河西走廊成矿带区域成矿规律及找矿方向.pdf

2023 年 7 月 地 球 学 报 Jul.2023 第 44 卷 第 4 期:660-672 Acta Geoscientica Sinica Vol.44 No.4:660-672 本文由中国地质调查局项目“中国矿产地质志”(编号:DD20221695;DD20190379;DD20160346)和“祁连-秦岭铜镍钴金战略性矿产调查评价”项目(编号:DD20230334)联合资助。收稿日期:2022-08-16;改回日期:2022-10-07;网络首发日期:2022-10-18。责任编辑:闫立娟。第一作者简介:赵国斌,男,1978 年生。硕士,正高级工程师。主要从事成矿规律及矿产预测研究。E-mail:。河西走廊成矿带区域成矿规律及找矿方向 赵国斌1),杨合群1),余吉远1),谭文娟1),赵 民1),余 超2),朱永新2),艾 宁3),向连格3)1)中国地质调查局西安地质调查中心,陕西西安 710054;2)甘肃省地质调查院,甘肃兰州 730000;3)宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021 摘 要:河西走廊成矿带是分布于祁连地区最北部的级成矿单元(全国统一编号为-20),目前共有 235处矿产地,形成了石油、煤、凹凸棒石黏土、萤石、石膏、芒硝、石灰岩、天然石英砂、铁、铜、金、钨等 40 余种矿产。该成矿带以沉积成矿作用为主,其次为流体、岩浆、变质和表生成矿作用,可分为 11 种矿床类型,主要成矿期为华力西期、加里东期、燕山期和喜马拉雅期。河西走廊成矿带可进一步划分为 2 个成矿亚带,分别为玉门民乐成矿亚带和山丹中卫泾源成矿亚带。根据构造空间、成矿时间、成矿作用和矿种等四要素的耦合关系,河西走廊成矿带厘定了 10 个矿床成矿系列,包括 4 个沉积作用有关矿床成矿系列、3 个流体作用有关矿床成矿系列、1 个岩浆作用有关矿床成矿系列、1 个变质作用有关矿床成矿系列和 1 个表生作用有关矿床成矿系列。通过细分成矿时段和细化成矿地质作用,进一步解析出 16 个矿床成矿亚系列,并建立了 47 个矿床式。根据区内地质、矿产、物探、化探和遥感信息,河西走廊成矿带共圈出5 个综合预测区,为下一步找矿工作指出了方向。关键词:成矿系列;成矿规律;找矿方向;成矿带;河西走廊 中图分类号:P612 文献标志码:A doi:10.3975/cagsb.2022.101702 Metallogenic Regularity and Prospecting Direction in the Hexi Corridor Metallogenic Belt,China ZHAO Guo-bin1),YANG He-qun1),YU Ji-yuan1),TAN Wen-juan1),ZHAO Min1),YU Chao2),ZHU Yong-xin2),AI Ning3),XIANG Lian-ge3)1)Xian Center,China Geological Survey,Xian,Shaanxi 710054;2)Geological Survey of Gansu Province,Lanzhou,Gansu 730000;3)Geological Survey Institute of Ningxia Hui Autonomous Region,Yinchuan,Ningxia 750021 Abstract:The Hexi corridor metallogenic belt is a III-level metallogenic unit distributed in the north of the Qilian region(national number III-20).There are 235 mineral deposits in this metallogenic belt,comprising more than 40 types of minerals,including petroleum,coal,attapulgite clay,fluorite,gypsum,mirabilite,limestone,quartz sand,iron,copper,gold,and tungsten.The major mineralization process is