矿田构造学课件文字精致整理

1、 矿田构造学是介于矿床学和构造地质学之间的边缘分支学科。矿田构造学具体研究各种构造形迹和构造作用对矿床、矿体的形成和分布的控制作用；同时它还研究成矿诸因素中的构造作用与成矿物质聚积的相互关系，以便更全面深入地认识成矿作用机理。是矿产地质工作者应该掌握的一种专门知识。 第一章 绪论 一、 构造与成矿的关系 （一）从成矿的全过程看，构造对成矿的控制作用表现在以下方面： 1、 构造是成矿的重要地质环境 成矿物质的聚集需要良好的成矿地质构造环境。良好地质构造环境是形成矿床的重要条件。 从控矿构造尺度看，全球性构造环境控制着全球性成矿带（如环太平洋成矿带）； 区域性构造环境控制着区域成矿带（长江中下游成

2、矿带、南岭成矿带、秦岭成矿带等）。 构造岩浆活动带是多种内生矿床的产出地带；超大型矿床形成往往受控于独特的大型构造环境。 成矿系统的大地构造环境，在不同的地球动力学背景，包括：裂谷、盆地、造山带, 各有特定的成矿系统。 各类板块边界是构造最活动地带，而板块内部是相对稳定的环境。板块不同边界有不同的矿床组合。 板块边界基本的有三种类型：离散边界、敛合边界、转换边界 2、构造活动为成矿作用提供能量 构造运动是驱使地壳成矿物质运动的主导因素。 构造活动过程中释放的热能和动能为成矿作用提供能量。是含矿岩浆和各种流体运移和汇集的主要动力。 构造控制了地热梯度的变化对石油、天然气和煤级定型有决定性影响。

3、3、构造是含矿流体运移的通道 构造作用形成的断层、裂隙带、角砾岩带等具有很高的渗透性，为含矿流体运移提供通道。 通道是联系矿源场和储矿场的构造岩石网络，是成矿的中介场。 4、构造是成矿物质沉淀和堆积的场所 构造作用形成的各种开放空间提供了成矿物质聚集的场所。决定着矿体的形态、产状和空间位置。 对外生成矿作用而言，各类拗陷盆地是成矿物质的停积场所，而隆起剥蚀区则提供物质来源，从而决定了矿化的空间分布。 5、构造应力应变状况影响成矿的物理化学 成矿物质的搬运、集中或分散要受温度、压力、Eh、pH值等物理化学条件的控制。而这些物理化学条件可以因构造状态的改变而产生变化。 如在构造应力场的不同部位，物

4、理化学条件有差别，因而对矿液运移和矿石沉淀起着不同1 的作用。 6、构造条件对成矿方式的影响 不同的构造条件可引起不同的成矿方式，形成不同的矿床矿体类型。如成矿物质在断裂构造中充填形成脉状矿体，顺层间构造充填交代则形成层状矿体。 7、构造活动对成矿期成矿阶段的影响 大多数矿床的形成是一个较漫长的地质过程，具有多期多阶段性。构造活动的多期次，是导致成矿多期多阶段的重要原因。在热液矿床中尤为明显，常表现为早晚不同阶段矿脉间的重叠和穿插关系。因此研究成矿期间的构造活动是划分成矿期成矿阶段的基础。 构造运动往往是划分不同成矿期和成矿阶段的依据之一。各种成矿作用的发展演化都与地质构造活动的发展演化密切相

5、关。 8、构造对矿化分带的控制 矿化分带是普遍存在的现象，有区域分带、矿床分带、矿体分带，有水平分带和垂直分带等。造成分带的原因可能是多方面的，但构造作用是矿化分带的重要因素。 矿床分带与构造分带有成因联系。矿化有序分布的规律，在指导盲矿、隐伏矿预测中起着重要作用。 9、构造动力成矿作用 在一定的条件下，显著的构造活动可以直接形成有用的矿物或岩石，如粘土、滑石、石棉、蓝晶石等及其他一些有用的构造岩和动力变质岩。 10、构造活动对矿床矿体的改造作用 大多数矿床形成后，都要遭受后期的改造，特别是地质时代较早的矿床，都会受到成矿后构造的影响。 成矿后的构造，对以成矿床起着不同的改造作用。 构造可使浅

6、部矿体深埋，或将深部矿体抬升而出露地表，层状矿体可因褶皱作用而加厚或变薄。 构造可以影响原生矿石的表面风化过程，从而形成风化壳型或淋滤矿床，有些矿体风化剥蚀很深，终至破坏无存。 矿床所处构造环境，一定程度上决定了矿床类型和保存潜力。 （二）研究意义 构造活动是成矿作用的基本条件和组成部分，构造是控制矿床形成和分布的重要因素。 研究大区域的构造控制作用和矿床分布规律，对区域矿产预测和普查找矿工作有战略指导意义； 研究矿田矿床构造可更具体地认识、掌握矿床（体）形成、改造和分布的控制因素，对于大比例尺矿床预测、找矿、详查、勘探、采矿均有着实际意义。 研究构造不仅有利于找矿，同时也对全面认识矿床成因有

7、重要意义。 （三）控矿构造的分级（表） 不同级别和层次的地质构造，它们影响成矿的范围及研究意义各不相同。构造成矿控矿的整体看，从大尺度小尺度微区是一个自然作用体系，可统称为成矿构造。 二、 矿田矿床构造概念 矿田构造的特点 1、矿田构造中的主体控矿构造是含矿的，或是曾有含矿流体通过的。它们都接受过矿质及成矿流体的利用或改造（含矿流体与构造发生相互作用），是“物化”了的构造。 2、在含矿流体的作用下，可诱导出一部分新的构造型式，如气化流体的沸腾、隐蔽爆发等产生新的角砾岩和水力破裂构造。 3、矿田构造活动的多期次性突出。 2 4、矿田构造是整个矿田地质作用的一个组成部分。 三、矿田构造研究的现状与

