东昆仑及邻区岩浆构造演化与成矿
1.提问
关于东昆仑造山带前寒武纪基底的性质，主要有四种不同的认识。①占主导地位的传统观点认为，昆中断裂带北部属于华北型，为结晶基底(或硬基底)，南部属于扬子型，为变质基底(或软基底)(如青海省地质志，191；姜春发等，1992)。②根据前长城系基底Rb同位素年龄，昆明中部断裂带北约1800 ~ 1900 Ma，南约2200~2400 Ma，提示昆明北部为扬子型，昆明南部为华北型。③根据同位素年龄的三个峰值(1800 Ma、1400 Ma和1100 Ma)，认为它属于西部地台型，不同于华北型(1800 Ma前长城系地台固结)和扬子型(70 ~ 80 Ma地台固结)
图6-9昆仑山-西秦岭-三江地区岩石结构组合及成矿作用示意图
(据曹永清1999)
前寒武纪基底性质的确定不仅对显生宙构造演化具有重要意义，而且对成矿作用和区域矿产远景预测也具有重要意义，因此有必要进行一些讨论。
2.克拉通的形成与地台基底
根据全球大陆地震层析成像(CT)结果，古大陆可分为两个时代省:①大于1700 ~ 1800 Ma(太古代-元古代)的古大陆；②1700 ~ 1800Ma(中元古代-新元古代)的古大陆。前者有250 km的高速异常，后者没有。这样太古代和元古代克拉通都有一个平均深度为250 km的岩石圈根，称为大陆根(Polet和Anderson，1995)。
中国三大克拉通，中朝、扬子、塔里木都有陆根(中朝克拉通东半部华北克拉通是个例外，燕山期陆根损失厚度约100 km)(邓等，1996 a)，还有鞍山地区二长花岗岩片麻岩和冀东地区石英岩的年龄3800 ~ 4000km。3500 Ma的斜长角闪岩(吴等，1993)和2800～3400Ma的下扬子地幔橄榄岩捕虏体(，1997)均表明中朝、扬子和塔里木克拉通前寒武纪花岗岩基底主要形成于太古代。
3.造山带基底
在大多数造山带中，显生宙花岗岩类的主要Nd模式年龄(TNdDM)为元古代，大致有三个峰值，～1800Ma、～1400Ma和～1000Ma(Jahn等，1990；李等；吴福元等，1997)。这说明造山带岩石圈的形成和大陆地壳与地面的缓慢分离主要是元古代的，与上面讨论的克拉通不同。地质研究表明，尽管大多数造山带可能包含少数小的太古代地块，但主要的裸露基底是元古代变质岩和花岗岩类。它们与广泛分布的显生宙花岩一致，其源区在元古代就与地幔分离。它们都暗示了大部分造山岩石圈和大陆地壳产生于元古代。
这样，造山带的基底不是在太古代形成的，而是在元古代形成的，而克拉通的基底是在太古代形成的。这将是我们讨论东昆仑前寒武纪基底性质的主要依据。
4.东昆仑前寒武纪基底的性质
上述讨论告诉我们，前寒武纪基底可分为两类，即克拉通基底和造山基底，它们的识别主要依据:①TT(G)组的时代；②TN DDM；显生宙花岗岩类；③地幔橄榄岩的稀土亏损年龄。东昆仑金水口群被认为是最古老的变质岩系，形成于古元古代，最老同位素年龄为2448 Ma。但它是由苦海群与白沙河组斜长角闪岩组合而成，有待进一步考证。根据金水口群主要由角闪岩片麻岩和英云闪长岩-奥陶系花岗岩组合(TT)(邓等，1995)或TTG组合(青海宗堆，1995)，侵入金水口群的片麻岩Rb-Sr等时线年龄为1846 Ma(青海地质记录)。这与东昆仑多旋回或多旋回(元古宙、加里东期、海西晚期-中生代、新生代)地质演化历史参与造山运动，虽有短暂的相对稳定期的地质事实相一致，进而可以认为它不是扬子型、华北型基底，也不是塔里木基底。东昆仑造山带基底明显属于克拉通边缘或从克拉通边缘分离出来的“最优地槽”基底，是否与那个克拉通更为亲密，还有待进一步论证。此外，东昆仑前寒武纪变质岩和花岗岩类的研究程度较低，同位素特别是Sm-Nd和Re-Os同位素的研究几乎是空白，这是今后需要加强的重要方面。
