第10章新疆优势金属矿产成矿规律.doc
第十章 新疆优势金属矿产成矿规律 第一节 概 述 世界上一切事物的出现都不是无缘无故的,矿床的出现也不是孤立的、随机的,总是受着一定条件的控制、存在一定的内在规律。 成矿规律学是一门涉及面广、综合性强的交叉科学,它奠基于基础地质学、矿床学等和勘查实践的基础上。研究的目的是阐明成矿地质背景,总结控矿因素,解决矿床的定位问题,其方法是从矿床的成矿地质背景和典型矿床入手,提取勘查地球物理、地球化学等综合信息,找出它们的内在联系,总结出各类矿床成矿的时、空和控矿规律。成矿规律研究,不仅是地质矿产理论与勘查实践的结合点,又是建立成矿理论和进行成矿预测的基础。 上世纪后期以耒,成矿规律学获得了迅猛的发展,得益于一些超大型矿床的发现。自澳大利亚奥林匹克坝超大型矿床发现后,全球地质学家进一步关注了成矿规律的总结和成矿理论的发展认识实践的不断向前发展,导致了一批超大型矿床被发现,也使成矿理论获得了重大进展。 新疆地区的成矿规律研究,起步于上世纪六十年代,到八十年代,在地质矿产部和国家科委的支持和推动下,国家重点科技攻关“305”项目和新疆地矿局大力加强了成矿规律和成矿预测的研究,充分关注了国内外各大型超大型矿床成矿条件的类比和新疆与周边国家和地区成矿地质条件的对比及相邻成矿区带的研究工作,并取得了明显的效果,不仅大幅度地提高了找矿效果,对新疆成矿规律的认识也有了长足的进展。在这些研究中重点探索了在新疆漫长的地史演化中,矿床形成在时间上出现的阶段性、相似性和差异性,在空间上矿床分布的不均匀性以及它们产生的内在原因。 本次成矿规律的研究,在以往研究成果的基础上,更加突出新疆成矿作用的特点,作了进一步的深化和升华,突出的进展表现在如下几方面 1.在成矿时代上有别于国内外“一老一新”的特点,主要成矿时期为上古生代,这一成矿时代反映了中亚成矿域成矿时代的独有特色; 2.在成矿空间上具有造山带产金属矿产,盆地中汇聚煤、盐、石油、天然气的特点,反映出大陆腹地山盆控矿的规律; 3.经受多旋回构造作用的大陆腹地,具有复杂的成矿地质环境,形成多期次、多类型、多矿源的成矿作用,而古老的矿源层(体)对区域成矿有着十分重要的意义; 4.过去被忽视的正常沉积岩建造的成矿环境,如黑色岩系、碎屑岩碳酸盐岩建造中往往形成Au、Pb、Zn、Sb、Hg等低品位的大型超大型层控矿床,碎屑岩中出现区域热流变质的热穹窿,往往形成有巨大潜力的花岗伟晶岩型稀有金属矿床; 5.新疆在成矿时空上具有一些独有特征的矿床类型,如石炭纪陆相火山型金矿、古生代造山带中的镁铁超镁铁岩型铜镍矿、花岗伟晶岩型稀有金属矿,以及与逆冲、推覆构造有关的金、锑、汞矿等。 第二节 新疆优势金属矿产空间分布规律 一、新疆优势金属矿产的地理分布 按已知储量,新疆优势金属矿产主要集中在阿尔泰、北准噶尔、西准噶尔、东天山、西南天山、西昆仑北缘这几个带上表 10-1。其中,稀有金属的90以上集中在新疆北缘(北阿尔泰),金储量的81.25集中在新疆西缘哈巴河伊宁喀什北的狭窄铅锌则 表 10-1 新疆主要优势金属矿产储量地区分布情况表() 地 区 Au Cu Ni PbZn Be Li Nb Ta 阿 尔 泰 北阿尔泰 3.72砂金 97.5 95 70 90 南阿尔泰 15.88 25.44 80 阿尔泰合计 19.6 25.44 80 97.5 95 70 90 准 噶 尔 北准噶尔 1.71 17.08 22.63 西准噶尔 20.95 东准噶尔 0.82 2.31 准噶尔合计 23.48 19.96 22.63 天 山 东天山 11.57 31.78 75.49 天山中段 5.92 1.65 1.88 1 伊犁区 13.25 18.42 西南天山 25.42 8 天山合计 56.16 51.85 77.37 8 昆仑阿尔金 西昆仑北缘 0.73 9 阿克赛钦 2.5 5 10 10 昆仑-阿尔金合计 0.75砂金 2.06 9 2.5 5 10 10 集中分布在阿尔泰南缘和塔里木陆块西缘;镍主要在新疆东、北缘(占探明储量的98)。