青海省柴北缘成矿带矿床成矿系列

王进寿,潘 彤,李 鹏,田永革,安永蔚,余福承,雷晓清

(1. 青海省地质调查院 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室,青海 西宁 810012; 2. 青海省地质矿产勘查开发局,青海 西宁 810001; 3. 青海省第一地质矿产勘查院,青海 海东 810600)

0 引 言

矿床成矿系列是指在一定的地质历史时期或构造运动阶段，在一定的地质构造单元及构造部位，与一定的地质成矿作用有关，形成一组具有成因联系的矿床自然组合，属于矿床的一种基本自然分类，具体反映特定成矿带矿床成矿期、成矿地质环境、成矿作用及矿床类型组合的特征和规律。该理论的“全位成矿、缺位找矿”思维方法对区域成矿预测及找矿勘查部署具有重要指导意义。

青海省成矿系列研究成果公开较少，以往偏重于工作程度较高的东昆仑、北祁连重要成矿带或全省域主要矿种的成矿系列研究。长期以来，由于柴北缘地区重大成矿地质事件背景不清、成矿时代及矿床类型模糊等因素，使得成矿规律总结和成矿系列厘定研究薄弱，影响了该地区的找矿突破。本文以《中国矿产地质志》子项目青海省矿产志为契机，从矿床成矿系列理论“四个一”内涵着眼，以区域成矿构造时空演化-成矿作用耦合关系为统一体，研究柴北缘地区矿床成矿系列的形成分布和时空演化规律，对柴北缘成矿带53个矿种、298处矿产地的成矿系列进行探索，深化该地区成矿规律认识，希冀为新的战略性找矿提供支撑。

1 区域成矿地质背景

图1 柴北缘地区成矿区带划分及重要矿种分布简图Fig.1 Division of Metallogenic Belts and Distribution of Important Minerals in the Northern Margin of Qaidam Basin

表1 柴北缘成矿带成矿单元划分Table 1 Division of Metallogenic Units in the Northern Qaidam Metallogenic Belt

研究区地层除缺失新元古界青白口系、志留系、下泥盆统、中二叠统—中三叠统和上白垩统外，自新太古界至第四系均有出露，尤其发育古元古界和新生界地层，为典型的中浅覆盖景观区。其中，滩间山岩浆弧分布含矿地层，主要以中元古界蓟县系浅变质碎屑岩、奥陶系海相中基性火山岩-碎屑岩夹碳酸盐岩组合和第四系盐湖沉积为特点；柴北缘蛇绿混杂岩带与成矿相关的地层较为复杂，有古元古界变质地层、寒武系基性海相火山岩夹细碎屑岩组合、上石炭统—下二叠统陆表海碳酸盐岩建造和中—下侏罗统河湖相、湖沼相碎屑岩建造等；欧龙布鲁克被动陆缘新元古界变质地层、中—下奥陶统碳酸盐岩建造、石炭系碳酸盐岩建造和中—下侏罗统河湖相、湖沼相碎屑岩建造等含矿性明显。

区内岩浆活动频繁且强烈，岩浆作用相对集中于加里东造山期从大洋俯冲、大陆碰撞到造山带垮塌的各个阶段。与蛇绿岩相关的基性、超基性岩以及与增生/碰撞造山有关的中、酸性岩浆侵入和火山活动均发育，前两者较为强烈，滩间山岩浆弧与柴北缘蛇绿混杂岩带中不乏与之相关的黑色金属、有色金属、贵金属和稀有金属矿产资源。火山岩时代分别属南华纪、奥陶纪和泥盆纪，其中已知仅有奥陶纪火山岩与区域成矿关系密切，其成岩年龄为(486±13)Ma，主要为火山-沉积组合中的中基性海相火山岩，岩石具钙碱性、E-MORB和N-MORB地球化学特征，可能形成于大陆边缘弧后盆地扩张环境，控制着海相火山岩型铅锌(银)矿床的成矿；而南华纪裂谷环境基性火山岩出露零星，其和泥盆纪中酸性陆相火山岩中均未发现矿化现象。

反映古陆成型、裂解-造山演化过程的前南华纪基底变质、奥陶纪超高压榴辉岩带形成、加里东期和华力西期—印支期岩浆侵入接触等区域变质及交代变质作用较普遍，伴随出现较多的变成型、受变质型非金属矿产和接触交代型多金属矿产。近年来，在榴辉岩带中发现了大型金红石矿床，取得了找矿突破。

2 矿产时空分布特征及矿床类型

截至2020年底，柴北缘地区已发现不同矿种的矿床(点)共计298处，包括超大型矿床7处(茫崖石棉矿床、大柴旦湖硼矿床、锡铁山铅锌(银)矿床、艾力斯台石英岩矿床、尕海南山石灰岩矿床、旺尕秀石灰岩矿床、丁叉叉山南坡金红石矿床)、大型矿床10处、中型矿床19处、小型矿床50处。矿种达53种之多，优势矿种为金、铅、锌、铬、煤、石棉、硼、盐类、石灰岩、地下水等。区内矿产资源归属于能源矿产、金属矿产、非金属矿产和水气矿产等4个大类10个亚类，其中能源、黑色金属、有色金属、贵金属、工业矿物类、工业岩石(土)矿产亚类矿产地280处，占矿产地总数的93.96%。

