甘肃北山钨矿床时空分布、矿床类型及成矿动力学背景

甘肃北山造山带经历漫长而复杂的增生造山作用并于二叠纪发生碰撞造山,引发广泛的花岗质岩浆活动及相应的钨成矿作用。前人已对这些矿床的地质地球化学特征进行大量的研究,但在成矿动力学背景、成矿时代等方面仍存在着争议。基于此,本文在前人对甘肃北山钨矿床研究的基础上,通过详细的野外调研和室内综合研究,对该区钨矿床时空分布及地质、地球化学特征进行总结,并提出成矿动力学模型。甘肃北山钨矿床集中分布于星星峡—明水古微陆块周缘及双鹰山—花牛山岛弧,可以进一步厘定为两期成矿作用,即早期早志留世—中石炭世（439～362 Ma,322～314 Ma）岛弧碰撞拼贴引发古陆壳重熔,形成携带大量钨锡成矿元素的花岗质岩浆流体,最终上升至构造有利位置成矿,是北山钨锡多金属成矿的主成矿期,矿化类型多为石英脉型黑钨矿;晚期为早二叠世—中三叠世（286～226 Ma）后碰撞伸展诱发中酸性岩浆的大规模上侵及相关的钨钼矿化,矿化类型为矽卡岩型白钨矿及斑岩型钼（钨）矿,其中钨作为钼的伴生矿种出现。     

秦岭造山带重大地质事件、矿床类型和成矿大陆动力学背景

秦岭造山带由两条主缝合带（商丹、勉略缝合带）及其分划的三个地块（华北地块南缘、秦岭微地块和扬子地块北缘）组成。秦岭造山带是在晚太古一中元古代洋陆间杂构造基础上,于晚元古代一中三叠世经历现代板块构造体制的主造山期的华北、秦岭、扬子三板块依次沿商丹和勉略两条缝合带由南向北俯冲碰撞造山,奠定了基本构造格局,并由于后造山期强烈的陆内造山作用的叠加改造成复合型造山带。秦岭造山带内的金属矿床主要有热水喷流沉积型铅一锌矿床、火山喷流型块状硫化物、斑岩一矽卡岩型钼（钨）矿床、卡林一类卡林型金矿床、岩浆热液脉型金矿床和低温热液改造型汞锑矿床。造山带内的商丹和勉略缝合带产有部分岩浆分结或熔离型铬铁矿和铜镍硫化物矿床。沉积一变质成因铁矿床主要分布在扬予和华北古板块边缘。秦岭造山带造山过程与成矿作用演化存在时空耦合关系,因此研究秦岭造山带成矿事件对其不同时期地质事件的响应,对发展我国大陆成矿理论具有重要理论和实际意义。     

北山造山带的基本成矿特征

北山造山带位于塔里木板块北部边缘,属于古亚洲构造区南带天山-兴安造山带中西段。区域地壳结构有基底结晶岩系(新太古界)和褶皱岩系(中新元古界),盖层为古生界,自上震旦统至二叠系基本连续出露。构造形态为一系列总体东西向向北突出的弧形大断裂分割的断块,断块内褶皱强烈。岩浆活动频繁,岩石类型复杂,花岗岩类可明显分出S、I型,基性-超基性岩可分出铁质和镁质,火山岩具裂谷火山岩特征,具有数条蛇绿杂岩,表明具有较好的成矿环境。本区矿床可分7大类:1与中酸性侵入岩有关热液矿床;2与火山岩有关热液矿床;3沉积变质矿床;4沉积矿床;5喷气沉积-改造矿床;6与基性-超基性岩有关岩浆矿床;7热液再造矿床。根据本区的成矿地质背景,包括地质条件、矿床分布、矿化分带性、遥感蚀变异常、地球化学异常及地球物理特征等,提出10个找矿远景区。     

