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一、地质简介

    澳大利亚大陆有着世界上最漫长和最复杂的地质演化史,其基本构造格架形成于中新生代。澳大利亚大陆主体由厚的岩石圈组成,岩石圈最厚达150公里。大陆壳主体由太古代、元古代和若干显生代花岗岩和片麻岩组成,薄的、主要为显生代的沉积岩盖层覆盖在其上。

    大地构造背景上,澳大利亚大陆曾是冈瓦纳古大陆的一部分。冈瓦纳古大陆在二叠纪(晚期)开始破裂解体,澳大利亚作为一个独立的大陆开始形成。地质上,澳大利亚大陆可被分出如下一些大地构造单元:①太古代克拉通地盾;②元古代褶皱带和沉积盆地;③显生代沉积盆地与显生代变质岩和火成岩。

    (1)太古代克拉通地盾区

    太古代克拉通地盾,也有称太古代克拉通地块,是澳大利亚最古老的地质体,形成在距今28亿年左右,已鉴别的三个著名太古代克拉通地质体(或曰地块或地盾)分别是:伊尔冈(Yilgarn)、皮尔巴拉(Pilbara)和高勒(Gawler)地盾,均产出在澳大利亚西部地区,伊尔冈地盾分布在西澳州西南部地区;辟尔巴拉地盾分布在西澳州西北部地区;而高勒地盾则分布在南澳州中西部。其中,以伊尔冈地盾面积最大。各克拉通地盾之间和周围为太古代-元古代褶皱带所包围和环绕。

    1. 伊尔冈克拉通地盾是澳大利亚最大、最重要的太古代克拉通地块,主要形成于29.4-26.3亿前,由大量以前存在的地块(年代多为32-28亿年)增生而成。

    伊尔冈克拉通地盾主要由一个花岗岩片麻岩地体和三条花岗绿岩带地体组成,它们形成于不同时代,较老的绿岩带和花岗岩年龄为31-29亿年,较年轻的绿岩带与花岗岩年龄为27.5-26.5亿年。在岩石类型上,花岗岩和花岗闪长岩类岩石约占70%以上。此外,伊尔冈克拉通地盾上也发育有大量的拉斑玄武岩和科马提火山岩,并经历过多期次的区域变质与变形作用。

    伊尔冈克拉通地盾是澳大利亚最重要的成矿区,发育有大量金、镍、钽、铁、铜、锌、铂等矿床。

    2. 辟尔巴拉克拉通地盾包含一个中太古代的花岗绿岩地体和上伏的火山沉积岩系列。塔巴塔巴(Tabba Tabba)剪切带是东辟尔巴拉克拉通与西辟尔巴拉克拉通的主要分界线。在火山沉积岩系列中,有巨型的铁矿发育。

    3.高勒克拉通地盾,面积约44万平方公里,其前寒武纪结晶基底在15.5-14.5亿年期间被克拉通化。在此事件前,该克拉通地盾包括若干元古代造山带,时间可至少追溯到24.5亿年。高勒克拉通地盾含有金、金刚石、铜、镍、铁、铅锌、铀等矿化。

    (2)元古代地块、褶皱带和沉积盆地

    元古代地块、褶皱带和沉积盆地,包括主要由片麻岩和火成岩组成的穆斯戈拉夫(Musgrave)地块、主要由角闪岩相变质岩和花岗岩组成的阿润塔(Arunta)地块以及在伊尔冈和阿润塔两地块间的加斯科伊纳(Gascoyne)杂岩、戈兰加里(Glengarry)盆地和班杰冒(Bangemall)盆地等,主要分布在太古代克拉通地盾(地块)周围。其中,卡普里科恩(Capricorn)造山运动(发生在18.30–17.80 亿年)是澳大利亚元古代期间最重要的一次造山运动,该运动通过将伊尔冈和辟尔巴拉两太古代克拉通地块拼贴在一起,而部分导致西澳大利亚陆块的形成。其它不甚清楚的元古代造山带,可能(或大体)类似于西澳南部的阿尔巴尼(Albany)杂岩和穆斯戈拉夫地块,则代表着两克拉通地块在元古代期间的联系。伊尔冈和高勒两克拉通地块其上覆盖着元古代-古生代的奥非色(Officer)盆地和阿马度斯(Amadeus)盆地。

