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1、第十五章 成矿控制和成矿规律 前面各章分别讨论了各类矿床的地质特征、形成条件和成因。丰富的实际资料表明，矿床并不是个别地、孤立地存在的，它们在地壳中的分布是有规律的，它们是地壳各个部分在一定地质历史发展阶段的产物。深入研究矿床的时间、空间分布规律是矿床学的基本任务之一，是其分支成矿规律学的主要研究内容。 成矿规律系指矿床形成的空间关系、时间关系、物质共生关 系及内在成因关系等的总和。 就空间而言，它可以表现为在各种地质构造单元中的分布规律 （成矿区域）； 就时间而言，它可以表现为在地史上的分布规律（成矿时代）； 从成矿物质的聚集来看，它可以表现为各种矿床类型的形成以 及有关矿床及矿种的共生规律
2、（成矿系列）。 造成矿床在空间上和时间上分布规律的基本原因有二：一是形成矿床的化学元素本身的特性，即成了的物质基础；二是控制成矿的各种地质因素，即所谓成了控制因素或简称成矿控制。,一、成矿控制（成矿规律的控制条件） 矿床在地壳中的形成和分布是由多方面的有利成矿的地质条件所决定的，如区域地球化学、构造、岩浆、地层、岩相等因素。对于不同成因的矿床来说，各种控制因素所起的作用是不同的。一般地说，岩浆活动和构造作用对形成内生矿床关系最大；地层、岩相、古地理、古气候等因素对外生矿床最为重要。而地球化学因素对内生矿床和外生矿床都很重要，它是成矿的先决条件。研究成矿控制条件，对于进行矿产预测，找矿勘探和矿床
3、评价，都有重要意义。下面将介绍一些主要的成矿控制条件：区域地球化学条件、构造条件、岩浆条件、地层条件、岩相及建造条件、岩性条件和剥蚀程度条件等。 （一）区域地球化学条件 化学元素在地壳各部分的分布是不均匀的，它随地区而异。区域地球化学特征是指一定地区中化学元素的丰度和分布情况，及其在该区地质演化过程中元素迁移活动的历史，包括其富集和分散的历史。区域地球化学特征是控制该区中矿床形成和分布的重要基础因素。 区域地球化学的主要研究内容是（以1/20万和1/5万地质测量资料为基础）： 1）区域地层地球化学：测量成矿元素在各地层组、段中的丰度，探讨各时代地层中元素组合及含量演化规律，查明区域中可能存在的
4、矿源层及地球化学特征； 2）区域岩浆岩地球化学：按不同成岩时代和不同的岩石类型进行研究，查明各侵入体的地质特征，统计元素在各类岩浆岩中的丰度及分布，划分各类岩浆岩的地球化学类型，研究含矿岩体与无矿岩体的地球化学判别标志;,3）研究区域主要断裂的地球化学特征； 4）以区域化探（次生晕、分散流等）的系统测试成果为依据，结合地质研究，圈定金属异常区，研究区域的地球化学特征； 5）研究区域中典型矿床的地球化学特征，包括矿床的特征元素组合、各阶段矿化的地球化学特征、矿床原生晕特点及矿质来源和矿质富集机理等； 6）区域地球化学特征的综合研究。 区域地球化学研究的理论和方法尚在探索中，以下几个问题与研究成矿
5、作用有较密切的关系。 1）元素的丰度:根据区域中地层（包括火山岩和变质岩）和侵入岩中的元素丰度的系统资料，计算区域上部地壳的元素丰度（包括主要成矿元素、次要元素和微量元素），综合分析区域地壳在地质历史中的地球化学演化趋势。还可借助区域中元素丰度与地壳中丰度的对比，分辨出某种或某几种元素在某些地段或某些地质体中的富集趋势或贫化趋势。全面认识和对比这两方面的趋势，有助于分析矿床形成条件和矿床分布的总的轮廓。 2）地球化学分区:元素分布具有区域性特点，往往一些元素集中于这个区域，而另一些元素集中于另一具区域，构成所谓地球化学省（区、带）。这与区域地质构造特点和地质发展历史密切相关。 3）区域元素共生
6、组合:地壳中元素的迁移活动经常是成群出现的，经常表现为特定的共生组合（从元素组合、矿物组合、岩石组合到矿床组合）。区域元素组合与区域的主要岩石类型密切相关，不同的岩石类型具有不同的特征元素组合，,克劳斯科普（1967）列举出某些岩浆岩和沉积岩中常见的元素组合： 超基性岩：Fe、Co、Ni、Cr 、Au； 基性岩：Ti、V、Mn、Cu、Zn、As、Mo、Ag、Cd、Sb、Hg； 中性岩： 不明显，较富的有Ti、V、Cu、As、Zr、Ta； 酸性岩：Li、Be、Nb、Sn、Ta、W、Tl、Pb、Bi、In、U、F、 Br； 碱性岩：Li、Zr、Nb、Sn、Sb、Ce、Au、Pb、Th、U； 黑色页