昆中断裂是新生代以来形成的地貌景观的一种表现，与地质历史上的一些边界带不完全一致。例如，元古代变质结晶岩分布在这两种情况下的断层。
(2)加里东造山旋回及其性质
1.火成岩构造组合与构造演化
(1)早古生代玄武岩的岩石学和地球化学特征
岩石学和岩石化学结果(表6-4)表明它们主要是拉斑玄武岩，与洋中脊、洋岛、俯冲弧和大陆裂谷拉斑玄武岩的对比见表6-4。从表6-4中可以看出，东昆仑早古生代拉斑玄武岩的TiO2含量基本排除不属于俯冲弧环境，接近洋中脊环境，但K2O含量明显类似大陆裂谷环境。因此，总体上处于洋中脊、洋岛和大陆裂谷拉斑玄武岩之间的过渡位置。
从轻稀土低浓度来看，可以排除不属于N-MORB型、Nb-Zr-Y关系和Zr/r-Zr关系，也可以排除不属于俯冲弧环境，主要特征与板内拉斑玄武岩相似，少量P-MORB特征。
在矿物学特征上，斑岩组合中仅发现富钙的单斜辉石和贫钙的斜方辉石，但化学成分是拉斑玄武岩的特征，与洋中脊玄武岩相似，而与洋岛和大陆裂谷不同。
综上所述，相同的岩石学和地球化学约束表明其不属于俯冲弧环境，但整体上类似于大陆裂谷环境，但具有向阳岛和大洋中脊环境过渡的某些特征，其最佳模式是类似于边缘海性质的小洋盆。
表6-4不同构造环境拉斑玄武岩的平均化学成分(w B /%)
注:Condie数据中Fe2 O3和FeO合并为σFeO；俯冲弧是指岛弧+活动大陆边缘。
(2)早古生代玄武岩的一些地质特征
玄武岩喷发常伴有硅质岩沉积，说明是比较深水的环境，似乎排除了海洋岛屿的可能，因为后者一般不是深水环境。在空间分布上，清水泉的蛇绿岩旁无弧状火成岩，但在西部蛇绿岩-弧状火成岩组合发育的区域出露大量玄武岩，即空间上不存在蛇绿岩-弧状火成岩的成对分布(莫轩学等，1993)。支持的最佳模型是具有类似边缘海洋特性的小洋盆环境。
(3)地质事件序列和构造演化。
清水泉蛇绿岩获得了518Ma和579 Ma的年龄数据，属寒武纪。拉斑玄武岩根据地层划分(青海地质志，1991)归入晚奥陶世。弧形花岗岩有两个可靠的年龄:德拉图郭乐全岩Rb-Sr等时线年龄为476 Ma，万宝沟角闪石(40 Ar/ 39 Ar)年龄为450 Ma，石灰沟花岗岩锆石符合年龄为471和485 Ma，属奥陶纪。如果上述数据可靠，从区域尺度上，我们可以作出如下推测:①清水泉地区寒武纪形成洋盆，早奥陶世开始进入俯冲阶段；②东昆仑西部在晚奥陶世开始形成洋盆。显然还需要进一步的研究和论证。
东昆仑未发现蓝片岩或榴辉岩，但发现了碰撞型云母花岗岩类。万宝沟头部锆石符合年龄为412.6 Ma，属晚志留世，表明洋盆已完全闭合，进入碰撞造山阶段。需要注意的是，云母花岗岩体迄今只在万宝沟见过。其他地方有吗？还有待进一步调查。因此，其空间分布尚不清楚。但从区域对比来看，祁连加里东期云母花岗岩的产出时限为465，438+07 ~ 404 Ma(邓等，1996b)，东昆仑山此时进入碰撞造山阶段是可信的。
