最新大地构造与成矿--5ppt课件.ppt

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1、 （1）两个都是海洋板块的接近。在接触处产生海沟-岛弧系，如马里亚纳群岛； （2）海洋板块和前缘带有岛弧的大陆板块的接近，在接触处亦表现为海沟-岛弧系，如日本、琉球等 （3）海洋板块和大陆板块的直接接近。在接触处表现为海沟一山弧系，如南美西海岸。 （4）两个大陆板块的接近。两个大陆板块互相碰撞，在沉积层内引起巨大推覆体和俯卧褶皱，并形成高原和弧形山脉，如西藏高原、冈底斯山和喜马拉雅山等；或形成高山和残余海盆地，如高加索山和黑海、里海等 3 3、海沟一岛弧构造地形单元划分、海沟一岛弧构造地形单元划分： 横越发育完善的海沟一岛弧系有如下构造单元：外部隆起、海沟、海沟坡折（又称构造隆起、构造弧、外弧

2、脊）、弧沟间隙（包括弧前盆地）、岩浆弧（又称内弧、主弧、火山弧）、活动边缘海盆地（又称弧间盆地）、残余弧（又称死弧、第三弧）、不活动边缘海盆地等外部隆起海沟坡折（又称构造隆起、构造弧、外弧脊）弧沟间隙（包括弧前盆地）岩浆弧（又称内弧、主弧、火山弧）活动边缘海盆地（又称弧间盆地）残余弧（又称死弧、第三弧）海沟一岛弧构造地形单元划分海沟一岛弧构造地形单元划分弧后盆地East facing continental margin亚州东部West facing continent巴西和智利 对于安第斯型海沟一山弧系来说，从岩浆弧到大洋之间的弧前地区的结构是相似的，只不过弧后地区的海盆被前陆盆地所代替 4

3、、沟、弧特征、沟、弧特征 海沟海沟 地形最低 显著的负重力异常 热流值最低 地壳是大洋型的，不存在均衡的平衡 存在向下的拉力 这与海沟是海底扩张的终点、大洋岩石圈板块在此向地幔俯冲是一致的。 岛弧（山弧）岛弧（山弧） 地形增高,内重力高和高热流值 地壳类型复杂（大洋型、过渡型、大陆型都有） 这与板块俯冲时的热效应和板块俯冲作用即造山作用也是一致的。 5 5、沉积作用、沉积作用 沟、弧地区地形反差大，为沉积作用提供了良好条件。 （1）海沟）海沟 有深海和浊流沉积物，海沟内坡通常比较陡峭，有时由于逆断层或褶皱变形，形成构造凹地或斜坡盆地，有厚度不大的浊积岩和深海沉积物 大部分在板块俯冲过程中被带走

4、，厚度并不大，从几百米到1公里以上。 （2）在弧前盆地弧前盆地中，沉积类型复杂，以富含钙碱性火山岩屑的复理石建造、厚层杂砂岩、泥岩和缺少碳酸盐岩为特征。 在岛弧后侧，弧后盆地分为两种类型：弧间盆地和岛弧一大陆盆地岛弧一大陆盆地。 （3）弧间盆地）弧间盆地 边缘陡峭并以岛弧与外界相隔，仅有很薄的深海沉积物 （4）岛弧一大陆盆地）岛弧一大陆盆地 沉积物横向变化明显，中心为薄层深海沉积物，两侧为巨厚的滨海-浅海相、三角洲相砂泥质沉积物、碳酸盐沉积物和深水浊流沉积物，靠岛弧一侧还夹有大量火山碎屑物和凝灰岩。 （5）在安第斯型陆缘火山弧后面，由于褶皱、冲断层的作用所形成的弧后前陆弧后前陆盆地盆地，主要是

5、陆相、三角洲相和浅海相碎屑沉积，缺少深海相沉积，如安第斯山以东苏班安底新生代盆地等 （6）当两个大陆板块开始碰撞之后，在俯冲大陆板块前缘或残留洋盆地俯冲大陆板块前缘或残留洋盆地里，形形成三角洲相一浅海相楔状碎屑岩体或海成三角洲相一浅海相楔状碎屑岩体或海相浊流一复理石沉积相浊流一复理石沉积，如地中海、波斯湾盆地、恒河三角洲、孟加拉湾冲积扇等； （7）与地缝合线有关的盆地）与地缝合线有关的盆地 陆相磨拉石堆积陆相磨拉石堆积 砾石既有同造山期火山成因的，完全来自岩浆弧的火山岩屑，如雅鲁藏布江地区老第三纪砾岩层； 也有造山期后期和造山期后非火山成因的，如瑞士平原和喜马拉雅山主边界断层以南锡伐利克层海沟

