地質時期成礦作用

地質時期成礦作用第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.Archean（ca.3，800to2500±100m.y:3,800to3,000m.y.insouthernAfrica）太古代巖石有某些非常重要的礦床富集：原生金礦、銅、鋅、鎳、鉻、鐵及少量的其它金屬。絕大多數這些金屬來自綠巖帶，是一套火山沉積建造，發(fā)生強烈褶皺，但變質程度較弱，所以它們的巖石組合能夠很好地識別它，并且它們的內部構造很好解析。在絕大多數太古代克拉通內，綠巖帶分布在廣泛的花崗—片麻巖之中，花崗—片麻巖通常因為變形作用、變質作用，甚至熔融作用被強烈的均勻化，這樣查明其原巖是火成的還是沉積的就不可能了。在這些條件下，得出這樣的結論是合理的，即只有最耐火的巖石和礦石組合才能生存下來。這就可以解釋在片麻巖中容易識別原巖的主要是石英巖、大理巖、磁鐵石英巖（BIF）以及斜長巖中的鉻地質時期的成礦作用第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵礦。Greenland，Isua巖系中的鐵建造尤其重要，這是因為它們是目前已知最老的沉積建造，3760±70m.y（Moorbathetal.，1973）。并且因為它們與角閃巖、滑石片巖、含碳酸鹽硅質片巖有關，這些巖石可能是鎂鐵質到長英質火山建造的一部分（Allaart，1976）。這些巖石在綠巖帶中常見，但Windley（1977）認為大理巖和石英巖代表穩(wěn)定地臺或陸棚沉積，而與高能量的綠巖型堆積有很大差別。少量的含銅硫化物相的鐵建造在Isua巖系中也保存下來了，正象較年輕的太古代高級變質巖中出現硫化物一樣，如Pikwe—Selebi角閃巖中的鎳礦石。但通常講，古老的片麻巖地體中尤其缺少礦化富集，特別是硫化物，這與它們可能局部來自火山巖的觀點有沖突。許多年來已經提出了強烈的變形和高級變質作用使早期的礦石組合分散掉地質時期的成礦作用第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月了，且沒留下任何痕跡，但這種看法也不能完全確定。目前在年輕的造山帶中有保存完好的經受了高級變質作用，甚至部分熔融的，像Okiep和Nababeep這樣的硫化物礦體實例。盡管硫化物確實沿陡的構造在片麻巖巖石系中發(fā)生了運移（底劈？）。NewSouthWales的BrokenHill是麻粒巖相中大型硫化物礦體的另一個例子，盡管這些巖石中的流動沒有消除掉（obliberate）有關的構造要素。盡管似乎可能性不大，但仍有可能是如果這些礦體經受了極端的機械運移和高溫作用的話，它們也可能已經被分散掉了。嘗試的是（tentatively），這種假說認為在古老片麻巖雜巖中的原巖中的硫化物礦化本來就稀少，至少與綠巖帶中礦床的類型、品位和規(guī)模無法相比。到目前為止，綠巖帶型火山活動和成礦作用似乎開始于目前可見的這些綠巖帶的形成。地質時期的成礦作用第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月世界范圍內綠巖帶中礦床豐富和礦床類型的多樣性強有力的（vigorously）證明了火山活動對硫和金屬富集的重要性。甚至Algoma—typeBIF和以及可能部分重晶石礦也與火山活動有關。在廣泛分布的沉積碎屑巖中沒有重要的礦床產出，除非這些碎屑建造是火山機構的一部分。硫化物礦石占絕對主導的代表是：科馬提巖型Ni礦組合和火山塊狀硫化物礦床。但世界金礦也可以說主要來自于綠巖帶，無論是直接來自于含金石英脈或含金硫化物組合，還是間接地來自于Witwatersrand和類似的元古代陸緣盆地中的金從綠巖帶的轉移其中再富集?？岂R提熔巖流在綠巖帶底部常見。這些熔巖流在噴出時應該具有很高的溫度（Greenetal.，1975），這與它們在太古代中發(fā)育相一致。它們指示了地幔相對淺部的高溫狀態(tài)以及在噴出地點的高熱流作用，無論是否是通過一地質時期的成礦作用第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月階段或兩階段熔融（Green，1975；NaldrettandTurner，1977）。巖漿源區(qū)硫的初始分布似乎對Kambalda型鎳礦床定位起關鍵作用。這類礦床在澳大利亞和加拿大都已經被發(fā)現，但在南非Barberton山地還未發(fā)現，盡管Barberton橄欖巖中NiO的含量達0.51%?；蛘弑M管源區(qū)存在硫化物，但沒有到達地表，或許源區(qū)硫很稀少?？紤]到整個Barberton地區(qū)硫的低含量，源區(qū)硫稀少可能性更大。在Barberton綠巖帶底部的巖石比Kambalda和Canada綠巖帶中的類似巖石要老大約500m.y。