区域成矿规律研究要点与典型案例.ppt

区域成矿规律研究要点及典型案例,姚书振2008.04,区域成矿学之三,一、成矿区域划分,(一)、成矿区域的概念,地壳中的矿产在空间和时间上的分布都是不均匀的，在地壳中某种或某些矿产大量集中的那一部分地区，称为成矿区域。成矿区域是已知矿床集中和具有资源潜力的地质单元，它可以是一个独立的大地构造单元，也可以跨越两个或两个以上的大地构造单元。每个成矿区域中都有特定的成矿环境和发生的成矿系统。,(二)成矿区域圈定的原则,(1)区域矿产在空间的集中分布是圈定成矿区域的首要依据，一般有大型矿床产出，且矿床常成群分布。(2)按大地构造和区域构造性质划分成矿区域。区域地质构造演化和区域成矿作用的一致性应作为划分成矿区域的一个原则。(3)成矿区域与成矿系统相对应。一般在成矿区域中，应包括1个以上的成矿系统。(4)以重要地质界线作边界，逐级圈定。克拉通、造山带、大盆地的边界是最基本的地质界线，可以其为基础划定成矿区域边界。(5)以区域成矿作用为地质理论依据，物、化、遥资料印证。各类场的边界也是各级区(带)边界定位的参考依据。成矿区(带)命名常冠以构造单元名称和区域成矿作用发生的主要地质年代、主要成矿元素或组合，如云开隆起燕山期金锡锰银稀有金属成矿区。,(三)成矿区域的分级,科学地圈定成矿区域和对成矿区域分级是区域成矿学的基础研究内容，也是深入探讨成矿规律的前提成矿区域有大有小，有不同的层次和级别。矿化单元从大至小，依次是：全球成矿域一成矿省一成矿区(带)一成矿亚区(带)一矿田一矿床 它们规模不同、特色各一，但是一个密切关联、相互依存的地质矿化体系。,级全球成矿域：即跨洲际的全球成矿构造单元，它反映全球范围内核、幔、壳物质运动的不均一性，一般与全球性的巨型构造相对应，它是在全球性大地构造一岩浆旋回期间发育形成的，出现特定的区域成矿系统和相应的矿化类型。在全球范围内，目前已划定多个成矿域，如滨太平洋成矿域、古亚洲成矿域和特提斯喜马拉雅成矿域等。,级成矿省：是级成矿域内部的次级成矿单元，与大地构造单元相对应或跨越多个大地构造单元的成矿浓集区，其区域成矿作用是全球性大地构造一岩浆旋回演化的某一阶段或作用于不同性质古构造单元而造就的成矿单元，同时出现了相应的区域成矿作用。级成矿区(带)：是在级的成矿省内的单一成矿地质背景(如岩浆弧、海沟、裂谷、隆起区、凹陷区等)范围内圈出的低级次的成矿区(带)，在有利成矿区段内受区域成矿作用控制的几种矿床类型集中分布的地区。,(四)中国成矿区域的划分,级成矿域5个：一1古亚洲成矿域；一2秦一祁一昆成矿域：一3特提斯一喜马拉雅成矿域 一4滨西太平洋成矿域 一5前寒武纪成矿域,-1,-2,-3,-4,-1古亚洲-2秦-祁-昆-3特提斯-喜马拉雅-4滨西太平洋-5前寒武纪,A古亚洲成矿域,包括萨彦一额尔古纳一萨拉伊尔(兴凯)造山系、天山一兴安华力西造山系、乌拉尔一南天山华力西造山系、塔里木准地台和部分亚洲东缘燕山造山系在地质历史上经受了大陆基底形成、古亚洲洋陆缘增生和滨西太平洋大陆边缘活动及陆内断块升降3个阶段，造就了多种有利的成矿环境 本成矿域以海西期、加里东期成矿作用为主，东段叠加有燕山期成矿作用，主要出现有块状硫化物型、块状氧化物型、块状碳酸盐型及与基性、中酸性、酸性侵入岩类有关的岩控矿床,B秦一祁一昆成矿域,在构造图上与昆仑一祁连一秦岭加里东、华力西造山系对应。历了结晶基底形成、秦昆海洋形成演化、秦祁洋形成演化、古特提斯洋形成演化和滨西太平洋、新特提斯叠加改造五大地壳发展演化阶段。在秦昆、秦祁洋形成演化阶段主要形成块状硫化物型(VMS型)和块状氧化物型矿床；古特提斯洋形成演化阶段主要形成块状硫化型(SEDEx型)和块状碳酸盐型矿床；滨西太平洋、新特提斯叠加改造阶段发育着中一中酸性岩浆强烈侵入活动，形成了岩控型矿床和改造型(金矿床为主)矿床。