2.1 矿产时空分布特征

2.1.1 成矿时代分布

柴北缘成矿带自前南华纪至第四纪历经5个成矿构造演化旋回，各旋回成矿强度及矿床类型差异较大。根据298处矿产地(含86处小型规模及以上矿床)成矿时代统计(图2)，以南华纪—泥盆纪、石炭纪—三叠纪、侏罗纪和新近纪矿床占多数，表明柴北缘地区主要成矿时代为南华纪—泥盆纪、石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪和新生代。不同类型矿床的主要成矿时代迥然不同，如岩浆热液型矿床主要形成于南华纪—泥盆纪，接触交代型矿床大量形成于石炭纪—三叠纪。从区域地质演化来看，南华纪—泥盆纪经历了复杂的造山过程，石炭纪—三叠纪为特提斯演化时期，两个构造阶段岩浆作用均十分强烈，内生矿床大量形成；而侏罗纪—白垩纪、新生代地壳趋于稳定，以沉积作用为主的外生矿床较为常见。目前，研究区已发现的石炭纪—三叠纪岩浆热液型矿床以及南华纪—泥盆纪接触交代型矿床数量、规模与地质作用匹配程度远不及预期，找矿潜力较大。

图2 柴北缘成矿带各成矿时代矿产地/矿床数量直方图Fig.2 Number Histogram of Mineral Deposits in Each Ore-forming Period in the Northern Qaidam Metallogenic Belt

2.1.2 矿产资源空间分布

柴北缘地区298处矿产地不均匀分布于5个Ⅳ级成矿亚带中。按照各成矿亚带中矿产地数量的多少排序，Ⅳ24-2锡铁山—布果特山成矿亚带矿产地数量最多(107处)，Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山成矿亚带次之(105处)，Ⅳ24-3大煤沟成矿亚带为34处，Ⅳ24-1俄博梁成矿亚带为32处，Ⅳ24-4欧龙布鲁克成矿亚带为20处。

综合来看，空间上与滩间山岩浆弧赛什腾—布果特山段对应的Ⅳ24-2锡铁山—布果特山成矿亚带，以及与柴北缘蛇绿混杂岩带相对应的Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山成矿亚带成矿地质背景优越，成矿强度大，内生矿床控矿地质体以与造山过程阶段洋陆转换有关的岩浆岩较发育为显著特征，与岩浆成矿作用紧密相关的矿产地数量众多。其中，Ⅳ24-2锡铁山—布果特山成矿亚带与岩浆作用有关的矿床类型有6种，海相火山岩型锡铁山铅锌(银)矿床、岩浆热液型滩间山金矿田等14处矿床即产出于该亚带；Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山成矿亚带岩浆作用矿床有6种，以岩浆热液型、岩浆型和接触交代型为主的铁、锰、铜、铅、锌、金、铌钽、铬、铀等矿床有16处之多。

2.2 矿床类型

依据成矿地质背景、矿床地质特征、成岩成矿同位素定年、矿产空间分布规律等资料梳理，将柴北缘地区矿床类型厘定为15种(图3)，其中重要类型有7种(岩浆型、岩浆热液型、海相火山岩型、变成型、浅成中低温热液型及成因不明型、蒸发沉积型以及生物化学沉积型矿床)，主要类型有2种(接触交代型和化学沉积型矿床)，次要类型有6种(伟晶岩型、斑岩型、陆相火山岩型、受变质型、风化型、机械沉积型矿床)。岩浆作用矿产地以岩浆热液型、岩浆型矿床最为重要(计83处，占柴北缘成矿带矿产地的27.95%)，生物化学沉积型矿床则在沉积作用矿床中较重要。

图3 柴北缘成矿带矿床类型统计圆饼图Fig.3 Pie Diagram of the Proportion of Deposit Types in the Northern Qaidam Metallogenic Belt

3 矿床成矿系列划分

3.1 划分原则

柴北缘成矿带矿床成矿系列划分主要依据“一定的地质历史发展阶段所形成的一定地质构造单元内，与一定的地质成矿作用有关且在特定的地质构造部位形成的一组具有成因联系的矿床”核心内涵。按照第一序次(矿床成矿系列组合、矿床成矿系列组、矿床成矿系列)→第二序次(矿床成矿系列)→第三序次(矿床成矿亚系列)→第四序次(矿床式)→第五序次(矿床)进行划分。本次研究第一序次主要采用矿床成矿系列组合，其后考虑地质成矿作用来进一步划分，即以岩浆、沉积、变质、含矿流体和表生成矿作用共划分为5个序次。

3.2 划分结果

基于柴北缘地区地质构造演化与成矿时空分布规律，根据矿床成矿系列理论，将柴北缘成矿带共厘定出矿床成矿系列组合15个、矿床成矿系列20个、矿床成矿亚系列16个、矿床式23个(表2)。

4 矿床成矿系列基本特征

作为矿床的一种自然分类，矿床成矿系列随矿床成矿期、成矿地质环境、成矿作用及矿床类型组合的改变而以特定的面貌出现在各成矿单元，并且随构造演化而不断演进保存或转化或消失，进而表现出复杂性和独特性。往往其越是复杂，则成矿强度可能越高，矿种多样性越丰富，但受后期保存条件的约束，其不一定代表现今观察到的矿床规模。

本次研究突出柴北缘地区大地构造演化与成矿的关系，从本质上反映了以成矿时代为主线、按构造-成矿旋回建立矿床成矿系列的格架及其特征。

4.1 时间特征

按照矿床成矿系列“四个一定”的思路分析，区内15个矿床成矿系列组、20个矿床成矿系列、16个矿床成矿亚系列、23个矿床式均属具有成因联系的不同矿床“自然组合体”，也是柴北缘成矿带各个地质历史演化阶段重大地质-成矿事件的必然产物。显然，矿床成矿系列的时代结构及其发育规律与主要矿产地及矿床的时代结构及其产出规律基本相似，更说明成矿时代产出规律的本质属性，即它们均为柴北缘成矿带各个地质历史时期“四维”成矿有序演化的结果。

