大地构造与成矿(陆陆碰撞带)资料

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1、n造山带金矿理论对全球造山带型金矿形造山带金矿理论对全球造山带型金矿形成分布时空规律的解释成分布时空规律的解释 前寒武纪造山带型金矿 ca.2.82.55 and 2.11.8 Ga,与新生大陆壳的形成时间相一致l 前寒武纪造山带型金矿与显生宙造山带型金矿的地质特点基本一致,有人提出是与安第斯型俯冲作用有关.但是,650 Ma以前造山带型金矿的形成是幕式的,说明总体构造环境在650 Ma 前后是不同的.这类金矿还在下述几个主特点:1)太古宙和早元古宙较多,全世界各地台区分布,面型 这类矿床较少,有时与古陆增生有关,呈线状,多为片岩和片麻岩等 3)0.6Ga以后各大陆都有分布,与造山带有关,线状

2、,多为千牧岩和绿片岩等 没有造山带型金矿床小于5千万年 前寒武纪两期大陆增长和两期造 山带型金矿床形成被解释成与早期热的地球/地幔翻转有关.地幔柱使地壳下部增热.引起大量的熔融,花岗岩体的侵位和浮性地壳的形成 这样形成的晚太古和早元古地壳块很大,相对等轴状,稳定.这种地体也有利于金矿的长期保存,特别是在地体的边部.More than 50%of the exposed Precambrian crust formed between 1.8 and 0.6 Ga,yet these rocks contain few orogenic gold deposits,therefore indic

3、ating that more than volume of preserved crust controls the distribution of these ores.的前寒武纪地壳占出露老地壳的50%,说明并不是老岩石的分布面积控制金矿床的多少.这个时期是以全球性的引张为主,非造山花岗岩为主,因此,金矿化不好 这一时期构造体制发生了重大变化,由地幔柱为主的板块构造体系转变为现代板块体系,长形新生地壳.这种带易于成矿,易于造山,但其主要为高变质的片岩和片麻岩代表较强的剥蚀作用,因此成矿不好.好的可能 已被剥蚀 650 m.y 的造山带型金矿的分布与由1.8GA组成的地块周围分布的绿片岩相

4、的活动带一致.450 m.y 以后形成的造山带型金矿保存很好.环太平洋有很多砂金矿,表明脉状矿床的保存周期不太长.这类矿床在形成以后100150 m.y时间内便可进入沉积盆地中.第四章陆陆碰撞带及成矿 一、概述一、概述 大陆与大陆之间的碰撞带又称地缝合线，是强烈的造山地带 岩石发生变形变质、褶皱、形成碰撞型山脉、发育超基性岩石组合 如西伯利亚板块与俄罗斯板块交接的乌拉尔山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，欧亚板块与印度扳块间的雅鲁藏布江缝合带等带等 二、成岩成矿的构造模式二、成岩成矿的构造模式 碰撞型造山带的构造几何学特点是发育一系列的板片堆叠

5、堆叠构造,指示碰撞造山机制是以陆内俯冲为特征的水平运动陆内俯冲为特征的水平运动 碰撞造山早期的挤压过程碰撞造山早期的挤压过程 俯冲板片、仰冲板片和陆内俯冲混杂岩带俯冲板片、仰冲板片和陆内俯冲混杂岩带 俯冲板片下插,压力和温度升高温压改变低晶格能的组分优先活化，形成流体或熔体(H2O,CO2等流体,金属硫化物、碲化物、砷化物等,卤化物类,硫酸盐、硝酸盐等盐类,褐铁矿等氢氧化物,绢云母等含水矿物,石英、钾长石、钠长石等硅酸盐类矿物)流体或熔体向低压低温的浅部流体或熔体向低压低温的浅部(即仰冲板片即仰冲板片)或或断裂带迁移断裂带迁移,并活化萃取浅部或通道附近的活动组分,围岩发生作用,物质活化也应依序

