2018, Vol. 34
2. 中国科学院青藏高原地球科学卓越研究中心, 北京 100101;
3. 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029
, XIAO WenJiao2,3, WAN Bo2,3, AO SongJian3, ZHANG JiEn3, SONG DongFang3, ZHANG ZhiYong3, WANG ZhongMei3
2. CAS Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences, Beijing 100101, China;
3. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
广义的东天山地区包括吐鲁番-哈密盆地南缘、库鲁克塔格和北山北麓及觉罗塔格-南湖戈壁等，本文所指的东天山地区位于新疆东部，西起小热泉子、东至甘肃与新疆边界，面积约为6×104km2。该地区构造上位于中亚造山带南缘，是哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块的聚合部位，是我国重要的金、铜镍、铁、铅锌、锰矿等矿产富集区域之一(刘德权等, 1992; 何国琦等，1994；姬金生等，1994；秦克章等, 2001, 2007; Du et al., 2018; Mao et al., 2018; Wang et al., 2018)。
东天山成矿带以富产铁矿(雅满苏、天湖、磁海、白山泉)而著称，区域内大规模地质工作始于20世纪70年代的铁矿会战。20世纪80年代以来，新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局、新疆维吾尔自治区有色地质勘查局都先后在该区开展了大量的地质工作，取得了金、铜、镍、铅锌、银等矿产的重大找矿突破，相继发现土屋-延东型铜矿、彩霞山铅锌矿床、图拉尓根铜镍矿床，是我国近年来取得的重要找矿突破，受到国内外地质学家和矿业界的广泛关注(秦克章, 2000; Xiao et al., 2004; Han et al., 2010; Franco, 2013)。
为了加速查明新疆东天山的矿产资源，自“七五”到“十二五”期间，国家“305”项目对东天山开展了持续30年6轮的地学科技攻关，从而大大提高了该地区地质矿产研究水平，具体表现为：一是划分了东天山构造单元，探索了深部构造(马瑞士等，1997)；二是划分了成矿带，对重要成矿带进行地质、物探、化探、遥感、成矿预测等方面的深入研究(姬金生等, 1994, 1996)；三是提交了一些重要的矿产普查基地、找矿靶区和科研预测储量(何国琦和徐新，2004)；四是在高新技术应用方面取得了重大进展，建立具有新疆特色的找矿模型(刘光海等，2000)；五是初步建立了植根于新疆的成矿理论(刘德权等, 1992；何国琦等，1994；刘德权等, 1996)。
虽然研究区前人进行大量的地质与矿产方面的研究，但是对于该区地壳表层构造样式、大地构造格局及其演化，仍然存在着比较对立的多种解释，对矿床的成因、成矿动力学背景和进一步找矿方向，也有截然不同的多种认识(姬金生等，1996；马瑞士等，1997；秦克章, 2000；何国琦和徐新，2004; Xiao et al., 2004; Han et al., 2010)。本文在前人工作的基础之上，通过该地区晚古生代-中生代内生金属矿床成矿系列的研究，对认识东天山乃至中亚成矿域成矿作用特点、发展区域成矿学和区域同类矿床的寻找，都具有重要的理论和实践意义。
1 区域地质背景 1.1 区域地层区域内出露的地层有下泥盆统大南湖组、中泥盆统头苏泉组、石炭系企鹅山群、下石炭统干墩组、中石炭统梧桐窝子组、中侏罗统西山窑组和第三系、第四系(刘德权等, 1992; 何国琦等，1994；姬金生等，1994; Zhang et al., 2017)。古生代地层以康古尔塔格深大断裂为界按成因性质不同分为两个部分：断裂以南的梧桐窝子组、干墩岩组，为海沟-残深盆地相，由快速堆积碎屑岩、非完整序列蛇绿岩套组成，同时还是区域上的强应变构造带的岩石实体，该套岩石组合和构造行迹基本反映北天山残余洋盆逐渐消失以及两大板块最终实现闭合的全过程(刘德权等, 1992；何国琦等，1994；马瑞士等，1997)；康古尔塔格深大断裂以北出露的地层有大南湖组、头苏泉组和企鹅山群，由钙碱性岛弧型火山岩和内碎屑岩所组成(陆相-海相)，属哈萨勒斯坦-准噶尔板块南缘俯冲增生产物(图 1)。
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图 1 东天山大地构造单元与主要内生金属矿床分布图(据Xiao et al., 2004修改) Fig. 1 Tectonic units and major endogenetic metallogenic deposits in the East Tianshan Mountain (after Xiao et al., 2004) |
东天山位于哈萨克斯坦-准噶尔板块南缘岛弧增生活动带与塔里木板块的结合部位(Xiao et al., 2004; 图 1)；以康古尔深大断裂为界，以北属哈尔里克-大南湖晚古生代岛弧带，以南为阿齐山-雅满苏岛弧和中天山地块。
区域内褶皱构造发育，共有三组：大南湖泥盆纪岛弧(大南湖组、头苏泉组)形成开阔的短轴背斜构造，枢纽均有侧伏，整体构造线方向与大草滩断裂以南构造体系斜交；企鹅山石炭纪岛弧为一大型复式褶皱，近东西向展布，由企鹅山群第一组至第三组组成；康古尔断裂以南的秋格明塔什-黄山海沟系(梧桐窝子组、干墩组)形成紧闭同斜褶皱为主。