8、发展过程 矿田构造研究是随着采矿工业的发展和地质科学的进步而展开的。一些工业发达国家在20世纪初叶开始矿田构造研究。主要从两方面入手： .研究单个构造形迹对成矿的控制； .以矿床为研究单位，综合研究有关的不同控矿构造。 四、矿田构造的主要研究内容 1、研究岩石的物理力学性质对成矿的影响 岩石的基本力学性质，如强度、弹性、塑性、脆性、空隙度、渗透性对矿液运移和矿化分布的影响。 变质后岩石力学性质对矿化分布的影响。 同一种岩石在不同深度、不同应力条件下，性质变化对成矿的影响。 地层剖面中岩石组合与岩石强度变化对成矿的影响。 2.研究各种控矿构造类型 研究各种构造形迹的发生、发展历史及其与矿化的时间

9、、空间和成因联系，以查明矿化的构造控制因素，是矿田构造研究的主要内容。 3.研究控矿构造体系和构造分带性 研究在统一的变形过程中所产生的构造体系，了解有关构造要素间的内在联系，从整体上认识构造与矿化的关系。 构造分带性表现为不同构造要素在空间和时间上有规律分布，对于认识矿化空间分布规律很有意义，是一个重要的研究方向。 4.研究控矿构造的演化期次和发展阶段 地质构造形成过程比矿床的形成过程要长得多，可分为成矿前、成矿期、成矿后构造。 研究各期构造的形成演化及其对成矿的控制、保存或破坏作用。 5.研究矿液的运移与构造条件的关系 为了剖析成矿流体的原始通路，一般根据构造在成矿流体和堆积中所起的作用，

10、将构造要素划分为导矿构造和储矿构造。 研究导矿构造和储矿构造能更深入认识构造对成矿流体运移和矿质沉淀的控制作用。 6.研究矿石堆积的构造圈闭条件 凡起到封闭成矿流体，使矿质在局部地段富集起来的构造作用和构造要素，称为成矿构造圈闭。 构造圈闭是促进矿石堆积的最重要外部条件，它影响着成矿基本参数的变化，因而也影响成矿作用过程和矿床的成因特征。是研究矿田构造的基本内容之一。 7.研究各类矿床的构造特征及成矿的构造条件 研究各种不同成因类型矿床的构造控矿条件和构造类型，是矿田构造研究的经常性构造。 矿床的不同类型的划分，既取决于成矿作用方式，也取决于成矿的地质构造条件。 矿床成因类型多种多样，构造控矿

11、作用也不全相同。因此，在研究每一类矿床的构造特征时，要注意把握每类矿床的主要特点，有目的地解决构造问题，指出具体的控矿构造标志。 8.研究矿田构造与区域构造的关系 研究区域构造体系及成矿构造在其中的位置。 研究不同构造层中的成矿构造特点。 注意贯通性断裂通过不同构造层所引起的矿化差异。 研究区域矿化深度和区域矿化垂直分带 五、矿田构造的研究方法 3 1.大比例尺矿田构造制图 2.深部构造研究与制图 3.控矿构造的岩组分析 4.构造岩石物理分析 5.构造地球化学方法 6.遥感构造解译方法 7.构造控矿的模拟实验 六、成矿构造研究思路 1.由矿床矿田构造区域构造、大型构造全球构造，是一个由小到大、

12、由局部到整体，又由整体到局部的逐步实践和反复认识过程。矿床、矿田构造研究以具体事物为主，大地构造和全球构造的控矿研究的综合性和复杂性更明显。两方面的研究是互为补充，相互渗透的。 2.从研究内容看，由单个构造控矿构造体系控矿成矿构造动力学研究，应处理好物质与运动的关系。 矿床常在几种基本控矿因素的耦合部位：矿源区（成矿物质）；构造、流体、热能及物理化学空间等发育区（促成矿质汇聚）。因此，成矿构造与区域地球化学、地质流体研究相结合是核心问题。 3.从构造成矿作用看，要注意特定构造部位成矿机制研究。原因是：在一些特定构造部位有利于基本控矿因素的同时出现和耦合；有利于实现各种控矿参量由渐变到突变的转换

13、，从而导致原有物理化学平衡态的失稳，促使成矿物质的大量堆积。 4. 构造成矿与构造破矿研究相结合,矿床形成后，能否保存以及保存在何处，主要是受构造运动控制的。 研究构造对矿床形成、变化、破坏的历史，有利于认识矿床的“来龙去脉”，以具体帮助预测和勘查工作。 七、成矿构造研究趋势 将矿田构造与区域构造、深部构造结合在一起研究，点、面、体结合研究，深、中、浅层次结合研究。 深入开展构造地球化学研究，阐明矿石堆积的构造动力学和地球化学动力学特征，建立动力学模型。 将成矿区带内的构造、流体、成矿作为一个系统加以研究。 开展大陆构造体制与成矿关系的研究。 在成矿构造研究中广泛采用计算机技术、遥感技术和分形

14、方法，发展GIS系统，进行精细的矿田构造制图和重要矿集区的构造成矿制图（三维的、动态的）；研究成矿构造形迹的定年方法，以定量测定构造与成矿的年代关系，提高研究的精度和定量化程度。 第二章 成矿流体的运移 一、概述 成矿流体是成矿物质的载体。它既能汲取、溶解、包含各类成矿物质，又能将其运移、输导到有利的构造岩石空间而富集成矿。成矿流体的运动是成矿必不可少的基本条件。 研究成矿流体运动规律，具有重要意义： .为研究成矿物质来源、富集提供依据，有助于深入认识成矿机理和矿化富集规律； .为研究矿体形态、产状和组分的变化规律提供依据，有助于深部矿体预测。 矿源场与储矿场的空间关系 成矿物质从矿源场活化析

