甘肅龍首山成礦帶地質(zhì)構(gòu)造演化及其對鈾成礦的控制作用

安國堡++辛存林++楊濤+王露菡+祁正強(qiáng)

文章編號：16726561（2016）06080310

摘要：龍首山成礦帶大地構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了元古代龍首山邊緣沉降帶形成和發(fā)展、古生代邊緣沉降帶活化隆起和陸緣帶局部坳陷、中新生代斷塊活動等3個構(gòu)造時期。龍首山成礦帶位于華北古陸西南緣，古陸塊及其邊緣是重要的鈾成礦區(qū)域。區(qū)內(nèi)鈾成礦受區(qū)域大地構(gòu)造演化控制，鈾礦化相應(yīng)地分為3個成礦期，即元古代成礦期、古生代成礦期和中新生代成礦期。與3個成礦期相對應(yīng)，龍首山成礦帶形成了分別與下元古界變質(zhì)巖、祁連期重熔型花崗巖和中新生代斷塊升降有關(guān)的3個鈾礦化成礦系列。龍首山成礦帶成礦模式可概括為：下元古界地層預(yù)富集→（呂梁期）偉晶狀白崗巖體預(yù)富集（或祁連期花崗巖類巖石預(yù)富集）→（天山期）斷裂構(gòu)造、熱液蝕變預(yù)富集→（印支期、四川期和喜馬拉雅期）脈體疊加工業(yè)富集。

關(guān)鍵詞：構(gòu)造演化；鈾礦；成礦規(guī)律；控制作用；成礦帶；成礦期；成礦模式；龍首山

中圖分類號：P548；P619.14文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Geotectonic Evolution of Longshoushan Metallogenic Belt in Gansu

and Its Control Function on Uranium Mineralization

AN Guobao1， XIN Cunlin2， YANG Tao2， WANG Luhan2， QI Zhengqiang2

（1. No.282 Geological Team， Sichuan Bureau of Geology for Nuclear Industry， Deyang 618000，

Sichuan， China； 2. College of Geography and Environment Science， Northwest Normal University， Lanzhou 730070， Gansu， China

）

Abstract： The geotectonic evolution of Longshoushan metallogenic belt experiences three tectonic periods， including the initial stage and development of Proterozoic Longshoushan margin subsiding belt， and the active uplift of Paleozoic subsiding belt and partial collapse of continental margin belt， and the activity of MesoCenozoic fault block. Longshoushan metallogenic belt locates at the southwest margin of North China paleoland， and the paleoland and its margin are the most important uranium metallogenic zones. Uranium mineralization is controlled by geotectonic evolution； accordingly uraniummineralized process is divided into three metallogenic periods， including Proterozoic， Paleozoic and MesoCenozoic. Corresponding with the three metallogenic periods， Longshoushan metallogenic belt form three metallogenic series of uranium mineralization， which are separately related to Lower Proterozoic metamorphic rocks， the crustal remelting granites in Qilian stage and the fault block uplift and sag in MesoCenozoic. The metallogenic model of Longshoushan metallogenic belt can be summarized as the preenrichment of Lower Proterozoic stratum， the preenrichment of （Luliang stage） pegmatoid alaskite （or the preenrichment of granitoids in Qilian stage）， the preenrichment of （Tianshan stage） fault structure and hydrothermal alteration， and the industrial enrichment of （Indosinian， Sichuan stage and Himalayan） vein material superimposed.

Key words： tectonic evolution； uranium deposit； metallogenic regularity； control function； metallogenic belt； mineralization period； metallogenic model； Longshoushan