区域内大断裂主要有康古尔塔格深大断裂，该断裂是哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块的分界断裂，断裂总体走向近东西向，倾角70°左右，地表宏观标志有串珠状分布的超基性岩、洋壳残片和强应变构造带。大草滩断裂为泥盆纪岛弧与石炭纪岛弧分界断裂，地表产状南倾，倾角50°~80°，断裂带宽30~100m，地表宏观标志有线性糜棱岩带出露，此外，中基性岩脉也十分发育，航磁与重力资料显示其深部有向北倾斜的可能。位于康古尔塔格深大断裂与阿齐山-雅满苏深大断裂之间为著名的秋格明塔什-黄山强应变构造带，呈近东西向带状展布，长度大于320km，一般宽度20~25km(姬金生等，1994)。
1.3 区域侵入岩东天山侵入岩较为发育，岩石类型十分齐全，从正常系列的超基性岩到酸性岩均有出露，以偏酸性深成侵入岩为主。近东西向平行展布的康古尔塔格深大断裂与大草滩断裂，在划分不同时代、不同环境的地层分区之外，也限定了区域内侵入岩形成和分布的不同特征。大草滩以北的泥盆纪地层中发育晚泥盆世-石炭纪侵入岩，呈面型展布；大草滩断裂与康古尔塔格深大断裂之间为晚石炭世-早二叠世企鹅山超单元花岗岩，与地层同构造方向呈线型断续分布；康古尔塔格深大断裂以南侵入岩很少出露，仅有少量花岗岩沿断裂侵位。
2 矿床成矿系列和典型矿床主要特征成矿系列是在一定地域中一定发展阶段的综合地质作用的产物，是受多种地质因素制约的。本文试图以构造-成矿作用为统一体系，以矿床的时间-空间四维结构演化为主线，探讨东天山地区晚古生代-中生代内生金属矿床的形成、分布和演化特点。根据刘德权等(1996)对新疆矿床成矿系列的划分方案，本地区为觉罗塔格铁、铜、镍、金、钼、铅锌、锰成矿带的矿床成矿系列。采用陈毓川(1994)提出的时代+地区+地质作用+主要成矿元素组合对成矿亚系列的命名方法，又进一步分为5个成矿亚系列(表 1, Han et al., 2013)，下面分别对其进行阐述。
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表 1 东天山主要内生金属矿床特征一览表(据Han et al., 2013) Table 1 The characteristics of major endogenous metallic deposits in the East Tianshan Mountains (after Han et al., 2013) |
该成矿亚系列位于觉罗塔格造山带北部，该构造带泥盆纪末期成为塔里木陆块北缘的被动陆缘，至早石炭世为拉张阶段，堆积双峰式火山岩-陆缘碎屑岩建造，晚石炭世转入汇聚阶段，堆积复理石及基性-中性-酸性火山岩建造，同时发育大规模钙碱性花岗岩链，其附近的斑岩类形成斑岩型铜钼矿化；晚石炭世开始固结，形成钾长花岗岩-碱性花岗岩及局部中-酸性火山磨拉石建造；该成矿亚系列北侧即为觉罗塔格带与依连哈比尔尕晚古生代造山带的分界断裂，沿着该断裂已经发现有多处蛇绿岩残片，表明觉罗塔格带与依连哈比尔尕带的界线具有板块缝合线的性质。该成矿亚系列主要分布于觉罗塔格北部的头苏泉-大南湖岛弧带中，该岛弧带位于哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块的构造-岩浆岩带上，由壳幔同熔形成的岩浆上侵，经过长期的分异演化，形成了含矿岩浆；由于岩浆释放出的能量促进形成对流循环系统，可以有效地将深部岩浆和浅部围岩中的铜钼等矿质集中到高侵位的花岗斑岩顶部；同时，由于浅部成矿环境的物理化学梯度大，最适宜于矿质沉淀堆积。
该成矿亚系列的主要矿床自西向东主要分布有延东、土屋、上屋东、灵龙、赤湖、三岔口、三岔口东、小铺、鸭子泉，其中土屋、延东己构成大型以上规模，构成一个与钙碱性岩浆作用有关的斑岩型铜、钥、金、银成矿亚系列。以土屋斑岩型铜矿床为典型矿床。
土屋铜矿位于觉罗塔格造山带北部的大南湖-头苏泉岛弧带上(图 2)，介于康古尔塔格深大断裂与大草滩断裂之间，南距康古尔塔格深大断裂2km，北距大草滩断裂46km。矿区出露地层为企鹅山群玄武岩、安山岩、安山质角砾岩、火山角砾岩等；矿化主要产于斜长花岗斑岩和花岗闪长斑岩与火山熔岩、碎屑岩和火山碎屑岩的接触带上；矿化分布于闪长玢岩和斜长花岗斑岩中，均有较强的铜矿化；闪长玢岩呈近东西向展布，出露面积2km2，岩体大部分被中生代沉积物所覆盖；斜长花岗斑岩位于闪长玢岩的北侧，大部分被砂砾岩所覆盖。
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图 2 土屋铜矿区地质略图(据毛景文等，2002) Fig. 2 Geological map of the Tuwu Cu deposit (after Mao et al., 2002) |
矿化蚀变带东西长3050m，南北宽250~350m，矿区东西两端和南部被侏罗系西山窑组所覆盖；赋矿岩石以蚀变闪长玢岩为主(有的已经全岩矿化)，斜长花岗斑岩和隐爆角砾岩次之；当斜长花岗斑岩穿插于闪长玢岩中时，可以形成相对较富的铜矿体。岩体顶部残留有少量的砂岩、玄武岩、凝灰岩、安山岩和火山角砾岩，均发育有青磐岩化。
矿石矿物为黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、黄铁矿、铜蓝、辉铜矿等；脉石矿物为石英、绢云母、绿泥石、绿帘石和钠长石等；矿石结构为中细粒半自形-他形粒状结构，部分为粗粒结构；矿石构造为细脉浸染状、细脉状和团块状。围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、黑云母化、碳酸盐化、萤石化等；矿化蚀变分带十分明显，从岩体中心到围岩，有高温到低温的分带特征，即黑云母带→石英绢云母带→高岭石明矾石带和青磐岩带。
