大地构造与成矿.ppt

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1、三、挤压型板块边界地质与成矿作用,1、概述 挤压型板块边界是岩石圈板块对冲、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。,2、挤压型板块边界的四种型式（地貌形式）：（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，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。洋内弧又可分为如日本岛弧,阿留申岛弧,（2）山弧一海沟系：如南美安第斯山弧一海沟系。（3）陆间海：如地中海。（4）地缝合线：如雅鲁藏布江地缝合线前两种以有海沟第三种洋壳接近完全消减、两大陆

2、壳合拢，海沟表现不明显而接近于消失第四种两个陆壳碰撞接触面与地面的交线它们代表板块俯冲一碰撞过程的不同阶段,马里亚纳群岛,如日本、琉球等,南美西海岸,如西藏高原、冈底斯山和喜马拉雅山等,最常见的有四种板块碰撞四种型式,（1）两个都是海洋板块的接近。在接触处产生海沟-岛弧系，如马里亚纳群岛；（2）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,（3）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。（4）两个大陆板块的接近。两个大陆板块互相碰撞，在沉积层内引起巨大推覆体和俯卧褶皱，并形成高原和弧形山脉，如西藏高原、冈底斯山和喜马拉雅山等

3、；或形成高山和残余海盆地，如高加索山和黑海、里海等,3、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,外部隆起,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）,海沟一岛弧构造地形单元划分,弧后盆地,East facing continental margin,亚州

4、东部,West facing continent,巴西和智利,对于安第斯型海沟一山弧系来说，从岩浆弧到大洋之间的弧前地区的结构是相似的，只不过弧后地区的海盆被前陆盆地所代替,4、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。,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）这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。,5、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

5、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。,（2）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。,在岛弧后侧，弧后盆地分为两种类型：弧间盆地和岛弧一大陆盆地。（3）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（4）岛弧一大陆盆地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。,（5）在安第斯型陆缘火山弧后面，由于褶皱、冲断

6、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,（6）当两个大陆板块开始碰撞之后，在俯冲大陆板块前缘或残留洋盆地里，形成三角洲相一浅海相楔状碎屑岩体或海相浊流一复理石沉积，如地中海、波斯湾盆地、恒河三角洲、孟加拉湾冲积扇等；,（7）与地缝合线有关的盆地陆相磨拉石堆积砾石既有同造山期火山成因的，完全来自岩浆弧的火山岩屑，如雅鲁藏布江地区老第三纪砾岩层；也有造山期后期和造山期后非火山成因的，如瑞士平原和喜马拉雅山主边界断层以南锡伐利克层,6、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

7、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：岛弧拉斑玄武质系列；钙碱性系列；碱性系列,岛弧拉斑玄武质系列：由大量

8、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,都显示球粒陨石型的REE分布型式，Sr87Sr86比值低（0702一0704），碱元素及相关元素浓度低，Al2O3含量高，Fe富集，KRb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?),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

9、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。,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（K20Na20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，K20Na20比值接近于1）、安粗岩和含白榴石的岩石组成。,（3）岩浆岩的成份极性及影响因素从海沟向消减带倾斜方向有如下次序

10、：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、KRb、NaK等逐渐减少K（或K20）、Na2OK20、K20Na20、SiO2、K2OSiO2，Rb、Ba、Cs、P、Pb、U、Th、轻REE（从La一Sm）、ThU、RbSr、LaYb、Sr87Sr86等逐

11、渐增加。,在拉斑玄武质系列中，K20含量很少超过15，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），Sr87Sr86比值低（0702一0704）。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），Sr87Sr86比值变化范围要宽（高钾组为0704一0710，低钾组为0703一0707）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，Sr87Sr86类似于钙碱性系列的高钾组（0704一0710）,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

12、，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。,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）与岛弧地区地壳厚度有关地壳厚度2

13、5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。,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，（即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。,7、变质作用 挤压