0引言

龍首山成礦帶東起甘肅省民勤縣紅崖山，西到張掖市合黎山，東西長180 km，南北寬幾千米至十余千米，面積約2 600 km2。區(qū)內(nèi)元古界地層分布廣泛，呂梁期和祁連期侵入巖發(fā)育，從酸性巖到超基性巖均有分布。與鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體有關(guān)，龍首山中段產(chǎn)出了世界級金川銅鎳硫化物礦床，鎳資源儲量規(guī)模達(dá)到世界第三，單礦體鎳資源儲量世界第一；與中酸性及堿性侵入巖有關(guān)，龍首山成礦帶（主要在中段）已經(jīng)發(fā)現(xiàn)4種不同類型的5個鈾礦床、40個礦（化）點(diǎn)和超過2 000個異常點(diǎn)，形成了一條以堿交代型和偉晶狀白崗巖型鈾礦化為主要特點(diǎn)的鈾成礦帶[1]。龍首山地區(qū)地處河西走廊東段，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，交通便利，地質(zhì)研究程度相對較高。要不斷擴(kuò)大成礦遠(yuǎn)景，進(jìn)行有效的成礦預(yù)測，就要先查清區(qū)域地質(zhì)背景和礦區(qū)成礦條件。本文根據(jù)區(qū)域大地構(gòu)造演化資料[2]，以成礦背景、成礦系統(tǒng)和成礦演化為主要內(nèi)容，研究龍首山成礦帶鈾成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)和時空結(jié)構(gòu)，闡明鈾礦床的形成和分布規(guī)律，為該區(qū)礦產(chǎn)預(yù)測和普查找礦提供科學(xué)依據(jù)。

1區(qū)域地質(zhì)背景

龍首山成礦帶位于華北板塊西南緣龍首山陸緣帶，其西南側(cè)為華北板塊的河西走廊邊緣海盆[3]（圖1）。

龍首山成礦帶為一復(fù)向斜構(gòu)造帶，以上元古界孩母山群為核部，以中元古界墩子溝群和下元古界龍首山群為兩翼。該復(fù)向斜軸向NWW，軸面倒轉(zhuǎn)北傾，傾角70°左右。復(fù)向斜南側(cè)被山前大斷裂切割而與走廊過渡帶相鄰。

2鈾礦化特征

龍首山成礦帶現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鈾礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)的成因類型有巖漿+熱液型、堿交代型、沉積型、沉積變質(zhì)型、淋積型和淋積+熱液型等。其中，堿交代型和巖漿+熱液型鈾礦化是中國其他地區(qū)比較少見的兩種礦化類型。龍首山成礦帶可劃分出3個成礦系列5個成礦亞系列。

Ⅰ成礦系列為下元古界變質(zhì)巖出露區(qū)與混合巖化氣液作用有關(guān)的鈾礦化成礦系列，如714礦化點(diǎn)，成礦年齡為560 Ma；Ⅱ成礦系列為與殼源重熔型花崗巖有關(guān)的鈾礦床成礦系列，包括3個成礦亞系列（Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3）；Ⅲ成礦系列為中新生代淋積型鈾礦床成礦系列，如1204礦床。

Ⅱ1成礦亞系列為與呂梁期偉晶狀白崗巖有關(guān)的鈾礦床成礦亞系列，如7210礦床，晶質(zhì)鈾礦UPb同位素年齡為（1 767±（141～162））Ma（呂梁晚期）。Ⅱ2成礦亞系列為與祁連期中粗粒斑狀黑云母花崗巖中的鈉交代、硅化和膠狀黃鐵礦化蝕變有關(guān)的鈾礦床成礦亞系列，例如與鈉交代有關(guān)的堿交代熱液型鈾礦床有701、706礦床，與硅化和膠狀黃鐵礦化蝕變有關(guān)的硅質(zhì)脈熱液型鈾礦床有7201礦床。701礦床瀝青鈾礦同位素年齡為381～398 Ma，屬中泥盆世；706礦床瀝青鈾礦形成時間更晚一些，并有兩個成礦期，同位素年齡分別為299 Ma（屬天山期的晚石炭世末或早二疊世早期）和99～122 Ma（四川期）；7201礦床成礦年齡為290～330 Ma（屬天山期的早石炭世—早二疊世）。

Ⅱ3成礦亞系列為與祁連期堿性雜巖有關(guān)的鈾礦化，如6071、汪爾井等礦（化）點(diǎn)，成礦年齡為430 Ma（屬祁連期的早志留世）。

以上鈾礦物同位素年齡同時表明，區(qū)內(nèi)熱液型礦化主要形成于板內(nèi)拉張的天山期（中泥盆世—中二疊世），而不是碰撞造山的祁連期（中寒武世—早泥盆世）。

