中国大中型金属矿床与地块拼合带的关系

赵珍梅， 董长海， 雷 华， 闫东川， 马 伟， 李祥强， 文元亮

(中国冶金地质总局矿产资源研究院，北京 100025)

1 引言

由尹赞勋和李春昱等地质界前辈20世纪70年代介绍引进的板块构造学理论，已经在地学领域得到广泛应用研究，并已取得了大量的研究成果(尹赞勋，1973，1978;李春昱，1973，1975，1981，1983)，但对中国老一辈地质学家创立的地质学理论与研究与应用近年却有所减少。

本文以中国老一辈地质学家提出的一些地质理论为基础，在分析中国区域地质特征基础上，以ETM卫星影像为信息源，遵循地质学家李四光确定地块的原则和地壳运动的规律(李四光，1953，1973)，根据影像的色调、影纹和地貌等特征，圈定了中国大陆地块构造，编制了中新生代以来中国大陆地块与盆地分布图。

将中国中大型金属矿床分布图与新编的地块图叠置之后发现:80%左右的矿床分布在相邻两地块之间的拼合带上，15%的矿床分布在地块内的大断裂带上;将中国六级以上地震震中分布图与其叠合之后发现，90%的震中分布在相邻地块之间的拼合带上，10%的震中在靠近地块边缘的盆地一侧，或地块内的大断裂带上。

本文在分析地壳运动规律的基础上，总结了各地块之间存在有规律性的相互推挤运动，且北部地块向南推移和就位，西部地块向东推移和就位的地块运动规律。分析了已知矿床的统计分布规律:大部分大中型金属矿床分布在地块东、南侧和地块运动方向的前锋，尤其是弧形拼合带前缘;并提出了在块体拼合带或块内大构造带南找大矿的新思路。希望能给当今的矿产资源调查与勘查工作提供另一条思路。

2 地壳运动及产生的地壳构造特征

地球自转与地壳物质局部融熔等原因，是地壳一直持续运动的主要原因，这一点已被地球物理学资料与实验岩石学资料得到了证实(李四光，1973袁学诚，1996，2009;丛柏林，1983)。

地球上任一点的线速度，由式V=2πr/T可计算求出，式中r为纬线的半径，T为地球自转的恒星周期，1恒星日=86164s(金祖梦，1997)。由此式可得出，地球自转的线速度取决于纬线的半径。这样由于地球自转则可能会产生以下的影响。

(1)地球自转的线速度因纬度不同而不同，高纬度与低纬度的自转线速度有巨大的差异，其结果导致纬向构造带的发育和巨大的水平错动。纬向水平错动导致里德尔剪切带的发育。

(2)同一纬度上，地球自转的线速度因高度不同而不同(金祖梦，1997)。这样，地壳、地幔和地核形成差异性运动。由于地壳运动线速度比地幔与地核快，因此，地壳向东运动时，控制磁场的地幔与地核相对落后，导致地磁场相对于地壳而西移。

我国大陆位于中纬度地区，由于地球自转的线速度随高度增加而速度愈大，因此，西部高原就会推挤东部低山丘陵和平原向东移动。

(3)地球自转产生的地转偏向力－科里奥利力，造成北半球右偏，南半球左偏(金祖梦，1997)。如亚洲、欧洲和北美洲东部，由高纬度向低纬度，产生由北北东转向北东走向的弧形构造带;澳洲和南美洲东部由高纬度到低纬度，则形成北北东转为北北西－北西走向的弧构造带。由大陆分裂出去的日本列岛、台湾和菲律宾岛弧以及花彩岛屿均在大陆东侧。

(4)地球自转产生惯性离心力，其水平分量指向赤道(金祖梦，1997)。这会使大致东西走向的山脉向赤道方向突出。例如:喜马拉雅山脉、小亚西亚半岛、巴尔干半岛、阿尔卑斯山脉等东西走向的山脉均向南突出。

2.1 地壳运动结果观测

我国大陆的地壳运动，无论是自西向东的移动，还是由北向南的移动，都会受到前方的阻力，表现出各地块的运动速度不相同。据GPS观测的结果，我国西藏地块每年向北东向移动约40mm，扬子地块向东移动约10mm(马宗晋，2001;张培震，2002)。

根据地块的几何形态，地块内的地层和构造线组合拼图发现，古生代末到中新生代，中国大陆东部有剧烈的变迁(董长海，1992)。例如，山东半岛是从西朝鲜湾脱离出来向南运动，与伏牛山以东分离出来的鲁西地块碰撞于沂沭缝合线;海南岛脱离广西沿海向东南滑动;台湾岛脱离浙江福建沿海向东南移动;中国大陆向东南移动，把从大陆东南沿海分离出去的日本列岛落在了后边，同时日本列岛也向东漂移。这就像打碎的盘子，如果把它拼合复原，碎块的茬口要对上，里面的花纹图案也要拼上，才能说原来是一个整体。

