安国堡++辛存林++杨涛+王露菡+祁正强 :16726561(2016)06080310 Summary:龙首山成矿带大地构造演化主要经历了元古代龙首山边缘沉降带形成和发展、古生代边缘沉降带活化隆起和陆缘带局部坳陷、中新生代断块活动等3个构造时期。龙首山成矿带位于华北古陆西南缘,古陆块及其边缘是重要的铀成矿区域。区内铀成矿受区域大地构造演化控制,铀矿化相应地分为3个成矿期,即元古代成矿期、古生代成矿期和中新生代成矿期。与3个成矿期相对应,龙首山成矿带形成了分别与下元古界变质岩、祁连期重熔型花岗岩和中新生代断块升降有关的3个铀矿化成矿系列。龙首山成矿带成矿模式可概括为:下元古界地层预富集→(吕梁期)伟晶状白岗岩体预富集(或祁连期花岗岩类岩石预富集)→(天山期)断裂构造、热液蚀变预富集→(印支期、四川期和喜马拉雅期)脉体叠加工业富集。 Key:构造演化;铀矿;成矿规律;控制作用;成矿带;成矿期;成矿模式;龙首山 :P548;:A Geotectonic Evolution of Longshoushan Metallogenic Belt in Gansu and Its Control Function on Uranium Mineralization AN Guobao1, XIN Cunlin2, YANG Tao2, WANG Luhan2, QI Zhengqiang2 (1. Geological Team, Sichuan Bureau of Geology for Nuclear Industry, Deyang 618000, Sichuan, China; 2. College of Geography and Environment Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China ) Abstract: The geotectonic evolution of Longshoushan metallogenic belt experiences three tectonic periods, including the initial stage and development of Proterozoic Longshoushan margin subsiding belt, and the active uplift of Paleozoic subsiding belt and partial collapse of continental margin belt, and the activity of MesoCenozoic fault block. Longshoushan metallogenic belt locates at the southwest margin of North China paleoland, and the paleoland and its margin are the most important uranium metallogenic zones. Uranium mineralization is controlled by geotectonic evolution; accordingly uraniummineralized process is divided into three metallogenic periods, including Proterozoic, Paleozoic and MesoCenozoic. Corresponding with the three metallogenic periods, Longshoushan metallogenic belt form three metallogenic series of uranium mineralization, which are separately related to Lower Proterozoic metamorphic rocks, the crustal remelting granites in Qilian stage and the fault block uplift and sag in MesoCenozoic. The metallogenic model of Longshoushan metallogenic belt can be summarized as the preenrichment of Lower Proterozoic stratum, the preenrichment of (Luliang stage) pegmatoid alaskite (or the preenrichment of granitoids in Qilian stage), the preenrichment of (Tianshan stage) fault structure and hydrothermal alteration, and the industrial enrichment of (Indosinian, Sichuan stage and Himalayan) vein material superimposed. Key words: tectonic evolution; uranium deposit; metallogenic regularity; control function; metallogenic belt; mineralization period; metallogenic model; Longshoushan 0引言 龙首山成矿带东起甘肃省民勤县红崖山,西到张掖市合黎山,东西长180 km,南北宽几千米至十余千米,面积约2 600 km2。