研究区现状及主要问题

1.1.2　研究区现状及主要问题

1．1．2．1　研究现状

祁连地区地质调查可以追溯到19世纪70年代，至今已有120多年的历史。解放前由个别学者通过路线地质考察，对祁连地层系统、地质构造特征鉴定和构造单元划分等开展了许多开拓性的地质工作。而系统又全面的地质调查工作则主要是在新中国成立后开展的。1956—1958年，以中国科学院地质研究所及兰州地质研究室、北京地质学院等单位为主体组成的祁连山队，对祁连山地层、古生物、岩石、构造和矿产进行了全面调查，出版了4卷《祁连山地质志》，较全面地提供了有关祁连山区域地质、地质发展史、构造岩相带和矿产分布规律等基础地质资料。

20世纪70年代后期，随着板块构造理论引入中国，以及一些新的地质找矿手段的运用（如化探方法），祁连地区的基础地质研究和找矿工作进入了一个新的发展阶段，相继对祁连地区蛇绿岩、高压变质带、俯冲杂岩、构造变形、海相火山岩、板块构造体制和板块动力学等开展了专题研究。李春昱等（1975，1978）最先提出了祁连山存在板块构造体制；肖序常（1978）对祁连蛇绿岩的论述，则确立了北祁连早古生代洋壳的存在；吴汉泉（1980）以对北祁连高压变质岩的研究对进一步确定祁连古板块构造体制具有重要意义。此后，左国朝等（1987）对北祁连板块碰撞拼合和构造演化进行了论述，对进一步确立祁连板块构造格架奠定了重要基础。

进入90年代以来，随着国家“八五”攻关项目和自然科学基金项目在祁连的实施，对祁连山蛇绿岩等板块构造基础问题和与海底块状硫化物矿床成矿和找矿有关问题进行了系统的研究。夏林圻等（1991）根据北祁连海相火山岩研究，确认了北祁连沟弧盆构造体系的存在。许志琴等（1994）通过对北祁连俯冲杂岩增生的动力学机制的研究，提出了俯冲带向洋退却的岛弧增生动力学模式。张旗等（2001）在所著《中国蛇绿岩》一书中，对祁连造山带蛇绿岩的类型、属性等进行了系统的总结。冯益民等（1996）所著的《祁连大地构造与成矿作用》、邬介人等（1994）所著的《西北海相火山岩地区块状硫化物矿床》以及夏林圻等（1996）所著的《北祁连山海相火山岩岩石成因》等，对祁连造山带海相火山岩的成因、构造属性以及与海相火山岩有关的火山块状硫化物矿床的成矿机制、成矿动力学环境等进行了研究，极大地提高了整个祁连火山作用及其成矿作用地质认识水平。

近年来围绕祁连山成矿有关的系列专著相继问世，如汤中立等（2002）《华北古陆西南缘（龙首山祁连山）成矿系统及成矿构造动力学》、毛景文等（2003）《北祁连西段铜金铁钨多金属矿床成矿系列和找矿评价》、李文渊（2004）《祁连山岩浆作用有关的硫化金属矿床成矿与找矿》、贾群子等（2007）《祁连山铜金钨铅锌矿床成矿规律和成矿预测》等，正如不同专著的题目一样，分别从不同角度或尺度探讨了祁连造山带的金属成矿与找矿问题。

除此之外，许多学者从变质作用、沉积作用和花岗岩对板块构造作用过程的不同响应角度，利用年代学、地球化学等方法从不同的侧面对祁连前寒武纪基底构造属性、板块构造演化和造山过程等细节作出了进一步限定。这些研究成果，对进一步认识该区矿床产出的地球动力学环境、形成机制具有重要的意义。但正如人们对任何问题的认识都受当时理论或方法限制，具有局限性一样，对祁连造山带基础地质和成矿地质的认识方面都存在着许多有待进一步明确或需要进一步补充完善之处。