6、海沟厚度不大的浊积岩和深海沉积物弧前盆地弧前盆地以富含钙碱性火山岩屑的复理石建造、厚层杂砂岩、泥岩和缺少碳酸盐岩为特征弧间盆地弧间盆地仅有很薄的深海沉积物岛弧一大陆盆地岛弧一大陆盆地 沉积物横向变化明显，中心为薄层深海沉积物，两侧为巨厚的滨海-浅海相、三角洲相砂泥质沉积物、碳酸盐沉积物和深水浊流沉积物，靠岛弧一侧还夹有大量火山碎屑物和凝灰岩。弧后前陆盆地弧后前陆盆地( (安第斯) )陆相、三角洲相和浅海相碎屑沉积，缺少深海相沉积俯冲大陆板块前俯冲大陆板块前缘或残留洋盆地缘或残留洋盆地三角洲相一浅海相楔状碎屑岩体或海相浊流一复理石沉积三角洲相一浅海相楔状碎屑岩体或海相浊流一复理石沉积，如地中海、

7、波斯湾盆地、恒河三角洲地缝合线有关的地缝合线有关的盆地盆地陆相磨拉石堆积陆相磨拉石堆积 6 6、岩浆活动、岩浆活动 沟、弧地区岩浆活动十分强烈、复杂 基底不同基底不同 演化阶段不同演化阶段不同 距离俯冲带的深度不同距离俯冲带的深度不同 岩浆岩共生组合不一样，有一定的时空变化规律 （1 1）海沟与弧沟间隙的岩浆岩共生组合）海沟与弧沟间隙的岩浆岩共生组合 弧沟间隙弧沟间隙（宽度约150一300公里）一般无岩浆活动 海沟内坡有蛇绿岩套 蛇绿岩套原生地大洋中脊，它在海沟内坡出露是由于海底扩张和构造侵位一逆冲或断裂抬升作用。 （2）火山弧火山弧的岩浆岩共生组合 岩石类型及特点岩石类型及特点 特点：特点：

8、火山岛弧和陆缘火山弧是岩浆活动集中分布的地带，通常与海沟平行成弧形展布。 火山岩的体积自火山弧前缘开始向消减带方向减少，以爆裂喷发爆裂喷发作用为特征，火山岩中火山碎屑物质的体积一般都在80以上 类型类型系列：系列：根据岩石矿物、化学成分的差异，可将岛弧火山岩分为三个系列：岛弧拉斑玄武岛弧拉斑玄武质系列；钙碱性系列；碱性系列质系列；钙碱性系列；碱性系列 岛弧拉斑玄武质系列岛弧拉斑玄武质系列： 由大量岛弧拉斑玄武岩和少量安山岩（拉斑玄武质安山岩、低铝玄武岩）、英安岩、流纹岩组成 岛弧拉斑玄武岩和洋脊拉斑玄武岩在许多方面是相似的 都显示球粒陨石型的REE分布型式， Sr87Sr86比值低（0702一

9、0704），碱元素及相关元素浓度低，Al2O3含量高， Fe富集，KRb比值较高等(why?)。 区别是岛弧拉斑玄武岩比洋脊拉斑玄武岩具有变化范围更宽的FeO*/MgO、SiO2、FeO*, Na20、K20等，Ni、Cr含量较低，而Ba含量较高(why?) 钙碱性系列钙碱性系列（狭义的）：由大量安山岩及英安岩、高铝玄武岩、流纹岩组成。可进一步分为低钾组和高钾组低钾组和高钾组。 低钾组低钾组的火山岩以相当数量的熔岩和火山碎屑岩组成的层状火山岩系为特征，其深成岩主要是石英闪长岩，如日本、中美洲 高钾组高钾组的火山岩显示更大的粘性，含较多的火山角砾岩，构成规模更大的层状火山岩系。如安第斯山的成层火

10、山和美国西部第三纪火山区。 碱性系列：碱性系列：在近代火山弧中数量很少。以K20、Na2O和钾型微量元素（Rb、Ba、Sr、Pb、Cs等）含量高为特征。主要岩石类型为橄榄安粗岩。可分为两组 钠碱组：钠碱组：由碱性橄榄玄武岩（K20Na20比值低于1）、富橄玄武岩、碱性安山岩（橄榄粗安岩）、粗面岩和碱性流纹岩组成 钾碱组：钾碱组：由橄榄安粗岩（富碱安山岩，K20Na20比值接近于1）、安粗岩和含白榴石的岩石组成。 （3）岩浆岩的成份极性及影响因素）岩浆岩的成份极性及影响因素 从海沟向消减带倾斜方向有如下次序： 拉斑玄武质系列一钙碱性系列一碱性系列； 玄武岩一安山岩一英安岩流纹岩； 拉斑玄武岩（低

