五、矿藏分布及其与地质构造的关系

矿藏的形成和积聚与地质构造有密切联系。北美大陆具有不同历史发展过程和构造特征的地区,不仅有不同的矿藏类别,即使同一类的矿藏在储量、品位等方面也反映着地域差异。

(一)加拿大地盾区

本区成陆年代古老,广泛出露前寒武纪岩层,矿藏组成的基本特点是缺乏燃料矿,金属矿极其丰富。突出的有铁、镍、金、铀、铜、铅、锌、银、铂等,除铁外,一般都分布在岩浆岩侵入体周围的接触变质带中。重要的矿藏富集区有:1)拉布拉多-魁北克铁矿区,范围很大,为一巨大沉积变质矿床,储量超过200×108t,含铁量以30—40%居多。2)苏必利尔湖铁矿区,主要分布在该湖的西北岸和南岸,为含铁量达50%的赤铁矿,美国铁矿石产量的近80%都来自这里,其中尤以梅萨比(Mesabi)铁矿最为著名。3)安大略-魁北克多金属矿区,位于加拿大安大略省东部和魁北克省西南部,其中萨得伯里的镍-铜矿床具有世界意义,矿石储量3×108t左右,含镍2-4%,含铜1-2.5%,还伴生有钴和铂族金属。在埃利奥特湖(Elliot Lake)和布莱恩河地区有丰富的铀矿,产于前寒武纪沉积变质型的石英砾岩中,含铀量很高,总储量约占加拿大铀矿资源的90%以上。4)西安大略金矿区。5)马尼托巴-萨斯喀彻温铜-镍矿区。6)西北部多金属矿区,以铜、镍、铅、锌、金、铀等为主,分布于大熊湖、大奴湖和阿萨巴斯卡湖一带。

此外,在具有后期沉积的加拿大地盾西南边缘和局部盆地区,也有一些燃料矿藏和非金属矿藏,如阿尔伯达省的帕宾那(Pembina)油田和皮斯河气田,萨斯喀彻温省南部的巨大钾盐矿等。

(二)阿巴拉契亚古生代褶皱带

本带主要由古生代沉积岩组成。古生代以来经历巨大变动,构造比较复杂,矿藏丰富多样。这里既有与强烈岩浆活动有关的各种金属矿,也有石炭纪含煤盆地和含油弯地,还分布有巨大的非金属矿。

东北段阿巴拉契亚山多金属矿,主要分布在东部一带,如加拿大新不伦瑞克省和纽芬兰岛的铅、锌、银、铜矿,多产于侵入岩与围岩的接触带。西部即加拿大魁北克省东南角的石棉矿在世界上占重要地位,这里延伸着一条240Km长的蛇纹岩带,蕴有巨大的石棉矿体。

西南段阿巴拉契亚山以燃料矿为主,特别是煤,多为石炭纪煤田,在山麓台地一些断层谷地中有三叠纪煤田。山地西北部的煤田位于山前拗陷带,经受过缓和褶皱,煤质很好,可供炼焦,煤层平展,便于开采,宾夕法尼亚州东北部拥有美国最大的无烟煤矿。整个阿巴拉契亚山区几乎提供了美国 3/4的煤产量。亚拉巴马州伯明翰附近为赤铁矿产区,品位和储量虽不高,但因临近煤产区,具有一定经济意义。

(三)中部地台区

在前寒武纪古老岩石基底上,覆有深厚古生代沉积,在大平原还广泛覆有中生代和第三纪岩层。本区在矿藏组成上恰与加拿大地盾区相反,以燃料矿藏为主,金属矿藏贫乏;与阿巴拉契亚区的差异在于本区除煤以外,还有丰富的石油和天然气。煤、石油和天然气的分布同一系列的沉积盆地和穹地构造有密切联系。煤田一般分布于盆地,石油储藏于穹地的侧翼部分,天然气则居于储油层之上,这充分反映了本区的构造特点。