14、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,高压低温变质带：即兰闪石变质相，也叫兰闪石片岩或兰片岩。以具有兰闪石、硬玉、硬柱石、黑硬绿泥石等矿物为特征。通常与混杂堆积、蛇绿岩套相伴生。位于俯冲带上部或海沟的陆侧，因为这里是两个板块对冲的地方，俯冲带的浅部，故压力大，温度不高。挤压、剪切构造十分发育，宽度较窄。据高温高压试验，兰闪石生成的温度为250一400，压力为5一7千巴。（1个大气压等于1013,高温低压型变质带：以具有红柱石、矽线石、兰晶石等矿物为特征通常伴随有大量的中一酸性深成侵入岩和喷出岩，相当于岛弧和陆缘火山

15、岩带。这种变质作用发生于地面下不深、压力不大的地区。宽度较大，带内断块构造较为发育。,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,8、造山作用 1)机制板块俯冲一碰撞作用也是一种造山作用。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、

16、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,）大洋岩石圈物质在俯冲过程中的去向：（1）大部分物质（主要是洋壳第二层以下的物质）折回到地幔软流圈中去，被软流圈所回收。,（2）由于俯冲时的刮削和挤压逆冲作用，使部分物质（主要是洋壳第一层及部分第二、三层）成为混杂堆积和蛇绿岩套，停积在仰冲板块上面的陆壳的边侧.（3）由于俯冲过程中的温度增高和局部熔,使部分易熔物质转化为岩浆，上升，形成岛弧地区的火成岩,（4）还有部分物质转化为闪岩、麻粒岩、榴辉岩，沿俯冲带聚集于岛弧之下的地壳或上

17、地幔的深部。,）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,（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,（3）喜马拉雅式：一个带着沉积岩楔的大西洋型大陆边缘，在大洋收缩的最后阶段，与另一个大陆边缘（其上可以有一个已经形成或正在发育的科迪勒拉

18、式造山带）相互碰撞,即两个大陆板块（或两个大陆壳）相互碰撞。它不但不能增长大陆，反而使大陆缩短。如喜马拉雅山和阿尔卑斯山,（4）新几内亚式：一个载有大西洋型大陆边缘的板块，在岛弧靠陆的一侧向岛弧之下俯冲，最后大陆边缘与岛弧相碰撞。碰撞后因大陆浮力所阻，俯冲作用停止。然后于岛弧靠洋的一侧形成新海沟。大洋板块反转过来向大陆之下俯冲。这时，岛弧由原来位于大洋板块的边缘，转为与大陆合并，增长到大陆上，新几内亚式造山作用转变为科迪勒拉式造山作用，如新几内亚第三纪槽皱带。,四种造山带反映四种造山作用。前两种造山作用以热能为主要动力，后两种造山作用以机械能为主要动力。据此，把造山作用（造山带）归纳为两种基本

19、类型,科迪勒拉型：包括科迪勒拉式和岛弧式两种造山带。造山作用以热动力为主要动力，其主要特征是发育双变质带和蛇绿岩套，岩浆活动强烈，山根是基性的碰撞型：包括喜马拉雅式和新几内亚式两种造山带。造山作用以机械能为主要动力，其主要特征有蛇绿岩套和高压低温变质带，岩浆活动不发育，山根是硅铝质的，厚度很大，可达陆壳平均厚度的两倍，可能是两个大陆壳叠加增厚的结果,、岛弧和活动大陆边缘环境中矿床类型、成矿作用,这类环境起源于大洋板块向大陆板块的俯冲运动，以太平洋板块东西缘最典型。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

20、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”。,在洋陆聚敛板块边界形成的主要矿床类型有 块状硫化物矿床(以黑矿为主)浅成低温热液金、银、汞、锑矿床斑岩型铜、钼、锡和钨矿床与同熔型花岗岩有关的铁、铜、钨、钼、金和铀矿床与流纹岩有关的锡、铍、铀、铅、锌矿床与改造型花岗岩有关的锡、钨、铋、铌钽和铍矿床以及稀土矿床与安山岩类有关的磁铁矿磷灰石阳起石矿床与火山作用有关的自然硫、明矾石、硬石膏、沸石、叶蜡石、萤石等非金属矿床边缘盆地和岩浆弧后盆地

