板块构造与成矿讲稿.doc

板块构造与成矿背景(讲稿)中南大学地学与环境工程学院 目录引言1. 俯冲带环境成矿1.1 俯冲主弧带成矿1.1.1 主弧带及成矿特征, 1.1.2 斑岩型矿床, 1.1.3 矽卡岩矿床, 1.1.4 脉状矿床 1.2 主弧带内侧成矿1.2.1 主弧带内侧及成矿特征, 1.2.2 接触交代矿床, 1.2.3 脉状矿床, 1.2.4 锡钨矿床 1.3 弧后带成矿1.3.1 弧后带及成矿特征, 1.3.2 黑矿型矿床, 1.3.3 斑岩钼矿床2. 大洋环境成矿2.1 洋壳环境及成矿特征, 2.2 塞浦路斯型矿床, 2.3 蛇绿岩深成岩铬铁矿矿床 3. 大陆内部热点成矿3.1 大陆内部热点及成矿特征, 3.2 花岗岩锡矿床, 3.3 斜长岩铁钛矿床,3.4 层状镁铁质杂岩矿床4. 大陆裂谷环境成矿4.1大陆裂谷早期成矿4.1.1 大陆裂谷早期阶段构造及成矿特征, 4.1.2 层状铜矿床, 4.1.3 碳酸盐岩中的铅锌矿床, 4.1.4 岩浆铜镍矿床 4.2 大陆裂谷晚期成矿4.2.1 红海盆地及成矿特征, 4.2.2 沉积岩块状硫化物矿床, 4.2.3 火山岩块状硫化物矿床, 4.2.4 高级变质地体中块状硫化物矿床4.3 被动大陆边缘成矿5. 碰撞带环境成矿5.1 蛇绿岩矿床 5.2 花岗岩锡钨矿床 5.3 花岗岩铀矿床6. 转换断层成矿7. 地质发展与成矿作用 7.1 太古代成矿 7.2 元古代成矿 7.3 显生宙成矿 主要参考文献1. A.H.G.米契尔等. 矿床与全球构造. 周裕藩等译. 地质版. 1986. 校图56571MQE2. 查.赫奇逊. 矿床及其构造背景. 张炳熹等译. 地质版. 1990. 校图5657HJX3. 弗.索金斯.金属矿床与板块构造.曹开春等译.地质版.1987.56.571SJS4. B.F.温德利. 进化中的大陆. 赵锡文等译. 中国地大版. 1989. 校图5654WDL5. 金性春. 板块构造学基础. 上海科技版. 1984. 校图565411JXC引言 板块构造已经建立了完整的理论系统，成功的解释了地壳运动的规律和演化过程，随着板块构造理论的普及，发现板块构造与成矿作用之间有着密切的关系，有可能从板块构造的角度对矿床的分布总结新的规律性认识。矿床在区域上的分布规律是长期探讨的课题，但在大地构造理论不成熟的时期，做到这一点不容易，矿床学的研究更多的依赖地球化学的原理，进行各种矿床学的分类。板块构造理论提供了对矿床区域分布认识的理论基础，金属矿床总是和一定的岩石类型相关联，而板块构造运动正是决定了不同岩石类型产生的条件。矿床的形成和定位受许多局部因素的制约，但成矿的基础还在地壳深部，是由板块运动来控制的，所以区域成矿规律应该通过板块构造来认识。板块运动贯穿于地球演化的大部分时期，所以也能对矿床在时间上的分布演化作出解释。但板块运动只能在宏观上控制矿床分布，并不能解决矿床的精确定位，以及矿床内部的形态和分布，主要是讨论矿床形成的区域背景。