本研究涉及的北山南带主要指甘肃北山地区，该区地处甘肃省西部酒泉地区，位于亚欧大陆桥的中间地段，闻名中外的古丝绸之路就穿过甘肃北山的南缘进入新疆境内。近EW走向的北山山脉属于北亚造山区的重要组成部分（李锦轶等，2006a），区内构造形迹多样，演化历史复杂，加上研究区处于甘肃、新疆两省区交界部位，因此，长期以来，构造地质学家们对北山地区的构造单元划分以及构造边界的确定存有不同意见。
以李四光为代表的地质力学工作者在研究我国西北部大地构造体系时，提出北山地区属于天山-阴山纬向构造带的西段（李四光，1972）。黄汲清等运用构造演化多旋回造山的学术观点在编制1：4000000中国大地构造图时将中朝—塔里木地台以北近EW向延伸的横贯中国西北、华北、东北的构造带称为天山-兴安地槽褶皱系，而北山则是隶属于天山地槽褶皱系中的一个优地槽褶皱带（任纪舜，1980），在早二叠世末褶皱而结束地槽型沉积。20世纪90年代末期，任纪舜等（1999）根据中国及东亚邻区地质具有显著的多旋回陆-陆叠覆造山作用特色，将中国及其邻区划分为亲西伯利亚、亲冈瓦纳和古中华三个陆块群以及古亚洲、特提斯和环太平洋三大造山区，且认为北山地区属于古亚洲造山区天山-兴安巨型造山系的北山-内蒙古-吉林造山带次级构造单元，该造山系经历了加里东期、晚华力西期、印支期多巡回造山运动，且碰撞-造山具有明显的软碰撞、弱造山特征。
李春昱等首先运用板块构造学说的观点来研究中国及亚洲的大地构造，对亚洲的板块构造轮廓进行了划分，奠定了该区板块构造单元划分的基本格架（李春昱等，1982），他进一步指出（李春昱等，1983），我国的天山、西准噶尔及北山属于哈萨克斯坦板块，而北部的北塔山和阿尔泰则属于西伯利亚板块。在此之后，研究区板块构造的划分方案主要有以下几种：左国朝等（1990，1996，2003）以板块构造和地壳演化阶段性理论为指导思想，对北山地区板块构造特征、各构造单元地质特征及有关的成矿作用开展了富有成效的研究，将北山地区早古生代构造单元以明水-石板井-小黄山蛇绿岩混杂带为板块缝合带，划分为北侧的哈萨克斯坦板块和南侧塔里木板块，再根据演化阶段的不同构造部位分为大陆区、过渡区和大洋区次一级构造单元，相比之下，晚古生代板内构造时期构造单元以时间演化顺序划分为造山期、陆壳伸展作用期、陆壳堆叠作用期和裂谷作用期。刘雪亚等（1995）在研究北山造山带的大地构造时认为，北山地区是中朝、塔里木、哈萨克斯坦和西伯利亚四大古板块汇聚地带，由北向南分别以红石山-黑鹰山断裂带和柳园-大奇山断裂带为界，划分为西伯利亚板块南缘的双沟山-骆驼山造山带、哈萨克斯坦板块东延部分的北山造山带和塔里木板块北部边缘的敦煌地块等构造单元，这三个古板块和中朝古板块之间由一条长约1500 km的NEE向大型左旋走滑断层（阿尔金断裂）相隔，在晚中生代碰撞拼接。汤中立等（1997）通过对天山-北山结合部位的考察，认为康古尔晚古生代俯冲带是塔里木板块和哈萨克斯坦板块的最后分野，也就是说，北山造山带主体属塔里木板块的东北边缘，哈萨克斯坦板块东端仅延入北山造山带的最北侧，并未构成造山带的主体。任秉琛等（2001）通过对甘肃北山地区早古生代蛇绿岩残片的恢复，认为红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带代表塔里木板块和哈萨克斯坦板块的缝合带，在中新生代受阿尔金NE向左行走滑断裂的影响而分割为红柳河-白玉山（西）、通畅口-牛圈子（中）和白云山-洗肠井（东）三段。