,C特提斯-喜马拉雅成矿域成矿域,包括北特提斯印支一燕山造山系的大部分，南特提斯喜马拉雅造山系，羌塘、中缅马苏、拉萨、喜马拉雅等亲冈瓦纳陆块群经历了元古大洋、元古大洋闭合、萌特提斯、古特提斯和新特提斯发展演化的5个阶段形成的主要矿化类型有与中一中酸性、基性一超基性有关的岩控型，与海底火山喷发有关的块状硫化物型，与沉积作用有关的岩控型(包括黑色岩系)及块状氧化物型等矿床。其成矿作用复杂，后期叠加改造强烈，形成复合型矿床。,D滨西太平洋成矿域,包括天山一兴安华力西造山系中段、萨彦一额尔古纳一萨拉伊尔造山系东段、中朝陆块、扬子陆块、华南加里东造山系、北特提斯印支一燕山造山系东部、浙闽华夏古陆块和亚洲东缘燕山造山系在滨太平洋活动阶段前，各成矿域的构造环境不同而地壳发展演化过程出现了较大差异。在滨太平洋活动阶段，除对各成矿域已有的矿床进行改造和出现成矿物质的再富集外，在印支一燕山运动和喜马拉雅运动过程中，各类矿床的形成和成矿作用的叠加同时进行，形成了多种类型矿床的分布富集区，主要有岩控型、层控型和与热水、冷水有成因联系的水岩型矿床。,E前寒武纪成矿域,前寒武纪成矿域已被古亚洲、秦一祁一昆、特提斯和滨西太平洋成矿域覆盖，前寒武系基底时隐时现包括中朝陆块、塔里木陆块、扬子陆块、浙闽华夏陆块群及其他一些小陆块群。,级成矿省17个:,一l吉黑成矿省；一2兴安岭成矿省；一3华北地台北缘成矿省 一4阿尔泰成矿省(大部分位于境外)；一5华北地台成矿省；一6北疆成矿省；一7天山(含柴达木盆地)一北山成矿省；一8秦岭一大别成矿省；一9祁连成矿省；一10昆仑成矿省；一1l扬子成矿省；一12东南沿海成矿省(含台湾)；一13华南成矿省(含海南岛)；一14“三江”成矿省；一15松潘一甘孜成矿省；一16藏北成矿省；一17藏南成矿省。级)成矿区(带)67个成矿区(带),二、区域成矿规律研究的若干问题,区域成矿规律研究是核心和关键区域成矿规律研究目的、思路区域成矿规律研究的要点区域成矿规律综合研究研究成果应用,（一）、区域成矿规律研究目的、思路,区域成矿规律是指矿床在某一区域内产出和分布的规律性。他是自然形成和客观存在的，需要在区域地质调查、矿产勘查、矿山开采等工作中获取的地、物、化、遥信息的基础上，通过理性的思维与升华，揭示区域内矿床成因联系和时、空分布规律。,区域成矿规律研究的目的：丰富和发展成矿学与矿产勘查学的理论；为矿产预测和矿产勘查服务，不断提高理论找矿水平，减小勘查风险、提高找矿效益。提高矿产资源勘查部署的科学性和合理性 指导新矿床的发现和危机矿山深部找矿，为 隐伏矿床、难识别矿床和新类型矿床的寻找指出方向等。为提高国家矿产资源战略储备水平,缓解危机作贡献,成矿规律研究的思路：以实践为基础，以理论为指导，以技术为支撑 以构造为主线，以成矿为核心，以找矿为目标成矿规律研究的研究内容：成矿背景与环境分析矿床类型划分与成矿模式构建成矿系统与矿床成矿系列划分矿床时空分布规律的总结划分成矿区(带)、编制成矿规律图总结关键控矿因素和找矿标志集指导矿产预测与评价,提高研究的水平和应用效果的途径：必须以扎实的野外地质观察 充分掌握地、物、化、遥资料，运用现代成矿学的理论及先进的技术方法（GIS）运用科学思维进行有深度的综合分析，提取有效信息和归纳。,科学思维类比、求异、系统分析 类比、求异与逻辑推理求共性-矿床分类与建模（矿床特征成矿条件分析成因分析）系统科学 历史分析求演化 动力分析探成因 空间分析看分布 关联分析建系统 求异分析寻个性 交叉思维出方向 熟练掌握类比、求异及系统分析方法，对提高区域成矿规律研究新水平十分重要。