矿床的形成是综合的地质过程，涉及到岩石学，构造地质学，地球化学等广泛地质学科，本课程则侧重于构造背景的讨论，对矿床的形成从板块类型上进行划分归类，可以看成是一种新的矿床分类。板块构造的基本活动边界是会聚边界，离散边界和走滑边界三大类，也是讨论成矿背景的三大类型，在板块内部也有成矿的构造条件，也是一种成矿背景。板块构造运动控制岩浆岩的形成，并与内生矿床相对应，外生矿床产出的沉积环境受板块构造控制具有对应关系。研究发现了一些矿床分布的规律，如矽卡岩矿床只产于会聚边界，因为在陆缘可沉积灰岩，岩浆活动发生在这里而交代成矿，离散边界没有形成矽卡岩矿床的条件。与基性岩相关的矿床多产于离散边界，在这里基性岩易于上升，会聚边界则不具备此原生条件。块状硫化物矿床产出范围较广，但以离散边界为主，在会聚边界中也是产于局部伸展的弧后盆地中，因为这类矿床形成于海底喷流沉积作用，需要有海盆地条件。脉状矿床多形成于会聚边界上，这里地壳增厚，发生岩浆岩侵位，有脉状矿床形成的条件，这里也形成矽卡岩矿床，二者常伴生。板块构造对矿床的控制作用揭示了大的成矿背景，是对矿床成因理论的重要补充，加深了对矿床成因的理解，板块构造的区域分布对认识矿床的空间分布和组合关系特别有利，对区域成矿规律研究和成矿预测十分有用。如果知道了矿床的成因背景和空间分布，在矿床研究中会更为主动和全面。单纯从矿床学角度的研究也能发现矿床的区域分带分布规律，但不能揭示其形成模式，而对于复杂的成矿环境甚至无法搞清正确的矿床分布规律，而通过板块构造的研究可能得到成矿模式的解释。以板块构造为主线讨论矿床形成背景已十分普遍，但并不成熟，许多认识还值得讨论，原因很多，一方面限于研究程度，例如有些地区归属何种板块性质有争论，某矿床的成因条件不清楚等。另一方面是地质长期活动的叠加改造，使矿床具有多成因背景，或是地质背景过于复杂，如美洲西岸的板块运动模式。本课程对板块构造和矿床学都不作详细介绍，而主要讨论它们之间的关系，并引入典型矿床类型的实例来说明，以便掌握矿床受构造控制的新模式。1. 俯冲带环境成矿俯冲带是会聚板块边界类型，主要发生在靠近大陆边缘的大洋区或陆缘内部，毕尼奥夫带的俯冲构造型式控制了这个环境中的成岩成矿作用，当俯冲板片进入软流圈时发生岩浆活动，向上方侵位或喷发，产生相应的成矿作用。在俯冲带上可以划分出不同的侧向分带，这些分带的成岩成矿特征有明显差别，分带是平行俯冲带的，它们与深部构造活动方式有关。俯冲带活动的方式存在不同的变化，如俯冲速度的快慢，俯冲带倾角的大小，俯冲板片的热成熟度高低，俯冲方向的正偏，俯冲会聚应力的强弱等，这些都对俯冲带成矿条件有很大影响。根据弧系中相对运动方向可分为张性弧，中性弧和压性弧，它们在岩浆，沉积和构造上有不同的特征，如张性弧以玄武质-安山质岩浆活动为主，地形高差小，剥蚀沉积不发育，以偏基性火山碎屑沉积为主。压性弧因地壳增厚，以安山质-英安质-流纹质岩浆活动为主，地形高差大，剥蚀沉积发育，以偏长英质沉积为主。