新疆天山—北山成礦帶成礦規(guī)律和找礦方向研究

劉超 匡薇

摘要：新疆天山—北山成礦帶處于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊和塔里木—華北板塊接觸帶，地層發(fā)育齊全，巖漿巖十分發(fā)育，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，是典型的疊覆造山帶。區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)以銅鎳金鐵為主，次為鉛、鋅、銀、鎢、鉬以及稀有金屬，是我國(guó)重要成礦帶之一。本文對(duì)天山—北山地區(qū)主要金屬礦產(chǎn)時(shí)空分布進(jìn)行了分析研究，從大地構(gòu)造演化、地層構(gòu)造、巖漿巖等諸方面對(duì)控礦因素進(jìn)行了探討，并總結(jié)了區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律。

關(guān)鍵詞：天山—北山成礦帶;地質(zhì)特征;成礦規(guī)律;找礦方向

天山—北山成礦帶位于新疆中部、甘肅西北部和內(nèi)蒙古西端，是古亞洲成礦域的重要組成部分。它橫跨哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾、塔里木兩個(gè)重要的成礦區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，成礦條件優(yōu)越，產(chǎn)有豐富的礦產(chǎn)資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，天山—北山地區(qū)已發(fā)現(xiàn)各類礦產(chǎn)136種，占全國(guó)已知171種的80.7%。近年來(lái)，東天山斑巖銅礦的發(fā)現(xiàn)，引起國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。蛭石、膨潤(rùn)土、鹽類、建材、寶玉石等非金屬礦產(chǎn)資源有很大的優(yōu)勢(shì)，將成為重要的化工和建材基地?？偟膩?lái)看，天山-北山作為古亞洲成礦域的一部分，不僅是新甘蒙各省的重要礦產(chǎn)基地，也是我國(guó)的一塊“寶地”。分析和研究新疆天山—北山成礦帶成礦規(guī)律，對(duì)于正確認(rèn)識(shí)天山—北山成礦帶的成礦條件和找礦方向具有重要意義。

1.區(qū)域地質(zhì)特征

1.1區(qū)域地層

新疆天山—北山地層發(fā)育齊全，從太古宇至第四系都有出露，其中古生界分布最廣，構(gòu)成天山的主體。晚石炭世之前，整個(gè)天山經(jīng)歷了大陸形成、裂解、板塊活動(dòng)等階段，沉積類型基本為海相沉積;晚石炭世—早二疊世，為陸內(nèi)裂谷階段，沉積類型比較復(fù)雜，有邊緣海盆及殘余海槽環(huán)境形成的海相沉積，也有部分陸相沉積;中生代之后，天山主要為板內(nèi)陸相沉積，僅在天山西南部見(jiàn)有部分海相及瀉湖相沉積。

1.2區(qū)域巖漿巖

（1）火山巖：天山—北山地區(qū)的火山巖非常發(fā)育，分布廣泛，在不同的構(gòu)造單元分區(qū)、成帶分布，巖性復(fù)雜、巖石類型齊全，以海相火山巖為主，多形成于石炭紀(jì)，與板塊活動(dòng)的不同階段具成生聯(lián)系。古生代火山巖以安山巖類分布最廣，次為玄武巖類，英安巖和流紋巖類相對(duì)較少，超級(jí)性巖和堿性火山巖類分布極少。元古代火山巖僅分布在天山博羅科努、東準(zhǔn)噶爾，庫(kù)魯克塔格等地也有少量分布，以變質(zhì)玄武巖、安山巖為主，流紋巖次之。（2）花崗巖類：新疆天山—北山花崗巖很發(fā)育，形成時(shí)代跨度比較大，從前震旦紀(jì)—中生代花崗巖都有分布，主要發(fā)育時(shí)期為華力西期。在空間上，呈帶狀廣泛分布，主要分布于博羅科努、哈爾里克、覺(jué)羅塔格、哈爾克山等山系?；◢弾r成因類型也比較復(fù)雜，既有與造山活動(dòng)有關(guān)的地殼重熔及殼幔同熔型花崗巖，也有造山后或非造山期地幔巖漿分異作用形成的花崗巖。

