3成矿规律研究

第二节成矿规律研究Theresearchofmetallogeny成矿规律的概念矿床时间分布规律矿床空间分布规律成矿物质来源规律矿床共生规律成矿规律概念成矿规律是指对矿床形成和分布的时间、空间、物质来源及共生关系诸方面的高度概括和总结。地质作用的结果矿床地质作用是有规律的成矿时间分布规律空间上的分布规律矿产的共生组合规律物质来源规律矿床在地壳中分布是有规律的(一)矿床时间分布规律矿床在时间上的分布是不均匀的，某些矿种或矿床常在某一地区的某一地质时代内集中出现。例如世界上70%的金矿、62%的镍和钴、60%以上的铁矿形成于前寒武纪；80%的钨矿形成于中生代；世界上的盐类矿产主要形成于二叠纪等。矿产在时间分布上的不均匀性通常用划分成矿期的方式来表述：凡产生特定矿产组合的一段地质时期(代)就称之为成矿期。1.划分成矿期是研究矿床在时间上的发展、演化和分布规律性的有效途径。地史中一定类型的矿床及其组合的出现往往和一定的大地构造发展阶段有关。据我国地壳发展的主要构造运动及成矿特征，将我国的成矿期划分为如下六个：1)前寒武纪成矿期（，2)加里东成矿期3)海西成矿期，4)印支成矿期，5)燕山成矿期，6)喜山成矿期具体内容见教材P90-91中国东部中国西部前寒武纪变质铁矿，绿岩带金矿，变质磷矿，石墨矿床，钒钛磁铁矿铜矿床、稀有金属伟晶岩矿床加里东沉积矿床：宣龙式铁矿、瓦房子锰矿、湘潭式锰矿、昆阳式—襄阳式磷矿白银厂式铜矿、镜铁山式铁矿、铬镍矿床海西沉积矿床：山西式铁矿、云贵豫鲁铝土矿、宁乡式铁矿、南北方各省的煤矿矿；秦岭、内蒙的铬镍，内蒙的稀土阿尔泰、天山的伟晶岩矿床，W-Sn-Cu-Pb-Zn矿床，川滇的Cu-Pb-Zn；力马河的铜镍矿床燕山W、Sn、Mo、Bi、Be、Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、Au、Nb、Ta、稀土、萤石、明矾石、黄铁矿等气成热液矿床、火山岩型铁矿床。东北煤田、气田盐、石膏、铜钼、含铜砂岩型铜矿阿尔卑斯（喜山期）斑岩型矿床斑岩型矿床，盆地内的银铅锌多金属矿床我国主要成矿期金属成矿时代AuFeNiTiUHgMoMnCuPb-Zn前寒武纪7075708060—？252510加里东-海西55102015？5—1030基米里151520—15555530阿尔卑斯105——109590706080各主要矿产在各地质时代所占的储量比重（%）总体上，我国铁、金矿产在地史发展的早期比较富集，Hg,Sb,As,稀有金属在晚期相对集中。我国地壳演化早期，成矿作用比较简单；随着时间的推移，地壳加厚，岩浆活动、火山作用、沉积变质作用的多次重演，大气中游离氧增多，生物的出现和大量繁殖，成矿作用愈来愈复杂，到中、新生代达到最高峰。2根据构造作用、岩浆作用、沉积作用和成矿作用的一系列特征，Г．А．特瓦尔奇列利哲将全球分为七个最主要的成矿期(P70表)。3.多旋回性继承性长期性方向性1)成矿的多旋回(多阶段)性成矿的多旋回性，指的是在地壳发展过程中，相同的矿床类型或类似的矿产组合在前后构造旋回中周期性地重复出现的规律性。成矿的多旋回与大地构造演化的多旋回相对应，并受其制约，是后者特殊的物质体现。P93：外生沉积矿床的成矿演化2)成矿的继承性：指的是区域内同一成矿元素或一组成矿元素，在不同时代以相同或不同形式相继成矿的规律性。成矿继承性的具体表现是在某一特定的地球化学区内，在各种地质作用下，一些成矿元素以相同或不同的矿床类型辗转成矿、自成系统。如湘西、山东的原生金和沙金。见P94川南滇北铁铜成矿区由成矿的继承性，启示我们在预测找矿时应注意矿床类型可随不同时期成矿条件的变化而变化，特别是在地质作用复杂、某种矿化较强的地区，不能死守一个类型。