俯冲带的倾角一般是越来越小，也可相反而增大，这将决定岩浆活动位置的迁移方向。根据侧向分带将俯冲带分为主弧，主弧内侧和弧后带，分别介绍它们的构造和成矿特征。1.1 俯冲主弧带成矿1.1.1 主弧带及成矿特征 主弧带是俯冲带靠近大洋的火山-岩浆岩活动带，是岩浆活动最剧烈的带，在走向上连续分布，距深部源区最近，以钙碱性岩浆成分为主，主要源于洋壳成分，在俯冲带倾角为中等到陡倾时，主弧带的分布宽度相对狭窄，岩浆活动更为集中，俯冲带倾角平缓时，主弧带会变宽和分散。张性弧和压性弧对应的成矿类型有明显区别，张性弧形成洋内弧，按其形成时间的长短分为不成熟弧(以拉斑系列岩浆活动为主)，和成熟弧(以钙碱系列岩浆活动为主)，但也可以是从陆缘分离出来的洋内弧，具有陆壳性质(如日本弧)，压性弧为陆缘弧。张性弧对应陡倾俯冲带，压性弧对应缓倾俯冲带，中性弧对应中等倾角俯冲带。主弧带成矿以铜、铁和贵金属矿床为主，次为钨钼矿化，矿床类型有斑岩铜矿，块状磁铁矿，矽卡岩矿床，平卧型铜矿，深成脉状矿床，浅成热液金银矿床等。斑岩铜矿是主弧带最有代表性矿床，但限于压性弧中，张性弧中不存在，岛弧环境的斑岩铜矿富金贫钼，而边缘弧环境的斑岩铜矿富钼贫金，但有明显的例外。这说明主弧带的矿床成矿元素主要受其共有的岩浆演化和地壳厚度控制，其次受不同地区岩性差异影响，地壳厚度的影响如科迪勒拉弧系中产有钨矿床，且斑岩铜矿规模大，是因为它的地壳厚度大于洋内弧的地壳厚度。1.1.2 斑岩型矿床 斑岩铜矿床基本上分布在俯冲带钙碱性线状火山深成弧上，以挤压弧为主，环太平洋带和阿尔卑斯-喜马拉雅带是现代和近代活动的俯冲带，也是斑岩铜矿床全球集中分布的带，古亚洲域(苏联)和东澳大利亚斑岩铜矿床则属古生代俯冲带。斑岩矿床的金属矿物来源于大洋岩石圈，当大洋岩石圈俯冲于软流圈发生部分熔融，金属矿物随钙碱性岩浆上升，在分异的热液中富集，充填于斑岩裂隙中成矿。智利萨尔瓦多铜矿是研究最详细的斑岩铜矿床，可知其成矿条件是，1. 斑岩岩浆的含水量必须足够高(2-3%)，能使斑岩体上升到2-6km深度发生固化，使形成角闪石和黑云母斑晶，并使含矿热液能导致岩石形成大量含矿裂隙。2. 岩浆温度要足够高(800C)，才能使熔浆上升到4km的浅部。3. 岩浆中含形成铜硫化物所需的金属，硫和氯化物，岩浆有较高的氧化态，保证硫和金属氯化物的搬运。这些条件正是主弧带的次火山杂岩才能具备的，俯冲带可将大量水带入深部，主弧的岩浆活动强烈，直接来自源区，侵位浅，同时高温岩浆热液与低温大气水叠加的作用形成了发育的蚀变分带。1.1.3 矽卡岩矿床 主弧带具有矽卡岩矿床形成的良好条件，矽卡岩矿床多形成于中浅层的中酸性岩浆岩，主要为钙碱性系列，这是主弧带岩浆岩特点，围岩为各种碳酸盐岩石，这在主弧带具有陆基的早期冒地槽期都有广泛发育，例如在边缘弧中矽卡岩矿床更发育。主弧带矽卡岩矿床主要为钨、锌、铜的矿床，它们具有不同的形成深度，钨矿床深度最大，锌矿居中，铜矿最浅，钨矿形成于早期矽卡岩阶段，而贱金属矿床还可发生晚期硫化物阶段，许多情况下贱金属矽卡岩矿床是斑岩铜矿的过渡相，它们的成矿条件是十分类似的，都是由相同的岩浆岩流体含矿质，不同的是围岩条件的变化。