Question

中国中生代矿床形成的地球动力学背景

Answer 1

20世纪60年代板块构造学说的兴起，是地球科学发展史中的重大事件。板块构造学说认为，大陆的分合与大洋的启闭，实际就是岩石圈板块的生长、漂移、俯冲与碰撞的历史，它基于对地球动力学的整体探索，使人们对地球的形成和演化的认识有了一次前所未有的飞跃。对于前寒武纪是否存在着板块构造体制，尚有争议。比较清楚的是，古生代大地构造演化的历史就是板块活动和大陆漂移的历史，实质上是冈瓦纳、古北美、古欧洲、古西伯利亚、古中国等分散的古大陆汇聚镶嵌形成联合大陆（泛大陆）和约泼脱斯洋、乌拉尔洋、古亚洲洋等古大洋相继关闭形成古生代褶皱带的历史。古生代末、中生代初，全球各大陆汇聚形成潘加亚泛大陆，与之相对应的则是广阔的泛大洋。中新生代大地构造演化的历史则是地球从一个大陆、一个大洋演变为多个大陆、多个大洋的历史（金性春，1984）。

中国西部地区在整个中生代基本上处于碰撞造山作用状态。三叠纪晚期—侏罗纪初期，北特提斯大部分消失，发生强烈的印支造山运动，在昆仑—秦岭、松潘—甘孜、喀喇昆仑—三江及印支—马来形成壮观的印支造山带。侏罗纪中晚期，班公湖—怒江带在侏罗纪中晚期褶皱隆起，形成改则—那曲燕山造山带。新特提斯洋大致从白垩纪开始逐渐闭合。

中国东部中生代大地构造演化可大致划分为碰撞造山、构造体制大转换和伸展拉张三大阶段，实际情况则比较复杂，对各阶段时限的看法也不一致。中生代大规模成矿作用主要发生在碰撞造山晚期、构造动力体制大转换时期和伸展拉张初期。

（一）碰撞造山过程与成矿作用

塔里木—华北陆块与西伯利亚陆块、扬子陆块的碰撞对接在晚二叠世（约260Ma）即已完成，但这次碰撞对接属于复杂大陆边缘间的软碰撞造山过程，其主要特征是软碰撞、弱造山、缺乏明显的磨拉斯（任纪舜等，1999）。碰撞造山作用在中生代特别是早三叠世—中侏罗世（250～160Ma）持续进行。

大别—苏鲁变质变形带是华北陆块与扬子陆块碰撞造山的产物，大量的同位素测年数据表明，这条变质变形带形成于238～218Ma（李曙光等，1989，1997；Ames et al.，1993，1996；陈江峰等，1995），这与前陆盆地——长江中下游地区的沉积岩研究结果相同，碰撞造山主要发育于中三叠世（李锦轶，2001）。晚三叠世—早中侏罗世，位于西伯利亚陆块与华北陆块之间的蒙古—兴安造山带和位于华北陆块与扬子陆块之间的秦岭造山带都发生了强烈的逆掩—叠覆作用，形成逆掩断层、飞来峰和叠瓦构造，标志着三大陆块之间的大陆岩石圈进一步缩短（任纪舜，1990），华北陆块在一定程度上仍然处于碰撞造山阶段；与此同时，塔里木—华北、藏滇、印支诸陆块向包括扬子陆块的华南大陆压缩，闽粤沿海地带印支期变质作用与岩浆作用显著增强。

据任纪舜等（1999）研究，早中侏罗世（早燕山旋回），阿纽伊洋封闭、北美大陆与古亚洲大陆碰撞、东特提斯扩张，使蒙古—鄂霍次克、北山—内蒙古—吉林、秦岭—大别、华南等造山带进一步叠覆造山，亚洲东部诸陆块间地壳进一步缩短，并于晚侏罗世初（约155±5Ma）完成它们之间的多旋回缝合作用。

