成矿区域划分及地壳演化

一、地壳演化

     古元古代地壳演化主要表现为板内构造和板缘构造的发展，地壳进一步冷却及随之的岩石圈增厚导致有限俯冲，进而导致较薄的、构造上较弱的克拉通内或边缘活动 带的形成，并以发育巨厚的沉积－火山堆积为特征，形成世界性的巨大的条带状含铁建造（苏必利尔型）及层状镁铁质侵入岩和辉绿岩墙群。在由地壳拉薄、甚至有 限分离形成的许多“夭折的裂谷带”中有许多金属矿产形成。伴随同时的或稍后的水平缩短，发生地壳楔的硅铝质堆积和推覆构造，即所谓的硅铝壳活动带型造山作 用（ensialic mobile belt-type orogeny）。当时还没有明显的洋底消减（毕鸟夫型俯冲）。此种造山作用以西南非洲之Damara省为典例，该造山带缺乏大洋打开和闭合的证据(转引 自Sawkins,1990)。在此构造发展阶段，较大的克拉通能支持后克拉通盆地，形成诸如南非威特沃特斯兰盆地内分布广、厚度大的非海相沉积岩及石英 砾岩型铀矿和金－铀矿，一些较大的克拉通还可聚集成一个或几个较大的古元古代大陆。
     自中元古代起，地壳发展进入巨板块构造期。减少的热流产生了一个在大小和成分上接近现代的岩石圈；地球表面已约有相当于现在大陆面积80%的具“花岗岩 层”的大陆。大洋岩石圈相对于大陆岩石圈的负向漂移性的增加，跟板块的较大规模水平位移和威尔逊旋回的出现，即在会聚板块边缘具毕鸟夫带和洋底消减的现代 板块构造体制。于是，在主动的和拖曳的大陆边缘分别发生科迪勒拉型和阿伯拉契亚型地槽及沿着板块碰撞处的造山带。北美西部科罗内兴 （Coronation）地槽在中元古代的碰撞表明在1800Ma就已存在洋底扩张、俯冲和碰撞现象（Mitchell和Garson，1981）。在泛 非带和沙特阿拉伯发现的岩浆弧和蛇绿岩带显示1200Ma的中元古代已有威尔逊板块活动存在（Rogers等，1978）。此外，巨厚大陆阶地楔和冒地槽 沉积的陆内地槽，以及充满粗陆相碎屑岩、漫流玄武岩、碱性杂岩和镁铁质岩墙群的扩张盆地均显示宽阔的大陆克拉通裂谷作用作为一种重要的地质构造作用而第一 次出现了。一个特征性的全球性新元古代－早古生代活动带系统标志着显生宙地壳向现代板块构造体制的根本转变。在中－新元古代还发生一次非常特征的岩浆事件 是在1600～1200Ma的断块型斜长岩、花岗岩和酸性火山岩的Coeval侵位。
     Condie（1982）在综述了古、中元古代序列的组合后认为，1700Ma之前的构造时期是克拉通盆地或稳定大陆边缘构造，其后则是更活动的环境、频 繁的大陆裂陷和局部俯冲发生，在1989年举行的第28届国际地质大会期间，国际地层委员会讨论和通过了前寒武时代的新划分方案。该划分方案依据主要的和 广泛发育的古元古代和中元古代时期造山作用和克拉通的发展特征，把二者界线定在1600Ma（有的代表认为是1800Ma），把古元古代由老至新分为成铁 纪（Siderian, 2500～2300Ma）、层侵纪（Rhyacian, 2300～2050Ma）、造山纪（Orosirian, 2050～1800Ma）和稳化纪（Statherian, 1800～1600Ma），把中元古代的第一个纪称为盖层纪（Calymmian, 1600～1400Ma）（参见全国地层委员会（2001）的《中国地层指南及中国地层指南说明书》所附之国际地层表）。根据中国前寒武时代地壳演化特 征，中国学者大多选择1800±100Ma作为古元古代和中元古代的界线年龄。1800～1600Ma的地层大致相当于华北地台的长城系，列为第一个地台 型沉积层，常与其上的蓟县系和青白口系共同产出（任纪舜等，1999）。
     Mitchell和Garson（1981）认为元古宙之前的构造环境和大型全球构造活动与现代的构造环境和大型全球构造活动不同，尤其与后来的元古宙相 比，元古宙之前没有大型的大陆内部裂谷，尽管有些证据说明当时可能有小型陆块碰撞，但不可能发生沿毕鸟夫带的洋底俯冲，因而用今天存在的构造环境的术语去 探讨太古宙的成矿作用是不恰当的。