1.1.4 脉状矿床 主弧带脉状矿床是与主弧期钙碱性岩浆侵入体的热液活动相关的矿床，以贵金属矿床为主。其中重要的一类是浅成热液贵金属矿床，矿床围岩为主弧安山质火山岩，这类矿床已经总结为一种理想模式，在古地表浅部数百米深度内成矿，金矿为脉状，其深部可变为脉状贱金属硫化物矿床，成矿裂隙系统通达地表形成热泉喷口。矿床形成于大气水对流系统中，由深部岩浆热源驱动热液运动，金属来源于岩体或围岩，金属沉淀成矿多与热液的沸腾作用有关。矿床垂向分布范围有限，仅几百米，但在平面上可广泛分布达几公里。当金矿脉靠近地表时与古热泉密切共生，成为热泉型金矿床。主弧带浅成热液金矿床中有一类是交代碳酸盐形成的浸染状矿床，称为卡林型金矿床，是一类有价值的矿床，矿床成因仍是与主弧岩浆活动有关，由大气水对流系统成矿，特殊的条件仅是碳酸盐岩的围岩为含矿母岩，以及十分发育的裂隙系统，从交代成矿成因看，卡林型矿床可作为含金矽卡岩的远端低温相。浅成低温和热泉型金矿在美国西部，墨西哥和菲律宾等地区较为典型，广泛分布脉金矿床，是金矿重要产区，我国也加强了这类矿床研究，但要注意是否产于主弧背景中。1.2 主弧带内侧成矿1.2.1 主弧带内侧及成矿特征 对于缓倾角的俯冲带，在主弧带内侧(靠陆一侧)很宽的范围内，分布孤立的岩株状侵入体，与此伴生的矿床即主弧带内侧矿床，它们不同于主弧带矿床。在缓倾角俯冲带上有明显的成矿分带性，与岩浆岩分带性相对应，在主弧带上为钙碱性岩浆和相关的斑岩铜钼矿床等，在内侧带上为中酸性和酸性侵入岩，产出的矿床有中部的铜铅锌银矿床和内侧的钨锡矿床，及稀土矿床等。成矿元素分带性的概略解释是主弧带上俯冲带处于浅部使易熔组分先分离出来成矿，而与内带对应的是俯冲带的深部，难熔元素这时才分离出来成矿。对应内带的岩浆岩分两类，即I型和S型花岗岩，分别为地幔来源和地壳重熔来源。内弧带以侵入体为主，主弧则发育火山岩。内弧带上主要有矽卡岩型和脉状矿床，二者常共生，此外还有斑岩型锡矿床。1.2.2 接触交代矿床 是岩株与碳酸盐岩接触交代形成的矽卡岩型矿床，为铜铅锌银等矿种，岩株以花岗闪长岩和石英二长岩为主，碳酸盐岩为较早期的陆缘冒地槽或地台沉积形成，矿床产于接触带上，常为筒状，层状等，分布不规则，勘探难度大。有时以岩株为中心有矿化分带，中心为斑岩铜矿，向边部转为矽卡岩型铜矿，外围是矽卡岩型铅锌银矿，也可不具分带，但铅锌与铜的矽卡岩矿化常是分离的，多筒状矿体是裂隙构造与层理双重控制。秘鲁的产于火山口环境的大型交代矿床也很有意义，为硫铁矿床，也发育铜和铅锌交代矿体，属内带型矿床，表明内带也有火山活动，且其规模更大。内弧带与主弧带的矽卡岩矿床形成条件是相似的，差别在于俯冲带的深度分带性引起的岩浆岩和金属组合的变化。1.2.3 脉状矿床 内弧脉状矿床以银-铅-锌及铜为主，在空间上与上述矽卡岩矿床共生或混合产出，矿种相近，应该说具有相同的成矿环境，差别是围岩不是碳酸盐岩地层，矿化沿裂隙充填，可延伸较远。