3 不协调运动体制下的中国地块的“结构”

3.1 地块划分的原则

通过对中国大陆区域地质成果综合分析研究，结合中国大陆ETM影像特征，建立以下中国陆地地块划分准则:

(1)同一区域内构造线基本一致，相毗连的、不同结构形态的地区之间，有比较明确的界线(李四光，1953);

(2)在ETM影像图上，同一块体中色调和影纹及几何形态大致相同;

(3)地质构造特征:同一地块内地层与构造线走向趋于一致。

(4)地块边界为大断层或盆地边界。

依据上述准则，本文将中国大陆划分为28个大地块(见图1)，从影像图可看出:各块体的综合地质体的影像特征是不均匀的，相邻地块有显著的差别，其地层和构造线的走向完全不同，并且地块之间有明确的界线。每一地块都具有不同的影像特征和运动趋势。

3.2 地块构造特征

中国大陆上的28个大地块(见图1)，每一地块都有其独特的构造特征:西蒙古大地块走向是北西西向的，东蒙古大地块走向是北东东向的，二者在东经105°～110°地区交汇，并且西蒙古大地块东端侵入到东蒙古大地块的西端。而萨颜岭大地块近东西走向，呈向南突出的弧形，挤压西蒙古大地块和东蒙古大地块。由于蒙古大地块的东移，受挤压的大兴安岭大地块呈北北东走向，相继的挤压运动以及西太平洋洋壳的阻挡，使得小兴安岭、锡霍特和长白山等大地块均呈北北东走向。

天山和阴山大地块受控于纬向构造带，均呈东西走向。阿尔金山和阿拉善狼山大地块受控于里德尔剪切组合的韧性剪切带，均呈北东东走向;昆仑和秦岭大地块受控于里德尔剪切组合的冲断剪切带，均呈北西西走向。由于夹在韧性剪切带与冲断剪切带之间的锐角夹角内，西部的祁连山大地块呈北西走向，东部的贺兰太行山大地块呈北北东向走向。

受伊朗兴都库什山大地块东移的挤压和西藏大地块的阻拦，克什米尔大地块呈北北西走向。西藏大地块呈东西走向，其东移挤压康藏青川大地块，使得后者呈北西走向。受西藏大地块东移挤压和扬子地块阻挡的共同作用，使得滇北大地块呈南北走向，像对滚机的挤压物。这种对滚机式的挤压也影响到西扬子大地块，使其呈北北东向走向，也是压扭作用所致，而东扬子大地块仍然是北东走向。

图1 中国大陆地块、盆地分布图Fig.1 Map showing of distribution massifs and basins in China mainland1－陆地界线;2－国界线;3－盆地内构造穹隆;4－盆地边界;5－大地块界线;A－阿尔金大地块;Ai－哀牢山大地块;Al－阿拉善大地块;B－布列亚大地块;C－长白山大地块;CL－中条山鲁西大地块;CN－中南大地块;D－大兴安岭大地块;Db－滇北大地块;DM－东蒙古大地块;DT－大巴山桐柏山大地块;DY－东扬子大地块;H－哈萨克大地块;HT－贺兰山太行山大地块;K－克什米尔大地块;Kl－昆仑大地块;KQ－康藏青川大地块;P－帕米尔兴都库什岩浆穹隆大地块;Q－祁连山大地块;QG－黔桂大地块;Ql－秦岭大地块;S－萨颜岭大地块;T－锡霍特山大地块、天山大地块;X－西藏大地块;XM－西蒙古大地块;XY－西扬子大地块;Yi－阴山大地块1－land boundary line;2－national boundary;3－dome structure within the basin;4－Basin boundary;5－boundary line of massif;A－Altun massif;Ai－Ailaoshan massif;AL－Alxa massif;B－Bureya massif;C－Changbai Mountain massif;CL－Zhongtiao Mountain－West Shandong massif;CN－southcentral massif;D－Daxinganling massif;Db－North Yunnan massif;DM－East Mongolia massif;DT－Daba Mountain－Tongbai Mountain massif;DY－East Yangzi massif;H－Kazakh massif;HT－Helan Taihang Mountains massif;K－Kashmir massif;Kl－Kunlun massif;KQ－Kang Zang Qing Chuan massif;P－Pamir Hindu Kush magma dome massif;Q－Qilian Mountain massif;QG－Guizhou－Guangxi massif;Ql－Qinling massif;S－Sayanling massif;T－Sichote－Alin＇and Tianshan massif;X－Tibet massif;XM－West Mongolia massif;XY－West Yangzi massif;Yi－Yinshan massif