尚未发现造山后A型花岗岩，但早、中泥盆世地层的缺失和晚泥盆世陆相磨拉石的发育，可能是造山带在晚泥盆世进入造山后塌陷阶段的间接标志。
表6-5总结了加里东造山旋回的地质事件序列。
表6-5东昆仑和北祁连加里东事件序列对比
2.祁连-东昆仑加里东造山系统
从火成岩构造组合、地层发育、大型地质事件及其序列等方面来看，东昆仑造山带与北祁连造山带、南祁连造山带和柴北缘造山带具有相似的大地构造性质和演化历史。东昆仑和北祁连的对比见表6-5。北祁连、南祁连和柴北缘造山带的相似性见邓等(1996b)和赖少聪等(1996)。这样就可以建立一个比较完整的祁连-东昆仑加里东造山体系，它至少可以包括四个造山带，北祁连造山带、南祁连造山带、柴北缘造山带和东昆仑造山带。该造山体系中各造山带的构造性质和演化历史仍表现出一些重要的差异，值得我们今后进一步研究。因为这种重要的差异为矿产资源的区域预测提供了重要的约束条件。
现有资料表明，与其他造山带相比，该造山体系中的中昆仑造山带可能是洋壳发育程度最低的，其次其俯冲造山和碰撞造山也可能是发育程度最低的，这为东昆仑加里东期成矿预测提供了重要背景。
3.昆明缝合带的性质及其意义。
昆明中部缝合带的蛇绿岩仅在清水泉局部发育，其典型程度远不及北祁连的蛇绿岩。西部的拉斑玄武岩表明只有一个类似边缘海的小洋盆，没有蛇绿岩岩石组合的分布。弧形火成岩和碰撞火成岩不发育。这些事实表明，昆中缝合带可能并不代表两个分离大陆的陆-陆碰撞缝合带，而是一个大陆内两个相对独立的分离陆块之间的碰撞缝合带。从这个意义上说，柴达木地块和东昆仑曾经是一个完整的大陆地块，早古生代被拉分形成一个小洋盆，最后又碰撞拼接在一起。在这种情况下，我们有理由将昆中断裂带附近出露的前寒武系变质岩系作为出露柴达木地块的基底(邓等，1995)。同时也说明我们之前讨论的东昆仑前寒武纪基底的认识也是合理的。
(3)晚海西-早中生代造山旋回及其性质。
1.火成岩构造组合与构造演化
总体而言，东昆仑造山带海西晚期-中生代早期的事件记录较为完整(表6-6)。蛇绿岩套中的放射虫硅质岩化石清楚地记录了洋盆形成于晚二叠世-早三叠世，与弧状火成岩的形成时间(260~220 Ma)一致。这种成对的时空结构支持了早二叠世-中三叠世洋壳的存在。但一般来说，洋盆开启的最早时间应该早于俯冲，这个时限不明确，需要进一步研究。研究表明(罗等，1999)，早二叠世-中三叠世的弧状火山岩和弧状花岗岩与安第斯活动大陆边缘弧状火成岩非常相似，中三叠世-早侏罗世与青藏大陆碰撞造山带非常相似，分别清楚地记录了俯冲和碰撞造山的时限。东昆仑山南坡蓝岛湾乌苏组(J1)分布于西部红山包、中部八宝山、东部塔沱，为陆相磨拉石状沉积，高度1000多米(顶部尚未见)(青海地质，1991)。从地质构造演化来看(表6-6)，侏罗纪高钾花岗岩类可能属于后造山花岗岩类(？)，但尚未发现真正的碱性花岗岩类，有待进一步研究。
根据火成岩构造组合的记录(表6-6)，海西期和中生代早期不能划分为两个造山旋回，东昆仑海西晚期-中生代早期是一个完整的造山旋回。
表6-6东昆仑晚海西-早中生代造山带事件序列
2.昆仑-秦岭-巴彦喀拉-松潘甘孜“古”特提斯构造体系与昆南缝合带的性质。
