西北地区作为铜、镍、铅、锌等大宗有色金属矿产资源的重要基地，其后续资源的潜力如何，特别是能否获得矿产勘查上的突破，愈来愈受到人们的普遍重视。西北地区（包括陕、甘、青、宁、新疆五省（区）和内蒙古自治区中西部）面积达304×104km2，占全国陆地面积的31.7%。经过近半个多世纪的地质找矿勘查和开发利用，西北地区不仅在大宗有色金属矿产资源保有储量上占有重要地位，而且已形成了多个有色金属的重要生产基地。比如占全国工业镍金属储量90%的甘肃金川矿床，实际亦是中国已发现和利用的惟一超大型铜镍矿床，还有甘肃的西成超大型铅锌矿床、白银厂大型铜多金属矿床和青海的锡铁山大型铅锌矿床等一大批重要有色金属矿床，这些矿床的开发利用构成了西北地区的重要经济支柱，并加速了西北地区的城市化进程。如何保持西北地区有色金属矿业的可持续发展，加快包括白银厂等危机矿山后续资源的找矿勘查是极其重要的。
（一）区域成矿地质条件
西北地区地处大陆腹地。地质上以塔里木陆块为主体，东接华北地台西段的阿拉善地块，南、北分别由众多微陆块镶嵌的显生宙造山系构成。北造山系以天山-兴安岭华力西造山系的西段为主体，向北接有阿尔泰-额尔古纳加里东造山系，间有准噶尔、伊犁等微地块；南造山系则自北而南依次由秦祁昆中央造山系中西段、松潘甘孜造山系等组成，间有中祁连、柴达木等微地块（图3-1），构造复杂，是典型的大陆造山带发育地区。总体上处于古亚洲造山区，南接特提斯造山区，东叠环太平洋造山区。
中国大陆处于欧亚板块向南逆冲、印度板块向北俯冲和西太平洋板块向西俯冲的交汇部位，实际上是一个北西伯利亚地块、南印度地块和东西太平洋古陆（任纪舜等，1999），地质历史上不同阶段相互作用而成的构造镶嵌体。在全球范围来考察，塔里木、华北和扬子三个陆块仅能算做以造山系为主体的微陆块，是地质历史上大陆边缘较大的碎块，形式上类似于现今东亚大陆边缘的一些存在前寒武纪基底的陆块，只是规模更大而已。因此，整体处于古亚洲构造域的中国西北地区，以古生代的地质作用，特别是华力西期的造山作用最为鲜明，古生代处于古亚洲洋南侧，属冈瓦纳大陆边缘的组成，华力西期造山作用形成了大规模的天山-兴安岭华力西造山系；中生代西北地区之南特提斯洋打开，并于东面的古太平洋连通，西北地区又隶属于北部劳亚大陆，构成特提斯洋之北劳亚大陆的南缘，印支期特提斯封闭造山作用形成了松潘甘孜印支造山系，并对昆仑山、西秦岭造山带有重要影响。而古太平洋则于燕山期封闭造山，形成中国东部众多北东-北北东向构造山系，并对西北地区东部形成重要影响。晚白垩世以后，由于印度洋的剧烈扩张，南特提斯最终消减，冈瓦纳大陆与亚洲大陆的强烈碰撞，形成新生代青藏高原和昆仑山、祁连山、秦岭、天山等现今山系（尹安，2001）。这一构造轮廓基本可概括中国西北地区显生宙以来的构造演化地质背景，也控制了中国西北地区有色金属成矿的可能类型和形成地质条件。
但前寒武纪构造演化的样式还不清楚。元古宙似乎发生过多次大的构造裂解，新元古代晚期（800～700Ma）Rodinia联合大陆愈来愈多的证据证实存在，古亚洲洋就是由Ro-dinia超大陆在新元古代末裂解而成。中元古代早期长城纪（1508Ma）以金川为代表的镁铁-超镁铁岩侵入体的产出（汤中立和李文渊，1995），可能代表更早一期的大陆裂解和大规模的岩浆事件。
