6第六讲区域构造与成矿

1、区域构造与成矿问题的提出：1、为什麽众多类型的矿床沿着环太平洋区域分布？2、为什麽环太平洋成矿带主要矿床的成矿年龄多为中生代？3、为什麽青藏高原的矿床形成年代多为新生代？4、为什麽我国胶东地区分布有众多大型金矿床？123两种不同背景的斑岩铜矿带青藏高原碰撞造山带与斑岩铜矿玉龙斑岩铜矿冈底斯斑岩铜矿带斑岩铜金矿带玉龙铜矿；呷村银矿；兰坪铅锌矿均为超大型矿床呷村银矿45Geologic map of the Jiaodong Peninsula, showing the distribution of gold deposits6区域构造运动常能诱发和控制沉积、岩浆、变质和流体作用的类型，以及改变

2、区域地球物理场和地球化学场的特征其动力学条件包括板块离散与俯冲速率、构造应力的拉张、挤压及其速率，以及俯冲、底辟和垫托作用(underplating)等造成的动力学因素直接或间接地影响区域成岩、成矿的环境和作用过程。7课程重点内容一、区域构造特征及控矿意义二、大型构造类型与成矿系统三、全球构造及中国区域构造划分四、中国成矿区带的划分五、中国主要成矿区带特征8一、大型构造特征及控矿意义1、大型构造的概念地质构造的空间尺度很广阔，一般将那些贯通地壳，可影响上地慢的构造称为大型和巨型构造，其长度在100-1000 km或更长，深度可达几十公里到上百公里。如与伸展构造有关的裂谷、拗拉槽、大型同生断层、

3、盆岭构造、变质核杂岩构造等；与挤压构造有关的大型逆冲断层、大型推覆构造、构造混杂岩带等；与地壳水平剪切变形有关的转换断层、大型走滑断层等。9Artists cross section illustrating the main types of plate boundaries (see text); East African Rift Zone is a good example of a continental rift zone. (Cross section by Jos F. Vigil from This Dynamic Planet - a wall map produced j

4、ointly by the U.S. Geological Survey, the Smithsonian Institution, and the U.S. Naval Research Laboratory.) 10Computer-generated detailed topographic map of a segment of the Mid-Oceanic Ridge. Warm colors (yellow to red) indicate the ridge rising above the seafloor, and the cool colors (green to blu

5、e) represent lower elevations. This image (at latitude 9 north) is of a small part of the East Pacific Rise. (Imagery courtesy of Stacey Tighe, University of Rhode Island.) 11The Mid-Atlantic Ridge, which splits nearly the entire Atlantic Ocean north to south, is probably the best-known and most-stu

6、died example of a divergent-plate boundary. (Illustration adapted from the map This Dynamic Planet.) 12Map showing the Mid-Atlantic Ridge splitting Iceland and separating the North American and Eurasian Plates. The map also shows Reykjavik, the capital of Iceland, the Thingvellir area, and the locat

7、ions of some of Icelands active volcanoes (red triangles), including Krafla. 13Aerial view of the area around Thingvellir, Iceland, showing a fissure zone (in shadow) that is an on-land exposure of the Mid-Atlantic Ridge. Right of the fissure, the North American Plate is pulling westward away from t

8、he Eurasian Plate (left of fissure). 14Map of East Africa showing some of the historically active volcanoes(red triangles) and the Afar Triangle (shaded, center) - a so-called triple junction (or triple point) 15161718同造山过程的大规模成矿作用192、大型构造的地质特征大型构造的表现形式为地质构造单元其形成和演化控制着相关的沉积、岩浆、变质、流体等作用。大型构造的具体表现形式通常

9、是构造-岩浆带、构造-沉积盆地带、构造-变质带或构造-蚀变岩带。2021中 国 地 质 图兴安-太行构造岩浆带郯庐断裂带22大型构造通常不是单一的构造形迹，而是多种低序次构造的有机组合，常表现为不同级别、不同形式的构造要素组成的一个构造系统。如隐伏于沉积盖层之下的基底断裂，在地表常不表现为一条贯通性断层，而是一套次级断层和褶皱的组合或断层与沉积盆地的组合。23全国沉积盆地分布24大型构造通常有长期活动历史（长寿的），可经历不同时代、不同层次、不同应力体制和不同强度的变形，造成不同期次的构造活动产物的叠加，造成其内部结构的复杂性。大型构造的贯通性。大型构造有相当的深度，它贯通地壳不同圈层，甚至可