为了与始于侏罗纪的青藏特提斯构造体系相区别，这里暂称“古特提斯”，意为“简化”，其主要时限指海西晚期-中生代早期。东昆仑造山带属于“古”特提斯造山带北缘的中部，叠加在原祁连-东昆仑加里东造山带之上。东昆仑造山带的火成岩构造组合和构造演化与西昆仑和西秦岭造山带相似。看来，巴彦喀拉可能是东、西昆仑造山带的前陆盆地，松潘-甘孜可能是西秦岭造山带的前陆盆地。这样，昆南缝合带应被视为中国南北大陆的主要构造分界线。
中国南北大陆的构造边界是东昆仑地区的中昆缝合带还是南昆缝合带，长期以来一直存在争议。我们的研究表明，昆明中部的缝合带构成了造山带的东部，它不具有划分两个大陆的性质，而是一个大陆内曾经分离的陆块之间的构造边界；昆南缝合带形成于海西晚期-中生代早期，是中国南北大陆的构造分界线。
(4)新生代造山性质
众所周知，东昆仑造山带是新生代青藏大陆碰撞造山体系的一部分。与西昆仑-可可西里带和三江构造带的一个很大区别是，东昆仑造山带没有新生代岩浆活动，但逆冲构造非常发育，大陆地壳水平缩短造成的增厚是东昆仑新生代以来剧烈隆升的主要来源。
(五)东昆仑中段金、铜等矿产的成矿潜力及找矿方向。
1.金矿成矿潜力及找矿方向
现有工作表明，金已逐渐成为东昆仑地区的优势矿产。目前，东昆仑中段已发现大型金矿1个，中小型金矿床和矿点近10个。有十几个大的地球化学异常。已发现的金矿床主要成因类型为构造蚀变岩型和应时脉型，其次为金汞锑微细浸染型，伴生金矿为矽卡岩型和热液型铁、铜、多金属矿床。
我们认为东昆仑金矿区域成矿地质条件优越，找矿潜力巨大。其主要依据是:
(1)有很好的底物条件。
已证实东昆仑前寒武纪基底属于造山基底性质，是元古代地幔与地壳分离形成的。基底岩石中金的平均丰度比壳幔高出数倍，为富金整合提供了充分的物质基础。对于金这种亲地幔物质来说，其富集主要与岩浆流体和地壳中循环的其他地质流体有关。大规模壳幔分离对基底形成时金的富集程度至关重要，是评价金能否成为优势矿物，在某一地区是否具有找矿潜力的重要指标。
(2)具有良好的岩浆流体条件。
从区域构造-岩浆演化分析可知，东昆仑地区最后一次强烈的构造-岩浆活动属于海西晚期-中生代早期造山旋回。但加里东造山旋回的造山强度和岩浆活动远弱于海西晚期-中生代早期。新生代基本没有岩浆活动。有人指出，一个地区最后的、最强烈的构造-岩浆活动与区域相互作用关系最为密切，因为它能强烈地改造先已存在的大陆地壳、矿源层甚至矿床。因此，从东昆仑构造-岩浆演化的角度来看，海西晚期-中生代早期应该是成矿作用最好和最重要的时期。成矿时代的研究支持了这一认识。东昆仑最大的金矿床五龙沟矿床脉石矿物应时的气液包裹体Rb-Sr等时线年龄为(273±5)Ma。蚀变矿物绢云母的K-Ar年龄为252.9Ma；；石灰沟含萤石黑云母花岗岩中两组单锆石U-Pb年龄的上交点分别为471.1 Ma和485 Ma，对应的下交点分别为21.1Ma和1.75Ma，表明该花岗岩形成于东冰期，并受到早中生代热事件的干扰，可能与金矿化有关。这些资料表明，五龙沟金矿的主要成矿期属于晚海西-早中生代造山旋回。此外，硫同位素(S)、氧同位素(O)和氢同位素研究表明，东昆仑金矿成矿流体主要与岩浆热流体有关。铅同位素研究表明，东昆仑金矿床的铅同位素具有非单阶段铅演化特征，表明矿物具有多阶段、多源性，是东昆仑多期造山旋回作用的结果。研究还表明，东昆仑中酸性侵入岩的金丰度大于世界同类岩石的平均丰度和地壳的平均丰度，尤其是在中生代早期花岗岩中。表明各期中酸性侵入岩(特别是早中生代花岗岩)的岩浆可能提供了一些物质来源。