A為龍首山元古代陸緣海盆沉積成礦組合（東搭山成礦組合）；B為龍首山中元古代裂谷底劈巖漿成礦組合（金川鎳、銅成礦組合）；Ⅰ為中元古代祁連洋成礦系統(tǒng)；1為中元古代（火山）沉積成礦組合（樺樹溝—柳溝峽鐵成礦組合）；2為晉寧期超基性巖成礦組合（拉水峽銅鎳成礦組合）；Ⅱ為興凱—加里東祁連洋成礦系統(tǒng)；3為早期島?。压龋┏傻V系統(tǒng)；3a為白銀廠銅多金屬成礦組合；3b為清水溝銅多金屬成礦組合；4為中期弧后擴(kuò)張盆地成礦組合；4a為石里居—九個鎳銅多金屬成礦組合；4b為豬嘴啞巴銅多金屬成礦組合；5為中晚期弧后擴(kuò)張盆地成礦組合（紅溝—蛟龍掌銅及多金屬成礦組合）；6為洋殼殘片成礦組合；6a為玉石溝鉻成礦組合；6b為大道吉爾鉻成礦組合；7為與俯沖作用有關(guān)的巖漿熱液成礦組合；7a為大東溝—吊大坂鉛鋅成礦組合；7b為樺樹溝—柳溝峽銅多金屬成礦組合；7c為塔爾溝—小柳溝鎢鉬成礦組合；Ⅲ為碰撞造山成礦系統(tǒng)；8為沉積盆地成礦組合（天鹿成礦組合）；9為陸內(nèi)造山運(yùn)動、韌性剪切成礦組合（寒山—鷹嘴山金成礦組合）

圖1甘肅龍首山成礦帶大地構(gòu)造位置

Fig.1Sketch Map Showing the Tectonic Location of Longshoushan Metallogenic Belt in Gansu

龍首山成礦帶鈾礦化受花崗巖、構(gòu)造和熱液活動的控制，目前有工業(yè)意義的鈾礦化均屬花崗巖型鈾礦，與花崗巖類巖石關(guān)系密切。一方面，鈾礦化僅與花崗巖類巖石有成因聯(lián)系；另一方面，鈾礦化在空間上總是分布在花崗巖體內(nèi)及其接觸帶附近，花崗巖被認(rèn)為是鈾礦化形成的先決條件。目前較有意義的鈾礦化主要分布在花崗巖體內(nèi)或外接觸帶幾百米范圍內(nèi)，如岌嶺巖體及其周圍集中了本區(qū)鈾礦化的60%以上，其次是紅石泉巖體和青山堡巖體，其他廣大地區(qū)目前還沒有發(fā)現(xiàn)有工業(yè)意義的鈾礦化。鈾礦化的空間分布明顯受構(gòu)造控制，大陸邊緣活動帶和祁連裂陷槽的發(fā)育構(gòu)成了龍首山成礦帶特定的構(gòu)造環(huán)境，較好的鈾礦化多分布在次級背斜的軸部。密集的裂隙帶和規(guī)模較大的破碎帶巖石強(qiáng)破碎，微裂隙發(fā)育，熱液活動強(qiáng)，易形成大的交代蝕變體，是鈾礦化形成的有利部位。幾個主要鈾礦床礦化較好的地段均處在這種構(gòu)造膨大部位。本區(qū)主要鈾礦化都是熱液型，因此，熱液活動的演化規(guī)律在很大程度上決定著鈾礦化的時空分布。

3區(qū)域大地構(gòu)造演化

龍首山成礦帶大地構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了3個構(gòu)造時期，即元古代龍首山邊緣沉降帶形成和發(fā)展時期、古生代邊緣沉降帶活化隆起和陸緣帶局部坳陷時期、中新生代斷塊活動時期。

3.1元古代龍首山邊緣沉降帶形成和發(fā)展時期

元古代構(gòu)造期主要經(jīng)歷了古元古代陸塊形成和碰撞、中元古代龍首山邊緣沉降帶形成新元古代早期青白口紀(jì)邊緣沉降帶褶皺隆起、新元古代中晚期南華紀(jì)—震旦紀(jì)邊緣沉降帶沉降3個階段。