10、达上地幔和软流圈，有的就是不同圈层的转换带，如一些区域的莫霍面（带）的某些片段。因此，大型构造能促成、加剧各圈层、各地体和各构造层之间的物质、能量的交换，包括能沟通（连通）不同圈层内不同流体。因此，它能起着串联各圈层的作用，是壳慢物质循环和再循环的动力和基本条件。2526大型构造、深部构造是沟通地球不同圈层相互作用，特别是壳、慢相互作用的基本纽带（枢纽），也是决定区域的地质构造格局，并导致各种成矿物质迁移、富集到定位成矿的主要制约条件。273、大型构造的控矿意义幔源成矿型含矿元素在上地慢局部富集，通过深切地壳而达地幔的大型断裂或影响到地幔热柱状态的其它大型构造，使含矿元素与慢源岩浆或流体物质一

11、起到达地壳表层直接成矿或作为其后改造成矿的物质来源。大型构造以其规模大、贯通性好而直接作为成矿的通道和储矿场所。如克拉通深断裂控制的层状火成杂岩体有关的铬、镍、铂矿床。加拿大肖德贝里铜、镍矿可以说是一个由大型撞击构造诱发幔源侵入体上升而形成的超大型矿床。28龙首山元古代裂谷金川镍、铜成矿系列29中国潘西裂谷中的攀枝花钒钛磁铁矿区也可以认为是慢源热活动及晚古生代的裂谷作用的直接结果。30峨眉山地幔柱形成和演化模型图31形成大型、超大型矿床大型构造活动的长期性、脉动性和继承性，有利于维持一个足够长的古地热异常场、稳定的热液对流系统、稳定的地球化学障和稳定的成矿环境。大型构造的多期活动和不同层次的叠

12、加，有利于成矿物质的反复叠加富集，汇聚在同一有限空间而形成大型、超大型矿床。如湘南地区许多矿床受北北东向茶陵一临武深断裂带所控制，该断裂在早期控制晚古生代(D-P )的沉积相，中生代又控制印支期和燕山期的花岗岩类活动直到与红盆有关的热水系统持续活动达100 Ma以上。32以柿竹园超大型钨多金属矿床为例，与其成矿密切相关的千里山花岗岩，从斑状黑云母花岗岩到等粒黑云母花岗岩再到花岗斑岩，其年龄值从172Ma到63 Ma，持续达110 Ma（王昌烈等，1987）。33大型构造对矿床的形成有重要的控制作用。如果大型构造与丰富的矿源、流体和有利的岩石、物化条件相匹配，则有可能形成超大型矿床和矿床富集区。

13、34两种不同背景的斑岩铜矿带青藏高原碰撞造山带与斑岩铜矿玉龙斑岩铜矿冈底斯斑岩铜矿带斑岩铜金矿带玉龙铜矿；呷村银矿；兰坪铅锌矿均为超大型矿床呷村银矿35上述大型构造的各种类型都对矿床的形成和分布有不同程度的控制作用（包括直接的和间接的），具翟裕生院士初步的统计材料。以中国的71个金属矿床和世界的89个金属矿床共160个矿床（都是大型或巨型矿床）为例，分析它们所在的大型构造，结果如下（表4-2)。36构造类型矿床主要成矿金属裂谷、拗拉槽、同生断层43Zn、Pb、Cu、Ni、REE活动陆缘构造一岩浆带28Cu、Au, Ag、Zn, Mo, Sn, W克拉通深断裂26Au、Fe、Ni、Cu、Ti、V

14、大陆内部及边缘盆地26Mn、Fe、A1、Cu大陆火山岩带14Au, Ag, U、Pb, Zn大陆花岗岩穹窿（热点）12Sn、Nb、W、REE、Be、Li克拉通绿岩带剪切带11Au、Cu、Ni大型构造及有关大型矿床数量 37二、大型构造类型与成矿大型构造可按其所反映的地壳变形场分为五大类端员：即反映地壳水平运动的伸展、收缩和走滑；反映垂向调整的隆升和沉降，其间可以有各种过渡或转换形式。不同的构造类型由于其不同的动力学机制，处于不同的地质背景，有关的岩石建造、流体性质很有差异，影响到不同的成矿方式，因此，不同构造类型常有其密切相关的成矿系统38古陆边缘在漫长的地史演化中，一般都经历了多种构造格局的

