6第六講區(qū)域構(gòu)造與成礦

1、區(qū)域構(gòu)造與成礦問題的提出：1、為什麼眾多類型的礦床沿著環(huán)太平洋區(qū)域分布？2、為什麼環(huán)太平洋成礦帶主要礦床的成礦年齡多為中生代？3、為什麼青藏高原的礦床形成年代多為新生代？4、為什麼我國膠東地區(qū)分布有眾多大型金礦床？123兩種不同背景的斑巖銅礦帶青藏高原碰撞造山帶與斑巖銅礦玉龍斑巖銅礦岡底斯斑巖銅礦帶斑巖銅金礦帶玉龍銅礦；呷村銀礦；蘭坪鉛鋅礦均為超大型礦床呷村銀礦45Geologic map of the Jiaodong Peninsula, showing the distribution of gold deposits6區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)常能誘發(fā)和控制沉積、巖漿、變質(zhì)和流體作用的類型，以及改變

2、區(qū)域地球物理場和地球化學(xué)場的特征其動(dòng)力學(xué)條件包括板塊離散與俯沖速率、構(gòu)造應(yīng)力的拉張、擠壓及其速率，以及俯沖、底辟和墊托作用(underplating)等造成的動(dòng)力學(xué)因素直接或間接地影響區(qū)域成巖、成礦的環(huán)境和作用過程。7課程重點(diǎn)內(nèi)容一、區(qū)域構(gòu)造特征及控礦意義二、大型構(gòu)造類型與成礦系統(tǒng)三、全球構(gòu)造及中國區(qū)域構(gòu)造劃分四、中國成礦區(qū)帶的劃分五、中國主要成礦區(qū)帶特征8一、大型構(gòu)造特征及控礦意義1、大型構(gòu)造的概念地質(zhì)構(gòu)造的空間尺度很廣闊，一般將那些貫通地殼，可影響上地慢的構(gòu)造稱為大型和巨型構(gòu)造，其長度在100-1000 km或更長，深度可達(dá)幾十公里到上百公里。如與伸展構(gòu)造有關(guān)的裂谷、拗拉槽、大型同生斷層、

3、盆嶺構(gòu)造、變質(zhì)核雜巖構(gòu)造等；與擠壓構(gòu)造有關(guān)的大型逆沖斷層、大型推覆構(gòu)造、構(gòu)造混雜巖帶等；與地殼水平剪切變形有關(guān)的轉(zhuǎn)換斷層、大型走滑斷層等。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同造山過程的大規(guī)模成礦作用192、大型構(gòu)造的地質(zhì)特征大型構(gòu)造的表現(xiàn)形式為地質(zhì)構(gòu)造單元其形成和演化控制著相關(guān)的沉積、巖漿、變質(zhì)、流體等作用。大型構(gòu)造的具體表現(xiàn)形式通常

9、是構(gòu)造-巖漿帶、構(gòu)造-沉積盆地帶、構(gòu)造-變質(zhì)帶或構(gòu)造-蝕變巖帶。2021中 國 地 質(zhì) 圖興安-太行構(gòu)造巖漿帶郯廬斷裂帶22大型構(gòu)造通常不是單一的構(gòu)造形跡，而是多種低序次構(gòu)造的有機(jī)組合，常表現(xiàn)為不同級(jí)別、不同形式的構(gòu)造要素組成的一個(gè)構(gòu)造系統(tǒng)。如隱伏于沉積蓋層之下的基底斷裂，在地表常不表現(xiàn)為一條貫通性斷層，而是一套次級(jí)斷層和褶皺的組合或斷層與沉積盆地的組合。23全國沉積盆地分布24大型構(gòu)造通常有長期活動(dòng)歷史（長壽的），可經(jīng)歷不同時(shí)代、不同層次、不同應(yīng)力體制和不同強(qiáng)度的變形，造成不同期次的構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)物的疊加，造成其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。大型構(gòu)造的貫通性。大型構(gòu)造有相當(dāng)?shù)纳疃?，它貫通地殼不同圈層，甚至?/p>