11、铝玄武岩）一高铝玄武岩碱性玄武岩（高钾） 侵入岩在空间分布上也具有一定的规律性 由辉长岩一闪长岩一花岗岩 碱性辉长岩、二长岩和霞石正长岩 从海沟向消减带的倾斜方向，岩石地球化学，即元素、元素比值、同位素的丰度有如下的系统变化： Fe（或FeO*）、Mg(或MgO）、Ca（或CaO）、重REE（从Tb一Lu）、Y、KRb、NaK等逐渐减少 K（或K20）、Na2OK20、K20Na20、SiO2、K2OSiO2，Rb、Ba、Cs、P、Pb、U、Th、轻REE（从La一Sm）、ThU、RbSr、LaYb、Sr87Sr86等逐渐增加。 在拉斑玄武质系列拉斑玄武质系列中，K20含量很少超过15，K20

12、随SiO2的增加而缓慢增加， REE的分布型式为球粒陨石型（或平的型式，轻REE和重REE含量相当），Sr87Sr86比值低（0702一0704）。 在钙碱性系列钙碱性系列中，K20随SiO2的增加而较快增加， REE的分布型式略具富化型（轻REE比重REE集中），Sr87Sr86比值变化范围要宽（高钾组为0704一0710，低钾组为0703一0707） 在碱性系列碱性系列中，K20随SiO2的增加而急剧增加，REE的分布型式为富化型，Sr87Sr86类似于钙碱性系列的高钾组（0704一0710） 影响因素影响因素 火山岛弧中最常见的火山岩是安山岩 1）与板块汇聚速度有关，又与火山弧的）与板块

13、汇聚速度有关，又与火山弧的演化阶段有关演化阶段有关 2）岛弧的成熟度）岛弧的成熟度 未成熟岛弧未成熟岛弧的岩浆岩共生组合较为简单，主要由拉斑玄武质岩石或镁铁质岩石组成。 成熟岛弧和陆缘弧成熟岛弧和陆缘弧的岩浆岩共生组合较复杂，主体是钙碱性岩体，两侧还有其它岩体，从而构成水平分带现象并具有一定的规律性。 3）与消减带的倾角消减带的倾角大小 倾角愈小，空间变化（分带性）愈明显；若倾角近于直立，则无水平分带性，而出现垂直分带性,从下而上为拉斑玄武质系列、钙碱性系列和碱性系列，如所罗门群岛 4）与板块汇集速度板块汇集速度和岛弧所处的演化阶段有关 汇聚速度愈大，岛弧愈年青，火山岩系列愈偏基性, 汇聚速度

14、愈小，岛弧愈成熟，火山岩愈偏碱性，K2O、Na2O含量愈大。 5）与岛弧地区地壳厚度岛弧地区地壳厚度有关 地壳厚度25公里时, 钙碱性系列高达80一100，并出现碱性系列K20含量也随地壳厚度增大而增大。 康迪（Condie, K.C.，1973）认为在SiO2为60时，K20含量与地壳厚度 （C）的关系式为： C（km）18.2K2O百分含量-14.3 （6）与母岩浆形成的深度，（即岩浆源在消减带那个部位）及其在上升途中的融熔、混染作用有关。 岛弧拉斑玄武岩浆生成深度小于150公里，钙碱性岩浆生成深度大约在80至200公里，碱质岩浆生成深度大于150或200公里。 当SiO2含量一定时，K2

15、O含量随消减带深度（H）增加而增大，在深度80一300公里范围内，每增加深度100公里，K2O含量约增加1。 7 7、变质作用、变质作用 挤压型板块边界区域变质作用十分发育，其主要特征是双（对）变质带,由两个互相平行的高压低温型变质带和高温低压型变质带所组成 高压低温变质带：高压低温变质带： 即兰闪石变质相，也叫兰闪石片岩或兰片岩。以具有兰闪石、硬玉、硬柱石、黑硬绿泥石等矿物为特征。 通常与混杂堆积、蛇绿岩套相伴生。 位于俯冲带上部或海沟的陆侧，因为这里是两个板块对冲的地方，俯冲带的浅部，故压力大，温度不高。 挤压、剪切构造十分发育，宽度较窄。 据高温高压试验，兰闪石生成的温度为250一400

16、，压力为5一7千巴。（1个大气压等于1013 高温低压型变质带高温低压型变质带： 以具有红柱石、矽线石、兰晶石等矿物为特征 通常伴随有大量的中一酸性深成侵入岩和喷出岩，相当于岛弧和陆缘火山岩带。 这种变质作用发生于地面下不深、压力不大的地区。 宽度较大，带内断块构造较为发育。 双变质带主要分布于环太平洋地区，已发现有15对，形成时代多数为中新生代，少数为上古生代。双变质带的形成时代向海洋方向变新 8 8、造山作用、造山作用 1)机制机制 板块俯冲一碰撞作用也是一种造山作用。在板块俯冲过程中，由于牵曳作用，使仰冲板块上部物质不断受到压缩。 俯冲板块上面的沉积物，在开始俯冲时，绝大部分被刮下来，致

