区域成矿学PPT课件_区域构造与成矿

• 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）
• 成矿堆积环境：使慢源和壳源的成矿物质在岛 弧区和弧后盆地的局部地段富集
• 主要矿床类型：铜、金、银、锌、钼、锡、钨 等为主要成矿金属，矿床类型有斑岩型、黑矿 型、浅成低温热液型、火山热液型、接触交代 型、热泉型等，其中占目前世界的产量一半以 上的斑岩铜矿就产于岩浆弧中。
• 典型矿床实例：中国华北陆块西南缘的白银厂 矿田是新元古代一早加里东沟弧盆体系成矿的 一个代表，为VMS型铜、铅、锌、金、银成矿 系统。与之可对比的有华北陆块北缘中新元古 代活动陆缘的白乃庙铜、钼、金成矿系统
秦祁昆 成矿域I2
祁连成 矿省---北祁连III34 南祁连III35
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。
胶东地质构造图
玉龙铜矿；呷村银矿；兰坪铅锌矿 均为超大型矿床
玉龙斑岩铜矿 冈底斯斑岩铜矿带
呷村银矿 斑岩铜金矿带
青藏高原碰两撞种造不山带同与背斑景岩铜的矿斑岩铜矿带
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。
• 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。
• (6)高丰度成矿元素的矿源层的存在是热水成矿 的前提，裂谷等构造中下伏沉积柱和变质岩基
底均可作为矿源层。矿源层中的成矿元素本底
值高固然必要，但更重要的是成矿元素的赋存
状态及其被活化、汲出所需的能量大小。在具
备高热流值和大量流体（包括热卤水）作用的 条件下，其影响范围内岩石中的多种元素(Cu, Pb, Zn, Fe ...... )是容易被活化析出的。硅铝质 陆壳长期剥蚀风化产物中的铅、锌等物质进入 海盆中，也是矿质来源的一个组成部分。
• (5)发育完整的热水对流系统和稳定持续 的热水沉积作用是形成SEDEX矿床的先 决条件。近年的研究表明，热水沉积是
一种相当普遍的成矿作用。热水沉积的
规模大、持续时间长、热水中成矿元素
含量高、热水作用集中于同生断层和次
级局部洼地等则是形成金属巨量富集的
基本因素，而热水沸腾、水爆、同生角
砾化和硅化交代等对促进热水中矿质沉 淀有重要作用。
（据J. Kutina，1996）
（据J. KHale Waihona Puke Baidutina，1996） 显示地幔对流、深部构造薄弱带和侵入一火山中心源区及伴生的金属矿床（图中为黑点）
• 主要成矿系统：①狼山一渣尔泰山铜一铅一锌 一硫成矿系统；②白云鄂博稀土一铁一铌成矿 系统；③白乃庙铜一金钼成矿系统；④辽一吉 铁、镁、硼、铅、铅成矿系统；⑤龙首山镍一 铜一铂成矿系统；⑥白银厂铜一铅一锌一银成 矿系统；⑦中条山铜成矿系统，⑧熊耳山金成 矿系统；⑨郯一庐断裂带金一铜一钼一铁成矿 系统（中生代陆缘内侧）
大陆花岗岩穹窿（热点） 12
Sn、Nb、W、REE、Be、Li
克拉通绿岩带剪切带
11
Au、Cu、Ni
• 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
三、古陆边缘构造一成矿系统
• 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、 会聚型和转换型等三类基本的大陆边缘 系统(B. C. Burchfiel，1980)。
• （3）同沉积构造体系完整且长期活动，同沉 积构造包括同生断层、生长背斜、滑塌构造、 同生角砾岩等，它们既是裂谷等构造的组成因 素，又是沟通矿源场、中介演化场和储矿场的 纽带，为含矿热水的运移提供了通道和场地。 不同尺度的同生断层对成矿意义不同：区域型 同生断裂控制岩相古地理特征，以及热水沉积 岩及矿带的延伸，次级同生断裂与主干同生断 层交汇处控制矿田的产生；而三、四级同生断 层控制矿床、矿体的就位，形成了同生断层构 造多级控矿的清楚图像，有一定的普遍意义。
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。
• 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)。
第六讲 区域构造与成矿
• 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。
• (4)具备长期存在的地热异常场，有较完整的热 事件演化史，它来源于上涌的岩浆或热流体， 其根源可能为上升的地慢热柱。这个强大的热 场足以促成和保持长期稳定存在的热水对流系 统，是形成大型、超大型热水沉积矿床的一个 重要条件。含矿地层中的火山岩夹层、以硫化 物矿石为代表的热液矿物、各种火成岩脉、热 变质角岩类以及硅质岩、钠长岩等热水沉积岩 的产出，都是区域构造-热事件的记录。