15、出，经过一定距离的运动到达储矿场集中，基本上是靠各种地质流体的携带和传输。成矿流体携带矿质，运移到有利构造岩石中沉淀出来形成矿床。 4 地球中的流体多种多样，按地质产状和成因可分为：岩浆热液；变质热液；地下水（包括大气降水）；海水；地幔来源的流体等。其中以热水为主的流体对固体矿产的成矿最为重要。各种流体经过水岩作用和其它地质作用形成成矿流体。 成矿流体是地质流体系统中的组成部分，它存在于一定的时空范畴和构造环境，有一定的运动规律。 二、成矿流体的运移动力 成矿流体在运动过程中，其中的物质和能量与周围的岩石发生化学反应，可导致成矿物质的浓集和矿床形成。成矿流体的驱动力有： 1.成矿流体的内力驱动

16、 成矿流体本身具有较大的热能、较高的内压力。这种热能和压力能推进成矿流体的运移。 如岩浆中的高温高压气液可从岩浆中析出，由深部向浅部运移，向围岩的孔隙中扩散，或以火山喷发形式迅猛到达地表。 2.地层围压驱动 地壳中流体的运动直接与上覆岩层的巨大压力有关，地壳不同深度有不同的围压。 在盆地堆积物的下沉和压实过程中，由于盆地各部位的沉降幅度和岩相差异，造成不同的静压力。在这种静压力差的作用下，引起层间水（包括热卤水）向压力小的方向转移。盆地中心一般坳陷深、沉积物厚、承压大，因而该处的流体沿透水层向压力较小的盆地边缘运动。 大陆边缘沉降压实驱动系统 迅速沉降的年轻盆地能形成因承载上覆地层而造成的过压

17、流体，并发育沉降压实驱动系统 沉积物的压实作用可使沉积物的体积密度不断增加，孔隙度不断减少，孔隙流体不断排 出。 压实作用可以引起地质流体的垂向和侧向运动。压实作用驱动下沉积盆地中地质流体的运动表现为离心流的特点，流动方向由盆地沉降中心的较深部位流向盆地的边缘和浅部。 3.构造应力驱动 构造是驱动流体运移的主要动力。 地壳中构造应力场的应力分布是不均匀的。在有很大差应力的应力场中，由于挤压，使含矿流体向压力较小的拉张区流动。即在总体为挤压紧闭而局部拉张减薄的构造环境中能促进流体运移和有利成矿。 如区域剪切带控矿，剪切带的挤压剪切分力作用于围岩，可排挤出围岩中的流体和成矿组分；剪切带的局部拉张作

18、用，可作为“吸引”成矿流体的动力，又提供矿质沉淀空间。 褶皱逆冲带构造应力和驱动系统 -构造应力和逆掩作用能在造山带中产生巨大的压力而驱使流体运动 如冲断裂作用或构造挤压作用，它们一方面导致构造应力增大，另一方面导致构造变形，孔隙体积缩小，引起了流体势场和流体压力系统的变化，从而驱动地质流体的运动（建造水被压挤，向前陆盆地方向排出）。 大规模应力驱动系统的流体运移对研究盆地和造山带演化变质作用中的地质流体过程以, ,及矿床形成过程等有非常重要的意义。 在裂谷等伸展构造体制中，以拉张运动为主，导致上地壳开裂、减压，可造成深部流体从较深部位运移到较浅部位甚至直到地表。 在板块俯冲带的局部断开或局部

19、熔融强烈地段，也可构成有利于岩浆和地幔流体的向上部 运动 4.热驱动 （1）局部热源引起热液环流 当上升的岩浆或地热流向浅部运动时，受其影响，上部岩层增温，其中的流体被加热，相5 对密度减小，比重减轻，内压增大，形成强大的热量载体，向上部的开放裂隙运动，而浅层或海洋底部水则因相对密度较大而下沉，加热后再上升，为此循环往复，围绕局部热源形成地下水的热液对流系统，并发生大范围的水岩反应。 近年来，对大陆和洋底的热液对流系统作了大量调查，认识到这些热液系统能长期地较大范围地淋滤周围地层和火成岩中的金属元素，再在浅层次裂隙系统中堆积形成块状硫化物矿床、斑岩型矿床、卡林型金矿床等。 （2）区域变质过程中

20、变质热液对流 在区域变质过程中产生的变质流体，由于变质变形（构造热力）作用可能被导流进入有利的构造环境，如果变质流体在途中萃取了围岩中的成矿物质，在减压扩容的构造环境中便可能富集成矿。 如火山沉积建造遭受绿片岩相到角闪岩相的变质作用，岩石中会释放出约2的变质水，在温度为500条件下，变质热液中金的溶解度可达0.110-6 ，含金热液汇聚到绿片岩相的有利构造部位沉淀成矿。 5.重力作用（地形）驱动 当大气降水进入沉积盆地周围地形较高的山区时， 由于山区和沉积盆地的地势高差，导致地下水产生较大的重力作用，从而驱动盆地中的地质流体运动。 在地形高差引起的地下水的重力作用下，沉积盆地中地质流体表现为向

21、心流或穿越流的运动特征，即地质流体由盆地边缘渗入盆地中心深部再向上返回地面或流体由盆地一侧渗入地下， 再由另一侧渗出。地质流体主要来自于大气降水或地表水。地质流体的势差大小，主要取决于地形高差。 现代地壳流体(地下水和油气)的研究表明,重力驱动系统的运移距离可达几百公里到上千公里,甚至更远。 美国中部大平原地区延伸约的地下水流系统 1000km在有一定大气降水补给来源的条件下凡有大范围地形起伏的地区都可能发育重力驱动系,统这在上部地壳是非常普遍的。重力驱动系统对中低温层控矿床和油气矿藏成矿有重要意, 义。因此有关热液的大气降水来源、古渗透率分布和古地形恢复都应成为该类矿床成因研,究乃至找矿勘查

22、研究的重要内容。 6.虹吸作用与泵吸作用 真空虹吸作用：在成矿裂隙生成阶段，封闭裂隙生成的瞬间产生真空状态，如果这种裂隙 的一端与热液聚集地段相连通，则热液因压力差而被吸入到裂隙中。同时，由于热液在深部所受上覆岩层的静压力，使流体挤入裂隙而上升。 地震泵吸作用：在剪切带两盘发生错动时，由于剪切带拐弯处产生扩张空间，流体压力降 低，剪切带下部及外部的流体就在压力差的驱动下进入扩张空间，扩张空间就象压力泵一样地吸收流体，称为地震泵吸作用。 三、成矿流体运移的通道 研究成矿流体运移的通道对于认识矿化轨迹，追寻成矿物质的堆积场，预测矿床产出部位有重要意义。地壳中含矿流体运移是在岩石孔隙和断裂裂隙中进行

