区域成矿学文字部分Word下载.docx

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（二）区域成矿过程分析方法3

二、不同构造环境中矿床成因类型和成矿条件4

（一）主要构造环境概述4

（二）裂谷和洋中脊环境4

（三）俯冲构造环境5

（四）碰撞构造环境7

（五）稳定（板内）构造环境7

三、典型矿带的区域成矿作用分析8

（一）南秦岭层状层控Zn-Pb-Ag多金属成矿带8

（二）西南三江义敦岛弧与火山岩有关的块状硫化物成矿带9

四、成矿作用的时空演化11

（一）地球演化的外部条件和环境的变化11

（二）成矿作用的转变11

（三）中国主要区域成矿带的分布12

结束语13

一、区域成矿学概论

区域--指不同规模的成矿带：

地壳中矿床集中分布和有利于矿床集中分布的地区，是各自在地质构造、地质发育历史、成矿作用方面具有共性的地区。

区域成矿学--研究具有不同构造演化历史的成矿带中，矿产的区域分布规律性，成矿作用发生的规律性和这些规律的主要控制因素。

--普查找矿和成矿预测的理论基础

传统的区域成矿学研究（主要是成矿规律研究）

现代的区域成矿学研究（主要控制因素为主线）

（一）区域成矿学的研究思路

一种对资料进行归纳分析和演绎的的综合性研究，可以简单归纳为不同学科之间的融合：

区域成矿学=大地构造学+地球化学+矿床学+......

理由--95%以上的大型、超大型矿床分布在板块构造边界带附近，矿床分布的极不均匀性与元素分布的不均匀性相关。

研究基本思想

成矿元素及其组合的运动应放在特定的地球化学系统中去研究（系统的思想）

各种成矿作用是元素再分配和再循环的过程

地质问题与地球化学问题相互转化的观点

板块运动宏观控制了各种矿化作用发生的地质环境，提供了动力学约束

系统分析的观点（以整体的观念来分析有利于矿化出现的各种条件和相互关系）

（二）区域成矿过程分析方法

根据实际情况，区域成矿分析可分子系统及阶段进行，通常包括以下几个方面：

物源系统中成矿物质的浓度和赋存状态（成矿物质的初始浓度和状态）

成矿系统中成矿物质的浓度和赋存状态

成矿物质的浓集、沉淀机制和控制因素

成矿带所处的大地构造环境和性质

区域地壳（岩石圈）的元素初始丰度或某一时期的元素丰度成矿物质的浓集过程有用组分沉淀场所成矿系统中元素的含量和赋存状态成矿物质的沉淀过程用组分在矿化体中的含量和赋存状态及保存状态

成矿带的规律性常有两类典型情况：

相似的优势矿种，不同的成因类型--

例如滇中成矿带：

元古宙-中生代，不同时代，不同类型的金属矿床都是Cu,Fe两个矿种。

不同的矿种，相似的成因类型--

例如湘南成矿带：

不同的W,Sn,Pb-Zn,Ag（Au）矿化，都是与中生代花岗岩有关的热液矿床。

1.区域岩石圈物质组分的不均一性控制了一定区域可能出现的优势矿种

秦岭造山带涉及到四个构造单元，其中华北地台高Pb低Cu,南秦岭和扬子地台高Cu低Pb,北秦岭则兼具二者特征：

高Cu高Pb，指示它一致是两个大陆之间的过渡带。

与此相对应，Cu矿床主要分布于南秦岭和扬子地台，与中酸性斑岩有关；

而华北地台南缘从陕西华山-河南栾川一线有大量的与斑岩有关的Mo-W矿床，但很少有以Cu为主的矿床出现。

2.成矿过程是成矿物质逐步浓集的过程

　　绝大多数有用元素在地球形成和地球的早期演化阶段都是处于分散和相对分散状态；

不同矿床的形成对不同成矿作用的元素浓集效率的要求不同；

有工业意义的矿化体通常经历过多种、多次的地质-地球化学过程,成矿元素是分步浓集才达到最低或平均工业品位的。

矿床学中讨论的成矿作用主要是指使有用元素达到工业要求的最后那一次地质-地球化学过程，从成矿元素迁移、富集的角度来看，在这之前所经历的地质-地球化学过程都是成矿物质的预富集。

