全球成矿概观

主要矿物分布在全球什么位置，它们是在什么地质年代形成的，这种全球成矿大观无疑是由元素的化学性质和全球地质格局及其变化过程决定的。地球化学家蒋志在其著作《地质体运动理论及其应用》（1995 年）中，在地球脉动大背景下，依据不同化学元素的成矿特点，对主要矿藏的全球分布和成矿时期，作出了轮廓性的描述，提供了成矿域和成矿幕的全球景观。

概括地说，自地球诞生以来，地球上经历了 9 大成矿幕，它们分别对应于地球的膨胀期和收缩期。对于成矿域，按元素种类分析也可以有个轮廓性认识。近铁族元素矿物主要沿牛轭形古陆分布，亲铜族元素矿物主要分布在牛轭形古陆、环太平洋带和特提斯带上，钨钼族元素矿物主要分布在环太平洋带和特提斯带上，珍稀矿物和非金属矿物主要分布在海槽和陆槽附近，煤、石油和天然气主要分布在中纬度地区。

全球成矿期的划分

全球成矿的历史，以前 7.5 亿年为界分为前后两大阶段。从地球形成到

前 7.5 忆年间是地球上部水平力场向西向极为主的时期，是牛轭形古陆和太平洋古陆形成和发展阶段，包含三个膨胀期成矿幕和两个收缩期成矿幕。从前 7.5 亿年至今，是地球上部水平力场方向发生变化，导致牛轭形古陆和太

平洋古陆解体、漂移甚至消亡的阶段，包含两个收缩期成矿幕和两个膨胀期成矿幕。

膨胀期成矿幕 I 含前 35.71 亿～前 25.59 亿年间的 10.12 亿年，大体相当于新太古代。在这一时期内，由于两极挤压作用力相当强，并且处于牛轭形古陆和太平洋古陆的初成期，在中纬度地区的许多矿的成矿特点类似于收缩期成矿幕。

收缩期成矿幕 I 含前 25.59 亿～前 17.94 亿年间的 7.65 亿年，大体相当于古元古代。在这个时期内，由于两极挤压力仍较强，并且牛轭形古陆和太平洋古陆已成雏形，中纬度地区的收缩成矿较其他地区更为明显。

膨胀期成矿幕Ⅱ含前 17.94 亿～前 13.41 亿年间的 4.53 亿年，大体相当于中元古代早、中期。这是牛轭形古陆和太平洋古陆稳定生长的时期。

收缩期成矿幕Ⅱ含前 13.41 亿～前 10.01 亿年间的 3.40 亿年，大体相当于中元古代晚期。这时仍是牛轭形古陆和太平洋古陆稳定生长的时期。

膨胀期成矿幕Ⅲ含前 10.01 亿～前 7.25 亿年间的 2.76 亿年，大体相当于新元古代早、中期。这时牛轭形古陆和太平洋古陆的生长已进入最后阶段。

收缩期成矿幕Ⅲ含前 7.25 亿～前 4.91 亿年间的 2.34 亿年，大体相当于

震旦纪和寒武纪。在这期间的前 6 亿年前后，地球上部水平力场第一次向赤道，使牛轭形古陆进入解体状态。

膨胀期成矿幕Ⅳ含前 4.91 亿～前 2.84 亿年间的 2.07 亿年，大体相当于古生代的四个纪，即奥陶纪、志留纪、泥盆纪和石碳纪。在这期间，地球上部水平力场又恢复了向西向极的方向，初步张开的牛轭形古陆重新闭合为联合古陆。

收缩期成矿幕Ⅳ含前 2.84 亿～前 1.02 亿年间的 1.82 亿年，大体相当于古生代的二叠纪和中生代的三叠纪、侏罗纪和白垩纪。在这期间，地球上部水平力场又一次向赤道，在前 2 亿年前后第一次向东，使联合古陆和太平洋古陆迅速解体。

膨胀期成矿幕Ⅴ含前 1.02 亿～未来 0.65 亿年间的 1.67 亿年，大体相当于中生代白垩纪的晚白垩世和整个新生代。在这期间，地球上部水平力场又恢复向西向极的方向，已经解体的联合古陆向各方漂移，形成今天的海陆格局。

