馬繼琛+張善明+張軍勝+汪為+王永暉

摘要：北山造山帶構造形跡復雜，分布四條蛇綠巖帶和多條深大斷裂及區(qū)域性揉皺構造，該區(qū)大地構造背景的研究，即是中亞造山帶構造演化的關鍵問題之一，也是認識區(qū)域成礦作用和成礦規(guī)律的基礎。有關北山地區(qū)構造單元的劃分和構造演化歷史，長期以來各家觀點不盡一致。本文以沉積建造分析為基礎，通過對眾多文獻的梳理，綜述了占主流觀點的北山地區(qū)構造演化歷史，并探討了與之相關的礦床成礦系列。

關鍵詞：北山；構造演化；沉積建造；成礦系列

北山造山帶的形成涉及多個微陸塊、島弧、洋殼和增生雜巖等在早古生代至早中生代長期的、多次的俯沖和碰撞拼貼作用，其北部是由多個洋內島弧拼貼形成的復雜增生系統(tǒng)，包括雙鷹山、馬鬃山、黑鷹山、旱山等島弧，在古生代晚期拼貼形成公婆泉復合島弧。而其南部的構造單元主要包括具有古老微陸塊性質的花牛山地塊和石板山地塊，以及位于兩者之間的柳園混雜巖帶。北山造山帶發(fā)育一系列走向近E-W的大型剪切帶及蛇綠巖帶，可能為上述地體單元之間的界線。

1.古大陸裂解階段

北山地區(qū)下寒武統(tǒng)雙鷹山組不整合于新元古界園藻山群之上，園藻山群下巖組為一套冰磧巖，該巖類中含有較大的礫石（礫徑大小一般在1cm～20cm，磨圓較好）和漂礫，且在園藻山群內可見雙鷹山組墜石。根據形成環(huán)境分析，園藻山群中的冰磧巖的形成環(huán)境以大陸冰川沉積為主，但也包括少量濱海冰川環(huán)境的沉積。區(qū)域上來看，北山地區(qū)及其鄰區(qū)存在一些由前寒武紀地體構成的微地塊，前人對分布于這些地塊之上的南華系和震旦系做過詳細的地層學研究，發(fā)現(xiàn)在震旦系的上覆寒武系地層之底部，普遍發(fā)育一套含磷巖層，在震旦系和南華系地層中存在2層～3層大致可以對比的冰成巖或冰磧巖。露頭尺度上，可見后期侵入體內的片麻巖捕擄體，且捕擄體內見明顯銅礦化，巖體內卻無礦化。所有上述地質記錄均暗示新元古代時期，北山地區(qū)存在一個古大陸。在北山沙坡泉地區(qū)下寒武統(tǒng)雙鷹山組不整合于新元古界古硐井群之上，不整合面之上存在一古風化殼，古風化殼之上為含磷礫巖，雙鷹山組主要為一套黑色硅質巖夾薄層狀灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r組合，顯示其為深海相（缺氧環(huán)境）化學沉積的產物。古硐井群為一套砂巖、薄層狀大理巖組合，顯示其為淺海相或者濱海相沉積。從寒武系地層與元古界地層的接觸關系以及二者的物質組成來看，北山地區(qū)從早寒武世開始已逐漸處于伸展環(huán)境，這是北山早古生代洋盆開啟的重要證據。

2.洋盆演化及洋陸轉換階段

從早寒武世中期開始，北山地區(qū)大陸裂谷進一步發(fā)展，古陸殼被拉斷，出現(xiàn)大洋。形成紅柳河一牛圈子一洗腸井蛇綠巖為代表的北山早古生代有限洋盆，蛇綠巖巖石類型為以基性巖類巖體占優(yōu)勢，超基性巖類大多與基性巖呈雜巖體的形式產出，這一過程一直持續(xù)到晚奧陶世，并在紅柳河一牛圈子—洗腸井一線形成帶狀分布的裂谷型火山巖。趙澤輝等（2007）認為北山地區(qū)450-420Ma的I型花崗巖與俯沖造山有關，毛啟貴等（2012），趙澤輝等（2007）認為中志留世有埃達克質花崗巖產出，即北山早古生代有限洋盆俯沖從晚奧陶世已經開始，抑或為古亞洲洋（主洋盆）向南俯沖。王國強（2105）基于中一晚志留世公婆泉群島弧火山巖為北山早古生代有限洋盆向北俯沖引發(fā)的陸緣巖漿作用的產物的認識和明水一旱山微陸塊存在的地質事實，認為北山早古生代有限洋盆存在雙向俯沖，俯沖最早可能從晚奧陶世末開始。丁嘉鑫等（2015）認為，早志留世，花牛山一雙鷹山島弧兩側存在雙向俯沖，北側與公婆泉島弧以月牙山—洗腸井洋相隔，南側為柳園洋。晚志留世，月牙山一洗腸井洋消減完畢，公婆泉島弧與雙鷹山一花牛山發(fā)生碰撞，陸殼的縮短和構造的增厚導致陸殼重熔形成過鋁巖漿。同時，在明水一旱山地塊以北的廣大地區(qū)正經歷著古亞洲洋的裂解和大洋化過程，如分布在北山北部黑鷹山一帶的碎石山組，為一套海相碳酸鹽巖、碎屑巖組合，碎屑巖內夾灰?guī)r透鏡體及硅質巖薄層，富含珊瑚、三葉蟲等化石。從志留紀開始古亞洲洋進入俯沖消減階段，古亞洲洋于明水一旱山地塊以北的雙溝山一狐貍山一帶向南俯沖，形成古亞洲洋域南緣的活動大陸邊緣，即雙溝山早古生代活動陸緣和大狐貍山早古生代活動陸緣。而北山早古生代有限洋盆經歷著南、北雙向俯沖消減作用，在明水一旱山地塊的南緣形成分布于白云山—斜山一東七一山一帶的志留紀陸緣弧，這一俯沖消減至中泥盆世才結束，并發(fā)生碰撞造山，地殼被抬升發(fā)生剝蝕，導致在北山中南帶泥盆系地層的普遍缺失，僅在明水一旱山以北的雀兒山一園包山一帶形成依克烏蘇組和雀兒山組，前者為一套沉積巖建造，富含腕足類、珊瑚等化石。后者為一套中酸性火山巖夾碳酸鹽巖建造，為古亞洲洋向南俯沖的島弧巖漿作用的產物。北山北帶的泥盆系地層在區(qū)域上與下伏碎石山組平行不整合，與上覆早石炭世綠條山組呈不整合接觸，甘肅北山地區(qū)上泥盆統(tǒng)三個井組不整合覆蓋在下寒武統(tǒng)雙鷹山組、上奧陶統(tǒng)咸水湖組之上（圖1、2）。