sedimentation,followed by hydrothermalism,magmatism,metamorphism,and supergenesis.These deposits can be divided into 11 types,and the main metallogenic periods are Variscan,Caledonian,Yanshanian,and Himalayan.This metallogenic belt can be further divided into two metallogenic sub-belts:Yumen-Minle and Shandan-Zhongwei-Jingyuan.According to the coupling relationship of the four elements of tectonic space,metallogenic time,mineralization,and mineral species,10 minerogenetic series of mineral deposits have been determined in the Hexi corridor metallogenic belt,including four minerogenetic series of mineral deposits related to sedimentation,three minerogenetic series of mineral deposits related to hydrothermalism,one minerogenetic series of mineral deposits related to magmatism,第四期 赵国斌等:河西走廊成矿带区域成矿规律及找矿方向 661 one minerogenetic series of mineral deposits related to metamorphism,and one minerogenetic series of mineral deposits related to supergenesis.By subdividing metallogenic periods and mineralization,16 minerogenetic subseries of mineral deposits and 47 deposit types were established.Based on the geological,mineral,geophysical,geochemical,and remote sensing information,five comprehensive prediction areas were delineated in the Hexi corridor metallogenic belt,which provide a direction for future prospecting work.Key words:minerogenetic series of mineral deposits;metallogenic regularity;prospecting direction;metallogenic belt;Hexi corridor 河西走廊成矿带是我国重要成矿带之一,在全国成矿区带划分方案中编号为-20(徐志刚等,2008),属于祁连地区最北部的一个级成矿单元(图 1)。该成矿带已发现石油、煤、凹凸棒石黏土、萤石、石膏、芒硝、石灰岩、天然石英砂、铁、铜、金、钨等 40 余种矿产,各类矿产地共 235 处。从矿产分类来看,能源矿产有矿产地 76 处,金属矿产有矿产地 56 处,非金属矿产有矿产地 103 处;从规模来看,超大型 2 处、大型 23 处、中型 29 处、小型119 处、矿点 62 处。尽管以往曾有学者(贾群子等,2007;谭文娟等,2013)进行区域成矿规律研究,但有很多矿种尚未纳入其中。本文首次按照“矿种全覆盖”和“矿床类型全覆盖”原则,以成矿系列理论为指导(程裕淇等,1979,1983;陈毓川等,2006,2015,2016,2020,2022;王登红等,2020),全面归纳总结河西走廊成矿带区域成矿规律,并探讨找矿方向,这不仅对于丰富成矿理论具有科学意义,而且对于促进新一轮找矿突破战略行动也有实际应用价值。