7、岩：Cu、Ag、U、As、Mo、Au、V、Ni、Pb、Zn、 Cd、Se； 锰瘤：Cu、Mo、Mn、Pb、Ni、Tc、Te、Ti、Zn； 铁质红土：Fe、Co、Ni、As、Be、Cr、Mo、Cu、Sc、Se、V； 富铝红土：Al、Be、Ga、Ti。 这些元素在一定的地质和物理化学条件下，或经过岩浆结晶分异、液态熔离、气液运移、充填交代等途径富集成矿；或初步集中在矿源层（岩）中，又经过成岩作用变化或被以后的流体溶释、萃取，而在一定的条件下富集成矿。因此，了解区域中这些岩石的分布范围、产出部位和特征成矿元素的含量，对于分析区域成矿规律，评价潜在的矿产资源量，有一的指导意义。,（二） 构造条件 构造
8、运动是驱使地壳物质包括成矿物质运动的主导因素，它也提供含矿流体的运动通路和堆积空间，因此它是控矿诸因素中的主导因素。从构造在成矿过程中的作用而言，可分为导矿、配矿和容矿构造；从构造与成矿的时间关系看，可分为成矿前构造、成矿期构造和成矿后构造，它们对成矿物质的聚散起着不同的作用；从构造发育的规模而言，可以分为全球构造、区域构造和矿田、矿床构造，它们对成矿也起着不同的控制作用。在这里，着重介绍矿田、矿床构造对成矿的控制作用。关于大地构造的控矿作用将在下面的成矿区域一节中叙述。 矿田构造是指在矿田范围内，控制矿床的形成和分布的地质构造因素的总和。矿床构造是指控制矿体的形态、产状和分布状况的地质构造因
9、素的总和。在上述定义中，既包括构造形迹和岩石组构特征，又包括构造的形成机制和演化历史。如果说，研究大地构造有助于认识在大区域内矿床的分布规律，那么，研究矿田矿床构造则可掌握矿床、矿体的形成、改造、产状和分布的规律，对于找矿、勘探和采矿工作均有直接的重要意义。 控制矿床和矿体的构造类型极其复杂，但总括起来不外乎褶皱、断裂、裂隙、侵入体构造、火山构造以及成层构造等。 1）褶皱构造：岩层褶皱过程中产生的层间滑动、层间剥离、层间破碎以及由褶皱引起的各种裂隙和断裂，对热液矿床的形成有重要意义。在不同性质的岩层组合发生褶皱时，岩层界面在轴部易引起虚脱，在其空隙中可形成鞍状矿脉或以充填交代方式形成似层状矿体
10、。,此外，在褶皱的转折端、倾伏端以及翼部的层间裂隙中，常有利于矿质的堆积。实际资料表明，褶皱构造与各种序次的断裂裂隙的交汇部位，经常是一些矿体的产地。 2）断裂裂隙构造：是控制内生矿床的最重要构造类型，在各种断层（包括正断层、逆断层、平移断层）中均可成矿。在断裂弯曲部位和两组断裂交叉部位很有利于富矿石的堆积。 断裂带内部结构的差异性对矿化分布有一定影响。例如，在很多矿区中可以看到，成矿时断裂的相对张开部分常充填成矿，而相对压挤部分则不利于矿化。在有多次活动的断裂中，常可见到互相重叠的多阶段矿化。 断裂裂隙系统不同，常造成不同形态产状的矿脉群，如平行断裂系统中的平行矿脉、放射状系统中的放射矿脉、
11、雁行裂隙系统中的雁行状矿脉等。 断裂裂隙构造有时还呈等距分布，因而还存在各种等距离控矿现象，即矿田之间、矿床之间、矿体之间在空间分布上呈有规律的大致相等距离分布。 3)侵入体内部构造及接触带构造：侵入体内部构造包括原生流动构造、原生破裂构造以及叠加其上的断裂裂隙构造等，在有利条件下，它们均能起到控矿的作用。侵入体接触带构造是一种重要的成矿构造类型。在多数内生矿床中，接触带构造通常是含矿熔浆或热液运移和富集的有利地带，尤其是富矿石的产出场所，如一些富铁、富铜矿石经常产在侵入体接触带中。 接触带构造不只是一个简单的接触面，而是包括侵入体边缘相、接触面和围岩热变质带等在内的一个复杂构造系统。这个系统