15、演变，包括多次“开”、“合”作用过程。按照古陆边缘的构造动力学特征，可划分为：离散型成矿系统会聚型成矿系统转换型成矿系统39（一）离散型陆缘构造一成矿系统典型构造形式：大陆边缘裂谷、裂陷槽和坳拉谷-裂谷带地球动力学形式：地壳拉张减薄裂解地球动力学环境：很高的地热流-强烈的岩浆活动；强烈的热液活动物质运动过程：深源和表生物质大规模汇集的构造环境-软流圈物质上涌，向岩石圈浅部和地表运移和汇集；同时，陆源长期风化产物也向大幅度沉降的槽谷内堆积40成矿堆积环境：封闭好的局部坳陷则可保持矿质的不被流失和持续堆积；裂谷盆地后期的沉积层又可覆盖已成的矿层，起到屏蔽保护作用主要矿床类型：SEDEX型、VMS型

16、、镁铁质一超镁铁质岩中的铜、镍、铂以及沉积型铁、锰、磷、铝等矿床类型典型矿床实例：华北陆块北缘狼山一渣尔泰山中元古代裂谷和扬子陆块北缘南秦岭裂陷槽中典型矿床（东升庙、霍各乞、厂坝等）4142View of the first high-temperature vent (380 C) ever seen by scientists during a dive of the deep-sea submersible Alvin on the East Pacific Rise (latitude 21 north) in 1979. 43The deep-sea hot-spring envir

17、onment supports abundant and bizarre sea life, including tube worms, crabs, giant clams. This hot-spring neighborhood is at 13 N along the East Pacific Rise. (Photograph by Richard A. Lutz, Rutgers University, New Brunswick, New Jersey.) 44The manipulator arm of the research submersible Alvin collec

18、ting a giant clam from the deep ocean floor. (Photograph by John M. Edmond, Massachusetts Institute of Technology.) 45The size of deep-sea giant clams is evident from the hands of a scientist holding them. (Photograph by William R. Normark, USGS.)46A colony of tube worms, some as long as 1.5 m, clus

19、tered around an ocean floor hot spring. (Photograph by Daniel Fornari, Woods Hole Oceanographic Institution.) 4748同生断层多级控矿49陆缘伸展构造中的成矿特征是热水成矿系统占重要地位，矿化成区域性带状分布，延长可达数百公里；在成矿带中，大、中、小型矿床星罗棋布，有些成等距分布；矿化的水平分带性较明显，成矿物质的集约度很高，聚矿能力强，矿石储量大，大型和超大型矿床常有产出。50已知这类成矿系统在全球范围内主要发生在元古宙和泥盆纪，成矿时代处在古大陆演化过程的破裂晚期向聚合初期的构造转

20、变阶段，据认为这是有一定的全球背景的。51（二）会聚型陆缘构造一成矿系统俯冲带成矿系统典型构造形式：沟-湖-盆；双变质带地球动力学形式：洋壳俯冲削减地球动力学环境：很高的地热流-强烈的岩浆活动；强烈的热液活动物质运动过程：洋壳中富含水和金属的沉积物被带入俯冲带深处，经加热局部熔融，形成以钙碱性成分为主的岩浆岩及热液系统，沿深断裂进入地壳浅部或喷出地表， 52成矿堆积环境：使慢源和壳源的成矿物质在岛弧区和弧后盆地的局部地段富集主要矿床类型：铜、金、银、锌、钼、锡、钨等为主要成矿金属，矿床类型有斑岩型、黑矿型、浅成低温热液型、火山热液型、接触交代型、热泉型等，其中占目前世界的产量一半以上的斑岩铜矿

21、就产于岩浆弧中。典型矿床实例：中国华北陆块西南缘的白银厂矿田是新元古代一早加里东沟弧盆体系成矿的一个代表，为VMS型铜、铅、锌、金、银成矿系统。与之可对比的有华北陆块北缘中新元古代活动陆缘的白乃庙铜、钼、金成矿系统535455（据J. Kutina，1996）（据J. Kutina，1996）显示地幔对流、深部构造薄弱带和侵入一火山中心源区及伴生的金属矿床（图中为黑点） 56主要成矿系统：狼山一渣尔泰山铜一铅一锌一硫成矿系统；白云鄂博稀土一铁一铌成矿系统；白乃庙铜一金钼成矿系统；辽一吉铁、镁、硼、铅、铅成矿系统；龙首山镍一铜一铂成矿系统；白银厂铜一铅一锌一银成矿系统；中条山铜成矿系统，熊耳山金

