成矿区域

如题所述

(一)概述

地壳中的矿产在空间和时间上的分布都是不均匀的,在地壳中某种或某些矿产大量集中的那一部分地区,称为成矿区域。在一个成矿区域中,矿化往往集中地发生在某个或某些地质时期内,这样的在地质历史中矿化比较集中的时期,称为成矿时代。

成矿区域和成矿时代都是概括性的用语,集中多少矿产的区域叫成矿区域,发生多少成矿作用的时代叫成矿时代,都难以严格规定。我国南岭地区钨、锡、锂、铍等矿床很富集,形成了钨、锡成矿区域。这些矿床主要与燕山期的构造—岩浆活动有关,成矿时期就是燕山期。

成矿区域是已知矿床集中和具有资源潜力的地质单元,它可以是一个独立的大地构造单元,也可以跨越两个或两个以上的大地构造单元。每个成矿区域中都有特定的成矿环境和发生的成矿系统。科学地圈定成矿区域和对成矿区域分级(成矿域、成矿省、成矿带、矿带等)是区域成矿学的基础研究内容,也是深入探讨成矿规律的前提。

在成矿区划研究中,朱裕生、徐志刚等有过多年探索,本节下列的(二)、(三)、(四)部分内容主要参考了他们的研究成果。

图3-19 中国主要矿产成矿演化趋势

表3-18 全球主要成矿期及其地质构造背景

续表

(二)成矿区域圈定的原则

在广阔的区域中如何圈定出成矿区域,是一个复杂的工作,目前尚无严格的定量方法,但有约定俗成的做法,一般是考虑以下原则:

(1)区域矿产在空间的集中分布是圈定成矿区域的首要依据,一般在一个成矿区(带)中都有大型矿床产出,且矿床(大、中、小)常成群分布。

(2)按大地构造和区域构造性质划分成矿区域。地球物质运动的主导形式是构造运动,大地构造的形成和演化制约着有关的沉积、岩浆、变质、流体等作用。大地构造运动的转化过程(如挤压→拉张、沉降→隆升……)是成矿物质在壳幔中重新分配和再分配的过程。它控制了区域成矿作用的发生、发展和演化。成矿区域的形成是区域地质构造演化的产物。因此,区域地质构造演化和区域成矿作用的一致性应作为划分成矿区域的一个原则。

(3)成矿区域与成矿系统相对应。如前所述,成矿系统包括成矿作用及产物的这一整体是在一定的地质环境中发生,而成矿区(带)则是成矿系统形成和演变的地质环境,是成矿系统的载体。正是成矿环境中地层、构造、岩石、变质、流体等条件耦合,促成了成矿元素的高度富集。换言之,正是由于成矿系统发生和存在于该地域中,才能使该地域区别于一般区域而成为成矿区(带)。一般在成矿区域中,应包括1个以上的成矿系统。

(4)以重要地质界线作边界,逐级圈定。克拉通、造山带、大盆地的边界是最基本的地质界线,可以其为基础划定成矿区域边界。在圈定我国各级成矿区(带)的实际操作中,首先圈出全球性的成矿域(Ⅰ级),再圈定其以下的各级成矿区(带)是可行的方法。

(5)以区域成矿作用为地质理论依据,物、化、遥资料印证。成矿系统作用的产物是矿床系列和各种异常,因此,成矿区(带)中除赋存着各矿种和矿床外,均有自身的地球物理场和地球化学场。各类场的边界也是各级区(带)边界定位的参考依据。至于遥感影像特征从更宽广的范围反映大型地质构造单元的边界,更是圈定成矿区(带)的佐证,物、化、遥资料间接地印证了成矿区(带)边界的位置和反映地表以下不同深度的地质体特征。

成矿区(带)命名常冠以构造单元(或地方名)名称和区域成矿作用发生的主要地质年代、主要成矿元素或组合,如云开隆起燕山期金锡锰银稀有金属成矿区。

(三)成矿区域的分级

成矿区域有大有小,有不同的层次和级别。按成矿作用涉及的范围和成矿地质背景,可将成矿区域分为三级,即成矿域、成矿省和成矿区(带),各级所涉及的成矿作用内涵简述如下:

Ⅰ级——全球成矿域:即跨洲际的全球成矿构造单元,它反映全球范围内核、幔、壳物质运动的不均一性,一般与全球性的巨型构造相对应,它是在全球性大地构造-岩浆旋回期间发育形成的,出现特定的区域成矿系统和相应的矿化类型。在全球范围内,目前已划定多个成矿域,如滨太平洋成矿域、古亚洲成矿域和特提斯喜马拉雅成矿域等。一个成矿域内经历多阶段构造-岩浆作用或构造—沉积作用演化,出现多期次叠加和改造等复杂的区域成矿作用,形成的矿床类型和矿种较多,可以划分出多个成矿系统和矿床系列。

Ⅱ级——成矿省:是I级成矿域内部的次级成矿单元,与大地构造单元相对应或跨越多个大地构造单元的成矿浓集区,其区域成矿作用是全球性大地构造—岩浆旋回演化的某一阶段或作用于不同性质古构造单元而造就的成矿单元,同时出现了相应的区域成矿作用。特定的成矿地质背景和成矿作用演化过程控制了成矿物质的富集,赋存的矿床类型明显受多级或多种构造形式控制,矿床集中区分布在该成矿省特定的构造部位。赋存的矿种和矿床类型与构造地质背景有关,具有明显的区域成矿特征,如华北陆块金银铜多金属成矿区、华南活动带钨锡铅锌银金锑铜铝土矿锰矿稀有稀土成矿区。区内可划出一个或一个以上的成矿系统。

Ⅲ级——成矿区(带):是在Ⅱ级的成矿省内的单一成矿地质背景(如岩浆弧、海沟、裂谷、隆起区、凹陷区等)范围内圈出的低级次的成矿区(带),在有利成矿区段内受区域成矿作用控制的几种矿床类型集中分布的地区。是区域成矿专属性相关成矿信息集中分布的空间,在此级带内可划分出一个成矿系统,如长江中下游燕山期铁铜金硫铅锌成矿带。

在一些地质构造复杂的地区,各个地质时期均可形成相应的成矿区(带),因而在这些地区存在不同地质时期成矿区(带)的重叠,构成复杂的区域成矿景象。

在成矿区(带)之下的矿化单元是亚区(带),如长江中下游成矿带中的铜陵成矿亚区;在成矿亚区(带)之下是矿田,如铜陵成矿亚区中的狮子山矿田,矿田之下则为矿床。因此,矿化单元从大至小,依次是:成矿域→成矿省→成矿区(带)→成矿亚区(带)→矿田→矿床。它们规模不同、特色各一,但是一个密切关联、相互依存的地质矿化体系。

(四)中国成矿区域的划分

中国的地质构造复杂,不同级别、不同时代的成矿区域类型多样,且多有交错。多年来,很多专家研究并提出了自己的中国区域成矿划分方案(主要有:李春昱,1984;郭文魁,1987;宋叔和,1992;裴荣富,1995;陈毓川,1995;翟裕生,1999),各有其侧重点和参考价值。

朱裕生、徐志刚等(2001)运用丰富的多元地学信息,结合大地构造和矿床成矿系列研究新成果,在区域成矿学理论指导下,提出了新的全国成矿区(带)划分方案,即:

(1)成矿域的划分(I级):其命名通常与全球巨型构造相对应,在全国综合图上表示的,可划分4个成矿域:

-1——古亚洲成矿域;

-2——秦—祁—昆成矿域:

-3——特提斯—喜马拉雅成矿域;

-4——滨西太平洋成矿域。

另外,存在前寒武纪成矿域——Ⅰ-5(作为其他成矿域的基础,在图上未标出)。

(2)成矿省的划分(Ⅱ级):多以地区来命名,全国共划分出17个成矿省。

-1——吉黑成矿省;

-2——兴安岭成矿省;

-3——华北地台北缘成矿省

-4——阿尔泰成矿省(大部分位于境外);

-5——华北地台成矿省;

-6——北疆成矿省;

-7——天山(含柴达木盆地)—北山成矿省;

-8——秦岭—大别成矿省;

-9——祁连成矿省;

-10——昆仑成矿省;

-11——扬子成矿省;

-12——东南沿海成矿省(含台湾);

-13——华南成矿省(含海南岛);

-14——“三江”成矿省;

-15——松潘—甘孜成矿省;

-16——藏北成矿省;

-17——藏南成矿省。

(3)成矿区(带)划分(Ⅲ级):其命名除考虑地区外,还包含成矿时间及主要矿种,全国共划分出67个成矿区(带),依次排列如下:

-1——佳木斯隆起元古代、华力西、燕山期铅锌银铁石墨成矿区;

-2——张广才岭太古代、晚古生代—中生代金铜铅锌银石墨成矿区;

-3——小兴安岭铅锌银成矿区;

-4——松辽新生代油气成矿区;

-5——大兴安岭华力西、燕山期金铜铅锌银成矿带;

-6——额尔古纳燕山期铜(钼)铅锌(银)金成矿带;

-7——突泉—林西华力西、燕山期金铜铅锌银成矿带;

-8——锡林浩特—北阴山铌稀土铁铜成矿带;

-9——华北陆块北缘东段太古宙、元古宙、燕山期金铜银铅锌镍钴硫成矿区。

-10——华北陆块北缘中段太古宙、元古宙、燕山期金银铅锌铁铂硫铁矿成矿区;

-11——华北陆块北缘西段元古宙、燕山期金铜铅锌硫成矿区;

-12——哈龙—诺尔特加里东、华力西期金铅锌铁稀有宝玉石云母成矿带;

-13——克兰加里东、华力西期铜锌金银铅成矿带;

-14——准噶尔北缘华力西期铜镍钼金成矿带;

-15——准噶尔西缘华力西期金铬成矿区;

-16——准噶尔新生代油气煤盐类成矿区;

-17——博格达华力西金铜成矿区;

-18——哈尔力克华力西期铜钼金镍成矿带;

-19——额齐纳旗华力西期多金属成矿带;

-20——东天山—北山华力西期铁金铅锌铜钼成矿带;

-21——北天山华力西期金铜铁成矿带;

-22——伊犁—新源加里东、华力西期铜钼铅锌锰成矿区;

-23——西南天山加里东、华力西期金铜铅锌银锑成矿带;

-24——塔里木新生代盐类、油气成矿区;

-25——胶辽太古宙、元古宙、燕山期金铜铁菱镁矿金刚石滑石石墨铅锌银成矿带;

-26——鲁西燕山期金铜铁成矿区;

-27——五台—太行太古宙、元古宙、燕山期金铁铜钼钴银锰成矿区(含中条山);

-28——小秦岭—豫西太古宙、元古宙、古生代、燕山期金钼铝土矿铅锌成矿区;

-29——鄂尔多斯中、新生代油气盐类成矿区;

-30——阿拉善元古代铜镍萤石成矿区;

-31——北秦岭加里东、燕山期金铜银锑钼成矿带;

-32——桐柏—大别元古宙、燕山期金铅锌银滑石成矿带;

-33——南秦岭华力西、燕山期铅锌银铜铁汞锑重晶石成矿带;

-34——北祁连加里东金铜铅锌铬铁钨成矿带;

-35——南祁连加里东铜锌铅银铬石棉成矿带;

-36——拉鸡山加里东铜金镍成矿带;

-37——柴达木新生代钾盐芒硝锂成矿区;

-38——阿尔金加里东铜金石棉成矿带;

-39——东昆仑前寒武、华力西期、印支期金铜铅锌铁成矿带;

-40——塔什库尔干前寒武、华力西期金铜成矿带;

-41——公格尔前寒武、华力西期金铜铅锌宝玉石成矿带;

-42——苏北新生代坳陷油气成矿区

-43——长江中下游燕山期铜铁金铅锌硫成矿带;

-44——江南地块燕山期铜钼金铅锌成矿带;

-45——洞庭湖周边燕山期、新生代金稀土成矿区;

-46——龙门山—神农架加里东、新生代铁金成矿带;

-47——四川盆地新生代油气、盐类成矿区;

-48——川南—黔中铁汞锰铝成矿带;

-49——湘西—黔东燕山期锑汞金磷成矿区;

-50——右江地槽印支期、燕山期金铅锌锑铜锰铝磷成矿区;

-51——扬子地台西缘元古宙、华力西、燕山期铁钛钒铜铅锌铂银金稀土成矿带;

-52——浙闽沿海燕山期、非金属铅锌银成矿带;

-53——闽粤沿海(含台湾)燕山期、喜山期金锡钨铅锌银非金属成矿带;

-54——武夷山北段燕山期铅锌银钨锡稀土稀有成矿带;