三江地区义敦岛弧碰撞造山过程：花岗岩记录

义敦岛弧碰撞造山带是特提斯－喜马拉雅巨型造山带中的一个复合造山带。本文利用义敦岛弧碰撞造山带29个花岗岩体的43件同位素测年数据，结合岩石地球化学特征，建立了造山带花岗岩的时间坐标。初步识别出4套不同成因类型的花岗岩，即印支期弧花岗岩、燕山早期同碰撞花岗岩、燕山晚期A型花岗岩和喜马拉雅期花岗岩。据此，再造了造山带的形成过程与演化历史：印支期的大规模俯冲造山作用（238－210Ma)，形成义敦火山岩浆弧；大约自206Ma始，发生弧－陆碰撞，伴随岛弧地壳挤压收缩和剪切变形，发育同碰撞花岗岩；进入燕山晚期（138－73Ma)，岛弧碰撞造山带发生造山后伸展作用，形成A型花岗岩带；喜马拉雅期发生陆内造山作用（65－15Ma)，岛弧碰撞造山带出现逆冲－推覆和大规模走滑平移，伴随喜马拉雅期花岗岩的侵位和拉分盆地的形成。     

对内蒙古北山造山带洋-陆转换认识的新思考——来自大红山南泥盆纪弧花岗岩的证据

报道了红石山-百合山蛇绿构造混杂岩带南侧大红山地区发现的一套泥盆纪弧花岗岩,并论述其地质特征、岩石学、地球化学、年代学及其岩石成因和构造背景。该套弧花岗岩由英云闪长岩、花岗闪长岩及石英二长岩组成,整体经历了强烈的区域动热变质作用,普遍发育透入性的新生面理构造。据岩石地球化学特征,该套弧花岗岩可分为钠质的T1G1（英云闪长岩+花岗闪长岩）和钾质的QM（石英二长岩）,T1G1具有高铝型TTG的特征（Al2O3平均15.22%,大于15%）,QM则为一套高钾钙碱性系列岩石,属于低Sr高Yb的浙闽型花岗岩（Sr含量平均121.64×10-6,Yb含量平均2.95×10-6）。二者均具有轻稀土元素和大离子亲石元素明显富集、重稀土元素和高场强元素明显亏损,以及非常明显的"TNT"异常（Nb、Ta、Ti亏损）特征,指示该套弧花岗岩形成于成熟度较高的岛弧背景。锆石U-Pb测年结果显示,这套弧花岗岩的侵位时代为364~399 Ma。结合区域地质背景和时空演化配置,认为该套弧花岗岩为北山造山带雀儿山岛弧（D）的残留。该发现为北山造山带北带古生代弧-盆演化体制的研究提供了新的证据和线索。     

内蒙古北山地区哈日阿玛岛弧花岗岩地球化学、年代学特征及其地质意义

哈日阿玛岛弧花岗岩出露于北山造山带公婆泉岛弧带内,与奥陶纪-志留纪公婆泉组弧火山岩伴生,包含闪长岩、石英闪长岩、斜长花岗岩、英云闪长岩等.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明闪长岩、英云闪长岩分别就位于430.9±4.7 Ma和452.5±3.2 Ma,为晚奥陶世-早志留世.岩石地球化学分析结果显示,这些花岗岩属钙碱性、准铝质-弱过铝质I型花岗岩.岩石样品Mg#值界于44.58~51.85,Rb/Sr比值0.025~0.282,Nb/Ta比值0.068~14.01,Zr/Hf比值13.05~34.00.稀土元素总量（包含Y元素）为59.87×10-6~118.56×10-6,球粒陨石标准化稀土配分曲线均呈现明显的右倾型,轻稀土富集,（La/Yb）N为3.11~23.86,Eu异常不明显.在微量元素原始地幔标准化图中,富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K以及中等不相容元素Ce、La、Hf,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,具岛弧花岗岩特征,显示来自地壳的岩浆与来自深部的亏损地幔岩浆混溶.结合其他地质、地球化学证据,认为哈日阿玛花岗岩形成于岛弧环境,为红柳河-牛圈子-洗肠井古洋盆向北俯冲的结果,并最晚在晚奥陶世晚期已经开始俯冲,该洋盆闭合时限应晚于早志留世.     

