新元古代—寒武纪火山岩系

新元古代—寒武纪火山岩系

北祁连山新元古代—寒武纪火山岩系从东至西出露于白银市白银厂和黑石山、天祝县小黑茨沟、祁连县郭米寺—下沟、香子沟和面碱沟、玉门市以南的大沟坝、香毛山和鹰嘴山等地。

1.火山岩系时代

北祁连山新元古代—寒武纪火山岩系时代是根据火山岩系的沉积岩层中所含化石及火山岩同位素年龄数据确定的。在白银厂地区，甘肃省区调队严增礼等于1992年发现早寒武世蠕虫、软舌螺、海绵骨针及原始海绵等化石，可与湖北峡东和云南梅树村的下寒武统相比（彭礼贵等，1995）；在黑茨沟曾发现中寒武世三叶虫化石（甘肃省区域地质志，1989）；西部香毛山及鹰嘴山地区曾发现中寒武世和晚寒武世的三叶虫和腕足类化石（甘肃省区域地质志，1989）。火山岩的同位素年龄数据有：夏林圻等（1996）获得白银厂石英角斑岩Rb-Sr等时线年龄605Ma,Sm-Nd等时线年龄593Ma，细碧岩Sm-Nd等时线年龄522Ma；黑石山细碧岩Rb-Sr等时线年龄514Ma，石英角斑岩Rb-Sr等时线年龄535Ma；郭米寺—下沟细碧岩Rb-Sr等时线年龄678Ma；面碱沟辉石细碧玢岩Rb-Sr等时线年龄634Ma,Sm-Nd等时线年龄545Ma。根据中国区域地层年代表（全国地层委员会，2002）所划定的年代界限，东部白银厂、黑石山、小黑茨沟至中部郭米寺—下沟和面碱沟，火山岩系时代是从新元古代晚期至中寒武世，西部香毛山及鹰嘴山地区为中寒武世。

2.岩石类型

北祁连山新元古代—寒武纪火山岩系除在黑石山发现属正常岩石系列的玄武岩外，其他均属细碧角斑岩系列，52个长石样品测试结果表明，无论基性、中性或酸性火山岩中的斜长石均以钠长石为主，少量样品出现更长石和中长石（夏林圻等，1991、1996），长石的类型表明岩石属细碧角斑岩系列（夏林圻等，1989）。

基性火山岩主要为细碧岩类，个别地区有玄武岩。细碧岩类包括细碧岩、细碧玢岩、钾细碧岩、钠长粒玄岩以及细碧质的火山碎屑岩。中性火山岩为角斑岩，还有熔岩和火山碎屑岩。酸性火山岩包括石英角斑岩、钾石英角斑岩及同质的火山碎屑岩。次火山相或浅成侵入脉岩有石英钠长斑岩、钠长辉绿岩。

3.火山岩产出特征及岩石组合

根据共生的沉积岩中发育灰岩和海相生物化石、熔岩枕状构造等特征，北祁连山新元古代—寒武纪火山岩系被确认是海相火山岩系，按产状可分为两类，其一为由中心式爆发—喷溢—侵出—侵入形成的大型双峰式火山岩穹；另一类为由裂隙式喷发—喷溢形成的层状火山岩流。

（1）火山岩穹：已知北祁连山地区有4个大型火山岩穹，分别为白银厂、黑石山（图2-45）、郭米寺（或称为郭米寺—下沟或清水沟—白柳沟）、香子沟（或称为石头沟—香子沟）火山岩穹。它们的共同特点是岩穹中酸性火山岩所占比例较大，火山岩穹的中心和下部由酸性火山岩组成，边缘及上部为基性火山岩和少量中性火山岩。

