地质时期成矿作用

1、地质时期成矿作用第1页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二1.Archean（ca.3，800 to2500100m.y: 3,800 to 3,000m.y. in southern Africa） 太古代岩石有某些非常重要的矿床富集：原生金矿、铜、锌、镍、铬、铁及少量的其它金属。绝大多数这些金属来自绿岩带，是一套火山沉积建造，发生强烈褶皱，但变质程度较弱，所以它们的岩石组合能够很好地识别它，并且它们的内部构造很好解析。 在绝大多数太古代克拉通内，绿岩带分布在广泛的花岗片麻岩之中，花岗片麻岩通常因为变形作用、变质作用，甚至熔融作用被强烈的均匀化，这样查明其原岩是火成的还是

2、沉积的就不可能了。在这些条件下，得出这样的结论是合理的，即只有最耐火的岩石和矿石组合才能生存下来。这就可以解释在片麻岩中容易识别原岩的主要是石英岩、大理岩、磁铁石英岩（BIF）以及斜长岩中的铬地 质 时 期 的 成 矿 作 用第2页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二铁矿。Greenland，Isua岩系中的铁建造尤其重要，这是因为它们是目前已知最老的沉积建造，376070m.y（Moorbath et al.，1973）。并且因为它们与角闪岩、滑石片岩、含碳酸盐硅质片岩有关，这些岩石可能是镁铁质到长英质火山建造的一部分（Allaart，1976）。这些岩石在绿岩带中常见，

3、但Windley（1977）认为大理岩和石英岩代表稳定地台或陆棚沉积，而与高能量的绿岩型堆积有很大差别。 少量的含铜硫化物相的铁建造在Isua岩系中也保存下来了，正象较年轻的太古代高级变质岩中出现硫化物一样，如PikweSelebi角闪岩中的镍矿石。但通常讲，古老的片麻岩地体中尤其缺少矿化富集，特别是硫化物，这与它们可能局部来自火山岩的观点有冲突。许多年来已经提出了强烈的变形和高级变质作用使早期的矿石组合分散掉地 质 时 期 的 成 矿 作 用第3页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二了，且没留下任何痕迹，但这种看法也不能完全确定。目前在年轻的造山带中有保存完好的经受了高级

4、变质作用，甚至部分熔融的，像Okiep和Nababeep这样的硫化物矿体实例。尽管硫化物确实沿陡的构造在片麻岩岩石系中发生了运移（底劈？）。New South Wales的Broken Hill是麻粒岩相中大型硫化物矿体的另一个例子，尽管这些岩石中的流动没有消除掉（obliberate）有关的构造要素。尽管似乎可能性不大，但仍有可能是如果这些矿体经受了极端的机械运移和高温作用的话，它们也可能已经被分散掉了。尝试的是（tentatively），这种假说认为在古老片麻岩杂岩中的原岩中的硫化物矿化本来就稀少，至少与绿岩带中矿床的类型、品位和规模无法相比。到目前为止，绿岩带型火山活动和成矿作用似乎开始

5、于目前可见的这些绿岩带的形成。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第4页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 世界范围内绿岩带中矿床丰富和矿床类型的多样性强有力的（vigorously）证明了火山活动对硫和金属富集的重要性。甚至Algomatype BIF和以及可能部分重晶石矿也与火山活动有关。在广泛分布的沉积碎屑岩中没有重要的矿床产出，除非这些碎屑建造是火山机构的一部分。硫化物矿石占绝对主导的代表是：科马提岩型Ni矿组合和火山块状硫化物矿床。但世界金矿也可以说主要来自于绿岩带，无论是直接来自于含金石英脉或含金硫化物组合，还是间接地来自于Witwatersrand和类似的元古

6、代陆缘盆地中的金从绿岩带的转移其中再富集。 科马提熔岩流在绿岩带底部常见。这些熔岩流在喷出时应该具有很高的温度（Green et al .，1975），这与它们在太古代中发育相一致。它们指示了地幔相对浅部的高温状态以及在喷出地点的高热流作用，无论是否是通过一地 质 时 期 的 成 矿 作 用第5页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二阶段或两阶段熔融（Green，1975；Naldrett and Turner，1977）。 岩浆源区硫的初始分布似乎对Kambalda型镍矿床定位起关键作用。这类矿床在澳大利亚和加拿大都已经被发现，但在南非Barberton山地还未发现，尽管B

7、arberton橄榄岩中NiO的含量达0.51%。或者尽管源区存在硫化物，但没有到达地表，或许源区硫很稀少。考虑到整个Barberton地区硫的低含量，源区硫稀少可能性更大。在Barberton绿岩带底部的岩石比Kambalda和Canada绿岩带中的类似岩石要老大约500m.y。在地质历史中地温梯度降低的时段内，Barberton Komatiite岩浆来自于早期富含硫地幔位置的上部，因此没有镍矿床形成。否则，Barberton Komatiite源区因地幔不均一性而贫硫。Barberton绿岩带上部的安山岩没有产出大的火山块状硫化物矿床。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第6页，共43页，