10、達(dá)上地幔和軟流圈，有的就是不同圈層的轉(zhuǎn)換帶，如一些區(qū)域的莫霍面（帶）的某些片段。因此，大型構(gòu)造能促成、加劇各圈層、各地體和各構(gòu)造層之間的物質(zhì)、能量的交換，包括能溝通（連通）不同圈層內(nèi)不同流體。因此，它能起著串聯(lián)各圈層的作用，是殼慢物質(zhì)循環(huán)和再循環(huán)的動(dòng)力和基本條件。2526大型構(gòu)造、深部構(gòu)造是溝通地球不同圈層相互作用，特別是殼、慢相互作用的基本紐帶（樞紐），也是決定區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造格局，并導(dǎo)致各種成礦物質(zhì)遷移、富集到定位成礦的主要制約條件。273、大型構(gòu)造的控礦意義幔源成礦型含礦元素在上地慢局部富集，通過深切地殼而達(dá)地幔的大型斷裂或影響到地幔熱柱狀態(tài)的其它大型構(gòu)造，使含礦元素與慢源巖漿或流體物質(zhì)一

11、起到達(dá)地殼表層直接成礦或作為其后改造成礦的物質(zhì)來源。大型構(gòu)造以其規(guī)模大、貫通性好而直接作為成礦的通道和儲(chǔ)礦場所。如克拉通深斷裂控制的層狀火成雜巖體有關(guān)的鉻、鎳、鉑礦床。加拿大肖德貝里銅、鎳礦可以說是一個(gè)由大型撞擊構(gòu)造誘發(fā)幔源侵入體上升而形成的超大型礦床。28龍首山元古代裂谷金川鎳、銅成礦系列29中國潘西裂谷中的攀枝花釩鈦磁鐵礦區(qū)也可以認(rèn)為是慢源熱活動(dòng)及晚古生代的裂谷作用的直接結(jié)果。30峨眉山地幔柱形成和演化模型圖31形成大型、超大型礦床大型構(gòu)造活動(dòng)的長期性、脈動(dòng)性和繼承性，有利于維持一個(gè)足夠長的古地?zé)岙惓?、穩(wěn)定的熱液對(duì)流系統(tǒng)、穩(wěn)定的地球化學(xué)障和穩(wěn)定的成礦環(huán)境。大型構(gòu)造的多期活動(dòng)和不同層次的疊

12、加，有利于成礦物質(zhì)的反復(fù)疊加富集，匯聚在同一有限空間而形成大型、超大型礦床。如湘南地區(qū)許多礦床受北北東向茶陵一臨武深斷裂帶所控制，該斷裂在早期控制晚古生代(D-P )的沉積相，中生代又控制印支期和燕山期的花崗巖類活動(dòng)直到與紅盆有關(guān)的熱水系統(tǒng)持續(xù)活動(dòng)達(dá)100 Ma以上。32以柿竹園超大型鎢多金屬礦床為例，與其成礦密切相關(guān)的千里山花崗巖，從斑狀黑云母花崗巖到等粒黑云母花崗巖再到花崗斑巖，其年齡值從172Ma到63 Ma，持續(xù)達(dá)110 Ma（王昌烈等，1987）。33大型構(gòu)造對(duì)礦床的形成有重要的控制作用。如果大型構(gòu)造與豐富的礦源、流體和有利的巖石、物化條件相匹配，則有可能形成超大型礦床和礦床富集區(qū)。

13、34兩種不同背景的斑巖銅礦帶青藏高原碰撞造山帶與斑巖銅礦玉龍斑巖銅礦岡底斯斑巖銅礦帶斑巖銅金礦帶玉龍銅礦；呷村銀礦；蘭坪鉛鋅礦均為超大型礦床呷村銀礦35上述大型構(gòu)造的各種類型都對(duì)礦床的形成和分布有不同程度的控制作用（包括直接的和間接的），具翟裕生院士初步的統(tǒng)計(jì)材料。以中國的71個(gè)金屬礦床和世界的89個(gè)金屬礦床共160個(gè)礦床（都是大型或巨型礦床）為例，分析它們所在的大型構(gòu)造，結(jié)果如下（表4-2)。36構(gòu)造類型礦床主要成礦金屬裂谷、拗拉槽、同生斷層43Zn、Pb、Cu、Ni、REE活動(dòng)陸緣構(gòu)造一巖漿帶28Cu、Au, Ag、Zn, Mo, Sn, W克拉通深斷裂26Au、Fe、Ni、Cu、Ti、V