3.1.1古元古代陸塊形成和碰撞階段

龍首山構(gòu)造帶是呂梁期（1.8～2.5 Ga）構(gòu)造事件所形成的變質(zhì)結(jié)晶基底，位于原始中朝陸塊由太古宙時期形成的穩(wěn)定陸塊——阿拉善板塊的南緣。太古宙時期形成的穩(wěn)定陸塊（中朝陸塊主體（從鄂爾多斯、華北地區(qū)到朝鮮半島）、阿拉善板塊和塔里木板塊）之間是古元古代構(gòu)造事件所形成的構(gòu)造活動帶，主要有敦煌—龍首山碰撞帶（年齡為194～206 Ga）、天山—北山—祁連碰撞帶（天山帶鋯石UPb同位素年齡為2.0～2.3 Ga，祁連帶為22 Ga）、柴達(dá)木碰撞帶（柴達(dá)木盆地北緣年齡為22 Ga）、東昆侖邊緣增生帶（年齡為185 Ga）以及西昆侖—阿爾金碰撞帶（年齡為213～246 Ga）。原始中朝陸塊在呂梁期通過進(jìn)一步的裂陷、碰撞、拼合，最后再次結(jié)合而成結(jié)晶基底，這樣就在古元古代末期（1 800 Ma）聚合成了規(guī)模巨大的原始中朝陸塊（西起塔里木，東至朝鮮半島），并且該陸塊一直可以比較穩(wěn)定地演化到中元古代末期（1 000 Ma）。龍首山成礦帶及7210礦床出露的龍首山群就是這一時期（古元古代）裂陷、沉積和碰撞的產(chǎn)物，并成為敦煌—龍首山碰撞帶（年齡為194～206 Ga）的組成部分。

7210礦床內(nèi)出露的灰白色、灰綠色中粒石英閃長巖斜長花崗巖（γ1g2）和橘黃色、紅色、肉紅色偉晶狀白崗巖（γ2ρ2）是與這次陸塊碰撞有關(guān)的侵入巖。石英閃長巖斜長花崗巖鋯石UThPb等時線年齡為（2 147±74）Ma。石英閃長巖體呈巖株狀侵入于龍首山群，巖體內(nèi)部為石英閃長巖，向邊部和頂部過渡為斜長花崗巖。偉晶狀白崗巖侵入于龍首山群和石英閃長巖斜長花崗巖，又被石炭系所覆蓋（圖2）。偉晶狀白崗巖白云母KAr同位素年齡為1 697～1 750 Ma，鋯石UThPb等時線年齡為1 959 Ma，晶質(zhì)鈾礦UPb同位素年齡為（1 767±（141～162））Ma，礦石全巖UPb同位素年齡為（1 805±（18～20））Ma，成巖期黃鐵礦UPb同位素結(jié)晶年齡為（1 974±（181～206））Ma[4]。這些年齡接近或稍晚于敦煌—龍首山碰撞帶（年齡為194～206 Ga），與礦區(qū)地質(zhì)背景和區(qū)域構(gòu)造演化歷史相吻合，說明石英閃長巖斜長花崗巖、偉晶狀白崗巖均是古元古代末期與陸塊碰撞、拼合有關(guān)的中酸性巖漿活動的產(chǎn)物。

3.1.2中元古代龍首山邊緣沉降帶形成新元古代早期青白口紀(jì)邊緣沉降帶褶皺隆起階段

從中元古代（年齡為1 000～1 800 Ma）開始，原始中朝陸塊（包括華北—朝鮮、阿拉善、柴達(dá)木、塔里木等板塊）開始發(fā)生張裂，出現(xiàn)了南塔里木、北塔里木、古柴達(dá)木板塊和古中朝陸塊（敦煌—阿拉善—華北—朝鮮）等之間的初始張裂，它們被淺海裂陷區(qū)分開。這一構(gòu)造活動即湯中立等所指的中元古代華北板塊裂解[3，5]。中朝陸塊西南緣的敦煌—阿拉善南部中新元古代淺海相沉積地層厚度為14 525 m，阿拉善—龍首山為9 662 m，形成了一條范圍相當(dāng)寬闊的邊緣沉降帶，包括河西走廊邊緣海盆和龍首山陸緣帶。這一時期在龍首山陸緣帶沉積了中元古界墩子溝群；位于古中朝陸塊西部的古柴達(dá)木板塊同時在中元古代發(fā)生四周裂陷，并以古祁連洋（中—新元古祁連洋）為界，與中朝陸塊—阿拉善板塊相分離；這一時期在甘肅祁連形成了一套半深海火山巖碳酸鹽巖復(fù)理石建造，普遍經(jīng)歷了角閃巖綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)，地層厚度為18 543 m。

