西—中生代、新生代）被卷入造山作用的地质事实符合，虽然其间存在短暂的相对稳定期，进而可以认为它不是扬子型、华北型基底，也不是塔里木的基底。东昆仑造山带的基底显然属于克拉通边缘或从克拉通边缘分离出来的“优地槽”的基底，到底它与那个克拉通更亲密，还有待进一步论证。另外，东昆仑前寒武纪变质岩类及花岗岩类的研究程度较低，同位素，特别是Sm-Nd和Re-Os同位素研究几乎是个空白，这是需要今后加强研究的重要方面。

昆中断裂是新生代以来形成的地貌景观的表现，与地质历史中的某些边界带并不完全符合，例如古元古变质结晶岩类在该断裂的两例均有分布。

（二）加里东造山旋回及其性质

1.火成岩构造组合与大地构造演化

（1）早古生代玄武岩类的岩石学-地球化学性质

岩石学与岩石化学的结果（表6-4）表明，它们主要是拉斑玄武岩类，它们与洋中脊、洋岛、俯冲弧、大陆裂谷拉斑玄武岩的比较见表6-4。由表6-4可以看出，东昆仑早古生代拉斑玄武岩类的TiO₂ 含量基本上排除它不属于俯冲弧的环境，而比较接近洋中脊环境，但K₂ O含量显然类似大陆裂谷环境；所以，总体来看，它处于洋中脊、洋岛与大陆裂谷拉斑玄武岩的过渡位置。

从轻稀土的低度富集来看，可以排除它不属于N-MORB型，Nb-Zr-Y关系和Zr/r-Zr关系，则可以排除它不属于俯冲弧环境，主要特征类似板内拉斑玄武岩类，少数有 P-MORB特征。

矿物学特征中，斑晶岩组合中只见富钙单斜辉石、未见贫钙斜方辉石，但化学组成是拉斑玄武岩特征，这种特征类似洋中脊玄武岩，而不同于洋岛与大陆裂谷的拉斑玄武岩。

综上所述，岩石学及地球化学特征的共同约束表明，它不属于俯冲弧环境，总体上类似大陆裂谷环境、但具有向洋岛和洋中脊环境过渡的某些特征，其最佳模型是类似边缘海性质的小洋盆。

表6-4 不同构造环境下拉斑玄武岩类平均化学组成（w _B /%）

注：Condie数据中Fe₂ O₃ 与FeO合并为ΣFeO；俯冲弧指岛弧＋活动大陆边缘。

（2）早古生代玄武岩类的某些地质特征

玄武岩喷发时常夹有硅质岩沉积，表明是一种较深水的环境，它似乎排除了洋岛的可能性，因为后者一般不是深水环境。从空间分布来看，清水泉蛇绿岩旁侧无弧火成岩分布，而西半部大量玄武岩出露在无蛇绿岩岩石组合发育的地区，即不见蛇绿岩-弧火成岩空间上成对性分布（莫宣学等，1993），支持的最佳模型，为类似边缘海性质的小洋盆环境。

（3）地质事件序列与大地构造演化

清水泉蛇绿岩已获得5 l8 Ma和579 Ma年龄数据，为寒武纪。拉斑玄武岩类按地层划分归入晚奥陶世（青海地质志，1991）。弧花岗岩类有两个较为可靠的年龄，德拉托郭勒岩体全岩Rb-Sr等时年龄476 Ma，万宝沟岩体角闪石（⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar）年龄450 Ma，石灰沟花岗岩锆石一致线年龄为471和485 Ma，为奥陶纪。如果上述数据是可靠的话，从区域尺度上，我们可作出以下推测：①洋盆已于寒武纪就在清水泉一带形成，早奥陶世开始进入俯冲阶段；②东昆仑西部在晚奥陶世才开始形成洋盆。显然，还需进一步的研究论证。

东昆仑还未发现蓝片岩或榴辉岩类，但已发现有碰撞型二云母花岗岩类，在万宝沟沟头，锆石一致线年龄为412.6 Ma，属晚志留世，说明洋盆已完全闭合，进入碰撞造山阶段。需要说明的是，二云母花岗岩体至今只在万宝沟见到，其他地方有否？还有待于进一步调查。因此.它的空间展布仍不清楚。但从区域对比来看，祁连加里东造山带的二云母花岗岩出现的时限为417～404 Ma（邓晋福等，1996b），东昆仑此时已进入碰撞造山阶段是可信的。