区内元古界地层分布广泛,吕梁期和祁连期侵入岩发育,从酸性岩到超基性岩均有分布。与镁铁—超镁铁质岩体有关,龙首山中段产出了世界级金川铜镍硫化物矿床,镍资源储量规模达到世界第三,单矿体镍资源储量世界第一;与中酸性及碱性侵入岩有关,龙首山成矿带(主要在中段)已经发现4种不同类型的5个铀矿床、40个矿(化)点和超过2 000个异常点,形成了一条以碱交代型和伟晶状白岗岩型铀矿化为主要特点的铀成矿带[1]。龙首山地区地处河西走廊东段,经济发达,交通便利,地质研究程度相对较高。要不断扩大成矿远景,进行有效的成矿预测,就要先查清区域地质背景和矿区成矿条件。本文根据区域大地构造演化资料[2],以成矿背景、成矿系统和成矿演化为主要内容,研究龙首山成矿带铀成矿的物质基础和时空结构,阐明铀矿床的形成和分布规律,为该区矿产预测和普查找矿提供科学依据。 1区域地质背景 龙首山成矿带位于华北板块西南缘龙首山陆缘带,其西南侧为华北板块的河西走廊边缘海盆[3](图1)。 龙首山成矿带为一复向斜构造带,以上元古界孩母山群为核部,以中元古界墩子沟群和下元古界龙首山群为两翼。该复向斜轴向NWW,轴面倒转北倾,倾角70°左右。复向斜南侧被山前大断裂切割而与走廊过渡带相邻。 2铀矿化特征 龙首山成矿带现已发现铀矿床、矿点、矿化点的成因类型有岩浆+热液型、碱交代型、沉积型、沉积变质型、淋积型和淋积+热液型等。其中,碱交代型和岩浆+热液型铀矿化是中国其他地区比较少见的两种矿化类型。龙首山成矿带可划分出3个成矿系列5个成矿亚系列。 Ⅰ成矿系列为下元古界变质岩出露区与混合岩化气液作用有关的铀矿化成矿系列,如714矿化点,成矿年龄为560 Ma;Ⅱ成矿系列为与壳源重熔型花岗岩有关的铀矿床成矿系列,包括3个成矿亚系列(Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3);Ⅲ成矿系列为中新生代淋积型铀矿床成矿系列,如1204矿床。 Ⅱ1成矿亚系列为与吕梁期伟晶状白岗岩有关的铀矿床成矿亚系列,如7210矿床,晶质铀矿UPb同位素年龄为(1 767±(141~162))Ma(吕梁晚期)。Ⅱ2成矿亚系列为与祁连期中粗粒斑状黑云母花岗岩中的钠交代、硅化和胶状黄铁矿化蚀变有关的铀矿床成矿亚系列,例如与钠交代有关的碱交代热液型铀矿床有701、706矿床,与硅化和胶状黄铁矿化蚀变有关的硅质脉热液型铀矿床有7201矿床。701矿床沥青铀矿同位素年龄为381~398 Ma,属中泥盆世;706矿床沥青铀矿形成时间更晚一些,并有两个成矿期,同位素年龄分别为299 Ma(属天山期的晚石炭世末或早二叠世早期)和99~122 Ma(四川期);7201矿床成矿年龄为290~330 Ma(属天山期的早石炭世—早二叠世)。 Ⅱ3成矿亚系列为与祁连期碱性杂岩有关的铀矿化,如6071、汪尔井等矿(化)点,成矿年龄为430 Ma(属祁连期的早志留世)。 以上铀矿物同位素年龄同时表明,区内热液型矿化主要形成于板内拉张的天山期(中泥盆世—中二叠世),而不是碰撞造山的祁连期(中寒武世—早泥盆世)。 A为龙首山元古代陆缘海盆沉积成矿组合(东搭山成矿组合);B为龙首山中元古代裂谷底劈岩浆成矿组合(金川镍、铜成矿组合);Ⅰ为中元古代祁连洋成矿系统;1为中元古代(火山)沉积成矿组合(桦树沟—柳沟峡铁成矿组合);2为晋宁期超基性岩成矿组合(拉水峡铜镍成矿组合);Ⅱ为兴凯—加里东祁连洋成矿系统;3为早期岛弧(裂谷)成矿系统;3a为白银厂铜多金属成矿组合;3b为清水沟铜多金属成矿组合;4为中期弧后扩张盆地成矿组合;4a为石里居—九个镍铜多金属成矿组合;4b为猪嘴哑巴铜多金属成矿组合;5为中晚期弧后扩张盆地成矿组合(红沟—蛟龙掌铜及多金属成矿组合);6为洋壳残片成矿组合;6a为玉石沟铬成矿组合;6b为大道吉尔铬成矿组合;7为与俯冲作用有关的岩浆热液成矿组合;7a为大东沟—吊大坂铅锌成矿组合;7b为桦树沟—柳沟峡铜多金属成矿组合;7c为塔尔沟—小柳沟钨钼成矿组合;Ⅲ为碰撞造山成矿系统;8为沉积盆地成矿组合(天鹿成矿组合);9为陆内造山运动、韧性剪切成矿组合(寒山—鹰嘴山金成矿组合) 图1甘肃龙首山成矿带大地构造位置 Map Showing the Tectonic Location of Longshoushan Metallogenic Belt in Gansu 龙首山成矿带铀矿化受花岗岩、构造和热液活动的控制,目前有工业意义的铀矿化均属花岗岩型铀矿,与花岗岩类岩石关系密切。一方面,铀矿化仅与花岗岩类岩石有成因联系;另一方面,铀矿化在空间上总是分布在花岗岩体内及其接触带附近,花岗岩被认为是铀矿化形成的先决条件。目前较有意义的铀矿化主要分布在花岗岩体内或外接触带几百米范围内,如岌岭岩体及其周围集中了本区铀矿化的60%以上,其次是红石泉岩体和青山堡岩体,其他广大地区目前还没有发现有工业意义的铀矿化。铀矿化的空间分布明显受构造控制,大陆边缘活动带和祁连裂陷槽的发育构成了龙首山成矿带特定的构造环境,较好的铀矿化多分布在次级背斜的轴部。密集的裂隙带和规模较大的破碎带岩石强破碎,微裂隙发育,热液活动强,易形成大的交代蚀变体,是铀矿化形成的有利部位。几个主要铀矿床矿化较好的地段均处在这种构造膨大部位。本区主要铀矿化都是热液型,因此,热液活动的演化规律在很大程度上决定着铀矿化的时空分布。 3区域大地构造演化 龙首山成矿带大地构造演化主要经历了3个构造时期,即元古代龙首山边缘沉降带形成和发展时期、古生代边缘沉降带活化隆起和陆缘带局部坳陷时期、中新生代断块活动时期。