地质构造演化对铁矿成矿的控制

地壳演化对成矿的控制~

无论是变碎屑岩中脉型金矿，还是细碎屑岩-碳酸盐岩中微细浸染型金矿床，均分布在华南板块和塔里木-华北板块的后太古宙沉积增生体中，在两大板块发展演化过程中，经历了多次“裂离”、“闭合”，在不同阶段形成了对成矿有直接影响的含金建造和多期次的成矿热事件。
（一）华南板块构造演化对成矿的控制
在华南板块，两类金矿分布于以扬子古陆为核心的、包括南华活动带、昆仑-南秦岭活动带和松潘-甘孜活动带中，形成于不同时期，受不同地质构造发展阶段的控制。
1.陆核形成阶段
古元古代末期的吕梁运动，完成了华南古陆的第一次克拉通化。组成其结晶基底的岩石包括康定群、八都群和水月寺群（即原崆岭群）等，康定群是由原岩为中基性火山岩、中酸性火山碎屑岩及沉积岩经变质而成的斜长角闪岩、变粒岩、片麻岩、角闪片岩及混合岩，水月寺群和八都群都是由基性火山岩及沉积岩经变质而成的中深变质岩系。特别是这些岩系的下部，构成了华南板块最早的、直接来自于上地幔或下地壳的原生含金建造。
2.陆块形成阶段：（四堡期-晋宁期）
中元古代初期，随着古陆壳的裂解，华夏古陆自扬子古陆裂离，二者之间以狭窄的南华洋盆相隔。在扬子古陆的陆缘及陆内，发育有许多裂陷盆地和裂陷槽。在西南部的陆内裂陷盆地中，沉积相对稳定，形成了以昆阳群和会理群为代表的、由陆源碎屑岩夹碳酸盐岩组成的复理石建造。在北部的陆缘裂陷槽中，海底火山活动强烈，形成了碧口群下亚群和郧西群的基性火山岩-酸性火山-沉积碎屑岩建造。在古陆南缘的江南地区，由于南华大洋不断向北俯冲，形成一套巨厚的“沟弧盆”体系沉积，包括四堡群、梵净山群、冷家溪群、双桥山群在内，主要由陆源碎屑、凝灰质、泥质及碳酸盐岩等组成的复理石建造，浊流沉积发育，不同地区还夹有基性、中基性及中酸性火山岩等。浙江西部的双溪坞群则以细碧岩-石英角斑岩为主。在上述裂陷槽沉积中，既有来自于基底（第一结晶基底）的物源供给，又有海底火山喷发及喷气，以及广泛发育的浊流沉积、复理石建造等，形成了有丰富物质来源的含金建造和赋矿层位。已有资料表明，在这套复理石建造中所夹的凝灰质岩，含金普遍较高，最高可达320×10-9，浓集系数达80。显然，它们对这个地区的金矿成矿有重要作用。
发生在中元古代末（1000±Ma）的四堡运动，主要影响江南地区，其他地区表现较弱。在江南地区，由于华夏古陆向扬子古陆的俯冲、碰撞而强烈活动，表现为广泛褶皱变形、区域变质、韧性剪切和岩浆侵入。与此相伴的首次构造热事件，可导致金元素的初步活化。
新元古代早期（青白口纪），扬子古陆西南继续沉积昆阳群和会理群，西北陆缘为上碧口亚群，北部陆缘裂谷为耀岭河群。其中上碧口亚群由基性和中酸性熔岩组成，具有“双峰”式火山岩套特点，耀岭河群由碎屑沉积岩和基性火山岩组成。就其形成环境和金元素的丰度来看，都具有形成含金建造的条件。在江南地区，由于华夏古陆与扬子古陆的再度裂离，形成了板溪群复理石或类复理石建造，其间浊流沉积发育，局部夹基性到中酸性火山岩。这是江南地块上最为重要的含金建造和赋矿层位。
青白口纪末（800±Ma）的晋宁运动，使扬子古陆与华北古陆碰撞聚合（扬子板块向华北板块俯冲），形成了古中国联合大陆。在扬子古陆，表现为所有四堡期和晋宁期的岩层强烈褶皱变形，韧性剪切剧烈，以及区域变质和动力变质，使扬子古陆基底进一步固结。与此同时，广泛的构造热事件，使金元素活化迁移或初步富集，这是扬子陆块上一次较普遍的矿化活动时期。
3.中国统一大陆形成阶段