23、，其流体动力学特征有所不同。 1、岩石孔隙中含矿流体运移 岩石孔隙包括原生和次生两种类型 原生孔隙指成岩过程中形成的孔洞和裂隙，如沉积岩中的粒间孔隙和火山岩中的气孔等。 次生孔隙是岩石形成后有后生作用形成的，如火成岩冷却固结后受热液蚀变生成的孔隙， 石灰岩经白云岩化后体积收缩而产生的孔隙等。 原生孔隙和次生孔隙广布在岩层和岩体中，有如微细血管网络，是含矿流体的微观通道。 6 流体在孔隙中的运动方式是渗流方式运动。 流体在孔隙中的运动状态多属于层流运动。绝大部分服从达西的线性渗透定律。 1）含矿流体沿岩石孔隙运移的因素 含矿流体沿岩石的孔隙运移，主要受两个因素的作用： （1）成矿流体运移趋势 由

24、于成矿流体本身具有活动能力（内能、内压），其运移趋势主要是向上流动，但局部也可向下流动，如流体向上运移时遇到阻挡，而其侧下方又有低压带时，则流体局部向下运动。 常见的成矿流体运移趋势有： 沿透水层向上运移； 沿不透水层之下向上运移； 沿岩层仰起方向运移； 沿岩层倾向运移； 沿背斜两翼向轴部运移； 沿背斜脊线运移； 沿多层透水层分流运动； （2）岩层对流体的屏蔽作用 岩层的屏蔽作用主要取决于岩石的孔隙度和渗透性。 在成层岩石中含矿流体总是沿孔隙较大、渗透性较好的岩层流动，而孔隙很小、渗透性差的岩石不利于含矿流体运移。 岩石的渗透性取决于岩石的有效孔隙度。 含矿流体在岩石孔隙中流动，后在断裂带中泄

25、水成矿。 2、断裂和裂隙中含矿流体运移 岩石的断裂和裂隙是成矿流体运移的主要通道。 裂隙岩石的介质特征与孔隙岩石不同，裂隙岩石中水流的特征是非均质性和各向异性。 因为裂隙大小悬殊，分布不均，有一定的方向性，渗透水流在大裂隙中阻力小，流动快；在小裂隙中阻力大，流动慢。若大、小裂隙组合起来，则形成复杂的网脉状裂隙导水系统。 （1）不同断裂裂隙的导水性 岩石裂隙的类型多，力学性质差异大，其含水和导水的性能相差悬殊。 .张性断裂裂隙的含水空间大，导水能力最强。 .压性断裂裂隙的含水性和导水能力较差。 .剪切断裂裂隙的富水条件和导水能力介于张性断裂裂隙和压性断裂之间。 （2）断裂裂隙中流体运移趋势 .成

26、矿流体沿单一断裂裂隙运移时，基本上是由下向上运动，形成的矿体较为简单。 .成矿流体沿两组交叉裂隙运移时，裂隙交叉处破碎程度高，流体从不同方向向交叉扩张空间汇聚。 .由大小裂隙组合起来的网状裂隙，则形成复杂的导水系统。大小裂隙具有不同的导水性，小裂隙导水能力弱，储水量较大；大裂隙导水能力强，起汇水管道的作用。当这些大型断裂裂隙与区域中主要的构造通道连接时，能将含矿流体集中起来并输送导主要构造通道中去，并进一步向地壳浅部的低压带流动。 （3）断裂裂隙与岩石孔隙组合 在成层岩石中常有断裂发育，因此，常见的是流体既沿岩石孔隙运动，又沿断裂流动。基本趋势： .成矿流体由断裂进入岩石孔隙。 .成矿流体在断

27、裂和岩石孔隙中运移（几乎）同时发生。 7 .断裂裂隙与岩石孔隙、透水层与不透水层的组合情况是复杂的，他们的变化将影响到成矿流体运移方式。因此，研究成矿流体运移通道使，要注意地质构造环境和构造要素的配置情况。 3、导矿构造 根据构造在成矿流体运移和堆积中所起的作用，可将成矿构造分为导矿构造和储矿构造。 导矿构造是沟通成矿流体并引导它进入矿田、矿床范围内的通道。 常见的导矿构造：规模较大的断层、剪切带、破碎带和角砾岩带；剧烈褶皱区的某些陡倾 斜的岩层或岩系；渗透性较好的岩层和层间错动。 不同级次导矿构造的组合关系 导矿构造是多级次的，有主干导矿构造和二级、三级等次级导矿构造，成矿流体由主干导矿构造

28、分散到次级导矿构造，然后进入到储矿构造堆积成矿。不同级次导矿构造的组合关系 对矿化分布有影响 .次级导矿构造与主干导矿构造为斜切或横切关系 .次级导矿构造与主干导矿构造走向基本一致，但剖面上斜交 .多组次级导矿构造与主干导矿构造交切。 4、储矿构造 储矿构造是矿质沉淀的场所，是矿体定位、并决定矿体形态、产状和规模的构造条件。也称容矿构造。 储矿构造类型很多，有些明显起到封闭矿液的作用，又称为圈闭构造（或成矿构造圈闭）。 形成矿石的成矿构造圈闭可划分为断裂圈闭、褶皱圈闭、侵入接触圈闭、地层圈闭（沉积圈闭）、复合圈闭等。 储矿构造与导矿构造一般有明显区别，但有时是一致的，即导矿构造也是储矿构造，有