1.3區(qū)域構(gòu)造

天山-北山橫貫新疆北部向西延入哈薩克斯坦和吉爾吉斯斯坦境內(nèi)，向東延入甘肅、內(nèi)蒙古境內(nèi)，綿延數(shù)千千米。天山-北山由準(zhǔn)噶爾、伊犁、塔里木三個(gè)微板塊組成，由古生代洋陸轉(zhuǎn)化，聚合碰撞拼貼而成。天山東段、準(zhǔn)噶爾與塔里木相連，西段伊犁微板塊呈楔狀、鑲嵌于兩微板塊之間，各微板塊內(nèi)部也是由不同巖片拼貼鑲嵌構(gòu)成。天山-北山地區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，總體斷裂構(gòu)造格局按其斷裂走向可分為三組，即東西向-近東西向斷裂組合、北西向斷裂組合及北東向斷裂組合，其中以東西向-近東西向斷裂最為發(fā)育。

1.4區(qū)域變質(zhì)巖

新疆天山變質(zhì)作用發(fā)育，包括區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)、接觸交代變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)等。區(qū)域變質(zhì)巖主要出露有板巖、千枚巖、變粒巖、片巖、片麻巖、角閃巖等，可劃分為四個(gè)變質(zhì)級(jí)6個(gè)變質(zhì)相系：濁沸石-葡萄石-綠纖石相、低綠片巖相、綠片巖相、低角閃巖相、高角閃巖相、麻粒巖相。

2.區(qū)域成礦帶劃分

本文將新甘蒙天山-北山劃分為四級(jí)，逐級(jí)進(jìn)行圈定。I級(jí)是全球洲際成礦單元，稱為成礦域。II級(jí)成礦單元是在I級(jí)成礦單元的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的沉積作用、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用及地質(zhì)演化特點(diǎn)分出的次級(jí)成礦單元，它與板塊邊界一致，稱為成礦區(qū)。III級(jí)成礦單元是在II級(jí)成礦區(qū)范圍內(nèi)圈出的次級(jí)成礦區(qū)帶，它基本上與III級(jí)構(gòu)造單元吻合，反映了同一地質(zhì)作用控制的某幾種礦床類型集中分布的地區(qū)，控制了巨型礦化富集區(qū)的成礦特征。其中中天山III級(jí)成礦帶情況比較特殊，考慮到成礦條件的相似性（前寒武紀(jì)基底為主控礦因素），它包括了巴侖臺(tái)-旱山離散地體和那拉提-紅柳河縫合帶二個(gè)構(gòu)造單元。在III級(jí)成礦帶劃分的基礎(chǔ)上，根據(jù)受同一或相似成礦作用、控礦因素控制的礦化集中分布區(qū)，進(jìn)一步劃分出IV級(jí)成礦亞帶（圖1）。

3.區(qū)域主要礦產(chǎn)分布規(guī)律及控礦因素分析

3.1空間展布

天山—北山地區(qū)銅（鎳）、金、鉛鋅、銀等有色及貴金屬在空間上具有成帶分布、集中成礦的特點(diǎn)，我們根據(jù)成礦環(huán)境、控礦因素、成礦特征等將天山—北山主要礦產(chǎn)劃分為22個(gè)III級(jí)成礦帶，45個(gè)IV級(jí)礦帶，在地理上，天山—北山可分成西南天山、西天山、東天山、北山四大礦化分布區(qū)，其中東天山及甘肅、內(nèi)蒙古北山地區(qū)勘查程度比較高，礦化比較集中，其他地區(qū)工作程度較低，已有的礦床（點(diǎn)）相對(duì)比較少。