    元古代地块、褶皱带和沉积盆地分布较广泛,在澳大利亚大陆许多地区均有出现。需要说明的是,早元古代(Palaeoproterozoic),是澳大利亚元古代褶皱带和沉积盆地的主要形成期。这时期在澳大利亚西部形成的重要褶皱带和盆地有:产出在皮尔巴拉克拉通地盾南部边缘上的年龄为27.7-23.0 亿年的哈默斯利( Hamersley)盆地,以及克拉通内裂谷、收缩和会合作用过程中所产生的年龄为18.0亿年的阿什伯顿( Ashburton)盆地和布来尔(Blair)盆地,年龄在16.0-10.7亿年之间的埃德梦德(Edmund)盆地和科里额(Collier)盆地,年龄在18.4-16.2亿年之间的北加斯科伊纳杂岩体,年龄在20.0-17.8 亿年之间的位于南加斯科伊纳杂岩体中的哥伦堡(Glenburgh)地体,以及在伊尔冈克拉通地盾西北边缘上的埃拉比迪(Errabiddy)剪切带。在伊尔冈克拉通地盾的北缘,则有年代为18.9亿年的布里亚(Bryah)盆地纳罗库塔(Narracoota)火山岩形成。在克拉通碰撞的顶峰期间,有帕德伯里(Padbury)前陆盆地形成。在伊尔冈克拉通北缘东部,则有耶里达(Yerrida)和埃拉里迪(Eerarheedy)盆地形成。18.3亿年的卡普里科恩造山运动,导致布里亚-帕德伯里盆地和耶里达盆地的西部变形。亚旁库(Yapungku)造山运动 (~17.90 亿年),则在埃拉里迪盆地的北缘形成了斯丹利(Stanley)褶皱带。

    在澳大利亚东部,东南澳大利亚的早元古代的代表性特征则是发生在南澳和新南威尔士州威利亚马(Willyama )超群以及奥拉里(Olary)地块与布罗肯山(Broken Hill)地块上的多期次变形;而澳大利亚北部早元古代的代表性特征则是蒙特艾萨(Mount Isa)地块和复杂的褶皱冲断层带。在上述早元古代的沉积盆地中,相关的沉积主要是广泛的地台盖层沉积,包括白云岩盖层沉积和深水相含磷灰岩沉积。

    (3)显生代沉积盆地与显生代变质岩和火成岩

    澳大利亚显生代沉积盆地与显生代变质岩和火成岩在不同时期和不同地点均有发育,代表性的事件和发育特点如下:

    ⑴古生代寒武纪时期

    这时期,西澳被动陆缘盆地形成,并发生有盖层沉积。在西澳安特里姆(Antrim)地区,有广泛的高原玄武岩发育,面积超过1.2万平方公里。在澳大利亚中部地区,则发生了彼特曼(Petermann)造山运动,使大陆间的巨厚河流沉积焊接进中澳大利亚陆块体中。在南澳州地区,发育有边缘地台和被动边缘盆地。

    ⑵古生代奥陶纪时期

    在拉克兰(Lachlan)褶皱带,发生了阿尔卑斯型(Alpinotype)造山运动,导致在新南威尔士州西部巨大蛇纹岩带的形成,同时在维多利亚和新南威尔士州东部地区则有深水磨拉石和复理石的增生体。

    ⑶古生代志留纪时期

    在此时期,澳大利亚中部和西部的大部分地区处于相对干旱状态。沿西澳州海岸地区,有一河流沉积盆地存在。在澳大利亚东部地区,则有火山岛弧发育。在新南威尔士和维多利亚州,有年龄为4.35-4.25亿年的花岗岩侵入体发育,其中,有的岩基年龄较新,为4.0亿年。在新南威尔士州的花岗岩中,可鉴别出I型和S型两种类型花岗岩。

    ⑷古生代泥盆纪时期

    泥盆纪时期发生的塔伯拉伯安(Tabberabberan)造山运动形成东西向的挤压应力,导致塔斯马尼亚、维多利亚和新南威尔士州南部地区发生大面积褶皱(3.85 - 3.80亿年),而新南威尔士州北部和昆士兰州地区则在3.77 到3.52亿年发生了挤压褶皱。在新南威尔士州中部以及昆士兰州等地,则有安山质和流纹质火山岩存在。