在地質歷史中地溫梯度降低的時段內，BarbertonKomatiite巖漿來自于早期富含硫地幔位置的上部，因此沒有鎳礦床形成。否則，BarbertonKomatiite源區(qū)因地幔不均一性而貧硫。Barberton綠巖帶上部的安山巖沒有產出大的火山塊狀硫化物礦床。地質時期的成礦作用第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月絕大多數綠巖帶中富鎂的層位之上發(fā)育拉斑玄武巖和鈣堿性的玄武巖系。沉積巖包括鐵建造的夾層出現在熔巖流之間，隨后又沉積了玄武巖—安山巖—流紋巖或流紋英安巖，具明顯的旋回性，比整個綠巖帶厚度小1到2個數量級（Goodwin，1971；Anhaeusser，1971）。很明顯，分異作用發(fā)生在淺部的巖漿房中，并形成了這類組合。在加拿大的Superior和Slave兩省，這種綠巖帶形成了特別富且類型多的火山塊狀硫化物礦床、Cu—Zn礦床、含金石英脈及Algoma型BIF。金礦床和BIF在南非、印度、西澳的Yilgarn都存在，但這些地體中目前還未發(fā)現許多火山塊狀硫化物礦床。在太古代綠巖帶中，最老的巖石往往是最富鎂鐵質的，它們產有鎳礦床（如果成礦的話）。玄武巖在上一層中占主導，與不連續(xù)的玄武巖—安山巖互層，這種玄武巖—安山巖占的比例向上逐漸增多，并且在玄武巖—安山地質時期的成礦作用第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月巖占為主的層序中會含有某些小的流紋巖流、小穹隆和不連續(xù)體。在小的流紋巖流中可能會產出小的硫化物礦體。向上，流紋巖的比例增加，直到一個主要的火山活動旋回完成，而且大量的硫化物在很長的平靜期內堆積在流紋巖上部。太古代綠巖帶的這種典型的生長歷史列舉過許多次（見Anhaeusser，1971，1975），特別是這種太古代樣式的火山活動一直持續(xù)到18億年前，所有這些都是水下形成的。旋回開始時的水深很難判斷，但很可能小于3000至6000米或者從一個單一的主要旋回中形成的火山物質為最多，在火山不斷活動的時候，底部很可能發(fā)生下沉。放射性定年進一步證實褶皺作用或者與綠巖帶的構造旋回在綠巖帶巖石和其產出區(qū)域有典型特點，不存在沒有變形的太古代塊狀硫化物礦床。這種普遍存在的（ubiquitous）變形作用可能是在綠巖帶玄武巖中廣泛產出金礦石英脈的原因之一。地質時期的成礦作用第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月最初的火山活動以超鎂鐵質熔巖流為特征，應該由薄的太古代地殼的破裂引起，這產生了高熱流帶并引起了上地幔的部分熔融以提供玄武質巖漿。如果陷落（foundering）繼續(xù)，玄武質地殼本身會通過部分熔融再循環(huán)，這樣安山質和玄武質的巖漿就形成了，同時伴有Zn、Cu和S的形成，這些礦石的主要元素組成。向鈣堿性巖套（rocksuites），Zn似乎是地殼再循環(huán)的地球化學指示物。第一旋回的硫化物堆積不高顯生宙蛇綠巖套中的Cyprus型塊狀硫化物那樣豐富。依賴于形成的安山巖和流紋巖數量的多少，玄武質地殼向熔融地帶發(fā)生某種水平運移是必須的。正如Hutchinson（1973）的模式那樣，這種活動可以從兩側發(fā)生，或者以一側運動為主。Tarney等（1976）已經描述了Chile白堊紀的這類組合，這可以部分地類比太古代綠巖地質時期的成礦作用第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月帶建造。在安山質島弧之后是弧后盆地。但是，沒有典型的增生板塊邊界、Cyprus型VMS，豆莢狀鉻鐵礦（除可能的Selukwe以外）及蛇紋巖套本身在太古代巖石中發(fā)現。但增生作用機制在更柔韌的（flexible）太古代地殼中也會有很大的不同。修改了的弧后機制的含義是在其生長時太古代綠巖帶的大陸邊緣位置。如果這是大陸生長機制的話，這必須在比地質歷史上任何時期都要快的速度完成。在元古代類型構造活動中大陸增長速率發(fā)生突然降低。向Arizona18億年的Jerome太古代型塊狀硫化物礦床那樣，局部的構造區(qū)應該是大陸邊緣發(fā)生的連續(xù)增長的結果，大陸已經變得足夠剛性以支撐早元古代的大型盆地的形成。全世界太古代地層主要由硅鋁質火成巖組成，它們最初可能是火山成因。這是地幔向地殼發(fā)高能量轉移的結果。隨著地殼生長和穩(wěn)定化，高熱液變得更集中于克拉通之間的向Limpopo這樣的活動帶中，而且火山活動強度發(fā)生普遍下降。地質時期的成礦作用第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.早元古代（2500±100m.y或3000m.y（南非）~1800±100m.y）當其它地區(qū)綠巖帶仍在生長的時候，現在的南非位置的板塊已經開始剛性化了。