要注意同一矿种、多种类型继承性共存的可能性。据此可顺藤摸瓜，努力发现新的成矿层位和新的矿床类型。3)成矿的长期性已为大量的地质事实所证实，(1)许多矿种或成矿元素是在长期的地质演化过程中逐步富集成矿的。例如山东招掖地区金矿的形成史长达十几亿年，太古代海底火山喷发形成富金的蓬夼组含铁镁硅酸盐建造，平均含金0.07×10-6，成为本区金成矿的初始矿源层；元古代的区域变质作用中，胶东群遭受褶皱、变形、变质及部分混合岩化，金进一步活化迁移；进入中生代，随着构造、岩浆活动，混合花岗岩部分重熔，金再次活化迁移，集中至重熔花岗岩的边缘及断裂中形成含金石英脉型和破碎带蚀变岩型矿床。(2)与花岗岩有关的矿床的形成时间，也常常可延续很长时间，相对造山运动长得多。例如华南燕山期花岗岩的成矿史表明：在160～185Ma，形成漂塘、西华山、大吉山、瑶岗仙等岩体，以及大量黑钨石英脉、矽卡岩型白钨矿床及稀土矿床；90～110Ma，形成大厂，个旧、德兴等岩体，主要形成锡石硫化物和多金属矿床。可见华南钨锡花岗岩的成矿史是较长的，成矿演化也是长期的，在每一期岩浆演化和成矿演化中，大量工业矿化总是与较晚期花岗岩有关。4)成矿演化的方向性是指成矿特征随时间的变化以一定的趋势向前发展的不可逆性。上述成矿演化虽然具有多旋回性和继承性，但并不是相同的重现，而是一螺旋式发展，具体表现为下述四方面：(1)在地壳的演化中，地槽的面积逐渐缩小，但成矿作用的规模并没有相应缩小，反而随着时间的推移，还有增大趋势。从太古代至元古代，从早里菲至晚里菲，从加里东至海西，矿化强度都是由弱到强，弱强交替。欧洲和亚洲海西期金属成矿省广泛发育，非、美、澳三洲也有部分发育，环太平洋构造带和特提斯构造带则中、新生代成矿期广泛发育。(2)每一时代地槽系的发展，开始是亲玄武岩类矿化占优势，晚期是亲花岗岩类矿化占优势。这种成矿演化的方向性是由岩浆活动演化的方向性所决定的。但地洼区的岩浆演化顺序在大多数情况下和地槽区相反，一般趋势是由酸到基，并控制了相应的成矿演化的方向；(3)在继承性成矿中同一种元素的成矿特点随时间演化而有所变化，亦表现了成矿演化的方向性。例如SiO2，太古代时主要形成火山沉积型碧玉矿床；古生代则主要形成化学沉积型燧石矿床；到新生代则由生物作用而形成硅藻土；又如铁的成矿，20Ga前以条带状含铁石英岩为主；20Ga年后，以鲕状赤铁矿为主；到中生代则以菱铁矿为主；4)在地史演化中不同元素成矿演化的方向性：表现在亲铁元素一般倾向早期富集，而亲硫元素以晚期富集为特征(表)。(二)矿床在空间上也主要表现为不均匀分布，具体体现为丛聚性分布、带状分布等但在特殊的地质条件下，也可表现出均匀分布特征，即在空间上的等距性分布。1矿床的丛聚性分布矿床的丛聚性分布是指矿床在平面的分布上往往在一定范围内集中出现，构成矿化集中区或特定的成矿区域的现象1)矿化集中区是指在一个不太大的范围内，某些矿产或成矿组合特别丰富，形成具有一套固定的标型矿产或矿床组合的地区。矿化集中区内的矿床特点首先表现在矿床数量多、规模大，特别是有大型、超大型矿床的存在。如我国鞍本地区在100×10Km2范围内发育有700余个铁矿床、总储量达5×109t以上。另外，矿种可以是单矿种，也可以是多矿种，矿床成因可以是同期多成因。也可以是多期多成因，矿化集中区的形成原因推测与地壳和上地幔中元素分布不均匀性有关，与地质经历复杂、保矿化集中区的认识及研究意义在于指导“就矿找矿”工作的开展。长期以来我国地勘工作者进行的行之有效的“就矿找矿”工作的理论依据就是矿化集中区的存在的这一自然现象。2)成矿区域成矿区域是指某种或某些矿床类型相对比较发育、地质发展历史相近，成矿作用上具有一定的共性的地区。