2-3 变质核杂岩

变质核杂岩构造流体系统示意图
流体运移、聚集空间
两种流体交汇
氧化与还原
矿源层(岩)
多期岩浆活动中心（高热流梯度、环境）
4.容矿系统：沿剥离断层的正向拆离，下盘糜棱 岩进入脆性变形域，围压降低，岩石碎裂和扩 容，形成低压的张性空间成为矿液的沉淀场所， 表现为大量的角砾状、网脉状和脉状矿石沿剥 离断层分布。
5.递进成矿模式 地壳伸展、地幔上隆、 下盘岩石接近地表， 氧化/还原界面下降 的同步，形成叠加矿 化和矿床及矿点的集 中。
实例分析
1.幕阜山变质核杂岩对湖南桃林铅锌矿的构 造控制 变质核：晚元古界冷家溪板岩和燕山晚期二 长花岗岩， 剪切带：花岗岩质糜棱岩和绢云或绢云片岩 绿泥石 盖层：K－E红砂岩
大理岩中片理对层理的置换,中条山
• 2.2.控矿构造：剥 离断层，褶皱的 剥离断层系； • 岩性条件含矿岩 系与遮挡层。
2.4.矿源层：基性岩席和岩墙（2#矿体） 成矿空间：剥离断层及其褶皱
3.小秦岭变质核杂岩与金矿
• 变质核杂岩是大陆高应变伸展环境中发育的一套构造和 独特岩石单位的组合。包括三个必要的构造要素 （G.A.Divis,郑亚东,2002）： • 1. 主拆离断层-大规模位移（几十km），低角度正断层 • 2.下盘：与断层相关的糜棱岩类岩石 • 3.上盘；含多世代正断层的上地壳基底和/或表壳岩层。
• 确定岩浆作用与伸展作用何者为主动的方
法有三种：
– 1. 时间顺序，即何者在先即为主动； – 2. 岩浆岩的岩性和岩石地球化学； – 3. 岩石有限应变测量。
伸展作用导致岩浆的产生
– 伸展断层早于岩浆的形成；或两者同时形成，但
岩浆活动受控于伸展构造。
– 北美西部岩石圈伸展断层早于岩浆作用， Hooperet al.(1995) 认为是伸展作用岩石圈地幔 减压部分熔融所致； – 美国内华达东南部的伸展作用与岩浆活动同时发
• 矿化类型：角砾状－网脉状－浸染状 成矿的遮挡层：断层泥或碎粉岩 成矿物质来源：绢云绿泥片岩中的Pb、 Zn、Cu和原岩的比为0.18、0.15、0.08。 糜棱岩/花岗岩为0.75、0.76、0.90。 含矿热液：据氧同位素为大气水和变质 水的混合
2.中条山胡篦型铜矿的构造控制
2.1.是沉积层控还是构造控制？ 1）构造置换的识别：层理还是片理？ 微细的水平层理还是片理？细脉浸染状马尾 丝状矿石的成因（沉积层理还是糜棱面 理）？ 2）剥离断层的识别
– 总体认识：区域的水平拉伸应力场为伸展构造和 岩浆作用提供了条件，但未必是先决条件，也不 一定是伸展构造发育的直接原因，而岩浆作用则 更可能是伸展构造的必要因素，并且可能是产生 拉伸应力场的原因之一。 – 认识趋势：以前倾向于伸展构造为主导，但越来 越多的研究表明岩浆侵位在变质核杂岩的形成过 程中起着决定作用。
‘Cordilleran 变质核杂岩是一群由异常变形的
变质岩和侵入岩组成的穹形或拱形的孤立的隆起，
其上为构造滑脱和扩张的不变质的盖层。’
( Coney，1980)
美国加州东南部维普尔山变质核杂岩图
上方朝北，图宽约30km，垂向比例高度放大，地形起伏约1km。WDF-维普尔山 拆离断层；MF-糜棱岩前锋； lpxin-下盘结晶岩（主要为元古宙片麻岩)；mgn-糜棱片 麻岩，具有糜棱面理和线理；cb-绿泥石化角砾岩；upxin-上盘结晶岩（主要为元古宙 片麻岩和花岗岩，但与图中的下盘结晶岩不同）；SV-中新世沉积岩与火山岩。
5、变质核杂岩与成矿作用
• 一、构造演化与成矿作用的关系 • 1.矿源： 核部通常为太古宙结晶岩系(如小秦岭的 太华群的Au）；幔源的基性岩墙或岩席（如中条 山的Cu,Au） • 2.热源：高地热梯度和核部同构造中酸性侵入活 动 • 3.热液系统：下盘基底中的韧性剪切带，形成网 络状韧性剪切带，变质水和岩浆水形成还原条件 下的热液循环系统，淬取了围岩中的成矿元素并 使其沿剪切带迁移
剥离断层和变质核杂岩结构示意图
形 成 过 程
• 2. Cordilleran变质核杂岩基本特征：
– 在空间上呈穹状或长垣状大型背斜的外貌。地貌上常 为区内的高山。
– 核部由中、下地壳的中、深变质岩组成，常有晚期同 构造的中酸性岩体侵入。
– 核部杂岩顶部为一个以糜棱岩类岩石为特征的缓倾剪 切带。 – 糜棱岩顶部被大型低角度正断层所切削，使糜棱岩成 绿泥石化、赤铁矿化碎裂岩类。这一基底剥离断层分 开了脆性变形的上壳岩和曾受韧性剪切的内壳岩。
• 合理解释：在各种因素导致的拉伸应力场作用下，岩石圈地
幔和地壳通过减压或深部热活动发生部分熔融而形成岩浆，
岩浆的上涌和对地壳的弱化作用触发伸展构造的发生。
需要进一步解决的问题 • 精确定年 包括岩体成岩和上升年龄、拆离断层的活 动年龄，尤其是后者。准确的时间关系是进一步确 定岩浆与拆离关系的关键； • 地球化学和同位素分析 以解释伸展作用中岩浆的形 成过程和地幔的作用，从而探讨岩浆的成因机制及 其与伸展的关系； • 地球物理研究 高分辨的地球物理资料有助于研究岩 体与伸展构造的深部关系； • 拆离断层变形机制的精细研究 运用岩石有限应变测 量等方法和手段，进行精细的定量化的构造变形机 制分析，确定拆离断层的变形过程，进而其与岩浆 作用的关系。
伸展构造--力学模式