1．1．2．2　主要问题

1﹒前寒武纪中祁连地块的归属问题

前寒武纪中祁连地块归属的认识，直接牵扯到祁连古洋盆的发育基础问题。“中央造山带”在西秦岭以西的祁连柴达木昆仑地区由众多微陆块和分隔这些微陆块的早古生代蛇绿岩带组成，构成条块分割格局，总体为多岛洋的构造格局（潘桂棠等，1996；殷鸿福等，1998；陆松年等，2004；许志琴等，2006，2007），北祁连作为柴达木中祁连板块与华北板块的缝合带，已是不争的事实（李春昱等，1978；肖序常等，1978；左国朝等，1987；夏林圻等，1991；许志琴等，1994；冯益民等，1996；张旗，1997）。但这些蛇绿岩带所代表的古洋盆是统一大陆裂解、洋盆化的结果，还是洋盆原本就已经存在呢？这直接涉及到对早古生代中央造山带古洋盆的认识问题。对北祁连早古生代洋盆发育背景目前主要存在两种观点：一种认为中祁连地块是在新元古代从华北地块裂解出来，经过裂谷、洋盆化形成古祁连洋，到奥陶纪志留纪时伴随古祁连洋的闭合，再拼贴回华北地块（左国朝等，1987；夏林圻等，1991；冯益民等，1996）。另一种认为祁连地块原非华北地块的一部分，是新元古代从扬子地块（冈瓦纳大陆）裂解出来的，所谓的古祁连洋原本就是存在于劳亚大陆和冈瓦纳大陆之间的大洋，即属于原特提斯洋的一部分（万渝生等，2003；徐旺春等，2007；董国安等，2007）。因此，其争论的关键在于中祁连地块在前寒武纪时的归属问题，即中祁连古陆块是属于华北陆块还是归扬子陆块。

在以往传统的认识中，中祁连、欧龙布鲁克（全吉）、柴达木等这些较小的微陆块一般被当作从华北塔里木古陆块裂离出来的碎块。近年来随着同位素年代学进展以及碎屑锆石U-Pb年代学数据的积累，根据不同陆块碎屑锆石U-Pb年龄谱、Nd模式年龄谱系所记录的岩浆热事件，来比对不同陆块构造演化和增长的历史，进而判断其相互之间的亲缘关系，已成为恢复古大陆和研究古陆归属的一种重要方法。从现有的碎屑锆石、岩浆锆石U-Pb年龄数据到变质岩和花岗岩的TDM年龄谱系特征，均支持中祁连与扬子陆块更具亲缘性的观点。祁连地块和扬子地块应同属新元古代冈瓦纳大陆的一部分，它们是在新元古代末期从冈瓦纳大陆裂解出来，并进入当时冈瓦纳大陆与西伯利亚陆块、北美陆块和波罗的陆块之间的原特提斯构造域（潘裕生，1994；潘裕生等，1996；Xuetal，2000；陆松年等，2004；董国安等，2007）。故此认为古祁连洋应是原本就存在于华北与扬子之间的大洋，而非从华北陆块裂解的基础上经洋盆化后所产生。但很显然，对中祁连地块的归属问题还远未解决，目前的证据也是粗线条的，有待更多更精确的地质地球化学工作。

