6 第六讲 区域构造与成矿

View of the first high-temperature vent (380 °C) ever seen by scientists during a dive of the deep-sea submersible Alvin on the East Pacific Rise (latitude 21° north) in 1979.
– 如湘南地区许多矿床受北北东向茶陵一临武深断裂 带所控制，该断裂在早期控制晚古生代(D-P )的沉 积相，中生代又控制印支期和燕山期的花岗岩类活 动直到与红盆有关的热水系统持续活动达100 Ma以 上。
• 以柿竹园超大型钨多金属矿床为例，与 其成矿密切相关的．千里山花岗岩，从 斑状黑云母花岗岩到等粒黑云母花岗岩 再到花岗斑岩，其年龄值从172Ma到63 Ma，持续达110 Ma（王昌烈等，1987）。
郯庐断裂带
– 大型构造通常不是单一的构造形迹， 而是多种低序次构造的有机组合，常 表现为不同级别、不同形式的构造要 素组成的一个构造系统。 • 如隐伏于沉积盖层之下的基底断裂， 在地表常不表现为一条贯通性断层， 而是一套次级断层和褶皱的组合或 断层与沉积盆地的组合。
全国沉积盆地分布
– 大型构造通常有长期活动历史（长寿的）， 可经历不同时代、不同层次、不同应力体制 和不同强度的变形，造成不同期次的构造活 动产物的叠加，造成其内部结构的复杂性。 – 大型构造的贯通性。
二、大型构造类型与成矿
• 大型构造可按其所反映的地壳变形场分 为五大类端员：即反映地壳水平运动的 伸展、收缩和走滑；反映垂向调整的隆 升和沉降，其间可以有各种过渡或转换 形式。 • 不同的构造类型由于其不同的动力学机 制，处于不同的地质背景，有关的岩石 建造、流体性质很有差异，影响到不同 的成矿方式，因此，不同构造类型常有 其密切相关的成矿系统
The Mid-Atlantic Ridge, which splits nearly the entire Atlantic Ocean north to south, is probably the bestknown and moststudied example of a divergent-plate boundary. (Illustration adapted from the map This Dynamic Planet.)
洋中脊
黑烟囱
– 大型构造、深部构造是沟通地球不同圈层相 互作用，特别是壳、慢相互作用的基本纽带wenku.baidu.com（枢纽），也是决定区域的地质构造格局， 并导致各种成矿物质迁移、富集到定位成矿 的主要制约条件。
3、大型构造的控矿意义 、
• 幔源成矿型
– 含矿元素在上地慢局部富集，通过深切地壳而达地 幔的大型断裂或影响到地幔热柱状态的其它大型构 造，使含矿元素与慢源岩浆或流体物质一起到达地 壳表层直接成矿或作为其后改造成矿的物质来源。 大型构造以其规模大、贯通性好而直接作为成矿的 通道和储矿场所。如克拉通深断裂控制的层状火成 杂岩体有关的铬、镍、铂矿床。加拿大肖德贝里铜、 镍矿可以说是一个由大型撞击构造诱发幔源侵入体 上升而形成的超大型矿床。
• 成矿堆积环境：封闭好的局部坳陷则可保持矿 质的不被流失和持续堆积；裂谷盆地后期的沉 积层又可覆盖已成的矿层，起到屏蔽保护作用 • 主要矿床类型：SEDEX型、VMS型、镁铁质 一超镁铁质岩中的铜、镍、铂以及沉积型铁、 锰、磷、铝等矿床类型 • 典型矿床实例：华北陆块北缘狼山一渣尔泰山 中元古代裂谷和扬子陆块北缘南秦岭裂陷槽中 典型矿床（东升庙、霍各乞、厂坝等）
Aerial view of the area around Thingvellir, Iceland, showing a fissure zone (in shadow) that is an onon-land exposure of Midthe Mid-Atlantic Ridge. Right of the fissure, the North American Plate is pulling westward away from the Eurasian Plate (left of fissure).
区域构造与成矿
• 问题的提出： • 1、为什麽众多类型的矿床沿着环太平洋区域 分布？ • 2、为什麽环太平洋成矿带主要矿床的成矿年 龄多为中生代？ • 3、为什麽青藏高原的矿床形成年代多为新生 代？ • 4、为什麽我国胶东地区分布有众多大型金矿 床？
玉龙铜矿；呷村银矿； 玉龙铜矿；呷村银矿；兰坪铅锌矿 均为超大型矿床
Map of East Africa showing some of the historically active volcanoes(red triangles) and the Afar Triangle (shaded, center) -- a so-called triple junction (or triple point)
• 大型构造有相当的深度，它贯通地壳不同圈层， 甚至可达上地幔和软流圈，有的就是不同圈层的 转换带，如一些区域的莫霍面（带）的某些片段。 因此，大型构造能促成、加剧各圈层、各地体和 各构造层之间的物质、能量的交换，包括能沟通 （连通）不同圈层内不同流体。因此，它能起着 串联各圈层的作用，是壳慢物质循环和再循环的 动力和基本条件。
Map showing the Mid-Atlantic Ridge splitting Iceland and separating the North American and Eurasian Plates. The map also shows Reykjavik, the capital of Iceland, the Thingvellir area, and the locations of some of Iceland's active volcanoes (red triangles), including Krafla.
