Question

区域地质构造对成矿区(带) 的控制

Answer 1

中国东南地区是由不均一的地质块体所组成。这些不同时代、不同物质组成、不同演化史的地质块体彼此之间存在差别，在其内部也表现出不同的成分和结构特点。但是，在中、新生代以来，东南地区具有隆-拗相间分布的构造地貌景观，隆起与拗陷内的矿床类型和矿种组合具有明显的不同，它反映隆-拗区成矿作用分别受不同的因素制约。隆起区多是保留相对刚性、稳定的地质块体，在不同地质演化阶段具有自身相应的成矿地质记录；而拗陷区多是围绕这些块体的边界或是在隆起区内部出现的构造活动带，这些构造活动带与本项研究中提出和一直强调的岩石圈尺度不连续相吻合，它们也是东南地区内主要大型矿床、矿集区的聚矿构造。前入资料和本项研究工作都证实，虽然在中国东南地区前燕山期地质发展阶段即有成矿作用发生，并也有成型矿床形成，而真正出现隆-拗分区的构造格局和大规模成矿作用是在燕山期，在隆-拗区具有鲜明的矿床组合特点是：隆起区主要为亲壳源元素（如W、Sn等）矿产分布区，而东南区的90％以上的亲幔源元素（如Cu、Fe、Au）矿产则分布于拗陷区。故本次研究着重就中生代以来隆、拗构造分区对成矿作用类型控制的总体框架下就不同单元的控制因素进行讨论。

（一）隆-拗构造控制了成矿区带的分布格局

中国东南地区隆-拗构造格局受岩石圈结构控制。在燕山期构造-岩浆-成矿活动中，隆-拗构造区决定了构造-岩浆-成矿活动的差异和岩浆-成矿专属性及矿床类型、成因的空间结构。中国东南地区是由华北、扬子克拉通边缘的微陆块和华夏陆块等性质不同的小陆块经历多期陆缘增生、俯冲碰撞拼合而成，小陆块的刚性基底与其周围的构造活动带的差异，导致燕山期陆内造山活动过程的中、新生代区内隆-拗相间出现的构造格局形成。

1）隆起区：多是扬子、华夏陆块的基底出露部分，它是具有“山根”的古克拉通块体残余部分，其分布的规模一般都较小，那里也是晋宁、加里东、中生代一些大型花岗岩和中-晚元古代的陆壳生长时期内形成的铁、铜等矿床分布区。如武夷隆起内有元古宙裂陷阶段形成的块状硫化物矿床以及加里东期与华夏陆块与扬子板块俯冲碰撞过程中形成的矿床组合，海西-印支期也保留有陆内收缩造山作用的矿化现象。但隆起区主要矿床是一套与燕山期岩浆活动有关的亲壳源元素的矿床组合。隆起区对燕山期成矿作用的控制主要反映在陆壳挤压加厚、伸展减薄过程中，出现巨量壳源花岗岩的侵位及其相关的矿产，这与基底岩石具有的刚性和较大的陆壳厚度阻滞了地幔物质的上涌，地幔对下地壳的加热出现部分熔融形成壳内物质的循环、聚集，因此隆起区的基底成分对壳源岩浆活动形成的矿产具有特殊的控制作用。虽然它经历了长期的地质演化，但总体相对较稳定。它具有“山根”的3层结构的陆壳（地壳厚度＞35km），岩浆岩形成于陆壳挤压加厚背景中，玄武岩底侵作用加热中-下地壳，使陆壳重熔，形成一套以壳源-壳幔混合源（以壳源为主）的中-深成花岗岩，但在隆起的边缘一侧出现壳幔混合源的花岗闪长斑岩及小型花岗岩侵入体，成矿具有隆-拗过渡带成矿色彩。这种性质对前燕山期的成矿作用控制也是如此。隆起区出现的矿种组合主要是钨、锡、钼、金、银、铅、锌等。在隆起区的核部矿化相对较弱，矿床成因类型主要为岩浆热液型；隆起带的边缘矿化较强，主要为斑岩型、岩浆热液型、矽卡岩型。

2）拗陷区：主要分布于古克拉通块体的边缘，多与古克拉通拼合带或其内部的古裂陷带相对应，那里也是地质历史发展中的长期活动带。拗陷区陆壳较薄（＜30km），燕山期岩浆岩形成于挤压加厚、伸展塌陷两种不同构造环境中，岩石圈/软流圈中大规模对流地幔物质注入陆壳内部，发生强烈的壳幔混合作用，形成一套壳幔混合源岩浆及亲幔元素矿产。早期（燕山造山期晚阶段）挤压加厚过程中形成壳幔混合源的高钾钙碱性火山-侵入岩（闪长岩-花岗闪长岩组合）以及以幔源成分为主的橄榄安粗岩火山-侵入岩，晚期（燕山中期）伸展过程中形成一套碱性系列火山-侵入岩（双峰式火山岩、A型花岗岩）。该区的矿种以铜、金、铁、银、铅、锌、铌、钽为主，矿床成因类型多样，主要有火山-潜火山-斑岩型、玢岩型、矽卡岩型、沉积-热液叠改型等。值得注意的是，由于拗陷区内存在次级构造分区，在拗陷中的凸起（如铜陵地块、万年凸起），矿种、矿床成因类型多样，其中以与斑岩-浅成侵入岩有关的成矿作用占主导地位。另有如永梅拗陷和沿海火山岩带，它们实际上相当于隆起中的拗陷，其成矿作用也具有与拗陷区相同或相似的特征。