29、时储矿构造是导矿构造的一部分。 四、成矿流体运移通道及流向的判别 在成矿分析中如何追踪成矿流体运移通道是很重要也是难度较大的问题。研究成矿流体流动方向和构造通道对于认识矿床和矿体的产出位置、寻找隐伏矿床有重要的意义。 现今正在活动的大陆热泉（温泉）的流动路径较易查明，但追踪中新生代流体运移路径就较困难。因为很多古老流体当时运移的通道及其遗迹，在后来的地质过程中已被破坏或改造，要恢复和重建古流体系统较困难。因此目前只能根据流体成矿过程所留下来的产物和痕迹去探索古流体运动的方向和通道。 成矿流体运移通道及流向的研究 （一）成矿构造和矿体产状分析 各种构造结构面的组合情况及构造破裂的应力状态 构造和

30、矿体的产状要素 遮挡层与透水层的分布与产状 （二）蚀变类型及强度变化分析 当成矿流体沿控矿构造上升到一定部位，遇到易于交代的岩石时，发生水岩反应，产生围岩蚀变。由于成矿流体的逐渐变化以及化学元素活动性的差异，可形成蚀变分带。 蚀变的分带一般是由高温蚀变矿物组合向低温蚀变矿物组合演变。根据蚀变分带现象，可判断流体的运移方向。 （三）成矿组分的地球化学分析 成矿组分在运移过程中，随着物理化学条件的变化，在不同地段往往析出不同的组分、形成品位不同的矿石。 根据成矿组分的地球化学行为、性状、沉淀的先后次序和矿物共生组合等方面的特征，可8 分析矿液运移的趋势。 在一个成矿阶段中，成矿组分从含矿溶液中先后

31、有次序地沉淀，出现沉淀分带现象。这种有次序地沉淀与金属元素的稳定序列有关。 例如在热液铅锌矿床中，往往上部富铅，下部富锌。因为元素稳定性是AgPbZn、Cu，稳定性小的元素先沉淀，大的后沉淀，因而形成分带。根据矿体中Zn/Pb比值等值线变化特征判断矿液流向。 在热液汞锑矿床中也有沉淀分带现象，上部相对富汞，下部锑含量较高。因为AsHgSb,因此根据矿体中Sb/Hg比值等值线变化特征判断矿液流向。 在一些热液矿床中，矿石中微量元素的含量表现出规律性变化。随着矿液的运移，沉淀出的主矿物中微量元素的含量有的逐步升高，有的逐步降低，而且是一个连续的过程。因此利用微量元素含量的规律变化也可判断矿液流向。

32、 （四）热力学分析 矿液的运移是由高压带向低压带方向流动。矿液的温度也相应地由高到低发生变化，随着矿液温度的降低，成矿物质不断析出。因此系统测定矿物的形成温度变化规律，可以判断矿液流动方向。 利用矿化区域内的钻孔或坑道工程,沿水平或垂直方向系统取样,并测定其温度,根据测温数据编制温度变化曲线图(等温线图).利用等温线图,可分析矿液的流向. （五）矿物结晶特征及光学性质分析 矿物晶体的生长情况与成矿物质的补给有关系，因此矿液的流向和流速对矿物晶体形貌和内部结构有一定的影响。研究矿物晶体发育程度和内部结构的变化特征，能为矿液运移轨迹提供重要信息。 当矿液从某个方向不断地供给结晶的物质，那么晶体在这

33、一方向的晶面上生长就较快，而相反的一面生长较慢，结晶较差。因此结晶较好的一面代表了矿液补给的方向。 对矿物晶形的研究，要选择自形晶矿物，如石英、萤石、电气石、黑钨矿、黄铁矿、锡石、毒砂、方铅矿等。系统收集定向标本，制作定向光片和薄片进行观测研究。 研究表明不同温度条件下的晶体形貌有明显差异： , 低温、低过饱和度时晶体以柱状晶习占优势；温度及过饱和度升高晶体生长速度加快, , 晶面之间生长速率差异相对减少则以菱面体状晶习占优势。 , 低温热液型水晶形成温度约为值为左右结晶形态为长柱状、柱, , pH 6.9100 200状、尖锥状. 中高温热液型水晶形成温度约值左右晶体为柱状、短柱状和, pH

34、 200 7.2290, 板状 高温热液水晶晶体形成温度约为值左右结晶习性为等轴状、短. 380pH, 7.5290 柱状 （六）同位素分析 某些元素的同位素组成在空间变化上有一定的方向性，这种变化规律与矿液流向和矿质沉淀次序有一定关系。因此其变化方向也可反映矿液的流向。 例如在一些硫化物矿床中，研究硫同位素、铅同位素的变化规律。 （七）成矿构造应力场数值模拟 构造应力场对含矿流体的流向和停积有重要控制作用。在挤压为主的构造应力场中，含矿流体从高压高能区向低压低能区运移；在拉张为主的构造环境中，含矿流体从低压低能向高压高能区运移。表明在构造动力作用下，含矿流体从构造挤压区向拉张区运移的总趋势。

35、 通过成矿期构造应力场的分析与模拟，确定成矿时的挤压区和拉张区，分析挤压区和拉张区与矿体分布的关系。 9 岩浆期后热液阶段最大剪切应力等值线图 最大剪切应力值的高值区位于岩体上盘内接触处。近地表的岩体内接触带内侧，等值线也密集呈带状，但延深不大。这些地带是断裂发育的有利部位，是热液运移、停积的有利场所。 矿液运移趋势图 在岩体及其下盘围岩中应变能较高，而岩体上盘接触带及岩体顶（上）部较低。推测岩体及其下盘围岩不利于矿液的停积而流向低压低能区（岩体上盘接触带及岩体顶（上）部）。 构造围压与应变能等值线图 构造围压在岩体内部及其下盘围岩中较高，而岩体上盘接触带及岩体上部为低压区。利用构造围压和应变

36、能值，可以绘出矿液运移趋势。 成矿流体的热场与运移的数值模拟 通过成矿流体的运移过程研究，建立流体运移过程的数学模型，结合具体的矿床，对流体及其成矿作用进行数值模拟研究。 例：根据湘中盆地的水文地质单元和锡矿山锑矿床的成矿模式，利用流体运移的热重力-驱动模型，在湘中盆地以锡矿山为中心，选取了条具代表性的剖面进行了数值模拟。 4 注意问题 探索矿液运移方向，需要运用多种手段综合研究多种因素。 以地质观测为基础，实验研究与矿床地质研究相结合。 注意成矿类型和成矿多期多阶段性。 将矿液运移与控矿构造、成矿流体及成矿物质来源研究结合起来。 宏观与微观结合，采用多种方法。 第三章 褶皱构造的控矿作用 一