只有铜相对分散一些,几乎所有带上都有探明储量,但主要集中在南阿尔泰北准噶尔,东天山两个带。由图 8-1和表8-1 可见,新疆阿尔泰(包括北、南两带)加上毗邻的北准噶尔带,是新疆优势金属矿种(金、铜、镍、铅锌、稀有金属)全都发育的矿产富集带。该带共拥有新疆稀有金属的95以上,铜的42.52,金的19.6,铅锌的80,镍的22.63,为新疆最重要的矿带,堪与其西邻哈萨克斯坦的矿区阿尔泰媲美。其次天山的东、西、西南三段,集中了优势金属矿产储量的其余绝大部分。西准噶尔以金矿集中产出为其特色。 其它如天山中段、北山、昆仑阿尔金山地区,目前已知矿产储量极少,主要是地质矿产研究程度低的原因。相信今后随着工作的深入,储量分布局面会有一定改观。 二、新疆优势金属矿产分布与构造单元的关系 新疆各构造单元的主要金属矿产储量分布见表 10-2。由表可见,西伯利亚板块的阿尔泰陆缘活动带拥有新疆稀有金属储量的95以上,铅锌的80,铜的25,金的近20。准噶尔板块拥有新疆金储量的34,铜储量的一半,镍储量的98。塔里木北缘拥有金储量的的四分之一。 从构造带性质看,新疆优势金属矿产已知储量几乎全部或绝大部分产于显生宙造山带。基底陆壳中仅有6.36的铜,1.53的镍。尽管新疆基底陆壳中研究程度低,铜、金、镍、稀有金属、铅锌等据分析也有相当成矿条件,将来储量会有所增长。但总的格局不会有太大的改变。这也是整个中亚成矿域的特征。因为在中亚,前寒武纪基底陆壳都不太稳定,除塔里木北部可能具地盾性质外,其它都不具备硬而厚的岩石圈, 图 10-1 新疆优势金属矿产储量地理分布图 1-稀有金属矿分布区;2-金矿分布区;3-铜矿分布区;4-镍矿分布区;5-铅锌分布区;6-铜金矿分布区; 7-铜铅锌矿分布区;8-零星铜矿分布点;9-零星金矿分布点;10-新疆西缘一带金矿分布区 因此活动性较强,在显生宙的构造运动中易于受构造岩浆事件影响。不具备象南非、澳大利亚等那种稳定地盾特有的保存前寒武纪矿床的条件。但也因此而具备了在裂解、改造过程中、其丰富的深部矿源向显生宙造山带转移的条件,使显生宙造山带矿产得以大量生成。 表 10-2 新疆主要优势金属矿产储量按构造单元分布情况表() 构 造 单 元 Au Cu Ni PbZn Be Li Nb Ta 阿尔泰陆缘活动带 诺尔特晚古生代上叠盆地带 阿尔泰古生代复合深成岩浆弧 砂金3.72 97.5 95 70 90 阿尔泰南缘晚古生代裂陷槽 9.90 25.36 80 卡尔巴哈巴河晚古生代深成岩浆弧 6.11 合 计 19.73 25.36 80 97.5 95 70 90 察尔斯克-乔夏哈拉缝合带 1.74 0.66 准 噶 尔 微 型 板 块 扎尔玛-萨吾尔晚古生代岛弧带 2.17 17.08 22.6 塔尔巴哈台-阿尔曼太早古生代沟弧带 谢米斯台-库兰卡孜干晚古生代岛弧带 0.51 2.31 唐巴勒-卡拉麦里晚古生代复合沟孤滞 19.06 双井子晚古生代陆缘火山盆地带 准噶尔中央地块 博格达晚古生代裂陷糟 1.58 哈尔里克古生代复合岛孤带 吐-哈地块 大南湖晚古生代岛弧带 康古尔塔格晚古生代弧沟带 12.21 29.2 75.5 合 计 34.21 50.17 98.1 伊犁微型板块 依连哈比尔尕晚古生代沟弧带 0.25 阿拉套晚古生代陆缘盆她 0.07 博乐地块 4.47 博罗科努古生代复合岛孤带 13.85 2.76 阿吾拉勒晚古生代裂谷 0.25 11.12 伊犁中央地块 合 计 14.35 18.42 那拉提-红柳河缝合带 0.13 1.5 0.34 塔里木北缘陆缘活动带 哈尔克古生代复合沟弧带 25.42 0.44 8 