6、发生(按晶格能由低到高),因此导致元素、岩石、矿床的规律分带 碰撞造山的挤压伸展转变期碰撞造山的挤压伸展转变期 挤压达高潮之后，造山带开始伸展，区域热异常持续增高并逐步达高峰的时段 深部物质发生最强烈的减压分熔,形成大规模流体和熔体;浅层构造因减压扩容而为流体活动提供了更好的空间,同时最高的热异常为流体活动提供了最大的能量,导致深源流体与浅源流体同时强烈活动并混合、循环,是最强的成岩成矿时间。晚期晚期 即区域热异常达到高潮之后直至区域热异常消即区域热异常达到高潮之后直至区域热异常消失失,深部流体和熔体的产生逐渐减弱深部流体和熔体的产生逐渐减弱,只有浅部只有浅部的大气降水热液活动的大气降水热液活

7、动,成岩成矿作用成岩成矿作用较弱。三、中国境内陆陆碰撞带及其特点三、中国境内陆陆碰撞带及其特点（1）碰撞带及时代）碰撞带及时代 中国大陆发育着相当多的陆陆碰撞构造带 以主碰撞期（即洋壳消失，构造变形作用最强烈）为准，古生代以来主要发育有：早古生代早期阿尔泰-准噶尔-额尔古纳碰撞带 早古生代晚期昆仑-阿尔金-祁连碰撞带 晚古生代晚期天山-兴安岭碰撞带 三叠纪的龙木错-澜沧江（昌宁-孟连）达府，金沙江，秦岭-大别-胶南（苏鲁)和绍兴-十万大山等碰撞带 侏罗纪的完达山碰撞带 白垩纪晚期班公湖-怒江碰撞带 古近纪的雅鲁藏布江碰撞带新（2）特点 1）碰撞构造带主要都是由构造岩片和混碰撞构造带主要都是由构

8、造岩片和混杂岩带所组成杂岩带所组成 两侧板块的陆壳，地幔成分 大陆地块之间的大洋壳幔残片（大洋沉积物，蛇绿岩套与铁镁质岩石等）。糜棱岩，碎裂岩，混杂岩带或构造岩片带 碰撞作用很强，常发生很强的动力变质作用，构成高压或超高压变质带 碰撞作用时期是有利于元素，岩石和构造单元的混杂混杂而不是有利于元素，物质的分异和富集分异和富集的。强构造变形过程中，局部地段形成同碰撞期的中酸性侵入体与火山喷发，在此过程中自然也可能存在某些元素的富集。2）碰撞构造带内，经常形成很强的构造变形，碰撞构造带内，经常形成很强的构造变形，以形成扇状褶皱和对冲型逆掩断层为特征以形成扇状褶皱和对冲型逆掩断层为特征 在陆 陆碰撞的

9、最后阶段，两盘地块岩石组成接近，强度相近，因而在平面上或剖面上发育共共轭剪切断裂轭剪切断裂，易形成对冲型逆掩断层系 不可能在每一个地段都表现为对冲，某些地段不可能在每一个地段都表现为对冲，某些地段以某一种倾向的逆掩断层为主的以某一种倾向的逆掩断层为主的 与对冲型的逆掩断层系相伴随，层状地层就容与对冲型的逆掩断层系相伴随，层状地层就容易构成扇状褶皱系。当然可以包括正的或倒的易构成扇状褶皱系。当然可以包括正的或倒的扇状褶皱扇状褶皱 3）我国的许多碰撞构造带与洋陆之间的俯冲带不同，俯冲带通常都是以单向俯冲为主低角度逆掩断层系 西喜马拉雅地区深达的地震层析资料地震层析资料表明，来自印度板块的、冷的高速

10、的异常板片在青藏高原岩石圈之下可垂直下插到600km左右的深处，而在深处则向南翻转向南翻转，该地区碰撞带的构造样式比较特殊，可能与印度板块与欧亚大陆的青藏地区岩石特征与结构差异有关。4）从剖面上来看,中国大陆上的碰撞带普遍存在楔状构造或称为鳄鱼式构造平面上锯齿状的嵌入构造 5）绝大多数中国大陆碰撞带都不是一次形成的，而是经历了多期次，活动性质各不相同的，复杂的形成过程。四、成矿作用与矿床类型四、成矿作用与矿床类型 1）成矿机制）成矿机制 陆陆碰撞型构造成矿系统是在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 产出构造混杂岩、大型推覆构造、大型逆冲断层、以至隆升造山、岩层变质、局部地

