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阿尔泰-准噶尔成矿省(Ⅱ-5)

   1.成矿省范围
     阿尔泰-准噶尔成矿省是指新疆天山(婆罗科努山-博格达山)北麓以北的广大地区,包括中国境内阿尔泰山及山前的北准噶尔地区、准噶尔盆地及其两侧的东、西准噶尔地区。其西、北、东三面分别以中-哈、中-俄、中-蒙边界与哈萨克斯坦的矿区阿尔泰、山区阿尔泰和蒙古阿尔泰相连。西准噶尔地区面积约6万km2,包括萨吾尔、谢米斯台、塔尔巴哈台、扎依尔、巴尔鲁克等山系和塔城盆地。东准噶尔地区面积约5.6万km2,包括北塔山、卡拉麦里、莫钦乌拉、伊吾北山等山系和三塘湖、伊吾盆地。阿尔泰地区包括山区阿尔泰和山前阿尔泰,总面积约8万km2。
   2.区域地质构造概要
    (1)区域地质构造单元划分
     阿尔泰-准噶尔成矿省大地构造上横跨西伯利亚和哈萨克斯坦-准噶尔两大板块,以额尔齐斯超岩石圈断裂为界,以北属西伯利亚板块,以南为哈萨克斯坦-准噶尔板块。
     ①区域地层
     元古宇:元古宇变质岩主要分布在阿尔泰地区的冲乎尔-青河及额尔齐斯一带,包括下-中元古界克木齐群和上元古界富蕴群。
     下古生界:下古生界在阿尔泰微陆块北缘分布广泛,包括寒武-奥陶系哈巴河群、奥陶系白哈巴组和上志留统库鲁木提组,为一套浅变质巨厚陆源碎屑岩夹碳酸盐岩沉积建造。准噶尔地区下古生界零星出露,在西准的唐巴勒-玛依勒和洪古勒楞等地分布有奥陶-志留系蛇绿混杂岩,由蛇绿岩、硅质岩和火山碎屑岩等组成。
     上古生界:上古生界特别是泥盆系和石炭系是阿尔泰-准噶尔成矿省最主要的地层建造,也是各种矿产的主要含矿建造。泥盆系在阿尔泰陆块北缘诺尔特一带为安山质英安质火山岩和陆源碎屑岩。在阿尔泰陆块南缘泥盆系为一套以细碧岩-石英角斑岩建造为主夹陆源碎屑岩-碳酸盐岩的火山-沉积岩系,分为下统康布铁堡组、下-中统阿舍勒组、中统阿勒泰组和上统齐叶组。额尔齐斯断裂以南、达尔布特-卡拉麦里断裂以北的广大地区,泥盆系为一套中基性、酸性火山熔岩、火山碎屑岩夹陆源细碎屑岩的火山-浊积岩系,下统托让格库都克组为浅海相碎屑岩、火山岩及火山碎屑岩夹碳酸盐岩,中统北塔山组为海相中基性熔岩-火山碎屑岩夹陆源碎屑岩及灰岩。
     石炭系在准噶尔地区分布较广,阿尔泰大部分地区缺失石炭纪沉积。在诺尔特一带石炭系为英安质及流纹质火山碎屑岩、陆源细碎屑岩(红山嘴组),与下伏库马苏组整合过渡。在准噶尔地区,下石炭统为海陆交互相陆源碎屑岩夹火山岩-火山碎屑岩,分下部黑山头组和上部南明水组。中石炭统恰其海组和巴塔玛依内山组为一套陆相碎屑岩夹火山碎屑岩。
     中新生界:中生代之后阿尔泰成矿省已处于陆内构造演化阶段,中生界沉积岩不发育,断陷盆地内沉积有侏罗-白垩系陆相磨拉石建造。新生界在山区发育一些陆相盐湖和山间陆相小盆地及河流相沉积、冰川沉积,在阿尔泰山前发育第三系砂岩沉积。
     ②侵入岩
