西北地区地处欧亚大陆腹地, 由特提斯构造域(或称阿尔卑斯-喜马拉雅造山带)和中亚构造域(或称中亚造山带)南北夹持塔里木、华北克拉通西段组成。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— 大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, 中间嵌有准噶尔、伊犁等微地块; 南造山系以秦— 祁— 昆中央造山带中西段为主体, 中间嵌有中祁连和柴达木地块等, 往南为松潘甘孜造山系, 并与特提斯构造域相连。总体上呈一种多陆块、多造山带镶嵌的盆山构造格局^{[1, 2]}。

西北地区磁异常展布主要为位于天山— 博格达山、北山— 大青山、祁连山(含柴达木)一带的巨大磁异常带, 反映了区域火山沉积建造和镁铁质建造的磁性、岩性特征和基底构造的走向。以塔里木、准噶尔和鄂尔多斯盆地为主的团块状强磁场区, 反映盆地基底深变质结晶岩系。另外, 位于东北准噶尔褶皱带、柴达木盆地、塔里木盆地和鄂尔多斯盆地的低磁场区, 反映区域岩性主要为碎屑岩、碳酸盐岩和少量中酸性火山岩的物性组合。布格重力异常变化总趋势是由东向西、由北向南逐渐减小。其中在青藏高原北缘沿昆仑山— 阿尔金山— 祁连山一线存在一条近东西向展布的“ S” 形巨型重力梯级带。该重力梯级带是我国大陆南北构造的重要分界线^[2]。另外, 西北地区相对表现为以稀有、贵金属和多金属异常为主要地球化学特征^[2]。

根据遥感影像, 结合地表数字高程模型分析, 断续相连、支脉广布和岩石破碎强烈的山脊地带, 往往是矿床密集分布地带。区内已发现的金属矿床、矿(化)点均大多分布于大型构造带内的构造应变强烈地段; 特别是多期次、多方向构造叠加地段, 或两组或交切复合部位, 以及一些中小型环形构造内的几组断裂交汇地带构成线、环构造组合地区^[2]。

西北地区主要矿种以镍、铜、铅锌、金、钼、铁、钨、稀有稀土金属为主。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型铁矿床、矽卡岩型铁铜矿床、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、低温热液型金矿床等, 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在特提斯成矿域三江成矿带的北段和部分受环太平洋成矿叠加的秦岭地区, 主要是斑岩型铜(钼)矿床、热液蚀变岩型金矿床等, 同时对元古宙— 古生代成生矿床改造, 而明显与中国东部相别^[3]。

近年来, 在以往工作程度低的西天山、西昆仑、阿尔金、东昆仑均有重要矿产地发现, 展示很好的找矿前景。主要矿产地见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 西北地区新发现矿产一览表 Table 1 Newly discovered minerals in the Northwest China 矿种 成矿类型 重要新发现矿产地 成矿时代 铁 火山岩型 新疆西天山阿吾拉勒 石炭纪 BIF型 新疆西昆仑塔库尔干 古元古代 沉积变质型 新疆阿尔金迪木纳里克、甘肃北山红山 长城— 蓟县纪 矽卡岩型 青海肯德可克、尕林格 早古生代 铜 斑岩型 新疆西准包古图、东准琼河坝 石炭纪 矽卡岩型 新疆西天山哈拉尕提、青海祁漫塔格卡尔却卡 石炭纪、中生代 块状硫化物型 新疆东天山卡拉塔格 石炭纪 砂岩型 新疆西南天山萨热克 白垩纪 镍 岩浆熔离型 青海夏日哈木、新疆北山坡北 泥盆纪、二叠纪 铅锌 Sedex型 新疆西南天山乌拉根、青海默哈拉亨 中生代 MVT型 陕西扬子北缘马元、新疆东天山彩霞山 志留纪 钨(锡) 矽卡岩型 新疆祁漫塔格白干湖、甘肃祁连山小柳沟 早古生代 金 低温热液型 青海大场、五龙沟、甘肃大桥、新疆卡特巴阿苏等 古生代、中新生代 钾盐 卤水型 新疆罗布泊、青海柴达木 新生代 铀 砂岩型 新疆西天山、鄂尔多斯盆地 新生代 煤 长烟煤 新疆吐哈盆地、东准、青海木里、鱼卡 中生代 石油 石油 塔里木、准噶尔、柴达木、鄂尔多斯盆地 古生代、中生代 天然气 天然气 塔里木、准噶尔、柴达木、鄂尔多斯盆地 古生代、中生代