11、壳重融及同构造期火成岩类侵位等。在这些作用下，加剧了对原有地壳的活化和改造，大陆物质经过重组，提供了有用物质重新运动和富集的机会 1)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。2)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 3)沿西藏的亚欧大陆与次大陆之间的缝合线，有构造侵位的蛇绿岩套和铬铁矿、自然铜等矿床。实例：华北陆块南缘为例(南秦岭区)晚古生代（350Ma）开始的陆陆碰撞，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

12、盆中形成的同生准同生铅-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金、汞、锑、铜等受到了岩浆热液和/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、钼、铁）矿床等 2）成矿特点）成矿特点 以岩浆热液成矿系统为主，矿床类型多样；以岩浆热液成矿系统为主，矿床类型多样；矿化也呈区域性带状分布，但有较宽的分带矿化也呈区域性带状分布，但有较宽的分带 矿床规模大、中、小均有；矿床规模大、中、小均有；成矿后因造山隆起受剥蚀的几率较大，因而成矿后因造山隆起受剥蚀的几率较大，因而其古老成矿系统被保存下来的可能性不如拉伸其古老成矿系统被保存下来的可能性不如拉伸构造环境下的成矿系统。构造环境下

13、的成矿系统。中国大陆最主要的内、外生成矿作用是板内伸中国大陆最主要的内、外生成矿作用是板内伸展成矿作用，真正与俯冲，碰撞作用相关的矿展成矿作用，真正与俯冲，碰撞作用相关的矿床在中国大陆是十分有限的。床在中国大陆是十分有限的。3)矿床类型及成矿系列矿床类型及成矿系列 与镁铁质超镁铁质岩有关的铬铁矿矿床系列 产在被逆冲的蛇绿岩带中；蛇绿岩套中构造蚀变岩型金矿床 与高压变质作用有关的非金属矿床系列(硬玉等)与重熔花岗岩有关的锡矿和钨矿 产在前陆冲断层带中砂岩型铅锌矿床及层控铅锌汞锑金矿，产在残留盆地中Tectonic settingassociationgenesisType of deposit/

14、metalsExamples残余盆地黑色页岩生物化学化学沉积磷矿床Nevada(L C)缝合带仰冲的蛇绿岩海底喷气沉积Stratiform cypus-type Cu,FeBetts Cove,Newfoundland(O)仰冲的蛇绿岩MagmaticPodiform CrSemail,Oman(K)变质的变质岩浆硬玉和软玉Burma(Pre-Albian)内陆边缘区域变质作用，伟晶岩或霓灰正长岩metasomaticGemstonesMogok,Burma(T),Hunza,Kashmir?前陆冲断带构造就位的大陆架岩石Deposits of continental shelf“s-型超铝花

15、岗岩Megmatic-meteoric hydrothermal Sn,WHigher Himalayas(T);SW England(L P)Main Range Malaysia(L Triassic)Deposits related collsion zones Tectonic settingassociationgenesisType of deposit/metalsExamples前陆冲断带“S-type”浅色花岗岩岩浆-天水热液UMassif central,France(D);Rossing,Anamibia(U Pt)前陆盆地Molasse成岩或后生stratabound

16、sandstone type U(Cu,V)Siwaliks,India and Pakistan(U T)Molasse化学沉积EvaporitesEbro Basin,Spain(T)陆内盆地陆源碎屑岩后生天水热液U,CuEurope(P)湖相沉积物化学沉积evaporitesTarim Basin,Tibet(Q)Deposits related collsion zones 五、实例五、实例（一）蛇绿岩中（一）蛇绿岩中(阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿床床 蛇绿岩铬铁矿可以划分为富铬(铬尖晶石的Cr#=100Cr/(Cr+A l)60)富铝(Cr#60 60)主要控