17、使不同地点、不同时代的沉积物和由仰冲板块上滑落下来的碎块及其由俯冲板块构造侵位上来的洋壳碎块，压缩、堆积在岛弧或大陆边缘，形成混杂堆积和蛇绿岩套混杂堆积和蛇绿岩套 岩浆活动岩浆活动也不断使俯冲板块的一部分物质通过熔融上升到俯冲带之上。压缩、混杂堆积、岩浆活动的结果，使这里的地壳褶皱、断裂、变质、隆起，造成岛弧和山脉。 板块的俯冲作用或岛弧活动实际上就是造山运动。两个大陆板块碰撞可引起山脉进一步扩大和抬升 ）大洋岩石圈物质在俯冲过程中的去）大洋岩石圈物质在俯冲过程中的去向向： （1） 大部分物质（主要是洋壳第二层以下的物质）折回到地幔软流圈中去，被软流圈所回收。 （2） 由于俯冲时的刮削和挤压逆

18、冲作用，使部分物质（主要是洋壳第一层及部分第二、三层）成为混杂堆积和蛇绿岩套，停积在仰冲板块上面的陆壳的边侧. （ 3） 由于俯冲过程中的温度增高和局部熔, 使部分易熔物质转化为岩浆，上升，形成岛弧地区的火成岩 （4） 还有部分物质转化为闪岩、麻粒岩、榴辉岩，沿俯冲带聚集于岛弧之下的地壳或上地幔的深部。 ）造山带型式造山带型式 （1）科迪勒拉式（安第斯式）：这种造山带发育于既是板块边界又是大陆边缘既是板块边界又是大陆边缘的地方，包括一侧上的洋壳与另一侧上的陆壳，即一个大洋板块在此边缘向大陆板块之下俯冲、消亡。由此产生的大陆侧向增长是很小的，如科迪勒拉山和安第斯山 （2） 岛弧式：岛弧式：这种造

19、山带发育于岛弧地区，大洋板块在离开大陆一定距离（中间隔着边缘海和岛弧）的地方一岛弧外侧,向岛弧之下俯冲、消亡。 岛弧的形成过程称作太平洋型造山作用。岛弧的发育是大陆增生极有意义的方式，如太平洋西岸诸岛弧 （3） 喜马拉雅式： 一个带着沉积岩楔的大西洋型大陆边缘，在大洋收缩的最后阶段，与另一个大陆边缘（其上可以有一个已经形成或正在发育的科迪勒拉式造山带）相互碰撞,即两个大陆板块（或两个大陆壳）相互碰撞。它不但不能增长大陆，反而使大陆缩短。如喜马拉雅山和阿尔卑斯山 （4） 新几内亚式：新几内亚式：一个载有大西洋型大陆边缘的板块，在岛弧靠陆的一侧向岛弧之下俯冲，最后大陆边缘与岛弧相碰撞。碰撞后因大陆

20、浮力所阻，俯冲作用停止。然后于岛弧靠洋的一侧形成新海沟。大洋板块反转过来向大陆之下俯冲。这时，岛弧由原来位于大洋板块的边缘，转为与大陆合并，增长到大陆上，新几内亚式造山作用转变为科迪勒拉式造山作用，如新几内亚第三纪槽皱带。 四种造山带反映四种造山作用。前两种造山作用以热能为主要动力，后两种造山作用以机械能为主要动力。据此，把造山作用（造山带）归纳为两种基本类型 科迪勒拉型：包括科迪勒拉式和岛弧式两种造山带。造山作用以热动力为主要动力，其主要特征是发育双变质带和蛇绿岩套，岩浆活动强烈，山根是基性的 碰撞型：包括喜马拉雅式和新几内亚式两种造山带。造山作用以机械能为主要动力，其主要特征有蛇绿岩套和高

21、压低温变质带，岩浆活动不发育，山根是硅铝质的，厚度很大，可达陆壳平均厚度的两倍，可能是两个大陆壳叠加增厚的结果、岛弧和活动大陆边缘环境中矿床类型、成矿作用 这类环境起源于大洋板块向大陆板块的俯冲运动，以太平洋板块东西缘最典型。 中、新生代以来，太平洋板块发生向欧亚板块和美洲板块的俯冲作用，导致环太平洋巨型构造带及成矿带的形成。 在东亚和东澳一带的火山岛弧区，以斑岩型、浅成低温热液型和黑矿型矿床为代表；矿化与火山、次火山相古地热系统有关，是产于敛合扳块边界的“原地矿床”。 还有一类是由扩张的洋脊将古老的蛇绿岩套中矿床推移到俯冲带的滑塌混杂岩带中而成，属于“外来矿床”。在洋陆聚敛板块边界形成的主要