表1 西北地区新发现矿产一览表 Table 1 Newly discovered minerals in the Northwest China

西天山阿吾拉勒火山喷溢型铁矿床成因类似智利拉科铁矿, 磁铁矿“ 矿浆” 喷溢形成, 受火山机构控制, 有后期热液成因的黄铜矿等金属硫化物细脉叠加。目前已探得大型铁矿床4处(查岗诺尔、智博、备战、敦德)。卡特巴阿苏金矿作为近年在西天山地区发现的最大规模金矿, 与中亚国家众多大型、超大型金矿同处一个成矿区域, 找矿前景乐观, 卡特巴阿苏将成为中国境内“ 中亚金腰带” 的延续。同时, 与斑岩有关的构造蚀变岩型找矿开辟了西天山那拉提一带的找矿新方向。另外, 东天山近年来新发现白鑫滩铜镍矿, 该矿属于黄山铜镍矿带西延部分, 扩大了该带的规模。玉海斑岩型铜钼矿显示东天山具有寻找斑岩型铜矿的潜力, 浅隐伏矿的找矿前景。研究认为, 新疆北部天山及其邻区石炭纪— 早二叠世是一种板块与地幔柱作用并存机制, 早二叠世早期进入板内环境, 主要表现为塔里木— 天山及邻区石炭纪— 早二叠世大火成岩省(LIPs)的产物。由此, 石炭纪— 早二叠世发生了大规模的成矿作用^[4]。

塔里木是中国重要的油气储藏盆地之一, 周边有重要的金属矿产被发现。 塔里木克拉通已知最古老的岩石是3.2 Ga。有2.53 Ga的热事件, 反映了基底的固化。近年来塔里木克拉通新元古代(820~740 Ma)热事件的辨识, 是一重要发现, 已相继发现了同时期的基性岩墙群、镁铁— 超镁铁质侵入岩和碱性花岗岩、双峰式火山岩等, 认为是地幔柱作用的产物, 可能是罗迪尼亚超大陆裂解事件的反映, 使原本连接的澳大利亚、华南和塔里木克拉通分离, 而金川岩浆铜镍硫化物矿床就是这一事件的产物。塔里木西南缘的库地、北缘的兴地也可能由这一事件形成。阿拉善地块南缘产出金川世界级超大型镍矿床, 是中国少数几个改变世界矿业格局的重要矿床。由于金川含矿岩体的重新测年(827 Ma), 普遍将其确定为新元古代罗迪尼亚超大陆裂解的产物。由此, 对一直划归华北克拉通的阿拉善地块, 在新元古代时期的构造归属, 现在多主张其远离华北克拉通, 而亲近于塔里木和扬子克拉通。西北地区存在新疆北部区(白鑫滩、坡北)和祁连(柴达木)-龙首山区(牛鼻子梁、夏日哈木)两个重要的铜镍矿床找矿潜力区。夏日哈木含矿岩体应是柴达木陆块裂解的产物, 现在的产状是后期构造挤压仰冲岩片遭受剥蚀裸露的结果。就目前的勘查成果, 夏日哈木矿床应是中国继金川矿床之后, 发现的又一重要赋存富矿体的铜镍矿床, 将会是中国乃至世界有影响力的铜镍矿床。

特提斯构造域东北部由于近年来的勘查投入, 发现了一大批矿床。该区成矿与北部的中亚构造域不同。主要是秦— 祁— 昆造山带中有重要发现, 特别是西昆仑塔什库尔干古元古代BIF铁矿、祁漫塔格重要矿集区的发现等。近年来, 通过加强对东昆仑地区的地质勘查工作, 相继发现了大场、五龙沟、沟里、瓦勒根金矿, 找出了一条青海省的“ 金腰带” , 使青海东昆仑地区成为我国著名的金成矿带。研究认为, 秦— 祁— 昆造山带东、中、西3段存在不同的构造演化历史, 形成了不同的成矿类型。只是中生代印支期以后在陆内构造环境下, 才连为一体, 形成了贯穿东西的构造山脉。作为塔里木、华北克拉通和扬子克拉通、羌塘地块之间造山系, 这些陆块在中生代以前并没有连接在一起, 因此各陆块边缘古生代的造山带建造, 是各陆块边缘俯冲增生的结果。柴达木可能是塔里木克拉通的碎块, 新生代阿尔金走滑断裂使其北移。西昆仑西端的帕米尔, 塔里木、柴达木和东昆仑交汇的祁漫塔格是两个重要的构造结, 多个构造单元交汇, 复杂的构造演化提供了良好的成矿条件^[5]。

