裂谷作用与成矿

1、裂谷作用与成矿一、裂谷的概念裂谷是地球深层作用的地表坳陷构造，表现为以高角度断层为边 界呈长条状展布的地壳下降区，是数百至上千千米长的大型地质构造 单元。其概念由英国人C.W格雷格里于1894年首先提出。二、裂谷的成因及定义裂谷是板块构造运动过程中，大陆崩裂至大洋开启初始阶段的构 造类型，也是岩石圈板块生长边界的构造类型，在陆壳区大洋中脊上 均有发育。现今规模最大的裂谷发育在各大洋盆的洋中脊上，裂谷形 态保持良好，特征明显。一般谷宽2530千米，高出最深洋底23 千米，与附近洋底高差为0.51.5千米。全球洋中脊裂谷总长在6万 余千米。洋中脊裂谷带虽经常被转换断层截断错开，但仍明显地连贯 分布

2、。大陆裂谷按形成方式的不同，可分为主动裂谷和被动裂谷两类。 主动裂谷是地幔的上升热对流的长期作用，使大陆岩石圈减薄、上隆 而致破裂，然后出现坳陷而成裂谷，如东非裂谷、红海亚丁湾。被动 裂谷则是由于地壳的伸展作用或剪切作用，使岩石圈减薄、破裂而导 致裂谷的形成。三、裂谷作用及特点裂谷作用是指大陆崩裂、大洋开启的初始阶段，是洋盆的雏形， 但并非所有裂谷作用都会演化发展成为大洋。当裂谷中止伸展开裂， 停止发育，则裂谷坳陷就可被各类岩石所充填而失去构造形态特征。 当裂谷在三联点上与活动带相接，则裂谷内的大量碱性火山岩系常与 活动带内火山岩系呈过渡分布，在裂谷内形成巨厚的火山沉积岩石建 造，若就此停止发

3、育，则成为裂谷的夭折支，称为坳拉谷。如东欧地 台中、晚古生代的大顿巴斯区，中国华北克拉通中、晚元古宙的燕辽 区和中条区的坳拉谷构造系。四、裂谷的结构构造特征裂谷的规模裂谷常呈线状延伸，属深部成因的构造岩浆体系。它通常产生在（地幔）穹状隆起背景上，受异常地幔控制，系在特定地质和构造应 力条件下，由于地幔物质运动而引起的全球性构造体系的组成部分。 大陆裂谷带规模较小，长数百乃至数千千米，宽数十或数百千米。1953 年，美国拉蒙特一多尔蒂地质研究所，经调查首先确认了大西洋中脊 裂谷。1956年更是发现，世界大洋洋底裂谷纵贯全球，连绵延展达 64000千米，并且与大陆裂谷具有惊人的相似之处。裂谷范围内

4、，地 壳变薄，重力值降低，地震波速减缓，而热流增高，且常伴有大量碱 性和次碱性岩浆活动。2 .裂谷的类型裂谷可分为四类，即：（1）大洋中脊裂谷：如太平洋、印度洋和 大西洋中脊裂谷。谷底为硅镁壳，即洋壳。（2）陆内裂谷：如东非 裂谷、莱因裂谷和里奥格兰德裂谷。谷底为硅铝壳，即陆壳，但其厚 度较周围地壳明显变薄。（3）陆间裂谷：如红海、亚丁湾和加利福尼 亚湾。谷底两侧为硅铝壳，中间轴部有的地方为硅镁壳，即为过渡壳。（4）大陆边缘裂谷：如具有一系列裂谷成因的盆地一山脉地形的大 西洋型（被动）大陆边缘。谷底虽为硅铝壳，但在总体上，近陆一侧 为硅铝壳，近洋一侧具有向洋壳过渡的特点，亦为过渡壳。3.裂谷的