澄江-加里东期，为扬子陆块增生和南华活动带演化阶段，从震旦纪开始，出现了“槽”、“台”分野的构造格局。在扬子陆块内以微扩张、陆表海的垂直加积为主，边缘局部坳陷较深。在西南部，如黔南坳陷以深水还原沉积为主，其中富含汞、锑、金等成矿元素，成为微细染浸型金矿矿源层和较早的赋矿层位。在北部陆缘活动带，即西秦岭-南秦岭地区，在拉伸“掀斜”作用下发生裂陷，从浅海向深水过渡的斜坡地带，海底气液喷流活动较强，与陆源碎屑一道，形成了由硅质岩、泥质岩、碎屑岩夹灰岩组成的“碳、硅、泥”建造（如西秦岭的寒武-奥陶系太阳顶群），构成了这个地区重要的矿源层和赋矿层。在南华地区，裂谷海槽发育，这时华夏陆块已大部被肢解，只在海南等地有小块的古陆残留。在海槽内形成了深水、滞流、缺氧条件下的寒武纪黑色岩系，即粤西桂东的八村群和水口群。其中金含量较高，在各矿区的围岩中，金的平均含量为（6.94～29.45）×10-9，富集系数3.85～16.30。成为提供矿质和赋存矿床的重要层位。
志留纪末的加里东运动，在南华地区表现强烈，其结果使南华裂谷封闭褶皱，并与扬子古陆联为一体。与此同时，伴随着褶皱变形、区域变质、混合岩化、岩浆侵入，以及成矿热事件的发生，成为南华地区寒武系中金的活化和初步富集时期。
华力西期-印支期，在华南板块不同部位的活动形式差别较大。在南华活动带和扬子陆块内（两者已连为一体）以伸展沉陷的陆表海沉积为主。在扬子陆缘区，包括南华活动带与扬子陆块南缘的过渡地带，以裂陷海盆的冒地槽沉积为主。处在扬子陆块西南缘的黔、桂、滇三角地区和西缘的松潘-甘孜地区，受古特提斯洋的影响较大，在海盆内形成有浊流沉积的细碎屑岩-碳酸盐岩建造，其中所夹的“黑色岩系”金丰度较高，变异系数较大，具有矿源层意义。二叠纪时，由于拉张作用加强，裂陷加剧，导致了大面积玄武岩流喷溢和广泛的热水硅质沉积，同时提供大量初始成矿物质。在陆块北缘的西秦岭-南秦岭地区，沿袭加里东时期的裂陷沉积，但海水较浅，主要为浅海潮坪相碳酸盐岩。在碳酸盐台地边缘或礁后，在还原条件下形成暗色泥灰岩和细碎屑岩沉积，富含有机碳和成矿元素。
二叠纪末的华力西运动，在秦岭裂陷槽的北部表现较强，形成礼县-柞水华力西褶皱带，并伴随有岩浆侵入活动。
早三叠世-中三叠世，导源于西部特提斯的平移拉张，使黔桂滇地区和西秦岭地区的裂陷进一步加深，成为古特提斯洋的东延部分，沉积了包括浊积岩在内的复理石建造（或类复理石建造）和部分碲酸盐岩建造。在松潘-甘孜地区，经过晚二叠世末至早三叠世的上升隆起后，中三叠世-晚三叠世时期重新裂陷，形成与古特提斯洋相连通的小洋盆，沉积了以细碎屑岩为主的复理石建造和碳酸盐岩建造，并夹有火山熔岩和凝灰岩层。在上述裂陷槽内，斜坡地带发育，地壳活动频繁，并有海底火山和气液喷发，金的初始浓集明显。所形成的沉积建造，构成了这些地区最重要的赋矿层位。
中三叠世-晚三叠世末，从东向西发生的印支运动，对印支海槽区影响强烈，其结果导致各裂陷槽的最终封闭。构造作用表现为以挤压推覆为特点，一些地壳表层构造与基底断裂相连，深部形成隐伏岩体。在构造挤压和岩浆热动力作用下，矿源层中矿质活化，从而发生早期的金矿化作用。
4.陆内改造阶段（燕山期-喜马拉雅期）
东部受滨太平洋构造运动和西部受新特提斯构造运动的影响，主要表现为陆内拉张与挤压逆冲，并伴随岩浆浸入活动，这是金的又一重要成矿期。
（二）华北陆块地壳演化对成矿控制
在太古宙刚性克拉通基础上，于古元古代出现若干裂谷活动带，其中沿北东边缘出现的辽东裂陷带，在太古宙绿岩带的基础上，形成了具有浊流沉积特征的辽河群以及老岭群。都是以陆源细碎屑为主，夹火山岩和碳酸盐岩沉积。其中含金、砷、锑、钴、镍等成矿元素和沉积同生黄铁矿较多，代表这个地区古元古代陆缘增生带中的含金建造。
古元古代末的吕梁运动，完成华北陆块第二次克拉通化，使古元古界发生较强烈的褶皱变形，脆-韧性剪切和区域变质作用。在与之相伴的构造热事件中，导致了金的活化迁移。
吕梁运动后，华北陆块进入克拉通内部沉陷和边缘裂离海槽，分别形成稳定型盖层沉积和陆缘裂谷优地槽沉积。自晋宁运动之后，华北陆块普遍隆起，到加里东期转为非均衡沉降，广泛发育陆表海沉积，其间经历了加里东运动的隆起和上古生代的海陆交替相沉积。早三叠世末以后，由于受太平洋板块对亚洲板块俯冲的影响，与我国东部一起卷入了大陆边缘活动带中，导致了盖层褶皱，岩浆活动，原有断裂复活以及新断裂的产生，并伴随构造-岩浆热液，对金成矿起叠加、改造和富集作用。