3.成矿带的大地构造性质和它所提供的环境为特定区域地壳和岩石圈中可能发生的地质-地球化学过程和物质的再循环方式提供了边界条件和限制，决定了成矿带的整体成矿属性和规律性。

在同一构造环境的不同部位或不同演化阶段，可能发生的地质-地球化学过程的类型和性质也会有较大差异，影响成矿带的发育特征。

不同的构造环境和同一构造环境的不同部

位，地质-地球化学过程都有着不同的物质来源和物理化学条件，形成不同的岩石组合和矿床系列。

研究的层次框架

以不同板块构造环境为第一级分类，以不同构造作用的演化为第二级分类，以区域地球化学的基本思想为主线来分析区域成矿带各类矿化发生和发展的规律性。

对成矿带的成矿过程分析可以概括为:

成矿带所处区域地壳或岩石圈的成分，在不同的区域构造环境下发生的一系列地质-地球化学过程，对形成不同矿床所作贡献和控制的规律性研究。

二、不同构造环境中矿床成因类型和成矿条件

（一）主要构造环境概述

　　?

板块构造意味着什么一种耗散地幔热能的机制。

地幔热能通过各种形式传递到地壳，使各种可能的成矿机器开动起来。

板块构造理论是研究地球外壳-岩石圈的动力学问题，是目前地球科学的主导思想。

板块构造的每一发展阶段代表了特定的构造环境，伴随着特征性的岩浆活动、沉积和变质作用，地球表层（岩石圈系统）内发生的一切地质-地球化学过程都在这一旋回形式的控制之下。

不同的大地构造环境的含义---在Wilson旋回的不同时期，伴随着板块的机械运动，在板块的边界和内部发生的一系列不同的岩石圈结构和物质的调整，这种调整的方式、规模和所涉及的层次受控于这些部位出现的各类板块动力学条件。

1.裂谷和洋脊环境

地幔和幔-核边界处不稳定性的结果；

穹状隆起-断裂下陷-陆间裂谷发育-洋脊形成

2.俯冲构造环境

大洋板块与大陆板块之间的相互作用地带；

俯冲带分成两类：

沟-弧-盆系和安第斯型大陆边缘；

弧系的不同分类和意义。

3.碰撞构造环境

两个大陆板块相互作用形成的一个复杂的构造带；

碰撞带包括：

陆-陆碰撞和弧-陆碰撞碰撞带包括：

陆-陆碰撞和弧-陆碰撞。

了解清楚每一特定的构造环境，才能对这种构造环境中可能存在的各种潜在的成矿系统，做到了如指掌,这将给制定矿床勘查战略以深刻的启示。

（二）裂谷和洋中脊环境

典型矿床类型穹状隆起阶段：

与非造山花岗岩类有关的Nb-Ta-Sn-W-U矿床；

与斜长岩类有关的V-Ti-F|矿床断裂下陷阶段：

热液Cu矿床、层状Cu矿床、MVT型Pb-Zn矿床、蒸发岩类陆间裂谷形成阶段：

喷流型矿床和沉积岩中的块状硫化物型矿床洋中脊发育阶段：

与火山岩有关的块状硫化物型矿床、阿尔卑斯型Cr矿床、风化壳型Ni矿床

1.穹状隆起阶段

地幔热柱对上覆地壳的冲击，进入大陆岩石圈簿弱带的过程。

其结果有两种：

继续发育成裂谷，夭折而留一些遗迹。

地幔热柱早期主要提供大量热能引起地壳物质的重熔和地壳结构的改变，柱头的活动性组分随着物理化学条件的改变成为流体并与地壳中的流体一起活动，搬运成矿物质和推动矿化的发生。

