现今地球物理场与岩石圈（或地壳）尺度的不连续

无疑，地球物理测定获得的岩石圈结构、Moho界面和L/A（岩石圈与软流圈边界）深度是现今的状态。但是它们也是岩石圈形成和演化（直至现今）的综合结果，特别是对拼合的中国大陆来说，“多旋回造山”（任纪舜等，1999）的特点，某一地区的岩石圈会受到多次“改造”。因此，把现今地球物理场运用去解释区域成矿作用有关的规律时应特别小心；一个最好的途径是，尽量结合地质演化历史，特别是岩浆构造事件的分析，对地球物理场的形成过程给予一个比较合理的解释。在对地球物理场进行解释中，下面几个主要原则是应给予充分重视的：

1）最后和最强烈的一次岩浆构造事件是决定一个地区地球物理场最关键的因素，同时也是控制该区成矿作用的决定因素。这样，总体上看，特提斯-喜马拉雅和滨西太平洋成矿域与现今地球物理探测获得的壳幔结构是可以相互对应的。例如，北北东走向的大兴安岭-太行-武陵山重力梯度带和青藏高原周边弧形重力梯度带，以及它们反映的地壳厚度陡变带，总体上与滨西太平洋成矿域和特提斯-喜马拉雅成矿带的走向是一致的。对于被滨西太平洋成矿域叠加交切的古亚洲、秦-祁-昆和前寒武纪成矿域的地段，不能用现今地球物理场的特点和规律去直接对应和解释这些成矿域形成时的规律，在解释这些被后期强烈改造过的地段来说，主要需要基于地质演化历史以及寻找在同一成矿域内有相同地质演化历史，但未被后期强烈改造过的地段作为参照来解释。例如，对于中朝克拉通来说，其东部已经被燕山运动强烈改造，在解释该地段前寒武纪成矿作用的岩石圈结构的背景时需要用鄂尔多斯地块的地球物理场作为参照来讨论，因为后者是中朝克拉通未被显生宙包括燕山期岩浆构造事件改造的地段，它在古太古-新元古代形成以来，一直保持构造上的稳定性，包括无新生代玄武岩活动，也无现今地震活动；因此，现今地球物理场可大体上看作古太古-新元古代形成克拉通时期留下的结果。古亚洲与秦-祁-昆成矿域的东段被滨西太平洋叠加和交切，因此，除了主要基于该地段的地质演化历史之外，需要寻找在其西段有相类似的地质演化历史的地段作为运用地球物理场时的参照。

2）伴随最后和最强烈的一次岩浆构造事件时，岩浆的性质十分重要。如果只有幔源玄武岩岩浆注入大陆，那么，岩石圈地幔将被强烈改造，地壳部分的改造则相对较弱，如滨西太平洋成矿域新生代时期的油气成矿作用。如果主要是再循环古老陆壳局部形成的强过铝花岗质岩浆，则陆壳将被强烈改造，而岩石圈地幔的改造相对较弱，如滨西太平洋成矿域的南岭成矿省。如果岩浆来源同时有地幔软流圈和深部陆壳，则壳幔混合型岩浆发育，那么，原有的陆壳和岩石圈地幔将同时受到强烈改造，如滨西太平洋成矿域的燕山期的德兴、长江中下游、燕山、太行山、阴山等成矿带。对上述滨西太平洋成矿域的实例来说，新生代油气盆地可直接用地球物理场来解释，南岭成矿省和德兴、长江中下游、燕山、太行山、阴山等成矿带均形成于燕山期，新生代玄武岩活动或无或很弱，因此，大体上现今地球物理场可用来解释燕山期的状态，但是Moho界面和L/A的深度则不能用于燕山期，因为，虽然它们无新生代玄武岩活动，但是岩石圈伸展减薄作用有重要影响。