14、大陸內(nèi)部及邊緣盆地26Mn、Fe、A1、Cu大陸火山巖帶14Au, Ag, U、Pb, Zn大陸花崗巖穹窿（熱點(diǎn)）12Sn、Nb、W、REE、Be、Li克拉通綠巖帶剪切帶11Au、Cu、Ni大型構(gòu)造及有關(guān)大型礦床數(shù)量 37二、大型構(gòu)造類型與成礦大型構(gòu)造可按其所反映的地殼變形場分為五大類端員：即反映地殼水平運(yùn)動(dòng)的伸展、收縮和走滑；反映垂向調(diào)整的隆升和沉降，其間可以有各種過渡或轉(zhuǎn)換形式。不同的構(gòu)造類型由于其不同的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，處于不同的地質(zhì)背景，有關(guān)的巖石建造、流體性質(zhì)很有差異，影響到不同的成礦方式，因此，不同構(gòu)造類型常有其密切相關(guān)的成礦系統(tǒng)38古陸邊緣在漫長的地史演化中，一般都經(jīng)歷了多種構(gòu)造格局的

15、演變，包括多次“開”、“合”作用過程。按照古陸邊緣的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)特征，可劃分為：離散型成礦系統(tǒng)會(huì)聚型成礦系統(tǒng)轉(zhuǎn)換型成礦系統(tǒng)39（一）離散型陸緣構(gòu)造一成礦系統(tǒng)典型構(gòu)造形式：大陸邊緣裂谷、裂陷槽和坳拉谷-裂谷帶地球動(dòng)力學(xué)形式：地殼拉張減薄裂解地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境：很高的地?zé)崃?強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)；強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程：深源和表生物質(zhì)大規(guī)模匯集的構(gòu)造環(huán)境-軟流圈物質(zhì)上涌，向巖石圈淺部和地表運(yùn)移和匯集；同時(shí)，陸源長期風(fēng)化產(chǎn)物也向大幅度沉降的槽谷內(nèi)堆積40成礦堆積環(huán)境：封閉好的局部坳陷則可保持礦質(zhì)的不被流失和持續(xù)堆積；裂谷盆地后期的沉積層又可覆蓋已成的礦層，起到屏蔽保護(hù)作用主要礦床類型：SEDEX型、VMS型

16、、鎂鐵質(zhì)一超鎂鐵質(zhì)巖中的銅、鎳、鉑以及沉積型鐵、錳、磷、鋁等礦床類型典型礦床實(shí)例：華北陸塊北緣狼山一渣爾泰山中元古代裂谷和揚(yáng)子陸塊北緣南秦嶺裂陷槽中典型礦床（東升廟、霍各乞、廠壩等）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同生斷層多級(jí)控礦49陸緣伸展構(gòu)造中的成礦特征是熱水成礦系統(tǒng)占重要地位，礦化成區(qū)域性帶狀分布，延長可達(dá)數(shù)百公里；在成礦帶中，大、中、小型礦床星羅棋布，有些成等距分布；礦化的水平分帶性較明顯，成礦物質(zhì)的集約度很高，聚礦能力強(qiáng)，礦石儲(chǔ)量大，大型和超大型礦床常有產(chǎn)出。50已知這類成礦系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)主要發(fā)生在元古宙和泥盆紀(jì)，成礦時(shí)代處在古大陸演化過程的破裂晚期向聚合初期的構(gòu)造轉(zhuǎn)