地幔热柱晚期主要是地幔物质直接或间接成矿。

早期结果：

地壳表层大量地形成地热异常区热柱区的物质成分与周围岩石圈的组成不协调晚期结果：

暗色岩系的巨量堆积和岩石的超变质作用

　　尼日利亚的JOS高原南非的布什维尔德中国的冀西北南非Messina地地区区的Mo和Cu矿化

2.断裂下陷阶段

　　这一阶段的一系列背景为层状铜矿床的形成提供了有利的区域成矿环境--玄武岩中富含Cu；

与沉积同时的强烈张性断裂活动；

存在高热流；

裂谷盆地中氧化和还原环境具有显著的界限。

　　扎伊尔-赞比亚层状铜矿带坦桑尼亚南部富铜的Bukoban玄武岩及伴生的沉积岩

3.陆间裂谷形成阶段

裂谷发育进入深水环境下的非补偿性盆地发育时期，形成了类似今日红海那样的狭窄海槽。

提供了有利的区域成矿条件--同期发育的张性断裂活动有利于成矿热液形成和输送；

存在一个较高的地热梯度保证热液对流的长期发生；

局限性的深海盆有利于成矿物质在有限空间沉淀浓集。

现代实例--红海海渊中的喷流型矿床古代实例--沉积岩中的块状硫化物矿床（沙利文型）

4.洋中脊发育阶段

加利福尼亚21N东太平洋中脊热液活动系统；

火山岩有关的块状硫化物矿床（塞浦路斯型）；

阿尔卑斯型铬铁矿床

（三）俯冲构造环境

所形成矿床的典型特点：

直接或间接地与各类岩浆活动关系密切；

俯冲板片、地幔楔形区和上覆地壳成分之间的相互作用明显影响了矿床的类型和矿种；

变形特征的多变性提供了矿质运移和沉淀机制所需的动力学条件。

一个基本的演化规律：

随着板块俯冲角度的变化由大至小，主弧中火山-深成岩带的发育范围向大陆一侧推移，且火山岩数量减少，深成岩增加，矿化的种类和成因类型也发生变化。

俯冲构造环境下主要矿床类型可分成三类：

主弧内--斑岩铜矿床、含铜多金属角砾岩筒、矽卡岩型矿床、与金银有关的脉状矿床、卡林型金矿床。

主弧靠大陆一侧--接触交代型银铅锌矿床、多金属脉状矿床、与花岗岩有关的钨锡矿床。

在弧后裂谷盆地和弧间裂谷盆地中--与火山岩有关的块状硫化物多金属矿床（黑矿型）、克莱马克斯型斑岩钼矿床、石油和天然气矿床。

1.主弧区中出现的矿床包括近地表与火山成因裂隙系统有关的低温脉状矿床到与浅成侵入体有关的中高温浸染状和脉状矿床。

主弧区的矿床构成了与火山-侵入活动有关的一组连续的矿床系列，形成各类矿床的主要成矿流体来源、热源、物源之间可能存在不同的性质。

2.主弧内侧发育的主要矿床类型是各类接触交代矿床。

以Pb,Zn,Ag矿化为特征的接触交代矿床。

在主弧过渡带，出现接触交代-斑岩型复合矿床，如Bingham矿床：

斑岩型铜矿床（中心）-矽卡岩型铜矿床（接触带）-铅锌银交代矿床（外围）；

在非碳酸盐岩围岩的情况下，在接触带及其外侧出现Ag-Pb-Zn-（Cu）多金属脉状矿床，安第斯山脉中部这类矿床相当发育；

当侵入岩为中酸性-酸性岩石时，则发育各类W-Sn矿床，如玻利维亚、加拿大西北部、南朝鲜、澳大利亚东部、东南亚等锡矿带。

3.弧后和弧间张性环境区内的各类矿床。

主要发育与火山岩有关的块状硫化物多金属矿床（黑矿型）间上与英安质流纹质的海相火山岩密切共生、克莱马克斯型斑岩钼矿床侵入体以高硅富碱的花岗斑岩为特征

4.俯冲构造环境中成矿作用的控制因素和条件

1）矿床类型发育所具有的相似性和规律性不因弧的成熟程度、地壳类型而变化。

俯冲构造环境的总体动力学条件决定了其中岩浆的形成方式和各类矿床矿石的沉淀机制。

2）弧系成矿类型的规律性与俯冲带不同深度形成的岩浆性质和侵位方式关系密切。