3）隆-拗过渡的地区：它是壳幔物质相互作用强烈的地区，其成矿出现亲壳、亲幔的矿种组合，如位于江南隆起与浙赣拗陷过渡区的香炉山-阳储岭钨锡多金属矿带，该带出现的钨、锡、铜、钼、金、银、铅锌矿床成矿亚系列主要与燕山中-晚期壳幔混合源中酸性斑岩有关；但是，在大地构造环境制约之下，成矿仍然保持自身区域性总体特征，如铜陵铜金矿集区产于拗陷区的局部隆起中，但他形成的矿产与拗陷区总体成矿特点相符。

因此，隆起与拗陷区对成矿作用的控制应归因于岩石圈结构和壳幔深部过程及其地球动力学背景。就具体地区而言，这种隆拗分区还表现在二者内部基底成分层、韧脆性断裂和褶皱构造的发育程度等对矿床的控制，隆起区的基底以壳源泥砂质复理石建造、花岗质-花岗闪长质岩石为主，局部地区出现中基性火山-沉积建造；拗陷区基底岩石成分较复杂，如下扬子拗陷、浙赣拗陷、永梅拗陷中尚保留有洋壳或裂陷带中的基性火山岩成分，从基底变质岩的岩石建造、Nd同位素组成也可见（表5-1），拗陷区基底变质岩本身既含有大量来自幔源物质，又经历了较强的变质作用。这些差异存在造成了晚期的壳幔相互作用过程中岩石、矿种组合类型的差别。此外，值得提出的是隆-拗区内流体发育程度也是控制成矿的关键因素之一，隆起相对拗陷区流体较少，也是隆起区内部总体缺少大型矿床的原因，富流体的盆地区是强烈的水/岩相互作用与大规模成矿的有利地区。

表5-1 中国东南地区基底变质岩同位素特征对比简表

（二）古岩石圈尺度不连续是区内重要的聚矿构造

大型-超大型矿床主要产于古陆边缘带、裂谷带、板块俯冲带（碰撞带）、剪切带等大型构造带之内或大型构造的节点中（翟裕生，1997），而这些大型构造通常构成了大区域的岩石圈尺度不连续。Kutina（1991）提出，矿床群集扎根于地幔的区域不连续与克拉通边缘及其邻近活动带的横向交切地区，它们是造山运动期间，热液岩浆上升以及金属富集的有利通道。

在中国东南地区3个北东拗陷带与燕山期火山-沉积盆地带相吻合，那里的燕山期强烈构造-岩浆活动是3个大型古岩石圈尺度的不连续再活化的重要标志，带内以发育幔源和幔壳混合型火成岩类，Nd同位素示踪结果表明东南地区3个拗陷带和沿海火山岩带内燕山期火成岩具有较低的T_D（Gilder等，1996；Chen and Jahn，1998；王德滋等，2002），这些低T_D带或区所处位置都具有异常的基底结构，并和中生代火山-沉积盆地、大型矿集区出现的位置吻合，因此可以认为这些低T_D值带（区）属岩石圈尺度不连续再活化的综合反映，它意味着大量对流地幔物质的注入陆壳并参与了燕山期岩浆-成矿作用，形成了以铜、金、银、铅、锌、铁等矿产群集的成矿带。如浙赣拗陷是东南大陆内一由不同方向交汇、多期活动、规模最大的岩石圈尺度不连续，在燕山期强烈陆内造山活动以及岩石圈减薄过程中，这种多期次构造-岩浆-成矿的最佳耦合作用，使其成为再活化岩浆活动带和金属矿产巨量堆积的中心。而在拗陷带两侧的隆起区内，由于很少或无火山-沉积盆地形成，且对应的是中深成壳源花岗岩套，其T_D较高，预示着对流地幔物质贡献较少，它与盆地区不同，那里很少或无铜矿床，主要为与钨、锡、钼等矿床有关的成矿作用，指示隆起区内与岩浆-成矿作用有关的构造主要形成于壳内的，而不是达到地幔深度的岩石圈尺度的不连续，其岩浆-流体-成矿物质可能主要来自再活化的陆壳内部。

（三）岩石圈减薄导致燕山期成矿大爆发

中国东南地区中生代出现的岩石圈减薄、壳幔混合型岩浆的强烈活动和大规模成矿作用，虽然有关其形成的动力学机制是西太平洋板块俯冲、还是特提斯构造的延续抑或是两种机制的叠加等造成尚存在争议，但它无疑是岩石圈/软流圈发生灾变事件的结果。从前文区域地球物理、区内火成岩岩石大地构造研究结果可以说明，中生代岩石圈减薄主要发生在J₃—K₁之间，岩石圈/软流圈的灾变才能使起源于软流圈顶部的岩浆（＋成矿物质）上升，并与岩石圈物质发生相互作用（＋萃取的成矿物质），形成壳幔混合型岩浆和成矿物质的迁移，岩石圈/软流圈相互作用形成的岩浆上升冷却，也即从不稳定态转变为相对稳定的平衡态，岩浆中析出流体携带成矿物质聚集，使矿床形成。由于这一过程是在短时限完成的，因此被称之为“燕山期成矿大爆发”，其中隆-拗构造区岩石圈的结构是控制深部过程和岩浆-成矿差异的关键因素。