（二）区域成矿时空分布
依据区域构造特征和成矿类型组合，已展现出了西北地区有色金属成矿的总的时空分布（图5-2）。与区域构造划分一致，西北地区总体属元古宙-古生代亚洲成矿域，南接中生代特提斯成矿域，东叠中新生代环太平洋成矿域（Chen Yuchuan et al.，1996）。一般又将秦-祁-昆中央造山系单独划为秦-祁-昆成矿域，其北部主要为加里东祁连-北秦岭造山带，南部则由华力西-印支昆仑-西秦岭造山带构成。反映了秦-祁-昆成矿作用的独特，总体属于古亚洲构造作用范畴，但南部特提斯构造作用显著，系古亚洲构造域与特提斯构造域的转换部位。值得指出的是，古亚洲洋总体向北俯冲，西伯利亚地台由北而南增生，先阿尔泰-额尔古纳加里东造山系、后天山-兴安岭华力西造山系。概貌上类似于现今西太平洋西海岸主动边缘海的祁连-北秦岭洋（主要是北祁连洋），于加里东期早于古亚洲主洋封闭造山，似乎在构造解释上存在难点。除非古亚洲洋开始先于加里东期向南俯冲于冈瓦纳大陆，柯坪地块的新元古代高压变质带似乎可视做向南俯冲的证据。另一种解释就是，祁连-北秦岭洋（主要是北祁连洋）是与古亚洲洋并行发育的大洋，但地质认识上并不予支持。且龙首山、北祁连西段镜铁山微陆块基底与中祁连和柴达木陆块古元古代片麻岩源岩εN d数值也趋于同一范围（龙首山群εN d=-4.8～-23.2，北大河群εN d=-4.8～-15.7），（化隆群εN d=-9.7，达肯大坂群εN d=-10.2～-10.9）。不过，秦-祁-昆成矿域构造背景的独特性是存在的，有其鲜明的成矿特色。
图5-2 西北地区有色金属成矿带划分及主要有色金属矿床分布示意图
西北地区不同成矿域各成矿带的有色金属成矿类型和时间，可显著反映其区域成矿时空分布特点（图5-2、表5-1）。与主要构造事件相一致，古亚洲成矿域以华力西期成矿作用为主，并有元古宙和加里东期成矿作用发育，向东部出现与环太平洋构造作用叠加向配套的中新生代的有色金属矿化。总体上，古亚洲成矿域元古宙主要发育与大陆裂解事件有关的幔源镁铁-超镁铁深成岩硅酸盐岩浆-硫化物液相不混溶作用形成的铜镍矿床，主要分布于大陆元古宙的裂谷带（或未发育即消亡的陆壳减薄的裂解带）中（李文渊，1996），如阿拉善陆块的金川超大型矿床、伊犁地块的特克斯矿床，以及秦祁昆成矿域碧口地块的煎茶岭矿床（李文渊，1996）。元古宙整个中国大陆裂解事件是普遍的，是有限大陆快速增长的一种方式，只有在大陆较大、较深规模裂解部位才有可能造就成矿的环境。
表5-1 西北地区主要有色金属矿床分布—览表
续表
进入显生宙以后，中国大陆的构造作用明显分化，加里东仅秦祁昆成矿域中的北祁连、柴北缘有较大规模有色金属矿床产出，主要表现为大陆裂解洋盆打开及其消减过程形成的一系列与火山热液作用、构造-侵入热液作用有关的铜、铅锌、钨（钼）、锡等矿床，例如北祁连山的白银厂铜多金属矿床、石居里沟富铜矿床、塔尔沟-小柳沟钨（钼）矿床和柴北缘的锡铁山大型铅锌矿床等，同时由于碰撞构造-岩浆热液作用还形成有镜铁山、筏子坝等热液蚀变型铜矿床等。