中国前寒武纪构造演化研究综述

中国前寒武纪构造演化研究综述

胡经国



一、概述

1、中国前寒武纪地层分布

前寒武纪占地球形成和地质演化时期的6/7。中国前寒武纪地层分布广泛，记录了32亿年的地质历史。

⑴、太古代结晶基底

在寒武纪时，中国大陆几乎全部被海域覆盖。因此，现今地表的前寒武纪露头，多是通过显生宙时基底的抬升侵蚀和地块边缘造山带的侵蚀呈现出来。除露头外，地球物理、部分地区的钻探揭露表明，整个华北陆块、扬子陆块、塔里木陆块和华夏古陆的内部，均有太古代结晶基底。

⑵、太古宙和古元古代岩石

太古宙和古元古代岩石，主要出露在华北陆块，另在扬子陆块的西缘和北缘、塔里木陆块的周边和华夏古陆的西缘也有零星出露。

⑶、中新元古代的地层

中新元古代的地层，主要分布在华北陆块的内部和周边，扬子地块、塔里木－柴达木地块的周边和华夏古陆的西北缘，并断续出露于喜马拉雅地带。

⑷、新元古代界上部的南华系和震旦系

新元古代界上部的南华系和震旦系，主要分布于扬子陆块及其周边，柴达木地块和喜马拉雅地带也有零星出露。

2、前寒武纪地层年代表（略）

二、太古宙构造演化

1、太古宙构造演化概况

太古宙（>2500Ma）是地球演化的早期阶段。研究表明，在42～38亿年前的始太古代已有最早的陆壳存在；在古元古代（18亿年前）70%～80%的陆壳已经形成。

刘敦一等（1991）在辽宁鞍山的附近，发现了38亿年的花岗质古陆块的残块；在冀东迁西群曹庄组铬云母石英岩中，发现碎屑锆石的最大U-Pb年龄为37.2亿年。这表明，中国华北地区在始太古代已经存在陆壳。

现在世界上各大陆（如格陵兰、北美、加拿大、澳大利亚、法国和中国华北），都发现存在有38亿年左右形成的古老陆壳（最大年龄是澳大利亚学者Wilde等2001年报道的在西澳太古宙沉积岩的碎屑锆石中测得44～42亿年的年龄）。

晚太古宙的末期（2500Ma的五台运动）陆核聚集，绿岩带成为陆核聚集的焊接带，形成古陆块。

2、太古宙构造岩石组合

太古宙岩石主要出露在华北陆块，另在扬子陆块的西缘和北缘、塔里木陆块的周边和华夏古陆的西缘也有零星出露。以华北陆块的研究最为详细。

白谨等（1996）对太古宙陆核的形成及其运动特征进行了研究，认为中国大陆的太古宙岩石分布区可以划分为两种类型的区域：麻粒岩－片麻岩和绿岩带（含TTG岩套）。TTG岩套是一类包含了三种岩性的岩石组合,即英云闪长岩（Tonalite）－奥长花岗岩（Trondhjemite）－花岗闪长岩（Granodiorite）。

太古宙麻粒岩－片麻岩，分布在陆核（深层磁性界面的隆起区）的中部；绿岩带分布在陆核的周边（片理围绕陆核）。因而，确定太古宙的构造格局是以相互分离的陆核和夹持其间的绿岩带共同构成。

⑴、麻粒岩－片麻岩

为角闪岩相－麻粒岩等中、高级变质岩，以各种花岗片麻岩为主要岩石，包括早、中太古代的深成岩和变质表壳岩，也包括一部分侵入于绿岩带的TTG岩套。

变质表壳岩为由火山岩和沉积岩变质形成的斜长角闪岩、麻粒岩、片麻岩类，包括由富铝沉积岩系变质形成的孔兹岩系。孔兹岩系（KhondaliteSeries）是以富含石榴子石、矽线石和石墨为特征的区域变质岩石组合。