-55——湘中—赣中燕山期铁钨锡锑铅锌稀有成矿区;

-56——南岭中段燕山期锡银铅锌稀有稀土成矿区;

-57——粤琼元古宙、燕山期银铁金钨锡稀有成矿区;

-58——粤西—桂东印支期、燕山期钨锡铅锌金银成矿区;

-59——三江印支期、燕山期、喜山期铜铅锌银金铁镍成矿带;

-60——松潘—玛多华力西期金稀有银铅锌成矿区;

-61——可可西里—盐源燕山期、喜山期金铜锌稀有稀土成矿带;

-62——藏东—唐古拉喜山期铜钼金铁盐类成矿带;

-63——措勤—念青唐古拉喜山期锡铁金盐类矿产成矿带;

-64——冈底斯喜山期铜钼金铅锌银铬成矿带;

-65——尼玛—班公错喜山期锂、铯、硼、铷、盐类成矿带;

-66——雅鲁藏布江上游喜山期金铜钼盐类矿产成矿带;

-67——藏南喜山期铬金铜锑成矿带。

具体划分情况见图3-20。

在中国航磁图、中国平均布格重力异常图、全国遥感影像解释图、全国莫氏面深度图、全国岩石圈厚度图、全国剪切波速度分布图、全国地幔低速层顶界面深度图、中国大陆上地幔高导层深度图、全国主要断裂系统分布图、中国板块划分图、中国构造域划分图、亚洲大地构造分区简图、全国金属矿产分布图、全国非金属矿产分布图、中国矿床成矿系列图等全国性基础性图件上都显示了Ⅰ级“成矿域”的大致轮廓,依据这些资料和上述的成矿区(带)划分原则对我国成矿域的具体边界定位如下:

A.古亚洲成矿域

主要部分在国外,在我国境内仅出现在天山(含塔里木)—阴山—长白山一线,基本构造线呈东西向,向西延入哈萨克斯坦板块,受其影响又转为北西向;东端自中生代以来受滨西太平洋成矿域的叠加改造,为北东—北北东向和东西向构造线镶嵌的格局:从西到东由一系列造山带头尾相接构成造山链;区内分布多期次、多类型的火山岩、花岗岩、基性岩、超基性岩带(部分为蛇绿岩套)及变质岩带;在地质历史上经受了大陆基底形成、古亚洲洋陆缘增生和滨西太平洋大陆边缘活动及陆内断块升降3个阶段,造就了多种有利的成矿环境,这些构成了古亚洲成矿域在中国境内的基本特征。

古亚洲成矿域的东界、北界和西界已出境外,境内南侧界线大体沿柯岗断裂带、阿尔金断裂带、阿拉善北缘断裂带、华北陆块北缘断裂带一线为界,可称为断裂划界的古亚洲成矿域南缘在中国境内的界线。

本成矿域以海西期、加里东期成矿作用为主,东段叠加有燕山期成矿作用,主要出现有块状硫化物型、块状氧化物型、块状碳酸盐型及与基性、中酸性、酸性侵入岩类有关的岩控矿床。在中国及邻区大地构造图上(以下简称构造图)包括萨彦—额尔古纳—萨拉伊尔(兴凯)造山系、天山—兴安华力西造山系、乌拉尔—南天山华力西造山系、塔里木准台地和部分亚洲东缘燕山造山系。

B.秦—祁—昆成矿域

秦—祁—昆是我国南、北构造域和成矿区域的分界线。其西段北界与古亚洲成矿域为邻,即沿柯岗断裂带、阿尔金断裂带为两成矿域的分界线;至中段,则沿龙首山—固始断裂带东延交会于郯庐断裂与华北陆块为邻。其南界由西向东沿康西瓦—板块结合带,向东顺阿尼玛卿断裂带和扬子板块北缘断裂带直至与郯庐断裂交会,它与特提斯成矿域和扬子陆块为邻。区内经历了结晶基底形成、秦昆海洋形成演化、秦祁洋形成演化、古特提斯洋形成演化和滨西太平洋、新特提斯叠加改造五大地壳发展演化阶段。地壳不同演化阶段造就的成矿环境各异,区域成矿作用也各有差别,在秦昆、秦祁洋形成演化阶段主要形成块状硫化物型(VMS型)和块状氧化物型矿床;古特提斯洋形成演化阶段主要形成块状硫化型(SEDEX型)和块状碳酸盐型矿床;滨西太平洋、新特提斯叠加改造阶段发育着中—中酸性岩浆强烈侵入活动,形成了岩控型矿床和改造型(金矿床为主)矿床。在构造图上与昆仑—祁连—秦岭加里东、华力西造山系对应。