土屋铜矿床石英、绿泥石、绿帘石等矿物δD(SMOW)变化于-69‰~-44‰，δ18O变化于7.0‰~9.7‰，表明成矿流体以岩浆水为主，而天水和大气降水混合仅为少量；δ34S(VCDT)变化于-0.5‰~+1.2‰，集中分布于零点附近，可以与陨石硫相对比，表明硫来源于深部；根据含矿石英流体包裹体测试资料，在各种矿石中含有子晶的高盐度流体包裹体广泛分布，表明有独立流体相参与成矿流体相中，否则流体包裹体中很难形成高盐度的子晶矿物；矿床的成矿温度主要为120~350℃，盐度为2.68%~6.43% NaCleqv。
该成矿亚系列的成因解释：早石炭世，北天山弧后盆地扩张为北天山有限洋盆-裂陷槽，在该有限洋盆-裂陷槽的南部形成以阿齐山-雅满苏为代表的岛弧带，而在有限洋盆的北部形成哈尔里克-大南湖岛弧带；随着有限洋盆分别向南、北两侧俯冲，作为岛弧带中的大量物质产生大规模的熔融，形成东天山地区大规模分布的海西中期花岗岩类；土屋-延东成矿带随着北天山有限洋盆-裂陷槽的关闭，发生应力松弛和花岗质岩浆侵位而形成的；含铜花岗质岩浆上侵到浅成-超浅成环境形成含铜斑岩体，但是其深部有着巨大的岩浆房与其相连接，深部岩浆房多次补给岩浆，当高侵位的斑岩体中气热流体积聚到一定量时，发生强烈隐爆作用，在斑岩体顶部的岩石和其围岩中产生网状裂隙和爆破角砾岩筒，这些构造空间是随后成矿流体和成矿物质卸载的有利场所；当上升的岩浆水与下降的天水发生混合，随着温度、压力等物理化学条件的变化，矿质便从成矿流体中沉淀出来，充填于成矿有利空间形成斑岩型铜矿体。
2.2 早石炭世Fe、Cu、Au、Ag多金属矿床成矿亚系列觉罗塔格自早石炭世开始拉张，成为塔里木古陆北侧的岩浆型被动陆缘，其南部为卡瓦布拉克-星星峡古陆块，北侧为北天山-准噶尔洋；该拉张阶段的沉积特征为：底部的小热泉子组仅仅限于东天山南缘分布，为钙碱性安山岩建造向双峰式建造过渡，碎屑沉积物成熟度较高，形成于浅海至滨海环境，代表近陆侧和拉张初期；早石炭世中晚期同时异相的雅满苏组、干墩组、梧桐窝子组由南向北展布，雅满苏组为双峰式火山岩建造，总体表现为近陆侧的沉积，含酸性岩比例和钙碱性比例高；干墩组、梧桐窝子组火山岩基性程度增高，出现深水沉积物，表现为近洋侧沉积。铜铁矿化主要集中于南部近陆侧的雅满苏组，该组以杂砂岩为主，夹有生物碎屑灰岩、火山碎屑岩和石英角斑岩，沿着走向相变为细碧角斑岩建造(刘德权等，1996)。
该成矿亚系列自西向东主要矿床有小热泉子、尖山三号、尖山五号、梧桐沟、尖山一号、尖山二号、红云滩、阿齐山、铁岭、百灵山、多头山、红铁山、赤龙峰、库姆塔格、雅满苏、沙垄东、1161高地、沙泉子、白沙泉和坡子泉等铁矿床和铁铜矿床，已经构成东天山著名的铜铁矿产富集区(Zhao et al., 2017)。
该成矿亚系列典型矿床为雅满苏铁矿床(图 3)，该矿床中心地理坐标为93°52′37″E、41°53′36″N，构造上位于阿齐山-雅满苏岛弧。
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图 3 雅满苏铁铜矿区地质略图(据刘德权等，1996) Fig. 3 Geological map of the Yamansu Fe-Cu deposit (after Liu et al., 1996) |
该矿床赋矿地层为下石炭统雅满苏组中亚组，其下部岩性为灰岩、大理岩，夹有火山角砾岩、火山集块岩和流纹质凝灰岩；上部岩性为钠长石化流纹质凝灰岩、流纹质凝灰岩，夹有灰岩、碎屑灰岩，并有次火山岩相辉石安山玢岩、辉石闪长玢岩。磁铁矿体位于雅满苏背斜南翼近轴部，总体上为南倾的单斜构造，次级断裂构造发育，以近EW向、近SN向及北东向、北西向四组；矿区内岩浆作用形成了双峰式玄武质-流纹质火山岩系，为一套富钾细碧岩-石英角斑岩建造，具有高钾、富钠、低钙的特征。
李华芹等(2004)对矿区内辉石安山玢岩进行了全岩Rb-Sr等时线测年，获得其年龄为374±44Ma；对石榴石矽卡岩中的石榴石和绿帘石进行了Sm-Nd等时线测年，获得其年龄为352±47Ma，前者代表了矿区内次火山岩喷发形成的年龄，后者代表成矿作用发生的时间，表明成矿作用发生于晚泥盆世-早石炭世。
矿床呈近EW向展布，东西长度约为2900m、南北宽度约为100~200m，赋存于石榴子石矽卡岩等复杂矽卡岩带中(图 3)。共发现矿体22个，其中地表出露矿体13个。矿体形态呈似层状、透镜状；矿体产状与顶、底板围岩产状基本一致，走向近EW向，倾向近南，倾角35°~60°。
矿石自然类型主要为石榴石磁铁矿石，次为透辉石、绿帘石磁铁矿石；矿石工业类型有磁铁富矿、磁铁贫矿和赤铁富矿、赤铁贫矿；矿石中金属氧化物主要为磁铁矿(35%~95%)、假象赤铁矿、褐铁矿，次为赤铁矿、水锰矿、针铁矿、镜铁矿、穆磁铁矿；金属硫化物主要为黄铁矿(4%~35%)，次为方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、辉铜矿、斑铜矿和黄铜矿等；脉石矿物主要为石榴子石(10%~30%)，次为绿泥石、绿帘石、黄钾铁矾、透辉石、透闪石、阳起石、钠长石、方解石和石英等；矿石呈自形-半自形粒状结构、交代填隙结构、格状结构、交代残余结构等；矿石构造为致密块状、浸染状、条带状等。