煤的储量很大,分布很广,但品位较低。东部煤田主要分布于五大湖以南几个较大的盆地中,属石炭纪煤田,其中以伊利诺煤田较为重要。因未经强烈变动,煤的挥发性物质含量较高,品位不如阿巴拉契亚煤田。西部大平原均属白垩纪、第三纪煤田,也未经强烈变动,煤质更差,多为次烟煤和褐煤,但储量相当大,约占美国煤储量1/3。油田分布以中南部美国得克萨斯、路易斯安那和俄克拉何马三州最为集中,多属穹地构造,含油层为石炭纪和奥陶纪砂岩。

本区金属矿比较少见,但在密苏里州东南部蕴藏着丰富的铅矿,现已成为美国最大的铅产区。

(四)科迪勒拉中生代、新生代褶皱带

这是一个由前寒武纪到新生代、厚达数千米的沉积岩、火成岩组成的年轻褶皱带,存在着大规模岩浆侵入体和高度变质带以及沉积盆地,矿藏的丰富和多样性超过阿巴拉契亚区。金属矿特别是有色金属矿占有突出地位,如铜、铅、锌、金、银等,铁、钨、钼、锑、汞等也有一定储藏;燃料矿藏以石油为主,还有硫磺、磷灰石等非金属矿。

本区金属矿分布相当广泛,从北到南均有与各地质时期岩浆侵入活动有关的金属矿分布,成矿类型以裂隙充填和接触交代矿床为主,铜、铅、锌、银等往往共生一起。例如育空高原的卡诺西(Keno Hill)铜矿和共生的银、铅矿,不列颠哥伦比亚高原的苏里文(Sullivan)、布留别尔(Blueberry)铜、铅、锌、银共生矿,喀斯喀特山的铅、锌矿。美国落基山的岩浆侵入体中有三个著名金属矿区:爱达荷州的克尔达兰,以铅为主,锌、银共生;蒙大拿州的比尤特(Butte)和犹他州的宾翰(Brigham),以铜为主,银、铅、锌共生。内华达山的火成岩中,富藏金矿。科罗拉多高原的前寒武纪复合体中,以金矿为主,钨、钼共生;高原的南缘山地即亚利桑那州南部和新墨西哥州中南部,为一铜、银、铅、锌矿带。墨西哥高原和西马德雷山也是多种金属矿区,其中银矿最为突出,高原中部帕楚卡(Pachuca)附近的银矿居世界最大之列。此外,在大安的列斯群岛,蕴藏着丰富的红土型金属矿,如古巴的镍和牙买加的铝土矿,储量和产量均居世界前列。

科迪勒拉区的铁矿以美国犹他州南部塞达附近最为重要,其次分布于温哥华岛和育空高原,兼有磁铁矿和赤铁矿。新墨西哥州拥有美国最大的铀矿。

在燃料矿藏方面,重要油区有三:一是加利福尼亚谷地,包括落杉矶盆地油田和圣华昆(San Joaquin)谷地南部油田,含油层属第三纪岩系,油质较重,品位不高,储量和产量分别居美国第五位和第三位,对美国西南部经济发展具有重要意义;二是阿拉斯加北坡的普拉德霍湾(Prudhoe)油田,含油层属二叠纪岩系;三是落基山怀俄明盆地的油田。重要煤田集中在落基山一些沉积盆地中,均属白垩纪和第三纪煤田,虽有相当储量,但煤质不佳,产量有限。

硫磺是科迪勒拉区的一项重要非金属矿,分布很广,特别是在火山活动强烈地区,如墨西哥南部特万特佩克地峡一带,硫磺矿储量居世界前列。

(五)沿海平原区

指大西洋和墨西哥湾沿海平原,这是近期出露海面的陆地,由中生代和新生代沉积物组成。本区范围较小,构造单一,在矿藏的组成方面显然逊于以上各区。最重要的矿藏是石油,储量相当丰富。从格兰德河(布拉沃河)河口附近向东延至密西西比河三角洲的油带,为美国第二主要产油区,含油层多在盐丘中。墨西哥湾西岸,从北向南延伸着另一条油带,含油层属白垩纪岩系,这是墨西哥石油的集中产区。此外,佛罗里达半岛西北部的磷酸盐矿,得克萨斯和路易斯安那州沿岸储于盐丘中的硫磺矿,佐治亚和亚拉巴马两州沿岸的铝土矿,也都是本区的重要矿藏。