造山后A型花岗岩还未发现，但早、中泥盆世地层的缺失，晚泥盆世陆相磨拉石的发育，可能是造山带在晚泥盆世已进入造山后崩塌阶段的间接标志。

加里东造山旋回的地质事件序列可概括于表6-5。

表6-5 东昆仑与北祁连加里东造山带事件序列对比

2.祁连-东昆仑加里东造山系统

从火成岩构造组合，地层发育，大地质事件及其序列等方面，东昆仑造山带与北祁连造山带、南祁连造山带、柴北缘造山带有类似的大地构造性质与演化历史。其中东昆仑与北祁连的对比可见表 6-5。北祁连、南祁连、柴北缘造山带的类似可参见邓晋福等（1996b），赖绍聪等（1996）。这样，我们可以建立一个比较完整的祁连-东昆仑加里东造山系统，它至少可包括4个造山带，北祁连造山带，南祁连造山带，柴北缘造山带，东昆仑造山带。每一个造山带在这个造山系统中的大地构造性质与演化历史仍表现出某些重要的差异，这是值得我们今后进一步研究的。因为，这种重要差异对于矿产资源的区域性预测提供重要约束。

现有资料表明，在这个造山系统中东昆仑造山带与其他造山带相比较，其洋壳发育程度可能最低，继而其俯冲造山和碰撞造山的发育程度也可能最低，它为东昆仑在加里东时期成矿预测提供了重要背景。

3.昆中缝合带的性质及其意义

昆中缝合带的蛇绿岩，只在清水泉有局部发育，其典型程度远不如北祁连蛇绿岩。其西半部的拉斑玄武岩类指示只存在类似边缘海的小洋盆，未见蛇绿岩岩石组合的分布。弧火成岩与碰撞火成岩均不发育。这些事实暗示昆中缝合带可能不代表曾经分离的两个独立大陆的陆-陆碰撞缝合带，而是一个大陆内部两个相对独立的分离陆块间的碰撞缝合带。从这个意义上看，柴达木地块与东昆仑曾是一个完整的大陆块，在早古生代曾拉开形成小洋盆，在其末期又碰撞拼合在一起。如是这样，我们把昆中断裂带附近出露的前寒武纪变质岩系看作出露的柴达木地块的基底（邓晋福等，1995）是合理的。同时也说明，我们在前面讨论的东昆仑前寒武纪基底的认识亦是合理的。

（三）晚海西—早中生代造山旋回及其性质

1.火成岩构造组合与大地构造演化

总体来看，晚海西期—早中生代东昆仑造山带的事件记录比较完整（表6-6）。蛇绿岩套中放射虫硅质岩的化石清楚地记录了在晚二叠世—早三叠世时洋盆已经形成，与弧火成岩形成的时间（260～220 Ma）是一致的。这种成对性的时空结构支持了洋壳在早二叠世—中三叠世时是存在的。但是，一般来说，洋盆打开的最早时间应早于俯冲作用，这个时限则是不清楚的，有待进一步的研究。研究表明（罗照华等，1999），早二叠世—中三叠世的弧火山岩类和弧花岗岩类与安第斯活动大陆边缘弧火成岩十分类似，而中三叠世—早侏罗世的火成岩类则与青藏大陆碰撞造山带的火成岩类十分相似，它们分别清楚记录了俯冲造山与碰撞造山的时限。东昆仑山南坡的兰道弯乌苏组（J₁）分布于西段红山包、中段八宝山及东段塔妥等地，是达千米以上（还未见顶）的陆相类磨拉石沉积（青海地质志，1991）。从地质构造演化来看（表6-6），侏罗纪的高钾花岗岩类，可能属于造山后花岗岩类（？），但还未发现真正的碱性花岗岩类，这有待进一步研究。

从火成岩构造组合的记录（表6-6）来看，海西与早中生代不能分割开来成为两个造山旋回，东昆仑地区晚海西期—早中生代是一个完整的造山旋回。

表6-6 东昆仑晚海西期—早中生代造山带事件序列

2.昆仑-秦岭-巴颜喀喇-松潘甘孜“古”特提斯构造系统与昆南缝合带的性质

为区别于侏罗纪开始的青藏特提斯构造系统，这里暂称为“古”特提斯，纯属“简化”之意，它主要时限指晚海西期—早中生代。东昆仑造山带属于“古”特提斯造山系统的北缘中段，叠加在原来的祁连-东昆仑加里东造山系统之上。东昆仑造山带的火成岩构造组合及构造演化与西昆仑、西秦岭造山带有着许多相似之处。看来，巴颜喀喇可能是东、西昆仑造山带的前陆盆地，松潘-甘孜可能是西秦岭造山带的前陆盆地。这样，昆南缝合带应该看做是中国南、北大陆的主要构造分界线。