3）矿床的矿种与岩浆源区的成分和所在区域地壳的地球化学性质关系密切。

4）成矿元素在多级次的地质-地球化学过程中逐步富集是弧系成矿作用的典型特征。

　　弧系的岩浆活动受俯冲带之上部岩石圈的厚度和热状态控制

　　俯冲带发生岩浆活动的部位是在其上部岩石圈厚度＞40km的位置；

主弧更多地受到俯冲洋壳成分的

　　影响，主弧内侧更多地受到陆壳成分的影响。

区域地壳或岩石圈组成的差异明显影响了岩浆活动和相关矿床的优势矿种

5.太古宇花岗-绿岩带中的主要矿床类型及与俯冲构造环境的对比

----很多特征与俯冲带产出的矿床相似，但也有许多不同之处，需要从演化的角度来看待。

　　在世界范围内，太古宙保存下来的地壳以地盾为主，由TTG和花岗质片麻岩与绿岩带组成。

它们之间的关系仍不很清楚。

代表性的认识是：

TTG和花岗质片麻岩相当于岛弧主弧的地壳和深成岩浆活动，绿岩带相当于弧后盆地的形成，之后遭受了强烈的变质变形改造。

有关的矿床主要产于绿岩带中。

　　绿岩带通常由三部分组成，超镁铁-镁铁质火山岩组合（科马提岩；

镁铁质-长英质火山岩组合（低钾拉斑玄武岩+富钠流纹岩和英安岩）；

杂砂岩-页岩组合（杂砂岩，页岩，BIF，少量碳酸盐岩和石英岩）

花岗-绿岩带中发育的各类矿床具有很高的经济价值主要矿床类型：

与科马提岩有关的硫化镍矿床与双峰式火山岩有关的块状硫化物Cu-Zn矿床石英脉型Au-Ag矿床与火山岩有关的BIF型Fe矿床

（四）碰撞构造环境

陆-陆碰撞是一个十分复杂的过程，不同陆块成分之间的差异和成矿物质再循环预富集差异明显，碰撞以后的演化可能受到深部垂向地质过程的很大影响，因此，不同碰撞构造环境形成的造山带可能具有自己独特的成矿作用系统，不易具有较为统一的成矿作用规律性。

碰撞构造环境中出现的金属矿床可分为两类：

碰撞前已形成的矿床--矿床的改造；

碰撞和碰撞后过程中形成的矿床--矿床的再造

1.碰撞前已形成的矿床

---这类矿床包括裂谷和洋中脊环境、俯冲构造环境中形成的各种矿床。

由于强烈的构造变型和变质作用改造，它们往往在很大程度上发生了物质的赋存状态的重组，含矿岩系和反映其构造环境的岩石组合大都仅保存了部分残片和/或空间关系的混杂重排，需要仔细的工作将其分辨开。

---某一造山带中保存下来的早期过程所形成矿床的类型和规模等性质，除了保存条件外,则主要取决于他们是否经历了Wilson旋回的前期过程和前期过程不同阶段的发育程度。

完整的、各个形成时期和阶段都发育的Wilson旋回少见，不可能找到一组完整的矿床类型组合。

---成矿作用的发生是一种随机和非线性的事件，受多种因素的控制，即使构造环境和物质组分相同或相似，经历了相同的地质-地球化学过程，也并非必定出现某类矿床。

非洲西南部达马拉造山带

碰撞造山过程会使早期演化时期形成而深埋的矿床回返到近地表的部位，阿尔卑斯-喜马拉雅中新生代碰撞造山带分布着许多蛇绿混杂岩，其中有不少铬铁矿床、镍-铂族元素矿床、裂谷型块状硫化物矿床及金刚石矿床等；

质和构造变形使得原已形成的矿床面目全非，澳大利亚BrokenHill铅锌银矿床

2.碰撞和碰撞后形成的矿床

这一过程中矿床的形成受到造山带演化性质的限定

加热期的性质和持续的长短是造成碰撞造山带物质组成调整差异的主要因素---较长的加热期和较慢的抬生隆起，使得造山带可以发育完整与较高程度的变质岩系和碰撞及碰撞后的花岗质岩浆活动，造成各种主要与碰撞后岩浆活动有关的矿化作用发生。

