第十二章区域成矿研究第一节区域成矿研究的发展随着矿产发现和勘查资料的积累，地质学家注意到在各大陆都分布着一些以集中产出某一种或几种矿床为特征的含矿地区。
20世纪初以来，提出了成矿区域和成矿时代的概念，并对世界各地重要成矿区进行了综合研究。
起初认识到很多重要金属成矿区内矿床的形成与一定地质时代内强烈的地壳构造变动和岩浆活动有成因联系；到50年代中期，前苏联地质学家在开展区域矿产预测和找矿工作基础上提出了地壳活动带成矿规律的研究成果，总结了这类地区从地槽到褶皱带发展的各个阶段中，与一定的构造环境、沉积建造和岩浆活动有关形成一定类型矿床的矿床组合，而且这些类型的矿床组合常按一定的顺序产出的规律性；之后，他们又对地壳稳定地区即地台和地盾内的成矿规律也按照相似的原则进行了总结。
板块构造理论的提出为区域成矿研究提供了新的基础。
矿床学家首先注意到在年代较新的成矿地带中一些矿床的形成与大陆分裂扩张机制相伴发生。
稍后，又把如斑岩型矿床、块状硫化物矿床等一些矿床的形成与板块边缘俯冲带构造和岩浆作用联系起来。
研究成果的继续积累表明板块构造理论能够成功地解释板块边缘俯冲带及碰撞带构造演化中发育的矿床，大陆内热点、裂堑和裂谷发展过程中形成的矿床以及大洋中脊地带及大洋盆地中形成的各类矿床。
到20世纪80年代初，一批关于矿床与板块构造关系的综合研究成果问世，在Mitchell和Garson等人的著作中把几乎所有矿床类型产出的构造位置都放到一定的板块构造背景中。
板块构造这种关于全球构造的模式在近30年来为区域成矿研究提供了一个可以较为广泛使用的理论框架。
区域成矿近期研究中在多方面继续取得了进展。
关于成矿时代最初是按照地质历史中几次重要造山运动划分为前寒武纪、加里东、海西、中生代中晚期（燕山、金墨里）和新生代（喜马拉雅或阿尔卑斯）几个成矿时代。
20世纪70年代以来对地球早期历史研究认识到太古宙和早元古代地壳的发育程度和特点决定了其成矿作用的特殊性。
从显生宙以来发育典型板块构造并表现出与之有关的造山运动与成矿作用的旋回性。
就整体而言，成矿作用是随着地球和地壳各层圈的演化而表现出长期演化的。
以前成矿区域研究一般只着重分析岩浆作用或沉积作用等与成矿有关的某个单一地质条件，而且这种情况下只是把成矿区看作是一种成矿构造单元。
现在研究成矿区带则是从区域地质发展历史探讨成矿作用的时空域及其变化，板块构造为基础的成矿区带研究目的是揭示出板块构造各发展阶段中出现的每种成矿有利构造背景和地质环境。
成矿有利构造背景和地质环境也已成为建立矿床成因模式首先考虑的条件之一。
278第十二章区域成矿研究第二节成矿时代和地质历史中成矿作用的演化在很长一个时期里，人们把成矿时代看作是地质历史时期中若干特殊的有利于形成矿床的时间阶段，并首先与地史中各期大的造山旋回联系起来。
20世纪六、七十年代中板块构造理论的提出和前寒武纪地质研究取得重要进展，为此时的一些矿床学家们对各种矿床在地质历史时期中形成的不均衡性带来认识上的重要突破，这就形成了成矿作用是随着地球历史中地质环境演化而演化的认识。