     阿尔泰-准噶尔的侵入岩分布广泛,以花岗岩类为主,基性、中-基性侵入岩少。形成时代主要为加里东期和海西期,有少量的印支期及燕山期。
     ③火山岩
     阿尔泰成矿省自元古宙至新生代,均有过火山活动,以泥盆纪最为强烈和频繁,而且与火山岩相关的成矿作用也集中于泥盆纪。至石炭、二叠纪,火山活动趋于衰弱,并逐渐由海相转为陆相,空间分布也更局限。中、新生代仅有零星火山活动。
     (2)大地构造演化
     本区地质发展经历了前震旦纪基底形成、加里东陆缘造山、海西期陆间造山和中生代陆壳活化等4个主要地质事件。
       ①前震旦纪基底形成;②加里东期陆缘造山;③海西期陆间造山;④中新生代陆内活化
   3.区域矿产与成矿特征
     阿尔泰成矿省矿产资源丰富,已知矿产地677处,其中大型20处、中型45处、小型201处、矿点及矿化点411处。主要矿种包括稀有金属、白云母、绿柱石、铜、镍、铅锌、铁、铬、金、蛇纹岩、膨润土、石墨、盐类、煤等,其中稀有金属、白云母、绿柱石、有色金属、铁矿和金矿是阿尔泰成矿省的优势矿产资源。稀有金属、白云母及绿柱石主要分布于阿尔泰山内,如可可托海特大型综合稀有金属矿、大喀拉苏大型铌钽矿、库鲁木图大型Li-Be-Nb-Ta矿和库卡拉盖大型锂辉石矿。大型铜镍铅锌矿主要分布于阿尔泰山南缘地带,如喀拉通克大型铜镍矿、阿舍勒大型铜锌矿和可可塔勒大型铅锌矿。蒙库大型铁矿与可可塔勒铅锌矿处于同一个成矿带上。阿尔泰的砂金开采历史悠久,有“七十二道沟,沟沟有黄金”的美誉。岩金矿主要分布于阿尔泰的额尔齐斯河流域、西准噶尔的哈图、萨吾尔以及东准噶尔的扎河坝-阿尔曼泰、卡拉麦里-麦钦乌拉等地。在东准噶尔还有锡矿的产出。
   4.成矿区带划分

     成矿省属于古亚洲成矿域(Ⅰ-1)的阿尔泰-准噶尔成矿省(Ⅱ-5)。将阿尔泰-准噶尔成矿省划分出5个成矿区(带):
       Ⅲ-22、哈龙-诺尔特晚、中生代、古生代稀有金属白云母铁铜铅锌金成矿带;
       Ⅲ-23、克兰晚古生代铁铜锌金成矿带(Ⅲ-23);
       Ⅲ-24、准噶尔北缘晚古生代、新生代金铜镍钼锡沸石膨润土成矿带;
       Ⅲ-25、准噶尔西缘晚古生代铬、金铜成矿带(Ⅲ-25);
       Ⅲ-26、准噶尔盆地晚古生代、中生代油气煤铀、盐类成矿区;
   5
.矿床成矿系列划分
     以阿尔泰-准噶尔造山带的多旋回开合构造演化为主线,将阿尔泰-准噶尔成矿省的矿床系列划分出20个矿床成矿系列,矿床成矿亚系列20个,其与岩浆作用有关的矿床成矿系列15个,与沉积作用有关的矿床成矿系列4个,与变质作用有关的矿床成矿系列1个。
   6.区域成矿历史演化与成矿谱系
  
矿床成矿系列的形成受区域地壳演化过程的制约,与特定构造旋回(或阶段)中的特定大地构造环境有关。从我国阿尔泰-准噶尔地区地壳演化历史来看,大致经历了前震旦纪、早古生代、晚古生代和中-新生代四个阶段。在每个阶段中地壳不同程度地拉张与闭合,“手风琴”式的演化(黄汲清等,1990)。随着大陆增生,地壳成熟度不断提高,新生陆壳逐渐形成,相应形成了各具特色的矿床成矿系列。