3.1.1 加强公益性地质调查

自1999年国家启动新一轮国土资源大调查以来, 公益性地质调查取得了巨大的成效, 但仍然存在很多不足, 还远远不能满足国家建设和地方经济社会发展的需要。在当今积极保障国家资源安全的同时, 突出区域性、基础性地质调查工作在公益性地质工作中的主体地位和“ 以面积性地质调查为主” 的定位。

3.1.2 促进矿产资源勘查

构建地质工作新机制, 充分发挥公益性地质工作对商业性矿产资源勘查的引导作用。完善中央、地方、企业三方联动机制, 公益性与商业性地质工作合理分工、相互促进, 充分发挥政府财政资金的引导作用, 鼓励和引导社会多元化资金投入矿产资源勘查。以寻找大型— 超大型矿床为目标, 以国家急缺矿种和西北地区优势矿种为重点, 围绕找矿远景区和重要勘查区部署开展矿产资源勘查工作。加强中央地质勘查基金和企业合作勘查机制, 降低商业性勘查风险, 营造促进商业性矿产资源勘查的环境, 培育商业性勘查在找矿中的主体地位。

3.1.3 产学研攻关和技术方法应用

随着地质找矿战略行动的推进, 产学研攻关应该和重要成矿带、整装勘查区成矿地质背景认识密切结合, 提供基础地质部署建议, 为找矿突破提供技术支撑服务。在整体认识地质构造格架, 进行基础地质数据集成的基础上, 选择与重要成矿带、整装勘查区地质找矿密切的基础地质问题, 进行攻关研究, 力争为其部署提供依据。

针对干旱区、荒漠区、永冻层区、湖沼区及高山区等西北地区不同类型地貌条件下的不同矿种提出有效的物(化)探方法技术组合和施工方法技术建议, 并在不同成矿带相似地貌条件的相同矿种勘探工作中示范推广。结合不同成矿带、不同矿种的赋矿地质特征, 有针对性地提出不同物探方法的数据处理及反演解释方法, 并在该成矿带上进行示范推广。对各成矿带上所取得成果进行集成, 为西北地区各成矿带的物探勘查技术工作提供技术支撑和服务。

以成矿带为单元, 对西北六大重要成矿带, 尤其是工作程度相对较低的天山成矿带、昆仑— 阿尔金成矿带、西南三江成矿带, 加强大中比例尺基础地质调查工作, 开展1∶ 5万区域地质调查、地球物理调查、区域地球化学调查和区域遥感地质调查, 提高地质工作程度。同时开展各成矿带及整装勘查区矿产勘查部署与资源潜力评价工作。优选成矿有利地段, 开展找矿关键地质问题研究。充分利用矿产地质调查、勘查成果, 开展成矿地质条件研究, 通过关键地段矿产地质精细解剖调查及区域对比, 总结控矿因素、找矿标志, 建立重要矿床成矿模式的找矿模型, 指导地质找矿工作部署与勘查工作。

对于重要找矿远景区, 鉴于西北地区的自然地理条件、复杂的构造演化历程及其成矿特色, 结合重要成矿带的成矿特点, 坚持统筹兼顾、协同部署, 开展地质调查研究工作。加强远景区内地质、物探、化探、遥感、水文、环境等多学科、多专业、多技术的协同配合和联合攻关, 根据远景区成矿潜力的大小及工作程度的高低分层次部署。随着工作的进行, 新的找矿远景区会不断凸显出来。

对于重要勘查区, 主要是在当前地质矿产勘查工作进展明显的重要找矿远景区、找矿靶区和相似类型矿床(点)集中区, 优选出西北地区具有寻找大型— 超大型矿床的潜力地区有:西昆仑布仑口磁铁矿、东昆仑黑山— 白干湖钨锡矿、秦岭马元— 白玉铅锌矿、三江北段然者涌— 众根涌铜铅锌矿、阿尔泰— 准噶尔北缘哈腊苏— 包古图斑岩型铜矿、东天山— 北山一带铜镍矿及甘肃窑沟— 下拉地一带铅锌矿等重点地区, 开展较系统的解剖评价与普(详)查工作, 加快勘查进程, 带动面上找矿, 以期形成可供开发的资源基地。

在各个层次工作中推行方法技术的先行性和有效组合应用, 开展重点成矿带物化探方法技术应用示范工作, 针对东天山浅覆盖区化探方法技术研究, 秦岭及祁连成矿带在山区地形及植被覆盖复杂条件下的物化探施工技术问题及相应的数据处理解释方法, 并进行成果推广。