21、中的石油、天然气矿床,在美洲西部近海岸带的大陆边缘弧，处在科迪勒拉褶皱区和北美地台结合部的活动带上，即美洲西部的盆岭区(弧后伸展盆地区)，该区发育与花岗岩有关的锡钨矿床，浅成、低温热液金银矿和斑岩钼、铜矿等。,Interpretative geological sections through Nias and Sumatran continental Margin showing Neogene evolution,Early miocene,present,Young this side,Figure showing the formation process of anOuter arc

22、,Ideal model showing sediments subductionAnd subduction erosion,Mineral Deposits in outer arc,Mineral deposits of magmatic arcs,Mineral deposits of magmatic arcs,Mineral deposits of Outer arc trough,Kroko deposit,Besshi deposits,Deposit types in back-arc thrust belt,West facing continent,inactive,ac

23、tive,East facing continental margin,Schematic cross-section through the Andes near northern end of Bolivian tin belt,Tin,Schematic cross-section through the Andes,实例1火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),大地构造位置 祁连褶皱系北祁连优地槽褶皱带 该地槽褶皱带从中寒武世开始强烈坳陷,伴随着强烈的火山作用,接受了巨厚的沉积物,在志留系末期受加里东构造运动强烈的南北向挤压而褶皱回返形成,西宁,祁连地槽,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌

24、矿床(白银厂式),矿床形成的大地构造背景 该类矿床主要分布于甘肃省白银地区、青海省祁连地区。该区早、晚古生代早期为大陆边缘活动带，处于裂陷一裂谷向岛弧或岛弧夭折裂谷演化环境，具较强的火山活动以及双峰模式喷发特征，并在生长性断裂与火山构造的联合控制下，形成堑叠式海底地形，为有关喷气成矿作用的发生与就位提供了良好条件。,具体为：北祁连自元古宙至志留纪经历了大陆(边缘)拉张裂陷、裂解、洋盆形成、扩张、俯冲消减直至洋盆闭合完整的裂谷发展史泥盆纪,南(中祁连陆块)、北(华北大陆板块)陆块碰撞造山。中新生代转化为陆内浅层断(坳)陷逆掩叠覆隆升造山体制,赋矿岩石特征 是一套富含钠质的细碧角斑岩系,岩浆分异强

25、烈,演化规律明显,从基性酸性,由次火山岩熔岩火山碎屑岩正常沉积岩,构成一个完整的喷发沉积序列 属于细碧角斑岩系的酸性端元，主要为石英角斑质凝灰岩、石英钠长斑岩、细碧玢岩,矿体赋存部位 整个矿区为一火山丘-复背斜构造,以酸性火山岩为核心。周边被中基性-基性火山岩及副岩系所包围。矿床产于该复背斜次一级的小背斜中。主要产于早期火山沉积旋回的晚阶段，长英质火山碎屑岩夹喷气沉积岩向铁镁质火山岩转换的部位。,成岩成矿时代 主要为中寒武纪至中泥盆纪,何世平等，2006结合阴极发光,对白银矿田与成矿密切相关的变酸性火山岩中的锆石进行了LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)U-Pb 同位素测年。获得变石英角

26、斑岩内单颗粒锆石的微区U-Pb 年龄分别为(467.3 2.9)Ma、(414.22.7)Ma 糜棱岩化石英角斑岩内单颗粒锆石的微区U-Pb 年龄分别为(467.1 2.2)Ma、(435.9 3.6)Ma 和(41216 2.1)Ma。认为白银矿田变酸性火山岩的形成时代为中奥陶世,矿体基本特征 产状：矿体呈大小不等的扁豆状、透镜状、似层状、脉状等,与层理基本呈整合关系,受地层层位控制。主矿体的形态在小铁山矿床以似层状、层状为主,火焰山矿床为似层状、透镜状矿体规模大小悬殊，成群分带排列，产状与区域地质构造线方向一致。但受区域构造影响，矿体变形作用明显。,成因分类：喷气沉积成因整合矿体；喷气热液

