成矿区及有利的成矿构造背景

有两种主要类型的最古老的地壳分布在各大洲。一类是高级变质区，常由达到麻粒岩相深变质的岩石组成；另一种是花岗岩绿岩带，主要由绿片岩相浅变质镁铁质喷出岩组成，其中常有不同时代的花岗岩侵入体，该区的成岩时代从太古宙一直延伸到元古代。高级变质区具有重要工业意义的矿种很少，但绿岩带中有许多非常重要的成矿区(带)。

1.绿岩带中铁、铜、锌、金成矿区

绿岩带中的镁铁质火山岩浆来源于地幔，是持续频繁喷发和侵入活动环境的产物。绿岩带中的铁矿床为阿尔戈马型铁矿建造，以加拿大安大略省的铁矿床为代表，在澳大利亚中部、非洲斯威士兰和挪威北部也有分布。铁建造出现在拉斑玄武岩-钙碱性火山岩和火山碎屑岩系列中。层状矿体可以是氧化铁、碳酸盐、硫化物和硅酸盐，形成于低Eh的火山-沉积环境。块状硫化物矿床通常产于这种铁矿层附近。太古宙块状硫化物矿床以富铜、富锌为特征，伴有金银；矿床的主要岩石为玄武质-流纹质火山岩，常与火山穹窿和火山角砾岩筒有关。这类矿床在加拿大阿比提比等绿岩带中最为典型，属太古代和早元古代。绿岩带型金矿分布广、规模大，在世界黄金资源中占有重要地位。主要产区包括加拿大、美国、南部非洲、印度、巴西和西澳。金矿床的容矿岩石为拉斑玄武岩和长英质火山岩，带有复杂的砾岩和浊积岩。金矿主要产在离花岗岩不远的绿岩带边缘，有些金矿常与块状硫化物矿床产在同一地区。绿岩带镍矿主要产于科马提岩超基性岩中，典型产地如南非和西澳大利亚。

2.古老大陆上巨大盆地中的金铀和铁(锰)被建成矿区。

南非的威特沃特斯兰德盆地是世界上最大的金矿之一。金矿赋存于厚层变质古火山岩和沉积岩系中，金矿体赋存于应时砾岩层中，该砾岩层随着最早沉积盆地的出现而形成，金来自附近的绿岩带。含金砾岩层中黄铁矿和沥青铀矿碎片的存在，表明当时的还原气氛是这些物质保存的必要条件。南非的含矿岩系形成于25亿至29亿年前。除了南非，巴西和加纳也有类似的矿藏。这里所说的铁(锰)建造称为优势型，分布于各大洲，是北美五大湖地区、巴西、澳大利亚、欧洲、乌克兰等地的大型铁矿床。这类含铁建造形成于稳定的陆相盆地及其周围，主要为浅海碎屑岩系和碳酸盐岩，含矿地层主要由氧化铁和氧化硅矿物组成。在世界范围内，这种铁的形成集中在2000 ~ 1800 Ma之前的一段时间。与此同时以及后来在一些类似的环境中，也形成了重要的碳酸盐沉积锰矿床，在南非、巴西和印度都有这种矿床。

3.古大陆裂谷系大型镁铁质和超镁铁质岩浆岩中的铬、铜镍、铂族、钒钛铁成矿区。

典型的成矿区有南非的Bushveld岩体和津巴布韦的大岩壁。布什维尔德岩体中有大型铬铁矿床、铜镍硫化物矿床和铂族元素矿床。津巴布韦的长城出产铬铁矿。岩体规模巨大，有些可以横跨大陆。幔源岩浆沿切割陆壳的断裂带侵位是基本的成矿背景。岩体侵入太古代地盾或绿岩带。加拿大、美国和格陵兰岛也有类似的岩体产生，这些岩体形成于20亿至25亿年前。

中国最早的前寒武纪地壳集中在华北北部和东北东南部。辽吉、冀东、胶东等地有著名的金矿床和铁楼状矿床。由于这些地区的变质岩一般都在角闪岩相以上，矿床的特征也各不相同，所以直到近年来，这些矿床在本质上仍可与世界绿岩带型矿床相提并论。此外，中国没有大型含金砾岩和层状超镁铁质杂岩，被认为与中国古地壳晚期强烈的构造变动有关。

2.与岩石圈板块构造运动有关的成矿区

板块构造是以大洋地壳研究为基础的全球性构造运动。现代板块构造运动是指2亿年前以来的泛大陆分裂和汇聚运动。人们认为岩石圈以“板块”形式出现的运动机制其实要早得多。很多人认为板块形式的运动机制可能出现在20亿年到6543.8+08亿年。第一，大大陆在6543.8+08亿年后断裂，直到6543.8+00亿年前再次合并成一个全球大陆。即超级大陆(罗迪尼亚)在约9亿年至8亿年间再次经历了一次破裂-汇聚循环，直到3亿年至2亿年才逐渐合并为泛古陆。每个大陆汇聚的具体情况不同，但其运动学和动力学机制及特征相似。板块运动的演化包括裂谷、洋底扩张、俯冲、碰撞等阶段，在每个阶段的发展过程中，在不同的构造背景下形成了相应的各具特色的成矿带(图11-2)。

