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昆仑–阿尔金成矿带地质背景研究项目主要进展——中国地质调查局西安地质调查中心校培喜教授级高工研究成果展示

2013-06-24

昆仑–阿尔金成矿带处于青藏高原北部,总体上属于特提斯古大洋北部陆缘系统,该地区自然环境十分恶劣,是中国造山带中研究程度较低的地区,该成矿带经历了复杂的地质构造演化过程,构造岩浆活动强烈,铁、铜、铅锌、金等多金属成矿地质条件优越。为提高该成矿带地质背景研究程度,中国地质调查局部署实施了昆仑-阿尔金成矿带基础地质成果集成及地质背景研究项目。该项目总体目标任务是依托重要成矿区带和关键地质地段部署实施的15万综合地质调查成果,结合区域物、化、遥调查资料和专题研究资料,开展本区重要成矿带地、物、化、遥资料综合集成研究,建立本区地质构造格架,查明成矿带地质构造背景,选择区域性关键地质问题,开展综合研究;分阶段和片区编制本区重要成矿带150万成矿地质背景图,建立相应系列空间数据库。

20082012年项目实施以来,取得一系列新成果和新认识,对于指导区域地质矿产调查项目部署具有重要意义,主要表现在以下几个方面:

1依据新近完成的1:5万区域地质(矿产)调查、专题研究和物化探成果资料,编制完成了1:50万阿尔金-东昆仑西段成矿带地质背景图、1:50万阿尔金-东昆仑西段成矿带地球物理系列图、1:50万阿尔金-东昆仑西段成矿带地球化学系列图,修编完成了1:50万阿尔金-东昆仑西段成矿带地质矿产图等。全面反映了研究区地质矿产最新成果,为成矿带成矿地质背景研究奠定了坚实基础。

2系统总结了研究区区域重力、区域航磁、区域岩石元素丰度、区域地球化学分布规模和遥感影像地质特征等,特别是对茫崖-库尔勒天然地震剖面台湾阿尔泰地学断面阿尔金龙门山剖面沱沱河-格尔木地震测深剖面和找矿远景区、整装勘查区的大比例尺地球化学、遥感地质特征进行了详细论述,为构造单元、成矿远景区划分和找矿有力地段确定等提供了依据。

3结合1:5万区域地质(矿产)调查成果资料,重新厘定了工作区地层系统,完善了岩石地层时空结构表,在此基础上开展了赋矿地层、含矿建造对比研究。阿尔金地区,南华纪-早古生代早古生代洋陆转化阶段,早期发育裂谷盆地碎屑岩-火山岩建造与铁、铜、金等多金属矿有关,晚期火山岩-碎屑岩建造-碳酸盐岩(拉配泉群),与铁、铜、铅锌矿相关;东昆仑西段地区,长城纪-青白口纪古大陆裂解与汇聚阶段,发育碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩沉积建造(小庙岩组、万宝沟群、狼牙山组等),与铁、铜、铅锌、钴、钨锡矿化有关。早古生代洋陆转化阶段,发育火山岩、碎屑岩、碳酸盐岩建造(萨松乌拉组、祁漫塔格群、纳赤台群等),与铁、铜、钴、铅、锌等多金属矿化有关。晚古生代分为两种建造类型:北部为大陆边缘裂陷海盆,发育碳酸盐岩、碎屑岩建造(石拐子组、大干沟组、缔敖苏组等),与铁、铜、铅、锌矿化有关;南部为浅海-有限洋盆环境,发育碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩沉积建造(马尔争组),与铜、金矿化密切。

4依据200余个同位素测年结果,厘定建立了工作区侵入岩时空结构表,同时分构造单元和构造演化阶段进行了对比研究,从早到晚,侵入岩浆活动具有从北向南迁移特征。阿尔金地区,主要发育前寒武纪、早古生代洋陆转化阶段的侵入岩,早古生代中酸性侵入岩多为火山弧构造环境,晚古生代侵入岩为火山弧-板内构造环境。东昆仑地区,主要发育古生代洋陆转化、中生代陆内演化阶段侵入岩。古生代中酸性侵入岩多为火山弧-同碰撞构造环境,晚古生代-中生代侵入岩为火山弧-板内构造环境。在此基础上开展了控矿岩体研究,确定阿尔金地区与成矿关系密切的主要侵入岩浆事件是南华纪陆缘裂解、早古生代晚期弧后裂解环境的基性-超基性杂岩体,与铁、铜、镍、铂矿有关,古生代同碰撞花岗岩与金矿化关系密切,三叠纪板内花岗岩与矽卡岩型铜、铅锌矿化有关;东昆仑地区与成矿关系密切的主要侵入岩浆事件是奥陶纪碰撞“S”型花岗岩体,与钨、锡矿有关,泥盆纪裂谷型基性超基性岩,与铜镍矿有关,晚古生代-三叠纪后碰撞高钾钙碱性花岗岩体,与铁、铜、铅锌等多金属矿有关,中新生代浅成、超浅成小岩体,与铜、钼、锑、锂、铍、铅、锌、金等多金属矿有关。