华力西期是古亚洲成矿域的最主要成矿时期，主要表现为造山带中伴随急剧的壳幔演化形成的铜、镍和铅锌矿床，古亚洲洋整个古生代的发育历史，在中国新疆北部主要呈现为泥盆纪-中石炭世的岩浆作用，早古生代岩浆作用分布有限，这可能与加里东构造作用在新疆地区表现不明显，或被华力西的强烈作用掩盖所致。伴随古亚洲洋在泥盆纪的再次发育，相应的产有与海相火山作用有关的块状硫化物铜锌矿床（阿舍勒）、铅锌矿床（科克塔勒）、与中酸性侵入岩有关的斑岩型铜矿（土屋-延东、喇嘛苏、公婆泉、白山堂）和与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍矿床（黄山、喀拉通克），以及热水沉积和热液蚀变型铅锌矿床（霍什布拉克）等。除土屋-延东和喇嘛苏等斑岩型铜矿床的形成环境存在争议外，这些矿床的成矿背景据目前的研究，似乎都与裂谷或裂陷槽有关，少见洋-陆碰撞带（ocean-continent collision zone）（Wilson，1989；Hynd-man，1985）环境的成矿类型。这可能反映了中亚成矿的特殊性，不同于环太平洋成矿作用建立起来的成矿构造模式的特点（Kerrich，2001）。秦祁昆成矿域南部的华力西成矿作用也相当发育，以西秦岭西成铅锌矿田、铜峪沟和赛什塘铜矿床和阿尼卿山的德尔尼铜钴矿床最为重要。印支-燕山期成矿作用，主要表现在东部环太平洋成矿域叠加地区，例如西秦岭著名的金堆城斑岩型钼矿床，以及热液型钼钨矿床（南台）等（李华芹等，1998）。
上述分布可以看出，西北地区的有色金属成矿以元古-古生代有色金属成矿为显著特色。新疆北部、甘肃北部古亚洲成矿域、新疆南部边缘、青海和陕西南部秦祁昆成矿域南部范围，主要产出华力西期海相火山岩铜多金属矿床、铅锌矿床、斑岩型铜矿床、岩浆熔离型铜镍矿床和热水沉积型铅锌矿床等（李文渊，1995）。但甘肃北祁连山地区，则以加里东期块状硫化物铜多金属矿床、矽卡岩型钨（钼）矿床和热液蚀变岩型铜矿床等成矿为主要特色。印支-燕山期的成矿作用主要是对元古-古生代成生矿床的改造，而明显与中国东部相别。
（三）区域成矿作用及其成矿特点
分析西北地区有色金属矿床的成矿类型，主要可归类为7类（表5-2）：①岩浆熔离型铜镍（铂族金属）矿床；②块状硫化物型铜多金属矿床；③斑岩型铜、钼矿床；④矽卡岩型钨矿床；⑤热水沉积-改造型铅锌矿床；⑥热液蚀变岩型铜、铅锌、锡、锑矿床；⑦沉积型铜矿床等。
表5-2 西北地区有色金属矿床主要成矿类型—览表
这些典型矿床类型的存在并不是孤立的，它们响应于所在构造单元的地质构造作用，与一定的地质事件相互联系（Kerrieh，2001）。主要内生有色金属矿床，主要是地质历史上重要壳幔物质演化（包括流体）的产物，特定的地质历史时期和作用形成一定的矿床类型，而且其成矿并不是单一的，往往应伴随大的构造事件的发生、发育和结束形成一系列有成因联系的矿床组合。
1.大陆裂谷或裂陷槽环境与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍成矿作用。