8、2022年，5月20日，11点22分，星期二 绝大多数绿岩带中富镁的层位之上发育拉斑玄武岩和钙碱性的玄武岩系。沉积岩包括铁建造的夹层出现在熔岩流之间，随后又沉积了玄武岩安山岩流纹岩或流纹英安岩，具明显的旋回性，比整个绿岩带厚度小1到2个数量级（Goodwin ，1971；Anhaeusser，1971）。很明显，分异作用发生在浅部的岩浆房中，并形成了这类组合。在加拿大的Superior和Slave两省，这种绿岩带形成了特别富且类型多的火山块状硫化物矿床、CuZn矿床、含金石英脉及Algoma型BIF。金矿床和BIF在南非、印度、西澳的Yilgarn都存在，但这些地体中目前还未发现许多火山块状硫

9、化物矿床。 在太古代绿岩带中，最老的岩石往往是最富镁铁质的，它们产有镍矿床（如果成矿的话）。玄武岩在上一层中占主导，与不连续的玄武岩安山岩互层，这种玄武岩安山岩占的比例向上逐渐增多，并且在玄武岩安山地 质 时 期 的 成 矿 作 用第7页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二岩占为主的层序中会含有某些小的流纹岩流、小穹隆和不连续体。在小的流纹岩流中可能会产出小的硫化物矿体。向上，流纹岩的比例增加，直到一个主要的火山活动旋回完成，而且大量的硫化物在很长的平静期内堆积在流纹岩上部。太古代绿岩带的这种典型的生长历史列举过许多次（见Anhaeusser，1971，1975），特别是这

10、种太古代样式的火山活动一直持续到18亿年前，所有这些都是水下形成的。旋回开始时的水深很难判断，但很可能小于3000至6000米或者从一个单一的主要旋回中形成的火山物质为最多，在火山不断活动的时候，底部很可能发生下沉。放射性定年进一步证实褶皱作用或者与绿岩带的构造旋回在绿岩带岩石和其产出区域有典型特点，不存在没有变形的太古代块状硫化物矿床。这种普遍存在的（ubiquitous）变形作用可能是在绿岩带玄武岩中广泛产出金矿石英脉的原因之一。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第8页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 最初的火山活动以超镁铁质熔岩流为特征，应该由薄的太古代地壳的破裂

11、引起，这产生了高热流带并引起了上地幔的部分熔融以提供玄武质岩浆。如果陷落（foundering）继续，玄武质地壳本身会通过部分熔融再循环，这样安山质和玄武质的岩浆就形成了，同时伴有Zn、Cu和S的形成，这些矿石的主要元素组成。向钙碱性岩套（rock suites），Zn似乎是地壳再循环的地球化学指示物。第一旋回的硫化物堆积不高显生宙蛇绿岩套中的Cyprus型块状硫化物那样丰富。 依赖于形成的安山岩和流纹岩数量的多少，玄武质地壳向熔融地带发生某种水平运移是必须的。正如Hutchinson（1973）的模式那样，这种活动可以从两侧发生，或者以一侧运动为主。Tarney等（1976）已经描述了Chi

12、le白垩纪的这类组合，这可以部分地类比太古代绿岩地 质 时 期 的 成 矿 作 用第9页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二带建造。在安山质岛弧之后是弧后盆地。但是，没有典型的增生板块边界、Cyprus型VMS ，豆荚状铬铁矿（除可能的Selukwe以外）及蛇纹岩套本身在太古代岩石中发现。但增生作用机制在更柔韧的（flexible）太古代地壳中也会有很大的不同。 修改了的弧后机制的含义是在其生长时太古代绿岩带的大陆边缘位置。如果这是大陆生长机制的话，这必须在比地质历史上任何时期都要快的速度完成。在元古代类型构造活动中大陆增长速率发生突然降低。向Arizona 18亿年的Je

13、rome太古代型块状硫化物矿床那样，局部的构造区应该是大陆边缘发生的连续增长的结果，大陆已经变得足够刚性以支撑早元古代的大型盆地的形成。 全世界太古代地层主要由硅铝质火成岩组成，它们最初可能是火山成因。这是地幔向地壳发高能量转移的结果。随着地壳生长和稳定化，高热液变得更集中于克拉通之间的向Limpopo这样的活动带中，而且火山活动强度发生普遍下降。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第10页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二2.早元古代（2500100m.y或3000m.y（南非）1800100m.y ） 当其它地区绿岩带仍在生长的时候，现在的南非位置的板块已经开始刚性化了

