1．成矿省范围
天山-北山成矿省位于塔里木-中朝板块之北、哈萨克斯坦板块之南，呈东西向，西端为喇叭开阔转向北西向的两板块衔接的陆缘活动带上(李春昱,1982),贯穿新疆中部、甘肃北部和内蒙的西部,东西长约3000余km，南北平均宽约240km，总面积约73万余平方千米。西部为天山山脉，东部以戈壁和沙漠、低丘山岭和盆地相间，为山区切割和干燥的剥蚀平原(或丘陵或低山)。省内金属、非金属和能源矿产丰富，属我国大型矿产富集区之一。
2．区域地质构造概要
成矿省处在西伯利亚板块南缘，构造单元多样，地层复杂多变；岩浆岩极为发育，出现不同变质程度的变质岩类，赋存的矿床类型齐全，在近几十年的探索研究中，对成矿省内的基础地质和矿产地质形成了轮廓性认识。
（1）地层
成矿省自元古宙至新生代各时期地层都有出现,沉积类型齐全,以活动型和过度型为主。
元古宙主要于天山、北山地区，为中浅变质与未变质地层。下古生界出露面积较小，以天山西段和北山地区出露较好，层序齐全。寒武系主要为深海及复理石、砂泥质；奥陶系分布较普遍，以天山地区为代表，为深海的泥砂质岩、碳酸岩盐组合，拌有基性-酸性火山岩及其碎屑岩；志留纪在天山地区较发育，主要为浅海-半深海的砂泥质复理石及碳酸岩盐组合。上古生界分布广泛，沉积类型复杂，以准噶尔-北天山地区出露层序最全。泥盆系属半深海泥质岩、碎屑岩、碳酸岩盐组合，伴有火山岩，分布涉及全区，以准噶尔-北天山发育最好，以火山岩为主，三统俱全；石炭系包括海相沉积，后者分布局限；二叠系，下统由厚度巨大的浅海及海陆交替相组成，上统为陆相碎屑岩夹火山岩。中生界三叠系为海陆交替相见于准噶尔。侏罗系十分发育，陆相沉积遍布全区各种类型的盆地中，白垩系属陆相碎屑岩组合。第三系遍布于区内各种类型的大小沉积盆地中，有的含丰富的油气资源。
（2）大地构造位置及单元划分
成矿省位于天山-赤峰活动带的西缘(程裕淇等，1994)，北粼哈萨克斯坦板块，南连塔里木-中朝板块(李春昱等，1982)，所以成矿省由哈萨克斯坦板块南部大陆边缘和塔里木-中朝板块北缘大陆边缘两部分组成，又称陆缘活动带。成矿省内部可进一步划分为北山古生代裂谷带、塔里木北部陆缘带和伊犁微板块三个Ⅲ级构造单元，25个Ⅳ级构造单元（图10-32)。主要区域断裂有伊林哈比尔尕（准噶尔板块与成矿省的界线），库尔勒断裂、北山断裂、哈里克套断裂、尼勒克断裂、乌恰断裂和博格达断裂。
成矿省内不同时期的古板块活动明显，出现多条蛇绿岩套，主要有伊林哈比尔尕、米什沟、拉那提、哈尔克、红柳河等蛇绿岩套，成为判断古板块活动的依据。
（3）岩浆岩
成矿省岩浆活动频繁，侵入岩类十分发育，岩石类型复杂，种类繁多，分布都较广泛。其中花岗岩类占绝对优势，以壳幔同熔（I）型和陆壳重熔（S）型为主，幔源（M）型和碱性花岗岩(A)型有少量出露。火山活动强烈，各地质时期，各地质时期都有火山岩出露，以中性岩类为主。岩浆活动可以划分10期，其演化经历了三阶段。青白口纪以前为大陆基底形成演化大阶段，是成矿省内最早的岩浆活动，主要发育基性、中酸性火山岩。其次是古亚洲洋陆缘增生演化大阶段，是随着古亚洲洋的发展、消亡和陆缘增生演化而出现的大陆分裂、增生、拼合时期，岩浆活动异常强烈，主要发生在加里东期至华力西期，各类火山岩十分发育，华力西中期与华力西晚期出现两次花岗岩类侵入高峰，沿西伯利亚板块南缘及塔里木陆块北侧，形成规模宏大分布有序的岩浆岩带。最晚的是陆内断块升降、滨太平洋大陆边缘活动大阶段，从印支晚期开始至喜马拉雅期，滨太平洋大陆边缘岩浆侵入作用波及成矿省全境，形成了一系列与花岗岩类有关的矿床。
（4）变质岩
成矿省内前寒武纪变质岩系出露虽不多，但由于南、北两大古陆之间的大小洋盆，经历了多期的拼合张裂、俯冲增生、对接缝合的复杂变迁，因尔形成了分布较广、岩类多样的变质岩类，主要属古生代变质期的变质岩系，并出现各种不同类型的变质作用，不同变质相系的变质岩石和变质带。在变质作用过程中，形成了一些重要的矿产资源。