中国南、北部大陆的构造分界线，在东昆仑地区到底是昆中缝合带，还是昆南缝合带，长期以来一直存在争议。我们的研究表明，昆中缝合带形成于加里东，它不具有分割两个大陆的性质，而是一个大陆内曾经分离的陆块之间的构造分界线；昆南缝合带形成于晚海西期—早中生代，它才是中国南、北大陆的构造分界线。

（四）新生代造山性质

众所周知，新生代时期东昆仑造山带又卷入青藏大陆碰撞造山系统的一部分。与西昆仑-可可西里带和三江构造带的一个极大不同是，东昆仑造山带内无新生代岩浆活动，但逆冲构造十分发育，陆壳的水平缩短导致增厚作用是新生代以来东昆仑山剧烈隆升的主要根源。

（五）东昆仑中段金、铜等矿产的成矿潜力与找矿方向

1.金矿的成矿潜力与找矿方向

已有工作表明，金在东昆仑地区已经逐渐成为优势矿种。目前在东昆仑中段已经发现大型金矿床1处，中、小型金矿床与矿点近10处。大型化探异常十几处。已发现的金矿床主要成因类型为构造蚀变岩型和石英脉型，其次为金-汞-锑共生的微细浸染型，还有矽卡岩型和热液型铁、铜、多金属矿床中的伴生金矿。

我们认为东昆仑金矿的区域成矿地质条件优越，找矿潜力很大。其主要依据是：

（1）具有很好基底条件

前已证明，东昆仑的前寒武系基底属造山带基底性质，是在元古宙由幔壳分离形成的。基底岩石中金的平均丰度超过地壳和地幔中金的平均丰度的数倍，为金富集成矿提供了足够的物质基础。对于金这种亲幔来源的，而其富集作用主要与循环于地壳中的岩浆流体及其他地质流体有关，在基底形成时大规模的壳幔分离作用对金的富集程度是至关重要的，这是评价在某一地区金能否成为优势矿种、是否具有找矿潜力的重要指标。

（2）具有很好的岩浆-流体条件

从区域构造-岩浆演化分析可见，东昆仑地区最后一次强烈的构造-岩浆活动属于晚海西期—早中生代造山旋回。而加里东造山旋回的造山强度和岩浆活动大大弱于晚海西期—早中生代；新生代基本上没有岩浆活动。前面已经指出，一个地区最后一次和最强的一次构造-岩浆活动与区域成作用关系最密切，因为它可对前存的陆壳与矿源层、甚至矿床进行强烈改造。所以，从东昆仑构造-岩浆演化角度，晚海西期—早中生代应是成矿的最佳时期和最主要的时期。成矿年龄的研究支持了这一认识，东昆仑最大的金矿床五龙沟矿床的脉石矿物石英中气液包裹体的Rb-Sr等时线年龄为（273±5）Ma；蚀变矿物绢云母的K-Ar年龄为252.9 Ma；石灰沟含萤石的黑云母花岗岩两组单颗粒锆石的U-Pb一致线年龄的上交点分别为471.1 Ma和485 Ma，对应的下交点分别为211 Ma 和175 Ma，表明该花岗岩形成于加里东期，早、中生代受到热事件干扰，后者可能与金成矿热事件有关。这些数据表明，五龙沟金矿床的主要成矿期属晚海西期—早中生代造山旋回。此外，硫同位素（S）、氧同位素（O）、氢同位素研究表明，东昆仑金的成矿流体主要与岩浆热流体有关。Pb同位素研究表明，东昆仑金矿的铅同位素具有非单阶段Pb演化特征，暗示矿质是多阶段、多来源的，东昆仑多次造山旋回都对此有所贡献。研究还表明，东昆仑各时期中酸性侵入岩金的丰度均大于世界同类岩石的平均丰度值和地壳的平均丰度值，其中尤以早中生代花岗岩金的丰度最高。说明各时期中酸性侵入岩（尤其是早中生代花岗岩）岩浆均可能提供了部分矿质来源。