27、成因不整合矿体(蚀变筒)；次火山岩体隐爆角砾岩型或侵入体构造裂隙系的充填交代型矿体。,矿化特征分类：可分块状、浸染状与脉状矿体块状矿体呈大透镜状、扁豆状、似层状；浸染状矿体亦呈透镜状、似层状，往往与块状矿体相伴组成矿化带，属同生整合矿体。脉状矿体、细脉浸染状矿体，属不整合矿体，其中部分为同生蚀变筒的产物，部分属后生改造充填交代的结果。,特征分带：从矿床的下盘到上盘,火焰山矿床从脉状浸染状铜矿石块状含铜黄铁矿矿石(下部为含铜黄铁矿矿石,顶部有含铅锌铜的黄铁矿矿石)层状硫酸盐(CaSO4、BaSO4),反映了成矿环境从还原到氧化的递变小铁山矿床从下盘上盘依次出现浸染状铜矿石块状含铜黄铁矿矿石块状铜

28、铅锌矿石。,形成环境：古海底洼地在矿体与上覆岩层的交界处有断续的高锰层,标志了从还原到氧化的过渡沿矿床的走向,矿床具有倾伏的趋势;在块状矿石的下盘,沿倾斜方向和走向延伸部位均为浸染状矿石的特点现在矿床的产状,其倾斜方向、走向延伸方向均相当于古洼地的外缘,矿石矿物组合（1）与世界上许多同类矿床相同,区内矿床的原生矿物成分比较简单。（2）主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿,以黄铁矿占绝对优势。（3）伴生金属矿物成分十分复杂,除了硫化物外,还有氧化物、复硫化物、硫酸盐矿物。如磁铁矿、赤铁矿、磁黄铁矿、斑铜矿、方黄铜矿、黝铜矿、(锌)砷黝铜矿、毒砂、硫锑铜矿、硫砷铜矿、硫锑铅矿、辉铋铅矿、辉

29、硫锑铅银矿、自然银、自然金、金银矿等。,（4）脉石矿物主要由石英、绢云母、绿泥石、重晶石等组成。（5）在白银矿田铜、铜锌型矿床中(折腰山、火焰山)重晶石不多见，而锌铅铜型矿床(小铁山)中则十分发育。,矿石成分相应的化学成分在火焰山矿床以铜为主,伴生锌;小铁山矿床以锌、铅、铜为主,伴生银金等,具多金属成矿的特点除主元素铜、铅、锌、硫外，可工业回收利用的元素达20余种，如金、银、晒、碲、铟、镓、锗、镉、铊、钻、砷、铋、锑、汞、锡、铌、钽、铂、钯、铀等。,矿石结构构造 都产出有表征硫化物沉积作用的条带状构造、板状构造、胶状结构等矿石结构有粒状结构、填间熔蚀交代结构、乳滴状结构、压碎结构、变晶变形结构

30、、次生边结构等。矿石构造有致密块状构造、浸染状构造、条纹条带状构造，细脉网脉状构造、胶状构造、角砾状构造、斑杂状构造、孔洞构造等。,围岩蚀变特征容矿围岩中中长英质火山碎屑岩与部分凝灰质千枚岩主要为硅化、绢英岩化及黄铁矿化。在矿化蚀变带中，绿泥石化、碳酸盐化、重晶石化等占有重要的位置。从矿床上盘至下盘,可分为绿泥石化带(2050 m)绿泥石化硅化带(520 m)硅化绢云母化带(1020 m)绢云母化带(1015 m),以没有强烈的上下盘蚀变为特征一般绿泥石化、铁镁碳酸盐化与铜矿化关系密切，重晶石化与铅锌矿化较为密切。,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),主要控矿构造 生长性断裂系统与古火

31、山机构的联合控制了区域成矿，通常北西西及北东向两组断裂控制了岩浆的上侵与喷发，构成具酸性核的火山穹隆状构造。其中火山口、破火山口、火山穹隆的边缘断裂等为成矿热水的喷流与储存提供了通道和就位空间。,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),成矿时空演化 成矿作用与北祁连裂谷岛弧环境的细碧岩石英角斑岩系建造具有一致的时空演化关系。成矿作用可分如下几个阶段：由于火山作用的特殊性使地壳深部物质得以向浅表部转移，形成“准矿源层”，而不同时代、不同阶段形成的“准矿源层”经过热水作用得以再迁移、再富集而形成硫化物的再沉积。在深部热动力驱使下海水下渗并淋滤火山岩层中矿质形成中浅部含矿热卤水。,火山岛弧带块状