1 区域成矿构造背景区域成矿构造背景 河西走廊成矿带位于祁连山与合黎山龙首山大罗山六盘山等山脉之间,西部以阿尔金南缘断裂为界,北部以龙首山南缘断裂为界,东部以青铜峡罗山蒿店断裂为界,南部以北祁连北缘断裂为界(图 1)。黄汲清等(1965)将祁连山地区自北而南依次划分为走廊过渡带、北祁连加里东优地槽皱褶带、中祁连隆起带、南祁连加里东冒地槽皱褶带等构造单元;李春昱等(1975,1978)提出祁连山地区存在古板块构造体制;夏林圻等(1998)提出北祁连存在早古生代沟弧盆体系;冯益民和何世平(1996)认为河西走廊及其南侧的走廊南山地处塔里木中朝板块南缘早古生代活动陆缘,可划分为走廊南山岛弧和走廊弧后盆地两个构造单元。本文认为河西走廊的大地构造位置称“弧后盆地”仅反映中晚奥陶世的背景,总体而言还是称“走廊过渡带”比较合适。因为该地带夹持于阿拉善陆块南缘、鄂尔多斯陆块西缘与北祁连造山带之间,最突出的特点就是过渡性。从寒武纪到奥陶纪早期,在北祁连由裂谷逐步扩张形成洋盆的过程,河西走廊没有显著地深陷下去,而处于被动大陆边缘地带;奥陶纪中晚期北祁连洋壳向北俯冲,形成弧盆系的过程,河西走廊处在弧后-前陆盆地;志留纪末碰撞造山过程北祁连显著隆起,河西走廊却没有隆升上去,在泥盆纪处于山前凹陷;石炭纪再次受海侵,早石炭世为陆表海环境,晚石炭世为海陆交互环境;从二叠纪到第四纪,则一直处于陆内环境。徐志刚等(2008)划分中国成矿区带的原则,一般是把地块及周缘的造山带分别视为级成矿区带。按照这样的思维,阿拉善地块和北祁连缝合带之间的地带划归“北祁连成矿带”即可,但实际却还增划了“河西走廊成矿带”,正是基于“走廊过渡带”的过渡性特点。2 区域成矿规律区域成矿规律 2.1 成矿空间结构及分布规律 根据河西走廊成矿带内的地质建造构造格局和成矿特征的差异,大致以甘肃省民乐县锯条山一带为界,从西到东划分为玉门民乐成矿亚带(编号-20)和山丹中卫泾源成矿亚带(编号-20)(图 1)。(1)玉门民乐成矿亚带(-20)玉门民乐成矿亚带主要出露新生界,西段见古生界和中生界。亚带内主要含矿地层有中下奥陶统阴沟群、上石炭统羊虎沟组、下白垩统赤金堡组和新民堡群的下沟组中沟组、古近系渐新统白杨河组、新近系中新统、第四系更新统全新统。该成矿亚带形成了石油、天然气、煤、地热、金、铜、盐、钾盐、石膏、芒硝、凹凸棒石黏土、膨润土、其它黏土、泥炭、地下水等 15 种矿产,以石油、凹凸棒石黏土、其它黏土、芒硝、泥炭等为主,主要形成于燕山期和喜马拉雅期。该成矿亚带共发现各类矿床(点)27 处,其中超大型 1 处(杨台洼滩凹凸棒石黏土矿床)、大型 3 处(正北山凹凸棒石黏土矿床,大草滩黏土矿床,盐池芒硝矿床)、中型 8 处(青西、鸭儿峡、老君庙、石油沟、白杨河、单北油田,掌形疙瘩、闫家河泥炭矿床)、小型 12 处(榆树沟山、阴洼沟、红柳沟、十八里沟、营房后、大磨子沟、羊肠子沟金矿床,狼家河沿、小华尖泥炭矿床,火烧沟膨润土矿床,正 662 地 球 学 报 第四十四卷 图 1 河西走廊成矿带成矿单元划分及主要矿产分布略图 Fig.1 Map of metallogenic units and distribution of major deposits in the Hexi corridor metallogenic belt 北山石膏矿床,银达地热)、矿点 3 处。(2)山丹中卫泾源成矿亚带(-20)山丹中卫泾源成矿亚带主要含矿地质体有中上寒武统徐家圈组、中上寒武统大黄山组、上寒武统下奥陶统狼嘴子组、中下奥陶统天景山组、加里东晚期中酸性岩体、上泥盆统中宁组、下石炭统前黑山组臭牛沟组、上石炭统羊虎沟组太原组(甘肃境内二者已合并为羊虎沟组)、中侏罗统龙凤山组(甘肃境内名称)和延安组(宁夏境内名称)、燕山期侵入岩体、古近系渐新统清水营组、新近系中新统彰恩堡组和第四系。该成矿亚带形成了煤、煤层气、油页岩、页岩气、地热、铁、铜、铅、锌、钼、镍、钴、钨、金、银、硫铁矿、磷、萤石、钾盐、重晶石、石膏、芒硝、石灰岩、石墨、大理岩、砂岩、石英砂、膨润土、陶瓷黏土、耐火黏土、其它黏土、高岭土、辉绿岩、花岗岩、观赏石、地下水等 36 种矿产,以煤、萤石、石膏、石灰岩、石英砂、石墨、钨、铁、铜、金等矿产为主,主要形成于华力西期、加里东期、喜马拉雅期和燕山期。