滇北大地块向南移动和挤压，以及中南大地块的阻挡，使哀牢山大地块呈北北西走向;同样由压扭作用所致，西扬子地块南移挤压，导致黔桂大地块呈北西西走向。

中南大地块呈南北走向，这是因为印度大地块东移挤压孟加拉湾洋壳物质，而洋壳物质相继向东挤压，形成南北走向的挤压带，中南大地块和安达曼海岭就是这种挤压作用形成的结果。

综上所述，中国大陆各地块之间进行着规律性的相互推挤运动:北部地块向南推移和就位，西部地块向东推移和就位，符合地壳运动的规律。

大地块内部又细划出若干次级地块(图2)。这些地块中，有近一半具舌状前缘。显然，长期持续的地壳运动，使地块具塑性或半塑性滑动特征，有“塑流变”效果。可以说，长期持续运动的地壳是固体流。

图2 祁连山地块及周边地块内小地块及构造分布图Fig.2 Distribution map of small massifs and structures in the Qilian massif1－大地块界线;2－次级地块界线;3－块内界线;4－盆地;5－岩浆穹隆;6－地块内岩浆及热液上拱所致环型构造;7－盆地内油气上拱所致环型构造;8－古陨石坑;9－大中型金属矿床;A1－白山地块;A2－阿尔金山地块;AL1－雅布赖山狼山地块;AL2－阿拉善戈壁岛峰地块;DM5－乌兰巴托温都尔汗地块;KL3－昆仑山东段地块;KL5－可可西里山扎陵地块;KQ1－曲麻来地块;Q1－北大山岛峰地块;Q2－走廊南山地块;Q3－祁连山地块;Q4－党河南山地块;Q5－锡铁山地块;Q6－香山卫宁北山地块;Q7－乌鞘岭天祝地块;Q8－积石山地块;T6－霍拉山库鲁克塔格山地块;T7－博格达山地块;T8－巴里坤山地块;T9－牙曼苏北山地块;T10－额济纳南戈壁地块;S－萨都岭大地块;XM1－阿尔泰山地块;XM2－杭爱山地块;XM3－古尔班博格多山地块;XM4－戈壁阿尔泰山地块1－boundary line of massif;2－boundary line of secondarily massif;3－boundary line within massif;4－basin;5－magma dome;6－circular structure due to the rise of magmatic and hydrothermal;7－circular structure due to the rise of oil and gas;8－ancient craters;9－large and medium－sized metal deposits; A1－Baishan massif;A2－Altun Mountain massif;AL1－Yabrai－Langshan;AL2－Alxa－Gobi Island Peak massif;DM5－Ulan Bator－under Khan massfi;KL3－East of Kunlun Mountains massif;KL5－Hoh Xil－Gyaring massif;KQ1－Qumalai massif;ridge massif;S－Sadu ridge massif;Q1－Beidashshan Island Peak massif;Q2－Hexi Corridor Soth massif;Q3－Qilian Mountain massif;Q4－Dang river South massif;Q5－Xitieshan massif;Q6－North Xianghe－Weining massif;Q7－Wuqiao ridge－Tianzhu massif;Q8－Jishi Mountain massif;T6－Huolashan－Kuruk tog Mountain massif;T7－Bogda Mountain massif;T8－Balikun Mountain massif;T9－North Yamansu massif;T10－Egina South Go-bi massif;XM1－Altai massif;XM2－Khangai Ra.massif;XM3－Gurban Bogd Uul massif;XM4－Govi－Altay Mts.massif

在影像解译中笔者发现，大型岩浆活动上拱的地块形成独特的岩浆穹隆地块。例如，帕米尔、念青唐古拉、额木尔山、辽西努鲁尔虎山、七老图山和雷公山等岩浆穹隆地块。其形状为椭圆形，或近于等轴状浑圆形，有其明确的边界，它们多发育于大地块运动方向的前缘地带。

3.3 盆地

遥感图像解译的大型内陆盆地，有额尔齐斯、准噶尔、塔里木、柴达木、吐鲁番、阿拉善、鄂尔多斯、华北、松辽等盆地。苏北平原属大陆边缘冲积平原，华北盆地北部也属陆缘冲积平原。这些盆地，在影像图中均呈平坦光滑的影像斑块，线性构造不发育，为中新生代的沉积产物。其中最大的塔里木盆地内，还发育近于纺锤形轴向东西走向的台隆，台隆占盆地面积的一半以上。