龚全胜等（2003）根据北山主造山期大地构造相特点及区域性深大断裂带、各类蛇绿构造混杂岩带的发育情况，将北山造山带自北向南划分为8个构造单元：雀儿山古生代岩浆弧、红石山晚古生代蛇绿构造混杂岩带、北山晚古生代岩浆弧、马鬃山早古生代岩浆弧、牛圈子早古生代弧后盆地、双鹰山早古生代被动边缘、红柳园古生代裂谷和石板墩前陆基底，而红石山蛇绿构造混杂岩代表了晚古生代塔里木板块和哈萨克斯坦板块之间最后的碰撞界限，红柳河-洗肠井蛇绿混杂岩代表了早古生代塔里木板块边缘早期裂解的扩张洋盆。
通过以上简要评述可以看出，北山地区的大地构造归属及构造单元的划分尚存在不同意见，主要表现在：①由于代表古洋壳残余的蛇绿岩片在北山地区出露广泛，且成带分布，因此，塔里木板块和哈萨克斯坦板块之间的最终缝合带位于何处存在多种观点：是明水-石板井-小黄山蛇绿岩带，还是辉铜山-花牛山-帐房山蛇绿岩带，亦或是红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带。②敦煌地块是属于塔里木板块，或是华北板块，亦或是独立于两大板块之外的微陆块?尽管存在不同意见，但绝大部分地质学家都认为北山地区位于塔里木板块、哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块的结合部位，具有多期“开合”历史。本书在系统总结前人成果的基础上，主要采用刘雪亚等（1995）对该区大地构造单元划分的观点，认为北山地区地处西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块和塔里木板块交汇处，骆驼山-红石山-黑鹰山深大断裂以北属西伯利亚板块，柳园-大奇山深大断裂以南属塔里木板块，而这两大断裂之间的广大区域属哈萨克斯坦板块（图2-1）。这里对涉及北山南带的几个构造单元做简要介绍。
图2-1 北山地区大地构造纲要图
（一）塔里木板块
塔里木板块是组成中国大陆主体的三大克拉通之一（Wang et al.，1995），其主体即由现在被显生宙沉积地层覆盖的塔里木盆地组成，周边地区前寒武纪地层出露广泛，北山南带仅涉及塔里木板块东北边缘一隅。按聂凤军等（2002a）的意见，北山地区以玉门关-安北-旧寺墩深大断裂为界，断裂以南为塔里木板块的敦煌地块，以北为敦煌地块北缘的安北-旧寺墩构造-岩浆带。
1.敦煌地块
敦煌地块南以阿尔金断裂为界与祁连山分开，在区内呈北东东向展布，主要由太古宙基底岩系敦煌群及零星出露的中新生代盖层组成。关于敦煌群的地质特征将在区域地层一节中加以详细介绍，此不赘述。
2.安北-旧寺墩构造-岩浆带
安北-旧寺墩构造-岩浆带分布于敦煌地块南缘，西起古玉门关以北地区，向东经石板墩、老君庙至金塔县旧寺墩，全长450 km，宽20～40 km。该构造-岩浆带内除分布有大量呈EW向展布的晚古生代花岗岩外，还出露较大面积时代仍有争议的区域中低级变质岩系和石炭系火山-沉积岩盖层（刘雪亚等，1995），两者呈断层接触。对于这套时代有争议的变质岩系，即前人所称的“北山杂岩”，其岩石组合和变质作用完全可与新疆库鲁克塔格地区的兴地塔格群、敦煌地块的敦煌群对比（甘肃省地质矿产局，1989；左国朝等，1990），因此被认为是其南侧的敦煌岩群向北的延伸（李景春等，1996），在本书中也将其划归敦煌群。安北-旧寺墩构造-岩浆带内金矿床（点）分布较多，代表性的金矿床有新老金厂金矿床、小西弓金矿床、金庙沟金矿床、白墩子金矿点和石板墩金矿点等。