麦丹他乌古生代陆缘盆地带 艾尔宾彳古生代残余海盆 0.25 合 计 25.67 0.44 8 塔 里 木 陆 块 柯坪古生代陆缘盆地带 0.004 阿克苏地块 0.02 库鲁克塔格地块 0.13 1.53 北山古生代裂谷 2.26 0.57 塔里木中央地块 0.68 3 红柳沟早古生代裂陷槽 铁克里克地块 阿尔金地块 0.01 合 计 2.26 1.31 1.53 3 塔里木南缘陆缘活动带 北显仑古生代复合沟弧带 0.73 9 中昆仑地块 0.97 柴达木微型板块 柴西北早古生代裂陷糟 柴达木中央地块 祁曼塔格古生代复合沟弧带 布尔汉布达地块 0.21 合 计 1.91 9 康两瓦阿尔喀缝合带 羌塘微型板块 慕士塔格地块 可可西里中生代陆缘盆地带 阿克赛钦古生代陆缘盆地带 2.5 5 30 10 喀喇昆仑中生代陆线盆地带 乔戈里地块 合 计 砂金0.44 2.5 5 30 10 第三节 新疆优势金属矿产时代的分布征 一、新疆矿床同位素年龄测试数据情况 新疆矿床同位素年龄测试工作主要是从80年代后期才开始的,国家”305”项目成立以来,进行了大量矿床同位素年龄测试。其中包括中科院地球化学研究所胡霭琴等对新疆主要地质事件的同位素年代学研究、地矿部宜昌地质矿产研究所李华芹等对新疆主要矿床的成矿时代研究等。据统计,到目前为止,已获得矿床同位素年龄数据共179个。包括KAr 法数据33个,39Ar40Ar法数据10个,PbPb法数据9个,UPb法数据14个,RbSr等时线数据87个,SmNd等时线数据26个。数据分布几乎包括了目前新疆已知绝大多数金、铜、镍、铅锌、稀有金属、稀土元素矿床及部分铁矿、铬铁矿床。从测试结果看,大部分数据能与地质依据符合。如晚元古代且干布拉克蛭石稀土矿床,泥盆纪可可塔勒铅锌矿床、阿舍勒铜矿床,石炭纪喀拉通克、黄山铜镍矿床,阿希、沙尔布拉克、赛都、包古图、马庄山等金矿床,小热泉子等铜矿床,老鸦泉一带的锡矿床,瓦吉尔塔格稀土矿床,二叠纪南天山南缘的碱性岩带上的稀土矿床等。也有一些可能反映后期事件的数据。其中一些数据的解释还存在着争议。为了更好地利用这些同位素年龄测试成果,我们将它与新疆所有地层岩石等中测得的全部同位素地质年龄数据一起进行统计分析,作成频率分布图(图 10-2)。图中,包括了目前能收集到的同位素地质年龄数据共732个,分为KAr法(346个)、RbSr法/39Ar40Ar法(204个)、SmNd等时线/PbPb等时线/UPb法(182个)三个组(上述数据中不包括各种Pb 模式年龄、Nd模式年龄数据,这些模式年龄数据因地质含义不确切,模式的选用和模式本身计算和选择都带强烈的主观随意性,只能在一定程度上供参考,故都没有引用),分别统计其频率分布,并从其中将所有矿床矿石所测的数据共179个再单独作一频率分布统计,都并列在图上。由该图可见 ① 三个不同方法组的数据分布略有不同。KAr法组数据分布比SmNd等时线/PbPb等时线/UPb法组数据偏低较多,尽管其中很大一部分样品是在华力西、加里东以及前寒武纪地质体中采取的,但测试结果绝大部分都在260Ma以下,极个别能测出800Ma以上的数据,但也和采样的地质体生成年龄相去甚远。而且其数据在100~260Ma之间很宽范围内分布,与地质事件没有明显的联系。到目前为止,研究者一般认为260Ma左右可能代表造山带急剧隆起的事件,更小的数据是Ar不同程度丢失的结果,不具地质意义。新疆的这种情况,与KAr同位素系统本身平衡封闭温度低、加上新疆各个造山带多发育后期构造岩浆事件有关。故这种方法在新疆的可信度有限。 RbSr法/39Ar40Ar法组数据值比KAr组高一些,但仍比SmNd等时线/PbPb等时线/UPb法组数据偏低,表现在800Ma以上数据很少(其中在前寒武纪中采的样品数并不少),华力西期的峰值在280~300Ma之间,比后者峰值300~320Ma略偏低,虽然偏低数值不大,但却使事件由石炭纪跌到二叠纪去了。