17、矿构造主要控矿构造 板块缝合线控制蛇绿岩的分布；而蛇绿岩中地幔橄榄岩的塑性流变构造控制矿体的分布。矿体严格受岩体控制 赋矿岩石特征赋矿岩石特征 岩石组合为纯橄岩、方辉橄榄岩和二辉橄榄岩，矿体主要赋存于纯橄岩与方辉橄榄岩构成的杂岩带中，且纯橄岩越多，矿化越好 成岩成矿时代成岩成矿时代 大多为中泥盆世，部分为燕山期 共生矿床类型 滑石菱镁岩型金矿床、石棉矿床蛇绿岩中(阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿床 矿体赋存部位矿体赋存部位 矿体主要赋存在蛇绿岩剖面中的纯橄岩方辉橄榄岩杂岩带和超镁铁质堆积岩下部，前者中矿体具工业意义，后者中矿体一般不具工业意义。矿体基本特征矿体基本特征 呈扁豆状、透镜状，与地幔橄榄岩

18、中的叶理呈整合或次整合相交；矿体“成群分布、分段集中 矿石矿物组合矿石矿物组合 铬铁矿+铝铬铁矿+亚铁铬铁矿。蛇绿岩中(阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿床 矿石结构构造矿石结构构造 块状，粗粒到细粒浸染状结构、细粒豆状结构。矿床矿床(体体)空间分带空间分带 在地幔橄榄岩剖面上，矿体密集分布，往往形成数层矿 在萨尔托海岩体的地幔橄榄岩中有上、中、下三层矿，受上地幔岩多次熔融控制。蛇绿岩中(阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿床 成矿过程：成矿过程：在扩张脊环境下，铬铁矿结晶并聚集形成矿体。随着板块在扩张脊两侧的相向运动，矿体也随板块向大陆边缘运移，并受到地幔 运移中的塑性剪切作用，使与叶理不整合的矿体逐渐转为次

19、整合，直至整合。板块运移离扩张脊越远，水平拉伸持续的时间越长，剪切作用也越强，从而使原矿体支离破碎，形成串珠状小豆荚体。当离中脊很远时，矿体可能已不复存在。在叶理由垂直转为 水平的地方可存在大型铬矿床(百万吨级)，而叶理水平的地方仅出现规模较小的铬矿床 蛇绿岩中(阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿床 成矿时空演化成矿时空演化 豆荚状铬铁矿矿床成矿时间上集中于显生宙，空间上位于大陆造山带内蛇绿岩中 具体矿床的时空演化是一个连续的、持续很长的过程。在空间上，矿体要经 历从上地幔一扩张脊一大陆边缘仰冲带这样宽广的区域 时间上要经历板块从扩张脊至大 陆边缘所需的时间，最终定位形成矿床。成矿模式成矿模式 堆晶模

20、式堆晶模式 铬铁矿从向上循环流动的玄武岩浆中结晶 由于岩浆的循环使得铬铁矿保持了悬浮状态,铬铁矿能聚合形成结核;当岩浆能量减弱时,铬铁矿降落聚集形成铬铁岩(能量高时，悬浮状能量高时，悬浮状态；能量低时，聚集成矿态；能量低时，聚集成矿)解释铬铁矿作为橄榄岩中的少量矿物相却能大量聚集形成铬铁岩和铬铁矿结核状构造的成因 不能解释为何铬铁矿及其围岩常具有相同的变形组构以及铬铁矿与纯橄岩外壳紧密伴生等现象.混熔模式混熔模式(形成铬铁岩体,要么是铬尖晶石比其他共结的堆晶硅酸盐尤其是橄榄石集中,要么是仅有铬尖晶石作为结晶相沉淀)铬尖晶石的沉淀来自一个由相对原始的玄武质相对原始的玄武质岩浆和富硅岩浆的混合形成