（二）哈萨克斯坦板块
哈萨克斯坦板块是位于东欧、西伯利亚和塔里木三大板块之间的一个三角形板块，其主体由克齐尔库姆、木尤恩-中天山、科克切塔夫核汉特-曼西斯克等几个不大的中间地块及若干走向不同的古生代造山带组成（李春昱等，1982）。由于哈萨克斯坦板块缺乏比较古老的陆核，且前寒武纪地块比较分散，因此对于其是否构成一个独立的大板块尚存在疑问，任纪舜等（1999）就将这一广大地区划归天山-兴安造山系的一部分，称为哈萨克斯坦镶嵌地块。在北山地区，哈萨克斯坦板块仅楔入其东端的小部分，由北而南可划分为红石山-黑鹰山地体、公婆泉-月牙山地体、马鬃山中间地块、花牛山地体和柳园-大奇山地体，这里对涉及研究区的几个地体作一介绍。
1.柳园-大奇山地体
柳园-大奇山地体构成北山南带的主体，西起白山，经柳园和音凹峡到白山堂，长460 km，宽约15～30 km。地体的北界以北倾的逆冲断层分别与花牛山地体和马鬃山地块相邻，南界以柳园-大奇山断裂与塔里木板块相隔。该地体主体部分为音凹峡-野马井岛弧带，主要由古元古代基底变质岩系和石炭系海相火山-沉积岩组成，之上不整合覆盖下二叠统双堡塘组海相碎屑岩。柳园-大奇山地体内代表性的金属矿床有古堡泉铁矿床等。
2.花牛山地体
花牛山地体呈EW向紧邻马鬃山中间地块产出，西起辉铜山，经花牛山至墩墩山，长约250 km，宽10～20 km。该地体北界为黑山-碱泉子深大断裂与马鬃山中间地块相邻，南界为红山-明金沟断裂，其南部分布的地层为下元古界北山群片岩、片麻岩和大理岩，其内辉铜山-花牛山-东大泉一线见有蛇绿岩残片（左国朝，1996）。地体的主体部分由奥陶系滨海相陆源碎屑岩夹火山岩组成，其上不整合覆盖泥盆系海陆交互相碎屑岩夹火山岩。泥盆纪火山岩具有岛弧带火山岩的特点，同时在地体北缘见有早古生代花岗岩体断续出露，因此花牛山地体被认为是其北侧的马鬃山中间地块在奥陶纪至泥盆纪向南增生的产物（刘雪亚等，1995）。地体内不仅分布大量海西中晚期花岗岩体，而且还出露早古生代和中生代花岗岩体（江思宏等，2003；2006a）。花牛山地体内代表性的金属矿床有花牛山铅锌银矿床、辉铜山铜矿床、拾金坡金矿床、磨金硐金矿床、明舒井金矿点等。
3.马鬃山中间地块
马鬃山中间地块呈NWW走向产出，西起红柳河，经黑尖山、双鹰山、马鬃山至红山口，长约480 km，宽约20～40 km。地块的北界为红柳河-马鬃山-月牙山深大断裂，南界为黑山-碱泉子深大断裂。该地体最古老的基底地层为下元古界北山群片麻岩、片岩夹大理岩，其上覆盖中元古界滨海相陆源碎屑岩和碳酸盐岩建造。该区寒武系地层为一套浅海相还原环境沉积的硅质板岩夹碎屑岩，其中下部含有磷结核，奥陶系下统仍为稳定的盖层沉积，但中、上统及志留系则出现陆源沉积并伴有岛弧型火山喷发（刘雪亚等，1995）。地体内石炭纪中酸性侵入岩分布广泛，二叠纪和侏罗纪酸性侵入岩亦很发育。地体内代表性的金属矿床有金窝子金矿床、照壁山金矿床、老硐沟金矿床、鹰嘴红山钨矿床、罗雅楚山铁矿床和玉石山南铁锰矿床等。