中国及邻区前寒武纪陆块构造性质及其演化不仅控制岩浆作用、构造变形、盆地形成和流体运移,而且控制着成矿作用。以华北陆块为例,大致可识别出三个大类型,①与陆块形成、盆地沉积作用有关的成矿作用,②与岩浆作用有关的成矿作用,③与流体运移和构造变形有关的油气藏运储。
7.1.3.1 与盆地沉积作用(有或无火山活动)有关的成矿作用
太古宙-古元古代的条带状磁铁矿建造(BIF),是由沉积作用加火山活动,并经区域变质作用形成。前寒武纪形成的条带状磁铁矿建造(BIF),是全球铁矿资源的重要类型,在中国约占全国铁矿储量的1/2(翟裕生等,1999)。这类矿床与伴随大陆根形成的最古老的陆壳形成过程有关,地球上最早期的陆壳从原始地幔中分离出来的时候,Fe-Mg强烈分离,Fe元素为易熔组分,主要进入古老陆壳,Mg元素则为难熔元素而残留于亏损地幔中;形成时代主要是太古宙-古元古代,属于火山-沉积变质型,广布于前寒武纪陆块、或陆块边缘(图1.9),如印度、西伯利亚、华北陆块等地的BIF矿床,典型的如鞍山Fe矿和迁安Fe矿等。
古元古代菱镁矿-硼镁石矿床,如典型的辽宁大石桥矿床储量大,为超大型矿床,亦是中国的优势矿床(翟裕生等,1999)。它们产于古元古代原坳拉槽中,地球早期沉积的碳酸盐岩与显生宙有明显的不同,以富镁的白云岩为主,而显生宙则以灰岩(主要由方解石构成)为主,除了大气中组分因素之外,还可能是由于地球早期陆壳从原始地幔中分离出来的时候MgO含量较高。
中元古代SedexPb-Zn矿床,如中国东升庙超大型矿床,分布于华北陆块北缘(翟裕生等,1999)、朝鲜检德Pb-Zn矿床。它与华北陆块大陆根形成之后,中元古代才开始发育真正地大陆边缘沉积有关(Wang&Mo,1995;邓晋福等,1998),Sedex矿床均与大陆边缘沉积有关。在地球早期地幔分异过程中Pb(Zn)元素大量转移进入大陆地壳中,它是在这一时期形成Sedex型超大型Pb-Zn矿床地物质基础。
华北陆块是煤矿资源主要产地之一,上石炭统-下二叠统海陆交互相沉积建造(山西组和太原组)中蕴藏丰富的煤矿,是陆块型沉积盆地;侏罗纪和白垩纪亦是重要成煤时期,鄂尔多斯地区为前陆盆地环境,东部燕山期造山带则在主挤压收缩变形之前(J1下花园组-北票组)和主挤压收缩变形之后( 
华北陆块铝土矿发育于上石炭统-下二叠统,它与中奥陶统晚期造陆上升,长期的风化剥蚀作用,使Al2O3大量残存富集于风化壳有关,海陆交互相的环境为形成大型矿床提供了重要条件。
7.1.3.2 与岩浆作用有关的成矿作用
中元古代华北陆块西南缘与幔源基性岩浆活动有关的金川超大型Cu-Ni矿床,陆块内部与原坳拉槽发育有关的斜长岩事件时,承德大庙V-Ti磁铁矿矿床。
古生代与陆块造陆运动有关的金伯利岩金刚石矿床。
侏罗-白垩纪,在华北陆块分化-大陆“活化”时,与东部大规模的壳-幔源岩浆活动有关的金属成矿作用。