甘肃北山造山带红石山地区埃达克质花岗岩类的发现及其地质意义

甘肃北山造山带红石山地区的海西-印支期花岗岩类岩石属于钙碱性岩浆系列,具有岛弧花岗岩的特点,但岩石化学、地球化学和同位素组成等的研究表明,它们具有埃达克岩的特征。这些岩石SiO2含量均大于56%,Al2O3含量多≥15%,富Na,MgO含量<3%,Mg#为30.71~59.13,Sr含量高,Sr/Y在19.71~72.86之间,8个样品中有6个比值大于40;Y<18×10-6(6.0×10-6~14.7×10-6);Eu异常不明显或具弱的Eu负异常,稀土元素分异强烈,属强烈的轻稀土元素富集型;Nb负异常十分明显,Sr也具有较明显的正异常,其εNd(t)为正值[εNd(t)=4.09~5.67],(La/Yb)N-YbN和Sr/Y-Y图解上样品主要落入埃达克质岩区域。这些埃达克质岩石的发现,对于研究北山造山带晚古生代的构造演化、地球动力学特征及找矿具有十分重要的意义。     

三江地区义敦岛弧造山带演化和成矿系统

义敦岛弧是喜马拉雅巨型造山带中的一个复合造山带,它经历了印支期洋壳俯冲造山、燕山湖弧-陆碰撞和喜马拉雅期陆内走滑作用诸演化历史。可能由于洋壳板片俯冲角度不同,义敦晚三叠世古岛弧带(206～237 Ma)南北两段具有不同的发育历史,北段昌台弧以发育孤间裂谷为特色,具张性弧特征,发育扩张环境流体聚敛成矿系统,形成VMS型Zn-Pb-Cu矿床和浅成低温热液型Ag-Au-Hg矿床;南段中甸弧不发育弧后盆地,但广泛发育钙碱性弧火山岩-玢岩-斑岩杂岩系和挤压环境岩浆-流体成矿系统,形成斑岩型-夕卡岩型铜多金属矿床。在三叠纪-侏罗纪之交的弧-陆碰撞作用中,早期大陆板片俯冲形成同碰撞花岗岩带(约200 Ma),晚期造山后伸展作用,形成A型花岗岩带(75～138 Ma),伴随扬子大陆板片俯冲而发生的强烈剪切和推覆,在甘孜-理塘蛇绿混杂带发育挤压剪切环境流体聚敛成矿系统,形成剪切带型金矿。伴随造山后伸展和A型花岗岩侵位,发育伸张环境岩浆-流体聚敛成矿系统,主要形成夕卡岩型锡矿和构造破碎带热浪脉型银多金属矿床。印度-亚洲大陆碰撞在义敦造山带主要表现为陆内走滑作用,并控制碱性花岗岩和花岗斑岩的发育(50～30 Ma),伴随斑岩型金矿的形成。     

内蒙古北山望旭山钨矿床地质特征与成矿时代约束

望旭山钨矿是北山成矿带东段近年来新发现的一处钨矿床。通过矿床地质特征研究,认为该矿床成因类型为岩浆热液型。为确定矿床的形成时代,重点对含矿花岗岩体开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。结果表明,含矿似斑状黑云母二长花岗岩和黑云母二长花岗岩锆石U-Pb测年结果表明其岩浆结晶年龄分别为403.2±2.6Ma和406.8±3.1Ma,时代为早泥盆世。基于岩浆高温热液型钨矿床特征,对近年来我国东部及北山地区这类矿床成矿岩体与成矿时代的统计分析结果表明,该类矿床的成岩年龄与成矿时代相近或高度耦合,结合矿床地质特征将望旭山钨矿的成矿时代也厘定为早泥盆世。结合区域构造演化认为盘陀山-望旭山-鹰嘴红山岩浆岩带的形成与早古生代红柳河-洗肠井洋盆闭合导致明水-旱山地块与敦煌地块碰撞致使陆壳增厚重熔作用有关,为与该期岩浆活动关系密切的钨钼(铜)矿床提供了物质条件。     

