南美大陸和非洲大陸在0.8億年以前曾連在一起,為岡瓦納古陸的一部分。它們不僅在地層、構造帶、古生物和冰川作用等方面完全一致,甚至鐵、錳、金、錫等金屬成礦帶也能互相銜接。中三疊世時岡瓦納古陸開始解體,侏羅紀時大西洋進一步張開,南美洲和非洲相互滑離,白堊紀末期(約0.65億年以前)南美洲和非洲才完全斷開。

  基本構造格架及演化 南美大陸由3個大地構造單元組成:南美地臺、巴巴塔哥尼亞地臺和安第斯褶皺帶(圖1)。

南美地臺又可進一步劃分成圭亞那地盾、中巴西地盾、大西洋地盾(又稱聖弗朗西斯科地盾、巴西濱海地盾),以及一些地塊、褶皺帶和盆地。巴塔哥尼亞地臺又可分成巴塔哥尼亞地塊和德塞阿多地塊,地臺邊緣被一系列顯生宙的山鏈所包圍,北邊是加勒比山系,西、西北和西南是安第斯山鏈,南面為麥哲倫山系。

  圭亞那地盾是南美大陸最古老的構造單元,在19億年克拉通化。中巴西地盾和聖弗朗西斯科地盾在元古宙時出現一系列的褶皺帶,在9億年時才穩定。6億年的泛美運動形成南美地臺。古生代時,在固結瞭的南美地臺上出現一些寬闊的盆地,如亞馬孫盆地、巴納伊巴盆地和巴拉納盆地。這些盆地接受瞭從志留紀到新生代的沉積物,其中石炭二疊系具典型的岡瓦納型特征,中生代時有大量鎂鐵質巖的侵入和噴發,尤其在巴拉納盆地形成瞭大面積高原玄武巖。

  安第斯帶是一條復雜的中生代-早第三紀山鏈,大體呈南北向延展,前淵隻出現在東部,西部緊靠太平洋。安第斯帶的基底由上前寒武系-古生界組成。中生代時隨著大西洋的逐漸打開,南美大陸向西漂移,而轉化成活動大陸邊緣,中生界-第三系以火山巖和火山碎屑巖為主。侏羅紀-早白堊世時在西科迪勒拉發育瞭一套典型的蛇綠巖。在哥倫比亞的波帕揚洋殼向大陸殼俯沖,有混雜堆積和藍閃石片巖。在南段,麥哲倫盆地的智利隆起以南也發育瞭一套蛇綠巖,仰沖在北部邊緣地臺型古生界之上。新生代安第斯帶急劇上升,為斷裂和強烈火山活動時期,其間發育瞭山間盆地和大陸邊緣盆地。始新世-早漸新世時構造活動達到頂峰。晚中新世-晚上新世以後盆地消失,安第斯山鏈開始具有現代地貌的雛形(圖2)。

  地層 南美大陸的前寒武系主要分佈在圭亞那地盾和巴西地盾的中、東部,在安第斯帶和巴塔哥尼亞地臺上也有出露。

  最老的巖石出露在委內瑞拉境內,由深變質的片麻巖、麻粒巖和紫蘇花崗巖組成,伊馬塔卡雜巖具36~35億年年齡值。中巴西地盾上的戈亞斯雜巖下部是一套具鬣刺結構的超鎂鐵質巖和枕狀玄武質巖,上部是一套夾流紋巖和碳酸鹽巖的碎屑巖,經受瞭29億年和26億年兩次構造熱事件,是地盾最老的基性地殼。下元古界以中巴西地盾的含鐵巖系米納斯超群為代表,由變質的沉積巖和基性火山巖構成。中元古界主要分佈在圭亞那地盾南部和中巴西地盾的中北部,由陸相和海相碎屑巖及酸性-中性火山巖、火山碎屑巖組成,不整合在結晶基底之上,是南美最老的沉積蓋層。圭亞那地盾羅賴馬組中的火山碎屑巖的年齡為15.99億年。中巴西地盾上的貝尼菲西恩特群是15.6~13億年的沉積。上元古界以聖弗朗西斯科地盾發育最好,分上下兩部分:下部稱馬卡烏巴斯群,主要圍繞聖弗朗西斯科地盾南半部分佈,為砂泥質碎屑和碳酸鹽沉積,有些地方底部有冰磧物,其時限在10~9.5億年之間;上部稱班佈伊群,底部也是冰成礫巖,往上是冰海相沉積,再往上是含疊層石的碳酸鹽巖和泥質巖,全巖年齡為6.8~6.1億年。在南美地臺上最早的磨拉石是巴西利亞運動的產物,時限為10~9億年,以圭亞那地盾的皮拉波拉群(晚前寒武紀到早古生代)為代表。南美地臺的側翼均被晚前寒武紀-古生代的變質巖和侵入巖形成的造山帶所圍繞,年齡值均為7~5億年,是泛美事件的產物。