32、硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),在生长性断裂的穿切下，从基底火山沉积岩系中形成深部含矿热卤水，并迅速喷流至海底界面。不同来源的热卤水在酸性火山物质堆积集中区及其附近的海底次级盆地中与海水混合，使成矿流体进一步汇聚并得以沉淀。后续的火山沉积层迅速覆盖，保护已沉淀的矿质不被分散，并为热卤水继续活动和叠加富集作用提供屏蔽条件。经过造山运动后，酸性火山岩系发生变形并在“酸性核”的上部或周边富集成一定规模的矿体。,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),成矿主要机制 在强烈的酸性火山喷发后，该区趋向相对宁静的地质地球化学环境，海水深度约500800m以上。用CO2等值线法测得本区的成矿压力为18028

33、0MPa,换算成古海水深度为1 8002 800 m,属深海环境。按照测得的温度压力数据及其变化范围,投在成矿溶液状态图上属热液区。流体包裹体测试资料表明，均一温度为115320C，包裹体含盐度高(4551wtNaCl)、中(6116。2wtNaCl)、低(13wtNaCl)均有，表明热卤水的多元性与海水的混入。,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),根据测温数据(250一300)计算可知，lgfS2-1406一-19.02，lgfO2-28.7一-32，pH67。上述地球化学条件表明复合含矿热卤水在富钠的状况下迁移，在富钾的状况下富集成矿；热卤水喷流海底后由于海水的稀释作用，物化条件的

34、突然改变引起大量硫化物的迅速堆积。,硫同位素,铅同位素,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),主要控矿因素(1)优地槽褶皱带偏碱质的钙碱性火岩系或细碧角斑岩建造的酸性端元集中分布区；(2)酸性火山岩向基性火山沉积岩等不同岩性转换部位，经造山运动后分布于火山穹隆(复式短背斜)“酸性核”之上或其周边；(3)“去长石带”的发育，具绢英岩、黄铁矿蚀变带。,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),找矿主要标志(1)含矿层位的岩性组合(含碧玉岩、碳酸盐岩、碳质岩、石膏重晶岩及布丁岩）；（2）铁帽与彩色氧化带，（3）铜、铅、锌、金、银、汞、锑、铋、硫等十元素组合异常；(4)重力异常、电法异常，有时

35、有磁异常。,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),地质经济意义 矿床规模大，矿石品位高，综合利用价值高，是我国西北地区铜多金属矿床的主要类型之一,矿床组合,火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式),对成矿的不同认识 火山、次火山热流说；火山喷发沉积变质说；岩浆热液充填交代说(主要容矿围岩为次石英角斑岩)；火山喷气沉积说。,实例2增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,大地构造位置 内蒙古大兴安岭褶皱系大兴安岭优地槽褶皱带 构造背景 该类型矿床主要分布于黑龙江省北部。早古生代沉积了巨厚的复理石建造与火山碎屑岩建造。早石炭世褶皱隆起，增生于西伯利亚板块边缘。华力西一印支期构造岩浆活动极其频繁，为斑

36、岩体侵入及成矿作用创造了条件。,本区构造演化从新元古代至中生代，可划分为三 个明显不同的构造发展阶段：陆缘增生地块形成阶段板块裂解迁移碰撞阶段滨太平洋大陆边缘活动阶段,陆源增生地块形成阶段新元古代早期，属古西伯利亚陆核新增生陆壳的东南缘活动带，接受了落马湖群、风水沟河群沉积，晚期抬升隆起，遭到剥蚀早寒武世，本区发生块断下降，为西伯利亚广海浸漫，接受了下寒武统兴隆群沉积，显示地块早期盖层特点 中、晚寒武世，本区继续隆起遭受剥蚀,陆源板块裂解迁移阶段早奥陶世“四隆四拗”构造格局的形成早奥陶世初，新开岭断裂两侧分别进入了不同构造演化阶段深断裂北西侧在下降的同时兼有向南西斜滑的性质，沿先成的北东向、北