37、、 研究褶皱构造的意义和作用 褶皱构造是一种常见的构造型式。各种层状岩石受力后形成不同形态、产状、规模的褶曲，从单斜构造到复杂的背向斜褶皱构造，常常背向斜相间成群，或不同级别期次重叠出现。由于褶皱各部分受力状态不同，其伴生和派生构造也复杂多样。 主要褶皱轴线方向，往往反映了一个地区的主要构造线方向，与之垂直者即为主要应力方向。 褶皱构造对岩浆侵入和矿床分布有着直接或间接的控制作用。 各种褶皱构造对矿床的形成都可以有明显的控制作用。 成矿前和成矿期的褶皱及其有关的伴生构造，可以成为内生及外生矿床的有利成矿空间。 如背斜轴部，特别是有不透水层作隔挡层的轴部，往往是油气和各种内生矿床聚集场所。 成矿

38、后的褶皱对各种内、外生矿床起改造作用。特别是一些层状矿体褶皱之后，在褶皱 的不同部位，矿层的产状、厚度均可产生变化。有些矿床的矿体在褶皱过程中可以产生流动，先成矿体可能发生明显地改造。有时在褶皱过程中，可能伴随变质作用，使矿化局部变富或变贫。受褶皱控制的矿体产状和形态，往往随褶皱的产状、形态和不同构造部位而变化。 因此深入研究褶皱构造，对预测找矿有重要意义。研究成矿前和成矿期褶皱，可了解它们对成矿的直接、间接控制，从而找出成矿规律；研究成矿后褶皱，可了解矿床的改造、加富或破坏，以及多阶段成矿的叠加和富集规律。 褶皱构造对内生矿化的控制，首先是控制了与矿化有关的岩浆活动。从我国已知的生产 矿山资

39、料统计，85以上的有色和稀有金属矿化，与中酸性小岩体有关，而这些中酸性小侵入体常常受背斜轴部及断裂的控制。 褶皱对外生矿床的控制，首先是控制了沉积盆地的形成。每个盆地的特点都与大地构造 背景有关，如地台区的盆地多宽阔而平缓，地槽区的及活化区则相反。后期褶皱构造，可以10 对矿层产状和厚度产生较大的改造，在背斜的轴部或向斜槽部使矿层加厚或变富。 二、褶皱构造中有利成矿部位 对内生和外生矿床而言，背斜构造较向斜构造更有利成矿。在背斜的转折端往往形成鞍状矿体。与背斜同时存在的往往有一套伴生构造，当褶皱岩层不均一时，在轴部产生“剥离”，两翼产生层间破碎，为矿液的充填交代提供有利空间。 如个旧锡矿区，在

40、轴部主要是伴生断裂裂隙控矿，而翼部主要是层间滑动和层间破碎带控矿，在倾伏端为剥离构造控矿。 背斜构造的有利成矿部位 背斜的轴部（包括穹隆构造的轴部） 倾伏背斜的倾伏端，背斜轴面沿走向弯曲转折处 倒转背斜的翼部 与背斜伴生的断裂和破碎带 开阔向斜中次一级背斜 背斜与其他有利构造和岩层交汇处 向斜构造由于在构造变形时所处位置较深，所受围压较大，伴生构造不及背斜发育，不易形成圈闭构造，因此对内生矿床控制作用相对较差。但也有不少矿床，如一些铁、铜矿床的矿体产于向斜构造中。成矿后的向斜构造，对矿层可以起加厚和保存的良好作用。 三、褶皱构造控矿的机制 应力集中部位应变较强，构造空间大，是矿化富集有利部位。

41、由于背斜轴和倾伏端等部位应力集中，应变强度大，可有多种伴生构造产生，故易为成矿流体的集中提供有利空间。 在背斜轴部，围压小，常见的伴生裂隙有横张裂隙、纵张裂隙和X型剪切裂隙，它们进一步发展可形成断裂。 当褶皱的岩层岩性不均一时，易产生层间滑动、羽状张性裂隙和扭性裂隙。 因此，当成矿流体由下向上运移时，易向背斜轴部、伴生裂隙多的部位集中。而遇到向斜时则向两翼分散。当在背斜轴部有不透水层作为隔挡层时，更利于成矿流体的聚积。 由于褶皱各部位应力应变特征方面的差异，可影响化学元素的迁移、分配、分散、富集规律，并相应决定着成岩成矿的组分分异和空间定位规律。 构造部位及其应力应变特征与成矿环境方面的差异性

42、：转折端-两翼、仰起端-倾伏端、 隆起-拗曲通常，前者为相对低压应力应变区，张裂、虚脱空间相对发育，成矿环境相对为开放、氧化特征；而后者为相对高压应力应变、相对封闭的还原环境。 成岩成矿元素组分的地球化学活动性差异：通常离子半径较大、密度较小、活动性较强 的元素组分在低压应力区相对富集：而离子半径较小、密度较大、化学活动性稳定(或相对惰性)的元素组分，在压缩区相对富集。并且，前者常表现为亲石、亲氧性，后者多为亲硫、亲铜性质。 化学性质不同的元素在褶皱过程中，有不同的迁移富集规律。 四、褶皱构造类型及其控矿作用 褶皱构造按其成因，可分为： 1、纵弯褶皱 是指岩层受到顺层挤压力的作用而形成的褶皱。