具体而言，柴北缘成矿带矿床成矿系列随成矿柴北缘成矿带主要矿床成矿系列的成矿时代呈现以南华纪—泥盆纪为成矿高峰值(36.84%)的偏正态、基本对称分布规律。具体来说，南华纪—泥盆纪居首，发育7个矿床成矿系列、9个矿床成矿亚系列、8个矿床式；其次为石炭纪—三叠纪，发育有5个矿床成矿系列、7个矿床成矿亚系列、9个矿床式；第三为古近纪—第四纪，发育3个矿床成矿系列、3个矿床式；并列第三为前南华纪，发育有3个矿床成矿系列、1个矿床式；第五为侏罗纪—白垩纪，发育2个矿床成矿系列、2个矿床式(表2)。

表2 柴北缘地区3级成矿单元成矿系列划分方案Table 2 Division Scheme of Metallogenic Series for Three Levels of Metallogenic Units in the Northern Margin of Qaidam Basin

续表 2

续表 2

构造演化旋回大致呈现前南华纪简单→南华纪—泥盆纪复杂→石炭纪—三叠纪中等复杂→侏罗纪—白垩纪简单→新生代简单的特点(图4)，即造山阶段复杂程度高于裂谷阶段和陆内演化阶段，陆内演化阶段和基底形成阶段矿床成矿系列最为简单。从矿床成矿系列的复杂程度可以直观看出相应成矿构造演化旋回中重大成矿地质事件发生的强度。

图4 柴北缘成矿带各成矿时代矿床成矿系列及亚系列数量直方图Fig.4 Number Histogram of Metallogenic Series and Sub-series in Each Ore-forming Period in the Northern Qaidam Metallogenic Belt

4.2 空间特征

柴北缘成矿带的5个Ⅳ级成矿亚带中，矿床成矿系列、矿床成矿亚系列及矿床式属Ⅳ24-2锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤-盐类成矿亚带最多(共有矿床成矿系列及矿床成矿亚系列8个)，其次为Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山Pb-Zn-Au-Mn-Cr-Fe-W-稀有金属-金红石-石灰岩-黏土成矿亚带(共有矿床成矿系列及矿床成矿亚系列6个)。

矿床成矿系列在不同构造单元(成矿亚带)的大致分布规律为：滩间山岩浆弧复杂，柴北缘蛇绿混杂岩带复杂，阿尔金造山带中等，欧龙布鲁克被动陆缘简单，即构造单元中地质构造环境及建造组合简单，则矿床成矿系列亦简单，反之亦然。

考虑到柴北缘地区区域地质发展历经前南华纪古陆基底演化、南华纪—泥盆纪原特提斯洋演化超大陆裂解-造山、石炭纪—三叠纪古特提斯洋演化、侏罗纪—白垩纪特提斯洋演化陆内造山以及古近纪—第四纪高原碰撞隆升5个旋回的构造演化，构造环境复杂，总体表现出以岩浆成矿作用、沉积作用和变质作用为主的鲜明特色，但各成矿单元不同的成矿作用随成矿环境的变迁呈现出叠加的特征(图5)。例如，在茫崖采石沟一带，侏罗纪—白垩纪与沉积作用有关的矿床成矿系列叠加于南华纪—泥盆纪与岩浆作用有关的矿床成矿系列之上；在沙柳河一带，石炭纪—三叠纪与岩浆作用有关的矿床成矿系列和与含矿流体作用有关的矿床成矿系列叠置；在布果特山一带则出现了与变质作用、岩浆作用、含矿流体作用及沉积作用有关的矿床成矿系列多重叠置现象，可能有利于形成一定规模的成矿。矿床成矿系列的叠加即体现了成矿的多样性和复杂性，也预示着多期次叠加成矿条件有利于区域成大矿的可能性。部分矿床成矿系列的相互叠加对成矿预测有着积极作用，而一些矿床成矿亚系列很可能与矿床成矿系列的谱系演化相关。例如，对沙柳河一带石炭纪—三叠纪与岩浆作用有关的矿床成矿系列成矿作用分析认为，三叠纪酸性侵入岩的分异演化产生伟晶岩型稀有金属-长石-白云母-绿柱石-水晶矿床成矿亚系列，三叠纪酸性侵入岩与围岩接触交代成矿产生接触交代型Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Ag-W-Sn矿床成矿亚系列，表明与岩浆作用有关的不同矿床成矿亚系列可能由同一成矿系统演化而来。它们构成岩浆热液型-接触交代型、岩浆热液型-伟晶岩型等矿床组合，但有些则无明确的找矿意义，应当结合成矿地质环境做具体分析。因而，以矿床成矿系列的思想深入开展成矿预测理论研究具有重要的科学意义。

图5 柴北缘地区矿床成矿系列分布Fig.5 Distribution of Metallogenic Series of Deposits in the Northern Margin of Qaidam Basin

4.3 成矿作用特征

柴北缘地区5个成矿构造演化旋回中，因成矿地质动力学背景的不同而造成成矿作用特征的巨大差异。其中，南华纪—泥盆纪成矿构造演化旋回发育的矿床成矿系列多样，从矿床成矿系列及矿床成矿亚系列数量来看，成矿高峰期表现出岩浆作用成矿、沉积作用成矿与变质作用成矿。与岩浆作用有关的矿产地数量达79处，占该成矿构造演化旋回矿产地总数(116处)的68%，涉及岩浆型、伟晶岩型、接触交代型、斑岩型、岩浆热液型、海相火山岩型共6种类型矿床，组成3个矿床成矿系列、6个矿床成矿亚系列、6个矿床式；沉积作用成矿形成的矿产地数量为11处，涉及以化学沉积型为主、以机械沉积型为辅的两种矿床类型，组成2个矿床成矿系列、1个矿床式；变质作用成矿形成的矿产地数量为13处，矿床类型以变成型为主，其次为受变质型，组成1个矿床成矿系列、3个矿床成矿亚系列、1个矿床式。