37、西向构造脆弱地段形成了宽河 白石砬子拗陷、落马湖隆起、新立屯微隆起、多宝山 裸河断陷；独立山水下高地；刺尔滨 新生村拗陷、霍龙门 罕达气 桦树排子断陷及新开岭 柏根里隆起，构成一个复杂的“四隆四拗”格局,中奥陶世晚泥盆世经历了海槽稳定发展阶段，形成了中奥陶统、下中志留统浅海 深海相陆源碎屑岩和岛弧型多宝山组火山沉积岩建造，上志留统浅海 潮汐带砂泥质复理石建造，下泥盆统海底火山喷发岩建造（罕达气组）、深海、浅海相碎屑岩和中上泥盆海陆交互相碎屑岩建造。早石炭世末，在西伯利亚板块与中朝板块碰撞影响下，本区各微陆块发生强烈的碰撞，使奥陶系 早石炭统一并褶皱，并环绕原陆块边缘展布，沿断裂有酸性 中性火山

38、喷发及花岗闪长岩侵入 多宝山斑岩铜、钼矿化与该期花岗闪长岩岩浆活动有密切关系,滨太平洋大陆边缘活动阶段沿区内4个断陷带喷发了塔木兰沟期等5 期基酸性火山岩,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,赋矿岩石特征 矿体围绕华力西期花岗闪长斑岩体分布，主要赋存于花岗闪长岩体中，部分矿体延伸到顶部奥陶纪安山岩内，部分矿体的下盘为奥陶纪凝灰质砂砾岩。花岗闪长岩呈灰白一浅灰一灰绿色，多具半自形粒状结构，部分具似斑状花岗结构，由浅灰绿色柱状斜长石、暗绿色长柱状角闪石、乳白色他形石英、灰绿色假六边形黑云母和浅肉红色钾长石(条纹长石)等组成。,据尹冰川，1997,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,成岩成矿时代 大多数研究

39、者认为(杜琦等，1988)成矿热流体活动与花岗闪长斑岩体侵位相伴随。花岗闪长斑岩体的同位素年龄为283Ma，切穿花岗闪长斑岩体的更长花岗岩体的同位素年龄为245Ma。这说明成岩成矿时代为华力西中期(二叠纪)。共生矿床类型 与斑岩型铜(钼)矿床共生的还有矽卡岩型铁铜矿床等,据刘驰等，1995,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,矿体赋存部位 矿体赋存于花岗闪长岩株中，并围绕高侵位的花岗闪长斑岩小岩体外围分布，部分矿体的顶部伸入奥陶纪安山岩顶垂体中,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,矿体基本特征 矿体环绕斑岩体分布并产于被绢云母化叠加的黑云母化带内，受构造控制非常明显。通常斑岩体上盘和侧伏部位矿化较好，

40、而斑岩体下盘和翘起部位矿化较差。多数矿体呈透镜状和条带状，与北西向和北西西向片理化带一致。多个矿体聚合在一起构成一个矿体群。矿体群中相对有一个规模较大的矿体，则称之为主矿体，主矿体两侧环绕着一些条带状小矿体。,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,矿石矿物组合 主要矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿；次要矿石矿物为磁铁矿、赤铁矿、金红石、方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿；微量矿石矿物为钛铁矿、黝铜矿、砷黝铜矿、斜方辉铜矿、白钨矿、自然金、自然银、银金矿、碲银矿、碲铅矿和辉银矿等。矿石中除铜和钼具工业意义外，金、银、硒、铼和铂族均已达到伴生元素的工业指标。,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,矿石结构构造