亚带内共发现各类矿床(点)208 处,其中超大型 1 处(头沟照路沟萤石矿床)、大型 20 处(炭山煤矿区,碱台子、贺家口子、田子埫石膏矿床,闫地拉图石墨矿床,米钵山、天景山白路泉北段、青圪塔南段、灜龙山、园湾、青山石灰岩矿床,东水泉耐火黏土矿床,石砚子、北湾、梁家台、沙窝、小黄峁山、开城石英砂矿床,磨盘井辉绿岩矿床)、中型 21 处(花草滩、长山子煤矿,炭山煤层气矿床,西石门萤石矿床,白露山钨矿床,小红山、南泥沟石膏矿床,陈水砂岩矿床,营盘水、丁家二沟、杨家井、荞花台、太白山青石峡口天然石英砂矿床,黑疙瘩沟、大道崖孙家沟、天景山白路泉南段、倒流水、红砂石沟、大道崖石灰岩矿床,大泉子沟陶瓷黏土矿床,花豹湾黏土矿床)、小型 107 处、矿点 59 处。2.2 成矿时代结构及分布规律 为了便于研编中国矿产地质志及读者进一步进行全国性对比使用,下面采取地学界通用地质时代中的“代”为时段来统计论述。河西走廊成矿带成矿期主要为华力西期(晚古生代),其次为加里东期(早古生代)、印支燕山期(中生代)和喜马拉雅期(新生代)(图 2)。(1)加里东期:以流体成矿作用、沉积成矿作用和岩浆成矿作用为主,共形成有 47 处矿床(点),其中超大型 1 处,大型 7 处,中型 5 处,小型 21 处,矿点 13 处。形成的主要矿种有萤石、石灰岩、辉绿岩、花岗岩、钨、金、钼镍、铜、铅锌、铁、重晶石、磷、碧玉观赏石。(2)华力西期:以沉积成矿作用为主,共形成有84 处矿床(点),其中大型 1 处,中型 7 处,小型 61处,矿点 15 处。形成的主要矿种有煤、石膏、石灰 第四期 赵国斌等:河西走廊成矿带区域成矿规律及找矿方向 663 图 2 河西走廊成矿带矿产时代分布结构图 Fig.2 Statistical graph of metallogenic epochs in the Hexi corridor metallogenic belt 岩、耐火黏土、陶瓷黏土、铜、油页岩、页岩气等。(3)印支燕山期:以沉积成矿作用为主,共形成有 53 处矿床(点),其中大型 4 处,中型 8 处,小型 18 处,矿点 23 处。形成的主要矿种有煤、石油、石墨、其它黏土、砂岩、煤层气、铁、铜、金、重晶石、硫铁矿。需要说明的是,本文对油气和煤层气的成矿时代分别按相应的烃源岩和气源岩进行统计,实际有漫长的后续演化过程,具体见后文叙述。(4)喜马拉雅期:以沉积成矿作用为主,其次为流体成矿作用和表生风化成矿作用,共形成有 51处矿床(点),其中超大型 1 处,大型 11 处,中型 9处,小型 19 处,矿点 10 处。形成的主要矿种有凹凸棒石黏土、石膏、天然石英砂、芒硝、泥炭、其它黏土、膨润土、铁、地热、钾盐、钟乳石观赏石。2.3 矿床类型结构及分布规律“中国矿产地质志”矿床类型划分方案,以矿床的成矿作用为主导,突出了成矿主岩,共划分了18 种矿床类型。根据该方案,河西走廊成矿带共划分出 11 种矿床类型,以生物化学沉积型为主,浅成中-低温热液型、化学沉积型、机械沉积型、蒸发沉积型、砂矿型和岩浆热液型次之,岩浆型、变成型、风化型和叠加(复合/改造)矿床相对较少(图 3)。生物化学沉积型矿床:共发现 78 处矿产地,大型 1 处(炭山煤矿区),中型 11 处(青西、鸭儿峡、老君庙、石油沟、白杨河、单北油田,掌形疙瘩、闫家河泥炭,花草滩、长山子煤矿区,炭山煤层气),小型 55 处(煤 52 处,泥炭 2 处,钼镍 1 处),矿点 11处(煤 8 处,油页岩 2 处,页岩气 1 处)。成矿时代主要为华力西期,形成了煤、油页岩、页岩气等矿产;其次为燕山期,形成了石油、煤、煤层气等矿产;加里东期形成了钼、镍等矿产,喜马拉雅期形成了泥炭等矿产。浅成中-低温热液型矿床:共发现 43 处矿产地,其中小型 17 处(榆树沟、阴洼沟、红柳沟、十八里 1岩浆型;2伟晶岩型;3云英岩型;4接触交代型(矽卡岩型);5斑岩型;6岩浆热液型;7陆相火山岩型;8海相火山岩型;9受变质型;10变成型;11浅成中-低温热液型;12风化型;13砂矿型;14机械沉积型;15化学沉积型;16蒸发沉积型;17生物化学沉积型;18叠加(复合/改造)矿床。