敦煌地块位于塔里木板块东缘,是中亚造山带最南缘的重要组成部分,北接天山-北山造山带,南邻阿尔金走滑断裂,具有稳定克拉通前寒武纪变质基底,经历了复杂的洋盆扩张、板块俯冲、碰撞造山和造山后等洋陆转换及板内活动过程。本文选择敦煌地块南缘岩浆岩进行了岩石学、矿物学、地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Sr-Nd-O同位素地球化学进行研究,确定了岩浆岩的成岩时代、岩石成因、岩浆源区、构造岩浆演化过程等。选择多坝沟金矿床、延龙山钪矿床作为典型矿床,开展了矿石Pb-S-O-H同位素、流体包裹体和金赋存状态等研究,探讨了矿床成矿物质来源和成因。分析了敦煌地块1:20万化探39种元素数据,以金为预测矿种,开展了基于岩浆岩信息的金矿找矿靶区定量优选工作,为区域金矿找矿提供了可靠依据。对敦煌地块南缘9个花岗岩体和3个基性-超基性岩体进行了研究,认为构造岩浆演化可分为四个阶段。(1)古元古代晚期Columbia超大陆大规模裂解阶段,敦煌地块南缘大红山花岗岩正是这一阶段的响应。大红山花岗岩成岩年龄为1732.3±7.4Ma,具有富硅、富碱,较高的Fe^*/Mg、(K+Na)/Al、K/Na、Ga/Al比值及F、Zr、Nb、Ga、REE(除Eu之外)、Y等,而Mg、Ca、Al、Cr、Sr和Ni含量较低,LREE强烈富集,较低δ¹⁸O_V-SMOW值(7.6⁸.6‰),与A₂型花岗岩相比,具有更低的Sr含量和更高的Yb含量,是典型的A₁型花岗岩,反映了源区物质以低成熟度地壳为主,这与古元古代(Nd模式年龄:1.96Ga².29Ga)地壳特征一致,形成于地壳减薄背景下,软流圈地幔上涌带来的热导致下地壳发生部分熔融,表明古元古代晚期敦煌地块大红山-三危山一带发生了低压环境下的高热事件。(2)早古生代洋盆闭合、板块碰撞、俯冲和折返的构造演化。其证据主要有:1)克孜勒塔格东辉石岩—辉长岩总体以准铝质、碱性系列为特征,富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr和相对亏损高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf,有陆壳组分和流体的介入,表明辉长岩和辉石岩是活动大陆边缘构造应力释放阶段的产物;2)小多坝沟超基性岩具高MgO、Ni、Cr和很低的CaO、Ti O₂、Zr、Hf、Sr、Nb等,尤其是具有很低的稀土元素总量,认为超基性岩可能是高程度玄武质熔体抽取之后的难熔残余,且幔源岩浆受到早期俯冲洋壳交代的影响,或幔源岩浆在上升侵位过程中受到了地壳的混染;3)多坝沟金矿区闪长岩成岩年龄为497±13Ma,英云闪长岩成岩年龄为435.9±6.6Ma和432.8±7.2Ma,存在侵位时差,但微量元素和稀土元素显示出同源岩浆的特征,明显富集Rb、Cs、K、Ba、Pb、U,相对亏损Nb、Ta、Ti、Sr,主要为地壳物质部分熔融的产物。岩石Sr、Yb元素含量特征进一步揭示了闪长岩到英云闪长岩的形成是经历了加厚地壳到减薄的减压的演化过程;海子湾英安岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为422.2±5.6Ma,强烈富集Rb、Cs、Th、K、Pb等活动性元素,表明该套岩石形成于同碰撞、碰撞后抬升和造山晚期的过渡阶段,可能遭受了后期流体作用的改造。