中国的铜镍矿床主要形成于三个时期：元古宙、加里东早中期和华力西中晚期（李文渊，1995）。都无一例外的与大陆裂谷初始阶段环境或造山带碰撞造山后的局部裂陷槽有关。西北地区只发现元古宙和华力西中晚期有工业价值的铜镍矿床。从全球范围看，大规模铜镍矿床的形成，需有大规模的地壳裂解事件存在，才可能提供必要的成矿物质和动力，金川矿床是中国原始大陆中元古代（1508Ma）大规模裂解事件的产物（汤中立和李文渊，1995）。早古生代处于冈瓦纳大陆边缘海地位的秦祁昆构造系，其有限的裂解和裂解深度，不可能造就类似金川矿床那样规模的金属铜镍富集，而新元古代末或加里东早期古亚洲洋打开前处于Rodinia大陆裂解部位的塔里木-华北地台北缘及残存的微地块中，其统一大陆的裂张规模，可能形成较大规模铜镍矿岩浆房的产生。昆仑-柴达木陆块南缘，响应印支期特提斯洋的形成，在华力西中晚期的大陆裂解也有可能有较深幔源镁铁-超镁铁岩的上侵，形成铜镍矿成矿的有利条件。
2.北祁连加里东期大陆边缘构造转换对成矿类型的影响。
北祁连山早古生代区域构造-火山岩浆-成矿系统的深入研究（夏林圻等，2001），提供了中国加里东造山带造山前沟-弧-盆系的典型重塑，但北祁连西段镜铁山微陆块的存在，对北祁连早古生代成矿构造背景的认识产生颇多争议（李文渊，1999a）。考察镜铁山微陆块产出大面积花岗岩基、中酸性火山岩和矽卡岩型钨（钼）矿床共存的大陆岩浆弧特点（汤中立等.2002；毛景文等，2003），暗示我们北祁连早古生代自东而西存在构造转换：东段为洋-洋碰撞的沟-弧-盆系，以块状硫化物矿床的产出为主要成矿特点；西段则为洋-陆碰撞的活动大陆边缘，形成壳重熔型花岗岩和矽卡岩型钨矿床，并可能存在斑岩型铜矿床（李文渊，2003，2004）。由于古生代大陆规模和质量不同于中新生代的特点，这种大陆边缘的构造转换在古生代可能是普遍的。它控制了同一成矿带成矿类型的在区域上的重要变化。
3.新疆北部华力西有色金属成矿的特点
主要为中亚巨型成矿带的东延，有一个突出特点是：已发现的蛇绿岩基本上是早古生代的，例如，北准噶尔的洪古勒楞蛇绿岩为411±53Ma奥陶纪的洋壳，阿尔曼太-札河坝蛇绿岩为561±41Ma震旦-早寒武世的洋壳（张旗等，2001），但已知矿床如前所述，基本是晚古生代华力西的产物（韩春明等，2002），而且成矿环境已有的证据多倾向于大陆裂谷或裂陷槽环境。这给我们提出了一个重要的问题：大洋化壳幔物质急剧交换的过程中，没有成矿物质的显著聚集，特别是没有大陆边缘环境矿床的形成。地质背景研究与成矿事件的不协调，反映了该区成矿研究尚存在诸多疑问。
（四）区域找矿潜力
西北地区镍、铜、铅、锌等重要大宗金属矿产资源的保有储量占有重要地位。在铜、铅、锌保有储量6000×104t中，仅2754×104t工业储量。在相当一段时间内已发现的大量铜矿产地，包括探明储量达650.22×104t的西藏玉龙超大型铜矿床暂不能开发利用（国土资源部规划司等，2001）。因此现阶段中国还将处于铜资源严重不足的局面。与国际矿业类似，以中国东部德兴超大型铜矿为代表的斑岩型铜矿是中国第一铜矿资源来源，但第二来源与世界矿业结构以砂岩型铜矿为主不同，块状硫化物铜矿床是中国仅次于斑岩型铜矿的第二铜矿资源来源。甘肃白银厂是中国重要的铜工业基地，提供白银厂矿山接替资源对西北地区的社会经济发展有重要意义。