石炭纪—三叠纪成矿强度仅次于南华纪—泥盆纪，因古特提斯洋演化出现板内海相、复合岩浆弧及陆内裂谷的复杂构造环境，所以该成矿构造演化旋回岩浆作用、沉积作用以及流体作用尤为强烈，矿产地众多(98处)、矿种复杂，可划分出多个矿床成矿系列。与岩浆作用有关的矿产地数量达40处，矿床类型有岩浆型、伟晶岩型、接触交代型、岩浆热液型、陆相火山岩型、海相火山岩型，可划分出2个矿床成矿系列、5个矿床成矿亚系列、5个矿床式。沉积作用成矿形成的矿产地数量为23处，矿床类型有化学沉积型、机械沉积型、蒸发沉积型3种，组成1个矿床成矿系列、2个矿床成矿亚系列、3个矿床式。

侏罗纪—白垩纪主要以侏罗纪生物化学沉积作用形成煤矿床成矿系列，新近纪陆相沉积作用主要形成黏土矿床成矿系列，第四纪形成与湖盆沉积有关的盐类矿床成矿亚系列。

5 区域构造演化与成矿作用

柴北缘地区大地构造位置处于古亚洲构造域与特提斯构造域结合部位弧盆造山系。按照威尔逊旋回思想和岩石-构造学说观点以及大陆造山带碰撞-垮塌过程中地质作用的构造环境特征不同，根据地壳演化、岩浆岩带复合与叠加等特点，将柴北缘地区自太古代至第四纪经历的漫长地质构造演化划分为5个成矿构造演化旋回(表3)，即前南华纪(AnNh)基底形成、南华纪—泥盆纪(Nh—D)原特提斯形成、石炭纪—三叠纪(C—T)古特提斯形成、侏罗纪—白垩纪(J—K)特提斯演化和古近纪—第四纪(E—Q)高原碰撞隆升演化。其中，早古生代中期(奥陶纪)、早古生代晚期(志留纪—泥盆纪)以及早中生代(晚三叠世)阶段是柴北缘成矿带内生金属成矿的高峰期。

表3 柴北缘地区成矿构造演化旋回划分结果Table 3 Division of Metallogenic Tectonic Evolution Cycles in the Northern Margin of Qaidam Basin

5.1 前南华纪基底形成与成矿

前南华纪为研究区结晶基底形成和基底盖层沉积广泛发育的阶段，元古代是基底发育的重要时期。该阶段构造演化响应了Rodinia超大陆的汇聚和裂解事件，下元古界为基底变质产物，中元古界沉积处于滨浅海环境，形成于扩张的构造背景。以德令哈杂岩、达肯大坂岩群、万洞沟群为代表的上太古界—中元古界变质程度普遍达到高绿片岩相或角闪岩相，而德令哈杂岩中的花岗质片麻岩则预示着晚太古代—早元古代后碰撞花岗岩岩浆活动的存在，中元古代陆内沉降期沉积形成的陆源碎屑岩-碳酸盐岩沉积岩系变质程度较浅，镁质碳酸盐岩得以保留。总体来看，元古界成矿强度较弱，矿床规模一般较小，但中元古界万洞沟群可能作为早期Au的富集地层，滩间山金矿床即以其为赋矿围岩。柴北缘地区不但识别出了古元古代—新元古代超基性侵入岩、中酸性侵入岩带，近年来也陆续发现有中元古代含白云母伟晶岩。因而，该成矿时期矿床类型主要为与变质作用相关的变成型矿床、与沉积作用有关的化学沉积型矿床、与岩浆作用有关的伟晶岩型矿床。相应的矿床成矿系列有3类(图6)：一是与变质作用有关的矿床成矿系列；二是与沉积作用有关的矿床成矿系列；三是与岩浆作用有关的矿床成矿系列。

I为与岩浆作用有关的矿床成矿系列；S为与沉积作用有关的矿床成矿系列；M为与变质作用有关的矿床成矿系列；H为与表生作用有关的矿床成矿系列；N为与含矿流体作用有关的矿床成矿系列图6 柴北缘地区构造演化与成矿作用Fig.6 Tectonic Evolution and Mineralization in the Northern Margin of Qaidam Basin

该成矿阶段矿床成矿系列主要为与古—中元古代变质作用有关的Fe-石墨-石英岩-蓝晶石-透闪石矿床成矿系列、与中—新元古代碳酸盐岩沉积作用有关的白云岩矿床成矿系列和与古—中元古代伟晶岩有关的白云母矿床成矿系列。然而，目前已发现小型规模及以上矿产地仅有1处，属与变质作用有关的矿床成矿系列，矿床实例为茫崖行委大通沟南山石墨矿床，矿点有铁石沟铁矿点、茫崖行委黑长梁山石墨矿点；与沉积作用有关的矿床成矿系列代表性矿产地为大柴旦镇万洞沟白云岩矿点。