脉矿床中贱金属和贵金属为成矿系列，有时二者分离，银可能是远端矿化，有浅成低温热液矿床特征，但金含量低。脉状矿矿质来源于岩浆热液，成矿时有大气水的加入，为混合热液，形成脉矿化的相应特征。该类矿床典型产区是安底斯山带。1.2.4 锡钨矿床 在内弧带上锡钨矿床更靠向大陆内部，成矿环境为内弧型，与石英二长岩和花岗岩伴生，有I型和S型两种。矿床有锡矿床，钨矿床或钨锡矿床，类型有矽卡岩型，筒状，脉状及斑岩型等，单独讨论是因为它很重要，且是单独分带的。典型产区有安底斯山带，著名的东南亚锡带(缅甸，泰国，马来西亚，长1400km)，和中国东南部中生代花岗岩带的钨锡矿带，以S型为主，还有澳大利亚东部锡矿带。矿床类型虽然复杂多样，但总是与长英质岩浆活动有关，是内弧带矿化共同因素，只是局部地层，构造及成矿物化条件有差异。这类矿床中也有斑岩型矿床，如玻利维亚的Llallagua斑岩锡矿，规模巨大(50万t锡金属量)，它们与主弧带的斑岩铜矿成矿特点相似，只是成分上的分带。矿床在I型和S型花岗岩都有产出，表明了成因上的差别，二者之间是否有某种联系尚不清楚。1.3 弧后带成矿1.3.1 弧后带及成矿特征 弧后带是指弧后盆地带，处于主弧靠大陆一侧，是在引张作用下形成的盆地或裂谷带，这是在总体为挤压作用下形成的局部张裂带，由于弧后张裂的原因不同，所形成的弧后盆地及其成矿有不同的面貌。弧后带与内弧带都处于主弧后侧，但应力状态不同，构造型式和成岩成矿有很大差异。弧后盆地与陡倾斜俯冲带关系密切，这时弧后为张应力体制，弧系拉张形成裂谷，并可发展到弧后洋盆，如日本海属此成因，这里形成的典型矿床是黑矿型块状硫化物矿床。美国西部则形成另一种弧后扩张机制，这里属于安底斯山型俯冲带，为缓倾角俯冲带，但在距海岸1000多公里的大陆内出现裂谷带，其成因与板片俯冲速度由快速到慢速的变化有关，俯冲减速后深部俯冲板片下沉，导致地壳下陷形成盆地，深部岩浆底辟上升，形成新的成矿条件，形成大型斑岩钼矿床。1.3.2 黑矿型矿床 典型黑矿型块状硫化物矿床产于日本北海道和本州东北部，在日本岛西侧靠日本海一线，矿床产于长英质火山岩中整合分布的多金属透镜体矿层，矿床形成于中新世，这期间是日本海盆地引张活动的一期，发生新的火山活动，形成相应的黑矿型矿床。日本的黑矿型矿床因为形成时间晚，未受构造运动改造，它的构造背景十分清楚，从而成为一种基本矿床类型，成为全世界对比研究的范例，但这类矿床也可以产于大陆张性裂谷中，不一定有弧后扩张背景，而且可与双峰式火山岩共生，表明一般陆内裂谷特征。因此黑矿型矿床研究的意义十分重要，特别对于古构造背景中的这类矿床的鉴别，对认识古构造带性质提供证据。黑矿型矿床是张性弧的特征性矿床，产于弧后盆地中，这里的主弧中不出现斑岩型铜矿床，后者产于压性弧中，那里不会有黑矿型矿床，二者不共生。这两类矿床有鉴别岛弧构造性质的意义。