这一阶段敦煌地块既受到南部中央造山带的碰撞-造山活动影响,也受到北缘中亚造山带造山事件影响。(3)在晚泥盆世-早二叠世,敦煌地块受古亚洲洋南缘弧后盆地扩张,处于微洋盆扩张-俯冲-碰撞过程。主要发育有具有埃达克岩地球化学特征的青石沟石英闪长岩(335Ma)、小红山花岗闪长岩(289.6Ma)和大红山北花岗闪长岩(272.8Ma),同位素地球化学特征进一步揭示了其源区为太古宙-中元古代敦煌岩群的组成部分。大红山北花岗岩与小红山花岗岩相比,具有相对低的Sr、Y和Yb,但大红山北花岗岩Sr/Y比值更高,表明其岩浆源区残留相中石榴子石含量高,地壳更厚。(4)为晚二叠世晚期-早三叠世早期,敦煌地块处于碰撞造山晚期向板内伸展环境的快速转变阶段。多坝沟岩体(252.1Ma)、夹山岩体(250.5Ma)和八龙沟岩体(247.5Ma)呈现出区域构造应力的连续变化。多坝沟岩体具有高硅、钾、低钙和低镁,属准铝-过铝质高钾钙碱性岩系,LILEs相对富集、HFSEs亏损,Nb、Ta、Sr、P和Ti显著的负异常,类似于活动陆缘消减带岩浆活动有关的I型花岗岩的地球化学特征;夹山和八龙沟花岗岩具有富硅、富碱,较高的TFe/Mg、(K+Na)/Al、K/Na、Ga/Al比值及F、Zr、Nb、Ga、REE(除Eu之外)、Y等,而Mg、Ca、Al、Cr、Sr和Ni含量较低,REE曲线呈“海鸥型”样式,显示出A型花岗岩特征。多坝沟花岗岩(I型)、夹山花岗岩(A型与I型花岗岩过渡区)和八龙沟花岗岩(A型)呈现出由I型向A型花岗岩过渡变化特征。其研究成果填补了晚二叠世-早三叠世敦煌地块构造岩浆演化记录的空白。发现和评价了多坝沟构造蚀变岩型金矿和延龙山角闪石岩型钪矿。多坝沟金矿成矿与英云闪长岩关系密切,金以裸露和半裸露自然金为主要赋存形式,矿石中黄铁矿S和石英的H-O稳定同位素特征显示硫源为岩浆硫,δD_V-SMOW、δ¹⁸O_H2O数据显示出成矿流体为岩浆水和地表水的参与,前者主要由矿区英云闪长岩提供;Pb同位素指示多坝沟金矿床的形成与造山期岩浆活动关系密切,成矿物质来源于地壳;矿床流体包裹体完全均一温度平均为326.6℃,属高温区间,可能代表岩浆就位时的热液蚀变作用,成岩与成矿时代相近,为早志留世。延龙山钪矿赋矿岩性为角闪石岩,成岩年龄为早二叠世(273.6±4.8Ma),成岩与成矿时代一致,成岩成矿需要的大量水可能由俯冲板片熔融及俯冲流体提供,其形成应与塔里木和北山地区二叠纪大规模基性-超基性岩浆活动有关,明确指出在敦煌地块之下的地幔岩浆活动具有俯冲板块熔体及俯冲流体参与的强烈的壳幔相互作用过程。延龙山钪矿矿区Sc平均品位为69.85×10^-6,估算钪矿石资源量共计6519.60万吨,钪金属资源量共计4553.78吨,达到超大型规模。利用多元统计方法构建了敦煌地块基于化探数据的金矿找矿定量预测模型和基于岩浆岩信息的金矿找矿靶区定量优选模型,利用岩浆岩信息对化探信息确定的123个金找矿靶区进行优选,共选出27个金找矿靶区,81.5%的靶区面积小于20平方千米,为进一步矿产查证工作提供便利。基于岩浆岩优选的靶区见矿率提升幅度较大,其中Ⅰ级找矿靶区的见矿率由38.8%,提升为58.2%,提升1.5倍;Ⅱ级找矿靶区的见矿率由22.2%,提升为33.3%,提升1.5倍;Ⅲ级找矿靶区的见矿率由7.4%,提升为14.8%,提升2倍,显示出岩浆岩信息找矿技术在敦煌地块化探金矿找矿靶区优选上具有明显效果,表明该区金矿成矿与部分岩浆岩关系较为密切,为敦煌地块金矿找矿提供了可靠的依据。