主要矿物的时空分布

矿物的时空分布决定于成矿的地质环境和元素的地球化学特性。几十种主要矿物，其成矿元素的地球化学特性各异，但也有共性和相近之处。基于某些方面的共性可以分类叙述主要矿物的时空分布。蒋志在其著作《地质体运动理论及其应用》（1995 年）中，分近铁族、亲铜族、钨钼族、珍稀和外营力矿物五类。

近铁族元素矿物以铁元素为中心，包括前铁元素钛、钒、铬、锰和后铁元素钴、镍。在时空分布方面，前铁元素和后铁元素与铁元素大体相同，它们的分布既受牛轭形古陆的控制又受气温和大气氧量的制约。由于铁元素在地球内基性岩和超基性岩中的丰度远高于其在中性岩和酸性岩中的丰度，并且随从地壳到地核和从陆壳到洋壳的过渡顺序增高，以及它亲硫和亲氧的二重性，其矿床建造分为条带状含铁建造和■状铁石岩型两类。条带状含铁建

造主要形成于太古宙和早元古代，而■状铁石岩型则从元古宙到上新世都是它的形成期。全球铁矿主要沿牛轭形古陆分布。

亲铜族元素矿物以铜为代表，包括铅锌、锑汞和金。亲铜族元素在地球化学性质上多有相似，其中铅与锌和锑与汞彼此之间更相似。钼是亲硫元素，主要以硫化物和含硫盐形式存在。全球铜矿床主要集中在牛轭形古陆、环太平洋带和特提斯带上，前寒武纪和新生代是它的主要成矿期。铅锌矿的分布与铜矿的分布类似，但成矿期集中在中元古代和古生代。锑汞矿与铜矿的不同之处在于，其分布多在硅酸岩和碳酸岩中而不是如铜矿那样在褶皱带和再造发育带上。金矿的两大成矿部位（牛轭形古陆和古陆周边）和两大成矿期

（太古宙至古元古代和新生代）也与铜矿的情况有相合之处。

钨钼族元素矿物除钨和钼两元素外，还包括锡。在化学性质方面它们之间的关系表现出一种过渡的特性，即钨具有亲氧性，锡既亲氧又亲硫，而钼则亲硫。它们的成矿期都主要在中生代和新生代，其成矿区都集中在环太平洋带上。有所不同的是钨矿还分布在特提斯带上，锡的成矿期可上溯到前寒武纪。

珍稀矿物包括稀有、稀土和放射性元素矿物，如锂、铍、铌、钽、锆、铪、稀土、铀、钍矿等。亲石、亲氧和富集于地壳及陆壳是它们的共性。锂、铍、铀的矿化与酸性岩结缘，铌、锆、铪、稀土和钍的矿化与碱性岩相关，而钽的矿化则与 S 型花岗岩有关。锂、铍、铀的矿化与收缩期的陆洼和海槽作用有关，而铌、钽、铪、稀土和针的矿化则与膨胀期的陆洼和陆槽作用有关。

外营力矿物包括铝、煤、石油、天然气及非金属矿物。它们实际是三类不同的矿物，只是从外营力观点考虑便于放在一起叙述。铝矿属金属矿，其矿床有风化红土型铝土矿和沉积型铝土矿两大类，前者分布在赤道附近的低纬度地区，后者分布在北半球纬度较高的地区，成矿期在古生代、中生代和新生代。煤、石油和天然气属能源矿，其时空分布有相关性。它们都是生物的遗骸，当总碳达到 80％的煤阶时石油就开始形成，而当总碳达到 90％的煤阶时有气伴生的轻质油和干气就开始形成。成煤的沼泽条件是气温和雨量两者造成的，成煤的最佳场所在中纬度地区，在温暖期向高纬度地区移动，而在寒冷期则向低纬度地区移动。石油和天然气的分布与煤大体一致，所不同的是由于成油原料之一的珊瑚集中在低纬度地区，所以石油矿多向低纬度地区集中，且由于需要造成圈闭油藏和裂谷，成油期多在易于形成它们的石炭纪以来的时期。钾盐、硼砂、溴和硝与海水进退和气候干湿冷暖有关，而磷灰石、硫铁矿、石墨、金刚石、石棉、菱美矿与地球的脉动有关，它们大体沿海槽和陆槽分布。