黑矿型矿床常与另外两类块状硫化物矿床别子型和塞浦路斯型矿床一起放在俯冲带的完整剖面的不同构造位置，作为成矿系列，但从板块构造背景看是完全不同的。绿岩带块状硫化物矿床也属此类型，产于太古代，此处略。1.3.3 斑岩钼矿床 在美国西部的安底斯型俯冲带的弧后扩张带中形成大型斑岩钼矿床，即克莱马克斯型钼矿床，产于高硅富碱的流纹斑岩岩株中，含亲岩元素钨锡铀铌钽等，不含铜。这类矿床的成因与其弧后裂谷机制有关，如上所述，当俯冲板片减速后下沉，倾角增大，地幔基性岩浆上升，新的热活动使地壳重熔，分异成流纹质岩浆并富含亲岩元素，通过底辟作用上升形成斑岩体和矿化。显然弧后裂谷中斑岩钼矿床不同于主弧中的斑岩铜矿床，它们的构造位置，岩浆岩类型和金属元素组合是明显不同的。不过美国西部安底斯型俯冲带的这种构造性质是有其特殊性和复杂性的，它原本属于缓倾角俯冲带的压性弧，由于俯冲减速而改变成张性弧，形成大陆内部的裂谷盆地，不同于日本弧的弧后海盆地。这种环境及其矿床在其它地区的再现还不普遍，应注意观察。2. 大洋环境成矿2.1 洋壳环境及成矿特征洋壳形成于洋中脊，是主要的板块离散边界，全球有5万多公里长，是岩浆活动最强烈的带，在这里形成镁铁质的蛇绿岩套，并从中脊向两侧迁移，洋脊扩张的速度在各处不同，可发生变化。洋中脊不仅是岩浆活动的地带，也是热液活动地区，热液活动造成洋底玄武岩蚀变是普遍现象，热液富含金属元素并上升到海底，就会沉积下来形成矿床，这要求洋壳岩石有高渗透性，总体上看洋脊上的成矿作用并不发育。扩张脊上热液活动可分强弱两种类型，弱型热液活动可在玄武岩上形成富锰和富铁两种皮壳，就是海底铁锰结核的来源。强型热液活动形成黑烟囱和白烟囱，就是热液在海底的喷口，其中黑烟囱形成硫化物矿化，以铜和锌矿化为主，这是洋脊主要成矿活动。洋壳成矿的意义还在于它们可以被迁移进入大陆成矿带中，其次，洋壳含矿是弧系成矿的重要来源。2.2 塞浦路斯型矿床 特罗多斯蛇绿岩形成于洋中脊环境，是板块俯冲而被抬升至大陆的，块状硫化物矿床都产在下部枕状熔岩的顶端或内部，有90多个矿床，规模较小，矿石黄铁矿为主，含铜和锌矿化。塞浦路斯型矿床有广泛分布，但重要的是鉴定它形成于洋中脊环境。但是塞浦路斯型矿床是否就是海底黑烟囱成矿的结果，也有些疑问，如黑烟囱含丰富磁黄铁矿，而塞浦路斯型矿床则不含，不过多数地质特征相似。2.3 蛇绿岩深成岩铬铁矿矿床 3. 大陆内部热点成矿3.1 大陆内部热点及成矿特征 板块构造与成矿的关系大多发生在板块边缘上，或由边缘活动引起的附近地带，而大陆内部的热点活动与成矿却与板缘无关，它是由地幔柱的活动引起的，与太平洋中夏威夷群岛的成因相似。当大陆板块从地幔柱上漂过时，就会留下一串活动的轨迹，如东澳大利亚新生代玄武质火山熔岩，如果相对运动很小，地幔热柱在大陆固定点长期停留，会形成更强烈岩浆活动，包括玄武岩，镁铁质岩和长英质岩的多种火成岩组合，碱性高，有来自地幔的和地壳重熔的成分。这些大陆内的岩浆活动及伴生的金属矿产，没有裂谷构造和造山构造的表现，具体地质特征的多样性复杂性则是由地幔热点的活动性，大陆壳的特点，热点持续时间长短，岩浆上升路线等因素引起。