1.大陆热点裂谷和裂谷中的锡、铀、磷灰石、铌、稀土、金刚石、铬、铜镍、铂、钛铁矿化区。

地幔软流圈上涌导致大陆地壳拉张减薄，表现出从热点到裂谷的演化。大陆地壳拱部热点是大陆板块裂解机制的产物，裂谷以强烈的岩浆活动、裂谷盆地的形成和深部物质与能量的持续供应为特征。裂谷是裂谷带的一部分，当它演化为陆内裂谷时，停止向前运动，如原始三叉裂谷的一个分支。裂谷盆地不仅有与岩浆作用和热液作用有关的矿床，而且有与沉积作用有关的矿床形成的有利地区。

大陆热点以发育过碱性、碱性花岗岩株和环状岩体为特征，产生岩浆热液锡矿，部分伴有铌。尼日利亚的乔斯高原就是一个典型的例子，它的年代是侏罗纪。在北美东南部的晚元古代也有类似的矿床。

裂谷和裂谷环境中的特征矿床是与碱性杂岩和碳酸盐岩有关的铌、稀土、磷灰石和蛭石矿床。以东非裂谷和南非为代表的金伯利岩中的金刚石主要形成于中生代和晚元古代。受陆内裂谷系控制，与大型基性超基性岩有关的矿床有铬、铜镍、铂族、钒钛铁矿床，世界上最大的矿床有南非布什维尔德和津巴布韦大洋。时间都是早元古代。在相对较新的裂谷地区，很难看到如此大规模的岩体。与西伯利亚三叠纪浅岩和喷出岩有关的铁矿和铜镍矿床是另一个具有不同特征的例子。

裂谷地区有厚度超过万米的沉积物，在几个不同的沉积构造中都有重要的沉积和层控矿床。碎屑岩-白云岩建造和沥青质页岩建造中有层状铜矿，非洲大西洋边缘白垩纪层控矿床是其代表，可与欧洲二叠纪含铜页岩和中非晚元古代铜矿相比较。另一类矿床为热液沉积型铅锌银矿床，包括加拿大的沙利文矿床、澳大利亚昆士兰州的蒙特爱莎矿床和德国的泥盆系麦根矿床。现代板块的类似环境被称为贝努埃脉铅锌矿。此外，在含镁碳酸盐岩系中还有蒸发岩，如欧洲楚斯坦的二叠纪盐岩和钾盐矿床，东非裂谷的第四纪盐、钾盐和菱镁矿矿床。

图11-2板块运动演化阶段及成矿分布示意图(引自朱尚清等，1997)

2.被动大陆边缘成矿带与海洋环境。

被动大陆边缘主要是由于海底扩张而从陆内裂谷系统演化而来。初始裂陷边缘因沉降形成陆架和斜坡而成为被动边缘的洋盆，其进一步发展与主动扩张中心及其两翼的构造作用有关。被动大陆边缘形成过程中的主要地质作用是沉积并伴有沉降。相关的矿化类型包括海侵序列中碳酸镁岩中的蒸发岩沉积，如南大西洋和红海，为中新世；海侵序列中黑色页岩-燧石-白云岩组合中的磷酸盐矿床，如秘鲁佛罗里达的中新世磷酸盐矿床和西非的全新世磷酸盐矿床；还有一些地区有富含金属的黑色页岩，比如南欧的中生代和瑞典的寒武纪。西欧浅海侏罗纪碎屑岩系中的鲕状褐铁矿大多形成于海退序列。在相关环境的一些深埋大陆架碳酸盐岩中也有重要的铅锌矿床，被认为是大气降水或同生热液成因。典型的成矿区，如美国的密西西比河流域，有寒武纪和石炭纪，爱尔兰的石炭纪，南阿尔卑斯的三叠纪。

在海洋环境中，独特的矿床类型可以在大洋中脊和海洋盆地中形成。首先，大洋中脊的块状硫化物(VMS)铜、铁、锌矿床，如东太平洋隆起的许多地方，形成于全新世。大多数研究者认为它们类似于塞浦路斯白垩纪块状硫化物矿床的地质背景。其次，大洋盆地中含有锰、镍、钴、铜的氧化物和氢氧化物的结核和结壳分布在大西洋、太平洋和印度洋，时代为全新世。至于有没有年代更早的等价存款，目前还没有定论。

3.与板块俯冲有关的构造环境中的成矿区。

洋壳沿贝奥武夫带向大陆边缘或洋岛弧带下的俯冲，形成了相关的构造环境，包括岩浆弧、弧外和弧外槽、弧后岩浆带和弧后盆地，这些环境往往扩展到很大的空间，相关的岩浆和热液作用形成了许多各具特色的成矿带。