这种认识大致可归结为：①许多矿床各有其特别发育的地质时代，如镍、铬、铁、金等都是在太古宙、早元古代形成巨大矿床，而钨、锡、汞等则在中-新生代才出现广泛重要的聚集；②一种金属或非金属矿在不同地质时代里可能以不同形式富集，形成不同类型矿床，铁最明显，铜、铅锌、铀等也有同样情况；③在地球发展历史中矿床类型随时间发生演化，原有的一些类型可能发生了改变以至消失，而为新的类型所代替，总的表现出由简向繁发展趋势（图12 - 1），如磷块岩、盐类矿床是从元古代晚期或显生宙开始出现的，重要的斑岩铜矿主要是中-新生代才大量形成；④地质历史中成矿作用发生较大变化有4个时期，即太古宙与元古宙之间大约2500 Ma，早元古代与晚元古代之间大约1800 ~ 2000 Ma，元古宙与显生宙之间，大约在600 Ma，再后是在早、晚古生代之间约有400 Ma，在这4个时期地球上的成矿作用和矿床类型发生了显著的变化。
图12 - 1 主要矿床类型的演化关系 （据Hutchinson, 1983） 太古宙时只有薄的原始地壳，其总成分偏基性，接近上地幔的成分。
薄且不稳定的地壳容易破裂，强烈的火山活动频繁发生，大量形成拉斑玄武岩类火山岩，在地表高热流值、基础矿床学279地热梯度大的条件下广泛发生低压区域变质作用而形成绿岩带。
玄武质岩浆喷溢时可以带来地幔中较富集的多种金属。
有关的成矿作用主要有产在绿岩带中的火山热液型Cu、Zn、Au矿及与火山岩关系密切的沉积型Fe (Mn) 矿床，还有与基性侵入岩或喷出岩有关的岩浆型铜镍矿床。
某些与绿岩带相邻近的花岗岩可能形成含稀有金属伟晶岩。
总的来说矿床类型较少。
元古宙地壳成分和性质有了重大改变。
元古宙大陆地壳逐渐增生加厚约达到20多千米，并形成稳定基底。
富钾花岗岩在大陆壳上部广泛发育，地壳中的“玄武岩层”和“花岗岩层”两个层圈也已形成。
当时的大陆地壳相当均匀，在广阔的大陆架上开始形成长石砂岩、石英岩和砾岩及碳酸盐岩类沉积岩。
火山活动则集中在一些分隔的原始地槽内。
这一时期重要的成矿作用有大的克拉通盆地中的含金-铀砾岩，金来自太古宙绿岩带火山岩。
还有分布非常普遍的条带状硅铁质建造（BIF），含矿岩系为很少或无火山岩的巨厚沉积岩系。
生成时代通常较晚一些的还有与火山活动有一定关系的含硼建造、明显与硅质白云岩有关的菱镁矿和滑石矿床。
此外在古太古代至中元古代特征的成矿作用还有与稳定克拉通发生破裂，沿巨型断裂系侵入的幔源镁铁质、超镁铁质岩体中的岩浆型Cr、Cu-Ni、Pt族金属矿床。
从古元古代到中元古代大约以1800 ~ 2000 Ma为界，正是地球表面化学条件发生过重要变化的时候；此时海水中因绿藻的繁殖有了多余的氧并进入大气圈，古元古代时因大气圈、水圈缺乏自由氧，因而在金-铀砾岩中存在未氧化的黄铁矿、铀矿碎屑和碳质在沉积物中不再出现了；还有盛极一时的条带状硅铁建造大大减少了。
1700 Ma前后，出现了最早的红层，随后大量形成沉积岩容矿的层状铜铅锌矿床以及早期的硫酸盐类蒸发岩矿床。
到新元古代还开始出现沉积型赤铁矿矿床。
前寒武纪和寒武纪之间大约以600 Ma为界，开始进入以生物大量出现为特征的显生宙。
显生宙以来，地壳运动表现为典型的板块构造体制，以洋壳再循环带动大规模的板块运动，出现了围绕大陆边缘的火山岛弧，生成了以断裂为边界的弧后盆地以及广阔的陆表海。
显生宙不但具有与太古宙和元古宙相似的成矿作用类型，并且还出现了以前还未出现过的因增生板块机制及硅质岩浆极端发育而出现的新的成矿类型。
矿床类型明显趋于多样化和复杂化，包括产于镁铁质侵入岩中的岩浆矿床、产于火山岩中的热液矿床和热水沉积矿床、产于沉积岩中的沉积矿床和层控矿床及与花岗岩类有关的热液矿床。
从古生代加里东期开始，火山成因块状硫化物矿床（VMS）又在各个时期造山带中成为主要矿床类型，包括富铜矿床和更富铅锌的矿床，在这类成矿地区同样也有超基性岩中的规模不等的岩浆型铬铁矿床。
一些古生代褶皱带内虽有斑岩铜矿出现，但中新生代斑岩铜矿才成为铜的最重要矿床类型。