在30億年前，盆地就在Transvaal南部形成了，并堆積了杏仁狀（amygdaloidal）玄武巖、化學沉積物（包括碳酸鹽鐵建造和某種程度分選的碎屑沉積。在Pongola盆地，在隨后的400到500m.y.間沉積了巨厚的碎屑沉積，構成了Dominion、Witwatersrand、Ventersdorp和Transvaal地層系統(tǒng)，它們顯示了世界范圍內構造和巖石類型的變化，但它們在巨大規(guī)模和巖性仍具有自己的特性。當然，Witwatersrand礫巖是世界上最主要的金的來源和主要的U的來源（Pretorius，1974）。地質時期的成礦作用第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月從這些新的克拉通盆地的地層厚度以及大量沉積物為淺水沉積這一事實來判斷，這些盆地應該在很長的時間內發(fā)生緩慢沉降（見Muratov，1974）。這意味著或者來自盆地下地?；蛳碌貧さ娜狈?，或者隨時間變化發(fā)生收縮或冷卻。（在當代的大洋盆地中，隨著遠離洋中脊的冷卻作用可能形成了現今洋底特征）。早元古代Zuluan楔和對應的盆地沉積系統(tǒng)的化學特征顯示了礦床形成的根本過程。Zuluan沉積楔所有碎屑物的灰綠色特征（無紅層），以及大量的黃鐵礦、晶質鈾礦的碎屑顆粒和各種形式的未氧化的碳的存在，都強有力地證明了當時在大氣圈和水圈中普遍缺少自由氧。這些特性在早前寒武紀作為大氣圈缺氧的證據持續(xù)了很長的時間（見Cloud，1976）。實際上，太古代巖石中BIF中的鐵的氧化物需要通過海水中的O2來使以Fe2+方式搬運的Fe沉淀地質時期的成礦作用第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月下來，而且在Swaziland系中甚至存在重晶石層（HeinrichsandReirner，1977），但Perry及其他學者（1970）指出這里的S唯一比化學沉積物中硫化物的δ34S高2.5‰的硫，而且硫酸鹽可能是生活在太古代海洋中的光合生物產生的氧引起的局部沉積的結果。很顯然，在西澳Pilbara地塊中生命應該與最老的巖石至少一樣老，在3000m.y.以前光合作用在局部地方存在是合理的（Cloud，1973），或許與最老的BIF一樣老。但光合作用生物對地表環(huán)境中化學方面的充分影響是大約在開始于早元古代中期并形成大量快速增加的鐵的氧化物的沉積。Ronov（1964）估計到Superior型BIF構成了早元古代沉積巖的15%，甚至更多。Fe的來源一直存在激烈的爭論（Cloud，1973）尤其自James（1954）關于鐵建造的沉積相的論文發(fā)表以來。在缺氧但富CO2的風化條件地質時期的成礦作用第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月下，在風化中硅酸鹽中的Fe具有較強的活動性并在海水中聚集起來。但如果這是BIF中Fe的唯一來源的話，那么通過相同的風化作用應該在沉積物中形成大量的其它碎屑物質，尤其是富鋁的物質。對此，有很少的證據存在。還原Fe（和S）上午另一個可能的來源是晚太古代和早元古代強烈的火山活動?；蛟S，火山活動和風化作用均對大洋中Fe的供應發(fā)揮了重要作用，且隨時間進行而不斷增加。這種Fe以及火山硫提供了方便的氧氣儲存來容納由原核生物的光合作用形成的自由氧。當大量早元古代淺海盆地形成后，這種原核生物以極其豐富的形式繁殖（prosperedinprofusioninmanyforms），包括疊層石。但還原鐵和硫的補充隨火山活動減弱而減少，而且BIF沉積作用的減少比其開始出現的速度要快。在2200到2000m.y.高峰期以后，BIF的形成到1800m.y.停止。這個地質時期的成礦作用第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月時間至少在北美與塊狀硫化物礦床的終止時間相吻合，由于鐵的沉積取決于發(fā)生在淺水的反應，因此這種沉積作用在全球都是同時的。因多余的氧而消耗了大量的Fe和S，所以原核生物面臨著有利化學環(huán)境的嚴重惡化（Cloud，1973）。形成的新環(huán)境使生物發(fā)生變異，形成了能量降低消耗游離氧的新陳代謝作用的酶（enzyme）。這些物質逐漸演化成真核生物（eukaryote），這些生物具有隨地球環(huán)境變化發(fā)生更快進化的良好機制。Margulis（1974）認為從原核生物（prokaryote）到真核生物（eukaryote）的演化是生物史上最大的進化間斷，也是S和相關金屬行為的一個主要間斷。地球表面化學大量游離氧的影響是逐漸的但是不可逆的。一旦游離氧進入大氣圈，鐵就被固定在露頭上而且缺氧條件僅保留在局部盆地中，這里有限的通氣性使大氣氧地質時期的成礦作用第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月的緩沖作用被克服了。