Question

超大型矿床的形成时代

Answer 1

1. 全球超大型矿床的形成时代

在地球的发展演化过程中，每一个主要的地质时期和大地构造演化阶段都有超大型矿床的形成，但每个时期形成的超大型矿床的数目是不同的。根据裴荣富等 ( 2009) 统计，全球 445 个已知大型超大型矿床主要形成于新生代和中生代，分别约占总数的 36. 6% 和24. 5% ; 其 次 是 元 古 宙、 古 生 代 及 太 古 宙， 分 别 约 占 总 数 的 17. 8% ， 17. 1% 和4. 0% ( 图 10-1) 。

其中，前寒武纪 ( 产于克拉通区) 的和中—新生代 ( 环太平洋构造域、特提斯构造域等) 的超大型矿床合计占 82. 9%，而古生代的超大型矿床数量较少，主要有欧洲的沉积岩型铜矿、美国的 MVT 型铅锌矿等。

地球的成矿历史悠长，从已知最古老的成矿迹象 ( 3800 Ma 左右，据 AGSO Newslet-ter，1996) 算起已有 32 亿年的历史，其中，太古宙-古元古代约占 2000 Ma，中-新元古代占 1230 Ma，古生代占有 340 Ma，中-新生代只有 230 Ma 的历史。笔者按每亿年产生的超大型矿床统计，则结果是 ( 图 10-2) : 太古宙-古元古代平均每亿年 0. 65 个; 中-新元古代平均每亿年 2. 27 个; 古生代平均每亿年 5. 0 个; 中-新生代平均每亿年 21. 7 个。

图 10-1 不同地质时代形成的大型超大型矿床数量统计( 据裴荣富等，2009)

图 10-2 全球超大型矿床按时代的增长率

从上述数字中可以看到，随着地球的发展演化，从老到新，每亿年产生超大型矿床的数目是迅速增加的，大体接近等比级数的增长率。从对现代海洋成矿作用 ( 洋底多金属结核、洋底热水沉积硫化物矿床等) 的速率看，也是很快的 ( 据统计资料) 。这些现象说明，随着地史的发展及岩石圈、水圈、大气圈、生物圈的形成、演化及相互作用，成矿的营力种类增多，聚矿能力增强，以至发展到中—新生代时，超大型矿床有明显增多的趋势。

如果分别按不同的矿种分析，则全球金属的超大型矿床的时代分布是不均衡的。笔者用图 10-3 表示了其中六种金属矿的成矿时代，有些矿床，如铜、铅、锌、金、银等基本上在各个地质时代都有超大型矿床形成。有些矿种的超大型矿床有时代上的偏在性，即只在一、两个地质时代中产生，而在其他地质时代中未见或少见，例如，铁和铀的超大型矿床主要产在前寒武纪，铁矿石储量超过 100 亿 t 的七个矿床全部都在古太古代—中元古代。铝只主要在新生代形成超大型矿床 ( 古陆新生代风化壳上的红土型铝土矿) 。而钨、锡、钼等则主要在中-新生代形成超大型矿床。镍和锰的超大型矿床形成有早有晚，即前寒武纪和新生代均有产出。

图 10-3 主要矿种的超大型矿床形成时代

造成上述形成时代不均衡的制约因素，有待进一步探讨，其中有一点是明确的，即元素丰度差异的影响。在前寒武纪生成超大型矿的金属如 Fe，Ti，Cr 等都是高丰度元素。在中-新生代形成超大型矿床的金属中，除 Al 为大丰度元素外，W，Sn，Mo，Ag，Hg，Sb 等都属小丰度元素。这可能说明，随着地球演化，经过多个大规模的地质-地球化学作用旋回，在逐步成熟的地壳内小丰度元素得以反复地富集，从而在新近的地史时期，得以生成较多的超大型矿床。

关于不同类型超大型矿床的时空分布特征，涂光炽(1994)以热水沉积型铅锌矿和不整合脉型铀矿为例作了阐述。他指出，超大型热水沉积铅锌矿的主要形成时代一个是1300～1700Ma年间(中元古代)，一个是中泥盆世。而不整合脉型铀矿(主要产在加拿大和澳大利亚)的成矿时代多为1100～1400Ma，而且在一个不大的区域内，形成超大型矿床的密集区。戴自希(1996)也指出，全球性巨型矿床的时控性是明显的。绝大多数斑岩铜矿集中在晚白垩世—新近纪及古生代，砂页岩型铜矿则主要出现在元古宙和二叠纪，MVT铅锌矿多集中在古生代，而红土型铝土矿全部产生在古近纪、新近纪和第四纪。

2.中国主要矿床的形成时代

从中国的101个大型和超大型矿床的形成时代看，形成于前寒武纪的有18个，占17.8%，古生代的28个，占27.7%，中—新生代55个，占54.4%。与全球的统计相比，中国古生代的矿床比例偏多，前寒武纪和中-新生代的矿床所占比例稍少些(图10-4)。

图10-4 全球和中国主要矿床成矿时代全球445个矿床，中国101个矿床

中国的前寒武纪陆块包括华北克拉通的面积较小(与北美、南美、非洲和澳洲地块比较)，因而其中产出的大型超大型矿床较少。中国的中—新生代构造域占较大面积，滨太平洋构造域及特提斯构造域均较发育，与全球的上述两大成矿构造域有一致性，因而中—新生代矿床占较大比重。中国的古生代地层，尤其是晚古生代地层(D—P)在华南、华北、西北等区均很发育，华力西期成矿作用显著，因而大型和超大型矿床的比例多于其在全球中的比例，如果减去参与统计的古生代的非金属矿(磷、硫等)，则古生代成矿的比例将降低。由于参与统计的中国矿床的数量较少，除超大型矿床外，又包括了一部分大型矿床，因此，与全球的统计相比较，其可比性就受到一定限制，只有参考意义。