     Windley（1984）指出，由沉积作用、岩浆作用、变质作用和成矿作用形成的许多岩类和矿床具有时代特征，特别是各大陆上相关的单个岩套及其伴生构 造也严格相似，虽然存在一些穿时性。这些特征显示大陆增长和演化在不同地方曾经历了可比较的阶段。问题是这些演化所循的形式，如循环的（Cyclic）、 单向的（unidirectional）和重复的（repetitious），存有广泛争议。他认为大陆在3800Ma期间内演化至现今型式经历了大致对 应于太古宙、元古宙和显生宙这样三个明显不同的阶段，这些阶段的构造型式是大陆增生之聚集、稳定化和裂解条件的反映，受控于早期历史的巨大热量，并强调太 古宙-元古宙界线（约2500Ma之前）和元古宙（初）克拉通化的重要性，即地壳生长的最重要时期是在全面活动的新太古代，至古元古代时大陆已达到大致接 近现今的大小、厚度和稳定性，而新获得的稳定性导致现代型式板块构造从古元古代开始演化。Windley（1995）把大陆、大洋和地幔演化结合为一个地 球演化系，细分出10个阶段：
     1）4.0Ga之前－冥古宙阶段
     2）4.0～3.2Ga－洋内生长和初始岛弧和大陆
     3）3.2～2.6Ga－大陆生长重要高峰期
     4）2.6～2.4Ga－太古宙-元古宙界线和超大陆
     5）2.4～2.0Ga－大陆裂解
     6）2.0～1.6Ga－重要的地壳增长
     7）1.6～1.4Ga－超大陆
     8）1.4～1.0Ga－格林威尔造山带
     9）1.0～0.5Ga－两个超大陆和泛非造山带
     10）0.5Ga～现在－二个威尔逊旋回和一个超大陆

    二、成矿区域划分

     成矿域及其所含之成矿区（带）划分是成矿规律研究的集中表现和矿产勘查的基础，也是成矿地质背景、诸多控（成）矿因素和矿床地质的深入研究的综合性成果。
     成矿区（带）一词与“金属成矿省”术语相关联。早在20世纪初，地质学家就已运用“成矿省”的概念。Bateman（1950）把成矿省定义为一个以较丰 富成矿作用，并主要以一种类型为特征的地区。Petrascheck（1965）把成矿省定义为一个由成矿作用形成的，含有相关矿物成分、形态、类型和地 质年代的地区，即把“成矿省概念限用于主要构造事件内的构造阶段”。当代美国著名矿床学家Guilbert和Park（1986）认为成矿省的概念现在可 被使用于上述二种意义上，并认为一个成矿省的大小可以从单一的矿化区到长达数百至数千公里的地区，如巨大的加拿大地盾被定为一个成矿省，美国科罗拉多中部 的Climax-Urad-Henderson-Crested Butte地区是一以一个主要成矿期和Climax型钼矿床为特征的成矿省。显然，后一例之成矿省也就相当于中国学者所称之地区性成矿区（带）或矿集区。
     В.И.Смирнов（1982）在《矿床地质学》最后一章讨论矿床的区域分布规律时，按照一定成矿时代的矿床发育地区圈定成矿省的原则，将前苏联划分 为阿尔卑斯的、基米里的、海西的、加里东的及里非、元古代和太古代的5个成矿省，但同时指出，各个后继成矿时代的矿化可以叠生在先期形成矿床分布地区而形 成多旋回成矿区 ，强调大多数被矿化地区的成矿作用之多旋回特征，并指出确定褶皱带（造山带）的成矿省，最好以分出成矿时代最年轻的矿床分布地区作为根据。
     成矿区（带）的划分级别可从全球性的成矿域，到大区域性的成矿省、区域性的成矿区（带）及地区性的成矿亚区（亚带）、成矿小区（小带）等不同级别。陈毓川 (1999)在其主编的《中国主要成矿区带矿产资源远景评价》专著中，将中国的主要成矿单元分为5级：其中，Ⅰ级者为全球性成矿区（带），用“成矿域”一 词表示，并分出古亚洲、滨西太平洋、秦祁昆和特提斯－喜马拉雅4个成矿域。
     成矿域的划分与大地构造单元的划分密切相关，但不完全等同。不同学者由于对成矿构造（Metallotect）的认识差异或强调点的不同，往往作出不同的划分。
     李春昱（1980，1981）是我国最早用板块构造讨论区域成矿规律的学者之一。他分出四个一级成矿域，即喀拉麦里－索伦山缝合带以北的北方成矿域，包括 塔里木和华北地块及其南北缘地槽区的中部成矿域，东部的滨太平洋成矿域和西南的特提斯成矿域。然而，李春昱（1986）在为Mitchell和 Gurson（1981）的《Mineral Deposits and Global Tectonic Setting》所写中译本序中，又提出以板块缝合线作为一个构造域的中心，把中国分为四大构造域及相应的四大成矿域，即西伯利亚板块、塔里木板块、中朝 板块及哈萨克斯坦板块之间的缝合线为中心的中国北方构造域/成矿域，中部以塔里木－中朝板块以及与华南及东南亚板块之间的缝合线为中心的秦祁昆构造域/成 矿域，西南部以华南－东南亚板块与拉萨－冈底斯板块及印度板块之间的缝合线为中心的中国西南部构造域/成矿域，及东南沿海一带以华南－东南亚板块与菲律宾 板块之间缝合线为中心的东部沿海构造域/成矿域。这两种划分方案皆未给出图示。