不但在一個普遍缺氧的大洋中存在局部氧化條件，而正相反，是在普遍氧化的大洋中存在局部還原條件。這對化學沉積作用存在明顯的影響，如一些新類型金屬硫化物的形成，這些礦床包括地質歷史上第一次出現的大規(guī)模層狀沉積巖為圍巖的賤金屬礦床。U也開始以溶液的形式大規(guī)模的運移并且在大陸剝蝕面以下的高品位礦脈中富集。金不在近地表的環(huán)境沉淀下來，因為在酸性氧化條件下在氯化物溶液中仍有高的溶解度。與重要的層狀蒸發(fā)鹽和紅層中赤鐵礦膠結的突然增長同時，一些新的礦床類型形成了。碳酸鹽也成為重要的巖石類型。中元古代成礦與成巖作用的這些變化在大約200m.y.的時期內完成。當然，這些變化主要依賴于地球表面溶液中硫和鐵的主導氧化狀態(tài)的改變，與受生物影響的碳的化學特征相互連接。但誘因是構造（tctonic），通地質時期的成礦作用第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月過控制把火山還原物質從地球內部向地表的釋放，并通過提供大陸邊緣及其上部穩(wěn)定的陸棚和淺海環(huán)境實現，這些環(huán)境中光合作用生物能繁殖直到它們把游離氧消耗掉。3.LateProterozoic（1800±100m.y到600±100m.y）晚元古代成礦作用的主要變化是涉及到成礦作用的化學變化。大型陸緣海中的沉積作用為賤金屬富集提供了環(huán)境，此時鐵的氧化物的沉積已經失去其廣泛分布性。Cu和Pb是主要的金屬，但并不出現在同一個礦體中。Zn與Pb比與Cu共生要多，與火成作用主導的系統(tǒng)中的情況相反。巨大、狹長（elongate）、緩慢沉降的盆地是晚元古代主導的構造特征，而且它們都很好地保存下來。但仍然地質時期的成礦作用第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月存在大量的切割不斷脆性化的地殼的深斷裂為聚集熱和各種幔源組分提供了到達地殼的通道（Milanovskiy，1976）。從太古代完全活動地殼機制到克拉通更脆性的裂谷作用在南非克拉通上以大約25億年的大巖墻的形成為標志。堿性雜巖包括巖漿碳酸巖變得主導，Palabora大約20億年（Hanekometal.，1965），而且加拿大的碳酸巖年齡介于17.5億年和16.5億年之間。絕大多數金伯利巖形成于中生代到第三紀，但最老的形成于元古代（Dawson，1967），盡管沖積金剛石砂礦在更老的巖石中發(fā)現的（Wastson，1973），Bushveld雜巖和Sudbury分別是20和14.4億年，盡管有人認為這些巖體是沖積成因。一系列富Ti的斜長巖地塊和層狀雜巖在晚古生代形成（1700~1100m.y）是另一個地幔分異和斷裂活動的表現。地質時期的成礦作用第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月象Limpopo這樣迷一般的活動帶僅局部似乎成礦組分是在高級變質作用帶進來的，盡管熱液狀態(tài)可能使分散的礦化重新組合成夠品位的礦體。這些活動帶構成了高熱流帶，并且已經被解釋為或者是裂谷或者是克拉通間的碰撞帶（Windley，1977）。Shackleton（1973）認為被Limpopo活動帶所切割的早期線性斷裂通?？梢宰匪鞒鰜?，活動帶是疊加在早期的線性構造之上的，而且沒有使其錯移。在南非的Okiep，與基性巖有關的銅礦床被活化（remobilized）成（Namaqua—Natal活動帶，14億年，Halbich，1978）切層的陡的構造。某些這類陡傾構造與大的角礫有關，這些角礫中含有這個層序上部的大的巖石碎塊。LombardandSchreuder（1978）得出結論認為dikation（膨脹的）在擠壓前沿裂谷肯定出現，這可能解釋活動帶歷史的重要事實。在非洲這些活動帶中，晚的多地質時期的成礦作用第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月的裂谷作用產生了巖漿活動和熱液礦化，如在Transvaal的Messina（Jacobsen，1975）。所有這些事件在時間（短的時間內）與最近由觀測到的由同位素解釋的某些地幔演化事件相對比。Brooksetal.（1978）報道了世界范圍的洋島和洋中脊拉斑玄武巖的1600±200m.y.的Rb/Sr等時線，這可能確定了地幔演化中的一次重要事件。這個年齡與用Pb同位素成分確定的洋殼巖石的年齡一致（1800±100m.y.），這是一個重要的對應性，因為它強化了等時線年齡代表了一次真正地質事件而非沒有年輕記錄的隨意的混合這一結論。Brooks等（1978）認為這可能表明了一次象化學上獨立的軟流圈的分離作用發(fā)生在2000~1500m.y.前。Pb從地幔向地殼的重要的釋放作用可能與大約此時的堿性巖漿活動有關。