,（二）、区域成矿规律研究的要点,1、区域构造类型及其演化造山带、地台、裂谷、洋盆 运用构造解析方法,对成矿载体,即区域构造类型及其演化 造山带：挤压造山带：洋壳俯冲挤压型（安第斯、科迪勒拉）陆洋壳俯冲挤压型（喜马拉雅）剪切造山带（阿尔金）复合造山带（秦岭）(威尔逊旋回，非威尔逊旋回,多旋回造山),不同成因类型的造山带,不同时期的构造、建造组合各具特色,成矿动力学环境与矿床组合也有差异 裂陷期 俯冲期 碰撞期 构造体制、环境、建造、矿床组合 伸展期 剥蚀期,2、成矿环境与控矿要素,1）区域成矿的控制因素,查明构造、建造、流体、生物等作用与成矿的关系，分析构造建造组合及其体系结构有利于查明 同类型矿床的形成和分布规律含矿建造 矿床是建造中成矿物质高度富集的特殊相,并与一定的建造(沉积、岩浆、变质建造)伴生。含铜和多金属的细碧角斑岩建造 含金的花岗绿岩建造和浊积岩建造 含铅锌等的热水沉积岩建造 含铜钼的斑岩建造等,大型构造,板块构造与矿床分布,如裂谷、洋盆、岛弧、沉积盆地、推覆构造、韧性剪切带、大型走滑断层、花岗岩穹窿与褶皱带等,它们总体上控制着含矿建造的产出和矿化带、矿集区的产出,成矿前、成矿期、成矿后构造研究,地球化学块体研究,地球化学块体是指地壳上具有金属含量高的巨大金属异常块体（谢学锦）。,在地表平面上表现为具有一系列套合的从局部异常直到地球化学省甚至地球化学域的地球化学模式，在垂向上可能具有一定的深度(可推算到地下500米或1000米)，也就是说具有较大规模立体异常的地壳物质体。地球化学块体是由大型、巨型矿床或由一系列大小不等的矿床密集分布的四周所形成的异常。地球化学块体的提出对于研究可被成矿利用金属量，大型或巨型矿床形成的可能性，以及研究成矿区(带)潜在的资源量具有重要的意义。,Mo地球化学块体对矿化集中区的控制,Zn地球化学块体对矿化集中区的控制,2）重视对不同历史时期区域岩石圈组成、结构与成矿关系的研究,揭示大规模成矿的深部控制要素用岩石学与地球化学方法，通过研究岩浆岩成岩年代、岩浆演化与成矿过程、原生岩浆和源区性质、区域岩浆活动规律、成矿深部过程与岩石圈演化等，揭示大规模成矿的深部控制要素。与地质构造分析相结合探讨控制区域矿床分布规律的深部要素 壳幔组成与结构不均一在板块边界和地体边界尤为明显,多是巨型成矿区带的所在地。大区域岩石圈减薄作用是成矿大爆发的重要原因。,(转引之侯增谦),洋壳俯冲造山埃达克岩与斑岩铜矿,陆壳俯冲造山埃达克岩与斑岩铜矿,埃达克岩,是一种产于岛弧环境低K、高Na、高Al(Al2O3)15%,SiO256-70%、高Sr(400X10-6),亏损Y(18X10-6)的中酸性岩;,显示伸展环境下玄武岩浆发生多次底侵,60 km,岩石圈伸展和岩浆底侵是陆内成矿的动力学背景,长江中下游,3、主要矿床类型、成矿机制研究,矿床类型划分及典型矿床地质特征研究正确区分和厘定各类矿床,分别查明它们的地质特征、成矿条件与成因。典型矿床进行深入研究，查明其产出的成矿地质环境、控矿的地质条件（构造、地层、岩浆岩）、矿体特征及其变化、矿石物质成分和矿石组构特征、围岩蚀变矿物组合空间分带特征，确定成矿时代及划分成矿期、成矿阶段等，初步确定矿床的成因类型。,成矿物质、成矿流体与成矿机制 通常运用矿物包裹体、同位素地质、微量元素、稀土元素、成矿热力学、成矿模拟实验、计算机模拟等手段成矿物质来源研究 要以矿床地球化学研究为基础,结合构造地球化学与区域地球化学的研究,着重查明矿源区、矿源岩(层)及矿质供给、输运与聚集成矿。,地质流体与成矿作用 流体类型：岩浆流体、变质流体、地幔流体、热卤水、有机流体等 成矿方式：流体混合、水岩反应、充填交代、喷流沉积 流体的形成演化：成分、盐度和PTpHEh条件 变化 构造动力学、流体动力学 分析矿源供给、流体输运、矿石堆积和矿床定位的动力学过程,总结构造流体成矿系统的基本类型,海底热水系统成矿、火山热液系统成矿、岩浆热液系统成矿、盆地流体系统成矿、变质核杂岩拆离断层流体系统成矿和地热系统成矿等。