22、矿床类型有 块状硫化物矿床(以黑矿为主)浅成低温热液金、银、汞、锑矿床斑岩型铜、钼、锡和钨矿床与同熔型花岗岩有关的铁、铜、钨、钼、金和铀矿床与流纹岩有关的锡、铍、铀、铅、锌矿床与改造型花岗岩有关的锡、钨、铋、铌钽和铍矿床以及稀土矿床与安山岩类有关的磁铁矿磷灰石阳起石矿床与火山作用有关的自然硫、明矾石、硬石膏、沸石、叶蜡石、萤石等非金属矿床边缘盆地和岩浆弧后盆地中的石油、天然气矿床 在美洲西部近海岸带的大陆边缘弧，处在科迪勒拉褶皱区和北美地台结合部的活动带上，即美洲西部的盆岭区(弧后伸展盆地区)，该区发育与花岗岩有关的锡钨矿床，浅成、低温热液金银矿和斑岩钼、铜矿等。 Interpretative

23、 geological sections through Nias and Sumatran continental Margin showing Neogene evolutionEarly miocenepresentYoung this sideFigure showing the formation process of anOuter arcIdeal model showing sediments subductionAnd subduction erosionassociationgenesisType of deposit/metalsexamplesObducted ophi

24、oliteSubmarine exhalativeSedimentary sulphideCyprus-type stratiform Cu FeTroodos, Cyprus(K)Obducted ophiolitemagmaticPodiform CrIndoburman Ranges(J)GraniteMagmatic-meteoric hydrothermalSn WSW Japan(Miocene)Granite USouthern Uplands, Scotland(L D)GranodioritePorphyry CuSouthern Uplands, Scotland(L D)

25、FlyschEpigenetic connate hydrothermalAu-quartzTaiwan(Pliocene)Magnesian carbonateEpigenetic hydrothermalHgCoast Ranges, California(T); Tyan Shan, Russian,(Pz)Flysch-quratz-carbonateSbPakistan(Tertiary)Mineral Deposits in outer arcassociationGenesisTypes of deposit/metalsexamplesTonalitic”I-type” plu

26、tonsShoshonite?Magmatic-meteoric hydrothermalPorphyry CuPorphyry Cu-MoPorphyry AuPhilippines(T)Andes, W USA(M-T)Vundu, Fiji(L CenozoicSubmarine rhyolitic volcaniclasticsSubmarine exhalative sulphidesKuroko-type ZnPbCuKosaka, Japan(Miocene)Venua Levu, Fiji (Pliocene)Newfoundlalnd(O)Peraluminous”S-typ

27、e” granitesMagmatic-meteoric hydrothermalSn WAlasak(Miocene);Inner Zone, Japan(K)E belt SE Asia(P)Andestic calderaTellurides and auriferous sulphidesAuViti Levu, Fiji(Pliocene)Mineral deposits of magmatic arcsassociationGenesisTypes of deposit/metalsexamplesQuartz veins in andesiteHydrothermal Aurif

28、erous quartz veinsHauraki Peninsular, New Zealand (LT)Tonalite-dioriteMagmatic-meteoric hydrothermalAuriferous quartz veinsSolomon Islands(LT)Silicic volcanic rocksExtrusiveMagnetite-hematite apatiteChile, Mexico(T)Scandivavia(Pt)basic vocanic rocksSubmarine exhalative hydrothermalSb W HgE Alps(L Pz

29、)Andesitic-dacitic volcanicsMagmatic hydrothermalHg(cinnabar, realgar, orpiment), opalPhilippines, Mexico; Kamchatka(T-Q)Mineral deposits of magmatic arcsassociationGenesisTypes of deposit/metalsexamplesFluviatile sedimentsSedimentary Placer AuW Trough, Burma(Q);Great valley, California, (Q)Deltaic

30、sedimentssedimentary Sub-bituminous coalW Trough, Burma(Eocene)Mineral deposits of Outer arc troughKroko depositBesshi depositsAssociationgenesisdeposit/metalsexamplesPeraluminous S-type granitic plutons and volcanicsMagrriatic-meteoric hydrothermalSn,WBolivia, (Miocene); Western tin belt, SE Asia (

31、Cretaceous-Eocene); Adamellitic plutonsMagrnatic-meteoric hydrothermalMo, W, SnTungstonia granite, USA (Cretaceous)Idaho Batholith, USA (L Tertiary)Quartz porphyryMagmatic? hydrothermalCu, Au, AgButte, Montana (U Cretaceous-Palaeocene)FluvatilecarbonaceoussandstonesEpigenetic meteoric hydrothermalUW

32、yoming (Tertiary); Khorat Plateau, Thailand (U Mesozoic); Karroo, S Africa (Permian)Fiuviatile sedimentsSedimentaryPlacer AuMagdalena River, Columbia (Quartemary); British Columbia, (Quaternary)Deposit types in back-arc thrust beltTectonic settingAssociationgenesisdeposit/metalsexamplesBack-arc comp