     郭文魁（1987）主编的《1：4000000中国内生金属成矿图》以黄汲清指导、任纪舜等（1979）编制的《1：4000000中国大地构造图》为底 图，依据我国地壳发展演化及伴随的成矿作用的区域性特征，划分出古亚洲、滨太平洋及特提斯－喜马拉雅3个成矿域，并将滨太平洋成矿域分为东北、华北和华南 三个成矿省，共计66个成矿（区）带。古亚洲成矿域包括了昆仑山－祁连山－西秦岭（礼县－柞水）诸成矿带，但东秦岭（北秦岭）被归入滨太平洋成矿域之华北 地块成矿省。
      裴荣富（1995）主编的《中国矿床模式》专著把矿床模式的构造背景－成矿环境－矿石岩石组合分为前寒武纪、古亚洲、特提斯－喜马拉雅及滨西太平洋4个构 造成矿域，并进一步细分出27种成矿环境。其中，前寒武纪构造成矿域乃因前寒武纪成矿作用之特殊性和重要性而独立分出的。裴荣富（1998）又把中国特大 型矿床的成矿地质背景分为前寒武纪、古亚洲、秦祁昆、特提斯－喜马拉雅和滨西太平洋5个成矿构造域。
      陈毓川和陶维屏（Yuchuan Chen and Weiping Tao，1995）在《中国金属、非金属矿产》一文中分出前寒武纪中朝－扬子古陆、古亚洲、中－新生代环太平洋、特提斯成矿域和秦岭－祁连山－昆仑山5个 成矿域。作者强调中朝和扬子陆块前寒武纪成矿作用的重要性，显生宙以来的成矿域具洲际性特征，并在李春昱（1986）之后再次分出秦祁昆成矿域，指出该成 矿域横贯中国中部，是介于南北地块之间的长期活动的构造－岩浆－沉积－成矿带。
      朱裕生等（1999）把中国分为滨西太平洋、古亚洲、秦祁昆和特提斯－喜马拉雅4个成矿域，并进一步分为18个Ⅱ级成矿区（带）和22个Ⅲ级成矿带，并反映在陈毓川（主编）（1999）的《中国主要成矿区带矿产资源远景评价》专著中。
     陈毓川（主编）和朱裕生(副主编)(1999)在《中国矿床成矿系列图》中分出中亚－东亚、滨西太平洋、特提斯－喜马拉雅、秦岭－祁连－昆仑和前寒武纪地块5个Ⅰ级成矿域。
     翟裕生等（1999）在《区域成矿学》中，依据区城成矿分析与区域地质地球化学特征和演化历史相结合的原则，以区域大地构造演化为基础，区域构造、成矿时 代和区域岩石圈三者结合作为划分成矿域的依据，分出为天山－兴蒙、塔里木－华北、秦－祁－昆、扬子、华南和喜马拉雅－三江6个成矿域，并进一步分出27个 成矿带。此处的成矿域大致与一级构造单元相近。徐志刚（1990）在“七五”国家科技攻关项目《中国东部有色金属矿床综合预测研究》课题中，在编制 《1：2000000中国东部铜、铅、锌、钨、锡、钼成矿图》时，曾以“矿石即是岩石，不同类型矿石往往形成于不同类型环境” （Stanton,1972），“许多矿床往往偏爱某种地质历史和地质环境”（Guilbert和Park,1986），“成矿省概念限用于主要构造事件 内的构造阶段”（Petrascheck,1965）的思想，结合全球和中国东部构造演化和地史上成矿作用渐进变化和旋回性相结合的螺旋式发展的思想，以 板块构造学说为主线，结合地槽学说和地台活化学说，把中国东部地壳演化和主要有色金属成矿分为三大构造发展时段，26个成矿环境区，54个成矿带，即在早 前寒武纪时段之太古代陆核形成期和古元古代板内和板缘构造发展期，晚前寒武纪－古生代/中生代初之沟－弧－盆板块构造（地槽和地台）发展期和中－新生代滨 太平洋大陆边缘构造（地台活化和地槽）发展期。在晚前寒武纪－古生代末/中生代初之沟－弧－盆发展时段，以古板块为中心，缝合带为边界，包括古板块周缘增 生带（地槽区）作为划分构造/成矿域的原则，分出西伯利亚古板块南侧地槽区构造/成矿域、华北古板块及其北、南侧地槽区构造/成矿域、扬子古板块北、南 （东）侧地槽区构造/成矿域及华夏古板块及其西侧地槽区构造/成矿域。王鸿祯等（1990）及王鸿祯和莫宣学（Hongzhen Wang and Xuanxue Mo）（1995）也作出了类似的构造域划分。