14、。在30亿年前，盆地就在Transvaal南部形成了，并堆积了杏仁状（amygdaloidal）玄武岩、化学沉积物（包括碳酸盐铁建造和某种程度分选的碎屑沉积。在Pongola盆地，在随后的400到500m.y.间沉积了巨厚的碎屑沉积，构成了Dominion、Witwatersrand、Ventersdorp和Transvaal地层系统，它们显示了世界范围内构造和岩石类型的变化，但它们在巨大规模和岩性仍具有自己的特性。当然，Witwatersrand砾岩是世界上最主要的金的来源和主要的U的来源（Pretorius，1974）。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第11页，共43页，2022年，5月

15、20日，11点22分，星期二 从这些新的克拉通盆地的地层厚度以及大量沉积物为浅水沉积这一事实来判断，这些盆地应该在很长的时间内发生缓慢沉降（见Muratov，1974）。这意味着或者来自盆地下地幔或下地壳的缺乏，或者随时间变化发生收缩或冷却。（在当代的大洋盆地中，随着远离洋中脊的冷却作用可能形成了现今洋底特征）。 早元古代Zuluan楔和对应的盆地沉积系统的化学特征显示了矿床形成的根本过程。Zuluan沉积楔所有碎屑物的灰绿色特征（无红层），以及大量的黄铁矿、晶质铀矿的碎屑颗粒和各种形式的未氧化的碳的存在，都强有力地证明了当时在大气圈和水圈中普遍缺少自由氧。这些特性在早前寒武纪作为大气圈缺氧的

16、证据持续了很长的时间（见Cloud，1976）。实际上，太古代岩石中BIF中的铁的氧化物需要通过海水中的O2来使以Fe2+方式搬运的Fe沉淀地 质 时 期 的 成 矿 作 用第12页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二下来，而且在Swaziland系中甚至存在重晶石层（Heinrichs and Reirner，1977），但Perry及其他学者（1970）指出这里的S唯一比化学沉积物中硫化物的34S高2.5的硫，而且硫酸盐可能是生活在太古代海洋中的光合生物产生的氧引起的局部沉积的结果。很显然，在西澳Pilbara地块中生命应该与最老的岩石至少一样老，在3000m.y.以前

17、光合作用在局部地方存在是合理的（Cloud，1973），或许与最老的BIF一样老。但光合作用生物对地表环境中化学方面的充分影响是大约在开始于早元古代中期并形成大量快速增加的铁的氧化物的沉积。 Ronov（1964）估计到Superior型BIF构成了早元古代沉积岩的15%，甚至更多。Fe 的来源一直存在激烈的争论（Cloud，1973）尤其自James（1954）关于铁建造的沉积相的论文发表以来。在缺氧但富CO2的风化条件地 质 时 期 的 成 矿 作 用第13页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二下，在风化中硅酸盐中的Fe具有较强的活动性并在海水中聚集起来。但如果这是BI

18、F中Fe的唯一来源的话，那么通过相同的风化作用应该在沉积物中形成大量的其它碎屑物质，尤其是富铝的物质。对此，有很少的证据存在。还原Fe（和S）上午另一个可能的来源是晚太古代和早元古代强烈的火山活动。或许，火山活动和风化作用均对大洋中Fe 的供应发挥了重要作用，且随时间进行而不断增加。这种Fe以及火山硫提供了方便的氧气储存来容纳由原核生物的光合作用形成的自由氧。当大量早元古代浅海盆地形成后，这种原核生物以极其丰富的形式繁殖（prospered in profusion in many forms），包括叠层石。但还原铁和硫的补充随火山活动减弱而减少，而且BIF沉积作用的减少比其开始出现的速度要快

19、。在2200到2000m.y.高峰期以后，BIF的形成到1800m.y.停止。这个地 质 时 期 的 成 矿 作 用第14页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二时间至少在北美与块状硫化物矿床的终止时间相吻合，由于铁的沉积取决于发生在浅水的反应，因此这种沉积作用在全球都是同时的。因多余的氧而消耗了大量的Fe和S，所以原核生物面临着有利化学环境的严重恶化（Cloud，1973）。形成的新环境使生物发生变异，形成了能量降低消耗游离氧的新陈代谢作用的酶（enzyme）。这些物质逐渐演化成真核生物（eukaryote），这些生物具有随地球环境变化发生更快进化的良好机制。Marguli

20、s（1974）认为从原核生物（prokaryote）到真核生物（eukaryote）的演化是生物史上最大的进化间断，也是S和相关金属行为的一个主要间断。 地球表面化学大量游离氧的影响是逐渐的但是不可逆的。一旦游离氧进入大气圈，铁就被固定在露头上而且缺氧条件仅保留在局部盆地中，这里有限的通气性使大气氧地 质 时 期 的 成 矿 作 用第15页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二的缓冲作用被克服了。不但在一个普遍缺氧的大洋中存在局部氧化条件，而正相反，是在普遍氧化的大洋中存在局部还原条件。这对化学沉积作用存在明显的影响，如一些新类型金属硫化物的形成，这些矿床包括地质历史上第一次