33、ressive cratonic basinMostly clastic cratonic sedimentsChemical sedimentaryPotashKhorat Plateau, Thailand (Cretaceous)Deltaic sedimentsSedimentaryBituminous coalBritish Columbia, Alberta(UJ-LK)Back-arc extensional cratonic basinsVolcanic rocksMeteoric(magmatic ) hydrothermalEpithermal Au Ag veinsBas

34、in and Range Province USA (Mid-Miocene)Back-arc marginal basins and inter-arc troughsFluviatile and shallow marine sedimentsPlacerSnAndaman SeaHarzburgite and pillow basaltMagmaticPodiform CrWithin some ophiolitesPillow basaltHydrothemal exhalative sedimentaryCu, Fe, Zn sulphidesWithin some ophiolit

35、esWest facing continentinactiveactiveEast facing continental marginSchematic cross-section through the Andes near northern end of Bolivian tin beltTinSchematic cross-section through the Andes 实例实例1火山岛弧带块状硫化物铜铅火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床锌矿床(白银厂式白银厂式) 大地构造位置大地构造位置 祁连褶皱系北祁连优地槽褶皱带 该地槽褶皱带从中寒武世开始强烈坳陷,伴随着强烈的火山作用,接受了巨厚

36、的沉积物,在志留系末期受加里东构造运动强烈的南北向挤压而褶皱回返形成西宁西宁祁连地槽祁连地槽火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 矿床形成的大地构造背景矿床形成的大地构造背景 该类矿床主要分布于甘肃省白银地区、青海省祁连地区。 该区早、晚古生代早期为大陆边缘活动带，处于裂陷一裂谷向岛弧或岛弧夭折裂谷演化环境，具较强的火山活动以及双峰模式喷发特征，并在生长性断裂与火山构造的联合控制下，形成堑叠式海底地形，为有关喷气成矿作用的发生与就位提供了良好条件。 具体为： 北祁连自元古宙至志留纪经历了大陆(边缘) 拉张裂陷、裂解、洋盆形成、扩张、俯冲消减直至洋盆闭合完整的裂谷发展史 泥盆纪,南(中祁连

37、陆块) 、北(华北大陆板块) 陆块碰撞造山。 中新生代转化为陆内浅层断(坳) 陷逆掩叠覆隆升造山体制 赋矿岩石特征赋矿岩石特征 是一套富含钠质的细碧角斑岩系,岩浆分异强烈,演化规律明显,从基性酸性,由次火山岩熔岩火山碎屑岩正常沉积岩,构成一个完整的喷发沉积序列 属于细碧角斑岩系的酸性端元，主要为石英角斑质凝灰岩、石英钠长斑岩、细碧玢岩 矿体赋存部位矿体赋存部位 整个矿区为一火山丘- 复背斜构造,以酸性火山岩为核心。周边被中基性- 基性火山岩及副岩系所包围。 矿床产于该复背斜次一级的小背斜中。 主要产于早期火山沉积旋回的晚阶段，长英质火山碎屑岩夹喷气沉积岩向铁镁质火山岩转换的部位。成岩成矿时代成

38、岩成矿时代 主要为中寒武纪至中泥盆纪 何世平等，2006 结合阴极发光,对白银矿田与成矿密切相关的变酸性火山岩中的锆石进行了LA- ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱) U- Pb 同位素测年。 获得变石英角斑岩内单颗粒锆石的微区获得变石英角斑岩内单颗粒锆石的微区U- Pb 年龄分别为年龄分别为(467. 3 2. 9) Ma、(414. 22. 7) Ma 糜棱岩化石英角斑岩内单颗粒锆石的微区U- Pb 年龄分别为(467. 1 2. 2) Ma、(435. 9 3. 6) Ma 和(41216 2. 1) Ma。 认为白银矿田变酸性火山岩的形成时代为中奥中奥陶世陶世 矿体基本特征矿体基本特

39、征 产状：产状： 矿体呈大小不等的扁豆状、透镜状、似层状、脉状等,与层理基本呈整合关系,受地层层位控制。主矿体的形态在小铁山矿床以似层状、层状为主,火焰山矿床为似层状、透镜状 矿体规模大小悬殊，成群分带排列，产状与区域地质构造线方向一致。但受区域构造影响，矿体变形作用明显。 成因分类：成因分类： 喷气沉积成因整合矿体； 喷气热液成因不整合矿体(蚀变筒)； 次火山岩体隐爆角砾岩型或侵入体构造裂隙系的充填交代型矿体。 矿化特征分类：矿化特征分类： 可分块状、浸染状与脉状矿体 块状矿体块状矿体呈大透镜状、扁豆状、似层状； 浸染状矿体浸染状矿体亦呈透镜状、似层状，往往与块状矿体相伴组成矿化带，属同生整