3.2控礦因素分析

（1）大地構(gòu)造演化對(duì)成礦的控制：天山—北山是中亞古生代造山帶的重要組成部分，分屬哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾和塔里木兩大板塊，它是長(zhǎng)期的地質(zhì)歷史進(jìn)程中，古板塊的邊部，經(jīng)復(fù)雜的裂解，在古洋中不斷增生、拼合而成。在不同的地殼演化階段，由于地質(zhì)作用及相應(yīng)的成礦作用的不同，形成不同礦床及礦床類型組合?？傮w來(lái)看，大致可劃分出前寒武紀(jì)基底演化、早古生代大陸裂解、古生代洋殼演化、晚古生代板塊匯聚-板內(nèi)活動(dòng)、中新生代板內(nèi)活動(dòng)六個(gè)與成礦關(guān)系密切的演化階段。（2）地層控礦作用：地層對(duì)區(qū)內(nèi)金、鉛鋅、銀、銻、銅等金屬礦產(chǎn)有著直接控制作用，它主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是地層作為礦源層為礦產(chǎn)的形成提供物質(zhì)來(lái)源，在后期熱液改造作用下成礦。區(qū)內(nèi)金、銻、鉛鋅、銀等礦產(chǎn)這方面的特征非常明顯，反映在賦礦圍巖成礦元素背景值比較高、礦床的硫同位素來(lái)源與含礦地層硫源一致;二是不同礦種和類型的礦產(chǎn)常產(chǎn)于特定的含礦沉積建造中，如前寒武紀(jì)碳酸鹽巖建造中產(chǎn)有層控-熱液型鉛鋅銀礦、志留-泥盆系碳質(zhì)碎屑巖地層中產(chǎn)有穆龍?zhí)仔徒鸬V、下石炭統(tǒng)中酸性火山巖建造中產(chǎn)有陸相火山巖型金礦、古生代細(xì)碧角斑巖建造中產(chǎn)有塊狀硫化物型銅礦、中酸性火山熔巖-火山碎屑巖建造中產(chǎn)有火山沉積型鐵銅礦。上述兩種地層控礦作用實(shí)際上是基底控礦的具體表現(xiàn)，蓋層與基底具有繼承性，當(dāng)基底有益元素相對(duì)富集時(shí)，它就會(huì)對(duì)其上的蓋層提供成礦物質(zhì)，并形成礦源層和各種有利成礦的含礦建造。下面對(duì)地層與不同礦種的控礦關(guān)系做一分析。（3）構(gòu)造控礦作用：構(gòu)造對(duì)成礦作用的控制是天山-北山地區(qū)金屬礦成礦的一個(gè)顯著特點(diǎn)，無(wú)論是在板塊俯沖-碰撞階段、碰撞造山階段，或是陸內(nèi)拉張階段，通過(guò)構(gòu)造-熱事件的不同形式，構(gòu)成不同的成礦作用，從而形成不同礦種、不同類型的礦產(chǎn)。在宏觀上，大地構(gòu)造環(huán)境對(duì)礦產(chǎn)的空間分布產(chǎn)生直接的影響，形成不同級(jí)別的成礦帶;對(duì)具體礦床來(lái)說(shuō)，礦產(chǎn)往往產(chǎn)于斷裂破碎帶、韌性剪切帶、火山機(jī)構(gòu)等特定的構(gòu)造部位，構(gòu)成所謂的控礦構(gòu)造。（4）侵入巖與成礦的關(guān)系：天山—北山成礦帶作為古生代造山帶，在其長(zhǎng)期構(gòu)造演化過(guò)程中，形成規(guī)模巨大的巖漿巖帶，巖漿活動(dòng)對(duì)金屬礦成礦具有密切的成因關(guān)系。巖漿活動(dòng)的控礦作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是各類侵入巖以其特有的成礦專屬性，形成不同礦種及類型的礦產(chǎn);二是巖漿活動(dòng)除提供成礦物質(zhì)外，本身產(chǎn)生熱效應(yīng)，將圍巖中的礦物質(zhì)萃取帶出，并運(yùn)移、富集，對(duì)已有礦化或礦源層進(jìn)行熱液改造和再次富集。因此，各種類型的金屬礦產(chǎn)大部分都留有巖漿熱液活動(dòng)的痕跡。

4.結(jié)語(yǔ)

本文將地處古亞洲成礦域的中國(guó)天山—北山地區(qū)作為一個(gè)整體，對(duì)其構(gòu)造演化、成礦特征、控礦因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并進(jìn)一步統(tǒng)一了認(rèn)識(shí)，合理劃分了構(gòu)造單元，為統(tǒng)一研究北山地區(qū)的成礦規(guī)律和成礦預(yù)測(cè)提供了基礎(chǔ)資料。

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