2﹒早古生代洋板块的俯冲极向问题

虽然对北祁连在早古生代洋盆的存在争议不大，但对洋盆俯冲极向认识却存在较大的分歧。多数人也主张北祁连通过向北俯冲而闭合（许志琴等，1994；夏林圻等，1991，1996；冯益民等，1996；张建新等，1997）。北祁连早古生代活动陆缘增生带位于阿拉善地体与祁连地体之间，发育宽60～80km的“弧沟盆”体系，包括火山岛弧带、弧前增生楔、弧后盆地，它们与由蛇绿岩、高压变质带、混杂堆积组成的俯冲杂岩带相伴随。根据早古生代“弧沟盆”格局的空间展布和具有造山极性的早古生代韧性逆冲构造研究，表明两地块间曾有洋盆发育和祁连地体俯冲于阿拉善陆块之下（Xuetal，2000）。少数人持有北祁连洋向南俯冲的观点（王荃、刘雪亚，1981；宋述光，1997）。向南俯冲的主要证据为北祁连存在南北两条俯冲杂岩带，其中南带为深层次俯冲杂岩，北带为浅层次俯冲杂岩（宋述光，1997）。另外，近年花岗岩大地构造学和年代学研究也提供了可能向南俯冲的证据（吴才来等，2006）。因此，除了向北俯冲、向南俯冲观点外，还存在第三种认识，即北祁连洋盆沿南北两大陆边缘分别向中祁连地块、阿拉善地块双向俯冲（李春昱，1978；左国朝等，1987；吴才来等，2006）。新近在北祁连东段石洞梁岩体、北祁连牛心山岩体被认为其具有埃达克岩石（王金荣，2006）或岛弧花岗岩（吴才来等，2006）的属性，因此北祁连造山带存在双向俯冲的可能性较大。

造成上述意见分歧的很大原因，是以往多侧重于某一方面的证据，而缺少从构造、岩浆、沉积等方面多重限制。特别是以往工作中，对作为造山过程中主要岩浆响应的花岗类岩的研究较为薄弱，既缺少对花岗岩系统对比分析，又缺乏必要的年代学和同位素地球化学资料的限制，由花岗岩所提供的本区俯冲极性的信息非常有限，需要进一步加强。

3﹒祁连花岗岩成矿与找矿问题

花岗岩成岩成矿受板块构造体制的制约。不同板块构造体制的岩体可能发育不同的成矿系统。因此对祁连花岗岩的成岩成矿特征需要在大的动力学背景下去分析。由于祁连地区以往的工作多围绕火山成矿作用进行，对花岗岩有关的成岩或成矿作用研究较少，主要表现在许多与成矿有关岩体缺乏精确的年代学数据，有些岩体虽然开展过同位素定年工作，但由于方法等方面限制，其数据可信度低。

从现有的年代学数据来看，除少数花岗岩时代为元古代外，其他都集中于加里东期：野牛滩岩体锆石U-Pb年龄（459．6±2．5）Ma（毛景文等，2000）；金山寺岩体RbSr年龄404—420Ma（张德全等，1995）；柴达诺尔岩体Sm-Nd等时线年龄427Ma（夏林圻等，2001）；北祁连东部的黄洋河岩体和井子川岩体锆石SHRIMP定年分别为372408Ma，平均383Ma和（464±15）Ma（吴才来等，2004）；老虎山闪长岩体单颗粒锆石U-Pb年龄423Ma（钱青等，1998）；中祁连野马南山两个岩体分别获得锆石U-Pb年龄444Ma和445Ma；南祁连柴达木山花岗岩的锆石SHRIMP定年435436Ma，平均446Ma（吴才来等，2001）；嗷崂山花岗岩锆石SHRIMP定年445496Ma，平均473Ma（吴才来等，2001）。但总起来看，整个祁连造山带花岗岩同位素年代数据还是偏少。另外，祁连地区花岗岩也缺乏系统地质学、地球化学研究和对比，尚缺乏从区带尺度上对花岗岩浆源区组成、时空演化和分布特征与祁连造山之间的动力学关系的系统对比研究。

根据目前有限的同位素年代数据和常量、微量的地球化学资料，祁连造山带加里东期花岗类岩石多为俯冲或同碰撞花岗岩。从矿化与岩体在空间上的关系看，目前所发现的祁连钨钼矿床或异常区均与花岗岩有关。但除个别矿床或岩体具有可靠的年龄数据外，祁连钨钼矿床（点）或缺乏岩体的年龄或缺乏成矿的年龄，缺少从时间角度对矿化与岩浆活动之间必要的限制。