     (1)前震旦纪地壳演化与成矿
     前震旦纪是古地壳形成的重要时期,一般经历了太古宙古陆核形成时期和元古宙克拉通形成时期。太古宙地层主要分布在东萨彦岭一带,元古宙地层围绕古老陆块分布。据原苏联成矿规律资料,从太古宙到元古宙,形成了火山-沉积型铁矿,与火山作用有关的黄铁矿型多金属矿等。在我国境内,元古宙地层主要分布在复背斜核部,遭受后期地质作用强烈破坏,矿产研究程度很低,还没有发现重要的矿床,但可能存在一个与火山作用有关的成矿系列,类似于海西早期拉张过程中形成的铁、铜多金属成矿亚系列。
     (2)早古生代地壳演化特点与矿床成矿系列
     阿尔泰和东、西准噶尔地区都存在加里东期与海西期构造层之间明显的变形变质作用的差异,以及天山北缘的早古生代化石与阿尔泰地区、东西准噶尔地区的早古生代动物群具有相似性等表明,早古生代时期,西伯利亚大陆板块与塔里木大陆板块之间存在浩瀚的古亚洲洋,期间发育着一些微陆块,如阿尔泰陆块、伊犁陆块等。这些微陆块具有前震旦系和震旦纪-早古生代盖层沉积,根据震旦系冰碛岩和古生物资料推测,它们可能是塔里木大陆板块裂解的产物。至早古生代末期,古洋壳向北俯冲,这些微陆块向北漂移、拼贴到西伯利亚大陆板块的南缘,形成阿尔泰-西萨彦加里东期大陆边缘增生造山带。该造山带包括现仍保留在西伯利亚板块南侧的阿尔泰加里东期陆缘带和以西准噶尔地区唐巴勒变质杂岩为代表的加里东期蛇绿混杂岩,以及构成天山海西期岛弧基底的加里东期变质岩系。但由于海西期弧后扩张作用的肢解,使原应位于俯冲带的蛇绿混杂岩发生很大位移,造成目前准噶尔地区发育多条早古生代蛇绿混杂岩带。
     境外阿尔泰加里东期增生陆壳中已知有与火山活动有关的黄铁矿型多金属矿床,与酸性侵入岩有关的矽卡岩型铁矿、金矿、钨锡矿、钼矿等,构成了一个与加里东旋回有关的矿床成矿系列。在我国境内,钨、锡、钼、稀有等矿化虽有显示,但是研究程度很低,末探明成型矿床,惟有那森恰式的白云母构成一个矿床成矿亚系列。在东、西准噶尔,有与奥陶纪-志留纪洋壳蛇绿岩建造有关铬矿床成矿亚系列,如西准的唐巴勒、玛依勒、洪古勒楞及东准的阿尔曼太蛇绿岩带。其次,在奥陶系—志留系中已发现有沉积型铁矿化,可能存在早古生代沉积铁、铜矿床成矿系列。
     (3)晚古生代地壳演化特点与矿床成矿系列
     晚古生代地壳演化特点是,早古生代大洋关闭后,再次拉张,在古陆南缘形成有限洋盆,其发展和消亡,形成过渡壳。泥盆纪时,阿尔泰地区在元古宙-早古生代陆壳基底上发生拉张裂陷,沿阿尔泰南缘形成了一系列NW向的斜列盆地,发育早-中泥盆世细碧角斑岩建造和玄武岩-流纹岩建造,形成了三类与海相火山活动有关的矿床,即块状氧化物型铁-铜建造、块状硫化物型铜-锌建造和块状硫化物-氧化物混合型铅锌建造,组成了阿尔泰南缘铁、铜、铅锌、多金属矿床带。此时,准噶尔地区大部分可能处于弧后盆地构造环境,发育泥盆系火山-碎屑沉积岩,形成与海相火山活动有关的乔夏哈拉式火山沉积-改造型铁铜矿、珠草山式火山沉积型硫铁矿以及老爷庙-琼河坝一带的火山岩型铁矿。这些矿床共同构成一个与泥盆纪海相火山作用有关的铁-铜-铅锌-多金属矿床成矿系列。