大陆伸展构造发育 的三种模式
（Lister ，1986)：
纯剪切模式、简单Leabharlann Baidu
剪切模式、分层剪
切或滑动模式。
沉 积 盆 地 构 造 分 析
第2章 水平伸展构造
3-变质核杂岩

1、基本理论
《 Cordilleran metamorphic core complexes》
（Crittenden，1980）
• 上盘以不变质的显生宙岩层为主，发育多世代的不
同类型的正断层，反映水平伸展下的脆性变形。
• 上壳的脆性伸展方向、剥离断层的滑动方向及下盘
糜棱岩的剪切方向通常在运动学上具一致性，反映
了统一的运动方式。 • Cordilleran变质核杂岩的形成时代为早－中第三纪 （55～15Ma）
北美西部盆岭省及邻区构造单元
生，但前者控制后者，Scott et al. (1995)提出岩
浆形成于岩石圈韧性伸展，即岩石圈韧性伸展是
软流圈上涌，导致地幔和地壳的部分熔融。
岩浆作用是伸展构造的诱因
• 主要论点：造山带根带的拆沉作用和热对流夷平作用在地壳 均衡反弹的同时，热松弛和热物质补充形成大规模重熔，重 熔物质的上升进一步加强浮力反弹，加之侵位侧向应力，形 成拉伸应力场(Vissers et al., 1993; Platt et al., 1993).
矿体沿剥离断层分布
桃林铅锌矿拆离断层控矿模式图
1一上白垩一第三系红色砂砾岩;2-绢 绿石英构造片岩，3一花岗质糜梭岩 类岩石;4-花岗岩; 5-矿体;6一拆离断层
大云山变质核杂岩构造 中的拆离断层带发生多 次拆 离，在不同的拆离 断层中都有矿体产出， 有三种类型: 杜家冲式矿体赋存于杜 家冲拆离断层中，韧性 剪切带偏上部； 上塘冲式矿体赋存于上 塘冲一银孔山拆离断层 中，是桃林铅锌矿的主 要矿体； 断山式矿体赋存于官山 一断山拆离断层中或上 拆离盘(白翌一第三系的 红色砂砾岩)中的多米诺 式正断层中。
• 在造山带伸展构造成因机制方面，岩浆作用与伸展
构造的关系一直为众多地质学家所关注，其中何者 为主动因素和伸展作用过程中岩浆的生成规模存在 较大争议，因此，岩浆侵入作用与变质核杂岩以及 伸展构造的关系成为一个比较前沿的研究课题。
• 两种观点： – 1、岩浆作用是伸展作用的结果； – 2、伸展构造是岩浆作用诱发形成的。
3、我国的一些变质核杂岩
• 北京云蒙山、房山、内蒙亚干、呼和浩特、山西 中条山、湖南幕阜山、河北阜平、赞皇、辽宁医
巫闾山、江西武功山、四川扬子西缘江浪和丹巴
等。 • 形成时代有：元古代，中生代，第三纪。
扬 子 克 拉 通 西 缘 变 质 核 杂 岩 带
云 蒙 山 变 质 核 杂 岩
4、岩浆作用与伸展作用的关系