21、出现的大规模层状沉积岩为围岩的贱金属矿床。U也开始以溶液的形式大规模的运移并且在大陆剥蚀面以下的高品位矿脉中富集。金不在近地表的环境沉淀下来，因为在酸性氧化条件下在氯化物溶液中仍有高的溶解度。 与重要的层状蒸发盐和红层中赤铁矿胶结的突然增长同时，一些新的矿床类型形成了。碳酸盐也成为重要的岩石类型。中元古代成矿与成岩作用的这些变化在大约200m.y.的时期内完成。当然，这些变化主要依赖于地球表面溶液中硫和铁的主导氧化状态的改变，与受生物影响的碳的化学特征相互连接。但诱因是构造（tctonic），通地 质 时 期 的 成 矿 作 用第16页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二过

22、控制把火山还原物质从地球内部向地表的释放，并通过提供大陆边缘及其上部稳定的陆棚和浅海环境实现，这些环境中光合作用生物能繁殖直到它们把游离氧消耗掉。3. Late Proterozoic（1800100m.y 到600100m.y） 晚元古代成矿作用的主要变化是涉及到成矿作用的化学变化。大型陆缘海中的沉积作用为贱金属富集提供了环境，此时铁的氧化物的沉积已经失去其广泛分布性。Cu和Pb是主要的金属，但并不出现在同一个矿体中。Zn与Pb比与Cu共生要多，与火成作用主导的系统中的情况相反。 巨大、狭长（elongate）、缓慢沉降的盆地是晚元古代主导的构造特征，而且它们都很好地保存下来。但仍然地 质

23、时 期 的 成 矿 作 用第17页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二存在大量的切割不断脆性化的地壳的深断裂为聚集热和各种幔源组分提供了到达地壳的通道（Milanovskiy，1976）。从太古代完全活动地壳机制到克拉通更脆性的裂谷作用在南非克拉通上以大约25亿年的大岩墙的形成为标志。碱性杂岩包括岩浆碳酸岩变得主导，Palabora大约20亿年（Hanekom et al.，1965），而且加拿大的碳酸岩年龄介于17.5亿年和16.5亿年之间。绝大多数金伯利岩形成于中生代到第三纪，但最老的形成于元古代（Dawson，1967），尽管冲积金刚石砂矿在更老的岩石中发现的（Was

24、tson，1973），Bushveld杂岩和Sudbury分别是20和14.4亿年，尽管有人认为这些岩体是冲积成因。一系列富Ti的斜长岩地块和层状杂岩在晚古生代形成（17001100m.y）是另一个地幔分异和断裂活动的表现。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第18页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 象Limpopo这样迷一般的活动带仅局部似乎成矿组分是在高级变质作用带进来的，尽管热液状态可能使分散的矿化重新组合成够品位的矿体。这些活动带构成了高热流带，并且已经被解释为或者是裂谷或者是克拉通间的碰撞带（Windley，1977）。Shackleton（1973）认为被Li

25、mpopo活动带所切割的早期线性断裂通常可以追索出来，活动带是叠加在早期的线性构造之上的，而且没有使其错移。在南非的Okiep，与基性岩有关的铜矿床被活化（remobilized）成（NamaquaNatal活动带，14亿年，Halbich，1978）切层的陡的构造。某些这类陡倾构造与大的角砾有关，这些角砾中含有这个层序上部的大的岩石碎块。Lombard and Schreuder（1978）得出结论认为dikation（膨胀的）在挤压前沿裂谷肯定出现，这可能解释活动带历史的重要事实。在非洲这些活动带中，晚的多地 质 时 期 的 成 矿 作 用第19页，共43页，2022年，5月20日，11点

26、22分，星期二的裂谷作用产生了岩浆活动和热液矿化，如在Transvaal 的Messina（Jacobsen，1975）。 所有这些事件在时间（短的时间内）与最近由观测到的由同位素解释的某些地幔演化事件相对比。Brooks et al .（1978）报道了世界范围的洋岛和洋中脊拉斑玄武岩的1600200m.y.的Rb/Sr等时线，这可能确定了地幔演化中的一次重要事件。这个年龄与用Pb同位素成分确定的洋壳岩石的年龄一致（1800100m.y.），这是一个重要的对应性，因为它强化了等时线年龄代表了一次真正地质事件而非没有年轻记录的随意的混合这一结论。Brooks等（1978）认为这可能表明了一次象

