缩略图

区域地质构造演化对矿产资源分布的控制作用

作者

许广永

身份证号码:210621197911081098

一、引言

矿产资源作为人类社会发展的重要物质基础,其分布具有明显的不均匀性。区域地质构造演化是塑造地球表面形态和内部结构的主要动力,对矿产资源的形成、迁移和富集起着关键的控制作用。研究区域地质构造演化与矿产资源分布的关系,不仅有助于深入理解地球演化历史,更能为矿产资源的勘查与开发提供科学指导,具有重要的理论和实践意义。随着地质科学研究的不断深入,对区域地质构造演化的认识逐渐深化,为揭示其对矿产资源分布的控制机制提供了更多可能。

二、区域地质构造演化的基本特征与阶段

(一)板块运动与区域地质构造格局的形成

板块运动是区域地质构造演化的主导因素。在漫长的地质历史时期,地球的岩石圈被划分为多个板块,这些板块在软流圈上缓慢移动。板块之间的相互作用,如碰撞、俯冲、分离等,塑造了不同的区域地质构造格局。例如,在板块碰撞带,由于两个板块的挤压,地壳发生强烈变形,形成高大的山脉和褶皱带,如喜马拉雅山脉就是印度板块与欧亚板块碰撞的结果而在板块分离带,地壳张裂,形成裂谷和洋中脊,如东非大裂谷和大西洋中脊。板块运动的不同方式和强度,决定了区域地质构造的基本形态和发展趋势,也为矿产资源的形成提供了不同的地质背景。

(二)构造演化阶段与特征

区域地质构造演化通常经历多个阶段,每个阶段都有其独特的地质特征。在早期的克拉通化阶段,地壳逐渐稳定,形成古老的结晶基底。这一时期的构造运动相对较弱,主要以垂直运动为主,形成了一些规模较小的沉积盆地和火山活动。随着地质历史的发展,进入板块汇聚阶段,板块之间的相互作用加剧,导致强烈的褶皱、断裂和岩浆活动。大量的岩浆侵入和喷发,带来了丰富的成矿物质,为金属矿产的形成创造了条件。在板块汇聚后期,往往伴随着区域变质作用,进一步改造和富集了矿产资源。最后,在板块离散阶段,地壳发生伸展和张裂,形成新的裂谷和海洋,同时也可能引发新一轮的岩浆活动和矿产形成过程。

三、区域地质构造演化对矿产资源分布的控制机制

(一)褶皱与断裂构造对矿产资源的控制

1、褶皱构造与矿产聚集:褶皱构造通过改变岩石的形态和空间分布,影响了矿产资源的形成和富集。在背斜构造中,顶部岩石因受张力作用,裂隙发育,有利于成矿热液的运移和沉淀,常常形成层控矿床。例如,一些沉积型的铅锌矿、铜矿等,常与背斜构造密切相关。向斜构造则由于岩石相对紧密,保存条件较好,对于一些油气资源的储存具有重要意义。油气往往在向斜构造的低洼部位聚集,形成油气藏。

2、断裂构造对矿产运移与富集的影响:断裂构造是地壳中的薄弱带,为成矿热液的运移提供了通道。热液在沿着断裂上升的过程中,与周围岩石发生化学反应,将其中的成矿物质溶解并携带至合适的部位沉淀下来,形成矿床。大型断裂带往往控制着区域内矿带的分布,如我国的郯庐断裂带,其两侧分布着众多的金属矿床。此外,断裂的多次活动还可以对已形成的矿床进行改造和重新富集,使矿产资源更加集中。

(二)岩浆活动与矿产形成

1、岩浆侵入与金属矿产的生成:岩浆侵入活动是形成金属矿产的重要因素之一。岩浆在上升过程中,携带了大量的成矿物质,如铜、铅、锌、金、银等。当岩浆侵入到地壳浅部时,由于温度和压力的降低,岩浆中的成矿物质开始结晶分异,形成各种金属矿物。