3）Moho界面和L/A 深度和形态决定于：①最后和最强烈的一次岩浆构造事件，②代表一个构造带演化结束时期的状态。随造山带或大陆裂谷带的构造演化，Moho界面和L/A深度和形态均在发生变化。例如，现今活动的造山带有山根，如青藏-喜马拉雅；而老的造山带无山根，如秦岭。因为挤压造山带形成山根之后，必然依据重力均衡原理隆升剥蚀，最后恢复到正常或接近正常陆壳的厚度，山根被消除。例如，青藏-喜马拉雅碰撞造山带虽然有一个比较均一的巨大山根，但是地幔岩石圈现今是极不均一的，帕米尔下面有一个正在形成的冷的造山岩石圈根，冈底斯则造山岩石圈根已被拆沉，岩石圈被减薄，而羌塘下面是一个较热的但深度大的岩石圈，它是软流圈冷却而来（邓晋福等，2001）。因此，不能简单地直接运用现今地球物理探测获得Moho界面、L/A深度和形态看作成矿作用时的状态，而需要结合地质演化过程和岩浆起源和演化机理等来确定成矿作用发生时的Moho界面和L/A的深度和形态。

4）从成矿域和造山带尺度看，上地壳结构常常保留老的结构，这是因为从流变学看，上地壳常常是刚性的，从热学看，温度是低的。所以，常常可把老的结构“冻结”保留下来。例如磁结构主要是上地壳物质引起，因此，尽管滨西太平洋成矿域对古亚洲和秦祁昆成矿域的交切，叠加改造，后两个成矿域的磁异常的走向总体上仍分别是呈东西和北东东向展布（陈毓川主编，1999；袁学诚主编，1996）。

5）成矿域和成矿省内，镁铁质和闪长质岩浆集中分布的地带常表征岩石圈尺度的不连续，如长江中下游成矿带、德兴成矿带、紫金山成矿带，只有花岗岩分布的地带，常表征地壳尺度的不连续。

6）不连续在三维空间内的展布十分重要。我们以造山带和前陆盆地之间的不连续作为实例进行一般性的讨论，见图6-2。图6-2以卡通剖面图（Cartoon）形式示意，AB是造山带与前陆盆地两个构造单元之间的不连续（discontinuity），既是造山带逆冲体的下边界，也是下冲的前陆盆地的上边界。美国大陆动力学研究计划（肖庆辉等译，1993）指出，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6-2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。Oli-ver（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除流体（图6-2中的①和③），这些流体携带热、矿物、石油（petroleum）或造油的煤岩成分（ingre-dients for petroleum）进入前陆盆地和地台的可渗透地层。当它在运移过程中，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，在油圈闭处烃被圈闭形成油气田，如美国中部和东部的密西西比河谷型铅-锌矿，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（150～70 Ma）年轻于地层的年龄，但与侏罗-白垩纪时期太行-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。这些均暗示，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不连续大规模运移进入前陆盆地有成生联系（图6-2）。在造山带的腹地，下插的前陆盆地的沉积盖层和上地壳可因加热发生矿物脱水熔融，或者还有来自软流圈的岩浆的加入，岩浆的高黏度将阻止它沿不连续运移进入盆地，而将使它在受压滤作用时主要向上底辟式上升进入造山带腹地，在它后期发生成矿作用（图6-2）。图6-2卡通式示意模型比较好地解释了同一时期形成的一对构造单元-造山带与前陆盆地内，虽然呈现完全不同的成岩-成矿作用，前陆盆地内油气田和与火成岩无关的低温金属矿床，造山带腹地则为与火成岩有关的金属矿床。但是，通过不连续（AB）可以把看来毫无成因联系的成矿作用在空间上的共生联系起来。前面我们比较强调不连续是储矿空间，但是图6-2显示，不连续（AB）不仅是好的成矿流体的通道，也可能是成矿的源，但不是储矿空间。

图6-2 造山带与前陆盆地之间的不连续（AB）示意图