⑵、绿岩带

为绿片岩－角闪岩相等中级变质岩，原岩为基性火山岩－中酸性火山岩－沉积岩序列，具旋回性，反映多次喷发的特点。

⑶、TTG岩套

原岩为英云闪长岩－奥长花岗岩－花岗闪长岩（Tonalite-Trondhjemite-Granite），变质形成片麻岩，是构成大陆下地壳的主要岩石。

三、古元古代（2500～1800Ma）构造演化

——原始中朝陆块裂陷和拼合，形成统一基底

古元古代岩石主要出露在华北陆块，另外在扬子陆块的西缘和北缘、塔里木陆块的周边和华夏古陆的西缘也有零星出露。

古元古代的地层与其下伏的太古宙地层之间，为角度不整合，此构造事件称为五台运动。

中国中朝和塔里木等克拉通变质基底的再结合和最后统一形成时期都是在1800Ma（吕梁运动）。而在1800Ma以后则都形成沉积盖层。因此，1800Ma是重要界线。

同太古宙相比，古元古代的构造体制发生了明显的分异。显著地表现为，不同性质的线形活动带同刚性地块并存的构造格局。在早前寒武纪发育和出露较好的华北陆块，则表现为原始克拉通破裂和硅铝壳再造等特征。

古元古代初期，华北古陆块内部的多条活动带又重新活动。经过吕梁运动，华北古陆块再次拼接成为统一的克拉通；而且由于边缘的增生，克拉通的范围进一步扩大，形成华北陆块。

古元古代中国大陆的构造演化是以古陆块的进一步裂陷、再拼合，原始华北陆块最后形成统一的基底为主要特征的。

四、中、新元古代构造演化

中国大陆中、新元古代构造演化的主要特征是：原始中朝陆块开始裂解和沉积盖层开始发育；扬子板块、亲冈瓦纳大陆的地块群（佳木斯－兴凯地块、喜马拉雅、冈底斯和羌塘等地块）先后组成统一的结晶基底；中国古大陆各地块通过裂解、运移、碰撞开始组合。

1、中元古代（1800～1000Ma）构造演化

⑴、表述一

中元古代中国大陆构造演化的主要特征为：原始中朝板块开始发育沉积盖层，并发育裂陷构造；以江南俯冲、碰撞带的形成为标志，扬子板块完成南北的拼接；秦岭－大别地块在其晚期也发生了挤压、碰撞作用。

从中元古代开始，可以将中国大陆清楚地划分为四大构造域：

①、亲西伯利亚构造域

包括哈尔滨与哈萨克地块。

②、原始中朝板块构造域

包括塔里木、柴达木、阿拉善、华北－朝鲜半岛等。

③、亲扬子板块构造域

包括扬子、甘孜－松潘地块、秦岭－大别和华夏等。

④、亲冈瓦纳构造域

包括羌塘、冈底斯、喜马拉雅和中缅马苏等。

⑵、表述二

原始中朝陆块裂陷和形成沉积盖层，扬子板块完成拼合；长城纪是原始中朝板块开始形成盖层和裂陷的重要时期。

中元古代早期，华北陆块内部和边缘出现了大规模的破裂和裂陷，北缘形成白云鄂博－渣尔泰－狼山裂陷槽，中部形成了燕辽裂陷槽，南缘形成了熊耳－吕梁裂陷槽，并使秦岭－大别地块从华北陆块南缘分裂出去。同时，在华北陆块内部还伴有大规模非造山期岩浆活动和大量的基性岩墙群的侵入，体现了刚性地壳的性质。