但地幔热点的成矿规模可以非常巨大，所以有很重要的意义。3.2 花岗岩锡矿床 由地幔热点形成的花岗岩锡矿床的实例有西非乔斯高原环状花岗岩锡矿，巴西西部朗多尼亚花岗岩带锡矿，南非元古代布什维尔德花岗岩锡矿等，前二者成带状，后者为点状杂岩体，都具有大规模矿化，全球其余地区有许多中小规模的花岗岩锡矿。这些花岗岩为碱性，多为地壳成因，包括锡矿化，也可含地幔来源物质，花岗岩锡矿床成线状分布表明热点活动轨迹，为区域成矿规律。3.3 斜长岩铁钛矿床3.4 层状镁铁质杂岩矿床是以玄武岩质为主的镁铁质杂岩体及矿床，典型实例有南非元古代布什维尔德火成杂岩体中层状镁铁质岩，伴生铬铁矿，铂族元素，钒磁铁矿；美国蒙大拿州太古代层状镁铁质杂岩铂矿床；加拿大安大略省萨德伯里太古代侵入体铜镍矿床等。这些矿床都有十分巨大的规模，将它们归入热点矿床成因是因为没有裂谷活动证据，有人还提出郧石撞击成因，也可能是诱发成因之一。4. 大陆裂谷环境成矿大陆裂谷是地壳拉张运动形成的，但拉张的原因，裂谷的形态，发展的过程却有着不同的特征，所以认识大陆裂谷有许多困难。有人提出裂谷带仅指现在的裂谷，但作为成矿研究必须涉及成矿期的裂谷环境，是古裂谷环境，不能说不属于裂谷构造范围，当然不是把凹陷或盆地都作为裂谷看。大陆裂谷不同于前述的弧后拉张运动，是地壳整体的伸展，当然不一定起源于直接的板块拉张运动，如碰撞裂谷。本章研究的裂谷是大陆拉张运动成因的构造，有三种基本类型，大陆破裂裂谷，夭折裂谷和拗拉槽，它们也是裂谷演化向不同方向发展的过程的产物，裂谷成因有被动和主动两种类型，指地幔隆升在形成裂谷中的作用而言。大陆裂谷的发展最终使大陆分离，形成洋盆，但这一过程按成矿的差异有必要分成两个阶段，早期阶段是陆相沉积阶段至浅海沉积阶段，然后转为深海沉积阶段，为晚期阶段。4.1 大陆裂谷早期成矿4.1.1 大陆裂谷早期阶段构造及成矿特征大陆裂谷形成早期从陆相红层沉积开始，逐渐转向海相沉积，陆相沉积盆地可达到巨大规模，具有很大的沉积厚度，在此阶段出现广泛的火山活动，为拉斑玄武岩和碱性玄武岩，及玄武岩-流纹岩的双模式组合。显然裂谷早期广泛的岩浆活动和沉积环境应该是裂谷成矿的特征条件，沉积型矿床是其主要矿床类型，本节中介绍的矿床许多是停留在大陆裂谷早期阶段的构造形态，保存这一阶段矿床的特征，作为现代实例就是东非裂谷带，在构造上处于裂谷早期阶段，裂谷系中分布着高盐度卤水湖，湖底正在形成富含金属的卤泥沉积物，如果海水继续入侵则可形成含铜页岩型铜矿床及铅锌银矿床等。裂谷构造若向后期演化，则会对早期形成的矿床进行改造和叠加的作用。4.1.2 层状铜矿床 这类矿床产于页岩或砂岩层中，以浸染状矿化为特征，在地层层序上往往是含矿地层下伏为红层沉积，上覆地层为碳酸盐岩层，表明是海侵沉积层序，具有稳定大陆内部裂谷特征，是裂谷带中初期沉积的特征，在矿床之下或附近总有玄武质火山岩分布。