Question

前寒武纪构造演化与成矿

Answer 1

中国太古宙地层出露不广，大部分太古宙基底被后来的地层覆盖。太古宙地层变质较深，其构造面貌较难恢复。在辽宁鞍山地区的古老变质岩中获得过3800Ma的同位素年龄（刘敦一等，1994，SHRIMP锆石U-Pb法）。以华北古陆为例，大约在3600Ma期间，曾发生海相环境中的基性-超基性岩浆火山活动，形成喷发-沉积岩。在3500～3000Ma 期间，广泛发育麻粒岩相变质作用，并有富钠花岗岩类侵位，形成了原始陆核。在2800～2500Ma新太古代期间，硅铝质陆壳逐渐增厚，陆地面积也随之扩大。这个时间在裂解大陆边缘海中生成了鞍山式铁矿（相当于Algoma型BIF），是中国最重要的铁矿床类型，主要分布在辽宁、冀东一带。此外，绿岩带中的火山岩型铜矿和铜-锌-银矿床也有发育，如辽宁红透山铜矿床。在一些深变质岩相中还产生了石墨、白云母和磷矿床。

元古宙阶段，华北、塔里木、扬子陆块已完全克拉通化。古元古代和中元古代时期，三个克拉通地块的内部和部分边缘区发育了裂陷槽和裂谷，显示了古老陆块的开裂扩张机制。在张裂性海盆中形成了与海相火山-沉积岩有关的VMS型铜-锌矿床；在火山活动不发育区则形成了以碳酸盐岩-泥质岩为主要容矿围岩的层状铅-锌矿床（SEDEX型），构成了中国十分重要的成矿时期。有关矿床基本上产在华北陆块的内部和边缘。著名的有辽宁青城子铅-锌矿、宽甸翁泉沟硼矿（2167Ma）、海城大石桥菱镁矿（＞1900Ma），它们都位于辽宁古元古代裂陷槽内。另有胡家峪铜矿（2300～1800Ma）产在山西南部中条山裂谷中。大致在同一时期，在扬子克拉通西南缘的康滇地轴位置，在拗拉槽内（2000～1800Ma）生成四川会理拉拉厂和通安铜矿，以及其南部的大红山铜-铁矿床（1800～1700Ma），在古元古宙期间，山西、冀北和辽吉裂陷槽内产有一些沉积变质铁矿，胶辽古陆区产有较重要的石墨矿和滑石矿，云南东川中元古代裂谷发育了火山喷气、喷流作用形成的层状铜矿床（东川式铜矿）。

中元古代早期（1800～1400Ma），内蒙古北部的狼山-阴山地区在当时属于大陆斜坡-断陷槽，其中发育了巨厚的狼山群（渣尔泰群）和白云鄂博群，前者中产出了SEDEX型铅-锌-铜-硫矿床（东升庙、霍各乞等矿床），后者中产出著名的超大型白云鄂博稀土-铌-铁矿床。大体在同一时代，华北陆块东北缘的承德纬向深断裂带中侵位有斜长岩-苏长岩杂岩体及生成有关的铁-钒-钛-磷成矿系统（河北大庙-黑山矿田）。

中元古代后期，随着陆地范围的扩大和岩石刚性程度的增强，华北陆块边缘发育有深断裂带，陆块西南缘断裂带有幔源镁铁质-超镁铁质岩浆侵入并伴有铜-镍-铂成矿系统，形成著名的甘肃金川镍-铜矿（曾获得1526～1509Ma的年龄）。根据近年的精细成岩成矿年龄测定，金川矿床的成矿年龄为850Ma，相当于 Rodinia 大陆的汇聚边缘的裂谷发育时期。

新元古代时期，相当于青白口纪和震旦纪，上扬子陆缘海中广泛发育硅质碎屑岩含磷建造，产有较多的磷矿床，构成中国南方的磷矿基地，代表矿床有湖北保康白竹矿床等。

总的看来，中国太古宙地层分布区尚未发现有重要价值的科马提岩系中的镍-铜-金矿床（如西澳和加拿大的克拉通内），并缺少花岗-绿岩带中在太古宙时形成的大型金矿床。

元古宙时期，中国的克拉通面积虽有所扩大，但它在较长时期内处于不稳定状态，缺少像南非大陆中存在的巨型稳定克拉通盆地，似乎不具备Witwatersrand型（含金-铀砾岩型）金矿的形成条件；也缺乏像西澳Pilibara克拉通上稳定的古陆风化壳环境，难以形成Hamsley式的巨型富铁矿床。

沈保丰等（2006）较系统地研究了中国前寒武纪超大陆碰撞汇聚和裂解离散作用及有关的成矿区带和成矿系列，得出以下认识：

1）前寒武纪超大陆增生碰撞汇聚环境下的成矿区带和成矿系列：产于活动大陆边缘环境，与海相火山岩系密切相关，形成了一批绿岩带型金、铁、铜、锌矿床及与蛇绿岩套有关的铁、铜、锌、金矿床等。这些成矿区带、成矿系列主要分布在华北陆块北缘、南缘，扬子陆块的西南缘、东南缘。

2）前寒武纪超大陆裂解离散环境下的成矿区带和成矿系列：主要产在裂谷等拉伸构造环境，形成一批铜、铁、镍、铅锌、稀土、石墨、菱镁矿、滑石、硫铁矿、磷等大型、特大型、超大型矿床。这些矿床广泛分布在各陆块边缘和陆内裂谷（或裂陷槽），尤以华北陆块北缘东段、西段，华北陆块南缘和西南缘，扬子陆块的西南缘、东南缘较为发育。

3）在我国的前寒武纪成矿过程中也形成了一些超大型矿床，它们的大地构造背景和成矿时代见表8-2（沈保丰等，2006）。

表8-2 中国前寒武纪大地构造演变与大规模成矿作用

（据沈保丰等，2006）

对前寒武纪构造与成矿，笔者有以下几点认识：

1）矿种有铁、铜、镍、钛、稀土元素、铅、锌、磷、硼等，以铁、铜矿床居多。稀土、硼、菱镁矿的成矿强度大，有世界级的超大型矿床，这是中国前寒武纪成矿的一个重要特色。

2）成矿系统与矿床类型，以BIF，SEDEX，VMHS，岩浆分异型和陆缘沉积型为主。与其他国家的绿岩型金矿主要形成在前寒武纪不同，在我国，该时代形成的金矿规模较小，但绿岩带中某些岩层作为金的矿源层则有普遍意义，它们为后来的众多中生代岩浆-热液金矿形成过程中提供了必要的矿源。

3）成矿系统的产出环境主要在陆缘及陆内裂谷和深断裂带中。到新元古代时古陆已经具有一定规模，广泛分布的陆缘海是磷、锰、铁等矿床的有利成矿环境。

4）中国的前寒武纪陆块较小，也较分散，缺乏巨型克拉通中产有特大型金矿、铬铁矿、铁矿、铜矿的有利地质和构造-热动力条件。

需要指出的是，我国出露的前寒武纪地层面积不大，上述的认识还是阶段性的。随着深部探测包括深部找矿的开展，将揭露出更多的古老变质基底及前寒武纪形成的矿床，这就有可能对前寒武纪成矿特征有进一步的认识。