3.板內伸展及裂谷盆地演化階段

中晚泥盆世碰撞型花崗巖的出現(xiàn)，則標志著碰撞造山作用的終結。從晚泥盆世開始，北山南部及北部先后進入碰撞后的板內伸展階段，區(qū)域多處見上泥盆統(tǒng)與下石炭統(tǒng)呈角度不整合接觸（圖3），這一區(qū)域性不整合代表了一次重大的地質事件，即亞洲古生代洋盆的結束和陸內演化的開始。

在甘蒙北山地區(qū)石炭一二疊紀裂谷系由三部分組成：北山北部石炭一二疊紀裂谷、中部的芨芨臺子一小黃山石炭紀裂谷和南部的干泉一帳房山一梧桐溝石炭紀一二疊紀裂谷，在這些裂谷的局部地段，由于強烈的裂谷拉伸，出現(xiàn)了新生洋殼，形成了早石炭世紅石山一百合山—蓬勃山、芨芨臺子一小黃山、賬房山為代表的紅海型洋盆地質記錄。如賈元琴等（2016）認為風雷山地區(qū)的白山組流紋巖具陸緣弧火山巖巖石地球化學特征，其是早石炭世紅石山大洋向南俯沖于明水一旱山陸塊之下，而在大陸邊緣形成陸緣巖漿弧的產物，年齡測定顯示該流紋巖形成在晚石炭世。

早、中二疊世，北山地區(qū)又迎來了新一輪的板內伸展階段。形成了厚度巨大的海相火山巖或火山碎屑巖一碎屑巖一碳酸鹽巖沉積建造。中二疊世末期，區(qū)內經歷了大面積的構造抬升，形成了中晚二疊世間的不整合（圖4）。晚二疊世時期，北山地區(qū)海陸格局發(fā)生重大變化，北山大部隆升為陸，發(fā)育大面積陸相火山巖，但局部仍有一部分殘留洋盆，形成海相沉積。同時在北山北部沙林浩來一哈爾陶勒蓋一帶、瑪瑙灘一帶發(fā)生南北向局部拉張，形成近東西向展布的晚二疊世裂陷槽，裂陷槽內發(fā)育陸相中基性火山巖，形成一套杏仁狀高鈦玄武巖、安山玄武巖組合，偶可見繩狀構造。

晚二疊世末期，北山地區(qū)完全結束海相裂谷、裂陷環(huán)境，發(fā)生造山作用，至此甘蒙北山及鄰區(qū)進入統(tǒng)一的陸內演化階段。

4.構造演化一沉積建造與成礦

古生代多期次的構造·巖漿活動促使了強烈成礦作用的發(fā)生，并形成系列礦產。其中古大陸裂解階段形成的礦床系列有與黑色巖系有關的V-P-Mn-u一重晶石礦床成礦系列、與幔源基性侵入巖一噴出巖有關的Fe-V-Ti-Cu-Co-Ni礦床成礦系列、與蛇綠巖有關的Cu-Cr-Co-Ni-石棉一滑石一蛇紋巖礦床成礦系列；洋盆演化及洋陸轉換階段形成的礦床系列有與碰撞階段花崗閃長巖或島弧火山巖有關的Cu-Mo-Au-Pb-Zn-Fe礦床成礦系列、與加里東后期幔源基性超基性巖有關的Cu-Ni硫化物礦床成礦系列；板內伸展及裂谷盆地演化階段形成與雙峰式火山巖建造有關的Fe-Cu多金屬礦床成礦系列、與中酸性火山一深成巖建造有關的Fe-Cu-Mo-Pb-Zn-Au-Ag-W-Sn-稀有金屬礦床成礦系列、與海相火山一沉積作用有關的Fe-Co-Ni礦床成礦系列、與鎂鐵一超鎂鐵巖建造有關的Cu-Ni-Fe-Ti礦床成礦系列、與海相火山一沉積作用有關的Cu-Mn礦床成礦系列、與含礦流體在含炭質碎屑巖建造內成礦有關的Au多金屬礦床成礦系列、與陸相火山巖建造有關的Au、Ag礦床成礦系列、與陸相基性巖有關的V-Ti-Fe-稀有稀土金屬礦床成礦系列。

4.結論

綜合眾多前人研究可得出以下結論，北山大地構造演化可劃分為古大陸裂解階段（z一∈₂）、洋盆演化及洋陸轉換階段（∈₂一D₂）、板內伸展及裂谷盆地演化階段（D₂-P₃），其中每一階段又可劃分為多個構造期，每一期又形成多個構造相。同時，不同構造階段有與文相關的成礦系列。endprint