造成这种情况的原因是RbSr及39Ar40Ar同位素系统平衡温度仍低,时钟启动较晚,也容易在后来的构造热事件中发生不同程度丢失,故造成年龄数据偏低。这已为许多同一地质体同一样品不同方法同时测定所得结果证实。如同一东天山元古宇片麻岩样品,SmNd等时线年龄1829Ma,RbSr等时线1455Ma、998Ma,KAr年龄235和198Ma。又如同一库鲁克塔格元古宙花岗岩样品,SmNd等时线年龄2854Ma,RbSr等时线2028Ma、760Ma,39Ar40Ar坪年龄500Ma。上述样品,RbSr等时线数据和39Ar40Ar坪年龄数据明显为后期构造热事件的反映。 ② 矿床组数据分布,与RbSr法/39Ar40Ar法组相似,也明显存在偏低现象。这主要由于其大部系RbSr法和39Ar40Ar法测定,并有相当一部分KAr法数据。 ③ 由此,讨论新疆地质成矿事件,显然还是应当参考全部地质体的同位素年龄数据特征,并结合地质构造的演化来统一考虑,才能得出较正确的规律性认识。 图 10-2 新疆同位素地质年龄数据频率分布图 ④ 由图可见,新疆同位素年龄数据分布在3600Ma到60Ma范围,即从中太古至三纪都有年龄记录。 ⑤ 从SmNd等时线/PbPb等时线/UPb法组数据看,年龄峰值有4个,即320~340Ma(石炭纪中期)、450~500Ma(早中奥陶世)、1200~1400Ma(蓟县纪)和2400~2600Ma(太古宙末)。从太古宙到晚古生代,分别对应于太古宙末古陆核形成事件、中晚元古代统一陆壳形成事件、加里东造山带的汇聚事件、石炭纪中期新疆主要地体大聚合事件。从宏观来看,新疆优势金属矿产的形成显然受此4 次主要事件的控制。 二、新疆优势金属矿产的时代分布特征 矿床的成矿时代一直是个难于完全解决的问题。特别是较大规模的矿床,其形成过程较长,可以在矿床的岩矿石中留下许多地质事件的年龄记录。而目前的年龄测定技术在方法上、精度上还难以满足准确测定和解释的要求。因此很多矿床的形成时代都有多种不同认识。在新疆,由于研究程度低,这个问题就特别突出。造成新疆许多重要矿床在形成时代一直众说纷纭。 矿床的成矿时代一直是个难于完全解决的问题。特别是较大规模的矿床,其形成过程较长,可以在矿床的岩矿石中留下许多地质事件的年龄记录。而目前的年龄测定技术在方法上、精度上还难以满足准确测定和解释的要求。因此很多矿床的形成时代都有多种不同认识。在新疆,由于研究程度低,这个问题就特别突出。造成新疆许多重要矿床在形成时代一直众说纷纭。本文将从以矿床形成与其所在构造带的历史演化、地质构造事件的关系为基础,结合已有同位素年龄测试成果,来分析矿床成矿时代。避免片面以某个测试数据为准造成与地质很大矛盾的情况。 以下,首先对一些时代认识有较多疑问或分歧的矿床作一讨论。选取一种说法,以便进一步阐述时代分布特征等问题。 ① 萨瓦亚尔顿金矿床 目前有志留纪、石炭纪二叠纪、甚至三叠纪等多种说法。前者主要依据其产于志留系岩层中,具层控特点,成矿主要时期应与地层时代大致同时,故应取志留纪。后者主要依据近年测得的矿床硫化物石英脉中石英包裹体的RbSr法年龄数据(290.06Ma9,满发胜等,1998;24716Ma,李华芹,2000)。本文取志留纪为该矿的主要成矿时期。 ② 可可托海三号脉稀有金属矿床 有石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪等说法。或者说成矿从石炭纪一直延续到侏罗纪。我们认为,从阿尔泰的演化史看,志留纪汇聚阶段生成准原地花岗岩化(有396~437MaUPb、RbSr法年龄数据多个)及其伴生的大量变质型白云母花岗伟晶岩脉之后,构造带已于泥盆纪初步固结,这表现为该带无石炭纪沉积,在其西延的哈萨克斯坦的山区阿尔泰,志留纪后为盖层沉积。