C.特提斯喜马拉雅成矿域

特提斯成矿域的北界与秦—祁—昆相邻,东界沿龙门山断裂和金沙江—红河断裂带延入越南,其西界和南界已出境外。成矿域经历了元古大洋、元古大洋闭合、萌特提斯、古特提斯和新特提斯发展演化的5个阶段。地质发展历史悠久,中新生代构造岩浆活动强烈,造就了极为有利的成矿地质环境,出现了全区性的区域成矿作用,并达到高峰。形成的主要矿化类型有与中—中酸性、基性—超基性有关的岩控型,与海底火山喷发有关的块状硫化物型,与沉积作用有关的岩控型(包括黑色岩系)及块状氧化物型等矿床。其成矿作用复杂,后期叠加改造强烈,形成复合型矿床。在构造图上包括北特提斯印支—燕山造山系的大部分,南特提斯喜马拉雅造山系,羌塘、中缅马苏、拉萨、喜马拉雅等亲冈瓦纳陆块群。

图3-20 中国成矿区(带)划分图

D.滨西太平洋成矿域

滨西太平洋成矿域覆盖了我国整个东部地区,其西界大体为沿鄂尔多斯西缘断裂带向南穿过秦—祁—昆成矿域沿龙门山断裂带、金沙江—红河断裂带一线。西邻特提斯成矿域,北部和中部与古亚洲、秦—祁—昆成矿域叠加,跨越了古亚洲、秦—祁—昆和前寒武纪三大成矿域。在滨太平洋活动阶段前,各成矿域的构造环境不同而地壳发展演化过程出现了较大差异。在滨太平洋活动阶段,除对各成矿域已有的矿床进行改造和出现成矿物质的再富集外,在印支—燕山运动和喜马拉雅运动过程中,各类矿床的形成和成矿作用的叠加同时进行,形成了多种类型矿床的分布富集区,主要有岩控型、层控型和与热水、冷水有成因联系的水岩型矿床。在构造图上包括天山—兴安华力西造山系中段、萨彦—额尔古纳—萨拉伊尔造山系东段、中朝陆块、扬子陆块、华南加里东造山系、北特提斯印支—燕山造山系东部、浙闽华夏古陆块和亚洲东缘燕山造山系。

E.前寒武纪成矿域

前寒武纪成矿域已被古亚洲、秦—祁—昆、特提斯和滨西太平洋成矿域覆盖,前寒武系基底时隐时现,其有科学依据的界线难以标定,在图上暂不专门划定。在构造图上大体圈出该成矿域的轮廓,包括中朝陆块、塔里木陆块、扬子陆块、浙闽华夏陆块群及其他一些小陆块群。

有关成矿省、成矿区(带)的标定和实际含义,请参考《中国主要成矿区(带)成矿远景评价》一书(陈毓川等,1999)。

用于全国成矿区(带)划分的图件:

①中国构造域划分图(据黄汲清教授资料补充修改,1980)

②中国板块构造划分略图(程裕淇,1994)

③中国及邻区大地构造图(任纪舜,2000)

④全国金属矿产分布图(朱裕生等,1996)

⑤全国非金属矿产分布图(朱裕生等,1996)

⑥中国矿床成矿系列图(陈毓川等,2000)

⑦中国主要断裂分布略图(程裕淇等,1994)

⑧中国航磁异常图(肖克炎、朱裕生等,1996)

⑨中国布格重力异常图(肖克炎等1996)

⑩中国遥感影像解释图(楼性满等,1996)

⑪中国大陆及邻近海域莫底面深度图(据中国地科院物化探所,1979)

⑫中国及其邻区岩石圈厚度图(据彭聪等,2000)

⑬中国大陆及邻近海域剪切波速度分布图(150km深处,单位:km/s,彭聪等,2000)

⑭中国大陆上地幔低速层顶界面深度图(单位:km,据袁学诚等,1996)

⑮中国大陆上地幔高导层深度图(单位:km,李立,1996)。

⑯亚欧地质图(李廷栋等)

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