元古代紅色的富鉀花崗巖與太古代灰色的鈉質花崗質巖石形成地質時期的成礦作用第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月鮮明的對比。沉積巖中層狀的鉛礦床可能與這種聯(lián)系有密切的關系，因為這些礦床是世界上最老的以Pb為主的礦床而且因它們通常似乎比其它層狀礦床與火山巖更密切的空間關系。如在Sullivan，存在一個可能與相鄰的主要斷裂有關的蝕變根。在Mt.Isa和McArthurRiver礦床的沉積地層中含有凝灰?guī)r，而在BrokenHill礦床的沉積巖中也可能含有某些火山成因的物質（包括鐵建造）（Stanton，1972）。盡管Mt.Isa含Cu，但這種新類型（選擇性富含Pb）引起了普遍的問題，它們目前仍然難以回答（GustafsonandWilliams，1981）。Pb與Zn和Cu的分離是在源區(qū)因金屬的選擇性溶解造成還是在礦體形成場所選擇性沉淀引起？中元古代Pb礦床的最初出現是由地表化學變化，或許通過涉及到碳酸鹽絡合物的某些變化引起，或者它更象地質時期的成礦作用第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月是與熱流向地表轉輸方式的變化有關的新的地幔分離系統(tǒng)的結果？在以后的地質歷史中，Pb以各種方式與碳酸鹽聯(lián)系在一起，例如在Mississippi河谷型礦床中和被斑巖系統(tǒng)切割的碳酸鹽中。但是它也在富硅的火成巖中運移，尤其是鉀長石中，通過風化作用Pb可能會從鉀長石中釋放出來。Engelandothers（1974）展示了在中元古代存在石英二長巖和石英閃長巖比例的快速增加。而且Pb在顯生宙島弧環(huán)境形成的塊狀硫化物礦床中成為主要成分。令人好奇的是，在中元古代存在一個很強的出次出現后（17~15億年），在晚元古代它表現出與Zn和Cu伴生上的較弱的情況。盡管在某些時候觀察到了（Hutchison，1973），這種行為方式并沒有被很好理解。把它與地表環(huán)境變化過程中Pb的起源、遷移和沉淀的化學作用聯(lián)系起來是有吸引力的，但大量的層控Pb礦床與中元古代裂谷的早期聯(lián)系也是一個有說服力的事實。地質時期的成礦作用第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月地幔通過地幔柱或熱點的能量釋放的位置作為裂谷作用和大陸最終裂解的關鍵因素已經受到大量的注意。這種注意大部分是對于Pangea的裂解來說的，但Sawkins（1976）最近描述了12~11億年之間達到高峰的裂谷事件、有關的巖漿活動和成礦作用。例如，令人迷惑不解的（enigmatic）Tennessee，Ducktown的黃鐵礦型銅礦產在拗拉槽中，它沉積了Ocoee群地層（Rankin，1975），可能是與裂谷有關的熱液活動的產物。Michigan銅礦區(qū)是產在或與高原玄武巖有關的典型的例子，另外在當穩(wěn)定的大陸地臺通過裂谷活動達到地表。因此，對WhitePine頁巖來說，存在地層層序上僅幾百英尺，沿走向僅幾十英里的很靠近的Cu的潛在來源。這強化了Sawkins（1976）所做的實例，即非洲銅礦帶那樣的相似銅礦床與裂谷相依存的情況，盡管關于銅的來源的推測是相對薄弱的。地質時期的成礦作用第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實際上，淺水盆地中大面積頁巖和砂巖中的銅的硫化物，可能受大約19億年前的Udokan期開始的裂谷的控制（Bogdonovetal.，1973）。但其它的大多數被限定在大約100m.y時間區(qū)間內，接近非洲、澳大利亞和北美10億年前的重要裂谷期Rowlands（1974）在原Gondwana重建大陸的兩期晚元古代冰期和海相沉積槽的投影基礎上，編制了含礦地層的驚人對比圖。所有這些層狀的Cu礦床都形成于干旱氣候條件下的淺水環(huán)境。食鹽和硬石膏模、泥裂、風蝕砂和紅層在每一個地方都見到了，這樣這些盆地應該是緩慢下沉的，在一個幾億年的時間上發(fā)生并且從普遍地勢起伏較低的陸地來源的碎屑物的供給達到平衡。沉積條件的統(tǒng)一性（具有逐步下沉的盆地）為Cu和Co的硫化物沉積提供了有利的條件，靜海（euxinic）條件并不僅僅含Cu的地層單元。那地質時期的成礦作用第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月么這樣就在一定程度上顯示了金屬供應的周期性成為幾個相對薄弱地層中成礦的關鍵性控制因素，盡管合適的沉積條件也需要存在。這種供給可以以盆地邊界的裂谷作用形成的火山和熱液活動實現。沉積期近結束時的重力滑動變形對非洲銅礦帶來說是獨特的，這些切層的角礫和斷裂構造在Kipushi和Shinkolobwe（DerriksandVaes，1956）形成了礦柱。