在中国金属矿床中占重要地位的大型-超大型成矿作用是Au-Mo-PbZnAg的巨大聚集,金矿床有:夹皮沟脉金矿、金厂峪脉金矿、东坪脉金矿、招远脉金矿、文峪脉金矿、剪切带型金矿有排山楼和焦家,钼矿有大黑山斑岩钼矿,南泥湾斑岩钼矿,金堆城斑岩钼矿和杨家杖子的矽卡岩钼矿,Pb-Zn-Ag矿床有蔡家营子火山热液型矿床(翟裕生等,1999;邓晋福等,1999)。再如,华北地区燕山期成矿作用占有最重要的位置,Au-Mo-PbZnAg是大陆根形成时期从地幔中分出和在陆壳中预富集的最主要的成矿元素,它们在燕山期大规模岩浆活动时被萃取进入花岗岩岩浆-流体系统中,致使Au-Mo矿床的分布均与花岗岩集中的分布有关,PbZnAg矿床则与流纹质火山岩集中分布有关。燕山运动造山的最终结果是把原来的太古宇TTG组成的陆壳改造为以花岗质为主的陆壳,与此相适应的是从古老地壳中萃取出大量Au-Mo-PbZnAg富集成矿,从这个意义上说,燕山期成矿作用亦可看作太古陆块(克拉通)破坏和强烈改造的一个重要响应。
另外,迁安铁矿也可看作是太古陆块(克拉通)破坏和强烈改造的产物。迁安群在地壳剖面上属于中下地壳,如果没有晚中生代、新生代华北克拉通的破坏,可能至今还深埋于地下;可以推测,华北西部的鄂尔多斯陆块下还有类似迁安群的含铁建造。
7.1.3.3 与构造流体大规模运移有关的低温金属矿床、油气田
研究表明(OliverJ.,1986),构造流体的大规模运移聚集有利于油气田的形成。其原理如图7.8所示,前陆盆地的碎屑楔可以被前进式的逆冲带前缘所超覆,构造(加上原有的沉积物负荷)载荷效应有助于生物成分烃的成熟,和其他流体的排出(图7.8中的①和③),流体的迁移可以导致前陆盆地内金属矿床的形成,烃的迁移和圈闭形成有价值的油气田。Oliver(1986)指出,岩脉与造山带逆冲体下的大陆边缘沉积物由于构造加载排出流体(图7.8中的①),这些流体携带热、矿物、石油(petroleum)或造油气的煤岩成分(ingredients for petroleum)进入前陆盆地和陆块的可渗透地层;在它运移过程中,可使流经的沉积物加热和活化某些物质,当流体沸腾冷却时,可形成有用元素沉淀,形成如美国中部和东部的密西西比河谷型Pb-Zn矿;在有圈闭处,被圈闭的烃可形成油气田,如中东的油气田等。鄂尔多斯中部大气田含气砂岩内大面积比较均匀的石英周边的再生加大,高岭石和方解石等自生矿物的广泛发育,以及磷灰石裂变途径的年龄(150~70Ma)年轻于地层的年龄,均与J-K时期太行-五台-吕梁造山带和贺兰山造山带向鄂尔多斯盆地逆冲的时期大体上相同,暗示大气田的形成可能与造山带-前陆盆地带之间的不连续的形成过程,以及被排出的烃类沿岩石圈不连续大规模运移进入前陆盆地有成生联系。
研究表明(Oilver,1986;肖庆辉等,1993),掩埋于逆冲体下面的大陆边缘沉积均受压,其间的孔隙流体以及随着埋深,含水矿物的脱水流体会大量被逆冲推覆构造挤出形成大规模的流体流,并沿逆冲带向前陆盆地内运移和聚集形成油气田,鄂尔多斯盆地的油气田可能主要通过这种机制形成。华北似环状裂谷盆地和鄂尔多斯周边断陷盆地带的油气田,与喜马拉雅期岩石圈减薄-伸展构造环境的发育有关,特别是CO2气田的CO2主要源于地幔(邓晋福等,2006)。
亚洲产油气盆地有80多个,这些地区多表现为盆地,周缘被不同时代的造山带所包裹、或半包裹(西西伯利亚、东西伯利亚、卡拉库姆、滨里海、鄂尔多斯、四川、渤海湾、费尔干纳、准噶尔、塔里木、柴达木、伊朗中部、印度、阿拉伯陆块等),其中不少盆地是油气资源的重要产地(图1.7),也是盐类矿床的重要场所(图1.21)。
图7.8 造山带与前陆盆地之间的不连续(AB)示意图(转引自邱瑞照等,2004)