新元古代早期800～1 000 Ma的青白口紀(jì)（晉寧期），古中朝陸塊、南塔里木和柴達(dá)木板塊（包括中祁連等）的基本構(gòu)造格局仍與中元古代相近，但沉積地層的分布范圍擴(kuò)大了。形成于中元古代的南塔里木、北塔里木、柴達(dá)木板塊與古中朝陸塊之間的塔里木中部裂陷帶、阿爾金裂陷帶及祁連裂陷帶（中—新元古祁連洋）在青白口紀(jì)中后期發(fā)生縮短和碰撞，形成了3條俯沖、碰撞和拼合帶，使古中朝陸塊（包括阿拉善）、塔里木和柴達(dá)木板塊重新聚合成為原始中朝陸塊的西半部。位于中朝陸塊西南緣的龍首山邊緣沉降帶也隨之褶皺縮短和上升隆起遭受剝蝕，缺失青白口紀(jì)地層。

1為第四系浮土、坡積物及溝谷沖擊物；2為下石炭統(tǒng)南洼頂組灰白色厚層狀灰?guī)r、薄層泥灰?guī)r夾碳質(zhì)頁巖；3為下石炭統(tǒng)南洼頂組灰白—褐紅色礫巖、砂礫巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖；4為下石炭統(tǒng)南洼頂組灰白色厚層狀灰?guī)r夾薄層泥灰?guī)r；5為下石炭統(tǒng)南洼頂組灰綠—褐紅色礫巖、砂礫巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾碳質(zhì)板巖；6為下元古界龍首山群灰—灰白色塊狀石英巖；7為下元古界龍首山群灰白—白色厚層狀大理巖；8為下元古界龍首山群黑云斜長片巖、角閃片巖、綠泥石英片巖、石英片巖、綠泥片巖、長石石英片巖等；9為加里東期橘黃—肉紅色中粒花崗巖；10為中條期橘黃—肉紅—紅色偉晶狀白崗巖；11為中條期灰白—灰綠色中粒斜長花崗巖石英閃長巖；12為花崗斑巖脈；13為煌斑巖脈；14為斷裂破碎帶；15為壓扭性斷裂及其產(chǎn)狀；16為扭性斷裂及其產(chǎn)狀；17為性質(zhì)不明斷裂及其產(chǎn)狀；18為推測斷裂；19為勘探線及編號；20為工業(yè)礦化孔；21為一級表外礦化孔；22為二級表外礦化孔；23為異?？?；24為無礦孔

3.1.3新元古代中晚期南華紀(jì)—震旦紀(jì)邊緣沉降帶沉降階段

青白口紀(jì)古中朝陸塊（包括阿拉善）、塔里木和柴達(dá)木板塊的碰撞和拼合作用不太強(qiáng)烈，使得新元古代中晚期南華紀(jì)—震旦紀(jì)（520～800 Ma）祁連地區(qū)再次出現(xiàn)明顯的裂陷（即形成了興凱—加里東祁連洋），使塔里木—柴達(dá)木板塊與阿拉善—華北板塊分離，并使塔里木—柴達(dá)木板塊具有明顯不同于中朝陸塊（包括阿拉善）主體的沉積特征。伴隨祁連裂陷沉降的加劇，與之毗連的龍首山地區(qū)在震旦紀(jì)（570～680 Ma）也發(fā)生了沉降，沉積了孩母山群冰川淺海相碳酸鹽巖碎屑巖局部基性火山巖建造。震旦紀(jì)（550～680 Ma），中國大陸多數(shù)地區(qū)為構(gòu)造活動穩(wěn)定區(qū)，中朝陸塊南緣和塔里木板塊—柴達(dá)木板塊北緣進(jìn)入冰川帶，發(fā)育羅圈組冰積層，該時期即相當(dāng)于全球590 Ma前后的Varanerian冰期。孩母山群應(yīng)該是與羅圈組相當(dāng)?shù)牡貙印?

