甘肅龍首山多金屬成礦帶地質構造特征研究

彭 翔

（甘肅煤炭地質勘查院，甘肅 蘭州 730000）

龍首山，古稱甘浚山，位于甘肅省河西走廊中段北部，屬于天山余脈走廊北山的一部分。是河西走廊與阿拉善高平原的分界線。東部位于甘肅省金昌市，西段位于甘肅省張掖市。龍首山名來自主峰東大山山東的同名山峰，山形似龍首，故名龍首山。主峰東大山。東端的龍首山金川巨型硫化銅鎳礦世界著名，鎳儲量為亞洲第一，世界第二，同時伴有10多種金屬和貴金屬。

以甘肅龍首山山金屬成礦地帶地層出露齊全，構造巖漿熱事件多旋回發生、變形變質作用強烈，地質構造復雜多樣，礦產資源特別豐富，礦產種類特別的多，已經探明的在此處有數百處礦場地，礦種多達上百種，探明儲量的礦種類88種，成為我國有色金屬、貴金屬等款產的重要基地。元古代龍首山邊緣沉降帶形成和發展時期元古代構造期主要經歷了古元古代陸塊形成和碰撞、中元古代龍首山邊緣沉降帶形成－新元古代早期青白口紀邊緣沉降帶褶皺隆起、新元古代中晚期南華紀—震旦紀邊緣沉降帶沉降3個階段[1]。

1 古元古代陸塊形成和碰撞階段

龍首山構造帶是呂梁期構造事件所形成的變質結晶基底，位于原始中朝陸塊由太古宙時期形成的穩定陸塊— —阿拉善板塊的南緣，太古宙時期形成的穩定陸塊（中朝陸塊主體（從鄂爾多斯、華北地區到朝鮮半島）、阿拉善板塊和塔里木板塊）之間是古元古代構造事件所形成的構造活動帶，主要有敦煌—龍首山碰撞帶、天山—北山—祁連碰撞帶、柴達木碰撞帶

（柴達木盆地北緣年齡為2.2Ga）、東昆侖邊緣增生帶以及西昆侖—阿爾金碰撞帶[2]。原始中朝陸塊在呂梁期通過進一步的裂陷、碰撞、拼合，最后再次結合而成結晶基底，這樣就在古元古代末期聚合成了規模巨大的原始中朝陸塊（西起塔里木，東至朝鮮半島），并且該陸塊一直可以比較穩定地演化到中元古代末期，龍首山成礦帶及7210礦床出露的龍首山群就是這一時期（古元古代）裂陷、沉積和碰撞的產物，并成為敦煌—龍首山碰撞帶的組成部分，7210礦床內出露的灰白色、灰綠色中粒石英閃長巖－斜長花崗巖和橘黃色、紅色、肉紅色偉晶狀白崗巖是與這次陸塊碰撞有關的侵入巖。石英閃長巖－斜長花崗巖鋯石U-ThPb等時線年齡為Ma[3]。

石英閃長巖體呈巖株狀侵入于龍首山群，巖體內部為石英閃長巖，向邊部和頂部過渡為斜長花崗巖。偉晶狀白崗巖侵入于龍首山群和石英閃長巖－斜長花崗巖，又被石炭系所覆蓋（圖2）。偉晶狀白崗巖白云母K-Ar同位素年齡為1679Ma～1750Ma，鋯石U-Th-Pb等時線年齡為1959Ma，晶質鈾礦U-Pb同位素年齡為（1767）Ma，礦石全巖U-Pb同位素年齡為Ma，成巖期黃鐵礦U-Pb同位素結晶年齡為[2]。這些年齡接近或稍晚于敦煌—龍首山碰撞帶與礦區地質背景和區域構造演化歷史相吻合，說明石英閃長巖-斜長花崗巖、偉晶狀白崗巖均是古元古代末期與陸塊碰撞、拼合有關的中酸性巖漿活動的產物[4]。

2 中元古代龍首山邊緣沉降帶形成－新元古代

早期青白口紀邊緣沉降帶褶皺隆起階段從中元古代開始，原始中朝陸塊開始發生張裂，出現了南塔里木、北塔里木、古柴達木板塊和古中朝陸塊等之間的初始張裂，它們被淺海裂陷區分開。這一構造活動即湯中立等所指的中元古代華北板塊裂解。中朝陸塊西南緣的敦煌—阿拉善南部中新元古代淺海相沉積地層厚度為1452m，阿拉善—龍首山為9662m，形成了一條范圍相當寬闊的邊緣沉降帶，包括河西走廊邊緣海盆和龍首山陸緣帶[5]。這一時期在龍首山陸緣帶沉積了中元古界墩子溝群；位于古中朝陸塊西部的古柴達木板塊同時在中元古代發生四周裂陷，并以古祁連洋為界，與中朝陸塊—阿拉善板塊相分離；這一時期在甘肅祁連形成了一套半深海火山巖－碳酸鹽巖－復理石建造，普遍經歷了角閃巖－綠片巖相的區域變質，地層厚度為18543m[5]。

新元古代早期800Ma～1000Ma的青白口紀，古中朝陸塊、南塔里木和柴達木板塊（包括中祁連等）的基本構造格局仍與中元古代相近，但沉積地層的分布范圍擴大了。形成于中元古代的南塔里木、北塔里木、柴達木板塊與古中朝陸塊之間的塔里木中部裂陷帶、阿爾金裂陷帶及祁連裂陷帶在青白口紀中后期發生縮短和碰撞，形成了3條俯沖、碰撞和拼合帶，使古中朝陸塊、塔里木和柴達木板塊重新聚合成為原始中朝陸塊的西半部，位于中朝陸塊西南緣的龍首山邊緣沉降帶也隨之褶皺縮短和上升隆起遭受剝蝕，缺失青白口紀地層[6]。

3 新元古代中晚期南華紀—震旦紀邊緣沉降帶沉降階段

青白口紀古中朝陸塊（包括阿拉善）、塔里木和柴達木板塊的碰撞和拼合作用不太強烈，使得新元古代中晚期南華紀—震旦紀祁連地區再次出現明顯的裂陷（即形成了興凱—加里東祁連洋），使塔里木—柴達木板塊與阿拉善—華北板塊分離，并使塔里木—柴達木板塊具有明顯不同于中朝陸塊（包括阿拉善）主體的沉積特征[7]。伴隨祁連裂陷沉降的加劇，與之毗連的龍首山地區在震旦紀（570Ma～680Ma）也發生了沉降，沉積了孩母山群冰川－淺海相碳酸鹽巖－碎屑巖局部基性火山巖建造[8]。震旦紀，中國大陸多數地區為構造活動穩定區，中朝陸塊南緣和塔里木板塊—柴達木板塊北緣進入冰川帶，發育羅圈組冰積層，這個時期即相當于全球590Ma前后的Varanerian冰期[9-11]。