随着地质找矿难度的加大，地质找矿越来越依赖于成矿区地质找矿模式或模型的理解和运用。运用矿床模型开展找矿评价的关键是正确识别矿床类型，合理运用矿床模型，把握矿化之间的时空关系，正确部署探测工程，达到预期目标。合适的地质找矿模型建立和适当的运用，对指导区域矿产的找矿战略部署以及矿区的矿床勘查都具有重要意义。

围绕花岗岩体所建立的成矿蚀变分带模式、钨矿“多层楼”分带模式、斑岩或次火山岩有关的浅成低温热液矿床的模式等都对地质找矿起到了重要的指导作用。单个矿床模式或模型在祁连地区的某些矿区的找矿工作中已得到初步应用。如根据花岗岩元素分带模式在塔尔沟钨矿外围找到了石硐沟银多金属矿床。目前所提出的模型主要考虑了岩体温度对元素分带的控制，但岩体对矿床分带的控制其实际情况可能要复杂得多，需要从成矿要素角度来进一步研究各要素与花岗岩的关系。另外，祁连花岗岩多表现IS型过渡特征，已有成矿模式未必符合或能够概括祁连的矿床实际特点。因此，以祁连的花岗岩和矿床为研究对象，以便建立适合祁连造山带实际情况花岗岩钨钼成矿模式，即祁连地区花岗岩成矿系统模型，将对祁连的地质找矿与评价具有重要的指导意义。

4﹒祁连地区金属矿产预测与评价问题

祁连地区经历了广泛而强烈的加里东造山作用，发育了包括俯冲碰撞和造山后不同类型的岩浆岩，为与花岗岩有关矿床的形成奠定了重要的物质和能量基础。通过大量地质、矿产、物化探、遥感资料的整理和研究，经过多轮次、多矿种、单矿种和多比例尺的成矿预测工作，目前已圈出了成矿远景区69处，其中A类5处，B类23处，C类49处。1994年完成的甘肃省两轮成矿远景区划工作将祁连金属成矿带划出Ⅳ级成矿带17个，Ⅴ级成矿带38个。资源总量预测，预测铜资源量1000万吨以上，铅锌800万吨以上，金600吨以上。由于这些数字只是根据少数矿床所进行的预测得到的，其可信度总体来看较低。诸如近年来找矿工作显示有较大潜力的钨、钼、优质锰等矿产的找矿潜力尚不清楚。另外，因为祁连地区地质研究或工作程度总体较低，其资源量预测无论是精度还是可信度都需进一步提高。

在该区1000多处矿产地中，作出勘查评价的尚不到20%，而且有些评价极不彻底。近期完成的1∶20万化探扫面，仅对极少数化探异常进行查证，绝大多数未查证的异常区具有良好的找矿前景，亟待进一步工作。因此需要在对已有资料充分分析研究的基础上，运用新的成矿理论，利用新的找矿方法和数据处理手段（如基于GIS的多源信息复合找矿与评价方法等），对已有找矿线索的有利成矿前景地区开展新的矿产资源评价工作，是祁连地区扩大找矿成果，实现找矿重大突破的切实可行的方法之一。

鉴于目前祁连钨钼矿床成矿与找矿所存在的问题，甘肃省有色金属地质勘查局与中国地质大学（武汉）先后于2004年和2008年联合开展了“祁连成矿带多金属矿床成矿规律与找矿靶区优选”和“祁连西段多金属矿床预测研究”项目，项目的科研任务是以解决祁连钨钼矿床成矿与找矿问题作为主要目标，以与成矿关系密切的花岗岩作为研究对象，以构建祁连与钨钼成矿有关花岗岩成矿系统作为研究的核心，以期实现对祁连钨钼矿床找矿的战略部署和为选区优化提供理论指导。两课题的主要任务虽各有侧重，研究范围和研究的内容也各有不同，但总体目标与研究内容都是围绕祁连的钨钼矿床成矿与找矿两方面所展开的，相互之间存在密切的联系。本书即是在上述课题研究成果的基础上，对与祁连造山带花岗岩有关的成矿和找矿问题研究过程中取得的认识和成果的总结。