构造岩浆活动与金属成矿
(一)金矿床的形成时代
查明地壳演化历史中金矿床(点)的时间分布规律，特别是确定金矿床(点)形成的“高峰时间阶段”，阐明区域金矿床(点)的成矿机制，指导隐伏矿床(点)的勘查和评价，具有重要意义。需要指出的是，北山-阿拉善地区经历了漫长而复杂的演化历史，金矿化与不同地质时期的构造-岩浆活动密切相关。与其他地质事件一样，成矿作用的发生和演化也具有多期性、继承性和方向性的特点。尽管由于本区古板块的多期构造变动，难以观测到研究区中元古代至晚古生代连续出露的构造-地层单位及相应的金矿床(点)，但前寒武纪、海西期和印支期三次大规模的金矿化过程仍然明显，其中海西期金矿化作用最强。
北山-阿拉善地区最古老的金矿化可以追溯到中元古代，分布在华北、塔里木和哈萨克斯坦板块中元古代变质岩中的含金石英脉就是很好的例子。金矿化时间为600 ~ 1700 Ma。一般来说，金主要来源于剥蚀的基底岩石，这些岩石往往在地台坳陷区沉淀形成金矿体、矿胚或矿源层。沉积环境和岩相古地理条件是上述矿化体产生的主要控制因素。需要指出的是，受多期区域变质变形的影响，大多数中元古代金矿具有多期、多阶段成矿的特点，地质地球化学特征十分复杂，难以与国内外典型中元古代金矿进行对比。该区具有代表性的金矿床有朱拉扎嘎、老东沟和小西宫，其形成具有明显的后改造特征，与海西期构造-岩浆活动密切相关。
受晚古生代(特别是石炭纪至二叠纪)古大陆板块碰撞对接活动的影响，海西期是构造-岩浆活动和金矿化的鼎盛时期。大规模的构造-岩浆活动在古大陆板块边缘形成了一系列金矿床(点)。主要金矿床(点)的同位素年龄数据为上述推断提供了证据。研究区大部分金矿床形成于这一时期，具有代表性的金矿床有老金厂、新金厂、马庄山、流沙河、照壁山、石金坡和460。总之，上述所有金矿床(点)的基本地质特征可概括为成矿环境复杂、分布广、类型多，但都与中酸性岩浆作用密切相关。
自晚古生代末西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木和华北古板块碰撞对接，诱发大规模岩浆活动以来，研究区地壳一度处于稳定状态。进入中生代后，受区域性深大断裂再活化的影响，本区中西部地区有明显的岩浆活动迹象，金窝子含金花岗岩和南金山金矿附近闪长岩的存在就是很好的例证。它们的同位素年龄分别为(230±6)Ma和(244.15±0.32)Ma，与印支期岩浆侵入有关。这表明印支期花岗质岩浆作用不仅为金矿床的形成提供了物质和热源，而且是上述金属矿床成矿的“引擎”。印支期代表性金矿床有南金山金矿床和金窝子金矿床。
野外地质调查和室内研究结果表明，该区金矿床(点)形成时间具有以下特点:①成矿时间跨度大:金矿床(点)形成于中元古代至二叠纪，其地质地球化学特征呈现由简单到复杂的演化趋势；(2)成矿时限与局限:某一金矿床(点)往往与某一地质时期特定的构造环境有关，如沿古洋壳与古陆壳交汇带分布的斑岩型钼金矿床(点)，与海西岛弧带的酸性岩浆作用有关；③金矿化的不均匀性:纵观所有金矿床(点)的形成时代，它们在区域地壳演化过程中的分布是不均匀的。海西期是金矿床(点)形成的鼎盛时期，其他地质历史阶段形成的矿床(点)无论在数量上还是规模上都无法与这一成矿期相比。