2、火山活动与矿产资源的关系:火山活动同样对矿产资源的形成有着重要影响。火山喷发将下深处的岩浆、气体和矿物质带到地表,形成火山岩型矿床。火山热液在火山口附近及周围地区循环,与周围岩石发生交代作用,形成各种热液矿床。如一些浅成低温热液型金矿床、汞锑矿床等,常常与火山活动有关。此外,火山灰和火山碎屑堆积物在一定条件下也可以形成沉积型矿产,如硅藻土矿等。

(三)变质作用对矿产的改造与富集

1、区域变质作用与矿产变质改造:区域变质作用在较大范围内使岩石发生变质,改变了岩石的矿物成分和结构构造,同时也对其中的矿产资源产生重要影响。在区域变质过程中,岩石中的成矿物质会发生重新组合和迁移,使一些原本分散的矿产得到富集。

2、接触变质作用与矿产形成:接触变质作用是由于岩浆侵入体与围岩接触,使围岩发生变质的过程。在接触带附近,围岩受到岩浆的高温、高压和挥发性组分的影响,发生一系列物理化学变化,形成接触变质矿床。

如大理岩型矿床,就是石灰岩等碳酸盐岩在接触变质作用下,经过重结晶和交代作用形成的。接触变质作用还可以使一些原本含量较低的成矿物质在接触带附近富集,提高矿产的品位和质量。

四、区域地质构造演化与矿产资源分布的时空耦合关系

(一)不同地质时期的矿产分布特征

在地球的不同地质时期,由于区域地质构造演化的特点不同,矿产资源的分布也呈现出明显的差异。在太古代和元古代,地球的地壳相对较薄,构造活动强烈,岩浆活动频繁。这一时期主要形成了一些与火山活动和变质作用有关的矿产,如铁矿、金矿等。太古代的绿岩带是重要的金矿产地,其中的金矿床与火山 - 沉积建造密切相关。元古代则形成了大量的沉积变质型铁矿,如我国的鞍山式铁矿。到了古生代,板块运动逐渐活跃,形成了许多大型的褶皱山脉和沉积盆地。

(二)区域构造演化对矿产资源分布的空间控制

区域地质构造演化不仅在时间上控制着矿产资源的形成和分布,在空间上也有着明显的影响。不同的区域地质构造单元,由于其构造演化历史和特征的差异,矿产资源的种类和分布也各不相同。例如,在板块碰撞带,由于强烈的构造变形和岩浆活动,往往形成丰富的金属矿产,如喜马拉雅碰撞带的铬铁矿、铜矿等。而在板块内部的稳定克拉通地区,主要发育与沉积作用有关的矿产,

五、结论与展望

区域地质构造演化是一个复杂而漫长的过程,对矿产资源的分布起着至关重要的控制作用。通过褶皱与断裂构造、岩浆活动以及变质作用等多种地质过程,区域地质构造演化在不同时空尺度上影响了矿产资源的形成、迁移和富集。不同地质时期的构造演化特征决定了矿产资源的分布类型和特点,而区域构造单元的差异则导致了矿产资源在空间上的不均匀分布。深入研究区域地质构造演化与矿产资源分布的关系,对于指导矿产资源勘查和开发具有重要意义。未来,随着地质科学技术的不断进步,如高精度地质填图、地球物理探测、同位素地质年代学等技术的应用,将为进一步揭示区域地质构造演化对矿产资源分布的控制机制提供更有力的手段。同时,加强对全球不同区域地质构造演化与矿产资源分布的对比研究,有助于总结出更普遍的规律,为全球矿产资源的勘探和开发提供更全面的理论支持。

参考文献:

[1] 李四光。地质力学概论 [M]. 北京:科学出版社,2023.

[2] 赵鹏大。成矿预测理论与方法 [M]. 武汉:中国地质大学出版社,2022.

[3] 张宏福。岩石圈演化与成矿作用 [J]. 地球科学进展,2021, 36 (5):451-462.