此外，与花岗岩有关的钨、锡、钼也是从海西期开始至中生代发展到成矿的高潮期。
显生宙还有一个成矿作用发生显著变化的界线，即大约在400 Ma前后的早、晚古生代之间。
早古生代中沉积物中有机碳增加，生物碎屑质碳酸盐岩、黑色页岩、硅质岩大量发育和广泛分布；其中常产出磷块岩，并有以碳酸盐岩为容矿岩石的铅锌矿。
晚古生代地壳进一步加厚，大陆逐渐扩大，生物活动从海洋大量向陆地迁移，大陆地质作用和陆生生物对成矿的影响变得突出了；有关的成矿作用是陆相和海陆交互相的煤、石油、褐铁矿、菱铁矿、铝土矿以及典型的陆相红层中的铜矿、铜-钒-铀矿。
280第十二章区域成矿研究第三节 成矿区及有利成矿构造背景一、早期地壳中的成矿区分布在各个大陆中的最古老地壳主要有两类，一类是高级变质区，常由达到麻粒岩相深变质的岩石类组成；另一类即是花岗岩绿岩带，主要由绿片岩相浅变质镁铁质喷出岩组成，其中常有时代不同的花岗岩类侵入体，这类地区岩石形成时代从太古宙延续至古元古代。
高级变质区内很少有具重要工业意义的矿产，绿岩带中则有很多非常重要的成矿区（带）。
1. 绿岩带中的铁、铜、锌、金成矿区绿岩带镁铁质火山岩岩浆是地幔来源的，是持续频繁喷出和侵入活动环境的产物。
绿岩带中铁矿床是阿尔戈马型铁建造，以加拿大安大略矿床为代表，澳大利亚中部、非洲斯威士兰、挪威北部也有分布；铁建造产于拉斑玄武岩-钙碱性火山岩及火山碎屑岩系中，层状矿体中可以是铁的氧化物、碳酸盐、硫化物及硅酸盐相，形成于低E h的火山-沉积环境中，这类铁建造邻近地区常有块状硫化物矿床伴生产出。
太古宙块状硫化物矿床以富铜、锌为特征，并伴生金、银；矿床主岩为玄武质-流纹质火山质，常与火山穹窿、火山角砾岩筒有关；加拿大阿比提比等绿岩带中的这类矿床最为典型，时代属太古宙及早元古代。
绿岩带型金矿分布广，规模大，在世界金矿资源中占重要位置，主要产地包括加拿大、美国、非洲南部、印度、巴西、西澳大利亚等；金矿容矿岩石原岩为拉斑玄武岩、长英质火山岩，并见复成分砾岩和浊积岩；金矿主要出现在绿岩带边部离花岗岩不远的地方，一些金矿常与块状硫化物矿床产于同一地区。
绿岩带中的镍矿床主要产于科马提岩质超基性火山岩系中，典型产地如南非、西澳大利亚等。
2. 古老大陆上巨型盆地中的金-铀、铁（锰）建造成矿区南非的Witwatersrand盆地是世界上最大的金矿床之一；金矿产于巨厚的变质古老火山岩和沉积岩系中，金矿体产在石英砾岩层中，是随着最早的沉积盆地出现而形成的，金来自附近绿岩带；含金砾岩层中存在黄铁矿、沥青铀矿碎屑表明当时的还原性大气是使这些物质得以保存下来的必要条件；南非含矿岩系的形成时代为25亿 ~ 29亿年前，除南非外，巴西、加纳也有类似矿床。
这里所说的铁（锰）建造称为苏必利尔型，各大洲都有分布，在包括北美五大湖区、巴西、澳大利亚、欧洲、乌克兰等地都是很大的铁矿床；这类在稳定的大陆盆地内和边缘形成的含铁建造主要是浅海碎屑岩系和碳酸盐岩，含矿层主要由铁氧化物和硅氧化物矿物组成；世界上这类铁建造集中形成的时代是在2600 ~ 1800 Ma 前的一段时间，在同一时期和稍晚一些类似的环境中也形成重要的碳酸盐类沉积中的沉积锰矿床，南非、巴西、印度都有此类矿床。
3. 古大陆裂谷系中大型镁铁质、超镁铁质岩浆岩体中的铬、铜-镍、铂族、钒钛-铁成矿区典型成矿区有南非布什维尔德岩体和津巴布韦大岩墙等。
布什维尔德岩体中有大型的铬铁矿床、铜-镍硫化物矿床和铂族元素矿床；津巴布韦大岩墙产铬铁矿床。
岩体规模巨大，有的可横贯大陆。