根据典型金矿床研究，流沙山钼金矿床辉钼矿铼-锇年龄为(260±10)Ma，与花岗闪长岩侵位年龄(262±4Ma和266±5438+03ma，角闪石钾氩法)基本一致(聂等，马庄山金矿床与流沙山钼金矿床相似。矿体中应时流体包裹体的Rb-Sr等时线年龄为(298±28)Ma，与流纹斑岩和石英斑岩的侵位年龄(分别为301，21Ma和301，265438)不同。南金山金矿床绢云母的年龄为(242.8±0.8)Ma，与矿床附近闪长岩的侵位年龄(244.15±0.32Ma，氩-氩法)接近(蒋思宏等，2006)。而小西宫金矿床应时脉型金矿中绢云母的年龄为(284±4)Ma，蚀变岩型金矿中绢云母的年龄为(267±7)Ma，略晚于矿体周围钾质花岗岩和正长斑岩的侵位年龄(分别为306±4Ma和289±5Ma)。可以看出，大多数金矿床的形成时代与其容矿岩石或围岩几乎一致(表1-5-1)，反映了岩浆侵入时间与金矿体形成时间之间存在明显的耦合关系。
在一些金矿床中，虽然成矿年龄与围岩形成年龄相差很大，如金窝子金矿床，但应时流体包裹体的Rb-Sr等时线年龄为(230±5.7)Ma，远晚于黑云母二长花岗岩的侵位年龄(354.1.31 Ma，整个岩体)。但陈等人(1999)认为，金窝子金矿床的形成可能受印支期深部岩浆活动控制，该期侵入的花岗岩类岩石因浅部剥蚀未出露地表。
表1-5-1成矿年龄及与矿相关岩石年龄对比
总之，根据目前已获得的资料，北山-阿拉善地区某些金矿床的形成与区域岩浆作用确实存在明显的耦合关系。
(二)其他类型金属矿床的形成时代
除阿拉善迭布热-苏海图地区的沉积变质铁矿床可能与太古宙-元古宙中深变质作用有关外，其他金属矿床大多形成于海西中期以后。
根据现有资料，北山-阿拉善地区在海西中期发生了一次重要的铜钼铁矿化事件。代表性矿床有:公婆泉铜矿床(与矿有关岩体的年龄为336 ~ 372 Ma)、白山塘铜-铅矿床(与矿有关岩体的铷-锶等时线年龄为333.9±7.88Ma)和额勒根钼(铜)矿床(辉钼矿的铼-锇等时线年龄为332.0±9)。这表明海西中期是该区多金属矿床形成的高峰期。
北山-阿拉善地区仅发现1金属矿床(不含独立金矿)，即卡休塔塔铁金钴矿床形成于海西晚期。可见，这一时期并不是多金属矿床形成的高峰期。
此外，红尖兵山钨矿床(云英岩中白云母的氩氩年龄为216.6±1.6Ma)形成于印支期，花牛山铅锌银矿床(与成矿有关的钾长石花岗岩的氩氩氩年龄为194±1ma)形成于燕山早期。
由上可见，北山-阿拉善地区铜、铁、钼等多金属矿床的形成时代为海西中期至燕山早期，以海西中期为主。
二、金属矿床的空间分布特征
(一)金矿床的空间分布特征
从北山-阿拉善地区金矿的区域分布可以看出，这些金矿主要分布在西伯利亚、哈萨克斯坦和塔里木板块之间的两条大型缝合带(分别为红石山-黑鹰山-六驼山和柳园-大旗山)和华北地台边缘的阿拉善北缘断裂带上，形成三个大型金矿集中区。而且这些金矿还有一个共同的特点，就是这些金矿基本上都产在岩体周围。
北山-阿拉善地区大型金矿统计表明，岩体中有流沙山、马庄山、照壁山、金窝子、石金坡、金庙沟、金沟井、磨金洞、明树井等9处金矿。产于岩体内外接触带附近的金矿有:狼洼山、霍尔果斯葛东、扫子山、460、金厂沟、十字沟、花牛山、呼伦白希。离岩体较远(一般小于2km)但矿化受岩体控制的金矿有:朱拉扎嘎、南金山、小西宫、新金厂、老金厂、210、老洞沟、小田水井。可见，北山地区金矿的产出与花岗岩侵入岩有明显的空间分布关系，金矿体的产出明显受花岗岩岩浆活动的控制。