该成矿阶段矿床成矿系列在空间上分布相对较为分散(图7)，各地质构造单元中均有见及，但不同成矿单元中的分布差异较大。其中，与变质作用有关的矿床成矿系列主要集中于Ⅳ24-2锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤-盐类成矿亚带、Ⅳ24-3大煤沟煤-U-黏土成矿亚带两个成矿单元，少量见于Ⅳ24-1俄博梁石棉-Cu-Ni-Au-白云母-稀有金属成矿亚带、Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山Pb-Zn-Au-Mn-Cr-Fe-W-稀有金属-金红石-石灰岩-黏土成矿亚带。与沉积作用有关的矿床成矿系列零星见及，目前仅发现有2处白云岩矿点，为乐东沟白云岩矿点和万洞沟东白云岩矿点。

图7 柴北缘地区前南华纪矿床成矿系列分布简图Fig.7 Distribution of Metallogenic Series of Pre-Nanhua Period Deposits in the Northern Margin of Qaidam Basin

5.2 原特提斯构造域形成与成矿

南华纪—泥盆纪，柴北缘地区处于原特提斯洋演化旋回，这也是该地区最重要的加里东造山运动期，历经裂解(764～521 Ma)、俯冲消减(516.0～444.2 Ma)、碰撞-碰撞后伸展(444～396 Ma)等3个阶段。在活动陆缘大规模的俯冲-碰撞作用之下，大陆边缘弧盆体系构造组合较齐全，沉积-岩浆-变质-流体产物及建造丰富，成矿内生矿产、外生矿产和复合/改造矿床的形成提供了适宜的物理化学条件和充足物质条件，为柴北缘成矿带构造-成岩-成矿的高峰期。尤以奥陶纪—志留纪俯冲、造山背景下火山弧发育时段壳幔物质能量交换产生的巨量熔体-流体裹挟大量金属元素为(超)大型金属矿床形成的必备物源。

南华纪—震旦纪，全吉地块接受陆内拉张裂谷环境下的一套滨海相以碎屑岩为主夹镁铁质碳酸盐岩和冰碛砾岩组成的浅水型-陆相稳定型沉积，其中石英质碎屑岩受后期变质作用发育形成受变质型石英岩矿床，与近同期发育的磷、铁等矿产构成南华纪—寒武纪与变质岩有关的Fe-P-石英岩矿床成矿亚系列(Nh：D-M-6c)。在滩间山岩浆弧，自早寒武世就开始了洋陆俯冲，发育弧后、弧前两种环境的蛇绿岩，形成了加里东期与镁质超基性侵入岩有关的SSZ型蛇绿岩型铬铁矿床，如落凤坡铬铁矿床、绿梁山铬铁矿床、弧环境辉长杂岩中的岩浆岩型磁铁矿床。中—酸性侵入岩岩浆活动强烈，形成与伟晶岩有关的铌钽矿床；同时，俯冲期间还发育有海相火山岩型铜、硫铁矿床以及与深俯冲超高压变质作用相关的金红石矿床；俯冲末期(O)弧后(内)盆地中形成了海相火山岩型铅锌矿床。志留纪—泥盆纪，柴北缘地区处于碰撞-碰撞后伸展阶段(444～396 Ma)，志留纪形成与侵入岩有关的岩浆热液型金、石棉、白云母等矿产地，泥盆纪总体属于碰撞后伸展环境，产生与侵入岩有关的铜镍铀等矿产。

南华纪—泥盆纪与上述成矿环境相应的矿床成矿系列较为齐全(图6)，与岩浆作用有关的矿床成矿系列分别为寒武纪—泥盆纪与基性—超基性岩有关的Cu-Cr-Ni-U-Ti-P-石棉-蛇纹岩(玉石)矿床成矿系列、奥陶纪与海相火山岩有关的Fe-Mn-Cu-Pb-Zn-Au-Ag矿床成矿系列、寒武纪—泥盆纪与中酸性侵入岩有关的Fe-Cu-Pb-Zn-Au-Ag-Nb-Ta-U-稀土-白云母矿床成矿系列；与沉积作用有关的矿床成矿系列包括泥盆纪与沉积岩有关的Cu-U矿床成矿系列、寒武纪—奥陶纪化学沉积型P-石灰岩-白云岩矿床成矿系列；与变质作用有关的矿床成矿系列为南华纪—奥陶纪与变质作用有关的Ti-Fe-P-石英岩-石榴子石-玉石-桃花石-蛭石矿床成矿系列；与岩浆含矿流体作用有关的矿床成矿系列为奥陶纪—志留纪与含矿流体作用有关的Cu-Pb-Zn-冰洲石矿床成矿系列。各矿床成矿系列包含的矿床类型多样。沉积作用矿床有化学沉积型(代表性矿床为黄石梁白云岩矿床)、机械沉积型；岩浆作用矿床包括岩浆型(代表性矿床为绿梁山落凤坡铬矿床、牛鼻子梁铜镍矿床)、伟晶岩型(代表性矿床为交通社铌钽轻稀土矿床)、接触交代型、斑岩型、岩浆热液型(代表性矿床为查查香卡铀矿床)、陆相火山岩型和海相火山岩型(典型矿床为锡铁山铅锌(银)矿床、哈莉哈德山锰矿床、青龙滩含铜硫铁矿床、绿梁山铜矿床)；变质作用矿床有受变质型和变成型，代表性矿床有丁叉叉山南坡金红石矿床、灰狼沟玉石矿床、艾力斯台石英岩矿床等；含矿流体作用矿床(非岩浆-非变质作用矿床)则为浅成中低温热液型矿床及成因不明矿床，以茫崖石棉矿床、乌日塔多金属矿床为代表。