在碰撞造山过程中，伴随强烈的大陆地壳缩短、挤压变形、逆冲推覆及岩石圈上层的板片拆离，形成与动力变质作用、偏碱性岩浆活动有关的伟晶岩型稀有金属矿床、蚀变岩型金矿床和与造山热液流体有关的中温深成金矿床（亦称造山型金矿床）。碰撞造山带地壳增厚、山根较深，有利于地壳硅铝层物质的重熔，在碰撞造山晚期形成大量的与壳幔混源花岗岩类或中酸性侵入岩有关的石英脉型金矿床、斑岩型铜钼矿床等，成矿时限为189～155Ma。

碰撞造山阶段的沉积成矿作用主要发生在褶皱山系的山前盆地及山间盆地中，在西北及西南地区形成三叠系—侏罗系陆相及海陆过渡相含煤碎屑岩-泥质岩建造。

（二）构造体制大转换与成矿作用

晚侏罗世及早白垩世初（160～130Ma）是中国中生代碰撞造山作用的高峰期，也是中国东部由近东西向构造线彻底转变为北东—北北东向构造线的构造体制大转换时期。受库拉—太平洋板块与欧亚板块相互作用的强烈影响，形成与亚洲东部原来的近东西向构造带呈大角度交切的北东—北北东向构造带——亚洲东缘燕山造山系和中国东部宽阔的陆缘活动带，两者共同组成亚洲东部宏伟的中生代高原-山脉系统，其范围包括鄂尔多斯—四川盆地以东的广大地区，而西部地区则为特提斯洋及其边缘的低山、丘陵和盆地分布区（任纪舜等，1999）。

伴随中国东部构造体制大转换，壳幔相互作用和地壳硅铝层物质重熔作用加剧，导致中—酸性及中基性岩浆的大规模侵入及喷发和大规模成矿作用的发生，形成大量的与壳幔混源花岗岩类及中基性侵入岩有关的矽卡岩型铁矿床、矽卡岩型铜铁矿床、矽卡岩-斑岩型铜钼矿床、斑岩型钼（铜）矿床和与壳源花岗岩类有关的石英脉型金矿床、石英脉型钨矿床。

（三）岩石圈伸展拉张与成矿作用

白垩纪以来，中国东部大地构造演化进入现今太平洋动力体制演化的新时期（任纪舜等，1999）。早白垩世早期，中国东部处于以挤压或挤压-剪切为主的动力状态之中；早白垩世晚期以后，其动力状态转为以伸展拉张为主背景之下。因此，早白垩世（130～100Ma）是中国东部动力体制由挤压转为拉张的时期，其转折时间点大约在110±5Ma。

华北陆块古生代金伯利岩研究表明，当时岩石圈厚度达200km（池际尚等，1996）。中国东部岩石圈在中生代快速减薄到不足80km（邓晋福等，1996）。对于这种巨变事件的动力学机制正在探讨之中，区域性地球圈层的互动作用引起的地幔柱活动（牛树银等，2001）幔根构造和构造圈热侵蚀（裴荣富等，1999，2001，2002）可能是岩石圈拆沉或岩石圈去根的主因。这种大幅度去根-减薄的时限大约限制在白垩纪中晚期，尽管新生代仍然在持续。大别山地区的麻粒岩相片麻岩中的白云母-全岩的Rb-Sr等时线年龄为127±9Ma，显示出老变质岩受到此期大规模深熔作用及岩浆事件的影响（简平，2001）。

在区域动力状态由以挤压或挤压-剪切为主转为以拉张为主的过程中，伴随岩石圈的伸展和大规模拆沉减薄，发生强烈的火山喷发及浅成、超浅成侵入活动和大规模的成矿作用，形成大量的火山岩型、矽卡岩型、斑岩型、热液型铁、铜、钼、铅锌矿床及蚀变岩型金矿床。东北地区及华北地台北缘东部地区早白垩世形成一系列断陷盆地，其中发育陆相及海陆过渡相含煤碎屑岩-泥质岩建造。