(2)其他类型金属矿床(点)的空间分布特征
包括铜、钼、铁、铅锌银、钨矿床，这些矿床多产于板块或活动大陆边缘的汇聚带，以及地质历史上洋壳与陆壳或陆块汇聚带之间的过渡带，如黑英山铁矿、二根钼(铜)矿床产于哈萨克斯坦与西伯利亚板块的缝合带，而会通山铜矿、花花牛山铅锌银矿床产于塔里木与哈萨克斯坦板块的汇聚带附近。但也有一些受古岛弧或断陷盆地控制的铜矿，如公婆泉铜矿和白山塘铜铅矿(聂等，2002b)。总之，强烈的构造活动有利于含矿酸性岩浆向上侵入并定位，从而形成与侵入岩有关的铜、钼、铁多金属矿床。钨矿床主要产于大陆环境，如红尖兵山钨矿床，表明该类矿床的形成主要与大陆花岗岩有关。
三。构造岩浆活动与金属成矿
北山-阿拉善地区位于西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木和华北的结合部，是我国西北地区重要的金属成矿带。金属矿床的形成与区域构造-岩浆活动密切相关，主要受四大板块碰撞对接产生的大量岩浆活动控制。研究表明，该区金属成矿作用主要集中在前寒武纪、古生代和中生代三个时期，其中晚古生代金属成矿作用最强。
(1)前寒武纪
众所周知，在地壳发展演化的初始阶段，整个地壳具有高热态、强活动性和可塑性的特点。古元古代末期，原地壳的热含量开始降低，发生了强烈的克拉通化，主要是冷凝和压实作用，从而形成了一个高刚性的古陆块，同时板块发生了不同程度的水平位移。此后，区域地壳演化进入了一个新的发展阶段——中元古代。哈萨克斯坦板块东部的马宗山中段和塔里木板块敦煌地块北缘的安北-九司墩构造带是酸性火山喷发、古陆壳侵蚀沉积、岩浆侵入和区域变质作用的产物。区域地质对比研究结果表明，这两个古陆块在生产环境、构造变形特征、岩性组合、古生物分布等方面均可与西部的伊犁、哈密、卡瓦布拉克、库鲁塔格陆块进行对比，与塔里木地台的地质构造特征相一致。鉴于此，刘学亚等人(1995)认为，这些古陆块在中元古代曾与塔里木板块是同一个整体(称为泛塔里木古陆块)，属于稳定古陆块。从更广泛的地理分布来看，马宗山中地块、塔里木板块和天山中央隆起带的一些古陆块，绝不是完全孤立的陆壳地体，而可能是古冈瓦纳大陆的一部分。马鬃山中块北侧海域，陆源碎屑沉积、海水对流循环和盆底温泉喷发作用影响，沿古大陆的裂陷槽、盆地和带堆积巨厚的火山岩和沉积岩，局部地区产出金矿体和矿物胚胎。受区域变质作用和后期构造-岩浆活动的影响，原含矿火山-沉积岩层必然会发生与热力学作用有关的“重新定位”效应，也就是说金会发生不同程度的提取、迁移、沉淀和富集，进而形成规模较大、品位较高的金矿床。据此可以推断，北山-阿拉善地区一些兼具沉积“印记”和热液交代特征的金矿床是原始沉积和后期改造双重地质作用的结果。
(2)古生代
早古生代北山地区以陆块裂解和洋壳俯冲为主要特征，形成一系列增生岛弧带。例如，乌珠尔嘎顺地体、公婆泉-月牙山地体和花牛山地体都是早古生代增生的产物。该时期岩浆活动和金属成矿作用较弱，至今未发现具有一定规模的金属矿床(点)。