在此基础上，进一步阐明矿床成因及成矿机制。,矿床形成后的变化与保存遭受后期的变质、变形改造(矿体发生移位,再富集或贫化)剥蚀的程度矿床形成后所处环境变化的控制因素和变化类型。,4 构造、成岩、成矿年代学的综合研究,通过对区域构造、成岩、成矿年代学的综合研究,对查明区域构造、建造、成矿的耦合与演化规律十分重要。岩石年代学研究构造年代学成矿年代学,成矿年代学 利用矿石矿物(特别是硫化物)和与其共生的脉石矿物精确测定成矿年龄的方法,如Rb-Sr、Sm-Nd、Re-Os、Ar-Ar法等,为成矿年代学研究提供了新途径构造-成岩-成矿年代学综合研究 更准确地分析区域构造、成岩、成矿的演化序列,揭示构造活动、沉积作用、变质作用、岩浆活动与成矿的耦合与演化规律,为构建成矿谱系，明确主要的找矿对象打下基础。,陕甘川邻接区深大断裂与侵入岩时代,多期活动的剪切带 韧性韧脆脆性 玛曲-略阳断裂：海西期211.9Ma 143.5Ma 122.3Ma 青川-茂县:229.6Ma203Ma 46.96Ma岷江断裂:2304.4Ma 161.6 1.9Ma 131.7 1.6Ma,印支-燕山期侵入岩,时间长:237-40.8Ma，两个高峰期：230-150Ma，140-100Ma持续性、继承性,构造与岩浆活动具同步性,岩浆岩与金矿成矿年代：岩浆活动：230-150，140-100，-48Ma成矿时间：210-40Ma成矿与岩浆活动具 同步性，稍晚空间上相依：浅成脉岩群发育（大水、阿西、哲波、壤塘、石鸡坝、联合村）隐伏岩体边缘 成因上密切联系,构造、岩浆、成矿活动同步耦合利于大矿形成,将构造年代学、成岩年代学与成矿年代学综合起来进行研究,更准确地分析区域构造、成岩、成矿的演化序列,揭示构造活动、沉积作用、变质作用、岩浆活动与成矿的耦合与演化规律,为构建成矿谱系，明确主要的找矿对象打下基础。,（三）、区域成矿规律综合研究,区域成矿规律综合研究内容:区域地壳的组成、结构、演化与成矿的研究 特别是构造体制的转化,重大地质热事件与大规模成矿作用的关系;地质构造场、地球物理场、地球化学场的结构与矿集区分布的关系研究等;成矿模式、成矿系列与成矿系统研究 对区域成矿系统与成矿系列的类型、各成矿系统与成矿系列的空间结构与矿化分带的研究;成矿谱系的研究,包括区域成矿过程中成矿组分、成矿强度、矿床类型等的变化,成矿的继承性、叠加性与新生性的研究;,全球构造、深部构造对矿床分布的约束和大 型、超大型矿床成矿规律的研究 基本方法：区域构造体系结构分析 成矿系统结构分析 成矿历史分析 成矿动力学分析,1 大规模成矿与重大构造热事件的相关性,全球的主要成矿期:太古(2500Ma)古元古(25001800Ma)中元古(18001000Ma)、新元古(1000600Ma)、早古生(600400Ma)、晚古生-中生(400200Ma)晚中生新生(200Ma-),成矿具有突发性四大成矿高峰期：Ma Ma Ma Ma-(形成古大陆会聚未期到裂解初期。),秦岭大规模成矿发生于新元古代、晚古生代、晚中生代新生代;喜马拉雅造山带、环太平洋造山带中的大规模成矿主要发生在中生代新生代，以新生代为主。华北克拉通及其邻区中生代地球动力学大转折发生于135140,岩石圈大减薄的最强烈时期为115125。东部大规模成矿作用出现在190160 140135 125115 大规模成矿作用、成矿突发性与重大构造热事件密切相关,需要结合地球演化的节律性、大陆动力学和成矿年代学进行研究。,2.成矿模式建立,成矿模式 某类矿床共性的表达方式，也是某类矿床成矿规律的表达方式。用图表对矿床赋存的地质环境、控矿条件、矿化蚀变特征、成矿物质来源、迁移富集机理等矿床要素进行的概括、描述。