上述事实表明，东昆仑金矿化与中酸性岩浆侵入作用密切相关，为成矿提供了主要的热源、流体来源和部分矿源。其中，海西晚期—印支期(中生代早期)岩浆构造旋回起了主要作用。这种岩浆-构造旋回在东昆仑非常强烈，形成了大规模的俯冲型和碰撞型花岗岩带，其特征可与安第斯带相媲美。因此，金矿化的岩浆流体条件非常有利。
(3)具有良好的导矿构造和容矿构造。
昆中断裂和昆南断裂是横跨东昆仑全境的大型区域性控矿构造或岩石圈尺度的不连续面。如上所述，昆中断裂带是中国北方大陆两个分离陆块(柴达木和东昆仑)在加里东晚期的碰撞缝合带，在海西晚期至中生代早期及其以后的主要金矿化时期是一条大断裂带。昆南断裂带是中生代早期形成的中国南北大陆的缝合带，也是一条大型断裂带。这两条巨大的构造薄弱带成为东昆仑内生金属矿床成矿流体的良好通道，控制了该区金矿和其他内生金属矿床的区域分布。这两条大断裂带的次级和更次级构造控制着矿田、矿床和矿体的形成和分布。在矿田构造和矿床构造的研究中，要搞清时空框架、力学体系和构造性质、方向的转换，掌握其控矿规律。
上述优越的成矿地质条件，结合大量的矿床、矿化和异常，表明东昆仑金矿找矿潜力很大，值得加大投入，进一步加强地质勘查。
东昆仑金矿床的主要攻击类型应为构造蚀变岩型、含金石英脉型，(两者常结合在一起)和低温金锡汞微细浸染型。
区域找矿方向建议应注意以下有利地区:昆中断裂和昆南断裂附近地区及两大断裂带之间地区；海西晚期-中生代早期花岗岩发育区；东昆仑前陆盆地巴彦卡拉群小侵入体和断层发育区。
2.铜矿的找矿潜力和方向。
虽然在东昆仑地区发现了许多铜矿化点和地球化学异常，但尚未发现工业铜矿床。原因是工作水平不够。因此，还不能对东昆仑铜矿的找矿潜力提出明确的意见，还需要进一步的科学研究和前期工作的检验。
由于东昆仑地区加里东造山旋回的岩浆-构造作用远弱于铜矿化条件较好的祁连造山带，洋壳发育程度低，俯冲碰撞形成的火成岩也不发育。因此，东昆仑在加里东造山旋回产物中寻找大型铜矿床的希望可能不大。但在加里东早期形成的边缘海盆环境中仍有可能形成一定规模的铜矿床。因此，在早古生代玄武岩系列划分区，应注意寻找与海相火成岩有关的铜矿床。
海西晚期—印支造山旋回(中生代早期)，东昆仑地区发育典型的洋壳和洋盆，具备与海相火山岩有关的块状硫化物铜矿成矿条件。事实上，在昆南缝合带东部的蛇绿岩中已发现德尔尼大型铜钴矿床。在大洋岩石圈向大陆俯冲的过程中，产生了巨大的俯冲岩浆弧，为斑岩铜矿的形成创造了良好的成矿地质条件。
因此，在东昆仑地区，应结合物探、遥感、地质等手段，首先在海西晚期-中生代早期低剥蚀弧形花岗岩分布区寻找斑岩体和斑岩铜矿。其次，应注意继续在昆明南部蛇绿岩带寻找大型块状硫化物铜矿。
3.海西晚期-中生代早期岩浆-构造作用
海西晚期-中生代早期岩浆作用和构造作用对东昆仑内生金属矿物的成矿起了关键作用。
不同的火成岩构造组合对应不同的成矿系列:①布青山蛇绿岩与德尔尼大型铜钴矿床有关；②与弧形火成岩和碰撞火成岩有关的金铜矿，如五龙沟大型金矿；③弧形辉长岩-闪长岩伴生铁矿床，如肯德可克铁-锌-铅矿床；④巴彦喀拉前陆盆地与低温锑汞金矿床和可能的油气聚集有关。
为了进一步认识东昆仑的区域成矿潜力，应该对晚海西-早中生代造山旋回进行更细致的研究。
4.新生代构造旋回的意义
新生代构造旋回虽然不是金属成矿期，但东昆仑的隆升和构造变形对矿床的剥离起着重要的控制作用，对散晕化探成果的解释具有重要意义，也是今后加强研究的重点之一。