泥盆纪时，在马鬃山中地块南侧，古洋壳板块继续沿汇通山至五峰山一线向北俯冲至马鬃山中地块。在中蒙边境地区，古洋壳沿雀儿山-双沟山-红石山一线继续向北俯冲消减西伯利亚板块，形成了以泥盆纪雀儿山群火山-沉积岩为代表的雀儿山地体。刘雪亚等(1995)指出，雀儿山地体是西伯利亚与哈萨克斯坦碰撞对接带的组成部分，这一构造带可向西延伸至东准噶尔的克拉姆-莫钦乌拉山。
石炭纪是北山地区构造演化的重要阶段，岩浆活动高峰期，金属矿床(点)成矿高峰期。在马鬃山中段北侧，古洋壳分别与北至西伯利亚板块的雀儿山和乌珠尔嘎顺地体、南至公婆泉-月牙山进行双向俯冲消减，进而在公婆泉-月牙山北侧形成红石山-黑鹰山。大规模的岩浆侵入和喷发形成了铜、钼、铁矿床，包括公婆泉铜矿、埃尔根钼(铜)矿和黑鹰山铁矿。晚石炭世，随着西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块的最终碰撞对接，在板块缝合带两侧诱发了大规模的花岗岩浆侵入喷发和金矿化。马庄山、460、臊子山、霍尔果斯葛东和狼洼山金矿床(点)的形成是这一时期构造-岩浆活动的产物。
与马宗山中间地块北部的情况相比，南部的小洋盆经历了沿安北-九四墩和柳园-大旗山线向南部塔里木板块敦煌地块和北部马宗山中间地块花牛山地体的双向俯冲和消减，分别在敦煌地块北缘和花牛山地体南缘形成了安北-九四墩构造带和柳园-大旗山地体。百善堂铜铅矿床可能是这种构造-岩浆活动的产物。
早二叠世晚期，哈萨克斯坦板块与塔里木板块的最终碰撞，再次诱发北山南带大规模岩浆侵入喷发和大规模金矿化。一方面形成一系列火山岩型金矿床，如新金厂、老金厂金矿床。另一方面，在石金坡地区形成了与侵入岩有关的金矿床，如石金坡、磨金洞、明树井等。而强烈的岩浆侵入使前寒武纪变质岩中的金矿体或矿源层被活化，在有利的构造部位形成了小西宫、老洞沟、小湾南山等金矿床。
在阿拉善，石炭纪以来，查干楚鲁-霍尔森弧后盆地洋壳开始向南减薄，雅布赖-巴音诺尔贡大陆弧演化阶段开始，出现大规模钙碱性岩浆活动。强烈的岩浆侵入活化了中元古界浅变质碎屑岩中的金矿体或矿源层，使矿石富集在有利的构造部位，形成朱拉扎嘎金矿床。这种岩浆在含钙的接触带(包括碳酸盐地层)形成卡休塔塔铁矿。
(3)中生代
二叠纪末，随着古洋盆的完全消失和北山-阿拉善地区古大陆板块的拼接，该地区进入统一板块内部的构造演化初始阶段，整个地区基本处于相对稳定状态。三叠纪(印支期)受区域性深大断裂复活和大陆热流增加的影响，该区古陆壳开始出现明显的活化迹象，主要表现为中、晚三叠世红色磨拉石层的形成和早侏罗世含煤磨拉石堆积的存在。此外，古大陆内部裂陷槽中碱性和钙碱性岩浆的侵位，可在南金山、金窝子、花牛山、会通山、五峰山、大其山等地形成一系列不同形态和大小的富碱花岗岩、黑云母花岗岩、钠长石花岗岩和钾盐花岗岩植物(枝、墙或脉)。野外地质调查和室内研究结果表明，在上述中生代花岗岩侵入体及其围岩中，不同程度地发育有金矿化、钨矿化和铜、铅锌银矿化。代表性的金矿床有南金山和金窝子，钨矿床有红尖兵山，铜矿床有桐柏山，铅锌银矿床有花花牛山。
综上所述，北山-阿拉善地区海西期大规模金矿化主要与华北、塔里木、哈萨克斯坦、西伯利亚四大板块碰撞对接诱发的大规模岩浆侵入-喷发活动有关，在同一造山期形成众多金矿床，而印支期构造-岩浆活动形成的金矿床具有造山后金矿床的特征。