  南美大陸的古生界主要發育在安第斯帶,圍繞地盾和盆地的周邊也有分佈。地臺區的古生界從志留系開始,石炭-二疊系是具岡瓦納植物群的陸相地層和含澳大利亞寬鉸蛤屬的海相夾層。安第斯帶的古生界從寒武紀早期的海侵開始,奧陶紀、早志留世和早泥盆世的海水分佈范圍最為廣泛。泥盆紀的海水除瞭進入安第斯帶和伊基托斯-查科地區外,還向東延伸到亞馬孫盆地和巴納伊巴盆地,甚至延伸到馬爾維納斯群島。石炭紀出現冰川作用和火山活動。早二疊世末的海西運動使海水全部退出南美大陸。

  中生代的沉積作用主要發生在安第斯帶。南美大陸除智利中部和阿根廷西部外,其他地區缺失早、中三疊世的沉積。安第斯帶的中生界主要由巨厚的火山巖和火山碎屑巖組成。其次是陸相紅層,如哥倫比亞的希龍群和阿根廷的薩爾塔群,厚度為5000~6000米。海相的沉積范圍比較局限,晚三疊世海水首先進入安第斯帶北部,侏羅白堊紀和古新世為廣泛海進時期,分佈在3條呈雁形排列的海槽內。南美地臺的大西洋邊緣從侏羅紀開始發育地塹,接受瞭侏羅紀-第四紀的海相和陸相沉積。

  新生界在中中新世以前,委內瑞拉盆地和安第斯帶西海岸普遍為海相-半咸水相沉積。隨著安第斯帶的繼續上升,在山間盆地和山麓地帶沉積瞭陸相碎屑巖和火山巖系,如秘魯的第三系厚可達6100米。第三紀末因地處熱帶環境而廣泛發生紅土化作用。更新世時除巴塔哥尼亞和安第斯帶有海相沉積外,其他地區主要是陸相碎屑沉積。第四紀有3~4期冰川作用,巴塔哥尼亞高原的大部分曾被大陸冰川覆蓋。

  巖漿活動 南美大陸的巖漿活動非常強烈,以前寒武紀和中、新生代為主要活動期。安第斯帶大部分由火成巖構成,是巖漿活動的集中地,至今仍是活火山的強列活動區。

  太古宙除瞭有類似於南非科馬提巖的超鎂鐵質巖和鎂鐵質巖以外,還有花崗質巖漿活動。其結果一類構成克拉通基底,為花崗片麻巖、紫蘇花崗巖等;另一類是侵入太古界的花崗巖、花崗閃長巖和英雲閃長巖等,如巴西戈亞期的古沙斯巖體,年齡值為29億年。早元古代的侵入活動較以前強烈,除瞭超鎂鐵質巖、鎂鐵質巖與沉積巖一起構成綠巖帶以外,後期(22~18億年)有大量花崗閃長巖、英雲閃長巖、石英二長巖和花崗巖的侵位。中元古代是巖漿活動期次最頻繁、種類最復雜的時期,除有大量酸性-中性火山巖噴發外,同時還有年齡值為17.5~14.5億年的奧長環斑型堿性巖侵入,緊跟著還有15.9~14.9億年的花崗巖、石英二長巖、花崗閃長巖和英雲閃長巖等巖體的侵位。晚元古代的巴西利亞事件以強烈褶皺為主,有同褶皺期的花崗巖和酸性、基性巖脈或巖墻侵入,其延伸方向與構造線的走向一致。古生代是南美地質史上較為平靜的時期,奧陶紀和泥盆紀時有花崗質巖漿活動。中生代是裂陷作用和巖漿活動的活躍期,南美地臺的大西洋邊緣有堿性巖、超鎂鐵質堿性巖、碳酸鹽巖和金伯利巖,大陸東部和東南部早白堊世有大量的高原玄武巖噴溢。亞馬孫盆地、巴納伊巴盆地和潘帕山地區還有基性巖墻或巖床侵入。在加勒比山系中,侏羅白堊紀有鈣堿性巖侵位,晚白堊世有玄武巖-安山巖的噴溢。