北山造山带公婆泉岩浆弧的组成、时代及其大地构造意义

公婆泉岩浆弧近东西向展布于北山造山带牛圈子-洗肠井蛇绿混杂岩带北侧的公婆泉-石板井-小黄山一带,其物质组成、不同岩石组合的形成时代及其空间展布规律对于研究北山造山带早古生代地质构造演化具有十分重要的意义.在对三十余幅1:5万区调填图数据研究分析的基础上,明确了公婆泉岩浆弧主要由510~470 Ma的辉长岩-闪长岩侵入岩组合和玄武岩、470~430 Ma片麻状英云闪长岩-花岗闪长岩和少量的闪长岩-石英闪长岩组合及大面积分布的安山岩、430~410 Ma正长花岗岩-二长花岗岩组合等3期较强的构造岩浆作用组成.结合区域地质认识以及上述岩石组合的地球化学资料提出,3期岩浆作用分别形成于早期俯冲、主俯冲期和后碰撞期3个不同的构造演化阶段.其中主俯冲期的花岗岩组合的空间展布,具有由南向北的分布规律,物质提出指示了月牙山-洗肠井洋具有往北俯冲的极性.      

甘肃北山地区花牛山群变英安岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

采用锆石U-Pb方法在甘肃北山地区花牛山群中变英安岩中获得LA-ICP-MS U-Pb年龄为（454.7±0.87）Ma（MSWD=0.28）,属晚奥陶世早期的产物,该年龄可为准确厘定花牛山群的沉积时代提供新的依据,从而将其修订为上奥陶统。同时岩石地球化学具高碱、高铝,富集Rb、Th、U、K、Pb,亏损Nb、Ta、Ti,无明显δEu异常,显示出明显的火山弧岩浆特征。结合区域地质资料表明,岩体形成于活动大陆边缘,其形成与俯冲流体交代或俯冲沉积物的加入有关,与花牛山铅锌矿的喷流（气）沉积型块状硫化物矿床形成环境不同,因此,认为花牛山群并非花牛山铅锌矿的赋矿层位。     

甘肃北山地区花牛山铅锌矿区玄武岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

位于甘肃北山瓜州县境内的花牛山银铅锌矿是北山地区唯一的喷流(气)沉积型块状硫化物矿床,它赋存于一套浅变质细碎屑岩或中基性火山岩夹碎屑岩-碳酸盐岩建造中。关于该矿床的成矿时代,因无确切的同位素年代学和化石证据,争议较大。对花牛山银铅锌矿三矿区铅锌矿体的赋矿围岩玄武岩样品中的锆石进行了LA-ICP-MS法U-Pb定年研究,获得了207Pb/206Pb年龄1071Ma±5Ma,表明花牛山地区中基性火山喷溢活动发生在晚蓟县世。进而揭示花牛山银铅锌矿床是蓟县纪末期强烈拉张构造环境下,与海底火山喷溢活动相伴随的热液活动的产物。它与北山红山铁矿和东天山彩霞山,北祁连山西段石硐沟,华北地块西北缘东升庙、炭窑口、霍各乞等层控铅锌多金属矿床具可对比性,蓟县纪末期是北山地区一个重要的成矿时期。     

中亚造山带北山下—中二叠统物源分析及古地理意义

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段南端,该区广泛出露的海相二叠系是中亚造山带最年轻的海相沉积之一,是解析古亚洲洋晚期演化的理想载体。然而,北山地区的物源学数据分布不均衡、缺少统计对比,直接限制了学界对古亚洲洋古地理结构的探讨。本文在贯穿北山地区中部至南部的8条剖面中获得了681个碎屑锆石U-Pb年龄和192个Hf同位素数据;在等时地层对比的基础上,统计计算了北山地区已发表的下—中二叠统碎屑锆石数据,重建了区域古地理面貌。早—中二叠世,红石山洋向南俯冲至旱山地块之下,形成了黑鹰山弧和弧后裂谷盆地。该盆地北侧的物源分别来自于旱山地块的前寒武纪基底(926～775 Ma)和奥陶纪—志留纪岩体(485～421 Ma),而南侧的物源主要来自于马鬃山隆起。马鬃山隆起是早古生代红柳河—洗肠井洋闭合的产物,主要由奥陶纪—泥盆纪岩体(470～367 Ma)组成,包括早古生代马鬃山岛弧和双鹰山地块的大部分地区。北山南部发育柳园裂谷盆地,盆地南北两侧的碎屑物质分别主要来自于石炭纪—二叠纪火山岩(322～270 Ma)和马鬃山隆起的早古生代岩体,这两种碎屑物质在盆地中心交汇。本文古地理重建结果表明：红石山洋可代表...     