U和賤金屬的來源尚未弄清，但筒狀的礦體可能是層狀礦床再活化組分充填形成。向Shibkolobwe這樣U的富集在6~7億年之間是不常見的，但在中元古代的期內被認為是一個高品位U礦脈形成的主要時期（Robertsonetal.，1978）。這種富集的控制作用在構造上僅是間接的，由于它們可與當時大氣圈的氧化狀態(tài)有關而非由構造作用把鈾釋放出來。在15~17億地質時期的成礦作用第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月年期間侵蝕面的清楚定位是大約那時的剝蝕形成時大氣圈中氧的較快速增加。一旦U被運移，絕大多數可能會進入大洋，因此后期不整合面控制的鈾礦床較小且品位較低。9~6億年以前，不是形成新類型礦床的時期，大約6億年前，在一個持續(xù)廣泛低能充填淺水盆地和大陸斜坡的時期之后（形成大量頁巖和白云巖）。4.顯生宙（600±100m.y前到現在）世界上絕大多數礦床產在大的造山帶中。此外，中生代和第三紀礦床及其控制它們的造山帶清楚地沿著現金的板塊邊界分布，這些邊界是通過地震和火山能量的釋放獲得的，古生代末期的樣式有相似的一致性。裂谷、疊加造山帶。顯生宙造山作用的周期和持續(xù)性使本來就不明確的元古代俯沖變得模糊。

地質時期的成礦作用第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月元古代超大陸裂解的時間比該大陸的聚合了解的要少，但裂解似乎已在10Ma前起了Tennesse州Ducktown沉積物中硫化物礦床的形成。某些最早的礦床形成在原大西洋張開時增生板塊邊界上，現在可能以豆莢狀鉻鐵礦和Cyorus型塊狀硫化物礦床形式出現在加里東褶皺帶中，隨著勞亞大陸（Laurentia）的重新聚合而俯沖到現在位置定位，它們產在蛇綠巖套中，而且蛇綠巖套通常被切割了，這些對古生代新的地殼演化機制的提出是關鍵證據。其他類型的礦床具有相同的歷史。在晚元古代，18億年以后，塊狀硫化物礦床和斑巖銅礦床是很稀少的，小且分散。但從Taconic—Caledonian（塔康造山運動（O3））造山作用開始，典型的塊狀硫化物礦床通常出現在組成顯生宙造山帶核部的變形火山巖中，甚至含金石英脈，也再次在變形過程中形成，具中溫條件，參與了大陸邊緣附近的俯沖作用。這些礦床的圍巖通常包含黑色頁巖。這種地質時期的成礦作用第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月巖石反映了靠近火山源附近化學上的缺氧環(huán)境。U含量在歐洲海西期變得重要。Clinton型的鐵礦重新建立了化學沉積鐵礦沉積，但是沒有燧石的條帶狀鐵建造。早古生代大陸架的廣泛消失，可能是洋中脊活動的結果，極端地充填了北美大陸中部碳酸鹽沉積的海。它們最終成為MVT礦床的形成場所。但最重要的是，與石英二長巖和花崗閃長巖基和次火山侵入體有關的賤金屬和貴金屬礦床（包括斑巖銅礦），它們變成了世界賤金屬、Ag、Mo和其它金屬的來源，與產出火山塊狀硫化物礦床的安山巖—流紋巖地層一起，這些石英二長巖和花崗閃長巖都是俯沖帶俯沖洋殼再改造的主要產物。在北美，在Appalachia山脈，金屬礦的分帶樣式已經由Gabelman（1968）詳細描述過而且符合Strong（1974）的板塊構造體制。在Appalachian山的西部和地質時期的成礦作用第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月北部，斑巖銅礦床產在∈和O的巖石中（Hollisteretal.，1974）。這些礦床產在小規(guī)模的英二長巖體中，而且通常沒有典型的英鐵礦—絹云母化蝕變暈。Hollisteretal.（1974）認為這些礦床剝蝕深度很大（deeplyeroded）。如果沒有掀斜的話，這可能是真的，由于缺少絹云母，它們可能是深就位的結果。與Appalachia斑巖基本相同的是Kazakhstan的Balkhash湖附近的喊Mo斑巖鉬礦。Boshcheskul巖體定年為加里東期，而Kounrad定年為海西期。據Smirnov（1971），它們形成于Bilibin（1968）旋回早期富鈉的階段。但是，在Kounrad存在大的絹云母蝕變帶。它或許與Appalachia山的巖體相比或者剝蝕較小或者在靠近地表更富含地下水的環(huán)境定位。地質時期的成礦作用第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月在Urals，同期的造山作用形成了很少斑巖型銅和斑巖型鉬礦床（Bilibin，1968），但形成了類型廣泛的富含黃鐵礦的塊狀硫化物礦床。在Balkhash湖附近及以南地區(qū)的Kazakhatan褶皺帶中產出的斑巖型銅礦和這里的塊狀硫化物礦床間存在反比關系。這種差異可能與兩個褶皺帶中俯沖系統(tǒng)的性質不同有關。