22、成矿系统；郯一庐断裂带金一铜一钼一铁成矿系统（中生代陆缘内侧）57主要矿床类型：岩浆热液型W,Sn,Mo,Cu,Ag,Au,Sb等矿床典型矿床实例：在中元古代早期（1800-1600 Ma），华北陆块北缘为离散型陆缘，形成狼山一渣尔泰山裂谷和白云鄂博裂陷槽。到中元古代后期（1600-1000Ma），相邻的古亚洲洋板块南缘开始向华北陆块北缘削减，白乃庙岛弧拼贴在华北板块北缘上，并造成了上述二裂谷（裂陷槽）的褶皱回返。58OF596061华北陆块边缘前寒武纪构造一成矿系统简图62到新元古代（1000-600 Ma）时，随着大洋板块消减的加剧，西伯利亚地块与华北陆块北缘拼合，分散在古洋中的地块夹持其

23、中，代表洋壳残片的温都尔群上冲到华北陆块北缘上。在此碰撞造山过程中，伴有沉积变质型铁矿、蛇绿岩型铬矿床的形成。碰撞期和碰撞后花岗岩也大量生成。63华北陆块南缘，在南秦岭区晚古生代(350 Ma)开始的陆一陆碰撞（华北陆块与扬子陆块），造成地层挤压褶皱、变质隆起以及大规模碰撞型花岗岩类岩浆活动，使泥盆纪时海盆中形成的同生一准同生铅一锌矿层受到了后期的热动力改造，并使前泥盆系中矿源层中的金、汞、锑、铜等受到岩浆热液和或构造热液的叠加改造而形成微细浸染型金矿和层控热液型铜（金、铁、钼）矿床等。6465陆-陆碰撞型构造一成矿系统典型构造形式： 构造混杂岩、大型推覆构造、大型逆冲断层、以至隆升造山、岩层

24、变质、局部地壳重熔及同构造期火成岩类侵位地球动力学形式： 挤压收缩动力条件下，两个分开的陆块相向运动，直到碰撞对接造山66地球动力学环境：很高的地热流-强烈的岩浆活动；强烈的热液活动物质运动过程： 对原有地壳的活化和改造，大规模的构造岩浆活动使大陆物质经过重组，提供了有用物质重新运动和富集 成矿堆积环境：大规模的构造-岩浆活动导致热液成矿作用和变质成矿作用，以岩浆热液成矿系统为主67碰撞型斑岩铜矿与构造控制(冈底斯带)斑岩型Cu-Mo热液脉型Ag-PbEW碰撞与成矿侯增谦68藏北和藏南碰撞间歇期滑脱带或拆离带锑金矿化69（三）走滑型陆缘构造一成矿系统典型构造形式：大陆与大洋板块间或陆一陆间相对

25、的水平运动，以走滑构造带相接，常形成宽的复杂的构造变形带-大型剪切带系统；拉分盆地地球动力学形式：规模巨大的走滑断层深切上地幔地球动力学环境：规模巨大的走滑断层深切上地幔，有明显的热动力异常，伴有普遍的流体运动，可诱发岩石圈不同壳层物质的熔融，造成花岗岩类、煌斑岩类的上侵，并常伴有铜、金等成矿作用70 玉龙斑岩铜矿带岩浆侵位：55-33 Ma (38Ma)成矿年龄：40-36 Ma (Re/Os)岩浆源区：加厚地壳+软流圈物质成矿环境：碰撞造山环境； 大规模走滑断裂系统； 应力突然释放 71金顶白洋厂金满三山河西兰坪大型复合盆地成矿时限：古新世以来成矿类型：热液型为主，金属组合：壳源+幔源金属组合成矿特征：流体大规模混合； 碱性岩浆岩贡献；薛春纪等碰撞与成矿侯增谦72物质运动过程：对原有地壳的活化和改造，大规模的构造-岩浆活动和构造岩浆热液活动使大陆物质经过重组，提供了有用物质重新运动和富集成矿堆积环境：大规模走滑剪切导致的构造-岩浆活动及热液成矿作用和变质成矿作用，以复成热液成矿系统为主主要矿床类型：以热液型,Cu,Ag,Au,Sb等矿床；斑岩型同金矿73典型矿床实例：世界上著名的大型走滑断裂有圣安德列斯断裂系和郯-庐断裂系。 郯-庐断裂系，中新生代火山活动频繁，发育与白垩纪富钾火山岩系（安粗岩系）有关的铜-金成矿系统。而晚白垩纪