该矿床成矿可以划分为两个主要成矿阶段，即火山喷溢沉积阶段和火山热液叠加和改造阶段。(1)早期火山喷溢沉积阶段：形成矿化层或矿浆喷溢形成富铁矿体，其主要依据是铁矿体呈层状或者似层状、透镜体状产出，与赋矿的火山岩和碎屑岩产状基本一致；铁矿石有明显的层状及块状构造；铁矿物多为穆磁铁矿，为喷溢沉积的赤铁矿物交代还原而成；此外，稳定同位素和稀土元素也表明该矿床的成矿物质和矿区火山岩浆为同源，都来自于下地壳或者上地幔。(2)晚期火山热液叠加和改造阶段：首先是碱质交代(主要为钠长石化)，带入了钠、钾并带出了铁，产生硅化、透辉石化和阳起石化蚀变，从而大量消耗了成矿流体中的SiO2、Mg2+、Ca2+等，使铁质得以相对集中而成矿，并且有铜金属硫化物矿体的后期叠加作用；经过流体作用后，改变了原始矿层的基本面貌，生成的矿体有三种：一是呈层状、似层状、透镜状产于流纹质凝灰岩中，即在矿化层中富集，并且保留了某些沉积特征；二是呈透镜状、囊状、不规则状产于挤压破碎带中，矿体仍然保留在矿化层中，但沿着构造有利部位富集；三是矿体远离原始矿化层，沿着裂隙或者节理充填，呈透镜体状、脉状等。
矿区围岩蚀变有钠长石化、绿泥石化、绿帘石化、透辉石-石榴子石化、黄铁矿化、碳酸盐化等；钠长石化分布广泛而强烈，但在含矿带顶部有加强的趋势；绿泥石化、绿帘石化常与石榴子石化、透辉石化和碳酸盐化叠加产出，并且与金属硫化物相伴产出。整个矿化蚀变经历了三个阶段：首先为高温火山碎屑的自变质作用；之后为火山和潜火山期后流体的多次交代改造形成石榴子石矽卡岩；晚期有绿泥石、阳起石、绿帘石、碳酸盐化和金属硫化物叠加，形成复杂矽卡岩。矿化蚀变分带不明显，矿体顶底板以石榴子石矽卡岩为主，含矿带顶部，因晚期蚀变作用叠加而以复杂矽卡岩为主，含有较多的金属硫化物。
磁铁矿δ18O液=12.80‰；浸染状黄铁矿δ34S为0.3‰~2.9‰，低温粗晶黄铁矿δ34S为-22‰~25‰；磁铁矿形成温度为330~340℃，而黄铁矿为150~220℃；成矿时代为340~360Ma (刘德权等，1996)。矿区方解石气液包裹体的测试结果表明，成矿流体盐度为2.7%~12.9% NaCleqv (姬金生等，1994)，从成矿早期到晚期，盐度逐渐降低，与成矿晚期大气降水参与成矿作用有关；成矿流体为NaCI型，由此推测铁离子(Fe2+, Fe3+)呈卤化物(FeCl2, FeCl3)或络合钠盐(Na[FeCl4])形式存在，在构造作用下，流体在酸性介质中向上迁移，当它们运移到地壳浅处，遇到适当的构造环境下，在适当的温度、压力和偏氧化条件下，一部分Fe2+氧化为Fe3+，以交代充填方式形成似层状、透镜状和脉状矿体。
该成矿亚系列的成因有多种认识，20世纪50~70年代认为属于典型的接触交代型的矽卡岩型矿床；70年代末期提出该类矿床成因为火山喷溢沉积-热液加富的火山岩型铁矿床；80年代以来随着研究的进一步深入，多趋向于属于与火山活动有关的火山岩型矿床，但其成因机制仍然有多种观点。矿床成因与火山活动直接相关，受基底断裂和火山机构所控制，其成矿动力学机制为：早石炭世早期，雅满苏火山喷发中心形成5个火山喷发旋回，在喷发间隙，铁矿浆以FeCl3气体状态从岩浆房析出，上升过程中与地下水发生氧化反应，形成矿浆并喷出，于海盆中喷溢成矿；后期火山热液叠加改造，使部分铁矿石加富。
2.3 早二叠世Cu、Ni矿床成矿亚系列觉罗塔格在晚石炭世固结后，经过陆内堆叠作用，在挤压应力撤出后、转变为拉张体体制过程中，沿康古尔特格韧性剪切带附近，发生深大上地幔的弛张性断裂；在构造体制由挤压→拉张体制转变过程中，含铜镍镁铁-超镁铁杂岩体是富铁质的橄榄拉斑玄武岩浆在中间岩浆房经过熔离后的上侵贯入的产物，造成沿着黄山-镜儿泉一带含铜镍的镁铁-超镁铁质杂岩带，该岩带长450km，宽度10~26km，岩体在土墩-黄山一带及其东部镜儿泉地区最为密集。
该成矿亚系列北带矿床自西向东主要有土墩、二红洼、黄山东、黄山南、黄山北、香山、黄山西、葫芦、图拉尔根等，中天山南带的矿床主要为天宇和白石泉(图 4)。该成矿亚系列的典型矿床为黄山铜镍矿床(图 5)。
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图 4 东天山主要铜镍矿床分布图(据王玉往等，2013) Fig. 4 Major Cu-Ni deposits in the East Tianshan ogogenic belt (after Wang et al., 2013) |
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图 5 黄山铜镍矿床平面图和剖面图(据钟应先, 1989) Fig. 5 Geological plan view and profile maps of the Huangshan Cu-Ni deposit (after Zhong, 1989) |
该矿床位于哈密市东南140km，矿区中心地理座标为94°35′18″E、42°15′24″N，构造上位于康古尔塔格强应变构造带中。
矿区中南部地层为下石炭统干墩组，为一套浅变质凝灰岩、含碳硅质板岩、变余砂砾岩、灰岩、片岩和细碧岩等，北部为下石炭统梧桐窝子组，整合于干墩组之上，为玄武岩、细碧岩、角斑岩、石英角斑岩、凝灰岩和硅质岩等。矿区岩浆岩除镁铁-超镁铁杂岩体外，尚有形成时代在镁铁-超镁铁杂岩体之前的石炭纪花岗岩类，包括汇聚期的闪长岩、花岗闪长岩、闪长花岗岩序列，以及固结期形成的钾长花岗岩、少量花岗闪长斑岩脉体等分布于矿区南部。
黄山含矿杂岩体围岩为下石炭统干墩组，岩体与围岩之间为侵入接触，侵入接触界面清楚，普遍有热变质形成的角岩和少量矽卡岩化和局部混染作用；据钟应先(1989)研究，杂岩体为4个侵入阶段10个岩相，第一侵入阶段形成角闪橄榄岩相；第二侵入阶段形成黄山主体岩体(I号)，包括角闪岩相、角闪辉长岩相、辉长苏长岩相、角闪二辉辉石岩相、角闪二辉橄榄岩相和角闪辉橄榄岩相等；第三侵入阶段形成隐伏的主含矿岩体，为辉长苏长岩相；第四侵入阶段形成辉长闪长岩相。在矿区平面图上，自东向西岩相依次为：闪长岩相、辉石岩相、苏长辉长岩相、二辉岩相、橄榄二辉岩相，其基性程度递增；在垂向上由上向下依次为苏长辉长岩相、二辉岩相、橄榄二辉岩相，其基性程度也是逐渐递增；第三侵入阶段的主含矿岩体为隐伏岩体，长700余米，最厚230m，最大延深1200m，岩体呈NEE向单斜板状，沿第二侵入阶段主岩体南侧侵入。岩体下部为辉橄岩夹少量纯橄岩，向上递变为以辉橄岩为主，夹有橄榄岩，顶部为橄榄岩夹有辉橄岩相; 下部基性程度递减，整个岩体以辉橄岩为主，岩体内部硫化物含量丰富，局部地段全岩矿化(刘德权等，1996)。