以上事实表明，东昆仑金的成矿作用与中酸性岩浆侵入作用关系十分密切，它们为成矿提供了主要的热源、流体来源以及部分矿质来源。其中，晚海西期—印支期（早中生代）岩浆构造旋回起了主要作用。这个岩浆-构造旋回在东昆仑表现十分强烈，形成规模宏大的俯冲型与碰撞型花岗岩带，其特点可以与安第斯带对比。因此，金矿成矿的岩浆-流体条件是十分有利的。

（3）具有很好的导矿构造和容矿构造

昆中断裂与昆南断裂是横贯东昆仑全区的巨大区域性导矿构造或岩石圈尺度不连续。如前所述，昆中断裂带在加里东晚期是中国北大陆内两个分离陆块（柴达木与东昆仑）的碰撞缝合带，在晚海西期—早中生代金主要成矿时期及其以后是一条大断裂带。昆南断裂带是早中生代形成的中国南、北大陆之间的缝合带，同时也是一条大断裂带。这两条巨大的构造薄弱带，成为东昆仑地区内生金属矿床成矿流体的良好通过，控制着本区金矿和其他内生金属矿床的区域分布。这两条大断裂带的次级和更次级构造，控制着矿田、矿床和矿体的形成与分布。在研究矿田构造和矿床构造时，需要具体地查明构造的时空格架、力学体系及构造性质与方向的转换，掌握其控矿规律。

上述优越的成矿地质条件，加上已有的大量矿床、矿化、异常的显示，表明东昆仑金的找矿潜力是很大的，值得加大投入，进一步加强地质勘查工作。

东昆仑金矿的主攻类型应为构造蚀变岩型、含金石英脉型、（二者经常复合在一起）及金-锡-汞共生的低温微细浸染型。

区域找矿方向建议，应注意以下有利地区：昆中断裂与昆南断裂附近地区及两大断裂带之间的地区；晚海西期—早中生代花岗岩发育地区；东昆仑的前陆盆地的巴颜喀喇群中的小侵入体与断裂发育地区。

2.铜矿的找矿潜力与找矿方向

东昆仑地区尽管已发现许多铜矿化点和化探异常，但尚未发现形成规模的工业铜矿床。原因是工作程度不够。因此，还不能对东昆仑铜矿的找矿潜力提出确切的意见，还需进一步进行科学研究和对前期工作的检查。

由于加里东造山旋回的岩浆-构造作用在东昆仑地区比铜矿成矿条件很好的祁连造山带弱得多，洋壳发育程度较低，俯冲碰撞形成的火成岩也不发育。所以，东昆仑在加里东造山旋回产物中寻找大型铜矿床的希望可能不大。但是，在加里东早期形成的边缘海盆地环境仍有形成一定规模铜矿床的可能性。因此在早古生代玄武岩系分部的地区应注意寻找与海相火成山有关的铜矿床。

在晚海西—印支期（早中生代）造山旋回，东昆仑地区发育了典型的洋壳和洋盆，具有与海相火山岩有关的块状硫化物型铜矿床的成矿条件。事实上，在昆南缝合带东段蛇绿岩中已经发现了德尔尼大型铜-钴矿床。在大洋岩石圈向大陆俯冲的过程中，产生的巨大俯冲岩浆弧，为斑岩型铜矿床的形成创造了很好的成矿地质条件。

因此，在东昆仑地区，首先应在剥蚀不深的晚海西—早中生代弧花岗岩分布区，运用物探、遥感与地质相结合的方法，寻找斑岩体和斑岩型铜矿床。其次，应当注意在昆南蛇绿岩带内继续寻找大型块状硫化物铜矿床。

3.晚海西期—早中生代岩浆-构造作用

晚海西期—早中生代岩浆-构造作用对东昆仑内生金属矿产的成矿起着关键性作用。

不同的火成岩构造组合伴生不同的成矿系列：①布青山蛇绿岩伴生德尔尼大型铜-钴矿床；②弧火成岩与碰撞型火成岩组合伴生金-铜矿床，如五龙沟大型金矿床：③弧辉长岩-闪长岩类伴生铁矿床，如肯德可克铁-锌-铅矿床；④巴颜喀喇前陆盆地伴生低温锑-汞-金矿床，以及可能的油气聚集。

为了进一步弄清东昆仑的区域成矿潜力，应当对晚海西期—早中生代造山旋回进行更详细的研究。

4.新生代构造旋回的意义

新生代构造旋回虽然不是金属成矿时期，但东昆仑山脉的隆升与构造变形对矿床的剥露有重要的控制作用，对分散晕化探成果的解释有重要意义，这也是今后应加强研究的关键之一。