20、變階段，據(jù)認(rèn)為這是有一定的全球背景的。51（二）會(huì)聚型陸緣構(gòu)造一成礦系統(tǒng)俯沖帶成礦系統(tǒng)典型構(gòu)造形式：溝-湖-盆；雙變質(zhì)帶地球動(dòng)力學(xué)形式：洋殼俯沖削減地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境：很高的地?zé)崃?強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)；強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程：洋殼中富含水和金屬的沉積物被帶入俯沖帶深處，經(jīng)加熱局部熔融，形成以鈣堿性成分為主的巖漿巖及熱液系統(tǒng)，沿深斷裂進(jìn)入地殼淺部或噴出地表， 52成礦堆積環(huán)境：使慢源和殼源的成礦物質(zhì)在島弧區(qū)和弧后盆地的局部地段富集主要礦床類型：銅、金、銀、鋅、鉬、錫、鎢等為主要成礦金屬，礦床類型有斑巖型、黑礦型、淺成低溫?zé)嵋盒?、火山熱液型、接觸交代型、熱泉型等，其中占目前世界的產(chǎn)量一半以上的斑巖銅礦

21、就產(chǎn)于巖漿弧中。典型礦床實(shí)例：中國華北陸塊西南緣的白銀廠礦田是新元古代一早加里東溝弧盆體系成礦的一個(gè)代表，為VMS型銅、鉛、鋅、金、銀成礦系統(tǒng)。與之可對(duì)比的有華北陸塊北緣中新元古代活動(dòng)陸緣的白乃廟銅、鉬、金成礦系統(tǒng)535455（據(jù)J. Kutina，1996）（據(jù)J. Kutina，1996）顯示地幔對(duì)流、深部構(gòu)造薄弱帶和侵入一火山中心源區(qū)及伴生的金屬礦床（圖中為黑點(diǎn)） 56主要成礦系統(tǒng)：狼山一渣爾泰山銅一鉛一鋅一硫成礦系統(tǒng)；白云鄂博稀土一鐵一鈮成礦系統(tǒng)；白乃廟銅一金鉬成礦系統(tǒng)；遼一吉鐵、鎂、硼、鉛、鉛成礦系統(tǒng)；龍首山鎳一銅一鉑成礦系統(tǒng)；白銀廠銅一鉛一鋅一銀成礦系統(tǒng)；中條山銅成礦系統(tǒng)，熊耳山金

22、成礦系統(tǒng)；郯一廬斷裂帶金一銅一鉬一鐵成礦系統(tǒng)（中生代陸緣內(nèi)側(cè)）57主要礦床類型：巖漿熱液型W,Sn,Mo,Cu,Ag,Au,Sb等礦床典型礦床實(shí)例：在中元古代早期（1800-1600 Ma），華北陸塊北緣為離散型陸緣，形成狼山一渣爾泰山裂谷和白云鄂博裂陷槽。到中元古代后期（1600-1000Ma），相鄰的古亞洲洋板塊南緣開始向華北陸塊北緣削減，白乃廟島弧拼貼在華北板塊北緣上，并造成了上述二裂谷（裂陷槽）的褶皺回返。58OF596061華北陸塊邊緣前寒武紀(jì)構(gòu)造一成礦系統(tǒng)簡圖62到新元古代（1000-600 Ma）時(shí)，隨著大洋板塊消減的加劇，西伯利亞地塊與華北陸塊北緣拼合，分散在古洋中的地塊夾持其

23、中，代表洋殼殘片的溫都爾群上沖到華北陸塊北緣上。在此碰撞造山過程中，伴有沉積變質(zhì)型鐵礦、蛇綠巖型鉻礦床的形成。碰撞期和碰撞后花崗巖也大量生成。63華北陸塊南緣，在南秦嶺區(qū)晚古生代(350 Ma)開始的陸一陸碰撞（華北陸塊與揚(yáng)子陸塊），造成地層擠壓褶皺、變質(zhì)隆起以及大規(guī)模碰撞型花崗巖類巖漿活動(dòng)，使泥盆紀(jì)時(shí)海盆中形成的同生一準(zhǔn)同生鉛一鋅礦層受到了后期的熱動(dòng)力改造，并使前泥盆系中礦源層中的金、汞、銻、銅等受到巖漿熱液和或構(gòu)造熱液的疊加改造而形成微細(xì)浸染型金礦和層控?zé)嵋盒豌~（金、鐵、鉬）礦床等。6465陸-陸碰撞型構(gòu)造一成礦系統(tǒng)典型構(gòu)造形式： 構(gòu)造混雜巖、大型推覆構(gòu)造、大型逆沖斷層、以至隆升造山、巖層