1magma type;2pegmatite type;3greisen type;4contact metasomatic type(skarn type);5orphyry type;6magmatic hydrothermal type;7ontinental volcanic rock type;8marine volcanic rock type;9metamorphic type;10high grade metamorphic type;11hypabyssal-medium-low temperature-hydrothermal type;12weathering type;13placer type;14mechanical deposition type;15chemical deposition type;16evaporative deposition type;17biochemical sedimentary type;18superimposed (composite/transformed)deposit.图 3 河西走廊成矿带矿床类型和矿产地数量统计图 Fig.3 Statistical graph of deposit type and number in the Hexi corridor metallogenic belt 沟、营房后、大磨子沟、羊肠子沟金矿床,银达、药王泉地热水,斜壕重晶石矿床,照壁山、石堆水铁矿床,铜铁沟、大铜沟铜矿床,金场子金矿床,二人山铅银-硫铁矿床,一条岭重晶石矿床),矿点 26处(地热水 1 处,金 1 处,铁 19 处,铜 3 处,重晶石2 处)。形成的矿种有地热、金、硫铁矿、铁、铜、银、铅、锌、钴、重晶石等。主要成矿时代为燕山期,其次为加里东期和喜马拉雅期。化学沉积型矿床:共发现 33 处矿产地,其中大型 6 处(灜龙山、天景山白路泉北段、园湾、米钵山、青圪塔南段、青山石灰岩矿床),中型 6 处(黑疙瘩沟、大道崖孙家沟、天景山白路泉南段、倒流水、红砂石沟、大道崖石灰岩矿床),小型 13 处(顾家砚、麦垛山铁矿,双圈、峡子沟铜矿,夜猫子山、狐子疙瘩、天景梁、草帽子墩、天景山北段、银山、天景山刘岗井华安、石泉、千秋峡石灰岩),矿点 8 处(铁矿 4 处,磷 2 处,石灰岩 1 处,碧玉岩观赏石矿点 1 处)。成矿时代主要为加里东期和华力西期,其次为喜马拉雅期和燕山期,形成了石灰岩、铁、铜、磷等矿产。机械沉积型矿床:共发现 23 处矿产地,其中超大型 1 处(杨台洼滩凹凸棒石黏土矿床),大型 4 处(大草滩黏土矿床,正北山凹凸棒石黏土矿床,东水泉耐火黏土矿床,石岘子林场石英砂岩矿床),中型664 地 球 学 报 第四十四卷 3 处(陈水硅石矿床,大泉子沟陶瓷黏土矿床,花豹湾黏土矿床),小型13处(陶瓷黏土8处,其它黏土4处,膨润土 1 处),矿点 2 处(陶瓷黏土 2 处)。成矿时代主要为喜马拉雅期和华力西期,前者形成了凹凸棒石黏土、其它黏土(水泥配料用黄土、水泥用黏土、砖瓦用黏土)以及膨润土,后者形成了陶瓷黏土和耐火黏土。蒸发沉积型矿床:共发现 21 处矿产地,其中大型 4 处(盐池芒硝矿床,碱台子、贺家口子、田子埫石膏矿床),中型 2 处(小红山、南泥沟石膏矿床),小型 9 处(正北山、甘塘、一碗泉、石门坎、宏佛寺、大茨脑、塌山洼、石峡口、双河湾石膏矿床),矿点6 处(石膏 4 处,芒硝 1 处,钾盐 1 处)。成矿时期主要为喜马拉雅期,其次为华力西期,形成的矿产有石膏、芒硝、钾盐等。砂矿型矿床:共发现 13 处矿产地,均为天然石英砂矿床,成矿时代为喜马拉雅期。其中,大型 6处(石砚子、北湾、梁家台、沙窝、小黄茆山、开城),中型 5 处(营盘水、丁家二沟、杨家井、荞花台、太白山青石峡口),小型 2 处(高圪陵、石门子)。岩浆热液型矿床:共发现 12 处矿产地,其中超大型 1 处(头沟照路沟萤石矿床),中型 2 处(西石门萤石矿床,白露山钨矿床),小型3处(大沙沟萤石矿床,馒头山钨矿床,曹家口金矿床),矿点 6 处(铜3 处,铅锌 1 处,萤石 2 处)。成矿时代均为加里东期,形成的矿种有萤石、钨、铜、铅、锌、金、银。变成型矿床:目前仅发现 1 处大型矿产地(闫地拉图石墨矿床),成矿时代主要为印支期区域变质,其次为燕山期岩浆热叠加。岩浆型矿床:共发现 5 处矿产地,其中大型 1处(磨盘井辉绿岩矿床),小型 3 处(明居吕山、樵蒿沟、鸡冠山花岗岩矿床),矿点 1 处(北海子铜镍矿点)。形成的矿种为辉绿岩、花岗岩、铜镍,成矿时代均为加里东期。风化型矿床:共发现 4 处矿产地,其中小型 3处(金场子膨润土矿床,茶梁子铁钴矿床,闫地拉图铁矿床),矿点 1 处(马道梁铁钴矿点)。形成的矿种有铁、钴和膨润土,成矿时代为喜马拉雅期。