27、化学上独立的软流圈的分离作用发生在20001500m.y.前。Pb从地幔向地壳的重要的释放作用可能与大约此时的碱性岩浆活动有关。元古代红色的富钾花岗岩与太古代灰色的钠质花岗质岩石形成地 质 时 期 的 成 矿 作 用第20页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二鲜明的对比。沉积岩中层状的铅矿床可能与这种联系有密切的关系，因为这些矿床是世界上最老的以Pb为主的矿床而且因它们通常似乎比其它层状矿床与火山岩更密切的空间关系。如在Sullivan，存在一个可能与相邻的主要断裂有关的蚀变根。在Mt.Isa 和McArthur River矿床的沉积地层中含有凝灰岩，而在Broken Hi

28、ll矿床的沉积岩中也可能含有某些火山成因的物质（包括铁建造）（Stanton，1972）。 尽管Mt.Isa含Cu，但这种新类型（选择性富含Pb）引起了普遍的问题，它们目前仍然难以回答（Gustafson and Williams，1981）。Pb与Zn和Cu的分离是在源区因金属的选择性溶解造成还是在矿体形成场所选择性沉淀引起？中元古代Pb矿床的最初出现是由地表化学变化，或许通过涉及到碳酸盐络合物的某些变化引起，或者它更象地 质 时 期 的 成 矿 作 用第21页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二是与热流向地表转输方式的变化有关的新的地幔分离系统的结果？在以后的地质历史中

29、，Pb以各种方式与碳酸盐联系在一起，例如在Mississippi河谷型矿床中和被斑岩系统切割的碳酸盐中。但是它也在富硅的火成岩中运移，尤其是钾长石中，通过风化作用Pb可能会从钾长石中释放出来。Engel and others（1974）展示了在中元古代存在石英二长岩和石英闪长岩比例的快速增加。而且Pb在显生宙岛弧环境形成的块状硫化物矿床中成为主要成分。令人好奇的是，在中元古代存在一个很强的出次出现后（1715亿年），在晚元古代它表现出与Zn和Cu伴生上的较弱的情况。尽管在某些时候观察到了（Hutchison，1973），这种行为方式并没有被很好理解。把它与地表环境变化过程中Pb的起源、迁移和沉

30、淀的化学作用联系起来是有吸引力的，但大量的层控Pb矿床与中元古代裂谷的早期联系也是一个有说服力的事实。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第22页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 地幔通过地幔柱或热点的能量释放的位置作为裂谷作用和大陆最终裂解的关键因素已经受到大量的注意。这种注意大部分是对于Pangea的裂解来说的，但Sawkins（1976）最近描述了1211亿年之间达到高峰的裂谷事件、有关的岩浆活动和成矿作用。例如，令人迷惑不解的（enigmatic）Tennessee，Ducktown的黄铁矿型铜矿产在拗拉槽中，它沉积了Ocoee群地层（Rankin，1975），可

31、能是与裂谷有关的热液活动的产物。 Michigan铜矿区是产在或与高原玄武岩有关的典型的例子，另外在当稳定的大陆地台通过裂谷活动达到地表。因此，对White Pine页岩来说，存在地层层序上仅几百英尺，沿走向仅几十英里的很靠近的Cu 的潜在来源。这强化了Sawkins（1976）所做的实例，即非洲铜矿带那样的相似铜矿床与裂谷相依存的情况，尽管关于铜的来源的推测是相对薄弱的。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第23页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 实际上，浅水盆地中大面积页岩和砂岩中的铜的硫化物，可能受大约19亿年前的Udokan期开始的裂谷的控制（Bogdonov e

32、t al.，1973）。但其它的大多数被限定在大约100m.y时间区间内，接近非洲、澳大利亚和北美10亿年前的重要裂谷期Rowlands（1974）在原Gondwana重建大陆的两期晚元古代冰期和海相沉积槽的投影基础上，编制了含矿地层的惊人对比图。 所有这些层状的Cu矿床都形成于干旱气候条件下的浅水环境。食盐和硬石膏模、泥裂、风蚀砂和红层在每一个地方都见到了，这样这些盆地应该是缓慢下沉的，在一个几亿年的时间上发生并且从普遍地势起伏较低的陆地来源的碎屑物的供给达到平衡。沉积条件的统一性（具有逐步下沉的盆地）为Cu和Co的硫化物沉积提供了有利的条件，静海（euxinic）条件并不仅仅含Cu的地层单

33、元。那地 质 时 期 的 成 矿 作 用第24页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二么这样就在一定程度上显示了金属供应的周期性成为几个相对薄弱地层中成矿的关键性控制因素，尽管合适的沉积条件也需要存在。这种供给可以以盆地边界的裂谷作用形成的火山和热液活动实现。 沉积期近结束时的重力滑动变形对非洲铜矿带来说是独特的，这些切层的角砾和断裂构造在Kipushi和Shinkolobwe（Derriks and Vaes，1956）形成了矿柱。U和贱金属的来源尚未弄清，但筒状的矿体可能是层状矿床再活化组分充填形成。 向Shibkolobwe这样U的富集在67亿年之间是不常见的，但在中元