岩浆弧包括大陆边缘的岩浆弧和大洋中的岛弧，以发育钙碱性、酸性和中性岩浆岩为特征，主要是火山活动中侵位的安山岩或玄武岩、英安岩和深成岩。与现代板块有关的岩浆弧的最好代表是太平洋板块与美洲板块的边界和太平洋板块与亚洲板块的边界。岩浆弧带的主要矿床类型有:①与I型花岗岩有关的斑岩和角砾岩筒型铜、钼矿床和铜、金矿床。南美安第斯山脉的第三纪矿床和北美科迪勒拉山脉的新生代和中生代斑岩铜矿带就是最好的例子。岛弧带的矿床包括菲律宾和巴布亚新几内亚带的第三纪铜金矿床。此外，中国西藏还有伊朗、新生代-中生代铜矿带，古生代在阿帕拉、哈萨克斯坦等地有矿床。②安山岩环形山中的碲金银矿床和含金石英脉，如美国科罗拉多和斐济的第三纪矿床。(3)S型过铝花岗岩中的锡钨矿床，如东南亚的锡矿带。④基性火山岩或安山英安质火山岩中的锑钨汞矿，如东阿尔卑斯山。⑤基性火山岩中的磁铁矿-赤铁矿-磷灰石矿床，如智利的拉科，被认为可与瑞典的基鲁方钠石相媲美。

海沟和外弧是海底缩小的地方。外弧是火山弧在海侧和海沟斜坡上升的高地。外弧有时被外弧槽与岩浆弧隔开，其下降和沉积受岩浆弧和外弧的影响，与俯冲作用间接相关。海沟沉积，外弧复理石带含有构造侵位的蛇绿岩和滑塌层中的蛇绿岩块，可能含有铬铁矿或块状硫化物矿床，如印缅山脉的豆荚状铬铁矿。也有人解释说塞浦路斯的块状硫化物矿床是增生到外弧上的。一些含矿花岗岩体被认为侵位于外弧，如日本西南部的含锡花岗岩。较老的是苏格兰高地泥盆纪花岗岩中的铀矿化和铜矿化。此外，在一些复理石中还有锑、汞和金矿床，如加利福尼亚海岸山脉。

弧后环境的成矿作用和矿化作用也很重要，弧后岩浆带可与当代岩浆弧相距数百公里。大陆弧后岩浆带附近常发育弧后逆冲断裂带和弧后挤压盆地，岛弧弧弧后岩浆带则发育弧后拉张盆地。典型的弧后岩浆带有玻利维亚的第三纪火山弧、缅甸和泰国的白垩纪-始新世花岗岩带以及北美科迪勒拉山脉的白垩纪-早第三纪花岗岩带。弧后岩浆岩带中的侵入岩一般富含硅和过铝，侵入体上还保存有硅质火山岩。相关矿床类型有产于S型花岗岩和火山岩中的热液型锡钨矿床，如东南亚锡矿带西带，时代为白垩纪至始新世。玻利维亚的锡矿区是中新世。岩体为大型岩基，如美国爱达荷岩基，相关的钼钨矿床在早第三纪。一些斑岩铜(金、银)矿床也被认为是在这种环境中形成的。中国东南部花岗岩带与西南部分晚中生代侵入岩有关，一般认为是弧后岩浆带的产物。一些弧后逆冲断裂带中存在热液铀矿床。弧后挤压盆地以碎屑沉积为主的岩系是钾盐形成的地带，如泰国呵叻高原的白垩纪沉积。弧后伸展盆地中的矿床包括火山岩中的浅成低温热液金银矿脉，如美国盆岭地区的中新世矿床。

4.与碰撞带有关的构造环境中的成矿区

碰撞是由岩石圈减少引起的。岩石圈因褶皱和挤压而变窄，形成线性活动带，即造山带，并常伴有一系列岩浆活动、中深至深部变质作用、逆冲断层和古洋壳的侵位。相关的矿化也是多种多样的，可发生在前陆盆地、前陆逆冲断裂带、缝合带后陆缘和山间盆地。

与S型过铝花岗岩有关的热液型钨锡矿床产于前陆冲断带，典型地区为喜马拉雅山脉的第三纪矿床，如马来西亚主要山脉的早三叠世矿床和英格兰南部的早二叠世矿床。与S型浅色花岗岩有关的热液铀矿床，如法国中部地块的泥盆纪矿床和纳米比亚的晚元古代矿床。

缝合带中的矿床包括被逆冲推覆的蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿床(如阿曼的白垩纪矿床)、块状硫化物铜铁矿床(如纽芬兰的奥陶纪矿床)。缝合带变质岩和后大陆边缘变质岩中有硬玉、软玉、宝石矿床，如缅甸一些地方。此外，在前陆盆地还有更重要的铀、钒和铜矿床，如印度和巴基斯坦的第三纪矿床。