黄山铜镍矿床共发现有73个规模不等的矿体，分地表及隐伏两类矿体。地表矿体包括分布于岩体边缘的三个矿化带，为隐伏矿体的氧化带。隐伏矿体储量占本矿床总储量90%以上，有大型矿体2个、中型矿体3个，按照成矿作用和产出条件不同可以划分为4类，即深熔-贯入型矿体、就地熔离型矿体、熔蚀改造型矿体和后期热液作用叠加-贯入型矿体。矿区内规模最大者是隐伏的深熔-贯入型矿体，分布于矿区西南部，埋深在500m以下。
矿石自然类型可以分为原生矿石和氧化矿石, 原生矿石结构构造为星散-稀疏浸染状、中等浸染状、稠密浸染状、准块状-块状、似片麻状，其岩石类型为斜长角闪橄榄岩、二辉辉石岩、二辉橄辉岩、二辉橄榄岩、二辉辉橄岩、纯橄榄岩、方辉橄榄岩、方辉辉石岩、辉长闪长岩等；其成矿作用有就地熔离作用、深熔-贯入作用、熔蚀-改造作用、热液交代作用等。
矿石矿物以硫化物为主，少量氧化物，偶尔见到砷化物。金属矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，三者含量比为80:14:6；次要矿物有紫硫镍矿、四方硫铁矿(马基诺矿)、黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、针镍矿、墨铜矿、方硫镍矿和方黄铜矿等，偶尔见到有银镍黄铁矿、砷铂矿、辉石镍矿和辉砷钴矿。表生矿物有孔雀石、镍华、黄钾铁钒、褐铁矿和石膏等。脉石矿物有橄榄石、辉石、角闪石、斜长石、金云母及蚀变形成的蛇纹石、滑石、阳起石、绿泥石、菱镁矿、方解石、石英等。
矿石结构为半自形-他形粒状结构和海绵陨铁结构为主，其次为包含、火焰状、羽状、根脉状、叶片状和浸蚀、网状反应边结构。矿石构造以稀疏浸染状构造为主，其次有珠滴状、稠密浸染状、斑点-填隙状、块状和角砾状等，以及后期动力作用形成的似片麻状和条带状构造等。
岩石后期蚀变较强但不均匀。橄榄石蚀变成蛇纹石、滑石，少数成绿泥石；斜方辉石主要蚀变成滑石和次闪石(阳起石、透闪石)，其次蚀变成蛇纹石、绿泥石及碳酸盐；单斜辉石蚀变成次闪石或绿泥石、少数成滑石；斜长石蚀变成钠黝帘石或绿泥石；黑云母蚀变成绿泥石；角闪石蚀变成次闪石。蚀变分带不明显，也不均匀。一般构造脆弱带及岩相、岩体的边缘往往蚀变强烈，局部形成新的蚀变岩石。
矿石主要有益组分为Ni，共生组分为Cu、Co、Ag。镍黄铁矿是Ni的主要载体，黄铁矿和磁黄铁矿中也含有少量的Ni; Co分布于镍黄铁矿、磁黄铁矿及黄铁矿中; Cu基本上以黄铜矿形式产出, 矿区平均品位Cu 0.309%、Co 0.032%、Ni 0.488%;伴生有益组分为Au、Ag和PGE元素，Ag比较普遍，一般含量在2×10-6~3×10-6，最高4.17×10-6; 硒比较普遍，介于1.40×10-6~22.0×10-6之间。铂、钯含量较低，多数达不到综合利用的价值。
矿化可分为岩浆期、热液期和表生期三个成矿期; 其中岩浆期是主成矿期，包括四个成矿阶段，即Ⅰ中间岩浆房中金属硫化物和深部熔离及沉聚阶段；Ⅱ含矿岩浆侵位后的流动分异阶段；Ⅲ岩浆冷凝结晶硫化物就地熔离及沉聚阶段；Ⅳ深部熔离贯入阶段。矿化分带不甚明显。岩浆早期阶段只有珠球状及星点矿化，形成上悬贫矿化体。由于岩浆结晶分异和重力作用，常形成下富上贫的矿化分带; 地表氧化矿石垂向上有氧化亚带(5.5m)、氧化淋滤上亚带(10m左右)及氧化淋滤下亚带(10~100m)的分带特征。
东天山造山带汇聚-碰撞后，沿张弛性深大断裂上升的、上地幔局部熔融分离出的橄榄质拉斑玄武岩浆，到达一定深度中间岩浆房，经过液态重力分异作用，不同成分的岩浆分层，上部比重较轻的偏酸性岩浆先上升侵位，同化围岩并且发生就地分异作用，后期侵位是岩浆房底部比重最大的是超镁铁质岩浆及其熔离出的金属硫化物，向岩浆房底部及其外接触带运移富集；在构造活动协调作用下，脉动式分层上侵形成了与镁铁-超镁铁杂岩有关的、以深部熔离-贯入为主的多种成矿作用为主的多种成矿作用的岩浆熔离型铜镍硫化物矿床。
2.4 早二叠世Au矿床成矿亚系列觉罗塔格成矿带于晚石炭世末期完成碰撞-固结后，但是挤压作用仍然未停止，因此在康古尔塔格和尾亚形成两条陆内堆叠韧性剪切带。康古尔塔格韧性剪切带西起阿齐山北，向东经过大南湖南部、黄山北，至镜儿泉北延出到蒙古境内；该韧性剪切带上盘有零星的高侵位高铝质浅色花岗岩小侵入体，为韧性剪切带的派生产物，如镜儿泉北岩体；康古尔塔格韧性剪切带是哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木板块最终缝合对接部位，它是板块俯冲、碰撞作用下产生的构造变形的产物；区域内卷入韧性变形的地层有下石炭统干墩组、梧桐窝子组和上石炭统沙泉子组，各组地层沿着东西向有不同程度的缺失、糜棱岩化；沿着该韧性剪切带分布有大量的造山型金矿床，构成了东天山重要的内生金属矿床集中区。
该该成亚矿系列自西向东主要矿床为:环耳山、麻黄沟、康西、康古尔、马头滩、元宝山、元宝山南、企鹅山、翠岭、白干湖、胡杨沟、148、梧桐窝子南、镜儿泉、葫芦北、白山东等众多金矿床(Han et al., 2013)，构成了东天山地区规模宏大的金矿产富集区，而且在该带中不断有新的金矿床发现, 显示了该地区很好的找矿远景。
该成矿亚系列的典型矿床为康古尓金矿床(图 6)，该矿床中心地理座标为91°05′18″E、42°01′24″N，构造上位于康古尔塔格强应变构造带中。