根据前述区域地质构造特征，以及该区盛产的多金属、贵金属等矿产分布来看（图1-11），所有这些矿产在时空分布特征上与大地构造关系极为密切。不同的矿产资源受控于不同的大地构造格局或大地构造环境，不同的大地构造体制、格局、环境，形成不同的岩浆作用的矿产组合类型。
1.大陆裂谷体系成矿作用阶段
大陆裂谷体系以具双峰式海相火山沉积岩为特征，在此火山喷发的间歇期发生了强烈的火山喷气成矿作用，形成了研究区以清水沟—尕大坂一带铜、多金属矿床（点）为主的铁－铜－硫系列矿产（邬介人等，1998）。除此之外，还在铜、多金属矿体内或围岩中伴（共）生有金矿床（点）或金矿化，如郭米寺、尕大坂、下沟、弯阳河、下柳沟西山梁和拴羊沟等。
2.古板块构造演化成矿作用阶段
北祁连山大陆裂谷自晚寒武世逐渐向大洋裂谷演化，到早中奥陶世进入沟 弧－盆共同发展的板块构造演化阶段，大致沿黑河一带形成大洋裂谷系，生成洋中脊型蛇绿岩，其中产有岩浆作用成因的铬铁矿、铜镍矿和火山喷气－沉积成因的铁矿、铜（锌）矿、铅锌、多金属型矿床（点）等（玉石沟、阴凹槽等）。此后，在造山作用过程中，大洋中脊型蛇绿岩仰冲到托勒山北坡一带，形成与构造挤压相叠加的蛇绿岩杂岩有关的构造蚀变岩型金矿床（点），如川刺沟、红土沟、热水大坂、撒拉河等。
随着洋盆扩张，大洋板块冷却，逐渐致密，继而自SW往NE方向向华北大陆板块俯冲，由于俯冲作用诱发产生岛弧火山作用，形成与原大陆裂谷双峰式海相火山岩或含矿岩系相伴出露的早中奥陶世俯冲杂岩和岛弧火山岩系。岛弧火山活动驱动海底火山堆积物中的热卤水形成循环体系（邬介人等，1994、1996），并在岛弧火山作用所派生的酸性凝灰质沉积岩中形成块状硫化物及金的工业堆积（如二道沟、野马沟、大岔西岔、寺大隆、桦木沟、直河、银灿、浪力克等）。
由于俯冲作用引起的该火山岩带在区域上表现为韧性剪切构造十分发育，已知的原生金矿床（点）均受到韧性剪切带或构造蚀变带控制。金的化探异常也与该构造一致，呈带状分布。就目前掌握的资料来看，寒山金矿及青分岭（团结）金矿就产于该岛弧火山岩带中。结合寒山金矿的发现，在具找寻原生金矿前景的北祁连山中段（青海省境内）早古生代火山沉积岩区韧性剪切带或构造蚀变带，亦包括黑河以北已知的黄铁矿化强构造蚀变区段，获得找金工作的突破是大有希望的。