欧洲的海西期碰撞造山带

长江中下游铁铜（金）成矿带就是一个典型的例子。

（五）稳定（板内）构造环境

　　稳定的构造环境涉及到了大规模的长期稳定地区和小规模的短期稳定地区。

它们分别代表了板块内部地带和其它构造环境或环境转换过程中的某些局部地区。

在其范围内，地壳并未出现重大的构造变形，但深部（主要是地幔）的不稳定性及其运动和邻区的构造活动仍在其中产生了一些特征的响应。

稳定构造环境中出现的矿化可分为两类：

地表环境中形成的矿化--风化和浅海、湖盆沉积矿床

深部过程中形成的矿化--金刚石矿床、Cr、Ni-Cu矿床

1.风化矿床

风化过程的不同阶段在合适的气候、地貌、原岩、水文和构造条件的耦合及足够的时间作用下，可以形成残坡积、残余、淋积和次生富集的各类矿化。

但大规模风化矿床的形成则主要受控于长期稳定的板内环境、特殊的风化条件和原岩中成矿元素的预富集程度。

残余型富铁矿床---在加拿大、美国、澳大利亚、巴西、前苏联等古老地盾区，相当于苏比利尔型和阿尔戈马型铁建造的矿石，经历6-10亿年的化学风化作用，在原生铁建造中形成不规则的透镜状和板状富矿体。

巴西Itabira矿床

淋积型Ni,U,REE,Mn矿床---著名的有NewCaliedonia镍矿床、美国科罗拉多的铀矿床、赣南的离子吸附型稀土矿床、加纳的Nsuta锰矿床和湖南的湘潭锰矿。

典型的淋积型Ni矿床是NewCaliedonia矿床，由蛇纹石化超基性岩石风化后淋积对记得的镍矿物形成，主要由硅镁镍矿、镍绿泥石等组成，分布在含铁红土带（NiO:

1.64%）和呈脉状、团块状出现在基岩顶部的次生富集带（NiO:

3.5%，已开采了3千万吨），＞1%的矿石约1.5亿吨。

超基性岩被认为是渐新世逆推到变质岩和沉积岩之上。

2.浅海、湖盆沉积矿床

这类矿床是大家比较熟悉的一类矿化，包括了大批的金属和能源矿床，著名的有南非的Witwatersrand金铀矿床（Au：

9-31g/t，已开采3万吨）、加拿大BlindRiver的铀矿床（U3O8:

0.1%，2.1亿吨）、中国新疆陆相盆地中的铀矿床、加拿大Esterhazy钾盐矿床（＞60亿吨，还可开采数百年）、各种沉积铁矿床（如西北欧中生代的20亿吨的菱铁矿床，中国的宁乡式赤铁矿床）、华北古生代-中生代的煤矿床、世界各地中新生代的许多油气田。

3.金刚石矿床、Cr、Ni-Cu矿床

涉及到深部作用过程的典型矿化包括有非洲金伯利岩和澳洲钾镁煌斑岩中的金刚石矿床、津巴布韦的大岩墙铬矿床加拿大肖德贝里的镍铜矿床等。

地幔中物质组成和运动方式的扰动及失衡、地幔柱的活动夭折等都可以引起这些矿化的出现。

由于稳定区地热梯度很低，有关岩浆上侵速度快，不至引起地壳物质的熔融和区域性高级变质的发生。

三、典型矿带的区域成矿作用分析

（一）南秦岭层状层控Zn-Pb-Ag多金属成矿带

一）成矿带概况和研究思路

秦岭造山带由四个部分组成，是中生代初华北和扬子陆块碰撞形成的造山带，缝合带在商-丹断裂，南秦岭是扬子陆块的北部边缘地带。

本成矿带主要由四个矿田组成，分布在甘肃和陕西境内：

西-成锌铅矿田凤-太锌铅矿田

山-榨铅银锌矿田公馆汞锑矿田

-都分布在中泥盆统以碳酸盐岩石为主的海相地层中；

?