40、合矿体。 脉状矿体脉状矿体、细脉浸染状矿体，属不整合矿体，其中部分为同生蚀变筒的产物，部分属后生改造充填交代的结果。 特征分带特征分带： 从矿床的下盘到上盘,火焰山矿床从脉状浸染状铜矿石块状含铜黄铁矿矿石(下部为含铜黄铁矿矿石,顶部有含铅锌铜的黄铁矿矿石) 层状硫酸盐(CaSO4、BaSO4 ) ,反映了成矿环境从还原到氧化的递变 小铁山矿床从下盘上盘依次出现浸染状铜矿石块状含铜黄铁矿矿石块状铜铅锌矿石。 形成环境：古海底洼地形成环境：古海底洼地 在矿体与上覆岩层的交界处有断续的高锰层,标志了从还原到氧化的过渡 沿矿床的走向,矿床具有倾伏的趋势; 在块状矿石的下盘,沿倾斜方向和走向延伸部位均为

41、浸染状矿石的特点 现在矿床的产状现在矿床的产状,其倾斜方向、走向延伸方向均其倾斜方向、走向延伸方向均相当于古洼地的外缘相当于古洼地的外缘 矿石矿物组合矿石矿物组合 （1）与世界上许多同类矿床相同,区内矿床的原生矿物成分比较简单。 （2）主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿,以黄铁矿占绝对优势。 （3）伴生金属矿物成分十分复杂,除了硫化物外,还有氧化物、复硫化物、硫酸盐矿物。如磁铁矿、赤铁矿、磁黄铁矿、斑铜矿、方黄铜矿、黝铜矿、(锌)砷黝铜矿、毒砂、硫锑铜矿、硫砷铜矿、硫锑铅矿、辉铋铅矿、辉硫锑铅银矿、自然银、自然金、金银矿等。 （4）脉石矿物主要由石英、绢云母、绿泥石、重晶石等组成。

42、（5）在白银矿田铜、铜锌型矿床中(折腰山、火焰山)重晶石重晶石不多见，而锌铅铜型矿床(小铁山)中则十分发育。 矿石成分矿石成分 相应的化学成分在火焰山矿床以铜为主,伴生锌;小铁山矿床以锌、铅、铜为主,伴生银金等,具多金属成矿的特点 除主元素铜、铅、锌、硫外，可工业回收利用的元素达20余种，如金、银、晒、碲、铟、镓、锗、镉、铊、钻、砷、铋、锑、汞、锡、铌、钽、铂、钯、铀等。 矿石结构构造矿石结构构造 都产出有表征硫化物沉积作用的条带状构造、板状构造、胶状结构等 矿石结构有粒状结构、填间熔蚀交代结构、乳滴状结构、压碎结构、变晶变形结构、次生边结构等。 矿石构造有致密块状构造、浸染状构造、条纹条带状

43、构造，细脉网脉状构造、胶状构造、角砾状构造、斑杂状构造、孔洞构造等。 围岩蚀变特征围岩蚀变特征 容矿围岩中容矿围岩中中长英质火山碎屑岩与部分凝灰质千枚岩主要为硅化、绢英岩化及黄铁矿化。 在矿化蚀变带中在矿化蚀变带中，绿泥石化、碳酸盐化、重晶石化等占有重要的位置。 从矿床上盘至下盘,可分为绿泥石化带(2050 m) 绿泥石化硅化带(520 m) 硅化绢云母化带(1020 m) 绢云母化带(1015 m) ,以没有强烈的上下盘蚀变为特征 一般绿泥石化、铁镁碳酸盐化与铜矿化关系密切，重晶石化与铅锌矿化较为密切。 火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 主要控矿构造主要控矿构造 生长性断裂系统与古

44、火山机构的联合控制了区域成矿，通常北西西及北东向两组断裂控制了岩浆的上侵与喷发，构成具酸性核的火山穹隆状构造。 其中火山口、破火山口、火山穹隆的边缘断裂等为成矿热水的喷流与储存提供了通道和就位空间。火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 成矿时空演化成矿时空演化 成矿作用与北祁连裂谷岛弧环境的细碧岩石英角斑岩系建造具有一致的时空演化关系。成矿作用可分如下几个阶段： 由于火山作用的特殊性使地壳深部物质得以向浅表部转移，形成“准矿源层”，而不同时代、不同阶段形成的“准矿源层”经过热水作用得以再迁移、再富集而形成硫化物的再沉积。 在深部热动力驱使下海水下渗并淋滤火山岩层中矿质形成中浅部含矿热卤水