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图 6 康古尓金矿床平面图和剖面图(据姬金生等，1996) Fig. 6 Geological plan view and profile maps of the Kangguer Au deposit (after Ji et al., 1996) |
康古尔金矿区出露地层为上石炭统阿齐山组，主要为一套中酸性火山岩和少量沉积碎屑岩；矿体分布于安山岩和凝灰岩之间，主要由含金蚀变岩和少量矿化石英脉组成，矿体形态呈透镜状、不规则脉状，与糜棱岩面理产状一致。矿石矿物主要为黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等；脉石矿物有石英、绿泥石、绢云母、方解石、重晶石等；金矿物主要为自然金，少量的银金矿。围岩蚀变主要由硅化、绿泥石化、绢云母化等；矿石结构呈半自形粒状结构，微细脉状、网脉状和角砾状构造。
与金矿化有关的石英含有较多的包裹体，以气液两相为主，偶见含有NaCl子晶的多相包裹体；包裹体均一温度为137~259℃，主成矿流体盐度12.18%~17.10% NaCleqv。矿石δ34S为-0.9‰~+3.3‰，平均+0.77‰；成矿流体锶同位素初始比值为0.7077~0.7101；δD平均值-66‰~-55‰。主成矿阶段矿石矿物(磁铁矿、黄铁矿)Sm-Nd等时线年龄为290.4±7.2Ma，含矿石英脉和中晚期含金石英脉流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为282±5Ma、258±21Ma~254±7Ma (李华芹等，1998)。
该矿床的成矿作用可以划分为二个成矿期，第一期为动力变质热液期，由于该期产生的动力变质流体和深部的成矿流体在应力作用下驱动，并且从流经岩石中淋滤萃取金等成矿物质，形成含金变质流体，集中于糜棱岩带中；第二成矿期为岩浆热液期，当地壳变形由韧性向脆性转变，在原剪切带内依次产生韧性-脆性剪切带和脆性断层，并且伴有花岗质岩浆的侵入，变质流体、岩浆水和大气降水在流经岩石中淋滤出金及其它成矿元素，并且在糜棱岩带内断裂或微裂隙发育部位卸载沉淀，形成了金矿体(曾章仁等，1994；李华芹等，1998)。
在早二叠世东天山进入碰撞造山期及期后，沿康古尔断裂出现挤压走滑到走滑拉张环境，由于强烈压扭性韧性剪切作用，导致深部变质流体循环对流，形成造山带型金矿床成矿亚系列(如康古尔塔格金矿床)；而在局部地区由于处在拉张伸展构造环境，发生浅成流体循环对流，形成与浅成火山岩有关的浅成低温热液型金矿床(如石英滩金矿床等)(毛景文等，2002)。
2.5 三叠纪Mo、Au和稀有金属矿床成矿亚系列东天山中生代构造转换阶段是中国大陆构造运动的重要组成部分，印支期表现为大规模盆地沉降和山脉的隆升；进入三叠纪后由于构造运动的持续进行，部分原有的深大断裂继续活动，如康古尔塔格断裂带、阿齐克库都克断裂等，同时派生出一系列次级断裂如大草滩、干墩、雅满苏断裂等，将地貌切割成一系列坳陷、断陷盆地等组成的断层阶地，并且控制着众多金属矿床的分布。东天山中生代火山岩均为陆相火山岩，形成于板内构造环境；同位素研究表明，东天山地区三叠纪岩浆活动分布分为广泛，其岩浆-热液活动与一些大型韧性剪切带的活动和钼-金-稀有金属成矿作用关系密切。
该成矿亚系列包括东戈壁钼矿床、白山铼钼矿床、金窝子金矿床、红山金矿床、尾亚钒钛磁铁矿床和镜儿泉伟晶岩型稀有金属矿床等，基本上与印支期岩体分布范围相一致，受东西向深大断裂的次级断裂控制，具有集中爆发成矿的特点。
该成矿亚系列的典型矿床为东戈壁钼矿床(图 7)，该矿床中心地理座标为93°20′00″E、41°55′00″N，构造上位于康古尔塔格强应变构造带中。
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图 7 东戈壁钼矿矿区地质图(据涂良权等，2011) Fig. 7 Geological map of the Donggebi Mo deposit (after Tu et al., 2011) |
矿区出露地层为下石炭统干墩组，根据岩石组合特征可以进一步划分为上、下两个岩性段：下段下部为黄褐色变质砂岩、石英细砂岩及深灰色薄层灰岩，中部为灰绿色粗砂岩、紫红色千枚岩和细碧岩夹含铁碧玉岩，上部为灰绿色、黄褐色中-粗粒砂岩为主夹含铁碧玉岩及细碧岩；上段主要为灰绿色变质粉砂岩夹薄层生物碎屑灰岩。
矿区内构造形态复杂，主要表现为褶皱、断裂和裂隙系统3种形式。褶皱主要为东戈壁复向斜。断裂主要有北东向、北西向和近东西向3组，以北东向和近东西向规模较大，对区内构造控制作用较强。多期次构造运动的叠加，使得矿区内裂隙系统十分发育，并充填有大量石英脉，不仅为成矿热液的运移提供通道，也为矿质的沉淀和富集提供场所，其中石英脉是辉钼矿化的主要载体(付治国，2012)。
矿区侵入岩主要为二叠纪侵入的浅肉红色斑状花岗岩、花岗斑岩和细粒花岗岩，其次为次火山岩。浅肉红色斑状花岗岩为隐伏岩体，地表未见出露，埋深为135m；岩石为斑状结构或似斑状结构、巨斑状结构，块状构造；斑状花岗岩体与围岩接触处多具中细粒结构或冷凝边结构，冷凝边宽度一般为0.1~0.8m。细粒花岗岩分布于矿区中部，北东走向，个别脉体走向北西向，地表呈透镜状、细脉状产出，宽为3~20cm，长为50~200m。岩石结构与脉体宽度有关，较窄的脉体具细粒结构，块状构造；宽的岩脉则具斑状结构。花岗斑岩多呈浅灰色-浅灰白色，冷凝边结构、斑状结构，块状构造，冷凝边较窄，硅化蚀变强烈。
矿体分布于隐伏斑状花岗岩的外接触带，主矿体在平面上的形态为近圆形，纵剖面上呈似层状或透镜状，总体产状平缓，由中心部位向四周略微倾斜，倾角0°~5°。矿体中心部位品位较高，向四周低品位矿石及夹石逐渐增多，矿体开始出现分枝并逐渐变薄。单工程累计见矿厚度一般为100~300m，最大厚度为419m，最小厚度为2m。矿体品位变化较均匀，平均品位为0.11%。