34、古代的期内被认为是一个高品位U矿脉形成的主要时期（Robertson et al.，1978）。这种富集的控制作用在构造上仅是间接的，由于它们可与当时大气圈的氧化状态有关而非由构造作用把铀释放出来。在1517亿地 质 时 期 的 成 矿 作 用第25页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二年期间侵蚀面的清楚定位是大约那时的剥蚀形成时大气圈中氧的较快速增加。一旦U被运移，绝大多数可能会进入大洋，因此后期不整合面控制的铀矿床较小且品位较低。96亿年以前，不是形成新类型矿床的时期，大约6亿年前，在一个持续广泛低能充填浅水盆地和大陆斜坡的时期之后（形成大量页岩和白云岩）。4. 显生宙

35、（600100m.y前到现在） 世界上绝大多数矿床产在大的造山带中。此外，中生代和第三纪矿床及其控制它们的造山带清楚地沿着现金的板块边界分布，这些边界是通过地震和火山能量的释放获得的，古生代末期的样式有相似的一致性。 裂谷、叠加造山带。 显生宙造山作用的周期和持续性使本来就不明确的元古代俯冲变得模糊。 地 质 时 期 的 成 矿 作 用第26页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 元古代超大陆裂解的时间比该大陆的聚合了解的要少，但裂解似乎已在10Ma前起了Tennesse州Ducktown沉积物中硫化物矿床的形成。某些最早的矿床形成在原大西洋张开时增生板块边界上，现在可能以

36、豆荚状铬铁矿和Cyorus型块状硫化物矿床形式出现在加里东褶皱带中，随着劳亚大陆（Laurentia）的重新聚合而俯冲到现在位置定位，它们产在蛇绿岩套中，而且蛇绿岩套通常被切割了，这些对古生代新的地壳演化机制的提出是关键证据。其他类型的矿床具有相同的历史。在晚元古代，18亿年以后，块状硫化物矿床和斑岩铜矿床是很稀少的，小且分散。但从TaconicCaledonian（塔康造山运动（O3）造山作用开始，典型的块状硫化物矿床通常出现在组成显生宙造山带核部的变形火山岩中，甚至含金石英脉，也再次在变形过程中形成，具中温条件，参与了大陆边缘附近的俯冲作用。这些矿床的围岩通常包含黑色页岩。这种地 质 时

37、期 的 成 矿 作 用第27页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二岩石反映了靠近火山源附近化学上的缺氧环境。U含量在欧洲海西期变得重要。Clinton型的铁矿重新建立了化学沉积铁矿沉积，但是没有燧石的条带状铁建造。早古生代大陆架的广泛消失，可能是洋中脊活动的结果，极端地充填了北美大陆中部碳酸盐沉积的海。它们最终成为MVT矿床的形成场所。但最重要的是，与石英二长岩和花岗闪长岩基和次火山侵入体有关的贱金属和贵金属矿床（包括斑岩铜矿），它们变成了世界贱金属、Ag、Mo和其它金属的来源，与产出火山块状硫化物矿床的安山岩流纹岩地层一起，这些石英二长岩和花岗闪长岩都是俯冲带俯冲洋壳再改

38、造的主要产物。 在北美，在Appalachia山脉，金属矿的分带样式已经由Gabelman（1968）详细描述过而且符合Strong（1974）的板块构造体制。在Appalachian山的西部和地 质 时 期 的 成 矿 作 用第28页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二北部，斑岩铜矿床产在和O的岩石中（Hollister et al.，1974）。这些矿床产在小规模的英二长岩体中，而且通常没有典型的英铁矿绢云母化蚀变晕。Hollister et al.（1974）认为这些矿床剥蚀深度很大（deeply eroded）。如果没有掀斜的话，这可能是真的，由于缺少绢云母，它们可

39、能是深就位的结果。 与Appalachia斑岩基本相同的是Kazakhstan的Balkhash湖附近的喊Mo斑岩钼矿。Boshcheskul岩体定年为加里东期，而Kounrad定年为海西期。据Smirnov（1971），它们形成于Bilibin（1968）旋回早期富钠的阶段。但是，在Kounrad存在大的绢云母蚀变带。它或许与Appalachia山的岩体相比或者剥蚀较小或者在靠近地表更富含地下水的环境定位。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第29页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 在Urals，同期的造山作用形成了很少斑岩型铜和斑岩型钼矿床（Bilibin，1968）