    ⑸古生代石炭纪时期

    石炭纪时期,澳大利亚大陆有一半以上面积为冰川覆盖,后气候转暖。另一方面,由于与目前位于南美境内的地质体发生碰撞作用,导致澳大利亚东部高地的形成。

     ⑹古生代二叠纪-中生代三叠纪时期

     二叠纪,澳大利亚与印度和非洲的裂谷开始形成,并有裂谷盆地形成。在天鹅(Swan)海岸平原一带有油气形成。这时期,其它较重要的盆地还有:伯温(Bowen)盆地、格勒达(Gunnedah)盆地、悉尼(Sydney)盆地、伊普斯威持(Ipswich)盆地、克来瑞斯-毛里顿(Clarence-Moreton)盆地等。

     ⑺中生代侏罗纪时期

    随着澳大利亚与南极州间裂谷的扩大,在维多利亚州形成了吉普斯兰德(Gippsland)、巴斯(Bass)和奥特威(Ottway)等盆地;在南澳州和西澳州则形成了海上陆架盆地,其中赋存了有意义数量的石油和天然气。在西澳州的珀斯(Perth)盆地,则发生了海侵序列的岩石沉积。在中澳大利亚地区,则发育有海相地台盖层沉积。

    ⑻中生代白垩纪

    在苏拉特(Surat)等盆地继续发生沉积作用的同时,在大自流(Great Artesian)盆地基底高地边缘则有小规模的火山岩产出。在亨特-伯温(Hunter-Bowen)造山带,有被动大陆边缘型盆地形成,发育有含珊瑚沉积。在近昆士兰州海域,白垩纪也有火山活动发生,是岛弧形成的次要一幕火山岩。

     ⑼古新世至现在

    第三纪,澳大利亚主要的构造运动停止。偶尔有板内火山活动发生。

    总结澳大利亚的地质演化,可简要概括如下:在距今25亿年前的太古代时期,澳大利亚就有世界上最古老的地质体发育(伊尔冈和皮尔巴拉等),它们是冈瓦纳古陆的组成部分,发育有:条带状硅铁建造、埃迪亚科兰(Ediacaran)动物群和叠层石(stromatolites)等。元古代,冈瓦纳古陆澳大利亚部分发生多次造山运动,导致太古代地块完全拼合。寒武、奥陶、志留和泥盆纪为冈瓦纳古陆较温暖时期,发育有广泛的沉积岩,并向澳大利亚东部扩展,中心部位有时为浅海相沉积。在寒武、奥陶、志留和泥盆纪时期有多个火山岩喷发旋回发生。石炭和二叠纪,在冈瓦纳古陆上,有冰川沉积,同时发育有成煤盆地,形成澳大利亚重要的煤田,二叠纪晚期,冈瓦纳古陆开始分裂、解体。三叠纪在澳大利亚东部发育有火山岩,但在大部地区为内陆海沉积,发育有各类碎屑岩。同期,澳大利亚西海岸与印度开始分离。侏罗、白垩纪,澳大利亚发育有褐煤和油页岩沉积。进入新生代,澳大利亚气候越来越干燥,与南极洲分离,并不断向北漂移。

二、矿产资源

    澳大利亚的矿产资源、石油和天然气都很丰富,矿产资源至少有70余种。其中,铝土矿储量居世界首位,占世界总储量35%。澳大利亚是世界上最大的铝土、氧化铝、钻石、铅、钽生产国,黄金、铁矿石、煤、锂、锰矿石、镍、银、铀、锌等的产量也居世界前列。同时,澳大利亚还是世界上最大的烟煤、铝土、铅、钻石、锌及精矿出口国,第二大氧化铝、铁矿石、铀矿出口国,第三大铝和黄金出口国。已探明的有经济开采价值的矿产蕴藏量:铝矾土约31亿吨,铁矿砂153亿吨,烟煤5110亿吨,褐煤4110亿吨,铅1720万吨,镍900万吨,银40600吨,钽18000吨,锌3400万吨,铀61万吨,黄金4404吨。

 

 

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