• 总起来看，陆缘伸展构造中的成矿特征 是热水成矿系统占重要地位，矿化成区 域性带状分布，延长可达数百公里；在 成矿带中，大、中、小型矿床星罗棋布， 有些成等距分布；矿化的水平分带性较 明显，成矿物质的集约度很高，聚矿能 力强，矿石储量大，大型和超大型矿床 常有产出。
• 已知这类成矿系统在全球范围内主要发 生在元古宙和泥盆纪，成矿时代处在古 大陆演化过程的破裂晚期向聚合初期的 构造转变阶段，据认为这是有一定的全 球背景的。
– 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）。
– 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 （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。
（二）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。中国的攀枝花钒钦磁铁矿 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。
（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
（二）会聚型陆缘构造一成矿 系统
• 俯冲带成矿系统 • 典型构造形式：沟--湖--盆；双变质带 • 地球动力学形式：洋壳俯冲削减 • 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：洋壳中富含水和金属的沉积物 被带入俯冲带深处，经加热局部熔融，形成以 钙碱性成分为主的岩浆岩及热液系统，沿深断 裂进入地壳浅部或喷出地表，
• 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。
同造山过程的大规模成矿作用
• 这些大型构造常具有下列的地质特征 （翟裕生等，1996）。
– 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。
洋中脊
黑烟囱
高
原
东
缘
转 换
逆冲 流体
带
与
成
矿
作 碰撞 用 岩浆
兰坪 Pb-ZnCu-Ag 成矿区 （40-62Ma）
腾冲 Sn-稀有 金属成矿区 （50-60Ma）
玉龙斑岩CuMo-Au成矿带 （41-33Ma）
丽江-鹤庆斑岩型 Cu-Mo-Au带 （32-40Ma）
走滑 剪切
哀牢山Au 成矿带 （23-38Ma）
• 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。
布格重力异常
– 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。
• 一、大型构造特征及控矿意义 • （一）大型构造的特征
• 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。
• 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；
大型构造及有关大型矿床数量
构造类型
矿床 主要成矿金属
裂谷、拗拉槽、同生断层 43
Zn、Pb、Cu、Ni、REE
活动陆缘构造一岩浆带 28
Cu、Au, Ag、Zn, Mo, Sn, W
克拉通深断裂
26
Au、Fe、Ni、Cu、Ti、V
大陆内部及边缘盆地
26
Mn、Fe、A1、Cu
大陆火山岩带
14
Au, Ag, U、Pb, Zn
• (7)当裂谷等构造发展到终结阶段，由伸 展状态转变为挤压状态时，盆地逐渐闭 合进而发展到褶皱隆升造山，经历了盆 山转换过程。原来的硫化物矿层被卷入 造山带，经历了热动变质、晚期变形等， 矿体的形态、产状、组成和品位等发生 了一系列的变化，包括叠加成矿和改造 成矿等作用，这些后继的地质作用有可 能使原热水沉积成的汞、锑、金、银矿 化层等再富集成为矿床。
同生断层多级控矿
与伸展构造有关的SEDEX成矿系统简介：
• (1）成矿海盆属于被动大陆边缘伸展构 造环境下的槽型断陷盆地（裂谷、裂陷 槽、大型台沟等）。矿化集中在它们的 局部次级海底洼地中，这些洼地封闭性 好，沉积不补偿，有机质含量高，还原 性好，是成矿的良好化学封闭。
• (2)含矿建造为陆源碎屑岩一碳酸盐岩建 造和类复理石建造。在东升庙等矿床中 还发现“双峰式”火山岩夹层，说明其 确属张性裂谷环境，在成矿过程中有明 显的、间歇性的海底火山喷发，矿床的 形成与海底火山活动有关。这也说明被 动陆缘也发育有火山活动。