5开展了祁漫塔格地区和柴北缘地区滩间山群的对比研究和重新厘定。滩间山群 在柴达木盆地南北缘均有分布,是早古生代重要的含矿层位。通过沉积建造、火山岩形成时代及构造环境、含矿特性等,认为两地的滩间山群存在较大差异,柴北缘的滩间山群岩性组合主要为片岩、硅质岩、大理岩、变质中基性火山岩,下部为中基性火山岩建造,上部为碎屑岩-碳酸盐岩建造,以发育喷流沉积型金、铁、铜、铅锌矿为特征,玄武岩为成熟岛弧产物,火山岩时代为寒武纪-奥陶纪(510460Ma);柴南缘祁漫塔格地区的滩间山群 岩性组合为变质砂岩、千枚岩、硅质岩、结晶灰岩、玄武岩、安山岩、流纹岩、凝灰岩,下部为中基性-中酸性火山岩夹碎屑岩建造,中部为碎屑岩夹中基性火山岩建造,上部为碳酸盐岩夹碎屑岩建造,以发育矽卡岩型铁多金属矿为特征,玄武岩表现出类似E-MORB特征,结合其南侧十字沟等蛇绿岩带出现,认为其很可能为亏损地幔N-MORB和富集地幔交代熔融产物,火山岩时代为晚奥陶世-早志留世(450440Ma)。

通过上述对比研究,我们建议柴北缘沿用滩间山群,时代为寒武纪-奥陶纪,东昆仑改用祁漫塔格群,时代为晚奥陶世-早志留世。

6开展了迪木纳里克铁矿赋矿地层形成时代和构造环境研究。赋矿地层主要为一套浅变质强变形含炭碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩,为浅海陆棚环境的产物,铁矿主要产于千枚岩、粉砂岩、泥质千枚岩和火山岩中。关于该套地层前人曾有不同认识:(1125万区调划为早古生代碎屑岩岩片,属阿南蛇绿构造混杂岩带组成部分;(2)矿产普查评价项目确定为奥陶纪祁漫塔格群;(3)有的学者将其对比为青白口纪索尔库里群等。本次研究从该套地层下部火山岩中获得622.7±1.8Ma锆石U-Pb年龄,从块状磁铁矿石中获得最小协和年龄为628±12Ma,从侵位于该套地层的二长花岗岩中获得441±2Ma锆石U-Pb年龄,赋矿地层并非蛇绿岩端员组分,其形成时代要新于628Ma,老于440Ma,将其置于震旦纪-寒武纪。赋矿地层下部为火山岩-碎屑岩建造,上部为碎屑岩-碳酸盐岩建造,为阿南裂谷盆地演化的产物。铁矿类型为火山-沉积变质型。

7开展了喀腊大湾铁多金属矿赋矿地层形成时代和构造环境研究。矿区发育浅变质火山岩、碎屑岩、碳酸盐岩建造,铁矿主要赋存于玄武岩与大理岩突变结构面附近,与玄武岩关系密切,铅锌矿赋存于绢云母绿泥石石英片岩、含石榴石黑云母石英片岩、长石二云石英片岩中。赋矿地层目前还存在着蓟县纪塔昔达坂群与奥陶纪拉配泉群之争,本次研究人认为是奥陶纪拉配泉群(基性火山岩中获得454491Ma的锆石U-Pb年龄)。研究证明,奥陶纪拉配泉群火山岩主要由碱性玄武岩和拉斑玄武岩组成,碱性玄武岩具有类似OIB地球化学特征,为对流地幔部分熔融的产物。拉斑玄武岩表现出富集LILEThU、亏损HFSENb-Ta,总体上表现出类似岛弧拉斑玄武岩的特征,为红柳沟-拉配泉洋俯冲交代地幔楔的产物,其熔融源区明显受到俯冲沉积物的贡献,两者共同代表 了弧后盆地岩浆作用的产物。喀腊大湾铁多金属矿为弧后拉张玄武岩喷发-沉积过程中形成的火山-沉积型铁矿和海底火山喷流沉积一岩浆热液改造型铅锌多金属矿床。

8红柳沟-拉配泉蛇绿构造混杂岩带研究取得新进展。通过对红柳沟-拉配泉蛇绿构造混杂岩带中的斜长花岗岩野外地质、岩相学、岩石学、地球化学和同位素年代学的综合研究表明,红柳沟斜长花岗岩为洋壳运移过程中含水条件下镁铁质岩石发生角闪岩相变质作用后部分熔融形成的,该类花岗岩锆石年龄代表了与洋壳扩张同期或者稍晚于洋壳扩张时代的洋盆的扩展时代,红柳沟斜长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为512±1.5Ma,这一结果表明红柳沟-拉配泉有限洋盆的开启时限为中寒武世。红柳沟斜长花岗岩的发现及精确定年,为确定红柳沟-拉配泉有限洋开启时限提供了重要的同位素年代学依据,为深入研究区域早古生代构造演化格局奠定了物质基础。

9依据这一地区最新调查研究资料,开展了成矿带成矿地质背景研究。划分了成矿带、成矿亚带,详细叙述了每个带、亚带的地质矿产特征,特别是对近年发现的新矿种(甘肃余石山铌钽矿、青海牛鼻子梁铜镍矿、青海夏日哈木铜镍矿、新疆长青钒钛磁铁矿等)给予了重点关注;综合地、矿、物、化、遥等资料,确定了17个成矿远景区、43个找矿有利地段。重点应该关注昆南增生杂岩带和昆北弧后盆地等构造单元。