一定时-空域中的沉积(含火山—沉积)建造对多种矿床的形成有控制作用,它们既是同生成矿的共生-伴生地质体——主岩,又是后生矿床的主要就位场所,沉积建造还是大部分变质建造的前身和物质基础。因此,不少地区的区域成矿研究中,含矿沉积建造的研究占有较大的比重。
沉积建造是一套具有一定沉积特征和纵向序列特点的岩类组合,它代表着地球动力演化过程中一定阶段的沉积作用的总体特征,其顶底界面常被假整合、不整合或沉积间断面所隔开。或者说,“沉积建造是一定大地构造作用范围(沉积盆地)内形成的岩石和岩相共生组合体,它的形成受全球海平面和区域相对海平面的控制,有特定的沉积层序和沉积格架特征”(孟祥化,1993)。沉积建造应包含共生岩石的物源、沉积环境和能量平衡三方面的含义。物源包括物源的传输系统和传输方式。沉积环境主要指建造的容纳空间及其沉积作用的动力学特征,它是受海平面变化控制的。海平面上升,容纳空间增加,形成海侵体系域和向上变深的共生序列;海平面下降,容纳空间变小,形成海退体系域和向上变浅的共生序列。能量平衡泛指沉积堆积速率与地壳沉降速率两者间的平衡关系、补偿状态及其变化趋势。
沉积建造是地史上较大一级时间的沉积单位,指时间大于千万年(107a)的地质过程。沉积过程中包括若干个岩相(沉积岩层),一个岩相的地质过程一般小于几十万年。
根据板块构造环境和比较沉积学特征,列举出以下的主要沉积建造及有关矿床类型(表3-11)。
现以中国南方的含磷建造为例,说明其形成的区域构造背景和建造的时-空分布。孟祥化(1993)将中国东南部晚震旦世—早寒武世的含磷建造划分为单陆屑含磷建造、远硅质含磷建造、硅质页岩含磷建造(表3-12),其中的远硅质页岩建造(磷、锰、镍、铜、钒、钴)具有重要工业意义,它分布在四川古陆的东缘和东南缘,产出有大型磷矿床,如湖北荆襄磷矿、贵州开阳磷矿等。远硅质页岩建造带的外侧向东为硅质页岩建造带(镍、钼、钒、钴、铀、磷),主要为黑色岩系,是华南地区重要的稀有金属的矿源层和矿层。
表3-11 不同板块构造环境中盆地类型、沉积建造与主要矿产
表3-12 中国晚震旦世—早寒武世三类含磷建造比较
续表
以上的建造分带现象受控于古构造和古地理格局。相当于远硅质含磷建造的聚磷成矿带位于古地块边缘海的近陆带,与古构造活动带平行,与火山硅质建造有密切的成因关系,它们彼此互相交错,呈连续过渡性质。从古地理显示,聚磷带台地斜坡与发育有火山活动的深海槽相沟通。这有利于从深海供给由海底火山活动提供的富磷溶液,同时也有利于洋流通过深海槽得到大洋磷酸盐的补给。聚磷带又与陆块有相当距离,陆源碎屑物输入较少,具有清水盆地性质,有利于藻类的光合作用和对磷的吸收。水下的局部坳陷有利于含磷海水输入,水下地台边缘斜坡则有利于磷酸盐的分异沉淀。这些有利因素的耦合构成了含磷建造和黑色岩系的发育。
由上述含磷建造与磷矿床的时-空和成因关系可见,沉积建造及其含矿性研究要着重在对大地构造背景、盆地演化、海平面变化、水体运动、沉积作用、气候因素、生物活动以及海底地形等多因素的综合分析,而这些因素的耦合又受到地球动力演变的制约。