石炭纪时因南阿尔泰带向北俯冲,导致本带生成大量活化性质的二云母钾长花岗岩白云母碱长花岗岩(有多个291~314Ma RbSr等时线年龄数据)。其后即隆起。在构造带外堆积二叠纪陆相磨拉石。以后未见有中生代构造岩浆活动,而仅有自第三纪起的几次夷平再隆升的山脉隆起运动。可可托海三号脉有大量同位素年龄数据,其中一个锆石UPb法数据为350Ma,两个RbSr等时线数据分别为331.9Ma(邹天人,1981)、285Ma(李华芹,2000),其它则均为白云母或长石的KAr法数据,在50~243Ma之间。多数人认为阿尔泰稀有金属花岗伟晶岩应为石炭纪产物,个别作者根据大量的248Ma到114Ma认为可可托海稀有金属花岗伟晶岩以及与它们关系密切的那些浅色小岩体(如阿拉尔岩体,以及尚可兰、将军山等小岩体)是三叠纪、侏罗纪、甚至更晚的产物。我们认为KAr数据可信度差,地质解释困难,暂按石炭纪处理。 ③ 新疆多数金矿床点中测得的二叠纪年龄数据问题 新疆多数金矿床点的矿石或石英脉,作过同位素年龄测定的,常常得到二叠纪数据(包括多拉纳萨依赛都地区、西准噶尔哈图地区、东天山康古尔塔格地区的金矿床点共17个数据,为254~290Ma,均为石英包裹体RbSr法数据),还有5 个226~247Ma数据。由此一些作者认为新疆金矿大部生成于二叠纪,部分生成于三叠纪。我们认为,阿希、沙尔布拉克、赛都、包古图等10余个金矿的石炭纪年龄数据(294~344Ma)是能代表它们的生成年龄,因为这些数据与矿床实际地质特征是一致的(阿希含矿火山岩有确切时代,矿床上部被含有它的矿石砾石的含化石的地层超复,地质时代很确定,同位素年龄数据也与其一致。西准噶尔和哈巴河西的金矿床产于石炭系中,具层控型特征)。而这些矿床中也同时可测到二叠纪甚至更晚的年龄数据(如赛都、石英滩),若据此解释它们是两期或更多期生成,就未免太勉强了。我们认为,新疆许多金矿床同位素测定获得的二叠纪数据(排除了其中部分因测试误差落在二叠纪范围内的数据外),大多是代表新疆陆壳固结后的一次较大的弛张事件。这次事件导致北山、阿吾拉勒、天山南缘、北准噶尔等地区的上叠裂谷或地堑生成,以及沿这些裂谷、地堑侵入的非造山深源碱性花岗岩类侵入。这是新疆统一陆壳形成后的最后一次较大的构造热事件,因此其影响得以在许多矿床的矿石(以及许多其它岩石中,不过人们很少去测这些岩石罢了)中保存下来,容易被人们测到。这次事件对部分矿床可能起到进一步富集的作用(对金矿来说,也有可能起相反的作用),但并不就是矿床的形成事件。 ④ 菁布拉克铜镍矿床 产于那拉提地块前寒武纪变质岩中的菁布拉克含铜镍镁铁超镁铁岩时代,该区研究程度低。过去有人认为是前寒武纪。近年测得300Ma同位素年龄数据(SmNd法,李华芹,2000),有的认为是石炭纪形成。也有人认为形成于加里东旋回。虽然SmNb法测年的可信度较高,但近年未发现其在镁铁超镁铁岩类测年数据误差较大。此外,菁布拉克铜镍矿的矿体特征和岩体特征与黄山带铜镍矿有较大差异,故本文暂将其时代置于早古生代。当然,并不排斥其属于石炭纪或前寒武纪的可能性。 从上述出发,对新疆优势金属矿产的主要矿床成矿时代统计如下表(表 10-3)。由表可见,新疆优势金属矿产已知储量50%的铜和85~95的金、镍、稀有金属集中产于石炭纪。其次,泥盆纪拥有87.5的铅锌和34.17的铜、10.53的金储量。为新疆第二个重要成矿时代。此外,中生代拥有一定量的稀有金属和铅锌储量,第四纪拥有一定的砂金储量。 表 10-3 新疆主要优势金属矿产储量时代分布情况表() 时 代 金 矿 铜 矿 镍 矿 铅锌矿 稀有金属矿 稀土矿* Be Li Nb Ta 前寒武纪 3.05 1.88 震旦纪 0.006 寒武纪 奥陶纪 0.11 志留纪 0.44 泥盆纪 10.53 34.17 87.5 石炭纪 85.0 52.84 98.12 9.2 97.5 95 70 90 二叠纪 8.32 中生代 0.06 3.3 2.5 5 30 10 第三纪 1.01 第四纪 4.47 *新疆稀土矿目前无储量数,以号代表其发育程度。 