5、形成机制根据裂谷的种类和特点，其形成机制可分为自生（主动）裂谷和 他生（被动）裂谷，或称地台期后型裂谷和造山期后型裂谷。出现在 大陆内部或其边缘的古裂谷多属地台期后型残留裂谷。有人认为，它 的形成与三叉裂谷联结点（或称“三向裂谷联结”构造，简称“三联 点”）有关，亦即在相邻两支裂谷发育成开阔海盆之后而残存在大陆 内部的一支残臂。对此沙茨基称“坳拉槽”，或译为“裂陷槽”。.裂谷的周期性自元古代以来，地球上至少存在三个全球性裂谷作用周期，或称 之为巨旋回。（1）最早一次，约距今26-20亿年前后。（2）第二次， 距今12-8亿年前后。地球上可能发生了大规模的分化改组。北半球 劳亚大陆分裂，形成了太

6、平洋、乌拉尔一贝加尔海、古大西洋（又称 雅皮塔斯洋）和古特提斯海，同时导致南半球（冈瓦纳大陆）的组合 泛非运动。（3）第三次，在距今2亿年前后。相当于海西一印支一 阿尔卑斯褶皱期，造成了南半球冈瓦纳大陆的分裂和北半球的重新组 合。.裂谷带的岩浆岩活动特征前寒武纪，特别是早前寒武纪古裂谷往往具有较厚的多旋回火山 沉积建造，如古老地盾区广泛发育的绿岩带。针对前寒武纪绿岩带 （主要是20-18亿年前）的研究，愈来愈多地被认为是古裂谷带上 的产物。绿岩一般都不是单一的火山旋回，而是一个复成的火山杂岩 体。整个剖面的厚度可达一至两万米。这套地层具有特殊性，与中、 晚元古代以后的裂谷岩浆剖面相比，它的特点

7、是：（1）具有广泛发育 的含铁建造；（2）缺少碱性岩石系列；（3）变形程度差。早、晚前寒 武纪大陆裂谷建造的共同特点是都含有重要的铜、镍、钻、铀和贵金 属矿产。五、裂谷作用与成矿裂谷活动带地质意义重大，裂谷构造单元具有特定的构造、岩石、 地层、地球物理和地球化学特征，以及相应的矿产组合。世界上许多 著名的和特大型矿床往往都与裂谷作用有关。所以，对裂谷作用和裂 谷带上的矿产分布规律的研究，早已成为构造地质学家和经济地质学 家们重要的研究课题之一。裂谷的沉积作用大致可分为三个阶段：陆相沉积阶段、海陆交互 相沉积阶段、海相沉积阶段。在裂谷的火山一沉积建造中，沉积地层 一般都由粗碎屑、细碎屑和蒸发岩系

8、组成。在未被扰动的古裂谷，特 别是前寒武纪裂谷剖面中，这种地层序列表现得尤为明显。它大体反 映了不同裂谷作用阶段的沉积特征。陆相沉积阶段沉积物多为红色和灰红色类磨拉石建造，交错层理甚为发育。沿 走向和侧向，沉积厚度变化很大，从数十米到数千米。沉积物中可能 富含有机质，有可能形成一定规模的油气聚集。海相或海陆交互相阶段裂谷扩张而演变为陆间或大陆边缘裂谷。沉积物，包括腐泥质在 内，主要沉积在由于裂谷作用而产生的凹凸不平（断拗和断隆）的陆 架、陆坡和陆隆上。在整个沉积剖面中，不同阶段沉积物相互迭加， 从而构成巨厚的裂谷沉积建造，其厚度数千米到二、三万米。早期陆 相沉积可能最终被掩埋在大陆边缘冒地槽沉积柱的底部。这种复杂的 沉积建造的形成说明，裂谷带曾经经历过漫长的、但可能是周而复始 的线性沉积过程，其间可能伴有分异程度较差的玄武一流纹岩石组合（双峰式组合）。海相沉积阶段随着时间的推移和扩张量的增加，在开放盆地内，早期沉积物大 多出现在沉积盆地的侧翼，而较新地层则依次呈迭瓦状堆积在盆地的 中心部位，这充分反映了盆地在裂谷作用中的时空演化进程。裂谷矿产特征值得注意的是，在裂谷沉积建造中，特别是在海相或海陆交互相 沉积环境中，常形成大量蒸发岩和含有机质及金属软泥的沉积，往往 构成具有重要经济价值的大型石油、天然气、煤和层控金属矿床。如 我国沿海沉降带、沙特阿拉伯一波斯湾、