中亚造山带天河石花岗岩及相关铷矿床的主要特征与研究进展

铷是重要的关键金属矿产资源,是未来各国资源争夺的焦点。虽然我国铷矿资源总量丰富,但主要为低品位难以加工利用的花岗岩型铷矿床,而以铁锂云母、锂云母和铯沸石等作为矿石矿物的高品位易加工花岗伟晶岩型铷矿床非常有限。因此,富铷花岗岩及相关铷矿床的形成过程、元素分异机制以及铷在不同矿物相中的赋存状态和控制因素是铷矿床成矿机制研究和找矿工作的关键。本文在对花岗(伟晶)岩铷矿主要研究进展进行综述的基础上,简介中亚造山带东、西段典型天河石花岗岩及相关铷等稀有金属矿床的主要特征和时空分布,并对未来研究重点进行了展望。本文认为,中亚造山带是全球最重要的天河石花岗岩和相关稀有金属矿床成矿域,其西段大量发育三叠纪天河石花岗岩,而东段大量发育晚侏罗至早白垩世天河石花岗岩。两者形成时代和构造背景分别与古亚洲洋向古特提斯洋构造域,以及古亚洲洋向古太平洋构造域的巨大转折相对应,铷等稀有金属成矿潜力巨大,值得开展深入的年代学、岩石学和矿床成因研究。     

北山造山带马鬃山增生楔时空演化历史：来自野外精细解剖、碎屑锆石年代学和岩石地球化学的约束

北山造山带围限于华北克拉通、西伯利亚克拉通和塔里木克拉通之间, 是中亚造山带南缘的重要组成部分, 学界对其构造-地层区划和地质演化历史长期存在着不同认识。其中贾不泉口子地区的马鬃山增生楔是研究北山地区构造演化的天然载体, 本文针对该增生楔的不同地质体开展了详细的识别和解剖, 共识别出蛇绿混杂岩岩片、洋岛-海山岩片、洋内弧岩片、深海-半深海硅质岩岩片、活动陆缘-海沟浊积岩岩片和陆缘增生弧岩片等多种岩片类型。在马鬃山增生楔活动陆缘-海沟浊积岩岩片中的两件凝灰质粉砂岩样品(P3-57、P3-110)和一件含砾岩屑砂岩样品(P3-82)获得最大沉积年龄分别为410Ma、430Ma和286Ma。本研究对北山地区古生代的构造古地理格局演变具有重要的约束作用, 具体表现为: (1)贾不泉口子地区的马鬃山增生楔岩石组合、变质变形程度与年代学研究存在一定差异, 应该对不同类型岩片予以解构分析, 还原不同类型岩片的构造古地理背景; (2)贾不泉口子地区的马鬃山增生楔中的3件基质样品的碎屑锆石年龄谱表现出~2.5Ga、~1.5Ga、~0.9Ga、~450Ma、~430Ma、~410Ma、~350Ma和~288Ma的多峰值频谱特征, 分别记录了北山地区的变质结晶基底、哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆的聚合-裂解事件、活动大陆边缘多期次构造-岩浆事件、残留洋盆以及同碰撞造山快速携入马鬃山增生楔; (3)北山造山带的碎屑锆石年龄频谱占比分布规律存在明显的南北差异, 表明马鬃山增生楔的物源区整体上由前寒武纪时期缝合带北侧提供转向由二叠纪时期缝合带南侧提供。

     

兴蒙造山带西段乌珠新乌苏花岗岩岩石成因和构造背景:地球化学、U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素约束