图1-11　北祁连山地区沟－弧－盆体系多金属、贵金属矿床（点）分布示意图（据夏林圻等，1998，修编）

Ⅰ—塔里木－中朝板块；Ⅱ—走廊弧后边缘海区；Ⅲ—北祁连山沟 弧－盆体系；Ⅳ—中祁连陆块。1洋盆扩张脊；2—弧后盆地扩张脊；3—裂谷岛弧或岛弧带；4—俯冲带；5—被动陆缘裂谷；6—深断裂、走滑断裂及构造分区；7—铜多金属（金）矿床（点）；8—金矿床（点）
由于俯冲作用的加强，在岛弧火山链的后方发生拉伸，形成弧后盆地，并发育弧后盆地扩张脊型蛇绿岩，这些蛇绿岩中的中基性火山岩内产有喷气火山成因的铜（金）、多金属矿床（点），如九个泉、石居里及北祁连山东段老虎山猪嘴哑巴等。
中—晚奥陶世时，由于古浪运动造成大洋盆地缩减，转化为残留洋盆；晚奥陶世时北祁连山是残留洋盆的演化时期。从早志留世开始，残留洋盆已转化为海盆，这一时期主要表现为残留海盆碎屑建造，而火山活动变得微弱。截至目前还未见有金矿方面的报道，仅在肃南一带发现了沉积型微细粒蓝辉铜矿矿床。
泥盆纪为碰撞造山带上升期，至今未见有这一时期形成的矿床。
从石炭纪开始，北祁连山造山带进入陆内造山阶段，该阶段的前期为上叠盆地期，从石炭纪延续到三叠纪，造成时空跨度都较大的滨浅海沼泽环境，为该期北祁连地区煤炭资源的成矿作用创造了条件。该阶段后为盆－山构造期，成矿作用以煤炭、石油、蒸发盐类及砂金为主。北祁连山火山岩带韧性剪切蚀变岩型金矿正是这种多阶段富集成矿作用的产物。
总之，北祁连山大地构造与古板块运动的演化历史和成矿信息告诉我们，北祁连山海相火山沉积岩地区有金成矿的良好环境和地质条件，有金来源的矿源层，具有金矿的潜资源优势。在此火山岩带内注意寻找有利于金元素活化、迁移、再富集的加里东期及其以后多阶段的地质事件叠加改造相对集中的区段（如构造破碎蚀变带、多期次的韧性、韧脆性剪切构造蚀变带、糜棱岩带、多期次岩浆侵入体相对集中区段等），坚信这一点，在以后地质研究与找矿实践中定会有新的突破。

特定的铁矿成矿作用是特定的地质构造环境的产物。随着地质构造环境的变化，铁矿成矿作用的特点也发生相应的变化。主要的铁矿成矿事件如下。

一、太古宙—古元古代火山喷发－沉积事件

太古宙—古元古代时期，地壳很薄，来自地幔的基性－超基性岩浆大面积喷发于广袤的海洋中。此时恰值全球大气缺氧期，海底基性火山岩中丰富的铁质大量以二价铁的形式溶解在海水中，形成富含铁质的海水。25亿年左右，大气中氧气大量聚集，即发生了全球大氧化事件，海水中溶解的二价铁被氧化，以三价铁的形式沉淀于海底，形成条带状铁建造（BIF），后经区域变质改造，形成我国的鞍山式沉积变质型铁矿床。这类铁矿分布于华北克拉通等古陆核及其边缘，以鞍本、冀东铁矿集中区为代表，在新太古代克拉通区，往往形成许多大型或超大型铁矿床，如辽宁鞍本地区鞍山岩群中的铁矿、冀东滦县群和遵化岩群中的铁矿、北京密云地区四合堂群、山西五台群、山东泰山群、河南登封群以及安徽霍丘群中的铁矿床等。

