大地构造与成矿(岛弧与活动大陆边缘)

③碱性系列：在近代火山弧中数量很少。以K20、 Na2O和钾型微量元素（Rb、Ba、Sr、Pb、Cs等） 含量高为特征。主要岩石类型为橄榄安粗岩。可 分为两组 钠碱组：由碱性橄榄玄武岩（K20／Na20比值低 于1）、富橄玄武岩、碱性安山岩（橄榄粗安岩）、 粗面岩和碱性流纹岩组成 钾碱组：由橄榄安粗岩（富碱安山岩，K20／ Na20比值接近于1）、安粗岩和含白榴石的岩石组 成。


岩浆活动也不断使俯冲板块的一部分物质 通过熔融上升到俯冲带之上。压缩、混杂 堆积、岩浆活动的结果，使这里的地壳褶 皱、断裂、变质、隆起，造成岛弧和山脉。 板块的俯冲作用或岛弧活动实际上就是造 山运动。两个大陆板块碰撞可引起山脉进 一步扩大和抬升

２）造山带型式 （1）科迪勒拉式（安第斯式）：这种造山 带发育于既是板块边界又是大陆边缘的地 方，包括一侧上的洋壳与另一侧上的陆壳， 即一个大洋板块在此边缘向大陆板块之下 俯冲、消亡。由此产生的大陆侧向增长是 很小的，如科迪勒拉山和安第斯山
外部隆起
活动边缘海盆地 （又称弧间盆地）
弧沟间隙（包括弧前盆地）
残余弧（又称死弧、第三弧） 弧后盆地
East facing continental margin
东亚大陆
日本海
亚州东部
West facing continent
巴西和智利
３、沟、弧特征 海沟 地形最低 显著的负重力异常 热流值最低 地壳是大洋型的，不存在均衡的平衡,存 在向下的拉力 这与海沟是海底扩张的终点、大洋岩石 圈板块在此向地幔俯冲是一致的。
影响因素

火山岛弧中最常见的火山岩是安山岩 1）与板块汇聚速度有关，又与火山弧的演 化阶段有关

2）岛弧的成熟度 未成熟岛弧的岩浆岩共生组合较为简单， 主要由拉斑玄武质岩石或镁铁质岩石组成。 成熟岛弧和陆缘弧的岩浆岩共生组合较复 杂，主体是钙碱性岩体，两侧还有其它岩 体，从而构成水平分带现象并具有一定的 规律性。
如台湾、苏门答腊、爪哇岛等。

洋内弧与大陆之间以具有大洋型地壳的
边缘海或弧后盆地相隔离。如日本岛弧, 阿留申岛弧

海洋板块和前缘带有岛弧的大陆板块的 接近，在接触处亦表现为海沟-岛弧系， 如日本、琉球等

（2）山弧一海沟系 海洋板块和大陆板块的直接接近。在接 触处表现为海沟一山弧系，如南美西海 岸

岛弧（山弧） 地形增高,内重力高和高热流值
地壳类型复杂（大洋型、过渡型、大陆型 都有） 与板块俯冲时的热效应和板块俯冲作用即 造山作用也是一致的。

４、沉积作用 沟、弧地区地形反差大，为沉积作用提供 了良好条件。
（1）海沟

有深海和浊流沉积物，海沟内坡通常比较 陡峭，有时由于逆断层或褶皱变形，形成 构造凹地或斜坡盆地，有厚度不大的浊积 岩和深海沉积物 大部分在板块俯冲过程中被带走，厚度并 不大，从几百米到1公里以上。






类型系列：根据岩石矿物、化学成分的差异，可 将岛弧火山岩分为三个系列： ①岛弧拉斑玄武质系列； ②钙碱性系列； ③碱性系列 ①岛弧拉斑玄武质系列： 由大量岛弧拉斑玄武岩和少量安山岩（拉斑玄武 质安山岩、低铝玄武岩）、英安岩、流纹岩组成 岛弧拉斑玄武岩和洋脊拉斑玄武岩在许多方面是 相似的

蛇绿岩套原生地大洋中脊，它在海沟内坡 出露是由于海底扩张和构造侵位一逆冲或 断裂抬升作用。
（2）火山弧的岩浆岩共生组合


Hale Waihona Puke Baidu
岩石类型及特点 特点：火山岛弧和陆缘火山弧是岩浆活 动集中分布的地带，通常与海沟平行成 弧形展布。 火山岩的体积自火山弧前缘开始向消减 带方向减少，以爆裂喷发作用为特征， 火山岩中火山碎屑物质的体积一般都在 80％以上



