甘肃龙首山多金属成矿带地质构造特征研究

彭 翔

（甘肃煤炭地质勘查院，甘肃 兰州 730000）

龙首山，古称甘浚山，位于甘肃省河西走廊中段北部，属于天山余脉走廊北山的一部分。是河西走廊与阿拉善高平原的分界线。东部位于甘肃省金昌市，西段位于甘肃省张掖市。龙首山名来自主峰东大山山东的同名山峰，山形似龙首，故名龙首山。主峰东大山。东端的龙首山金川巨型硫化铜镍矿世界著名，镍储量为亚洲第一，世界第二，同时伴有10多种金属和贵金属。

以甘肃龙首山山金属成矿地带地层出露齐全，构造岩浆热事件多旋回发生、变形变质作用强烈，地质构造复杂多样，矿产资源特别丰富，矿产种类特别的多，已经探明的在此处有数百处矿场地，矿种多达上百种，探明储量的矿种类88种，成为我国有色金属、贵金属等款产的重要基地。元古代龙首山边缘沉降带形成和发展时期元古代构造期主要经历了古元古代陆块形成和碰撞、中元古代龙首山边缘沉降带形成－新元古代早期青白口纪边缘沉降带褶皱隆起、新元古代中晚期南华纪—震旦纪边缘沉降带沉降3个阶段[1]。

1 古元古代陆块形成和碰撞阶段

龙首山构造带是吕梁期构造事件所形成的变质结晶基底，位于原始中朝陆块由太古宙时期形成的稳定陆块— —阿拉善板块的南缘，太古宙时期形成的稳定陆块（中朝陆块主体（从鄂尔多斯、华北地区到朝鲜半岛）、阿拉善板块和塔里木板块）之间是古元古代构造事件所形成的构造活动带，主要有敦煌—龙首山碰撞带、天山—北山—祁连碰撞带、柴达木碰撞带

（柴达木盆地北缘年龄为2.2Ga）、东昆仑边缘增生带以及西昆仑—阿尔金碰撞带[2]。原始中朝陆块在吕梁期通过进一步的裂陷、碰撞、拼合，最后再次结合而成结晶基底，这样就在古元古代末期聚合成了规模巨大的原始中朝陆块（西起塔里木，东至朝鲜半岛），并且该陆块一直可以比较稳定地演化到中元古代末期，龙首山成矿带及7210矿床出露的龙首山群就是这一时期（古元古代）裂陷、沉积和碰撞的产物，并成为敦煌—龙首山碰撞带的组成部分，7210矿床内出露的灰白色、灰绿色中粒石英闪长岩－斜长花岗岩和橘黄色、红色、肉红色伟晶状白岗岩是与这次陆块碰撞有关的侵入岩。石英闪长岩－斜长花岗岩锆石U-ThPb等时线年龄为Ma[3]。

石英闪长岩体呈岩株状侵入于龙首山群，岩体内部为石英闪长岩，向边部和顶部过渡为斜长花岗岩。伟晶状白岗岩侵入于龙首山群和石英闪长岩－斜长花岗岩，又被石炭系所覆盖（图2）。伟晶状白岗岩白云母K-Ar同位素年龄为1679Ma～1750Ma，锆石U-Th-Pb等时线年龄为1959Ma，晶质铀矿U-Pb同位素年龄为（1767）Ma，矿石全岩U-Pb同位素年龄为Ma，成岩期黄铁矿U-Pb同位素结晶年龄为[2]。这些年龄接近或稍晚于敦煌—龙首山碰撞带与矿区地质背景和区域构造演化历史相吻合，说明石英闪长岩-斜长花岗岩、伟晶状白岗岩均是古元古代末期与陆块碰撞、拼合有关的中酸性岩浆活动的产物[4]。

2 中元古代龙首山边缘沉降带形成－新元古代

早期青白口纪边缘沉降带褶皱隆起阶段从中元古代开始，原始中朝陆块开始发生张裂，出现了南塔里木、北塔里木、古柴达木板块和古中朝陆块等之间的初始张裂，它们被浅海裂陷区分开。这一构造活动即汤中立等所指的中元古代华北板块裂解。中朝陆块西南缘的敦煌—阿拉善南部中新元古代浅海相沉积地层厚度为1452m，阿拉善—龙首山为9662m，形成了一条范围相当宽阔的边缘沉降带，包括河西走廊边缘海盆和龙首山陆缘带[5]。这一时期在龙首山陆缘带沉积了中元古界墩子沟群；位于古中朝陆块西部的古柴达木板块同时在中元古代发生四周裂陷，并以古祁连洋为界，与中朝陆块—阿拉善板块相分离；这一时期在甘肃祁连形成了一套半深海火山岩－碳酸盐岩－复理石建造，普遍经历了角闪岩－绿片岩相的区域变质，地层厚度为18543m[5]。

新元古代早期800Ma～1000Ma的青白口纪，古中朝陆块、南塔里木和柴达木板块（包括中祁连等）的基本构造格局仍与中元古代相近，但沉积地层的分布范围扩大了。形成于中元古代的南塔里木、北塔里木、柴达木板块与古中朝陆块之间的塔里木中部裂陷带、阿尔金裂陷带及祁连裂陷带在青白口纪中后期发生缩短和碰撞，形成了3条俯冲、碰撞和拼合带，使古中朝陆块、塔里木和柴达木板块重新聚合成为原始中朝陆块的西半部，位于中朝陆块西南缘的龙首山边缘沉降带也随之褶皱缩短和上升隆起遭受剥蚀，缺失青白口纪地层[6]。

3 新元古代中晚期南华纪—震旦纪边缘沉降带沉降阶段

青白口纪古中朝陆块（包括阿拉善）、塔里木和柴达木板块的碰撞和拼合作用不太强烈，使得新元古代中晚期南华纪—震旦纪祁连地区再次出现明显的裂陷（即形成了兴凯—加里东祁连洋），使塔里木—柴达木板块与阿拉善—华北板块分离，并使塔里木—柴达木板块具有明显不同于中朝陆块（包括阿拉善）主体的沉积特征[7]。伴随祁连裂陷沉降的加剧，与之毗连的龙首山地区在震旦纪（570Ma～680Ma）也发生了沉降，沉积了孩母山群冰川－浅海相碳酸盐岩－碎屑岩局部基性火山岩建造[8]。震旦纪，中国大陆多数地区为构造活动稳定区，中朝陆块南缘和塔里木板块—柴达木板块北缘进入冰川带，发育罗圈组冰积层，这个时期即相当于全球590Ma前后的Varanerian冰期[9-11]。