据对新疆优势金属矿产大中型矿床成矿时代统计(图10-3),也反映出了石炭纪、泥盆纪及志留纪是形成大中型矿床的主要在矿时期。 新疆前寒武纪已知矿床储量占比例很小,这一方面是研究程度低,许多矿床未被发现但也可能是中亚地区矿产分布的特征之一。这里的地盾不发育,基底陆 壳活动性大,易被改造。所以希望新疆的基底陆壳中象南非、加拿大、澳大利亚那样的前寒武纪矿产拥有量是不现实的。隋着昆仑地区勘查工作的加强,预计中新生代成矿比例将会逐步增加。 第四节 第四节 新疆优势金属矿产区域控矿条件 矿床的形成,是多种地质作用联合控制的结果。下面,就新疆优势金属矿产的区域性控矿因素作以下归纳。 一、大地构造环境控矿 成矿作用与地壳演化息息相关。一个地区地壳演化的最终格局,是这个地区控矿因素的综合反映。它包括了该区演化历史的长短,各阶段中所处板块构造部位,构造岩浆活动旋回等,决定了该区地壳结构、古地理环境、沉积岩相建造、岩浆作用、构造作用、变质作用、演化特征等。不同大地构造单元的综合特征各不相同,各具成矿特点。 (一)古陆块区 1.古陆块内部 太古宙陆核区 如库鲁克塔格、阿尔金等地。太古宙强烈的火山活动,形成了最古老的玄武岩建造和TTG岩系。目前虽只发现金和铁、铜矿点,但这是该时期绿岩带特征矿产,且库鲁克塔格和的震旦系冰碛砾岩中普遍含金,胶结物中金元素最高达10810-9,为存在绿岩型金矿的佐证。 元古宙浅海盆地 见于中天山、博乐和中昆仑等中间地块,主要产出铅锌、银、金、铜铁,且多系层控矿床,产于浅海相黑色页岩和灰岩层或细碎屑岩层中。已发现的矿床虽不大,但它们构成了矿源层,在其后的成矿作用中,起到了十分重要作用。 古生代盖层 在塔里木、北山、中天山、伊犁、赛里木等中间地块的盖层中,发育金、磷矿床。库鲁克塔格震旦系的含金砾岩系由冰碛-冰水沉积的冰碛砾岩、含石英砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩组成。至少有两个含金层位。该区古采砂金甚多,所淘取的自然金往往成片状,大者直径2~3mm,成色较好,反映出本区砾岩中含金的潜力。寒武系下统的黑色岩系中,蕴藏着多种矿产资源,除磷铀钒建造的矿产曾进行过一些勘查外,其他矿产未进行专门性地质工作。从已获得的资料来看,这套黑色岩系含有P、U、V、Fe、Mn、Au、Ag、Mo、Y、Yb、Sr、La、Ce等。 2.边缘裂谷和裂陷槽 塔里木陆块的南、北缘,均有元古宙的边缘裂谷或裂陷带出现,随着地幔物质的上升,出现了与镁铁超镁铁杂岩和蛇绿岩套有关的铬、镍、钴、铂族元素矿产,和与双峰式火山岩建造有关的火山岩块状含铜硫化物矿产。 3.古边缘盆地 在塔里木盆地的西南缘和西北缘,出现了一系列的层控铅锌矿床。它们产于泥盆系、石炭系或上白垩-古新统的灰岩、白云岩和钙质砂岩、粉砂岩中,矿区未见花岗岩类岩体,系陆缘海盆礁后相的封闭、富含有机质的还原环境下沉积的产物。 (二)活动带 活动带经历了大陆的裂解,大洋的形成扩张、消减、闭合,直至新陆壳的产生。由于构造活动的多旋回性、成矿作用的多期性和成矿物质的多源性,决定了活动带的构造环境十分复杂,成矿元素的多种多样。从而导致了活动带多成矿环境、多成矿作用、多矿种、多类型的特点。 1.海沟环境 现在表现为洋壳残片。新疆经历了多次的裂解和拼合作用,形成了20余条蛇绿岩带,总面积达800km2左右,仅准噶尔板块内就出现近700个超镁铁、镁铁质岩体。所形成的矿产有铬、金、铂和块状硫化物铜矿床。 2.岛弧环境 岛弧特别是成熟(叠加)岛弧形成的矿产多种多样。