12、在空间,上表现为构造-岩相分带，在时间上存在着几个构造发育阶段。 通常在侵入体的凹部、超覆部位、接触-断裂复合部位以及有利岩层与侵入体的交接部位，比较有利于矿液活动和矿石的堆积。 侵入体内部的各种构造对形成岩浆矿床、伟晶岩矿床以及某些气化热液矿床有重要控制作用。 4）火山（次火山）构造：它是在火山爆发、岩浆及气液喷溢以及伴随火山爆发在超浅部位侵入作用而产生的各种构造形式，有其独特的形成机制。其中的破火山口、火山穹窿、火山管道以及伴生的环状断裂和放射状断裂等，常能构成热液成矿的空间，因而对火山-次火山热液矿床有明显的控制作用。在中生代到新生代的陆相火山岩区，火山-次火山构造一般是保存得较好的。例
13、如在我国宁芜陆相火山岩（J3K1）盆地，多组深断裂（主要是北北东向和近东西向）的交叉部位经常是火山爆发的中心，也是含矿次火山岩体侵入的构造部位。而次火山岩体的原生及次生裂隙，尤其是钟状构造和角砾岩筒构造则是很有特色的含矿构造。 此外，与海底火山喷气及热泉活动有关的黄铁矿型矿床和黑矿型矿床的分布，很多也与海底火山活动中心有关。 5）层状构造：在层状岩石中的整合状矿体经常受层理、层间及层内破碎带、层间角砾岩带以及有利岩层（易被交代）等因素控制，不透水（或透水性弱）遮盖层之下的矿体更为常见。在不整合面、假整合面以及古岩溶洞穴中也常产出矿体，因此，它们也是值得注意的矿床构造类型。,矿床构造类型是复杂多
14、样的，许多地质学者对此进行了繁简不一和着眼点不同的划分。为便于应用，我们将其划分为七类（以内生矿床为主），在这七类中又再分出三十八种容矿构造。 褶皱构造 1）褶皱轴部的矿体； 2）褶皱翼部层间裂隙中的矿体； 3）挠曲部位的矿体； 4）背斜倾伏端或弯曲部位的矿体； 5）底辟构造中的矿体； 断层构造 6）正断层中的矿体； 7）逆断层中的矿体； 8）平移断层中的矿体； 9）断层交叉处的矿体； 10）断层弯曲处的矿体；,裂隙构造 11）张裂隙中的矿体； 12）一组剪裂隙中的矿体； 13）二组剪裂隙中的矿体； 14）二组剪裂隙及张裂隙中的矿体； 15）羽状裂隙中的矿体； 16）裂隙交叉处的矿体； 17）
15、裂隙带中的矿体； 18）片理带中的矿体； 侵入体构造 19）原生流动构造中的矿体； 20）原生破裂构造中的矿体； 21）整合侵入接触带中的矿体； 22）斜切侵入接触带中的矿体； 23）复杂侵入接触带中的矿体； 24）多次侵入接触带中的矿体； 25）岩体后期破碎带中的矿体；,火山构造 26）火山颈中的矿体； 27）破火山口中的矿体； 28）爆发角砾岩筒中的矿体； 29）环状裂隙中的矿体； 30）放射状裂隙中的矿体； 成层构造（或层状构造） 31）层间及层内破碎带和角砾岩带中的矿体； 32）不透水遮盖层下的矿体； 33）在有利岩层中的矿体； 34）不整合面和假整合面中的矿体； 35）喀斯特溶洞中的
16、矿体； 复合构造 36）断裂、裂隙与有利岩层交错处的矿体； 37）断裂交切背斜处的矿体； 38）岩体接触带与有利层位交切处的矿体。,上述各种构造既决定矿体在岩石中的位置，又影响矿体的形态特征。这些构造主要是由各种构造变形活动产生的，也包括由于岩浆侵入和冷凝作用、火山喷发、岩层压实收缩、地层沉积间隔、岩溶塌陷、岩石热胀冷缩、矿物重结晶等非构造运动产生的构造因素。 上列的只是主要矿床构造类型，并不完全。在研究矿田、矿床构造时，要根据工作地区的实际情况，鉴别了区域中主要的控矿构造类型，以利于找矿勘探工作。同时，如能细心体察和注意总结，也能发现一些新的矿床构造类型。 （三） 岩浆条件 岩浆活动是内生成
17、矿作用的重要因素，在外生矿床，尤其是风化壳矿床和砂矿床中，岩浆岩也是成矿物质的一个重要来源。因此，研究岩浆控矿作用对认识区域成矿规律，进行矿产预测有重要意义。 岩浆及其冷凝后的火成岩体的控矿作用表现在： 1）一定化学成分和矿物组合的矿床常与一定的火成岩（侵入岩、火山岩）有关； 2）矿床在侵入体内外表现出来某种规律性的分布； 3）侵入体的浓度、大小和形状，对所成矿床的特点有一定的影响； 4）成矿与成岩不仅在空间上而且在时间上，表现出明显或可以查清的关系。 不同类型的矿床，与岩浆岩的密切程度是不同的。岩浆矿床包括火山岩浆矿床与岩浆岩关系最密切，矿体绝大部位产于岩体内，矿石成分与岩体成分也相似。伟晶岩矿体常产于母岩侵入体中或其附近，其矿石成分多与母岩矿物成分,