主要变质岩系有元古宙的北山群和温泉群；中晚元古代的星星峡群和卡瓦布拉克群及古生代区域动力变质作用形成的低绿片岩相-低角闪岩相变质岩。中新生代盆地中存在深埋变质作用形成的部分变质岩类。
（5）大地构造演化
成矿省经历了过多次构造变动和相应的区域成矿作用。不同的地质构造单元内各具演化特点，从太古宙陆核形成至中、新生代板内构造发展时期，主要经历了五个重大地质构造变动时期：太古宙陆核形成、元古宙基底形成，早古生代大陆边缘活动、晚古生代裂谷演化和中、新生代板内构造活动。按最新研究成果，将成矿省划分出3个Ⅲ级构造单元，25个Ⅳ级构造单元。
成矿省在经历了太古宙陆核形成、元古宙基底形成、早古生代大陆边缘板块活动阶段、晚古生代裂谷发展演化和中新生板内构造演化过程。这些地质构造历史发展和演化过程形成的多类沉积建造和岩浆喷发，侵入作用，为成矿省带来丰沛的成矿物质，在裂谷区、岛弧带、裂陷槽、坳陷区、造山带的构造-岩浆带(区)、断裂带、含矿沉积层位、推覆构造面、现代盐湖和盆边斜坡区富集，形成多种多样矿产和多种成因类型的矿床。这些不同的成矿地质环境控制了区域成矿作用中的发生、各类成矿作用的出现和矿床成矿系列的形成。
3．区域矿产与成矿特征
成矿省内已发现矿床（点）553处，其中大型和大型以上矿床14处、中型63处、小型113处，矿点（化）362处，按成矿作用可划分为十二种矿床类型。
4．区域成矿旋回
由上可知，成矿省内地壳演化经历了陆核形成，基底形成，大陆边缘活动，裂谷形成演化核板内构造活动五个阶段，他与成矿省内已知类型，已知矿床的形成的时间演化相对应。由此可知，区域成矿作用的阶段性在成矿省内显示极为明显，划分以下几个区域成矿作用阶段：
（1）五台成矿旋回：成矿省内仅在南天山—马鬃山成矿带内赋存由与太古宙绿岩有关的铜金矿床，永红山受变质型铜矿为代表。
（2）晋宁成矿旋回：成矿省内古元古界和中元古界地层出露较多，但现在发现的矿产不多。新元古界是成矿省内成矿的高峰期，主要类型有岩浆型Ni、Cu矿床（菁布拉克，兴地塔格）、伟晶岩型稀有矿床（夏特、石英滩、图兹雷克等）、碱性岩类稀有金属矿床（阔克塔格西）、海相火山气液型Cu矿（喇嘛萨依）、海相沉积型磷矿（阿克赛）（萨瓦甫齐）、受变质型铁矿（沙垄天湖）和低温热液型铅锌矿床（西铁炉子）等。
（3）加里东成矿旋回：成矿省内基底开始裂解，海相沉积建造较发育，形成的矿床有岩浆型CuNi矿床（黑山式），海相沉积型（红山、七角井等）、沉积变质型（库鲁克坤（红柱石）、沙依里克（P）、科尔古琴（P）等）、热液型金矿（望峰、萨日达拉）等。
（4）华力西成矿旋回：成矿省内裂谷孕育发展形成和消亡的阶段，华力西期岩浆侵入作用强烈，是成矿省内成矿高峰期，主要的大型和超大型矿床都是这个时期形成的。典型矿床有黄山（CuNi）、土屋（Cu）、磁海（Fe）、公婆泉（CuMo）、尾垭（FeVTi）、小西弓（Au）、查汉萨拉（Sb）、萨瓦亚尔顿（AuSb）、霍什布拉克（PbZn）等。
（5）燕山成矿旋回：本旋回在成矿省内表现很弱，仅在东端的北山地区有所发现，典型矿床为七一山钨钼萤石矿床，白山钼矿。
（6）喜山期成矿旋回：进入板内构造—岩浆作用阶段后，成矿省内垂直升降运动强烈，盆地和河湖发育，形成了砂矿，盐湖类矿床和可地浸砂岩铀矿等。
5．成矿区（带）划分
按全国成矿区带统一划分的原则将天山－北山成矿省划分出九个成矿区（带），分别是：
Ⅲ-27－博格达晚古生代铜锌石墨盐类矿床成矿区；
Ⅲ-28－阿拉套－赛里木晚古生代锡钨铅锌矿床成矿区；
Ⅲ-29－土鲁番－哈密盆地中、新生代石油天然气煤铀沸石膨润土盐类矿床成矿区