随着构造单元地质环境、成矿环境、成矿单元及含矿建造的不同，南华纪—泥盆纪矿床成矿系列空间分布差异较大(图8)。例如，与岩浆作用有关的矿床成矿系列主要分布于加里东期岩浆作用强烈的滩间山岩浆弧和柴北缘蛇绿混杂岩带，在其他构造单元与岩浆活动有关的矿床成矿系列则少见。而与沉积作用有关的矿床成矿系列主要分布于Ⅳ24-4欧龙布鲁克石灰岩-石英岩-P-脉石英成矿亚带，少量见于Ⅳ24-2锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤-盐类成矿亚带。与变质作用有关的矿床成矿系列和与含矿流体作用有关的矿床成矿系列则不甚普遍。这种特点充分反映出造山带以岩浆作用为主的重大地质事件与内生金属成矿事件的耦合性，即俯冲-造山环境中岩浆作用对内生金属矿床成矿起着主要的控制作用。

图8 柴北缘地区南华纪—泥盆纪矿床成矿系列分布简图Fig.8 Distribution of Metallogenic Series of Nanhua Period-Devonian Deposits in the Northern Margin of Qaidam Basin

Ⅳ24-1俄博梁石棉-Cu-Ni-Au-白云母-稀有金属成矿亚带主要匹配与基性—超基性岩有关的岩浆型Cu-Ni矿床成矿亚系列(代表性矿床为牛鼻子梁铜镍矿床)、伟晶岩型“三稀”矿床成矿亚系列(代表性矿床为交通社铌钽轻稀土矿床)、岩浆热液型Au-石棉-白云母成矿亚系列(典型矿床为茫崖石棉矿床)。

Ⅳ24-2锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤-盐类成矿亚带主要为奥陶纪与海相火山岩有关的Fe-Mn-Cu-Pb-Zn-Au-Ag-S矿床成矿系列(典型矿床为锡铁山铅锌(银)矿床、青龙滩含铜硫铁矿床)，其次为伟晶岩型“三稀”矿床成矿亚系列(代表性矿床有沙柳泉铷铌钽矿床)。值得注意的是，在该成矿亚带西段赛什腾山和布赫特山一带，中酸性侵入岩建造较发育，叠加多种成矿作用(图8)，发现有少量岩浆热液型金铁矿点，成矿条件有利但工作程度较低，推测该区应存在岩浆热液型及浅成中低温热液型矿床成矿亚系列及相应矿床。

柴北缘蛇绿混杂岩带之上的Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山Pb-Zn-Au-Mn-Cr-Fe-W-稀有金属-金红石-石灰岩-黏土成矿亚带内，与蛇绿混杂岩带超基性岩有关的Cr-Cu-Ni-U-Ti-P-石棉-蛇纹岩(玉石)矿床成矿亚系列(代表性矿床为绿梁山落凤坡铬矿床)、岩浆热液型U-Th-Nb-稀土矿床成矿亚系列(查查香卡铀矿床)与超镁铁质岩、俯冲增生杂岩的发育相辅相成。另外，奥陶纪与超高压变质榴辉岩有关的金红石Ti-石榴子石矿床成矿亚系列与深俯冲超高压变质作用密切关联。

Ⅳ24-4欧龙布鲁克石灰岩-石英岩-P-脉石英成矿亚带在寒武纪为拉张环境下的被动陆缘沉积，发育一套滨浅海相碎屑岩+碳酸盐岩组合。矿床成矿系列与沉积作用有关，厘定为寒武纪—奥陶纪化学沉积型P-石灰岩-白云岩矿床成矿系列。

5.3 古特提斯构造域形成与成矿

石炭纪—三叠纪，研究区构造带是古特提斯构造域的重要组成部分，处于柴达木—华北板块与南方特提斯洋盆共存格局相互作用的阶段。以往成岩成矿时代同位素年龄研究证实，大规模成矿集中于三叠纪，其与古特提斯洋闭合后的大陆碰撞造山作用密切相关。早—中三叠世沉积从半深海环境砂砾岩组合至滨浅海环境白云质灰岩夹碎屑岩组合，在欧龙布鲁克、阿尔茨托山等地产出少数稳定陆表海环境下的化学沉积型石灰岩矿产，其他地区零星产出煤矿点、黏土矿点和石膏矿点。研究区西端的阿尔金地区已脱离海相环境，东部除阿木尼克山等局部陆表海尚接受石炭纪碳酸盐岩夹碎屑岩沉积外，其余地区直至侏罗纪再无沉积作用发生。

石炭纪岩浆岩不太发育，但滩间山一带金矿床的形成却与中酸性侵入岩密切相关；二叠纪—三叠纪，在阿尔金、小赛什腾、阿木尼可、布果特至野马滩一线均发育醒目的岩浆弧花岗岩带，同时伴随俯冲板片脱水富集的巨量流体作用活跃运移于中上地壳不同部位。印支期形成伟晶岩型稀有金属矿床、接触交代型铁铜矿床以及岩浆热液型钨锡铅锌等矿床，易于形成与岩浆作用有关的矿床成矿系列，岩浆热液型和接触交代型矿床成矿亚系列较为普遍，主要有金、铅、锌、铁、稀有金属、稀散金属等矿床(图9)，局部尚能形成与浅成中低温含矿热液有关的铅、锌、铜、铀、冰洲石等矿点。

图9 柴北缘地区石炭纪—三叠纪矿床成矿系列分布简图Fig.9 Distribution of Metallogenic Series of Carboniferous-Triassic Deposits in the Northern Margin of Qaidam Basin