     泥盆纪早期的拉张裂陷作用之后不久即发生陆间挤压造山。在阿尔泰地区形成原地-半原地及部分重熔岩浆型花岗岩类,伴有大量花岗-伟晶岩型稀有金属、白云母、宝石矿床。在准噶尔地区则形成与花岗质岩浆活动有关的斑岩型-夕卡岩型-热液脉型铜矿,如卡拉先格尔、乌仑布拉克、绿石沟及臭水泉等。它们共同构成一个与海西期同造山花岗质岩浆活动有关的稀有金属-白云母-宝石-铜金矿床成矿系列。
     晚石炭世末-早二叠世初,阿尔泰-准噶尔造山带处于后碰撞伸展构造阶段,伴随地幔上隆,主要沿先存断裂构造带(如额尔齐斯、乌伦古-阿尔曼泰、达尔布特、卡拉麦里-莫钦乌拉等)岩浆活动强烈,分别形成4个矿床成矿亚系列:与幔源基性-超基性岩有关的喀拉通克式铜-镍-铂族元素矿床成矿亚系列;与壳-幔混源碱性-偏碱性花岗岩或陆壳重熔型花岗岩有关锡-石墨、金、铜矿床成矿亚系列,包括萨惹什克式锡矿、塔斯特式金矿、齐依求1号式金矿、包古图式金矿、多拉纳萨依式金矿、索尔库都克式铜钼矿等;构造破碎带蚀变岩型金矿成矿亚系列,包括萨尔布拉克金矿、赛都金矿、萨尔托海1号金矿、清水48号金矿;与陆相火山作用有关的金、膨润土矿床成矿亚系列。这四个矿床成矿亚系列组成一个与海西中晚期后碰撞构造-岩浆活动有关的铜镍-金-锡-石墨-膨润土矿床成矿系列。
     (4)中-新生代地壳演化与成矿
     到了印支期和燕山期,阿勒泰-准噶尔地区处于典型的大陆地壳发展阶段,但并不十分稳定,仍有后造山花岗岩类的侵入,并形成了大量的稀有金属-白云母-宝石矿床,构成阿尔泰最重要的稀有金属成矿亚系列,达到伟晶岩型稀有金属成矿的最高峰。期间还形成了构造蚀变岩型金等矿床,如诺尔特一带的金矿。在山间盆地和一些断陷盆地中则形成了沉积-能源(煤、石油等)矿床成矿系列。新生代,岩浆活动表现为哈拉乔拉式的大陆碱性玄武岩喷发,但影响范围较小。成矿作用以外生为主,是砂金、粘土、膨润土、盐类等矿产的主要成矿期。
   7.物化遥信息
     本成矿省的超值元素组合是Cu、Zn、Pb、Ag、Ba、Cd(海相火山岩型14处,接触交代型8处);(Cu)Ni、Co、Cr、Ti、V(岩浆型矿床10处);Li、Be、Nb、Y(伴晶岩型27处);Fe2O3(Cu)、Au、As、Sb(热液型27处);W、Sn、Mo(未发现);Mn、P2O5、Sr、Ba和SiO2、Na2O、CaO、MgO、Al2O3(地壳成分);F(矿化剂)等与产出矿床的事实是一致的。而SiO2、Al2O3、Na2O、CaO、MgO是地壳基性和酸性物质成分的反映。区内已知矿床以华力西成矿旋回为主,正是板块拼接,碰撞过程与海西期大量花岗岩类侵入作用控制了区域成矿作用的演化和矿床类型。

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