矿石类型主要为含金属硫化物的石英脉型。主要的矿石矿物为辉钼矿、黄铁矿，其次为黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黑钨矿、白钨矿和金红石等；主要的脉石矿物为石英、方解石、黑云母、白云母、钾长石和斜长石等。地表氧化带也可以出现典型的氧化物，如孔雀石、钼华等。矿石结构为他形粒状结构、半自形粒状结构、自形粒状结构；矿石构造主要为细脉浸染状、细脉状、脉状、条带状构造, 偶见角砾状和斑点状构造。
围岩蚀变主要有硅化、钾长石化、黄铁矿化、电气石化、碳酸盐化、萤石化等，其中硅化与辉钼矿化关系最为密切；此外矿区内还发育一些次要的围岩蚀变，如白云母化、高岭土化、绢云母化、黑云母化(涂良权等，2011)。
根据矿脉相互穿插关系、脉体的含矿性、矿体的矿物组合、矿石结构构造，结合成矿期热液蚀变特征，可以将东戈壁钼矿的矿化期划分为如下矿化阶段：(1)黑钨矿-长石脉阶段：该阶段为成矿期的早期阶段，是氧化物形成的第一个阶段，因此硫化物含量很少；该阶段是金属矿化初步富集阶段，此时所形成的脉体富含气态组分；(2)磁铁矿-石英脉阶段：该阶段为主成矿期的早期阶段，是金属氧化物形成的第二阶段，含金属氧化物的石英脉体骤增，生成的主要金属矿物为氧化物；此阶段是辉钼矿的初步富集阶段；(3)辉钼矿-石英脉阶段：该阶段为成矿高峰期，辉钼矿大量富集。在此阶段金属矿物的生成顺序为：辉钼矿-白钨矿-黄铜矿-铁闪锌矿-闪锌矿-方铅矿；(4)碳酸盐-硫酸盐阶段：该阶段为成矿期的末期阶段，热液流体活动微弱，仅出现弱的辉钼矿化，构不成初具规模的钼矿体，只能以分散孤立的颗粒状产出；(5)方解石脉阶段：此阶段为成矿期后阶段，方解石脉可能是通过成矿期后热液沿裂隙充填而成；褐铁矿、孔雀石等金属氧化物的出现表明该阶段主要发生矿石的氧化作用。
东天山地区在经历了复杂的俯冲碰撞之后，发育了一系列深大断裂，而且岩浆活动强烈。三叠纪时，随着整个东天山地区构造背景从中亚构造体制向特提斯构造体制的转换(Xiao et al., 2004)，从俯冲碰撞挤压向伸展的转变，岩石圈减薄引起软流圈上涌，同时发生减压熔融，产生基性岩浆，基性岩浆底侵至壳幔边界和下地壳时，引起下地壳部分熔融，产生中酸性岩浆，熔融产生的岩浆沿着早期形成的深大断裂上升至地壳，发生重融，生成富硅铝质的花岗质岩浆。来自深部的岩浆在沿着深大断裂上升侵位过程中，除自身产生分异以外，还不断的从周围的岩石地层中萃取成矿物质。随着岩浆演化分异程度的提高，钼、铜等成矿物质在岩浆热液中也逐渐富集，最终演化成含矿热液。同时由于构造应力由挤压向伸展的转换，断裂作用使得流体压力快速释放，从而导致原来均一的流体发生不混溶作用，引起相分离，产生了不同类型的流体。随着气相组份的不断逸出，流体逐渐浓缩富集，物理化学条件发生变化，导致原来含矿热液体系的平衡状态被打破，此前在体系中稳定存在的钼、铜等金属络合物因失稳而解体，从而释放出成矿金属，沉淀成矿。与此同时，加热的地下水沿着地层和岩石中的裂隙、节理不断下渗，与围岩发生水岩反应，形成了硅化、钾化、绢云母化等蚀变。含矿热液在不断上升过程中，到达地表附近的裂隙发育部位，与下渗的热的大气降水发生混合，稀释了原来的成矿流体，造成大量的成矿物质再次析出，沉淀富集成矿，形成了东天山地区三叠纪钼-金-稀有金属成矿亚系列。
3 讨论 3.1 东天山晚古生代地壳演化与成矿的关系东天山及邻区晚古生代地壳演化以微陆块内部的裂解和汇聚为主要特征。元古代末开始裂离并漂移在广阔的古亚洲大洋中的各块体，经过早古生代的拼贴而成为统一的准噶尔古陆之后，东天山周边的早古生代残余洋盆仅见于卡拉麦里和南天山。然而，晚古生代是东天山及邻区构造变动最强烈的时期，除经历了南天山洋盆的消减及相关构造-岩浆事件之外，准噶尔-吐哈古陆内部于晚古生代发生了影响深远的裂解-汇聚和剪切-走滑事件，即晚古生代统一大陆形成的同时或稍后，该地区并未立即进入稳定阶段，在刚性块体内部脆弱地带或古构造单元边界结合处发生再度拉张和裂离，导致北山、觉罗塔格、博格达裂陷槽及中天山北缘和康古尔巨型韧性剪切带的形成和发展等重大事件，伴随有大量有色、黑色、稀有-稀土和贵金属矿产的形成(Xiao et al., 2004)。
海西期是东天山大规模成矿期，在泥盆纪-早石炭世是东天山及其邻区最重要的多金属成矿时期，矿种和成因类型多种多样，既形成海相火山岩型铁矿和铜矿(雅满苏铁矿、沙泉子铁矿、铁岭铁矿、阿奇山铁矿、小热泉子铜矿、帕尔岗铁矿等)和岩浆熔离型铜镍矿床(如黄山、黄山东、香山、葫芦、土墩、图拉尔根、白石泉、天宇等)，也形成了与俯冲-汇聚事件有关的斑岩型铜钼矿床(如土屋、延东、赤湖、三岔口等)和与区域强应变构造带有关的造山型金矿床(有康古尔、马头滩、大东沟、翠岭、西凤山、石英滩等金矿床)。早石炭世以铜-铅-锌矿化为特色，主要形成了以海相火山岩型铜-铅-锌-铁矿床，如铜华山、彩华沟铅锌矿床和雅满苏铁矿床，以及与俯冲汇聚作用有关的斑岩型铜钼矿床，如土屋、延东矿床。晚石炭世以火山-次火山热液型和岩浆熔离型成矿作用为特色，矿化类型多样，其成因与觉罗塔格拉张作用有关，其中火山-次火山热液型矿床以铜金矿化为主，形成了小热泉子铜矿床的早期矿体、马庄山金矿床和石英滩金矿床等；岩浆熔离型以黄山-镜儿泉矿化带规模最大，形成了以黄山东和图拉尔根铜镍矿床为代表的岩浆熔离型铜镍矿床。早二叠世是东天山成矿的高峰期，成矿作用主要与中酸性岩浆活动和区域动力变质流体作用有关，其中岩浆热液型以金铜矿床为主，形成了哈尔里克的索尔巴斯陶金矿床、东天山的西凤山金矿床、三岔口铜矿床和小热泉子石英脉型铜矿体等；区域动力变质流体作用以金矿化为主要特色，矿床主要沿康古尔塔格韧性剪切带分布，形成了康古尔塔格和马头滩等金矿床(Han et al., 2013)。