41、主要矿石结构为他形粒状结构、半自形粒状结构、交代残余结构、文象结构、叶片状结构、斑状变晶结构、压碎结构和斑状压碎结构；主要矿石构造为浸染状构造、细脉状构造、块状构造、角砾状构造、条带状构造和晶洞构造。,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,围岩蚀变特征 以花岗闪长斑岩体为中心向花岗闪长岩和围岩安山岩，依次分为3个蚀变岩带：(1)钾硅酸盐带，其中又可划分出硅化核、钾长石石英化亚带和钾长石黑云母化亚带；(2)绢英岩化带，其中可划分出石英绢云母化亚带、绿泥石绢云母化亚带和绿帘石绿泥石绢云母化亚带；(3)青磐岩化带。其他蚀变，如硫酸盐化和泥化等叠加。,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,矿床(体)空间分布 主矿

42、体常一直延伸到顶部悬垂体内。中、小矿体只赋存于花岗闪长岩体内。铜、钼和银元素组成了矿化内带的元素组合；铅、锌和锰元素组成了矿化外带的元素组合，尤其是矿体侧伏部位,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,成矿时空演化第一期花岗闪长岩岩浆热液活动，出现大范围的青磐者化。第二期花岗闪长岩岩浆热液活动，形成广泛的黑云母化、钾长石化、钠长石化、青磐岩化、绢云母化和矽卡岩化等。第一期和第二期热液蚀变是成矿期背景蚀变，属于孕矿期。第三期花岗闪长斑岩岩浆热液活动发生黑云母化、钾长石化、钠长石化、硅化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、硫酸盐化和高岭土化等。第三期蚀变作用最强，为铜钼的主矿化期。第四期更长花岗岩岩

43、浆热液活动产生绢云母白云母化和硅化，为补充成矿期。,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,成矿主要机制 成矿系统首先需要有张性构造和铜钼高背景的围岩环境，在该环境中花岗质岩浆热液活动多次发生，热的岩浆热液体制与冷的围岩体制不断交换水和矿质，最后在高侵位的小斑岩体周围发生有用矿石的工业堆积。对成矿的不同认识 对于矿质来源有不同认识：一部分人强调岩浆热液体制的作用；另一部分人强调围岩体制的作用。,据赵元艺等，,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,主要控矿因素 华力西期花岗闪长斑岩；北西向弧形构造带，特别是北西向多次活动的断裂和片理化带；奥陶纪高铜背景的安山岩围岩等。找矿主要标志 铜等水系沉积物异常特别明显，

44、并与北西向构造带方向一致；钾硅酸盐化带、黄铁绢英岩化和青磐岩化带展布方向与矿化展布方面吻合(北西向)；斑岩体多次侵位和热液多次活动。,增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山,地质经济意义 该类型铜矿为我国北方重要的铜矿类型。该类型铜矿储量大，埋藏浅，富金，易选，经济价值大，且有较大的找矿前景。,实例3与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,)成矿构造背景 构造背景 该类型矿床主要分布在台湾省基隆东部的基隆山至武丹坑附近。中新生代太平洋板块向西北方向活动，并在欧亚大陆东部边缘形成近南北向展布的岛孤带。该区处于该岛弧带的中南部，受第三纪以来火山侵入活动的影响，伴有金、铜矿化作用。大地构造位置 台湾褶皱系大南

45、澳中间隆起,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,(二)产出地质环境 主要控矿构造 成矿作用主要受断裂带的次级断裂与裂隙系统和次火山岩侵入构造控制。赋矿岩石特征 主要为次火山岩与沉积岩。前者以英安岩、石英安山岩为主，呈岩株状，出露面积约1km2。后者为第三纪中新世钙质砂岩、页岩、夹煤层，底部偶夹玄武岩和凝灰岩。成岩成矿时代 更新世英安岩侵入于中新世砂岩、页岩中，岩、页岩中，因此，成矿时代主要在更新世或更新世中晚期。，共生矿床类型 脉状铜硫矿床、砂金矿床等。,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,(三)矿床地质特征 矿体赋存部位 大部分赋存于英安岩、石英安山岩裂隙中，其次赋存于第三纪中新世砂岩、