矿产地成因类型统计表明，石炭纪—三叠纪与成矿作用相对应的矿床成矿系列有5类(图6、9)：一是石炭纪—三叠纪与中酸性侵入岩有关的Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Ag-W-Sn-Mo-Co-玉石-重晶石-脉石英矿床成矿系列；二是石炭纪—三叠纪与火山岩有关的Cu-Pb-Zn-Ag矿床成矿系列；三是石炭纪—二叠纪与陆表海沉积有关的Pb-Mn-Cu-Co-石灰岩-白云岩-煤-黏土-石膏矿床成矿系列；四是石炭纪—三叠纪与变质岩有关的大理岩矿床成矿系列；五是石炭纪—三叠纪与含矿流体作用有关的Cu-Pb-Zn-Au-U-冰洲石矿床成矿系列。

与中酸性侵入岩有关的Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Ag-W-Sn-Mo-Co-玉石-重晶石-脉石英矿床成矿系列为石炭纪—三叠纪最为重要的矿床成矿系列，包含3个亚系列：①伟晶岩型稀有金属-长石-白云母-绿柱石-水晶矿床成矿亚系列，矿床式为沙柳泉式，矿床实例有沙柳泉铷铌钽矿床、沙柳泉长石矿床、茶卡北山锂铍矿点；②接触交代型Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Ag-W-Sn矿床成矿亚系列，矿床式为沙柳河式和霍德森沟式，代表性矿床有霍德森沟铁铜金矿床、沙柳河老矿沟铅锌银矿床、沙柳河南区有色金属矿床等；③岩浆热液型Au-Pb-Zn-Ag-W-Mo-Co-玉石重晶石-脉石英矿床成矿亚系列，矿床式为金龙沟式和青龙沟式，典型矿床有金龙沟金矿床、青龙沟金矿床、细晶沟金矿床、尹克盖玉石矿床等。

石炭纪—二叠纪与陆表海沉积有关的Pb-Mn-Cu-Co-石灰岩-白云岩-煤-黏土-石膏矿床成矿系列包含两个亚系列：一是石炭纪—二叠纪与陆表海沉积有关的Pb-Cu-石灰岩-白云岩矿床成矿亚系列，矿床类型为化学沉积型，矿床式为柏树山式，代表性矿床为柏树山石灰岩矿床；二是石炭纪与柴北缘地区沉积有关的Mn-Co-石灰岩-白云岩-煤-黏土-石膏矿床成矿亚系列，矿床类型为化学沉积型和生物化学沉积型，矿床式包括尕海南山式(化学沉积型石灰岩)、旺尕秀式(生物化学沉积型煤)，主要矿床实例为尕海南山石灰岩矿床。

石炭纪—三叠纪与变质岩有关的大理岩矿床成矿系列中矿种单一，矿产地数量少，规模小，重要性一般，总体研究程度较低，矿产地实例有东次德沟脑大理岩矿点。

石炭纪—三叠纪与含矿流体作用有关的Cu-Pb-Zn-U-冰洲石矿床成矿系列在柴北缘地区重要性低。矿床式为野骆驼泉式(Au-Co)，矿床实例主要有野骆驼泉西金钴矿床等。

5.4 侏罗纪—白垩纪陆内成矿

侏罗纪—白垩纪，柴北缘地区已完全进入陆内演化发展的阶段，大部分处于陆相盆地沉积环境，为柴北缘成矿带煤的重要成矿期(图6)。广泛发育生物化学沉积型煤、油页岩矿床(点)，机械沉积型黏土矿床(点)以及化学沉积型铀、铁矿点等。岩浆活动微弱，仅在全吉地块东部沙柳泉一带发现有同位素年龄证据的少量煌斑岩脉，反映了拉张环境下的地壳深切幔源岩浆侵入活动，但目前尚未发现与其相关的矿产。其他与岩浆作用有关的矿产地为达达肯乌拉山白石泉沸石、珍珠岩、膨润土矿点，灶火沟铀矿点，采石岭水晶矿点，但都缺乏可靠的成矿时代依据。因而，该成矿构造演化旋回矿床成矿系列主要为侏罗纪与河湖相沉积有关的Fe-煤-油气-油页岩-黏土矿床成矿系列，其次为侏罗纪与岩浆作用有关的U-水晶-沸石矿床成矿系列。

在空间分布上，与沉积作用有关的矿床成矿系列主要发育于Ⅳ24-3大煤沟煤-U-黏土成矿亚带(图10)，矿种以煤为主，矿床式为大煤沟式(生物化学沉积型煤)，代表性矿床有大煤沟煤矿床；也发育于Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山Pb-Zn-Au-Mn-Cr-Fe-W-稀有金属-金红石-石灰岩-黏土成矿亚带，矿种主要为黏土，矿床式为柏树山式；其余成矿亚带零星见及该矿床成矿系列。而与岩浆作用有关的矿床成矿系列零星分布于Ⅳ24-1俄博梁石棉-Cu-Ni-Au-白云母-稀有金属成矿亚带、Ⅳ24-3大煤沟煤-U-黏土成矿亚带和Ⅳ24-2锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤-盐类成矿亚带。

图10 柴北缘地区侏罗纪—白垩纪矿床成矿系列分布简图Fig.10 Distribution of Metallogenic Series of Jurassic-Cretaceous Deposits in the Northern Margin of Qaidam Basin

5.5 古近纪—第四纪高原隆升与成矿

自65 Ma印度板块与欧亚板块碰撞以来，昆仑山、阿尔金山等柴达木盆地周缘高大山脉不断隆起，山间发育柴达木等大型断陷盆地。在强烈的差异性构造升降运动下，盆山耦合形成高山深湖相互依存的地形地貌特征，山区物理风化作用强烈，低洼湖盆则接受厚层河湖相沉积。