在中新世（Miocene）存在可比性，期間日本的可以與西南太平洋斑巖型銅床相對比。泥盆紀Aulacogen盆地是沉積物為圍巖的賤金屬礦床的極好場所，如Dzheahazgan，Rammelsberg，可能以及Buchans和Bathurst（NewBrunswick）。這可能是由于緯度適合于形成蒸發(fā)鹽盆地，而且賤金屬富集所需要不流動的底部環(huán)境，不論金屬是否由裂谷提供。與這些沉積物一起的還有鎂鐵質巖墻和巖床和某些中性火山巖，至少在北美的例子中是這樣。地質時期的成礦作用第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月在岡瓦納大陸，Andean，Cape，Ross和Tasman褶皺帶之間的聯(lián)系圈定了一個很長且非常復雜的大陸邊緣。該帶中TasmanianPb—Zn和富Cu塊狀和層狀硫化物的分布是很有啟發(fā)性的。Hutchison（1973）指出CaptainFlat重要的Pb—Zn—Ag礦床產在上志留統(tǒng)安山質—流紋質巖石中，這些巖石比西南Wales的BathurstCu—Zn礦更偏向長英質。Hutchison把Pb含量的增加歸因為在大陸邊緣洋殼長期俯沖而使陸殼進一步參與成礦有關。Sn在Queensland和Tasmsnia向北的年輕花崗巖中產出。在歐洲，Sn和W分布在從Cornwall延伸到Bohemia，且平行于一個通過西班牙的礦體的海西期構造帶中分布（Schilina，1967）。在與花崗質巖石有關的金屬礦床中，Mo、Sn和W在地質歷史上首次出現在海西期花崗巖中富集成大的礦體（Watson，1973）。但Sn與Mo和W地質時期的成礦作用第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月相比沿每一個造山帶的走向延伸具有更局限的分布，無論是在歐洲古生代地區(qū)、馬來西亞和泰國的中生代地區(qū)還是Bolivia的上新世地區(qū)均如此（Pliocen）。其原因尚不明確，盡管已經被認為是由花崗巖源巖的不均一性差異引起?？赡艿氖?，這些礦床可能包含了大陸的碎屑，由于俯沖作用或大陸板塊碰撞造成。在古生代造山作用接近尾聲時，淺的二疊紀海侵入歐洲，形成了現在從北向南沉積形成了沉積巖為圍巖的巨大的橫跨歐洲的賤金屬硫化物礦床，從英國包括Kupferschiefer向東到波蘭的Lubin（Konstantynowicz，1973），以及Ukraine。這個顯著的礦床組合是包含紅層、大量蒸發(fā)鹽和少量黑色頁巖（金屬硫化物的圍巖）的沉積堆積體的一部分。覆蓋如此大面積的這些礦床的金屬來源并不容易確定（Dunham，1964；Rentzsch，地質時期的成礦作用第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1974）。但單個盆地范圍的裂谷控制可以通過礦層的形態(tài)和方向很好地解釋而且也可能作為金屬的可能來源。Pangea古陸的Tethyan邊緣有關的中生代造山帶疊加了先前加里東和海西褶皺帶之上，這使研究更復雜化。Pangea古陸東部或Tethyan的封閉形成了Alpine—Himalayan造山帶，從地中海向東經高加索（Caucasus）、中亞山脈、喜馬拉雅、東印度、印度支那（MitchellandGarson，1976）。這涉及到了Tethyan洋的鉸鏈式（hinged）的閉合，并伴有小的Mediterraneam地塊的破碎，從而使礦床的分布樣式更不好解釋。在Alps有很少的礦床，在那里推覆構造（nappe）通過隆升—重力流動形式，其形成無疑通過巖層下部的Triassic蒸發(fā)鹽的拆離和潤滑作用（lubricate）。再向東到Carpathians和Caucasus，推覆構造少而有礦床變多。在土耳其某些蛇綠巖帶中發(fā)育完好地質時期的成礦作用第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月的豆莢狀鉻鐵礦床，南斯拉夫的主要塊狀硫化物礦床以及希臘的銀礦床。這一地區(qū)也包含了Cyprus型黃鐵礦型Cu礦的典型產地。J和K的花崗閃長巖以及安山巖構成了高加索的主體構造，并且延伸到東部的Turkey和Iran的始新世。它們產有大量的斑巖型銅礦，如SarChesmeh特提斯帶中重要斑巖型銅礦產出的最西位置是伊朗。再向東，繼續(xù)出現斑巖省，但它們僅很粗略地進行調查。目前為止，該帶中Sn、Au、W的找礦工作主要在晚白堊的花崗巖中展開。這種類型的礦化向東進入中國和馬來西亞，這些地方大量的小型斑巖銅礦報道過。環(huán)太平洋“火環(huán)”自Pangea裂解起也一直在發(fā)揮作用，隨著Pangea的裂解和大西洋、印度洋的生長，同時太平洋減小，通常仍保持焊接在擴張板塊上的大陸以及所發(fā)生的地質時期的成礦作用第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月地殼縮短主要發(fā)生在大陸碎塊的外邊緣。