古元古代，形成一些大型沉积变质型铁矿床，如山西吕梁群中的袁家村铁矿和冀东朱杖子群的柞栏杖子铁矿，云南大红山铁矿也形成于古元古代。

这一时期形成的铁矿床累计查明资源储量占全国的45％左右。

二、中－新元古代裂解事件

中－新元古代，受全球性裂解事件的影响，在古陆边缘附近产生了规模不一的裂谷、裂陷槽或拗拉槽，沉积了巨厚的碎屑岩和碳酸盐岩，并伴随有不同规模的火山喷发，形成了云南大红山式海相火山岩型铁铜矿、华北地台北缘宣化一带的宣龙式海相沉积型赤铁矿、华北克拉通上17亿年左右的河北大庙式岩浆型铁矿、四川泸沽式接触交代－热液型铁矿等多种铁矿类型。内蒙古白云鄂博式沉积变质型铁铌稀土矿床和海南石碌式沉积变质型铁矿的形成时代和成因虽有较大争论，但其主体可能形成于中新元古代。8亿年左右，受“雪球地球”事件的控制，形成了我国南方的新余式和祁东式（江口式）沉积变质型铁矿。

三、晚古生代早期华南海侵事件

该事件出现在我国南方湖南、广西、广东、贵州、湖北、江西、福建等省区。海侵始于泥盆纪初，并由西南向北、向东北进发，所以随海侵方向其地层层位逐渐升高，而沉积相也随之不断变化，从而导致有用组分在较大范围内堆积。铁和锰、磷通常在沉积海盆的潮坪相与台地相之间，以胶体的形式沉淀成矿，形成我国南方广布的宁乡式海相沉积型富磷赤铁矿矿床。

我国秦岭地区的大西沟式海相沉积型铁矿也形成于泥盆纪，但以菱铁矿为特色，可能与海底喷气－沉积成矿作用（SEDEX）有关。

四、晚古生代火山喷发－侵入事件

晚古生代火山喷发－侵入事件包括海相火山喷发－侵入事件和陆相火山喷发－侵入事件。

海相火山－侵入事件出现在活动带中，分布较广，主要分布于新疆阿尔泰、天山和内蒙古等地，形成阿尔泰蒙库、天山雅满苏、式可布台、莫托沙拉、内蒙古谢尔塔拉、黑鹰山等海相火山岩型铁矿。

陆相火山－侵入事件发生于扬子克拉通西缘的大陆裂陷环境，以基性岩浆活动为主，形成时代为250 Ma左右。岩浆侵入形成攀枝花式岩浆型钒钛磁铁矿床；岩浆喷出地表则形成了峨眉山玄武岩。玄武岩中铁含量高，以磁铁矿为主，磁性强，但磁铁矿分散，品位低，没有工业价值。

五、中生代滨西太平洋构造－岩浆事件

该事件出现在中国东部地区，尤其是沿海地区，它是受太平洋板块运动影响使中国东部陆内发生NNE向的构造形变，并置于前中生代构造层之上，同时伴有大规模陆相火山喷发与岩浆侵入活动。喷发作用以侏罗纪晚期最强烈，长江中下游地区宁芜、庐枞等陆相火山岩盆地中发育的宁芜式和庐枞式陆相火山岩型铁矿（玢岩铁矿）与这一构造－岩浆事件有关；侵入作用于燕山期最鼎盛，长江中下游地区大冶式、华北克拉通内部邯邢式、莱芜式、闽南－粤东和东秦岭地区的矽卡岩型铁矿与该期构造－岩浆侵入事件有关。

六、全新世—更新世风化堆积事件

该事件分布甚广，主要在我国东部和南部，主要形成风化淋滤型（现代风化沉积型）铁矿床，次为陆相沉积型菱铁矿和沼铁矿，此外，还有滨海砂铁矿，如台北沿海的砂铁矿床，但上述铁矿大多属于中小型。

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