古近纪—新近纪是区内石油(含天然气)和黏土矿的重要成矿时期(图6)。柴达木大型沉积盆地及其边缘于新近纪进入发育成熟期，提供了生储油层成藏的有利条件，以花土沟镇红沟子油田为代表。此外，古近纪—新近纪表现为以表生风化作用主导形成的黏土矿和石英砂岩矿，矿床类型为机械沉积型，矿床式为尕海南式(黏土)，以尕海南黏土矿床和鱼卡石英砂岩矿点为矿床实例。因此，由生物化学沉积型矿床和机械沉积型矿床共同组成古近纪—新近纪压陷盆地内沉积的石油-黏土-石英砂岩矿床成矿系列(图11)，其主要分布于Ⅳ24-1俄博梁石棉-Cu-Ni-Au-白云母-稀有金属成矿亚带及Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山Pb-Zn-Au-Mn-Cr-Fe-W-稀有金属-金红石-石灰岩-黏土成矿亚带。

图11 柴北缘地区古近纪—第四纪矿床成矿系列分布简图Fig.11 Distribution of Metallogenic Series of Paleogene-Quaternary Deposit in the Northern Margin of Qaidam Basin

已有研究表明，大浪滩、察汗斯拉图凹陷距今约4 Ma前已开始有盐类沉积。早更新世、中更新世，柴达木各独立次级盆地大多出现了盐湖相和干盐湖相的石盐、石膏、白钠镁矾、芒硝、泻利盐等大量盐类沉积，各凹地普遍形成了盐矿层，柯柯盐湖盐矿床即是该阶段代表性的产物。更新世晚期(距今约30 ka)，区域上发生的华西运动导致柴达木盆地南、北山区大幅度不均一抬升，山前冲积平原形成机械沉积型黏土矿，而在大柴旦地区则沉积了丰富的石盐、芒硝、固体硼矿层。全新世，干旱气候条件下蒸发作用剧烈，在大柴旦、小柴旦地区沉积了丰富的硼矿层。因而，这一时期出现大量蒸发沉积型矿床，构成第四纪与河湖相沉积有关的盐类-黏土矿床成矿系列；同时，在寒旱等多重气候因素控制下，局部由物理风化作用形成零星的铁、绿松石矿点，构成第四纪与风化作用有关的Fe-绿松石矿床成矿系列，主要分布于Ⅳ24-2锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤-盐类成矿亚带，另在Ⅳ24-3欧龙布鲁克石灰岩-石英岩-P-脉石英成矿亚带少量出现。

6 结 语

(1)青海省柴北缘成矿带矿产地主要分布于滩间山岩浆弧(Ⅳ24-2锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤-盐类成矿亚带)、欧龙布鲁克地块(Ⅳ24-3大煤沟煤-U-黏土成矿亚带)和柴北缘蛇绿混杂岩带(Ⅳ24-5绿梁山—阿尔茨托山Pb-Zn-Au-Mn-Cr-Fe-W-稀有金属-金红石-石灰岩-黏土成矿亚带)。矿产资源在空间展布上表现出滩间山岩浆弧产出以岩浆热液型青龙沟式金矿床和海相火山岩型锡铁山式铅锌(银)矿床为代表，而柴北缘蛇绿混杂岩带则赋存与印支期中酸性侵入岩有关的接触交代型多金属矿床为主的特点。

(2)柴北缘成矿带成矿期地质构造环境演化可划分为前南华纪(2.50～0.78 Ga)结晶基底形成、南华纪—泥盆纪(780.0～359.6 Ma)大陆裂解-碰撞造山、石炭纪-三叠纪(359.6～199.6 Ma)古特提斯洋演化、侏罗纪-白垩纪(199.6～65.5 Ma)陆内演化和新生代(65.5～0 Ma)高原隆升5个阶段。最重要成矿期为早古生代和中生代，其次为晚古生代和第四纪，前两者形成以海相火山岩型铅、锌、锰，岩浆型铬，受变质型石英岩，接触交代型多金属，伟晶岩型稀有金属等为主的内生矿床，后两者以生物化学沉积型煤、化学沉积型石灰岩、蒸发沉积型盐湖等为主的外生矿床。53个矿种的成因类型主要属于岩浆作用矿床与沉积作用矿床。

(3)以柴北缘地区地质构造演化与成矿规律分析为基础，共厘定出柴北缘成矿带矿床成矿系列组15个、矿床成矿系列20个、矿床成矿亚系列16个、矿床式23个。早古生代造山和早中生代特提斯演化重大构造活动与内生矿床等关键成矿事件关系密切，尤其对岩浆型、岩浆热液型、海相火山岩型、接触交代型矿床具直接的约束，陆内裂解、岩浆弧和蛇绿混杂岩3种构造环境明显控制矿床类型、矿种和成矿强度。

恰逢西安地质调查中心组建六十周年，我和王进寿教授级高工共同撰写这篇论文表达我们的衷心祝贺！在国家找矿“358”行动实施以来，青海省地质矿产勘查开发局的找矿工作得到了西安地质调查中心(原西安地质矿产研究所)李智明先生等多位同行的大力支持和帮助。我局不论是在基础地质工作,还是在深层含钾卤水、岩浆熔离铜镍矿、共和干热岩地质工作所取得的历史性突破，都离不开西安地质调查中心等相关兄弟单位的大力支持！祝愿西安地质调查中心在西北地区地质调查与科技创新中取得更大的成绩！本文为《中国矿产地质志·青海卷》Ⅲ-24柴北缘成矿带的部分成果，成文过程中得到中国地质科学院矿产资源研究所王登红研究员的悉心指导帮助，在此致以诚挚谢意！