根據(jù)羅圈組冰積層及其相當(dāng)沉積層系的分布，中朝陸塊主體（鄂爾多斯—華北—朝鮮半島）和阿拉善板塊在震旦紀(jì)時期是連在一起的。中朝陸塊此時以祁連裂陷槽（興凱—加里東祁連洋）為界，與塔里木—柴達(dá)木板塊被海洋所分隔，但它們之間的距離不遠(yuǎn)。一般認(rèn)為該期的裂陷槽還屬于大陸裂谷性質(zhì)，是白銀廠—祁連郭米寺一帶大型銅多金屬礦床形成的控制因素。而處于中朝陸塊阿拉善板塊西南緣的龍首山邊緣沉降帶此時處在祁連裂陷槽的東北緣，接受了孩母山群冰川淺海相沉積。

3.2古生代邊緣沉降帶活化隆起和陸緣帶局部坳陷時期

古生代構(gòu)造期主要經(jīng)歷了寒武紀(jì)—早泥盆世（祁連期）邊緣沉降帶活化隆起和中泥盆世—中二疊世（天山期）陸緣帶局部坳陷兩個階段

3.2.1寒武紀(jì)—早泥盆世（祁連期）邊緣沉降帶活化隆起階段

阿拉善板塊和柴達(dá)木板塊從太古宙到中寒武世時期一直處在中朝陸塊的西部。然而，從晚寒武世開始到奧陶紀(jì)—志留紀(jì)，阿拉善板塊四周發(fā)生裂陷，發(fā)育了半深海復(fù)理石沉積，并伴有基性火山噴發(fā)。生物組合變?yōu)槿A南型，說明阿拉善板塊已脫離中朝陸塊。奧陶紀(jì)是塔里木、柴達(dá)木和阿拉善等板塊強(qiáng)烈拉張的時期，板塊四周普遍發(fā)育半深海沉積。上述板塊之間的祁連與阿爾金地區(qū)火山活動強(qiáng)烈，并已發(fā)現(xiàn)許多奧陶紀(jì)殘留洋殼的證據(jù)——蛇綠巖套；志留紀(jì)時期開始海退，并發(fā)生陸塊碰撞，形成了祁連—阿爾金碰撞帶（碰撞造山），使塔里木、柴達(dá)木、阿拉善板塊及附近的小地塊拼合到一起。祁連早古生代碰撞帶的深部地球物理剖面研究表明，阿拉善—敦煌板塊楔入祁連的中地殼，斷層帶具有對沖特征，地殼淺部逆斷層面為南傾，而下地殼的逆斷層面為北傾。祁連—阿爾金碰撞帶主要的碰撞和拼接時期包括北祁連帶為440～460 Ma，柴達(dá)木北緣為465 Ma，阿爾金帶西南段為440～503 Ma，這樣就形成了一個獨(dú)立的新板塊——西域板塊。

在一個構(gòu)造事件的早期，一般都有板塊之間或板塊邊緣伸展作用所造成的基性或超基性巖漿活動，晚期則以板緣或板內(nèi)擠壓、縮短作用所形成的中酸性巖漿活動為主。進(jìn)入古生代以來，隨著祁連裂陷槽（興凱—加里東祁連洋）的持續(xù)擴(kuò)張，處于裂陷槽東北緣的龍首山邊緣沉降帶因受到強(qiáng)烈的擠壓而活化，成為古生代時期大陸邊緣構(gòu)造巖漿活動帶。邊緣沉降帶開始隆起并且遭受剝蝕，早古生代地層全部缺失。此前形成的元古代地層形成了強(qiáng)烈的全形褶皺和區(qū)域性擠壓斷裂帶，褶皺軸向以NWW—SEE向為主，同時還伴隨著強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)和頻繁的巖漿活動。位于龍首山成礦帶中段的岌嶺巖體同位素年齡為488～529 Ma[67]，屬早古生代早期（早寒武世—早奧陶世）。西域板塊的祁連和河西走廊地區(qū)早古生代晚期的花崗質(zhì)巖漿活動最為強(qiáng)烈（年齡為401～410 Ma）。7210礦床中?；◢弾r（γg3）9個全巖樣品RbSr同位素年齡為（404±40）Ma。該數(shù)據(jù)誤差較大，時間跨度從444 Ma（早志留世）到364 Ma（中泥盆世）。結(jié)合前述區(qū)域花崗質(zhì)巖漿活動最強(qiáng)烈的時期為401～410 Ma（屬早泥盆世）的背景，該中?；◢弾r應(yīng)該是祁連晚期早泥盆世（397～416 Ma）擠壓環(huán)境下構(gòu)造巖漿活動的產(chǎn)物。從區(qū)域上來看，北祁連加里東晚期中酸性巖漿侵入作用發(fā)生在志留紀(jì)末，部分延至泥盆紀(jì)[8]。礦區(qū)正長巖（ξ4）鋯石UThPb同位素年齡為351～451 Ma，數(shù)據(jù)誤差更大，時間跨度從451 Ma（晚奧陶世）到351 Ma（早石炭世），差額達(dá)100 Ma。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化及其與中?；◢弾r呈侵入接觸關(guān)系來判斷，礦區(qū)正長巖的侵入時間也應(yīng)該在早泥盆世，在中粒花崗巖之后侵入，故亦屬祁連晚期巖漿活動的產(chǎn)物。