3.2 中新生代地壳演化与成矿的关系晚古生代末期开始，东天山及邻区进入陆内演化时期。中生代早期，构造活动主要表现为陆内浅构造层次的脆性变形，普遍发育脆性冲断层、走滑断层及大型节理等；逆冲推覆(A型俯冲)作用普遍。导致陆块下沉和侏罗纪含煤层系的广泛发育，盆地周边各大山系隆升，造山带向前陆逆冲，前中生代地层叠覆于中新生界之上。中生代构造样式的另一个重要特征是形成了所谓“反天山构造带”，它独立于天山古生代构造格局之外，又可以叠加在不同的构造单元之上的线性构造及异常地貌组合体；受NS向深部构造控制，地表上近SN向或NNE、NNW向展布为主，上叠在不同的构造单元之上，代表着一种新的构造格局，为一组线性构造带，而非单一断层，不存在连续的断面，而是由断续分布的一系列脆性断裂或中深层韧性构造及有关的地貌组合所显示，主要反映在重力异常、磁力异常及遥感图象上，呈现为宽几千米到几十千米的带状，具有隐伏构造的特征和弥散性质；具极强的“穿透性”；其成因与地幔的不均一性有关。
中生代期间，东天山及邻区尚有较强烈的岩浆活动，伴随有多种矿化。如尾亚岩浆熔离型钒钛磁铁矿、白山斑岩型铜钼矿、尾亚花岗伟晶岩型稀有矿、小白石头泉矽卡岩型钨钼矿和东戈壁钼矿床等，这些矿床形成的动力学背景目前尚不清楚。此外，由于强烈的构造活动，形成了动力变质热液型金窝子及210金矿等，这些矿床的形成与造山后岩浆侵入作用密切相关。由于东天山地区板块碰撞造山作用发生在石炭纪晚期至二叠纪早期，三叠纪岩浆活动和构造作用为后碰撞板内构造环境，板内岩浆活动和相关的成矿作用与三叠纪大规模的陆内俯冲、推覆走滑和韧性剪切等构造时间密切相关(Xiao et al., 2004)。
3.3 东天山成矿动力学演化机制目前有关东天山构造演化模式的认识尚存在较大争议，不同的地质学家提出了不同的演化模式(何国琦等，1994；马瑞士等，1997)。本文是根据野外观察，综合地球化学、年代学和矿床学等数据，并广泛结合前人已有的研究资料(Xiao et al., 2004)，重新厘定了东天山古生代的构造演化历史，进而探讨各个成矿亚系列的成矿动力学机制。
在晚泥盆世-志留纪，中天山和塔里木北面的中亚多岛海有如下特征：南倾的哈尔里克-大南湖俯冲带，并在俯冲带的北边形成了哈尔里克岛弧；南边中天山下面有北倾的俯冲体系；塔里木的北部是中天山洋。从泥盆纪到早石炭世，在哈尔里克-大南湖岛弧下面发生向北的俯冲，形成了康古尔塔格弧前盆地/增生杂岩，伴随着有土屋-延东等大型斑岩型铜矿床的形成(成矿亚系列1；图 8a)；早石炭世期间，哈尔里克-大南湖岛弧下面向北的俯冲可能引起了弧后伸展，在大南湖岛弧和哈尔里克岛弧之间形成了小辅弧间盆地，而且活动岛弧最前端向南迁移在康古尔塔格增生弧前之上形成了雅满苏岛弧，形成雅满苏等海相火山岩型铁铜矿床(成矿亚系列2; 图 8b)；晚石炭世，哈尔里克-大南湖岛弧向北拼贴到安加拉活动大陆边缘，造成安加拉大陆向南的侧向生长；从石炭纪最晚期到早二叠世期间，多次软碰撞形成了以北天山增生-碰撞杂岩为代表的缝合带，沿着康古尔塔格断裂带分布着与基性-超基性岩有关的岩浆铜镍硫化物矿床(成矿亚系列3; 图 8d)和与强应变构造带有关的造山型金矿床(成矿亚系列4)；三叠纪，东天山进入板内构造环境，研究区发生大规模的陆内俯冲、推覆走滑和韧性剪切等构造作用，伴随有板内岩浆活动和相关的成矿作用发生(成矿亚系列5; 图 8d)。
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图 8 东天山构造演化与成矿作用图(据Xiao et al., 2004) Fig. 8 Schematic diagrams showing the geodynamic evolution and formation of the metal deposits in the East Tianshan orogenic belt (after Xiao et al., 2004) |
东天山地区晚古生代-中生代地球动力学演化过程伴随有五个矿床成矿亚系列，即晚泥盆世-早石炭世Cu、Mo矿床成矿亚系列、早石炭世Fe、Cu、Au、Ag多金属矿床成矿亚系列、早二叠世Cu、Ni矿床成矿亚系列、早二叠世Au矿床成矿亚系列和三叠纪Mo、Re矿床成矿亚系列；东天山作为中亚增生造山带的重要组成部分，在晚古生代-中生代的构造经历了完整的俯冲-增生、碰撞造山和后碰撞的演化阶段，而每一个构造演化阶段都伴随有一套内生金属矿床成矿系列和金属元素的大量堆积；在较短时间内，多种构造演化进程和成矿作用发生在一个地区，形成了东天山的内生金属成矿带和铜、镍、铁、金、银等大型矿床集中区域。
致谢 笔者在新疆工作期间，曾经得到新疆大学、新疆第二区域地质调查大队、新疆第六地质大队、新疆第一地质大队和国家“305”项目办公室的大力帮助；本文是在笔者博士论文基础之上改写完成的；在攻读博士学位期间，曾经得到毛景文院士、崔彬教授、杨建民研究员、王志良研究员、聂凤军研究员、候增谦院士、秦克章研究员、张连昌研究员、张招崇教授、陈文研究员、毛德宝研究员和陈衍景教授等悉心指导的帮助；王义天研究员、杨富全研究员、俞良军和方爱民编辑对本文进行了认真审阅，由此大大提高了本文的质量；在研究和成文过程中还参考了大量的前人资料和研究成果，有许多文献限于篇幅未能一一列出；在此一并致以衷心的感谢。
在李继亮研究员80岁华诞到来之际，回想起每次见到李老师如沐春风；李老师在北山野外和室内研究期间对笔者的谆谆教诲和耐心指导，永远是鼓舞笔者砥砺前行的动力，学生衷心祝愿李老师身体健康、寿比南山！
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