内陆盆地均发育于几个大地块之间的空隙内。其形成可能有两种解释。一是地块运动，造成块间空隙断陷;另一种可能是古陨石坑。

4 大中型金属矿床与地块拼合带的吻合

由上述讨论得出:地壳运动导致地块相互推挤，并且总体向东和东南方向运动，因此，含矿热液也随之而动，运移的方向基本与块体运动方向一致。

早年地质学家李四光用拧毛巾的方法形象地诠释了热液运移过程:毛巾只有用力拧，浸在毛巾中的水才能被挤出来。含矿热液运移的过程也是如此，由于地块运动，热液被挤到什么地方去了呢?主要在地块之间拼合带内，即块间缝隙以及块内压扭大断裂内。由深到浅，由高压向低压，由高温区向低温区运移，只有当运移环境的pH值(其值高低反映介质酸碱性的强弱)、Eh值(其值大小则表征介质氧化性或还原性的相对程度)改变时，才会在低压低温区沉淀(即泄水区)成矿。沈照理教授提出的减压带泄水区成矿论(沈照礼，2000)，翟裕生院士讲的古陆边缘成矿论(翟裕生，2003)，涂光炽教授提出的同生深大断裂控制的封闭热水盆地成矿(涂光炽，1981，1983，1988，1989，1994)，阐述的是同一个原理:地块之间的拼合带，以及块内压扭性深大断裂为成矿的有利地区。

通过将中国已知中大型2760个金属矿床资料与地块图进行综合之后，发现80%左右的矿床分布在相邻两地块之间的拼合带上，15%的矿床分布在地块内的大断裂带上(矿产数据引用截止年限为2004年，数据由冶金地质总局信息中心提供，图2)。这就进一步说明了在地块之间的缝隙——拼合带成大矿的规律。此外，我们将中国六级以上地震震中数据资料与划分的地块资料进行综合发现:90%的震中在相邻地块之间的拼合带上，10%的震中在靠近地块边缘的盆地一侧，或地块内的大断裂线上(数据由国家地震总局分析预报研究所提供)，这一规律虽然与成矿无直接关系，但可以作为确定地块边界的佐证。

既然大矿床多在拼合带上，有什么特点呢?

(1)大部分矿床分布在地块东、南侧，与地块运动方向一致，多在地块运动方向的前锋，尤其是弧形拼合带前缘。

(2)矿床多为综合矿床。

(3)矿床为多期热液活动的产物，成矿物质是多来源的，元素种类也复杂。可来源于岩浆热液，侧分泌热液和地下水溶液。

(4)矿体晚于围岩，存在围岩蚀变。

(5)有复杂的水平分带和垂直分带。

(6)矿床形态:细脉状、网脉状、脉状、似层状、囊状、不规则状等等。应注重向深部找矿，尤其注意找深部的雁列纵排矿脉。

(7)含矿热液遇到含钙、镁元素的地质体发生化学反应，遇到碳质和粘土物质被吸附时，将导致Eh、Ph变化而沉淀，尤其是大半径金属离子易被胶状硅酸络合物携带迁移，沉淀时形成柱粒状低温石英与金属矿物共生。我们研究发现大部分矿床中的石英都是低温的柱粒状石英。

(8)矿石有条带状、层纹状、细脉浸染状、浸染状、胶状构造，还有交代和挤压碎裂结构构造。

(9)矿物有自变晶增大现象。如玉髓变为石英，文石变为方解石，赤铁矿和黄铁矿均自变晶增大现象，这种现象出现在低温低压区。

(10)成矿及矿带分布:符合25°C，一个大气压条件下H+、O2－、S2－、Fe2+四元系相图。

综上所述，中国大陆的成矿物质是多来源的，主要是深部来源和内生来源。成矿则在浅部，低压段泄水区，殊途同归，矿床多为综合矿床。

5 结论

本文对地壳运动规律，地块的划分准则、地块的运动特征及中国大陆大中型矿床成矿与地块的关系进行分析与阐述，经过一系列分析与探讨，形成以下结论:

(1)本文提出了基于李四光地块定义原则和ETM影像特征的地块划分准则，将中国陆地划分成28个大地块和若干个小地块。

(2)在分析地壳运动规律基础上，提出了中国大陆各地块之间进行着规律性的相互推挤运动的特征:即北部地块向南推移和就位，西部地块向东推移和就位，导致含矿热液也随之而动。提出了大部分矿床分布在地块东、南侧，且多在地块运动方向的前锋，尤其是弧形拼合带前缘。

(3)主要基于遥感影像特征而划分的中国大陆地块构造，反映的是中新生代构造特征。

(4)指出了金属矿床的找矿方向和原则。寻找大中型金属矿床应以地块拼合带为主，其次为块内压扭大断裂。找大矿必须有深大断裂及其配套的次级滞后断层，拖曳褶皱断裂。找矿勘探最基本的原则，由已知到未知，由此及彼，由表及里。在已知矿床和矿带上，要注重多元素组合的地球化学异常和已知矿深部侧伏的雁列纵排矿体。

综上所述，绝大部分大型金属矿床分布在地块拼合带上，矿床成因为多种热液来源的热液矿床。通俗地说，是“火锅”成矿模式。注重矿床的综合评价、综合利用，研究多元素组合的水平分带和垂直分带特征，为矿产资源勘查提供新思路。

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