俯沖帶，通常圍繞太平洋向大陸方向俯沖，肯定為火成巖漿活動和礦床提供了構造條件和所需的成分。這些礦床在種類和規(guī)模上豐富多樣。在下插板塊上方形成的巖漿活動的一個重要意義是從地幔到巖漿成分的熱傳輸。成礦帶和會聚板塊邊界間的平行性在南美西部以礦床最簡單的分布樣式表現出來（Petersen,1970；Sillitoe，1976）和日本（Tatsumi，1970；Ishihara，1974），南非以斑巖型礦床而聞名，日本則以與島弧火山活動有關的塊狀硫化物礦床聞名。小的塊狀硫化物礦床在Philippes也有發(fā)現，但是，沿環(huán)太平洋帶再向南，規(guī)模進一步變小而且稀疏分布在西南太平洋的島中（ColleyandRice，1975），這是斑巖型銅礦左右著成礦的圖景。在日本尚未發(fā)現有斑巖型銅礦，地質時期的成礦作用第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月盡管在西南太平洋存在與日本黑礦近同期的較大的斑巖銅礦?；蛘呷毡镜拇位鹕桨邘r型銅礦還未剝露出來，或者形成兩類礦床的火山機制不同，盡管兩者均與俯沖板片有關。這種樣式與晚古生代Uralide塊狀硫化物礦床和Kazakhstan的斑巖型銅礦分布特點相似。這些礦床至少在形成年齡上大致同時，而且相關的火山巖在化學上是相似的。在VMS中的噴出物和斑巖型礦床的斑巖體化學成分上的差異是細微的。事實上，某些斑巖型銅礦是安山質火山機構的一部分（seeKesleretal.，1975）。明顯的區(qū)別是次火山斑巖型銅礦的巖漿并不需要達到地表。這可能意味著可能由于失熱它們變得太粘稠而不能再遷移?；蛘咂涓×Σ粔?。許多因素可能影響上升機制：地殼厚度、近地表巖石及其孔隙流體冷卻能力和揮發(fā)份的逃逸速率，這可能依賴于俯沖的速度。日本島弧具有高的俯沖速率，Titley（1978）指出斑巖型銅礦則是在俯沖相對緩慢的地區(qū)形成。地質時期的成礦作用第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月在太平洋的另一面，南、北美Cordillera的絕大多數礦床形成于向西遷移期間。南、北美洲可能與日本晚古生代和早中生代的特征類似。在南美，這一直持續(xù)到現在。Ruiz及其他作者（1965）總結了Chile礦床的地質背景，Sillitoe（1972）強調了從海岸向東到高原的長、窄的不同類型礦床分布帶。Andes山的西邊山腳下，具有世界上最著名的斑巖銅礦。其年齡在60~6m.y.。最老的在北部，最年輕的在南部，但期間年齡分布存在許多不規(guī)則性。Chuquicamata是剝蝕最大的斑巖礦床之一，而ElTeniente則最小。這與它們的年齡相匹配，但正如Sillitoe（1976）所指出的那樣，古生代和中新世的斑巖在Argentina西北部同時出現，但在剝蝕差異上并不明顯?？傮w的情景是清楚的，但具體的細節(jié)上變得很復雜。在北美西部，總體的格局也是很復雜。在美國，與火成巖地質時期的成礦作用第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月有關的礦床帶寬達1500km，且該帶中礦床的年齡和類型并沒有顯示出南美西部那樣的排列，甚至沒有加拿大和Alaska的規(guī)律。因為美國西部的礦床包括了某些世界最大級的斑巖銅和斑巖鉬礦床，以及大量的skarn和與火山活動有關的淺成低溫貴金屬礦脈。這種歷史包括了部分東太平洋洋中脊向北美大陸下的俯沖。由其造成的構造復雜化可以有助于解釋美國Cordillera礦帶的極大寬度，但目前尚沒有完全達成共識的假說。Lowell（1974）指出了為什么巖漿和金屬對俯沖洋殼的單一來源似乎不能用于美國的西南部。許多其他學者也具有該觀點（Hollister，1978；RobynandHollister，通信，1980；Noble，1974）。Guild（1978）在對美國西部區(qū)域成礦作用進行深入的評述時，也指出了斑巖礦床傾向于存在老構造的地區(qū)聚集的這一事實，甚至在離板塊邊界很遠的距離上。例如，在地質時期的成礦作用第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月Utah州靠近Bingham附近的礦床的集中出現（39~36m.y.）。位于東西向的Uinta構造的位置上，這是切穿南—北向展布的造山帶的一條主要構造形跡（BrayandWilson，1975）。Bingham本身就是最大的銅礦床之一。幾百個百萬年之后，一個花崗質斑巖的侵入，在Colorado中部大前寒武紀巖石中形成了世界最大的鉬礦床，如Climax和Henderson—Urad礦床（Wallaceetal.，1978）。這些斑巖型礦床含有比Cu多的