叠加(复合/改造)矿床型矿床:共发现 2 处矿产地,其中小型 1 处(腰岘子铜银矿床:化学沉积+热液改造),矿点 1 处(黄羊滩火车站北西米脂玉矿点:化学沉积+地下水再造)。3 矿床成矿系列矿床成矿系列 成矿系列是我国地质学家经过长期研究,自主创新总结出来的成矿理论学说。程裕淇等(1979,1983)初论和再论矿床的成矿系列问题,奠定了成矿系列理论基础;陈毓川等(2006,2015,2016,2020,2022)三论、四论、五论、七论、八论和王登红等(2020)六论矿床的成矿系列问题,进一步完善了成矿系列理论体系,成为国内地学界开展区域成矿规律研究的重要指导思想。3.1 矿床成矿系列厘定 陈毓川等(2007)中国成矿体系与区域成矿评价曾论述:矿床成矿系列指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,与一定的地质作用有关,形成的一组具有成因联系的矿床的自然组合。具体进行矿床成矿系列厘定时,需要考虑四要素:成矿空间、成矿时间、成矿作用、成矿矿种。这四要素,缺一不可。本文将这种认识,概括为如下公式来表达:矿床成矿系列=(成矿空间)(成矿时间)(成矿作用)(A 矿种+B 矿种+)其中,成矿空间、成矿时间、成矿作用为必要要素,三者的耦合关系是矿床成矿系列的“骨架”,只要改变一项,即可变成不同的矿床成矿系列;成矿矿种为重要要素,是矿床成矿系列的“血肉”,新增矿种只能丰富完善已建立的矿床成矿系列。河西走廊成矿带(编号-20),构造空间对应河西走廊过渡带;成矿时间有早古生代(Pz1)晚古生代(Pz2)中生代(Mz)新生代(Cz);成矿作用有沉积作用(S)、岩浆作用(I)、变质作用(M)、流体作用(F)、表生作用(H)。根据现有地质矿产资料,可归纳出成矿带、成矿时代、成矿作用耦合关系(表 1)。将上述成矿带、成矿时代、成矿作用耦合关系再配上有关矿床(点)出现的具体矿种,即可厘定出矿床成矿系列(表 2)。矿床成矿系列编号采用了表 1所列的这种耦合关系代号,具有唯一性,不必再加 表 1 河西走廊成矿带成矿时代成矿作用耦合关系 Table 1 Coupling relationship between metallogenic epoch and mineralization of the Hexi corridor metallogenic belt 成矿时代 成矿作用 沉积作用 岩浆作用 变质作用 流体作用 表生作用 新生代(喜马拉雅期)20Cz-S 20Cz-F 20Cz-H 中生代(印支燕山期)20Mz-S 20Mz-M 20Mz-F 晚古生代(华力西期)20Pz2-S 早古生代(加里东期)20Pz1-S 20Pz1-I 20Pz1-F 第四期 赵国斌等:河西走廊成矿带区域成矿规律及找矿方向 665 序号进行区别。表 1 和表 2 中,20 为-20 的简化形式。3.2 矿床成矿系列解析 通常,针对于地质构造区较大,形成时间相对较长,而不同地段或不同时段成矿的地质构造条件有一定差异的矿床组合构成的矿床成矿系列,考虑进一步划分矿床成矿亚系列。本文则探索通过细分成矿时段或细化成矿地质作用解析矿床成矿亚系列。例如,新生代细分古近纪、新近纪和第四纪;岩浆成矿作用细分火山成矿作用(或海相火山成矿作用、陆相火山成矿作用)、侵入岩浆成矿作用(或超基性岩侵入成矿作用、基性岩侵入成矿作用、中酸性岩侵入成矿作用)。多数情况下,一个矿床成矿系列可解析数个矿床成矿亚系列;个别情况下,一个矿床成矿系列仅包含一个矿床成矿亚系列。最后,将矿床成矿亚系列之下一小组相同类型的矿床(点)总结为一个矿床式。矿床式命名方法:一般采用代表性矿床来命名(尚无矿床时暂用代表性矿点来命名);有时借助地域名称来命名;有时也借助含矿地层命名,例如,陈毓川等(2007)中国成矿体系与区域成矿评价一书中,对鄂尔多斯地区延安组的煤称“延安式煤”,瓦窑堡组的煤称“瓦窑堡式煤”(有些煤矿区,具有不同时代的煤,此命名法可分辨,并便于区域对比)。对于新生代陆域形成的地下水、矿泉水、地热水、热矿水,尝试采用大范围通用的名称,例如,溶滤式地下水、矿泉水,深部加热式地热水、热矿水。按照上述方法厘定矿床成矿系列,然后进一步解析矿床成矿亚系列及矿床式,则必定有矿床成矿系列数目矿床成矿亚系列数目矿床式数目,即级别越低数目越多,符合绝大部分事物的一般规律。厘定解析结果,河西走廊成矿带(-20)厘定矿床成矿系列 10 个,解析出矿床成矿亚系列 16 个和矿床式 47 个(表 2)。