兴蒙造山带的构造演化及古亚洲洋的闭合时限尚存在较大争议,沿缝合带出露的花岗岩的侵位时代和成因对于约束古亚洲洋的演化具有重要意义。乌珠新乌苏花岗岩位于兴蒙造山带西段的索伦缝合带内,其Na_2O+K_2O含量为7.14%～9.36%,Al_2O_3含量为13.18%～13.49%,K_2O/Na_2O为1.10～1.52,属于高钾钙碱性系列岩石。稀土总量富集(174.8×10~(-6)～213.7×10~(-6)),相对富集轻稀土元素,轻重稀土分异中等[(La/Yb)_N=3.68～5.41],Eu负异常明显。乌珠新乌苏花岗岩富集Rb、Th、Hf,亏损Nb、Sr、P、Ti等元素,符合典型高分异A型花岗岩的低Sr、高Yb、Eu负异常的特点,显示后碰撞花岗岩的特征,形成于造山后地壳减薄阶段。乌珠新乌苏花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示其~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为279±2.7Ma(MSWD=1.6)和276±1.9Ma(MSWD=0.69)。正的全岩ε_(Nd)(t)值(2.1～2.7)和锆石ε_(Hf)(t)值(7.7～10.2)以及相对年轻的亏损地幔模式年龄(Nd的t_(DM2)为826～874Ma;Hf的t_(DM2)为655～931Ma),表明乌珠新乌苏花岗岩母岩浆可能来源于新元古代新生下地壳的部分熔融。综合花岗岩的地质地球化学、年代学及同位素特征,认为兴蒙造山带西段的乌珠新乌苏地区在早二叠世处于后碰撞的伸展环境。     

甘肃花牛山喷流沉积型金银铅锌矿床控矿因素与找矿前景分析

花牛山银铅锌矿床过去大多研究者认为其形成与印支期花岗岩有关。但矿床地质特征、矿化类型及成矿年代学研究表明,花牛山银铅锌矿床是中元古代晚期古火山喷流沉积作用的产物。本文在分析论述矿区喷流沉积型贵重-有色金属系列矿化成矿作用特点和成矿规律的基础上,系统归纳总结了矿床主要控矿因素与找矿标志。并按照层控找矿思路,结合地质及物探工作资料,指出了今后开展接替资源勘查的找矿靶区。     

甘肃北山南带晚泥盆世岩浆事件:锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素体系约束SCIEI北大核心CSCD

北山造山带处于中亚造山带南缘,研究其岩浆事件对于推演中亚造山带地质构造演化具有重要意义。在甘肃北山南带的双鹰山-花牛山岛弧带中,分布有大量花岗质岩体。本文选取甘肃北山南带双峰山南复式岩体中的花岗闪长岩和二长花岗岩,开展LA-ICP-MS锆石年代学、Hf同位素、全岩地球化学和Sr-Nd同位素研究。研究结果表明该复式岩体成岩时代、地球化学与同位素特征基本一致,具体如下:(1)锆石年代学结果显示二长花岗岩年龄为367.5±1.7Ma、368.0±1.8Ma,花岗闪长岩年龄为366.3±2.2Ma,均为晚泥盆世;(2)复式岩体SiO_(2)含量为64.39%~74.95%、碱含量为5.01%~9.21%,属准铝质(A/CNK=0.88~1.00),P 2O 5含量低(0.02%~0.17%),且与SiO_(2)呈负相关,具有典型的I型花岗岩特征;(3)样品总体富集轻稀土元素((La/Yb)N=6.23~23.0),具有较强烈的Eu负异常(δEu=0.31~0.55),富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素;(4)锆石εHf(t)值为-3.1~+6.0,t DM2为928~1327Ma,全岩(87 Sr/86 Sr)i在0.705607~0.708523之间,εNd(t)在-4.1~-1.9之间。结合区域构造环境,实验数据表明,双峰山南晚泥盆世复式岩体是在活动大陆边缘的环境下,由幔源岩浆底侵加热下地壳使之部分熔融,并与之混合形成的,代表了晚泥盆世柳园洋向北俯冲的构造事件。