太古宙火山沉積盆地內低級變質的火山巖系和碎屑巖系的總稱。以綠色變質的超基性巖和基性火山巖(包括科馬提巖)為特徵。綠巖帶呈殘留地質體,零星分佈在古老地盾中,形狀大小不一。它們經常為花崗巖(包括鈉質花崗巖)所圍繞,與花崗巖有成因聯繫,故又稱綠巖-花崗巖帶。太古宙各個地區綠巖帶的大地構造、地層層序、巖性特徵、變質作用和礦床類型都具有相似性,可組成一種特殊類型的構造-巖漿帶。

  分佈 綠巖巖帶首先在南非發現,以後在澳大利亞和加拿大的古老地盾中相繼發現。現在已知重要的有:南非巴伯頓地區的斯瓦西蘭系(Swaziland System),年齡為34~32億年;津巴佈韋的塞巴克威系(Sebakwian System),年齡為33億年;澳大利亞的卡爾古利系(Kal-goorlie System),年齡為27億年;加拿大南蘇必利爾省(Superior Province)的阿比提比帶(Abitibi Belt),年齡為27億年;印度的達瓦爾系(Dharwar System),年齡為23億年。

  綠巖帶形成的時間大致為距今35~23億年。綠巖帶呈大小不一的線形或尖銳的三角型盆地分佈。早太古宙的綠巖帶范圍較小,如南非巴伯頓的綠巖帶長約120公裡,寬為40~60公裡。晚太古宙的較大,如阿比提比帶達900×225平方公裡。這些綠巖帶往往遭受破壞,常與花崗巖石在一起,並受後期的鉀質花崗巖和混合巖的註入和交代的影響,把原有綠巖帶分隔為若幹規模較小的殘留帶。有的地區也見有大的推覆構造。

  巖石組合、變質作用和礦床特征 一個綠巖帶自下而上一般可劃分為3個組。①超基性-基性火山巖組。有大量超基性火山巖出現,基性火山巖具有大洋玄武巖的地球化學特征。主要特征是常有科馬提巖。②鈣堿性火山巖組。以含鉀較低的多層玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖為主,含燧石和碧玉質巖石等化學沉積巖。③沉積巖組。下部含有硬砂巖、泥質巖及條帶狀鐵礦,相當於濁積巖系;上部是淺海相多旋回的砂礫巖組合,含有少量碳酸鹽及條帶狀鐵礦。各個地區的巖石組合大致類似,但各組的巖石可以不同。總厚度一般為15~30公裡。

  綠巖帶的巖石普遍遭受低壓變質作用,變質程度達綠片巖相。變質巖類型有相當於超基性巖及基性巖變質的蛇紋片巖、滑石片巖、綠泥滑石片巖、綠片巖及綠巖等,由中酸性火山巖變質的絹雲母石英片巖、綠簾絹雲母片巖等,由沉積巖變質的片巖、千枚巖、變質砂巖、石英巖等部分巖石含紅柱石。多數巖石保留有原巖的結構構造。

  綠巖帶中有較豐富的礦產,主要有與超基性巖有關的鉻、鎳、銅、金、鉑、石棉、滑石、菱鎂礦等礦床,與中酸性火山巖系有關的塊狀硫化物、黃鐵礦等礦床以及與沉積巖或火山沉積巖有關的條帶狀鐵礦床。

  成因 關於綠巖帶成因的主要看法如下:①在較薄的原始矽鋁地殼上出現萌芽的陸間裂谷盆地,早期為地幔上升的基性和超基性巖漿所充填,晚期有中酸性火山巖和沉積巖系的形成。②綠巖帶出現於陸殼和洋殼的交界處,沿原始地殼某些斷裂成線形分佈,在交界處無俯沖。③綠巖帶的形成與近代島弧模式類似。④隕石沖擊。大的隕石沖擊導致內部熱流變化,引起基性巖漿上升。⑤大部分學者認為太古宙的巖石和大地構造環境有其自身的特點,不宜用板塊學說來解釋。

  此外,花崗巖與綠巖帶的關系曾引起熱烈的討論,一部分人認為較老的鈉質花崗巖發生於超基性巖及基性巖之後,它們可以形成小的核心,與鈣堿性火山巖有聯系。另一部分人認為不排除綠巖帶之下有花崗巖地殼的可能,它們在變質作用中可受到重新改造。

  綠巖帶經常為高級片麻巖(包括麻粒巖相巖石)所包圍。它們代表太古宙時期的兩種類型。關於兩者之間的關系,有人主張高級變質巖系是綠巖帶的基底,有人認為是同一時期的產物,在南非可看到兩者之間的過渡關系。

  存在問題 80年代初,對於綠巖帶的含義有兩種不同的看法。一種是保持原義,限於低級變質的較典型的綠巖帶;另一種是將高級變質區的深變質巖也劃為早期綠巖帶。保持原有綠巖帶的定義並密切註意它們在不同時期和地區的變化,建立綠巖帶的演化系列將是今後研究綠巖帶的重要課題。

  

參考書目

地質礦產部情報研究所主編,肖慶輝等譯:《國外前寒武紀地質構造研究》(專輯),地質出版社,北京,1984。

 B.F.Windley,Archaean Greenstone BeltsThe Eyolving Continents,John Wiley &Sons,New York,1977.

 K.C.Codie,Archaean Greenstone Belts,Elsevier,Amsterdam,1981.