4 区域成矿模式及成矿演化区域成矿模式及成矿演化 4.1 区域成矿模式 成矿模式的表达方法目前有很多种,典型矿床成矿模式和矿田成矿模式已经比较成熟,而对于一个成矿带的区域成矿模式表达形式仍需探讨,不少方法仅适合展示少数主要矿种及少数矿床类型,难以满足对矿种、成矿地质作用、成矿时代、成矿构造环境全面覆盖的需要,因此本文尝试采用单个成矿带中矿床成矿亚系列的成矿时代-成矿地质作用-构造环境综合图解,编制了河西走廊成矿带区域成矿模式图(图 4)。4.2 早古生代(加里东期)区域成矿演化 尽管北祁连早古生代早期拉张,中寒武世达到裂谷-小洋盆,晚寒武世达到大洋(冯益民和何世平,1996;宋述光等,2009,2019;夏林圻等,2016),但是河西走廊该时期却处于缺乏岩浆活动的浅海及陆缘斜坡环境,形成“河西走廊寒武纪沉积作用有关钼、镍、磷矿床成矿亚系列”(表 2,图 4)。例如,中上寒武统徐家圈组赋存有镍钼矿床,伴生钒;上寒武统狼嘴子组下岩段赋存有磷块岩矿点。进入奥陶纪,随着北祁连进入成熟洋盆演化期,而河西走廊却仍是陆缘环境。香山一带有少量幔源岩浆活动,形成“河西走廊加里东中期基性岩浆侵入作用有关辉绿岩矿床成矿亚系列”,多个辉绿岩床沿下中奥陶统狼嘴子组上岩段顺层贯入,该地段辉绿岩同位素年龄 482.4 Ma(宁夏回族自治区地质调查院,2017)。正是这期浅成侵入岩浆活动的热动力,驱动其上发生海底热液喷流沉积,形成下中奥陶统狼嘴子组上岩段赋存的少量铁矿床及碧玉矿点;在浅海地带,化学沉积形成大量灰岩矿床。这两类沉积成矿共同构成“河西走廊奥陶纪沉积作用有关铁、碧玉、灰岩矿床成矿亚系列”(表 2,图 4)。进入志留纪,祁连地区包括河西走廊处于碰撞造山构造环境,挤压造山热动力引发地壳花岗岩浆活动。在山丹永昌一带,中酸性岩浆侵入中上寒武统大黄山组,岩体本身有的构成饰面板材用花岗岩矿床,接触带形成有金、银、钨、铜、铅、锌、萤石矿床,构成“河西走廊加里东晚期中酸性岩浆侵入作用有关金、银、钨、铜、铅、锌、萤石、花岗岩矿床成矿亚系列”。在嘉峪关西侧榆树沟一带,零星可见花岗斑岩脉侵入下中奥陶统阴沟群构造裂隙,区域构造岩浆热动力驱动的热液活化金铜矿质充填断裂破碎带形成多个金矿床及少量铜矿点,构成“河西走廊加里东晚期热液对奥陶系作用有关金、铜矿床成矿亚系列”(表 2,图 4)。4.3 晚古生代(华力西期)区域成矿演化 志留纪碰撞造山后,泥盆纪时高耸的古祁连山不断地遭受剥蚀、夷平,而河西走廊相对处于坳陷,晚泥盆世沉积由山麓-河湖相碎屑岩组成红色磨拉石建造,来自南侧蚀源区(白银厂一带)含铜多金属物质,在香山一带河流-湖泊环境沉积形成砂岩铜矿,共(伴)生银,其中机械沉积的砂粒属脉石,化学沉积的矿质呈胶结物存在。该时期成矿构成了“河西走廊泥盆纪沉积作用有关铜、银矿床成矿亚系列”(表 2,图 4)。石炭纪全球性海平面相对上升,自早石炭世开始,秦岭海域的海水由东南方向进入本区形成祁连陆表海沉积盆地,沉积的前黑山组臭牛沟组含有石膏、灰岩、黏土矿产;晚石炭世海侵范围扩大,但进退频繁,海陆交互相环境沉积的羊虎沟组(包括 666 地 球 学 报 第四十四卷 表 2 河西走廊成矿带矿床成矿系列一览表 Table 2 Checklist for minerogenetic series of mineral deposits in the Hexi Corridor Metallogenic Belt 矿床成矿系列及亚系列 矿床式 矿产地实例 20Pz1-S 河 西 走廊早古生代沉积作用有关钼、镍、铁、磷、碧玉、灰岩矿床成矿系列 河西走廊寒武纪沉积作用有关钼、镍、磷矿床成矿亚系列 徐家圈式钼镍(蒙)阿拉善左旗元山子镍钼矿床 狼嘴子式磷(宁)中卫市沙坡头区油井山、中宁县磨盘井磷矿点(赋存于狼嘴子组下岩段)河西走廊奥陶纪沉积作用有关铁、碧玉、灰岩矿床成矿亚系列 狼嘴子式铁碧玉(宁)中卫市沙坡头区顾家岘铁矿床(也称火山铁矿床),狼嘴子磨盘井一带碧玉矿点(赋存于狼嘴子组上岩段)天景山式灰岩(宁)中卫市沙坡头区天景山北段、天景山刘岗井华安、天景山白路泉北段和南段、银山灰岩矿床;中宁县青圪塔南段、米钵山、灜龙山、园湾、黑疙瘩沟、草帽子墩灰岩矿床;吴忠市红寺堡区青山灰岩矿床;青铜峡市卡子庙灰岩矿床;固原市泾源县红砂石沟、秋千峡灰岩矿床;原州区双井(蟠龙坡)灰岩矿点 米钵山式灰岩(宁)青铜峡市沙坝沟灰岩矿床 20Pz1-I 河西走廊加里东期岩浆作用有关金、银、钨、铜、铅、锌、萤石、花岗岩、辉绿岩矿床成矿系列 