40、，但形成了类型广泛的富含黄铁矿的块状硫化物矿床。在Balkhash湖附近及以南地区的Kazakhatan褶皱带中产出的斑岩型铜矿和这里的块状硫化物矿床间存在反比关系。这种差异可能与两个褶皱带中俯冲系统的性质不同有关。在中新世（Miocene）存在可比性，期间日本的可以与西南太平洋斑岩型铜床相对比。泥盆纪Aulacogen盆地是沉积物为围岩的贱金属矿床的极好场所，如Dzheahazgan，Rammelsberg，可能以及Buchans和Bathurst（New Brunswick）。这可能是由于纬度适合于形成蒸发盐盆地，而且贱金属富集所需要不流动的底部环境，不论金属是否由裂谷提供。与这些沉积物一

41、起的还有镁铁质岩墙和岩床和某些中性火山岩，至少在北美的例子中是这样。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第30页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二 在冈瓦纳大陆，Andean ，Cape， Ross和Tasman褶皱带之间的联系圈定了一个很长且非常复杂的大陆边缘。该带中Tasmanian PbZn和富Cu块状和层状硫化物的分布是很有启发性的。Hutchison（1973）指出Captain Flat重要的PbZnAg矿床产在上志留统安山质流纹质岩石中，这些岩石比西南Wales的Bathurst CuZn矿更偏向长英质。Hutchison把Pb含量的增加归因为在大陆边缘洋壳长

42、期俯冲而使陆壳进一步参与成矿有关。 Sn在Queensland和Tasmsnia向北的年轻花岗岩中产出。在欧洲，Sn和W分布在从Cornwall延伸到Bohemia，且平行于一个通过西班牙的矿体的海西期构造带中分布（Schilina，1967）。在与花岗质岩石有关的金属矿床中，Mo、Sn和W在地质历史上首次出现在海西期花岗岩中富集成大的矿体（Watson，1973）。但Sn与Mo和W地 质 时 期 的 成 矿 作 用第31页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二相比沿每一个造山带的走向延伸具有更局限的分布，无论是在欧洲古生代地区、马来西亚和泰国的中生代地区还是Bolivia的

43、上新世地区均如此（Pliocen）。其原因尚不明确，尽管已经被认为是由花岗岩源岩的不均一性差异引起。可能的是，这些矿床可能包含了大陆的碎屑，由于俯冲作用或大陆板块碰撞造成。 在古生代造山作用接近尾声时，浅的二叠纪海侵入欧洲，形成了现在从北向南沉积形成了沉积岩为围岩的巨大的横跨欧洲的贱金属硫化物矿床，从英国包括Kupferschiefer向东到波兰的Lubin（Konstantynowicz，1973），以及Ukraine。这个显著的矿床组合是包含红层、大量蒸发盐和少量黑色页岩（金属硫化物的围岩）的沉积堆积体的一部分。覆盖如此大面积的这些矿床的金属来源并不容易确定（Dunham，1964；Ren

44、tzsch，地 质 时 期 的 成 矿 作 用第32页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二1974）。但单个盆地范围的裂谷控制可以通过矿层的形态和方向很好地解释而且也可能作为金属的可能来源。Pangea古陆的Tethyan边缘有关的中生代造山带叠加了先前加里东和海西褶皱带之上，这使研究更复杂化。Pangea古陆东部或Tethyan的封闭形成了AlpineHimalayan造山带，从地中海向东经高加索（Caucasus）、中亚山脉、喜马拉雅、东印度、印度支那（Mitchell and Garson，1976）。这涉及到了Tethyan洋的铰链式（hinged）的闭合，并伴有小

45、的Mediterraneam地块的破碎，从而使矿床的分布样式更不好解释。在Alps有很少的矿床，在那里推覆构造（nappe）通过隆升重力流动形式，其形成无疑通过岩层下部的Triassic蒸发盐的拆离和润滑作用（lubricate）。再向东到Carpathians和Caucasus，推覆构造少而有矿床变多。在土耳其某些蛇绿岩带中发育完好地 质 时 期 的 成 矿 作 用第33页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二的豆荚状铬铁矿床，南斯拉夫的主要块状硫化物矿床以及希腊的银矿床。这一地区也包含了Cyprus型黄铁矿型Cu矿的典型产地。 J和K的花岗闪长岩以及安山岩构成了高加索的主

46、体构造，并且延伸到东部的Turkey和Iran的始新世。它们产有大量的斑岩型铜矿，如Sar Chesmeh特提斯带中重要斑岩型铜矿产出的最西位置是伊朗。再向东，继续出现斑岩省，但它们仅很粗略地进行调查。目前为止，该带中Sn、Au、W的找矿工作主要在晚白垩的花岗岩中展开。这种类型的矿化向东进入中国和马来西亚，这些地方大量的小型斑岩铜矿报道过。 环太平洋“火环”自Pangea裂解起也一直在发挥作用，随着Pangea的裂解和大西洋、印度洋的生长，同时太平洋减小，通常仍保持焊接在扩张板块上的大陆以及所发生的地 质 时 期 的 成 矿 作 用第34页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期