  安第斯帶是中、新生代巖漿活動的集中地。該帶15%的地表被深成巖所占有,著名的安第斯大巖基主要分佈在中段和南段。巖體大部分由花崗閃長巖、英雲閃長巖、石英二長巖以及輝長巖-閃長巖等組成,其中英雲閃長巖和石巖二長巖約占83%以上,年齡值主要集中在1~0.1億年,這意味著從早白堊世後期開始到第三紀巖漿的連續侵位。由於侵入活動與南美大陸的構造遷移有關,因此不同時代的巖體在安第斯帶的北段與中、南段的分佈不一樣。在北段,晚三疊世-侏羅紀的巖體分佈在東科迪勒拉,中科迪勒拉為白惡紀的巖體,第三紀的巖體則分佈在太平洋邊緣。相反,在中、南段,時代老的靠西部,較年輕的巖體出露在東面。安第斯帶的火山巖從晚古生代開始到新生代幾乎是連續噴發,但各段的噴發時間和巖性不完全一致。中生代時南段集中在晚侏羅世-晚白堊世,中段是晚三疊世-晚白堊世,北段為晚侏羅世-早白堊世;巖性上從火地島到秘魯北部鈣堿性的火山巖占絕對優勢,北段則以拉斑玄武巖和蛇綠巖為主。新生代是火山活動更加頻繁和強烈的時期,至今仍是東太平洋火山帶的一部分。

  礦產資源 南美的主要礦產有石油、銅、鐵、錳、錫、釩、鋁土礦、鉑、硝石、鈾、鉍、銀、鈹等。南美的銅礦集中在安第斯帶西側一條南北走向的多金屬-銅礦帶上,總長3000公裡,世界上兩個最大的銅礦床都在該帶的智利境內,為斑巖型銅礦,95%的礦石產在第三紀的花崗斑巖、英安斑巖等酸性斑巖及其圍巖中,與銅伴生的有鉬、金、銀、鎢、銻、汞等。秘魯和阿根廷境內的東科迪勒拉有一條鎢錫礦化帶,除鎢、錫外,還有鉍、銀、鉛、鋅、銻等多種礦化,均屬熱液型,礦脈產在晚第三紀中、酸性火山巖復合體和圍巖中。其中玻利維亞的銻和錫儲量均居世界前列,鎢也是南美的最大生產國。金礦主要分佈在南美地臺區的巴西、哥倫比亞、圭亞那和委內瑞拉境內。3/4來自砂金。原生金礦主要產在太古宙和早元古代的綠巖帶和含有硫化物、碳酸鹽巖和矽質巖的含鐵層中。巴西也是錳的主要生產國,產量居世界第三位,礦石主要產在前寒武紀受變質錳碳酸鹽巖和錳榴石英巖中。鋁土礦主要產在巴西、圭亞那和蘇裡南,為第三紀末含鋁矽酸鹽巖石在熱帶和亞熱帶氣候條件下經紅土化作用成礦,礦石主要為三水鋁型。鐵礦主要分佈在巴西和阿根廷,其中巴西鐵礦儲量居世界第二位,為含鐵石英巖型,主要產在早元古代米納斯超群下部或者與之相當層位的含鐵層中,礦石主要是赤鐵礦和磁鐵礦,經表生作用形成富礦,含鐵量達40~65%。石油主要產在委內瑞拉和阿根廷,大多賦存在上第三系中,近年來在下第三系和白堊系中勘查也獲得重要突破。

  

參考書目

W.Zeil,The AndesA Geological Reveiw,GebrüderBorntraeger,Berlin-Stuttgart,1979.

 W.Zeil,damerika,Ferdinand Enke Verlag Stuttgart,Stuttgart:Enke,1986.