• 上述大型构造的各种类型都对矿床的形 成和分布有不同程度的控制作用（包括 直接的和间接的），具翟裕生院士初步 的统计材料。以中国的71个金属矿床和 世界的89个金属矿床共160个矿床（都是 大型或巨型矿床）为例，分析它们所在 的大型构造，结果如下（表4-2)。
大型构造及有关大型矿床数量
构造类型 裂谷、拗拉槽、同生断层 活动陆缘构造一岩浆带 克拉通深断裂 大陆内部及边缘盆地 大陆火山岩带 大陆花岗岩穹窿（热点） 克拉通绿岩带剪切带 矿床 43 28 26 26 14 12 11 主要成矿金属 Zn、Pb、Cu、Ni、REE Cu、Au, Ag、Zn, Mo, Sn, W Au、Fe、Ni、Cu、Ti、V Mn、Fe、A1、Cu Au, Ag, U、Pb, Zn Sn、Nb、W、REE、Be、Li Au、Cu、Ni
• 古陆边缘在漫长的地史演化中，一般都 经历了多种构造格局的演变，包括多次 “开”、“合”作用过程。按照古陆边 缘的构造动力学特征，可划分为：
– 离散型成矿系统 – 会聚型成矿系统 – 转换型成矿系统
（一）离散型陆缘构造一成矿系统
• 典型构造形式：大陆边缘裂谷、裂陷槽和坳拉 谷---裂谷带 • 地球动力学形式：地壳拉张减薄裂解 • 地球动力学环境：很高的地热流---强烈的岩浆 活动；强烈的热液活动 • 物质运动过程：深源和表生物质大规模汇集的 构造环境-----软流圈物质上涌，向岩石圈浅部 和地表运移和汇集；同时，陆源长期风化产物 也向大幅度沉降的槽谷内堆积
Computer-generated Computerdetailed topographic map of a segment of the Mid-Oceanic MidRidge. "Warm" colors (yellow to red) indicate the ridge rising above the seafloor, and the "cool" colors (green to blue) represent lower elevations. This image (at latitude 9° north) is 9° of a small part of the East Pacific Rise. (Imagery courtesy of Stacey Tighe, University of Rhode Island.)
龙首山元古代裂谷—金 龙首山元古代裂谷 金 川镍、 川镍、铜成矿系列
•中国潘 西裂谷 中的攀 枝花钒 钛磁铁 矿区也 可以认 为是慢 源热活 动及晚 古生代 的裂谷 作用的 直接结 果。
峨 眉 山 地 幔 柱 形 成 和 演 化 模 型 图
形成大型、超大型矿床
• 大型构造活动的长期性、脉动性和继承性，有 利于维持一个足够长的古地热异常场、稳定的 热液对流系统、稳定的地球化学障和稳定的成 矿环境。大型构造的多期活动和不同层次的叠 加，有利于成矿物质的反复叠加富集，汇聚在 同一有限空间而形成大型、超大型矿床。
• 大型构造对矿床的形成有重要的控制作 用。如果大型构造与丰富的矿源、流体 和有利的岩石、物化条件相匹配，则有 可能形成超大型矿床和矿床富集区。
玉龙铜矿；呷村银矿； 玉龙铜矿；呷村银矿；兰坪铅锌矿 均为超大型矿床
呷村银矿
玉龙斑岩铜矿 冈底斯斑岩铜矿带
斑岩铜金矿带
青藏高原碰撞造山带与斑岩铜矿 两种不同背景的斑岩铜矿带
– 如与伸展构造有关的裂谷、拗拉槽、大型同生断层、 盆岭构造、变质核杂岩构造等； – 与挤压构造有关的大型逆冲断层、大型推覆构造、 构造混杂岩带等； – 与地壳水平剪切变形有关的转换断层、大型走滑断 层等。
Artist's cross section illustrating the main types of plate boundaries (see text); East African Rift Zone is a good example of a continental rift zone. (Cross section by José F. Vigil from This Dynamic Planet -- a wall map produced jointly by the U.S. Geological Survey, the Smithsonian Institution, and the U.S. Naval Research Laboratory.)
同造山过程的大规模成矿作用
• 2、大型构造的地质特征 、 – 大型构造的表现形式为地质构造单元 • 其形成和演化控制着相关的沉积、 岩浆、变质、流体等作用。 • 大型构造的具体表现形式通常是构 造-岩浆带、构造-沉积盆地带、构造 -变质带或构造-蚀变岩带。
中国地质图
兴安---太行构 造岩浆带
呷村银矿
玉龙斑岩铜矿 冈底斯斑岩铜矿带
斑岩铜金矿带
青藏高原碰撞造山带与斑岩铜矿 两种不同背景的斑岩铜矿带
Geologic map of the Jiaodong Peninsula, showing the distribution of gold deposits
• 区域构造运动常能诱发和控制沉积、岩 浆、变质和流体作用的类型，以及改变 区域地球物理场和地球化学场的特征 • 其动力学条件包括板块离散与俯冲速率、 构造应力的拉张、挤压及其速率，以及 俯冲、底辟和垫托作用(underplating)等造 成的动力学因素直接或间接地影响区域 成岩、成矿的环境和作用过程。
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课程重点内容 一、区域构造特征及控矿意义 二、大型构造类型与成矿系统 三、全球构造及中国区域构造划分 四、中国成矿区带的划分 五、中国主要成矿区带特征
• 一、大型构造特征及控矿意义
• 1、大型构造的概念 、 • 地质构造的空间尺度很广阔，一般将那些贯通 地壳，可影响上地慢的构造称为大型和巨型构 造，其长度在100-1000 km或更长，深度可达几 十公里到上百公里。