在拉斑玄武质系列中， K20 含量很少超过 1 ． 5 ％，K20随SiO2的增加而缓慢增加， REE的分 布型式为球粒陨石型（或平的型式，轻REE和 重 REE 含量相当）， Sr87 ／ Sr86 比值低（ 0 ． 702 一0．704）。 在钙碱性系列中， K20 随 SiO2 的增加而较快增 加， REE的分布型式略具富化型（轻REE比重 REE 集 中 ） ， Sr87 ／ Sr86 比 值 变 化 范 围 要 宽 （高钾组为 0 ． 704 一 0 ． 710 ，低钾组为 0 ． 703 一0．707） 在碱性系列中，K20随SiO2的增加而急剧增加， REE的分布型式为富化型，Sr87／Sr86类似于钙 碱性系列的高钾组（0．704一0．710）
弧间盆地 岛弧一大陆 盆地
弧后前陆盆 地(安第斯)
５、岩浆活动 沟、弧地区岩浆活动十分强烈、复杂 基底不同 演化阶段不同 距离俯冲带的深度不同

岩浆岩共生组合不一样，有一定的时空 变化规律
（1）海沟与弧沟间隙的岩浆岩共生组合 弧沟间隙（宽度约150一300公里）一般无岩 浆活动 海沟内坡有蛇绿岩套

都显示球粒陨石型的REE分布型式， Sr87／Sr86比 值低（ 0 ． 702 一 0 ． 704 ），碱元素及相关元素浓 度低，Al2O3含量高， Fe富集，K／Rb比值较高 等(why?)。
区别是岛弧拉斑玄武岩比洋脊拉斑玄武岩具有变 化范围更宽的 FeO*/MgO 、 SiO2 、 FeO*, Na20 、 K20等，Ni、Cr含量较低，而Ba含量较高(why?)
２、海沟一岛弧构造地形单元划分： 横越发育完善的海沟一岛弧系有如下构 造单元： 外部隆起、海沟、海沟坡折（又称构造 隆起、构造弧、外弧脊）、弧沟间隙 （包括弧前盆地）、岩浆弧（又称内弧、 主弧、火山弧）、活动边缘海盆地（又 称弧间盆地）、残余弧（又称死弧、第 三弧）、不活动边缘海盆地等
海沟一岛弧构造地形单元划分 海沟坡折（又称构造 岩浆弧（又称内弧、 隆起、构造弧、外弧脊） 主弧、火山弧）

康迪（ Condie, K.C. ， 1973 ）认为在 SiO2 为 60 ％时， K20 含量与地壳厚度 （C） 的关系式为： C（km）＝18.2K2O百分含量-14.3


（6）与母岩浆形成的深度 岩浆源在消减带那个部位）及其在上升途中的融 熔、混染作用有关。 岛弧拉斑玄武岩浆生成深度小于150公里，钙碱性 岩浆生成深度大约在80至200公里，碱质岩浆生成 深度大于150或200公里。 当SiO2含量一定时，K2O含量随消减带深度（H） 增加而增大，在深度80一300公里范围内，每增加 深度100公里，K2O含量约增加1％。


5）与岛弧地区地壳厚度有关 地壳厚度<20公里时，主要形成拉斑玄武质 系列，钙碱性系列只占0一42％； 地壳厚度为20一30公里时，主要形成钙碱性 系列，占40一80％； 地壳厚度>25公里时, 钙碱性系列高达80一 100％，并出现碱性系列K20含量也随地壳 厚度增大而增大。


６、变质作用
挤压型板块边界区域变质作用十分发育，其主 要特征是双（对）变质带,由两个互相平行的高压 低温型变质带和高温低压型变质带所组成

双变质带主要分布于环太平洋地区，已发 现有15对，形成时代多数为中新生代，少数 为上古生代。双变质带的形成时代向海洋 方向变新


７、造山作用 1)机制 板块俯冲一碰撞作用也一种造山作用。在板块俯 冲过程中，由于牵曳作用，使仰冲板块上部物质 不断受到压缩。 俯冲板块上面的沉积物，在开始俯冲时，绝大部 分被刮下来，致使不同地点、不同时代的沉积物 和由仰冲板块上滑落下来的碎块及其由俯冲板块 构造侵位上来的洋壳碎块，压缩、堆积在岛弧或 大陆边缘，形成混杂堆积和蛇绿岩套

岩浆弧（又称内弧、 主弧、火山弧）
海沟坡折（又称构造 隆起、构造弧、外弧脊）
外部隆起
弧间盆地 边缘陡峭并以岛弧 与外界相隔，仅有 很薄的深海沉积物
在弧前盆地中，沉积类型复杂， 以富含钙碱性火山岩屑的复理石 建造、厚层杂砂岩、泥岩和缺少 碳酸盐岩为特征。
岛弧一大陆盆地 中心为薄层深海沉积物，两侧为巨厚的滨海-浅海相、 三角洲相砂泥质、碳酸盐沉积物和深水浊流沉积物， 靠岛弧一侧夹有大量火山碎屑物和凝灰岩。