21、的次生岩浆岩浆和富硅岩浆的混合形成的次生岩浆(而富硅岩浆或者由周围的壳岩熔融形成或者由某个分异结晶过程形成)熔体熔体-岩石反应模式和熔体岩石反应模式和熔体-地幔反应模式地幔反应模式 来自深处的熔体在其运移过程中溶解了通道围岩中的辉石,形成了沿运移通道的纯橄岩外壳,而反应后形成的熔体将仅沉淀铬铁矿形成豆荚状铬铁矿 混熔模式能解释铬铁矿大量集中分布和铬铁矿混熔模式能解释铬铁矿大量集中分布和铬铁矿常与纯橄岩紧密相伴生的现象常与纯橄岩紧密相伴生的现象.熔融再造模式熔融再造模式 我国学者王希斌和鲍佩声等多年来的研究总结 富铬型铬铁矿是原始地幔岩高度熔融再造的产富铬型铬铁矿是原始地幔岩高度熔融再造的产物物

22、,而富铝型铬铁矿或为原始地幔岩较低程度部分而富铝型铬铁矿或为原始地幔岩较低程度部分熔融再造的产物或为高度熔融再造并叠加了与熔融再造的产物或为高度熔融再造并叠加了与基性熔体的亚固相再平衡的产物基性熔体的亚固相再平衡的产物.根据这种模式,地幔岩的部分熔融程度决定了铬铁矿的类型,即部分熔融程度越高铬铁矿越富铬,并且剪切变形的强度越强铬铁矿越富铬 熔融再造模式最大的优点是能解释铬铁矿与紧熔融再造模式最大的优点是能解释铬铁矿与紧邻的纯橄岩具有相同的变质组构邻的纯橄岩具有相同的变质组构.主要控矿因素主要控矿因素 (1)纯橄岩方辉橄榄岩杂岩带的发育程度，纯橄岩越多，矿化越好；(2)塑性剪切构造的控制作用，矿

23、体沿叶理平行延伸，沿线理排列。找矿主要标志找矿主要标志 (1)蛇绿岩剖面中岩石莫霍面以下的2km的范围内；(2)高熔残余的纯橄岩方辉橄榄岩杂岩带中，纯橄岩越多，矿化越好；（3)当蛇绿岩的堆积岩或地幔橄榄岩中发育橄长岩时，铬矿石为耐火级(高铝)，当发育辉石岩时，矿石为冶金级(高铬)；(4)叶理由垂直转为水平部位；(5)低重力高磁电异常区蛇绿岩中(阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿床 地质经济意义地质经济意义 豆荚状铬铁矿矿床是耐火级矿豆荚状铬铁矿矿床是耐火级矿石的主要来源，是冶金级矿石的唯一来源石的主要来源，是冶金级矿石的唯一来源 矿床主要实例矿床主要实例 萨尔托海、鲸鱼、贺根山、洪古勒楞等耐火萨尔托海

24、、鲸鱼、贺根山、洪古勒楞等耐火型铬铁矿矿床，罗布莎、唐巴勒、萨雷诺海等型铬铁矿矿床，罗布莎、唐巴勒、萨雷诺海等冶金型铬铁矿矿床。冶金型铬铁矿矿床。（二）（二）产于被逆冲的蛇绿岩带中的构造蚀变岩型金矿床 金的成矿作用与基性、超基性岩有一定关系，并赋存于基性、超基性岩中或构造接触破碎带内的金矿床。主要地质特征是：主要分布于板块构造边缘深大断裂的次级断裂构造中 金矿化产出形式有石英脉-蚀变岩型、蚀变岩型。含金石英脉呈单脉或网脉状产出 围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、铁锰碳酸盐化、铬水云母化、滑石及绿泥石化，其中硅化和黄铁矿化与金矿关系最为密切 矿化以Au、Ag为主，常含有Pb、Zn、Cu、Ni、Pt、Se等。金常呈自然金、银金矿、硒金矿、铂金矿等微粒包裹于硫化物中 矿区内常有花岗岩类侵入体。矿化富集地段一般为强硅化带、破碎带及晚期脉岩发育地段 矿床主要实例 新疆托里金矿床，青海小松树南沟金矿床