中朝陆台基底结构与构造分区，表示基底对地震带发育的控制。

华北中元古代裂谷特征：燕辽裂谷。

中元古代：燕辽地震带。

震旦纪：古郯庐地震带。

华北中元古代古陆发育特征：豫西裂谷。

熊耳群包括：马家河组玄武安山岩；鸡蛋坪组从上而下包括：③、流纹岩、粗面岩，②、玄武安山岩，①、流纹岩、粗面岩；许山组玄武安山岩；大古石组碎屑岩。

分布：外方山－熊耳山－肴山。

同位素年龄：14～20亿年。

⑶、表述三

华南地区出露的中元古界主要为一套变质岩系。

蓟县纪末期，在华南地区（黔东北、湖南、赣东北、皖南等地）普遍发生一期构造运动，称为四堡运动（晋宁运动），实际上是北扬子板块与南扬子板块沿皖南－赣东北－湘北－湘中－黔桂交界－滇东发生俯冲、碰撞，形成统一的扬子板块。这次运动造成了华南地区普遍存在中元古界和新元古界之间的不整合。

从中元古代开始，可以将中国大陆清楚地划分为四大构造域：

①、亲西伯利亚构造域

包括哈尔滨与哈萨克地块。

②、原始中朝板块构造域

包括塔里木、柴达木、阿拉善、华北－朝鲜半岛等。

③、亲扬子板块构造域

包括扬子、甘孜－松潘地块、秦岭－大别和华夏等。

④、亲冈瓦纳构造域

包括羌塘、冈底斯、喜马拉雅和中缅马苏等。

2、新元古代青白口纪（1000～800Ma）构造演化

新元古代青白口纪，华北、塔里木和柴达木陆块的基本构造格局仍和中元古代相近，但是沉积范围更加扩大。

青白口纪，华北地区的主要沉积地层，在北京附近为下马岭组、龙山组和景儿峪组；豫西地区为洛峪群。中朝板块东部形成胶辽－徐淮凹陷带。

青白口纪，在扬子和华夏板块普遍形成强烈褶皱变形的沉积岩系和浅变质岩系，原岩以浅海－半深海碎屑岩系为主。如湖南－黔东北的板溪群、黔东南－桂北的丹洲群、湖北的花山群和马槽园群、赣北的落可洞群等。其上被南华系莲沱组不整合覆盖，反映扬子板块统一基底的形成。

3、新元古代南华纪（800～680Ma）构造演化

各陆块普遍张裂，扬子、塔里木板块发育冰积层。

中国大陆在新元古代南华纪（800～680Ma）最有代表性的沉积层是华南地区从莲沱组的长石砂岩到南沱组冰积层的一套岩系。这套地层，过去称为下震旦统；2000年第三届全国地层会议决定，将其命名为南华系，和国际地质年表划分的成冰系（850～650Ma）基本吻合。

南华纪，在中国大陆最重要的构造表现是较普遍发生张裂，扬子板块开始形成第一个沉积盖层，扬子、塔里木、柴达木等板块发育冰积层。

4、新元古代震旦纪（680～543Ma）构造演化

华北陆块南缘发育冰积层，扬子、塔里木板块发育。

中国在2001年后所称的震旦系，同位素年龄为680～543Ma，相当过去的晚震旦世，即华南的陡山沱组和灯影组的沉积时期。

震旦纪，中国大陆的多数地区为构造稳定区。华北陆块南缘和塔里木、柴达木地块北缘发育罗圈组冰积层。而华南各地块与塔里木、柴达木地块主体，则形成广阔的暖水浅海碳酸盐岩沉积。

五、Rodinia超大陆的形成与裂解

1、概述

自20世纪90年代以来，有关新元古时期Rodinia（罗迪尼亚）超大陆的研究，得到了越来越多地质学家的关注。一些著名的前寒武纪地质学家和大地构造学家，根据大量的地层、古生物、古地磁、构造地质、同位素年龄和地球化学资料，提出了不同的新元古代时期超大陆古地理再造图。如今，新元古代时期Rodinia超大陆形成与裂解的研究，已成为全球构造和前寒武纪地质研究的热点问题之一。