据对谢米斯台、博罗科努、卡拉麦里、觉洛塔格、哈尔里克等岛弧带所产出的矿产来看,计有铜、钼、铁、钨、锡、金、银、汞、稀有、放射性等金属矿产,而且包括的类型繁多,成矿条件各异,多与钙碱性偏碱性岩浆喷发和侵入活动有关。 3.裂谷和上迭断陷盆地 此种构造环境往往有幔源物质的上升及壳幔熔融,带来丰富矿源物质。在伊犁、北山、巴楚等裂谷带,产与镁铁超镁铁岩有关的铜镍钴钒钛矿化,及与碳酸岩有关的稀土、类金伯利岩有关的金刚石、火山岩有关的铅、锌、铜、银等。此外为与断裂破碎带有关的金。上迭断陷盆地常出现在岛弧或山弧带上,为火山沉积建造。其陆相火山盆地中产金、铅锌矿床。 4.弧后盆地 造山带的弧后盆地中,若产生弧后拉张,则出现双峰式火山岩建造,可有壳幔混合源火山喷流沉积型铅锌铜矿,或热液型铜、金矿,如阿尔泰南缘、博格达地区。 (三)山盆构造区 新疆地壳自华力西中晚期固结后,成为新的克拉通。由于受印度板块向欧亚大陆俯冲影响,新疆地壳大幅度缩短,各大山系不断隆升,三大盆地相对下沉。推覆、逆冲、走滑等断裂构造广泛出现,一些构造薄弱地带还出现岩浆活动,使早已形成的矿床得以叠加改造;也形成了一些新的矿床。其中最重要的除盆地中的油气、煤炭外,还有钾盐、膨润土,以及盆地边缘的沉积型铅锌矿、砂岩铜矿等。 二、地层岩相控矿 新疆地区地层控矿主要表现在如下时代的地层 (1)中下元古界硅质建造的铁矿(中天山、铁克里克); (2)中上元古界钙质砂泥岩的铜铅锌银矿(中天山、昆仑); (3)震旦系含金砾岩(库鲁克塔格); (4)下寒武统黑色岩系的磷铀钒、铁锰钴、稀有分散元素矿(塔里木北缘、库鲁克塔格、柯坪、中天山、博罗科努、北山); (5)上志留统-下泥盆统含炭碎屑岩中金锑汞和铅锌银(东阿莱、哈尔克、中昆仑); (6)中下泥盆统碳酸盐岩建造和双峰式火山岩建造的铜铅锌银金(阿尔泰南缘); (7)中泥盆统碎屑岩碳酸盐岩建造有关层控铅锌铜矿(塔里木盆地西缘的麦丹他乌陆缘盆地、铁克里克地块); (8)上泥盆统-下石炭统碎屑岩建造中沉积铜矿(北昆仑); (9)下石炭统的火山-沉积岩的铁锰银钴、铜铅锌和硅质建造中的金(阿吾拉勒、额尔齐斯、铁克里克、卡拉麦里); (10)其它尚有上二叠统、白垩系、下第三系红色磨拉石建造的含铜砂岩;上白垩下第三系海相碎屑岩碳酸盐岩建造有关的层控型铅锌矿;上石炭统、下二叠统、侏罗白垩系中的膨润土;上白垩下第三系的古盐等。 上述层位控矿中,以志留系-泥盆系中层控金锑矿(南天山)、泥盆系双峰式火山岩建造中铜铅锌矿(南阿尔泰)、石炭系火山岩建造有关膨润土矿最重要。 这些古老的矿层,往往又构成了该区的初始矿源层或再生矿源层,导致发育成该区不同时代、不同类型矿床的集中区。 三、岩浆岩控矿 岩浆岩控矿在新疆各构造带均十分明显,成矿专属性也较清楚。主要表现在 1.镁铁-超镁铁岩控制铜、镍、钴、铂、金、钒、钛(准噶尔、塔里木); 2.花岗闪长岩类斑岩控制斑岩铜、钼、金、银矿(中昆仑、觉洛塔格、博罗科努、伊犁); 3.花岗伟晶岩控制稀有、云母、宝石矿(阿尔泰、阿克赛钦); 4.深源碱性的碳酸岩杂岩控制稀有、稀土矿化(塔里木北缘); 5.碱性-偏碱性花岗岩控制钨、锡、稀有、金矿(卡拉麦里、哈尔里克、伊犁、哈尔克、塔里木北缘 、西昆仑)。 四、构造控矿 褶皱构造和断裂构造是在地壳应力作用下,沿着薄弱地带发生塑性和脆性应变的结果,它们是岩浆作用、变质作用、热液活动、成矿作用最有利的活动场所,因此,常常成为内生矿产集中的分布区。 (一)导矿构造 新疆分布着一些超岩石圈和岩石圈断裂,这些穿透性的断裂构造往往控制着深源岩浆的侵位和幔源成矿物质的上升,成为良好的导矿构造。一些岩石圈断裂通过热流体活动从岩石圈中也带来一些成矿元素达到地壳表层。因此,它们常常控制着一些成矿带的展布。如额尔齐斯、卡拉麦里、伊林哈比尔尕、中天山南北缘、塔里木南北缘、阿尔金、康西瓦等超岩石圈断裂,分别控制着一些铬、铜镍钴铂金、稀有稀土等矿种和综合成矿带的分布。 (二)容矿构造 新疆的容矿构造多种多样,包括褶皱构造、断裂构造和组合构造,它们控制着矿田与矿床和矿体的展布。 1.背斜控矿 背斜轴部为封闭成矿流体的良好环境,轴部断裂也成为成矿流体的通道或含矿岩浆的侵位空间。复式背斜往往控制着矿田分布。如阿尔泰带主要背斜构造对伟晶岩田的控制,多拉纳萨依金矿、齐依求金矿、雅满苏铁矿等均受背斜构造控制。 2.向斜控矿 一些层控矿床往往集中在向斜之内,如阿舍勒铜锌矿床、霍什布拉克、卡兰古-托克拉克铅锌矿床、莫托萨拉铁锰银矿床等。火山穹窿间的洼地也可看成是一种向斜构造,控制着火山喷流沉积型矿床的分布。 3.韧-脆性剪切带控矿 新疆许多金矿床赋存于韧性-脆性剪切带之中,尤以强变形带最为显著。如萨尔布拉克、康古尔、马头滩、萨瓦亚尔顿等金矿床,有时还伴生贱金属矿化。 4.走滑断裂带控矿 新疆大量发育的大型走滑断裂,控制着一些岩浆岩和矿床的分布。如额尔齐斯断裂、艾比湖-阿其克布拉克断裂、达拉布特断裂、费尔干纳断裂、阿尔金走滑断裂系、塔什库尔干断裂等,都控制着一批矿床的分布。形成重要矿带。 5.推覆断裂控矿 由于印度坂块向北挤压的远程效应,新疆地区发生了各山系向盆地方向的大量推覆构造,同时造成层间破碎发育。由于动、热能的转化,淬取了途程中岩石的有益元素,并在其推覆断裂两侧沉淀聚集成矿。如西昆仑的铜硫金、东阿莱哈尔克、麦丹他乌的金锑汞和准噶尔、阿尔泰的金等,均与推覆断裂有关。 6.配套断裂、交叉断裂控矿 区域性断裂的交叉、交切部位,往往控制着矿田、矿床。而分枝断裂、配套断裂往往控制矿床和矿体分布。此外,新疆南北向、东西向隐伏断裂控矿作用明显,它们与区域性构造线方向相悖,其与区域性构造线的交点常是矿床出现的部位,而且常有等距离排列的规律。一些大型矿床,如阿舍勒铜锌矿、阿希金矿、萨瓦牙尔顿金锑矿等,均产于南北向构造之中。 第五节 新疆优势金属矿产矿床成矿系列 一、矿床成矿系列划分 自1979年程裕淇、陈毓川等正式提出“矿床成矿系列”以来,经过十余年的探索和实践,已经形成较完整的理论和方法,在成矿学研究的理论领域和我国一些地区的矿床勘查实践中,都取得了重要的成果。 矿床成矿系列理论视成矿是地质历史发展过程中所形成的地质环境的组成部分,其本身是四维空间中的成矿整体,它们在地史演化过程中从空间分布、成矿物质组成都经历着演化,并有一定规律。 矿床成矿系列从层次上,即系统论的序次阵列原则出发,建立其分类系统,目前共分六个层次,即 一级矿床成矿系列组合; 二级矿床成矿系列类型; 三级矿床成矿系列; 四级矿床成矿亚系列; 五级矿床式(或矿床类型); 六级矿床。 其中,矿床成矿系列是最重要的一环。矿床成矿系列的定义(陈毓川,1994)为在一定的地质历史发展阶段所形成的地质构造单元内,与一定地质成矿作用有关,在一定地质构造部位形成不同矿种、不同类型、而且有成因联系的矿床组合,称为矿床成矿系列。 矿床成矿系列向上归并为矿床成矿系列类型,更上一级为矿床成矿系列组合;向下,有时可按成矿阶段不同或构造发展不同划分亚系列。矿床成矿系列(亚系列)本身由多种矿床类型(矿床式)组成。矿床类型(矿床式)为在一个成矿系列(亚系列)中,具相似的成矿地质条件、矿床地质特征、成矿元素组合和矿床成因的一些矿床组。而每一个矿床本身,有时可由几种不同成因的成矿作用形成,矿床内可划分出不同成因部分,称为矿床成因类型。 在实际研究工作中,是在构造单元划分和搞清这些构造单元地质历史发展阶段的基础上,从成矿带内的具体矿床、矿点、矿化点的研究入手,在查明矿床(点)特征及形成条件的基础上,首先划分矿床类型(矿床式),然后,按其与地质构造发展的关系,将同一地壳发展阶段、彼此有成因联系的矿床类型,进一步归并为矿床成矿系列(亚系列),再据各单元内及不同时代中成矿系列重现性,归并为矿床成矿系列类型。按照矿床形成相应的成矿地质作用,将成矿系列相应地划