图2-45　白银厂-黑石山地区海相火山岩分布略图

图2-45　白银厂-黑石山地区海相火山岩分布略图

1—细碧质火山岩；2—角斑质火山岩；3—石英角斑质火山岩；4—花岗岩；5—第四系；6—白垩系；7—三叠系；8—志留系；9—奥陶系；10—新元古界-寒武系；11—Cu-Zn矿床；12—Pb-Zn-Cu矿床；13—Cu-Pb-Zn矿床；14—环形影像

白银厂火山岩穹在平面上呈近EW向椭圆状，东西长约7km，南北宽约5.6km，在卫星图片上呈环形影像（图2-45）。该火山岩穹有东、西两个喷发中心，以及若干个受NWW及NE向断裂控制的排列有序的火山喷口（彭礼贵等，1995）。火山岩穹的中部为酸性火山岩，从中心向外分布以下岩相：侵出相——石英角斑质碎斑熔岩，火山颈相——石英角斑质集块熔岩，喷发-爆发相——石英角斑质晶屑凝灰岩及火山集块岩，喷溢相——石英角斑岩。经探采工程证实酸性火山岩向下有扩大之势。火山岩穹周边为细碧岩、角斑岩及它们的同质凝灰岩，以溢流-喷溢相覆盖在酸性火山岩之上（图2-45）。火山岩穹中还见有次火山相或浅成侵入相的石英钠长玢岩和钠长辉绿岩脉。

黑石山火山岩穹在卫星图片上也具环形影像（图2-45），由于剥蚀较浅，处于中部和下部的石英角斑岩出露较少，在切割较深的沟壑中可见细碧岩覆盖在石英角斑岩之上。火山岩穹上部及边部为细碧岩、玄武岩、角斑岩及它们的同质凝灰岩。火山活动晚期有安山玢岩及石英钠长斑岩脉侵入。

祁连县清水沟—白柳沟一带有郭米寺火山岩穹和香子沟火山岩穹。郭米寺火山岩穹比较完整，呈NW-SE向延展的椭圆形，长约25km，宽约3～4km，奥陶纪俯冲杂岩带穿过其间。火山岩穹具双层结构：下部和中心为石英角斑质火山岩，包括有从侵出、喷溢、喷发至爆发相的各类石英角斑质岩石，还有次火山相的石英钠长斑岩和少量角斑岩；上部和边部为基性细碧质火山岩，包括有喷溢和喷发相的熔岩、凝灰岩及火山角砾岩（图2-46）。火山岩穹喷发中心在郭米寺-下沟地段，此外还有若干火山喷口，在火山岩穹的南北侧呈NW-SE向一字形展布（任有祥等，2000）。香子沟火山岩穹位于郭米寺火山岩穹之南，其北部被奥陶纪俯冲杂岩带破坏，南部被石炭—二叠纪及中—新生代地层覆盖，火山岩穹出露不完整，中部为石英角斑质岩石，包括石英角斑岩及同质火山凝灰岩、火山集块岩和火山角砾岩，在火山岩穹的北部分布有少量细碧质火山岩。

图2-46　青海祁连郭米寺新元古代—寒武纪火山岩系剖面图

图2-46　青海祁连郭米寺新元古代—寒武纪火山岩系剖面图

1—俯冲杂岩带：由火山岩岩片、蓝闪石片岩、基性超基性岩岩块等组成；2—辉石钠长粒玄岩及钠长粒玄岩；3—石英角斑岩、钾石英角斑岩及相应火山碎屑岩，夹少量角斑岩，边部为矿化蚀变带；4—辉石钠长粒玄岩及钠长粒玄岩，内含矿化蚀变带、绢云石英片岩、绿泥绢云石英片岩等；5—俯冲杂岩带：由火山岩岩片、蓝闪石片岩、基性超基性岩岩块等组成

（2）层状火山岩：出露在小黑茨沟、面碱沟、大沟坝、鹰嘴山等地，为火山-沉积岩系，夹有基性、中基性火山岩（细碧岩和角斑岩类的熔岩和火山碎屑岩），有的地区有少量石英角斑岩。