矿床以铜矿为主，具有辉铜矿，斑铜矿，黄铜矿分带，再往上可出现铅锌矿层，显示从氧化到还原的环境变化，缺少黄铁矿，可见虽属沉积矿床，但与块状硫化物矿床完全不同。矿床广泛分布于各大陆，成矿时代以元古代为主，显生宙较少。这类矿床仅次于斑岩型铜矿，为第二大规模铜矿。典型矿床实例为赞比亚铜矿带，形成于元古代地层中，有一种成因模式是矿质来源于附近富含铜的玄武岩，当时具有很大规模，剥蚀后搬运到裂谷盆地中沉积，近岸为氧化带，远岸转为还原带，形成上述分层或分带性。裂谷初期环境有利于层状铜矿的形成条件有，1. 富含铜的裂谷玄武岩，2. 裂谷盆地中氧化与还原环境的界线明显，3. 沉积成矿时有张性断裂活动，4. 裂谷存在高温热流。这些条件保证了矿质来源，沉积场所，方便搬运的裂隙带，搬运的热流动力等。元古代发育层状铜矿是因那时以大陆内裂谷活动为主要构造运动方式，大气中氧的增加也利于在地表水中矿质的搬运，所以这类矿床在显生宙不再发育。4.1.3 碳酸盐岩中的铅锌矿床 这是一类各有特征的铅锌矿床，如密西西比河谷型，阿尔卑斯型，爱尔兰型等，都产于浅水海相碳酸盐岩中，产在大的沉积盆地边缘或基底中的高地上，地层较少变形，成矿温度低，成矿溶液主要来自旁侧大盆地中的热卤水，成矿时代以显生宙为主。矿石构造复杂，如密西西比河谷型的岩屑堆，层状，断裂充填，坍塌角砾等，矿化可以是沿层面浸染状的，或胶结角砾的，或块状，胶状和层理状的，也可以在迁移过程中充填在断层带中成矿。对矿床的盆地构造是间接分析的，如矿带线状分布，碱性火成岩带，地层带状分布，分布礁灰岩，与碎屑岩相邻的灰岩属盆地边缘。矿床成因是，矿质来自卤水，有热柱使其迁移到边缘成矿，矿质来源是碱性岩及基性岩，说明矿床的矿体是后生定位的，即在别处形成的含矿卤水迁移到现在的位置，因此不可能在矿床中找到同生断层作为导矿构造，赫奇逊提出矿液从旁侧的深裂谷盆地中如红海盆地迁移而来，若如此此类矿床就与晚期裂谷有关，但目前尚无矿质从深部上升到浅部的证据，而按索金斯将其归属裂谷早期阶段的沉积矿床。注意矿液迁移仍在盆地水体中，不是构造改造使矿体迁移的，从盆地轴部深处的高温高盐度向边缘迁移与冷的淡水混合，从富硫化物到富氯化物贫硫的卤水中沉淀金属，盆地边缘碳酸盐有容矿的裂隙构造，不过成矿与成岩也可同期。4.1.4 岩浆铜镍矿床 4.2 大陆裂谷晚期成矿4.2.1 红海盆地及成矿特征大陆裂谷拉伸到晚期阶段是在裂谷轴部出现拉斑玄武岩或形成大洋型地壳，现代构造实例就是红海盆地，从盆地构造来说，应该具有大陆坡和深海沉积层，这是裂谷向年青大洋转化的过渡阶段。在成矿特征上则是以来源于海底的喷流作用形成块状硫化物矿床，红海盆地也在形成现代的这类成矿作用。对红海盆地的综合研究已发现海底存在许多热卤水海渊，底部为富含金属硫化物的软泥沉积物，它们发育在扩张轴部断层控制的次级洼地中，海盆由台阶式断层控制，其中最具经济价值的是阿特兰蒂斯海渊中的金属沉积物，为层状和块状硫化物，并显示从热液喷口向外的矿物分带性，以锌和铜矿化为主。同位素和化学研究表明，红海盆地矿化的形成，是热卤水循环