45、。火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 在生长性断裂的穿切下，从基底火山沉积岩系中形成深部含矿热卤水，并迅速喷流至海底界面。 不同来源的热卤水在酸性火山物质堆积集中区及其附近的海底次级盆地中与海水混合，使成矿流体进一步汇聚并得以沉淀。 后续的火山沉积层迅速覆盖，保护已沉淀的矿质不被分散，并为热卤水继续活动和叠加富集作用提供屏蔽条件。 经过造山运动后，酸性火山岩系发生变形并在“酸性核”的上部或周边富集成一定规模的矿体。 火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 成矿主要机制成矿主要机制 在强烈的酸性火山喷发后，该区趋向相对宁静的地质地球化学环境，海水深度约500800m以上。 用CO2等

46、值线法测得本区的成矿压力为180280MPa,换算成古海水深度为1 8002 800 m,属深海环境。按照测得的温度压力数据及其变化范围,投在成矿溶液状态图上属热液区。 流体包裹体测试资料表明，均一温度为115320C，包裹体含盐度高(4551wtNaCl)、中(6116。2wtNaCl)、低(13wtNaCl)均有，表明热卤水的多元性与海水的混入。火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 根据测温数据(250一300)计算可知， lgfS2-1406一-19.02，lgfO2-28.7一-32，pH67。上述地球化学条件表明复合含矿热卤水在富钠的状况下迁移，在富钾的状况下富集成矿；热卤水喷

47、流海底后由于海水的稀释作用，物化条件的突然改变引起大量硫化物的迅速堆积。硫同位素硫同位素铅同位素铅同位素火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 主要控矿因素主要控矿因素 (1)优地槽褶皱带偏碱质的钙碱性火岩系或细碧角斑岩建造的酸性端元集中分布区； (2)酸性火山岩向基性火山沉积岩等不同岩性转换部位，经造山运动后分布于火山穹隆(复式短背斜)“酸性核”之上或其周边； (3)“去长石带”的发育，具绢英岩、黄铁矿蚀变带。 火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 找矿主要标志找矿主要标志 (1)含矿层位的岩性组合(含碧玉岩、碳酸盐岩、碳质岩、石膏重晶岩及布丁岩）； （2）铁帽与彩色氧化带， （3

48、）铜、铅、锌、金、银、汞、锑、铋、硫等十元素组合异常； (4)重力异常、电法异常，有时有磁异常。火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 地质经济意义地质经济意义 矿床规模大，矿石品位高，综合利用价值高，是我国西北地区铜多金属矿床的主要类型之一 矿床组合矿床组合火山岛弧带块状硫化物铜铅锌矿床(白银厂式) 对成矿的不同认识对成矿的不同认识 火山、次火山热流说；火山喷发沉积变质说；岩浆热液充填交代说(主要容矿围岩为次石英角斑岩)；火山喷气沉积说。实例实例2增生大陆边缘斑岩铜矿床增生大陆边缘斑岩铜矿床 多宝山多宝山 大地构造位置大地构造位置 内蒙古大兴安岭褶皱系大兴安岭优地槽褶皱带 构造背景构造背

49、景 该类型矿床主要分布于黑龙江省北部。早古生代沉积了巨厚的复理石建造与火山碎屑岩建造。早石炭世褶皱隆起，增生于西伯利亚板块边缘。华力西一印支期构造岩浆活动极其频繁，为斑岩体侵入及成矿作用创造了条件。 本区构造演化从新元古代至中生代，可划分为三 个明显不同的构造发展阶段： 陆缘增生地块形成阶段陆缘增生地块形成阶段 板块裂解迁移碰撞阶段板块裂解迁移碰撞阶段 滨太平洋大陆边缘活动阶段滨太平洋大陆边缘活动阶段 陆源增生地块形成阶段陆源增生地块形成阶段 新元古代早期，属古西伯利亚陆核新增生陆壳的东南缘活动带，接受了落马湖群、风水沟河群沉积， 晚期抬升隆起，遭到剥蚀 早寒武世，本区发生块断下降，为西伯利亚

50、广海浸漫，接受了下寒武统兴隆群沉积， 显示地块早期盖层特点 中、晚寒武世，本区继续隆起遭受剥蚀 陆源板块裂解迁移阶段陆源板块裂解迁移阶段 早奥陶世“四隆四拗”构造格局的形成 早奥陶世初，新开岭断裂两侧分别进入了不同构造演化阶段 深断裂北西侧在下降的同时兼有向南西斜滑的性质，沿先成的北东向、北西向构造脆弱地段形成了宽河 白石砬子拗陷、落马湖隆起、新立屯微隆起、多宝山 裸河断陷；独立山水下高地；刺尔滨 新生村拗陷、霍龙门 罕达气 桦树排子断陷及新开岭 柏根里隆起，构成一个复杂的“四隆四拗”格局 中奥陶世晚泥盆世经历了海槽稳定发展阶段，形成了中奥陶统、下中志留统浅海 深海相陆源碎屑岩和岛弧型多宝山组