赋矿层位仅分布在几个局部地段和地区；

受到不同程度的后期改造，但原生沉积特征仍能不同程度地找到。

研究分析思路----

研究区在泥盆纪前后所处的大地构造环境下，区域岩石圈发生的地质-地球化学过程是如何控制这类矿化发生的：

确定矿床的成因类型和其形成所需的基本条件；

构造环境和区域地壳成分特征是否满足和有利于这些条件的实现；

总结区域成矿的地质-地球化学模式，确定区域找矿标志，分析和对区域找矿远景进行判断

二）矿床成因及其主要依据

1.矿床是同生沉积的结果2.矿化富集地段是高盐度热卤水聚集部位

三）矿床形成的基本条件

海底热液运移通道和洼地的存在；

充足的物源、水源和热源；

有效的浓集机制；

有利的掩埋环境。

四）区域成矿作用和条件的分析

1.区域构造环境--南秦岭地区的构造演化

泥盆纪:

造山带前陆残留盆地---陆-陆碰撞之前，稳定的被动陆缘向构造活动转化的阶段，基底断裂系统发育，有利于海水等水体大范围和较大深度的循环，活化不同时代地层中的Pb,Zn,Ag,Ba等元素，形成含矿热卤水。

---两大陆边缘的靠拢对接，前陆盆地的沉积物源有两侧陆块和陆缘区共同供给，各种有用元素和组分大量地溶解和活化进入海水，有利于成矿热卤水的形成。

2.是否有足够的热能驱动海水循环呢？

现今南秦岭的地表热流,地幔热流是四个构造单元中最高的，明显高于克拉通地区（＜40，＜25），与美国西部盆岭省相当（92，69）。

表明这一地区仍是地热活跃区域，具有较高的区域热状态。

根据K,Th,U含量计算得到的泥盆纪时地热梯度较之现代值更高一些。

--说明泥盆纪时前陆盆地处于高热流环境，有利于海底热液系统的发育。

　　基底构造和古地理研究证明：

南秦岭泥盆纪前陆盆地的基底凸凹不平分布着四个海湾和相间的四个地块隆起，盆地中部有若干海岛，他们的组合显示存在NE向的基底隆起和凹陷。

盆地内部还有几处小海盆，其EW向串珠状分布显示东西向构造的存在。

山-榨、凤-太和西成矿田与风镇、双王、礼县海盆对应。

---近东西向和北东向的两组断裂系统控制了海槽中局限性小海盆的发育和分布。

由此可见，复杂的海底地形和不同断裂构造的发育与交会有利于成矿热卤水的形成、循环和喷溢。

指示本区具备形成良好的海底热液运移通道和沉淀洼地的条件。

3.物源条件如何呢？

是否存在预富集？

　　没有明显的预富集存在，只有通过高盐度热流体的萃取和有效的沉淀机制才能形成矿化。

4.热卤水沉淀浓集形成矿床的机制是什么？

试验已经证明：

海底洼地和局限性小盆地处于相对封闭、还原的环境，才有利于金属硫化物从热卤水中沉淀下来，并得以保存。

--本区存在这种沉淀机制的条件。

　　本区Pb,Zn多金属矿化富集的另一个机制是后期热液对矿化地段成矿元素的活化，在局部地带再沉淀，进一步提高了矿石的品位和矿化规模。

5.矿床形成后的掩埋条件--本区存在这种掩埋的条件

6.结论--

　　在两陆块对接后、碰撞前的泥盆纪这段时间内，南秦岭前陆断陷盆地在高热流的局部张性环境下，存在有利的热卤水形成、运移、沉淀和掩埋的条件，是形成Zn-Pb-Ag多金属成矿带的有利部位。

五）矿床形成的区域地质-地球化学模式和找矿标志

1.区域地质-地球化学成因模式

2.区域地质-地球化学找矿标志

（二）西南三江义敦岛弧与火山岩有关的块状硫化物成矿带

一）区域构造背景

西南三江地区是东特提斯构造域的一部分，已分辨出由四条板块结合带和之间的陆块组成。

义敦岛弧带位于最西边的甘孜-理塘蛇绿岩带与中咱微陆块之间，跨越川、滇两省，为一条长450公里、宽90-150公里、NNW向展布的构造-火山岩带，由若干个火山-沉积盆地组成。

该带经历了印支期由东向西俯冲的岛弧发育时期和燕山-喜山期碰撞造山时期。

与火山岩有关的块状硫化物矿床形成在岛弧发育时期。

区域地层--主要为三叠系和少量第三系岩石。

T1-2近5000米厚的碎屑岩夹碳酸盐岩

T3近万米厚的复理石砂板