46、页岩的裂隙中，少数赋存于火山岩与沉积岩接触带上和角砾岩筒中。赋矿裂隙有北北东向与北北西向两组，以北北西组最发育，具张扭性质。矿体基本特征 矿脉有三类，即含金重晶石脉、含金石英脉和含金褐铁矿脉。矿体呈脉状，形态比较复杂，多分枝复合。矿脉最长1000m，延深700m，最宽可达50m，如木山矿床。,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,矿石矿物组合 金属矿物有硫砷铜矿、黄铜矿、黄铁矿及闪锌矿、方铅矿，褐铁矿；非金属矿物有方解石、迪开石、重晶石、锰方解石以及明矾石、石膏、白云石、石英等。金矿物主要为自然金，粒度一般较小，个别颗粒较大。富集带中金品位可达201000克吨,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金

47、矿床,矿石结构构造 矿石结构主要为自形半自形粒状结构。矿石构造有块状构造、角砾状构造、皮壳状构造、胶状构造及晶簇状构造带。围岩蚀变特征 主要有绿泥石化、硅化、黄铁矿化、泥化，其中以泥化分布最广，与矿化较密切。矿床(体)空间分布 上部为氧化带，其下为次生富集带。部分原生矿风化后成为砂金矿。通常矿体上部富金，下部富铜。,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,(四)矿床模式描述 模式简要说明 该类型矿床产于岛弧带上，与火山活动有密切关系。虽然区域受多期次构造变动影响，基底地层发生了广泛的变质作用，但并没有促使金明显富集，形成金矿床。金主要是在变质作用之后，在次火山活动过程中开始大量富集的。此外在岛孤

48、带上该类型金矿虽与火山活动关系密切，但成矿并不发生在火山活动带上，而往往发生在岛弧双变质带内侧，与中酸性次火山岩体相伴。,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,这一特点反映金矿床系板块构造活动的产物。围岩蚀变比较发育，分布广泛，并以重晶石化、迪开石化、明矾石化与硅化为特征。金矿化仅局限于蚀变带范围之内，受断裂与裂隙系统控制。金矿化与火山晚期活动有关，属于低温热液成矿范畴，为明矾石重晶石石英型金矿床。,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,成矿时空演化与成矿主要机理 成矿作用可分三个阶段：早期以广泛的热液蚀变为特征，主要有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、以石英、黄铁矿最发育；中期为成矿主要时期，以含金

49、银硫砷铜矿化与金矿化为特征，形成含金石英脉、含金重晶石脉；晚期以含金银的褐铁矿化为丰，形成含金褐铁矿脉，并伴有广泛的泥化，主要矿物为迪开石、钠明矾石，形成了迪开石钠明矾石石英组合。,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,(五)矿床模式应用主要控矿因素(1)岛弧带构造环境；(2)断裂带附近次生断裂与裂隙系统；变质带内侧的中酸性次火山活动。找矿主要标志(1)广泛的硅化、泥化作用；(2)褐铁矿帽；(3)菱锰矿，对金矿起富集作用；(4)重晶石常与金共生。地质经济意义 该类型矿床矿石易选，易采，品位较高，储量较大，具重要经济价值。,与火山活动有关的(金瓜石式）铜金矿床,(六)主要矿床实例台湾金瓜石木山、

50、梅树坑等矿床,10、陆陆碰撞带中的矿床类型及成矿系列,10.1概述大陆与大陆之间的碰接带又称地缝合线，是强烈的造山地带在大陆板块之间的接合部位，是两个大陆板块的相互碰撞，岩石发生变形变质并褶皱形成碰撞型山脉,发育有特征的超基性岩岩石组合如西伯利亚板块与俄罗斯板块交接的乌拉尔山带，欧亚板块与印度扳块间的雅鲁藏布江缝合带等,其构造环境是一种挤压构造应力场，其造山作用的主要动力是机械能，同时因碰撞摩擦生热，使陆壳熔融产生“S”型花岗岩类并伴有专属性的成矿作用，如某些含锡花岗岩。在高加索造山带分布有钨-钼-钼-铜-钼-汞-锑和火山-沉积锰矿床及古特提斯板块洋壳残余断块上的石油和天然气矿床沿西藏的亚欧大