24、變質(zhì)、局部地殼重熔及同構(gòu)造期火成巖類侵位地球動(dòng)力學(xué)形式： 擠壓收縮動(dòng)力條件下，兩個(gè)分開的陸塊相向運(yùn)動(dòng)，直到碰撞對(duì)接造山66地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境：很高的地?zé)崃?強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)；強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程： 對(duì)原有地殼的活化和改造，大規(guī)模的構(gòu)造巖漿活動(dòng)使大陸物質(zhì)經(jīng)過重組，提供了有用物質(zhì)重新運(yùn)動(dòng)和富集 成礦堆積環(huán)境：大規(guī)模的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)導(dǎo)致熱液成礦作用和變質(zhì)成礦作用，以巖漿熱液成礦系統(tǒng)為主67碰撞型斑巖銅礦與構(gòu)造控制(岡底斯帶)斑巖型Cu-Mo熱液脈型Ag-PbEW碰撞與成礦侯增謙68藏北和藏南碰撞間歇期滑脫帶或拆離帶銻金礦化69（三）走滑型陸緣構(gòu)造一成礦系統(tǒng)典型構(gòu)造形式：大陸與大洋板塊間或陸一陸間相對(duì)

25、的水平運(yùn)動(dòng)，以走滑構(gòu)造帶相接，常形成寬的復(fù)雜的構(gòu)造變形帶-大型剪切帶系統(tǒng)；拉分盆地地球動(dòng)力學(xué)形式：規(guī)模巨大的走滑斷層深切上地幔地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境：規(guī)模巨大的走滑斷層深切上地幔，有明顯的熱動(dòng)力異常，伴有普遍的流體運(yùn)動(dòng)，可誘發(fā)巖石圈不同殼層物質(zhì)的熔融，造成花崗巖類、煌斑巖類的上侵，并常伴有銅、金等成礦作用70 玉龍斑巖銅礦帶巖漿侵位：55-33 Ma (38Ma)成礦年齡：40-36 Ma (Re/Os)巖漿源區(qū)：加厚地殼+軟流圈物質(zhì)成礦環(huán)境：碰撞造山環(huán)境； 大規(guī)模走滑斷裂系統(tǒng)； 應(yīng)力突然釋放 71金頂白洋廠金滿三山河西蘭坪大型復(fù)合盆地成礦時(shí)限：古新世以來成礦類型：熱液型為主，金屬組合：殼源+幔源金屬組合成礦特征：流體大規(guī)模混合； 堿性巖漿巖貢獻(xiàn)；薛春紀(jì)等碰撞與成礦侯增謙72物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程：對(duì)原有地殼的活化和改造，大規(guī)模的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)和構(gòu)造巖漿熱液活動(dòng)使大陸物質(zhì)經(jīng)過重組，提供了有用物質(zhì)重新運(yùn)動(dòng)和富集成礦堆積環(huán)境：大規(guī)模走滑剪切導(dǎo)致的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)及熱液成礦作用和變質(zhì)成礦作用，以復(fù)成熱液成礦系統(tǒng)為主主要礦床類型：以熱液型,Cu,Ag,Au,Sb等礦床；斑巖型同金礦73典型礦床實(shí)例：世界上著名的大型走滑斷裂有圣安德列斯斷裂系和郯-廬斷裂系。 郯-廬斷裂系，中新生代火山活動(dòng)頻繁，發(fā)育與白堊紀(jì)富鉀火山巖系（安粗巖系）有關(guān)的銅-金成礦系統(tǒng)。而晚白堊紀(jì)