43、一般假定岩层在褶皱前处于原始的水平状态，所以，纵弯褶皱是地壳水平挤压的结果。是造山带中最为常见的褶皱。 岩层间力学性质的差异在褶皱形成中起着主导的作用。由于岩石变形时的韧性不同，可形成不同类型的伴生构造。如劈理、张裂隙和共轭剪裂隙，小型顺层剪切带与层间破碎带。相邻岩层的相对错动，可在褶皱转折端形成虚脱鞍状空洞，是成矿的有利空间。 2、横弯褶皱 11 岩层受到与层面垂直的外力作用而发生弯曲形成的褶皱。由于沉积岩层初始状态是水平的，因此，横弯褶皱作用的外力是垂向的。横弯褶皱作用有： 基底的断块升降引起盖层弯曲的被迫褶皱（断块褶皱）。如果基底的差异性升降与盖层的沉积作用同时，则可形成同沉积褶皱。 侵

44、入岩体的上隆作用而形成的褶皱（同步褶皱）。 横弯褶皱作用的特点: (1) 横弯褶皱的岩层整体处于拉伸状态, 一般不存在中和面。 (2) 横弯褶皱作用往往形成顶薄褶皱, 尤其是岩浆侵入或高韧性的岩体上拱造成的穹隆构造更是如此； 在这种情况下, 褶皱顶部岩层不仅拉伸而变薄,而且还可能造成放射状断层或同心圆状环形断层； (3) 横弯褶皱作用引起的弯流作用是使岩层物质从褶皱弯曲的顶部向翼部流动。 (4) 在横弯褶皱作用形成的背斜中, 韧性岩层在翼部由于重力作用或层间差异流动, 在翼部可形成一些层间褶皱。 3、剪切褶皱 剪切褶皱又称滑褶皱，是岩层沿着一系列与层面交切的密集面发生不均匀的剪切而形成的褶皱。

45、它一般发生于韧性较大的岩系，或处于较深层次的层状岩系和韧性剪切带中。 剪切褶皱形态复杂，转折端较厚，两翼岩层变薄。 剪切褶皱变形的物质迁移 剪切褶皱在发育过程中，在应力作用下，塑性岩石物质产生迁移，由翼部向核部聚集，使核部矿体的厚度增大，而两翼矿体变薄。 4、底辟（刺穿）褶皱 底辟构造是一种特殊的褶皱，是地下岩盐、石膏或粘土等低粘性易流动的物质，在构造力或浮力的作用下向上流动，以至刺穿或部分刺穿上覆岩层，使上覆岩层拱起形成的褶皱。 核部有盐类物质组成的构造称为盐丘，由岩浆强力侵位形成的称位岩浆底辟。 在塑性岩层向上运动过程中，在底辟体与周围岩层之间常形成断裂，岩石破碎。在底辟体顶部常形成角砾岩

46、，为成矿提供空间。 5、柔流褶皱 这是一种固态流变条件下的褶皱作用形成的。发生在具有高韧性和低粘度的岩石中。深变质岩和混合岩化岩石中常发育复杂的柔流褶皱。 柔流褶皱作用：柔流褶皱作用与前面所讲述的受层理控制的纵弯褶皱作用中的弯流褶皱作 用常有互相过渡的现象, 例如有些煤层遭受强烈的弯流褶皱作用时, 相对较韧性的煤层会发生柔流并突破岩层的限制,在局部地段形成肠状褶皱, 造成煤层在一处变厚, 在另一处变薄甚至尖灭的现象。 6、热流变褶皱 是一种接触热动力变质构造。它是在岩体侵入过程中由于岩浆的热动力作用，使岩层在较高的塑性状态下变形形成的。一般发育在中深成岩体的侵入前缘带，是间接的找矿标志。 褶皱

47、形态复杂多样，规模变化大，经常叠加在早期褶皱之上。 五、叠加褶皱及其控矿作用 叠加褶皱产生的原因：由于不同时代褶皱构造的叠加，不同构造体系的复合，同一次连续 变形中应力方向的改变。 叠加褶皱的类型:共轴叠加，正交叠加，斜交叠加 叠加褶皱的控矿意义：控制矿田矿床的分布规律，对矿体的改造、保存作用。 1、共轴叠加褶皱：两期褶皱的应力方向基本相同 两期褶皱轴面一致：压紧 12 2、正交叠加褶皱 两期褶皱的应力方向呈高角度相交形成。 由于早期褶皱轴面与岩层产状的差异，可形成不同类型的叠加褶皱： .横跨叠加：早期褶皱轴面直立、开阔 .迁移叠加（移褶）：早期褶皱强度中等 .重褶叠加：早期褶皱强烈，岩层紧闭

48、或同斜 3、斜交叠加褶皱：两期褶皱应力斜交 叠加褶皱的主要标志 重褶（褶皱轴面的再次褶皱） 新生构造规律弯曲（与褶皱同时形成的面理和断裂面发生弯曲） 二组面、线构造有规律交切（穿插） 陡倾倾竖褶被广泛发育 大型叠加褶皱转折端 褶皱枢纽的强烈起伏 香肠构造发育地区，钩状褶皱的存在 叠加褶皱的控矿作用 控矿褶皱构造的研究要点 确定岩层的层序及岩性 确定褶皱形态及其变化 确定褶皱与矿化的时间关系 确定褶皱与矿化的空间关系 研究褶皱形成的机理及应力分析 褶皱的构造地球化学特征研究 第四章 断裂构造的控矿作用 一、概述 断裂构造，包括各种断层和裂隙，是地壳中常见的构造形式之一,与成矿关系极为密切。 断裂

49、对内生成矿的控制不只是成矿流体的通道和停积场所，而且是矿质活化迁移的主导因素之一。 对外生矿床，断裂构造影响沉积环境，控制矿床的空间分布和保存条件。 在变质矿床形成过程中，断裂活动可导致成矿组分随热液迁移富集，形成富矿体。 成矿后断裂使矿体受到明显改造。 1、断裂的形成及其形变特征（表） 断裂的形成主要是挤压、引张和剪切应力作用的结果。 野外常见压扭性、张扭性。小构造一般压扭性多数为逆断层，张扭性多数为正断层 压性/压扭性断裂 形态特征：舒缓波状结构、尖灭再现结构、交叉平滑曲线结构，矿体厚度变化不大，延深大于延长。 物质结构特征：平行劈理带、滚圆状断层角砾岩且显示定向、构造透镜体、断层泥、不规