河西走廊加里东期基性岩浆侵入作用有关辉绿岩矿床成矿亚系列 磨盘井式辉绿岩(宁)中卫市中宁县磨盘井辉绿岩矿床 河西走廊加里东晚期中酸性岩浆侵入作用有关金、银、钨、铜、铅、锌、萤石、花岗岩矿床成矿亚系列 鸡冠山式花岗岩(甘)山丹县鸡冠山、樵蒿沟、明居吕山花岗岩矿床 照路沟式萤石(甘)永昌县照路沟、头沟、西石门萤石矿床,火烧沟、郝家湾、南泥塘子萤石矿点;武威市大沙沟萤石矿床,大泉沟萤石矿点 曹家口式金银铜铅锌(甘)山丹县曹家口金银矿床及铜铅矿点;永昌县绣花庙金矿点,照路沟铜铅锌矿点、毛家圈铜矿点;山丹县小柳沟铜铅矿点;天祝县小石门沟铅锌矿点,大口子南铜矿点 白露山式钨(甘)永昌县白露山钨矿床,馒头山钨矿点 20Pz1-F 河 西 走廊加里东期流体作用有关金、铜矿床成矿系列 河西走廊加里东晚期热液对奥陶系作用有关金、铜矿床成矿亚系列 榆树沟山式金铜(甘)嘉峪关市榆树沟山金矿床铜矿点,阴洼沟、红柳沟、十八里沟、羊肠子沟、大磨子沟、营房后金矿床 20Pz2-S 河 西 走廊晚古生代沉积作用有关铜、银、灰岩、石膏、煤、黏土、油页岩、石英砂岩矿床成矿系列 河西走廊泥盆纪沉积作用有关铜、银矿床成矿亚系列 中宁式铜银(宁)中卫市沙坡头区腰岘子、峡子沟(拐门沟)铜银矿床,红佛寺铜矿点 河西走廊石炭纪沉积作用有关煤、黏土、油页岩、石英砂岩、灰岩、石膏矿床成矿亚系列 前黑山式 石膏(宁)中卫市小红山、甘塘、一碗泉、石门坎、宏佛寺、大茨脑石膏矿床;青铜峡市夜猫子山石膏矿点;吴中市红寺堡区康马头石膏矿点 前黑山臭牛沟式灰岩(宁)中卫市倒流沟、石峡、石泉、天景梁、狐子疙瘩、大道崖孙家沟水泥灰岩及大道崖饰面板材用灰岩矿床;青铜峡市野猫子山水泥灰岩矿床。(甘)景泰县大安灰岩矿床,山丹县毛湖墩沟灰岩矿点 臭牛沟式黏土(蒙)阿拉善左旗闫地拉图高岭石黏土矿床、库井沟高岭石黏土矿点(铁钛超标暂归黏土大类)羊虎沟式煤(甘)山丹县羊虎沟、东水泉、平坡、花草滩、大黄山煤矿区,长山子煤矿区(该矿区既有羊虎沟煤也有龙凤山组煤),永昌县马营沟、上泉沟、红山窑、东石门、庙儿沟、毛卜拉、马家湾煤矿区;肃南县冰沟井田,武威市柴窝铺井田;张掖市花草滩煤矿区;景泰县红水、黑山、红山里、苦水沟煤矿区。(宁)中卫市碱沟山、上下河沿、小洞山、梁水园、土坡、线驮石、校育川、油井山、帽儿山、榆树台、大柳树、甘塘煤矿区。(蒙)阿拉善左旗喇嘛敖包、黑山煤矿区 羊虎沟式黏土(甘)山丹县东水泉耐火黏土矿床;永昌县马家湾陶瓷黏土矿床。(宁)中卫市窑沟(上下河沿)、孙家沟、平滩湖黏土矿床;海原县油井山炭巷沟陶瓷黏土矿床 羊虎沟式油页岩(宁)中卫市上下河沿油页岩矿床;海原县油井山油页岩矿点 羊虎沟式石英砂岩(宁)中卫市香山乡陈水石英砂岩矿床。(甘)山丹县羊虎沟、平坡石英砂岩矿点;永昌县新城子石英砂岩矿点 20Mz-S 河 西 走廊中生代沉积作用有关石英砂岩、煤、油页岩、黏土、膨润土、铀、油气(烃源岩)矿床成矿系列 河西走廊侏罗纪沉积作用有关石英砂岩、煤、油页岩矿床成矿亚系列 龙凤山延安式煤油页岩石英砂岩(甘)山丹县长山子煤矿区(除羊虎沟组煤),王开选、新河煤矿区;武威市大口子煤矿区。(宁)固原市原州区炭山煤矿区及油页岩矿床、炭洞沟煤矿点,石岘子林场玻璃用石英砂矿床;中卫市下流水煤矿区、窑山煤矿点 九条岭式煤(甘)肃南县九条岭煤矿区(赋矿地层为龙凤山组,但额外叠加有燕山期岩浆热液煤变作用,具特殊性)河西走廊白垩纪沉积作用有关黏土、膨润土、铀、油气(烃源岩)矿床成矿亚系列 新民堡式黏土膨润土(甘)嘉峪关市大草滩铸型黏土、膨润土矿床;张掖市平山湖黏土矿点;玉门市孟家沙河、旱峡沟口黏土矿化点 新民堡式铀(甘)张掖市车场泉铀矿床(李建军,2014)和红山铀矿床(李万华等,2010)玉门式油气(烃源岩)(甘)玉门市老君庙、石油沟、鸭儿峡、白杨河、单北、青西油气田 第四期 赵国斌等:河西走廊成矿带区域成矿规律及找矿方向 667 续表 2 矿床成矿系列及亚系列 矿床式 矿产地实例 20Mz-F 河 西 走廊印支燕山期流体作用有关铁、铜、金、银、铅、硫、重晶石矿床成矿系列 河西走廊燕山期热液对泥盆石炭系作用有关铁、铜、金、银、铅、硫、重晶石矿床成矿亚系列 照壁山式铁(宁)中卫市照壁山、新照壁山、石墩(堆)水铁矿床,骆驼山、石门硐、驴尾巴湾、星铁山、大石头井沟、单梁山三角点、二人山、黄石坡沟、泉山井、撅屁山西端、锅底湖、白土井、石跺(堆)水、涩井沟、乌车梁、干沟、新水铁矿点;