西北地区已发现17处铜矿产地，除新疆的阿舍勒尚未开发利用外，青海的德尔尼、赛什塘、铜峪沟三个大型铜矿床目前存在交通不便、开发利用环境差等限制。因此，从解决白银厂矿山接替资源出发，从白银厂矿区挖掘潜力和外围进一步找矿是一条重要出路。其次，甘肃肃南镜铁山铁铜矿床的深入调查研究发现，铜矿成矿时间显著晚于元古宙的铁矿，形成于加里东期，为热液改造型铜矿（赵东宏等，2003），有发现大中型铜矿床的潜力。我国铅锌矿产资源量较丰富，由于国际市场的需求，对甘肃秦岭铅锌成矿带、青海柴北缘锡铁山铅锌成矿带的进一步找矿勘查仍十分必要。
钨矿主要分布于我国南岭地区，为印支-燕山期的产物。近年来在北祁连山西段发现的小柳沟等加里东期白钨矿矿床，且上钨下钼，远景资源量当在100×104t以上（周廷贵等，2002），应是我国重要的钨矿开发接替基地。
西北地区有色金属矿产基本形成于大陆边缘或显生宙以来形成的造山带中，自北而南有色金属矿产的形成，大致可划分为十个Ⅱ级成矿带（图5-2），分别为：Ⅱ-1阿尔泰铜、铅锌成矿带；Ⅱ—2准噶尔镍、铜、钼、锡成矿带；Ⅱ—3博格达（东天山）铜、镍、钨成矿带；Ⅱ—4伊犁铜、镍、铅锌、钨、钼成矿区；Ⅱ—5塔北缘铅锌、钨、锡、锑、铜、镍成矿带；Ⅱ—6祁连-北秦岭（包括龙首山）镍、铜、铅锌、钼、钨成矿带；Ⅱ—7柴边缘铜、铅锌成矿带；Ⅱ—8西秦岭铅锌、铜、锑、钼、钨、镍、钴成矿带；Ⅱ—9塔南缘铅锌、铜成矿带；Ⅱ—10松潘铜成矿带。其中，以祁连-北秦岭、西秦岭、阿尔泰、西准噶尔和博格达（东天山）成矿带工作程度相对较高，发现的有色金属矿床数量也较多。随着国家基本建设的进程，在已探明矿床基础上，为进一步加强铜、镍、铅锌、钨、钼等后备资源的勘查，以提供大中型矿山后续资源基地。塔北缘、塔南缘、柴北缘和松潘等工作程度较低或极低地区，已知成型矿床甚少，自然条件也最为艰苦，应开展铅锌、钨、锡、锑、铜、镍等有色金属矿产的战略性找矿探索工作。
祁连-北秦岭成矿带可再划分为：龙首山镍成矿带、北祁连铜、铅锌、钨成矿带、北秦岭钼（钨）成矿带和南祁连镍、铜、铅锌成矿带。龙首山镍成矿带以产出金川超大型铜镍矿床而著名，并已建成中国最大的镍工业基地。作为小岩体成大矿的典型代表，金川外围仍具有巨大的找矿潜力，国外超大型镍矿床外围找矿近年已提供了成功的范例。北祁连成矿带，除在北祁连中西段已展示了铜多金属矿床找矿新发现（石居里沟、尕大坂）外，白银厂矿区仍有进一步找矿潜力，由于矿床埋深较大，500m以下尚未进行勘探，矿区尚有值得进一步勘查的地段。更重要的是矿床火山作用阶段形成但经历热液阶段显著改造认识的深入调查研究，为矿区外围的成功勘查提供了新的工作思路和方法选择。此外，北祁连西段的塔尔沟-小柳沟钨矿区和镜铁山铁铜矿床，有寻找北方大型、超大型钨矿和大型后期热液蚀变岩型铜矿的潜力。北秦岭金堆城大型钼矿床外围仍有众多的矿化小岩体，值得探索。西秦龄的西成超大型铅锌矿田，产于华力西期造山带裂陷盆地，赋矿泥盆纪碳酸盐岩和细碎屑岩分布尚广，印支期构造事件对成矿有重要影响，矿带整体工作程度还不高，仍有发现新矿床的地质条件。由上述分析可见，西北地区在镍、铜、铅锌、钨及钴、铂族金属矿产资源存在重要找矿潜力。
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