把握关键的控矿要素与找矿标志 提高矿产勘查效果 斑岩铜矿成矿模式、层控矿床模式、卡林型金矿成矿模式引进与应用，导致我国三次找矿大突破。至今仍发挥着重要作用。,铜陵狮子山矿田矿床模型(安徽321队),热水沉积矿床(C2),岩浆-热液矿床(J3K1),陆缘裂谷SEDEX成矿系统模式,3成矿系列研究,由矿床个体研究到矿床群体研究是矿床学研究的一个进步。中国学者(程裕祺、陈硫川、翟裕生等)以矿床成矿系列(矿床组合)观点来研究相关矿床间的成因联系和共生、组合规律。,成矿系列 是在一定的地质构造单元内形成的，在时间、空间、成因上有密切联系的矿床组合。也就是说，成矿系列是在特定的三维空间、时间中的矿床自然组合。在一个成矿区带内划分成矿系列和建立成矿系列模式，可以更深入揭示矿床间的成因联系和共生、组合规律，开阔找矿思路，明确找矿对象。,对矿床共生、过渡、复合叠加及互补规律的认识，可以启发人们在找矿中由此及彼（缺位找矿），发现新的矿床，明确主要的找矿对象。成矿系列的序次：成矿亚系列成矿系列 成矿系列类型 成矿系列组合,4成矿系统与成矿谱系研究,成矿系统 成矿系统是指在一定的时空域中控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用过程，以及所形成的矿床系列和异常系列构成的整体。它是具有成矿功能的一个自然系统(翟裕生)。成矿系统分析：是将成矿背景、环境、成矿要素、成矿过程、成矿产物及其后来的变化、保存等作为一个整体来研究.建立成矿系统观念，可以将该系统产生的矿床系列作为区域找矿目标，而不局限于单一矿种和单一类型。矿床系列和异常系列有机结合研究，有助于正确评价异常，提高找矿命中率。,成 矿 系 统 及 演 变,划分（建立）区域成矿系统要把握“四要素”：构造体制 建造类型 成矿时期 成因联系在一个地质构造演化较复杂的区域，成矿系统具有多样性。如造山带在其演化过程中可以出现幔柱活动、裂陷、洋壳俯冲消减、陆陆碰撞及陆内俯冲、伸展等构造活动。与它们伴随，出现多个成矿系统及其相关的矿床系列和异常系列。,成矿谱系,区域成矿谱系是指在特定成矿区域中，随着区域地质构造环境的发展演变，成矿作用阶段式分期演进，在不同地质时期内形成的多个成矿系统间的有序关联 继承转化关系(继承性)裂解关系(离散性)复合叠加关系(复合叠加性),着重研究和表达区域内矿种(成矿元素)、矿化类型、成矿强度等在时间、空间上变化趋势。通过成矿系统划分与成矿谱系的研究来揭示区域成矿演化的特征。明确主要的找矿对象。,5、成矿的分带性与不均匀性,矿床存在全球、区域、矿田、矿床范围的多级分带。造山带中区域成矿分带较为复杂，呈现出多样性和不均匀性。通常次级成矿带常沿造山带走向呈带状展布，并有“侧移性”的规律。,6、超大型矿床形成条件(主要观点）,特定的成矿环境（构造-建造组合）成矿因素的最佳匹配:源、运、储、保多重分异富集成矿:多阶段预富集，尤其对低丰度元素成矿系统的叠加与复合:叠加成矿、复合成矿特定的地球化学省:如南岭W、Sn地球化学省、华北 Au、Mo地球化学省;全球背景、重大事件与大规模成矿 如BIF、喷流沉积矿床、斑岩型矿床。,（四）、成矿规律研究成果在区域矿产资源预测评价应用,以成矿系统、地质异常理论为指导,以成矿规律研究为基础,以“3S”技术为支撑,以多元信息处理为手段,以矿床系列为对象,开展区域矿产资源预测评价的思路。适用于区域矿产资源预测与潜力评价软件系统金属矿产资源勘查评价分析系统(MORPAS),可供借鉴和使用。,成矿背景,加里东-早海西,早海西-印支,后印支,前晋宁-晋宁,构造体制、环境确定,成矿系统,成矿要素,控矿因素,成矿演化,沉积作用岩浆活动变质作用流体活动,区域成矿作用过程,地质异常,多元找矿信息的综合处理,致矿异常,成矿规律、找矿方向,成矿系列,矿致异常,成矿预测,数 据 库,谢谢！,