3.2.2中泥盆世—中二疊世（天山期）陸緣帶局部坳陷階段

晚古生代，祁連裂陷槽由擴(kuò)張轉(zhuǎn)變?yōu)榭s短，與之毗連的龍首山陸緣帶構(gòu)造應(yīng)力場則由擠壓變?yōu)榫植坷瓘?。龍首山地區(qū)在經(jīng)歷了寒武紀(jì)—早泥盆世的剝蝕、夷平之后，在東部甘肅省金昌市附近接受了少量的泥盆系和二疊系砂泥質(zhì)沉積物，在紅石泉以西和大泉一帶形成了兩個拉張帶，在早石炭世接受了南洼頂組海陸交互相灰?guī)r和陸源碎屑巖沉積。

3.3中新生代斷塊活動時期

龍首山成礦帶中生界沉積了侏羅系芨芨溝群湖沼相和白堊系廟溝群內(nèi)陸湖沼相陸源碎屑建造，新生界主要為第四系河流相陸源碎屑。中新生代以菱形斷塊的不均衡升降運(yùn)動為主，沒有大規(guī)模的巖漿活動，為本區(qū)相對穩(wěn)定時期。

4區(qū)域大地構(gòu)造演化對鈾成礦時空上的控制

龍首山成礦帶位于華北古陸西南緣，古陸塊及其邊緣是重要的鈾成礦區(qū)域。一方面，古陸塊是最早期形成的成熟陸塊，本身U含量高，可以為鈾成礦提供鈾源；另一方面，古陸塊邊緣殼幔物質(zhì)作用顯著，成礦物質(zhì)大規(guī)模富集，巖漿活動頻繁，造山系不斷活動，為鈾成礦提供了有利的地質(zhì)環(huán)境，使古陸塊及其邊緣成為鈾礦集中區(qū)，一定程度上控制著鈾礦床的時空分布[9]。龍首山成礦帶內(nèi)礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)的分布受元古界鈾源層和不同時期產(chǎn)鈾花崗巖的雙重控制，礦體則定位于不同時期構(gòu)造作用所形成的褶皺和斷裂構(gòu)造中。

龍首山成礦帶從早元古代一直到中新生代均有鈾礦化顯示。與本區(qū)3個大的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展演化時期相一致，鈾礦化也可以分為3個大的成礦期，即元古代成礦期、古生代成礦期和中新生代成礦期。

4.1元古代成礦期

元古代地質(zhì)發(fā)展奠定了后期成巖成礦的基礎(chǔ)。一方面，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化點(diǎn)（帶）絕大多數(shù)分布在元古界地層出露范圍內(nèi)，尤其集中在龍首山群發(fā)育地段，以變粒巖、片巖、千枚巖等U含量偏高的巖性更為有利；另一方面，由這些U含量較高的地層重熔而形成的花崗巖體（如岌嶺巖體（形成于祁連期）和紅石泉巖體）具有較高的U豐度。這些含U較高的花崗巖為后期熱液型鈾礦床的形成提供了直接的鈾源。紅石泉巖體中由龍首山群重熔而成的偉晶狀白崗巖形成了7210礦床偉晶狀白崗巖型鈾礦化的第一次富集，在偉晶狀白崗巖成巖晚期形成了范圍較大的“全巖型”貧礦化。偉晶狀白崗巖晶質(zhì)鈾礦UPb同位素年齡為（1 767±（141～162））Ma。