2）Mineral Deposits in outer arc 组合 成因 矿床类型/金 属 仰冲蛇绿 洋底喷流沉 Cyprus-type stratiform Cu 岩 积硫化物 Fe Podiform Cr 仰冲蛇绿 岩浆型 岩 花岗岩 岩浆-天水热 Sn W 液 U 花岗岩

（2） 岛弧式：这种造山带发育于岛弧地区， 大洋板块在离开大陆一定距离（中间隔着 边缘海和岛弧）的地方一岛弧外侧,向岛弧 之下俯冲、消亡。
岛弧的形成过程称作太平洋型造山作用。 岛弧的发育是大陆增生极有意义的方式， 如太平洋西岸诸岛弧


8 主要的大地构造单元及其鉴定标志
二、岛弧和活动大陆边缘环境中矿 床类型、成矿作用




②钙碱性系列（狭义的）：由大量安山岩及英安 岩、高铝玄武岩、流纹岩组成。可进一步分为低 钾组和高钾组。 低钾组的火山岩以相当数量的熔岩和火山碎屑岩 组成的层状火山岩系为特征，其深成岩主要是石 英闪长岩，如日本、中美洲 高钾组的火山岩显示更大的粘性，含较多的火山 角砾岩，构成规模更大的层状火山岩系。如安第 斯山的成层火山和美国西部第三纪火山区。




（3）岩浆岩的成份极性及影响因素
成分极性
从海沟向消减带倾斜方向有如下次序： 拉斑玄武质系列一钙碱性系列一碱性系列； 玄武岩一安山岩一英安岩～流纹岩； 拉斑玄武岩（低铝玄武岩）一高铝玄武岩～碱 性玄武岩（高钾） 侵入岩在空间分布上也具有一定的规律性 由辉长岩一闪长岩一花岗岩 碱性辉长岩、二长岩和霞石正长岩







从海沟向消减带的倾斜方向，岩石地球化学，即 元素、元素比值、同位素的丰度有如下的系统变 化： Fe（或FeO*）、Mg(或MgO）、Ca（或CaO）、重 REE（从Tb一Lu）、Y、K／Rb、Na／K等逐渐减 少 K（或K20）、Na2O＋K20、K20／Na20、SiO2、 K2O／SiO2，Rb、Ba、Cs、P、Pb、U、Th、轻 REE（从La一Sm）、Th／U、Rb／Sr、La／Yb、 Sr87／Sr86等逐渐增加。
第三章
一、概述
岛弧和活动大陆边缘与成矿
岛弧和活动大陆边缘是岩石圈板块对冲、
消减、碰撞的场所，故又称为消减或聚合 板决边缘。

板块聚合，构造活动强烈、复杂，所形成 的岛弧和山脉大多呈弧形。
１、岛弧和活动大陆边缘系统分类：

（1）岛弧一海沟系：主要分布于西太平 洋边缘。分为陆缘弧和洋内弧。

陆缘弧是以陆棚浅海与大陆相隔的岛弧，

3）与消减带的倾角大小
倾角愈小，空间变化（分带性）愈明显； 若倾角近于直立，则无水平分带性，而出 现垂直分带性,从下而上为拉斑玄武质系列、 钙碱性系列和碱性系列，如所罗门群岛

4）与板块汇集速度和岛弧所处的演化阶段 有关
汇聚速度愈大，岛弧愈年青，火山岩系列 愈偏基性, 汇聚速度愈小，岛弧愈成熟，火 山岩愈偏碱性，K2O、Na2O含量愈大。

（5）在安第斯型陆缘火山弧后面，由于褶 皱、冲断层的作用所形成的弧后前陆盆地， 主要是陆相、三角洲相和浅海相碎屑沉积， 缺少深海相沉积，如安第斯山以东苏班安 底新生代盆地等
海沟
弧前盆地
厚度不大的浊积岩和深海沉积物
以富含钙碱性火山岩屑的复理石建造、厚层杂砂岩、 泥岩和缺少碳酸盐岩为特征 仅有很薄的深海沉积物 沉积物横向变化明显，中心为薄层深海沉积物，两 侧为巨厚的滨海-浅海相、三角洲相砂泥质沉积物、 碳酸盐沉积物和深水浊流沉积物，靠岛弧一侧还夹 有大量火山碎屑物和凝灰岩。 陆相、三角洲相和浅海相碎屑沉积，缺少深海相沉 积


1 概述 1) 基本特点
中、新生代以来，太平洋板块发生向欧亚板块和美洲板块 的俯冲作用，导致环太平洋巨型构造带及成矿带的形成。 在东亚和东澳一带的火山岛弧区，以斑岩型、浅成低温热 液型和黑矿型矿床为代表；矿化与火山、次火山相古地热 系统有关，是产于敛合扳块边界的“原地矿床”。 还有一类是由扩张的洋脊将古老的蛇绿岩套中矿床推移到 俯冲带的滑塌混杂岩带中而成，属于“外来矿床”。 从增生造山－碰撞造山整个过程有造山带型金矿出现