Ⅲ-30－西天山前寒武纪晚古生代中、新生代铀煤铜钼镍金银铁锰稀有金属云母盐类矿床成矿区；
Ⅲ-31－觉罗塔格－星星峡前寒武纪古生代铜钼金银镍矿床成矿带；
Ⅲ-32－南天山—马鬃山晚古生代金铁铅锌银钒铀稀有稀土磷灰石蛭石菱镁矿滑石矿床成矿带；
Ⅲ-33－额济纳旗晚古生代铜铁萤石矿床成矿区；
Ⅲ-34－北山前寒武纪、古生代铁铜镍金铅锌银磷稀有金属云母矿床成矿带；
Ⅲ-35－萨阿尔明晚古生代金铁锰铅锌铀盐类稀有金属矿床成矿带；
Ⅲ-36－西南天山古生代金锡铅锌锑银铀矿床成矿带。
6．矿床成矿系列
按矿床成矿系列理论和划分准则，将天山－北山成矿省划分出61个矿床成矿系列，矿床成矿亚系列26个，其中Ⅲ27划分出四个矿床成矿系列、Ⅲ28一个、Ⅲ29二个、Ⅲ30十个、Ⅲ31五个、Ⅲ32十个、Ⅲ33二个、Ⅲ34十一个、Ⅲ35七个、Ⅲ36八个。
7．区域成矿地质环境
区域成矿地质环境集中体现在大地构造单元及区域成矿作用的空间位置上和附表件6列出天山-北山成矿省内10个成矿带（Ⅲ-27～36）内23种不同构造单元内的23种具体的、与构造单元对应的成矿地质环境，主要有10类成矿地质构造环境。成矿省内较有利的成矿地质构造环境是①岛弧带（大型矿床集中区）、如觉罗塔格石炭纪岛弧区，集中赋存了大型斑岩型铜矿（土屋、延东）、岩浆型铜镍矿床（黄山东）、海相火山岩型铁矿（雅满苏）、和热液型金矿床（康古尔塔格、石英滩）；②裂谷带，如北山晚古生代裂谷；③被动陆缘，如哈尔里克、博罗科努、阔克萨勒等；④裂陷槽，如萨阿尔明、哈尔克等；⑤中间地块，主要有赛里木、巴仑台-星星峡、那拉提和库鲁克塔格。其他几类，如坳拉谷、活动陆缘、隆起区等成矿地质构造环境的成矿作用强度稍弱，目前尚处于次要地位。
8．成矿区（带）区域成矿模式
成矿省内从太古宙陆核形成，经历了古元古代基底形成、早古生代大陆边缘活动、晚古生代裂谷演化核中、新生板内构造演化等地质历史发展过程，每个阶段都发生过强弱不等的区域成矿作用。据已有的研究工作初步建立了区域成矿模式，它们分别是：
（1）天山地区铅锌矿床的成矿历史演化模式
（2）东天山区域成矿作用模式
（3）西天山区域成矿作用模式
（4）南天山和西南天山区域成矿作用模式
（5）北山区域成矿作用演化模式
（6）天山成矿带区域成矿模式
9．区域成矿历史演化轨迹和建立区域成矿谱系
由上可知成矿省内成矿作用经历有六个成矿旋回（太古宙、元古宙、加里东、华力西、燕山和喜山），各旋回的形成各自的矿床成矿系列，各成矿系列之间存在间接、直接的联系，有的呈现叠加，有些矿床成矿系列被另一些矿床成矿系列改造，或成矿后期形成的矿床成矿系列改造了原有的矿床成矿系列，形成新的矿床成矿系列，他们之间的联系组成一个四维空间的关系，用矿床成矿谱系来表示。
10．物化遥信息
本成矿省内超值元素的基本组合是Cu、Mo、Zn、Pb、Ag；(Cu)、Ni、Co；Fe2O3、Ti、V；As(Au)；Y、Li、Nb；U、(Th)；Na2O、K2O、CaO、MgO；Mn、P2O5；Ba、Sr；F九组元素组合。Na2O、K2O、CaO、MgO、P2O5是地壳物成分的反映，基岩的成分偏基性，大量花岗岩类（岩浆岩类占14.75%，酸性—中酸性岩类占全国的8.34%）侵入在基性成分的地层中，可能使K2O、Na2O的含量有所增高。成矿省内已发现矿床15类，矿床个数在57-2处之间，一般在13-35处之间。但班岩型、岩浆型、接触交代型、海相沉积型、陆相沉积型占了主要地位，反映了上述多类超值元素的组合的事实，海相火山岩型矿床25处，占全国海相火山岩型矿床总数的14.79%。华力西成矿旋回是本成矿省的高峰期，可以认为板块构造和华力西造山作用，主要控制了本成矿省的区域成矿作用和多类矿床的形成。
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