47、二地壳缩短主要发生在大陆碎块的外边缘。俯冲带，通常围绕太平洋向大陆方向俯冲，肯定为火成岩浆活动和矿床提供了构造条件和所需的成分。这些矿床在种类和规模上丰富多样。在下插板块上方形成的岩浆活动的一个重要意义是从地幔到岩浆成分的热传输。 成矿带和会聚板块边界间的平行性在南美西部以矿床最简单的分布样式表现出来（Petersen,1970；Sillitoe，1976）和日本（Tatsumi，1970；Ishihara，1974），南非以斑岩型矿床而闻名，日本则以与岛弧火山活动有关的块状硫化物矿床闻名。 小的块状硫化物矿床在Philippes也有发现，但是，沿环太平洋带再向南，规模进一步变小而且稀疏分布在

48、西南太平洋的岛中（Colley and Rice，1975），这是斑岩型铜矿左右着成矿的图景。在日本尚未发现有斑岩型铜矿，地 质 时 期 的 成 矿 作 用第35页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二尽管在西南太平洋存在与日本黑矿近同期的较大的斑岩铜矿。或者日本的次火山斑岩型铜矿还未剥露出来，或者形成两类矿床的火山机制不同，尽管两者均与俯冲板片有关。这种样式与晚古生代Uralide块状硫化物矿床和Kazakhstan的斑岩型铜矿分布特点相似。这些矿床至少在形成年龄上大致同时，而且相关的火山岩在化学上是相似的。在VMS中的喷出物和斑岩型矿床的斑岩体化学成分上的差异是细微的。事

49、实上，某些斑岩型铜矿是安山质火山机构的一部分（see Kesler et al.，1975）。明显的区别是次火山斑岩型铜矿的岩浆并不需要达到地表。这可能意味着可能由于失热它们变得太粘稠而不能再迁移。或者其浮力不够。许多因素可能影响上升机制：地壳厚度、近地表岩石及其孔隙流体冷却能力和挥发份的逃逸速率，这可能依赖于俯冲的速度。日本岛弧具有高的俯冲速率，Titley（1978）指出斑岩型铜矿则是在俯冲相对缓慢的地区形成。地 质 时 期 的 成 矿 作 用第36页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二在太平洋的另一面，南、北美Cordillera的绝大多数矿床形成于向西迁移期间。南、

50、北美洲可能与日本晚古生代和早中生代的特征类似。在南美，这一直持续到现在。Ruiz及其他作者（1965）总结了Chile矿床的地质背景，Sillitoe（1972）强调了从海岸向东到高原的长、窄的不同类型矿床分布带。Andes山的西边山脚下，具有世界上最著名的斑岩铜矿。其年龄在606m.y.。最老的在北部，最年轻的在南部，但期间年龄分布存在许多不规则性。Chuquicamata是剥蚀最大的斑岩矿床之一，而El Teniente则最小。这与它们的年龄相匹配，但正如Sillitoe（1976）所指出的那样，古生代和中新世的斑岩在Argentina西北部同时出现，但在剥蚀差异上并不明显。总体的情景是清

51、楚的，但具体的细节上变得很复杂。在北美西部，总体的格局也是很复杂。在美国，与火成岩地 质 时 期 的 成 矿 作 用第37页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二有关的矿床带宽达1500km，且该带中矿床的年龄和类型并没有显示出南美西部那样的排列，甚至没有加拿大和Alaska的规律。因为美国西部的矿床包括了某些世界最大级的斑岩铜和斑岩钼矿床，以及大量的skarn和与火山活动有关的浅成低温贵金属矿脉。这种历史包括了部分东太平洋洋中脊向北美大陆下的俯冲。由其造成的构造复杂化可以有助于解释美国Cordillera矿带的极大宽度，但目前尚没有完全达成共识的假说。Lowell（1974

52、）指出了为什么岩浆和金属对俯冲洋壳的单一来源似乎不能用于美国的西南部。许多其他学者也具有该观点（Hollister，1978；Robyn and Hollister，通信，1980；Noble，1974）。Guild（1978）在对美国西部区域成矿作用进行深入的评述时，也指出了斑岩矿床倾向于存在老构造的地区聚集的这一事实，甚至在离板块边界很远的距离上。例如，在地 质 时 期 的 成 矿 作 用第38页，共43页，2022年，5月20日，11点22分，星期二Utah州靠近Bingham附近的矿床的集中出现（3936m.y.）。位于东西向的Uinta构造的位置上，这是切穿南北向展布的造山带的一条主要构造形迹（Bray and Wilson，1975）。Bingham本身就是最大的铜矿床之一。几百个百万年之后，一个花岗质斑岩的侵入，在Colorado中部大前寒武纪岩石中形成了世界最大的钼矿床，如Climax和HendersonUrad矿床（Wal