区域成矿学文字部分

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1、1区 域 成 矿 学 讲 课 概 要参 考 书 目1. F. 索金斯，金属矿床与板块构造，地质出版社，1984。2. C, 赫奇逊，矿床及其构造背景，地质出版社，1990。3. 张本仁等，勘查地球物理地球化学文集（9） ，地质出版社，1989。4. K, 康迪，板块构造与地壳演化，科学出版社，1984。5. 地质科技资料选编（121）：矿床模式专辑，地矿部情报所，1988。6. 李人澍，成矿系统分析的理论与实践，地质出版社，1996。7. 张本仁等, 秦巴岩石圈构造及成矿规律的地球化学研究 , 地大出版社, 1994。8. 常印佛等，长江中下游铜铁成矿带，地质出版社，1991。9. 中国矿床（

2、上，中，下） ，地质出版社，1996。10. B, 温得利，进化中的大陆，地质出版社，1989。11. A, 科里夫佐夫等，世界斑岩铜矿，地质出版社，1990。12. 裴荣富主编，中国矿床模式，地质出版社，1995。213. 翟裕生等，区域成矿学，地质出版社，1999。14. 莫宣学等，三江特提斯火山作用与成矿，地质出版社，1993一、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。

3、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3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

4、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4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

5、制了一定区域可能出现的优势矿种2. 成矿过程是成矿物质逐步浓集的过程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

6、较大差异，影响成矿带的发育特征。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。5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。同的大地构造环

7、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不6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

8、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-Fe 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7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

9、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。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4. 洋中脊发育阶段（三） 俯 冲 构 造 环 境8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

10、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

11、油和天然气矿床。 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。9 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与主弧过渡带，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

12、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 主要发育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10切。4）成矿元素在多级次的地质-地球化学过程中逐步富集

13、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。 主要矿床类型：与科马提岩有关的硫化镍矿床与

14、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11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

15、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。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12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。（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