50、则定向断层片状物，糜棱岩：矿石条带状构造、矿脉分枝复合。 张性/张扭性断裂： 形态特征：锯齿状结构、不规则状结构、折线状结构、筒状结构，矿体厚度总体变化大，延长大于延深。 物质结构特征：断层角砾岩：棱角状、大小不等、矿石网格状、角砾状构造 13 断裂的形变特征 应变椭球有三个互相垂直的主轴，AA来表示最大应变轴、 BB中间应变轴、CC最小应变轴。应变椭球的三个主轴方向表示了变形造成的地质构造的空间方位。 包含应变椭球中任意两个主轴的平面称为主平面： .垂直C轴的面（ A B 面）是受压扁的面，代表了褶皱的轴面或片理面等的方位; .垂直A的平面（ B C 面）为张性面，代表了张性构造（如张节理）

51、的方位; .平行A（ 或X ）轴的方向为最大拉伸方向，常可反映在矿物的定向排列上; 横过应变椭球体中心的两个切面为圆切面，其交线为中间应变轴。 断裂的形成 在水平应力作用下，岩块发生变形，可以形成六组裂隙，表现为立体形变特征： 平面上形成两组共轭剪裂隙和一组张裂隙（平面变形）； 剖面上形成两组剪裂隙和一组张裂隙（剖面变形） 由于变形的程度不同，平面变形和剖面变形有主次 水平应力作用下的立体椭球 由于变形程度不同，常常分为主变形和次变形。由于不是所有矿区都能观察到立体变形，往往只有平面变形或剖面变形，因此一般常用平面椭球体表示应力状况。 实线表示主变形，虚线表示次变形 2、断裂与褶皱的组合关系

52、在褶皱形成过程中产生6组裂隙: 在A轴直立时出现2组平行褶皱轴的逆断层和1组水平的张裂隙（垂直变形） 当A轴水平时，出现2组与褶皱轴斜交的平移断层和1组横切褶皱的陡倾张裂隙（平面变形）。 两种变形也可能是深度不同造成的，在浅部A轴是直立的，而在深部A轴是水平的。 先后关系：褶皱早期，背斜拱起A轴是直立的；后沿枢纽方向拉伸，A轴是水平的 二、断裂构造对矿田矿床的控制 矿田矿床的形成与分布常受不同级别断裂构造控制，一般而言，一级断裂构造控制成矿带，二、三级断裂控制矿田矿床分布，四、五级断裂控制矿床矿体展布。 矿田矿床产出的断裂构造部位： 主干断裂旁侧次级断裂或其与次级断裂交汇处； 不同方向断裂交汇

53、处； 大型断裂走向变化部位； 断裂与有利岩层或其它构造交切地段。 1、区域性大断裂与成矿作用 区域性大断裂：常常称作深断裂。其特点：发展上的长期性和继承性；空间延伸极长（达 百千米甚至上千千米）；切割深度大（向下切割可达硅镁层、切穿地壳或岩石圈）并与岩石建造有一定联系。 深断裂可以划分四种： 岩石圈断裂：切穿岩石圈到达软流圈的断裂。 地壳断裂：切穿地壳到达莫霍面的断裂。 基底断裂：切穿地壳上部花岗岩质层到达康德拉界面的断裂（切割深度不超过20km）。 盖层断裂：切穿沉积盖层到达变质基底顶面的断裂。 深断裂与成矿作用 区域性大断裂的活动一方面会改变地下深部的温压状态，促使岩浆形成；另一方面又成为

54、岩浆和热液的运移通道和停积场所。因此，长期活动的大断裂带常常是多期次岩浆活动带和14 矿化作用带。 2、大（主干）断裂旁侧次级断裂对矿田矿床的控制 大（主干、深或区域）断裂常起着岩浆、热液通道的作用 旁侧次级断裂是矿田矿床分布的有利部位 3、不同方向断裂交汇部位对矿床控矿 不同方向断裂交汇部位岩石易于破碎，渗透性强，是岩浆和成矿流体活动的有利空间。其表现形式有平面交汇和立体交汇。 4、断裂与背斜轴部交切部位对矿床的控制 断裂与背斜轴部交切部位也易于岩浆的侵入或矿液的上升而成矿。 三、断裂构造对矿体的控制 1、 断裂是控制矿体形成分布的重要因素(矿体的分布与断的关系) 断裂的有利空间提供了赋矿场

55、所 断裂切割不同物理及化学性质的岩石时，在不同岩层中可以有不同的成矿方式 断裂本身的构造泥阻止矿液上升而成矿 断裂中充填有不透水岩墙而遮挡成矿 断裂作用使不透水层覆盖于断裂上盘阻挡矿液而成矿 断裂的性质、规模、产状以及活动过程等与成矿的关系；有利成矿部位的应力状态、围岩孔隙度、压力差、物理化学环境，断裂所在的围岩介质特点等因素 2、断裂的张开部位对矿体的控制 各种性质的断裂都可以有矿体产出，但矿体主要产于断裂的张开部位(受产状变化的制约): 断裂在穿过不同性质岩石时发生折射； 两组剪裂隙基础上的追踪张裂隙; 断裂面弯曲时，不同部位受力情况不同； 不同期次构造作用造成断裂性质改变 （1）断层折射 当断裂切穿不同岩石时。倾向或走向在接触面上发生拐折，即断层折射。 （2）追踪张裂隙 （3）断层产状变化 在同一应力下，不同部位受力情况不同，某些地段形成了张开空间，控制矿体产出。 断层产状变化与矿体的关系： 正断层产状变陡处； 逆断层产状变缓处； 左旋平移断层走向向偏左方向弯曲部位； 右旋平移断层走向向偏右方向弯曲部位。 （4）断裂力学性质演变 从断裂活动的时间、力学机理及影响因素看，断裂力学性质及其演变： 第一是由区域构造应力场的改变, 使断裂呈现多期活动, 即同一构造的多期复合叠加活动。它也是构造体系复合中的常见现