2、Rodinia超大陆假说的提出

1976年，英国利物浦大学古地磁学家J.Piper，根据已知的澳洲、北美和非洲三个大陆约2600～1000Ma的古地磁极移曲线的对比研究资料，发现将它们经过一定的相对转动后形态基本一致，可以对比，从而提出了元古宙全球超大陆的假说。其后，许多学者都对前寒武纪超大陆进行了长期的研究，而明确提出新元古时期Rodinia超大陆的概念则始于20世纪90年代初。

“Rodinia”一词，最先见于McMenamin等（1990）撰写的《动物的出现》一文。该文将地质历史中在1000Ma以前由于碰撞而形成的超大陆称为Rodinia。Rodinia超大陆边缘还是最早期动物形成的“摇篮”，在地质历史演化中起到了重要作用。Moores（1991）提出了著名的SWEAT假说，认为劳亚与南极东部－澳洲陆块曾经在新元古代汇聚。HoffmanP.F（1992）和Dailziel（1994）把新元古代超大陆（1000～750Ma）命名为“Rodinia”。

3、Rodinia超大陆古地理再造

对Rodinia超大陆古地理再造研究最有影响的是Hoffman。他在SWEAT假说（美国西南部与南极东部会聚的假说）的基础上提出，劳伦（劳亚）大陆位于超大陆中心，东冈瓦纳（澳大利亚、印度和南极）与其相邻，西伯利亚位于劳伦（劳亚）大陆一侧，而另一侧是波罗的、非洲和南美地块群。采自东冈瓦纳大陆和劳伦（劳亚）大陆的古地磁资料也证实，在1050～720Ma期间，确实存在这样一个超大陆（Powell等，1993）。

4、Rodinia超大陆的形成与解体

新元古代晚期约725Ma，由于裂谷作用，因而Rodinia超大陆开始解体，形成几个次一级古陆块，后来发生漂移；大约在中寒武世（约500Ma）东、西冈瓦纳发生碰撞，形成统一的冈瓦纳大陆。

因此，所谓的Rodinia超大陆，是中元古代晚期－新元古代早期，由于格林威尔造山作用而形成的，并在新元古代晚期逐步裂解的一个超大陆。

六、中国前寒武纪成矿期与成矿带

不同的地质历史时期可以形成各类不同的矿床。

前寒武纪是地球的重要成矿期之一。据统计，全球前寒武纪形成的矿床占38％。

中国的主要成矿期为中生代，前寒武纪形成的矿床与全球相比显著偏少。其主要原因，可能是中国前寒武纪岩系出露较少（约占全国面积的10％），而且中国大陆古生代以来的构造碰撞事件较多，构造作用较强，形成了大量矿床，同时也破坏和掩盖了大量早期形成的矿床，使得保存在地表附近的矿床是以晚古生代以来形成的为主。也许中国大陆前寒武纪形成的矿床数量和全球相似，但是多数深埋在古生界和中、新生界之下。

⑴、太古宙－古元古代成矿期

主要形成了辽东鞍山和河北迁安的磁铁石英岩建造。在辽东裂陷槽，形成了世界罕见的石桥菱镁矿矿床、大型硼矿床、硼镁石和硼镁铁矿床；青城子Pb、Zn矿床（Sedex型）；红透山Cu、Zn矿床。而在甘肃金川则发育了Ni、Cu、Pt、Pd矿床；它受古断裂带所控制。

⑵、中、新元古代成矿期

主要发育了内蒙白云鄂博超大型铌、稀土及铁矿床（Sedex型）和东升庙Pb、Zn、S矿床（Sedex型）；它们都形成于中朝板块北缘的裂陷带。

在扬子板块西缘的云南东川Cu、Fe、Pb、Zn矿床（Sedex型），也发育在裂陷带内。

河北大庙－黑山Fe、Ti、V矿床，发育在中朝板块燕辽裂陷带北缘的深断裂带上。

广西大坡岭Ni矿床（在辉长岩中伴生），主要沿着青白口期（四堡期）的板块缝合带分布。





2018年2月28日撰写于重庆

2021年12月12日修改于重庆







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