成矿区域的范围常与一定的大地构造单元、一定的构造—岩浆带或一定的构造—岩相带相符合。在一定的构造—岩浆带中常产出某些内生矿床，在一定的构造—岩相带中常赋存某些外生矿床或变质矿床。成矿区域还和区域地球化学场有着密切的联系，地壳中矿产的不均匀分布主要是由于元素的不均匀分布造成的。因此，一定的成矿区域也都有着自己的区域地球化学场特征。成矿区域是人们为了研究矿产空间分布规律，进行成矿区划，从有关矿产的区域性分布特征入手，结合区域内构造、地球化学场特征而划分、总结的。不同的大地构造成矿分析学派都按照各自的观点对世界及我国成矿区进行了划分，如地质力学成矿分析学派把我国的主要成矿区域划分为纬向构造体系控制的成矿带、新华夏系控制的矿带、河西系控制的矿带、“歹”字型构造体系控制的矿带等。2概念矿床的带状分布是指不同的矿种、矿床类型或矿床的矿石物质组成，结构构造、矿物组合等在一定的空间范围内呈现出的有规律地交替变化的自然现象。矿床带状分布现象普遍存在，广为见及，大至全球，小至矿床、矿体甚至微观领域。根据规模级别，矿床的带状分布可分为全球性成矿带、区域分带、矿区、矿床和矿体分带等。1)全球成矿带，是受全球性构造系统控制的成矿带，如全球性的裂谷或板块缝合带，贯通性深大断裂带等。最著名的有环太平洋成矿带，古地中海—喜马拉雅成矿带等。（1)环太平洋成矿带，即环绕太平洋的中、新生代构造—岩浆成矿带。在构造上属于岛弧型或安第斯型板块俯冲带。它自南美洲南端起，沿美洲西海岸，经白令海峡转亚洲东部及东南部，延长4万多公里，规模十分巨大。整个环太平洋成矿带又可分为内、外两带。a、内带属新生代成矿带，在美洲西海岸沿滨海断裂发育；主产铜、金矿床；在亚洲东部沿岛弧分布，主要发育第三纪的火山岩有关的块状硫化物(Cu、Zn等)及Au、Ag矿床，沿断裂带有基性、超基性岩及有关的Cr、Ni、Pt矿床；b、外带：位于大陆部分，属中生代成矿带，主产W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、Sb、Hg、Cu、Ag、Fe等矿产，在我国还可进一步分出三个亚带：钨锡亚带，从赣南粤北直到滇东，有东钨西锡的特点；汞锑亚带，湘、黔交界；铅锌亚带，与钨锡亚带交叉及部分重叠。(2)古地中海—喜马拉雅成矿带：包括地中海沿岸和亚洲西南部及南部，经我国西藏、川西、云南，属于地缝合线型消亡板块边界。沿这一成矿带广泛发育有斑岩铜矿、块状黄铁矿、铬铁矿、钒钛磁铁矿及铅、锌等矿床。2)区域分带：指区域性的矿床分带，一般以矿种和矿种组合或者矿床类型作为分带标志，例如赣南钨锡矿床的诸广山于山武夷锡、钨、稀土钽、铍、钨铌、钽、成矿带成矿带成矿又如在秦岭地槽褶皱带，在拗陷较深部位形成矽卡岩型铜、钨矿床，在其一侧及端部延伸地区形成中低温铅锌矿床，再向外则逐渐变为低温的锑汞矿床。实际上，上述全球成矿带中的亚带如太平洋成矿带中的钨锡亚带，铅锌亚带，锑汞亚带，均属于区域性矿产分带。3)矿区分带：在矿区内，不同类型矿床在空间上呈有规律的分布。其分带标志除了矿种和矿床类型外，也可用有用矿物组合作为分带标志。这类矿产分带，以热液型内生矿床的原生分带表现最多。香花岭矿区围绕癞子岭花岗岩体向外，出现花岗岩型钽铌矿床—云英岩型钨锡矿床—矽卡岩和汽成热液型锂铍硼矿床—似层状锡铅锌矿床—脉状铅锌矿床的分带。柿竹园式的矿床与花岗岩凹部有关。自岩体顶凹部矿化中心向上，依次出现细网脉云英岩、矽卡岩钨钼铋矿床—矽卡岩钨铋矿床—大理岩型锡铋矿床，铍锡矿床等。4)矿体分带：指矿体内沿矿体走向或倾向，矿石物质成分、结构构造等方面有规律地变化，这种变化构成的分带又可分几种类(1)矿化形态和结构构造分带。这种分带在我国赣南粤北一带黑钨—石英脉矿床中十分明显，形成著名的“五层楼”模式，即矿化从隐伏岩浆岩穹隆向上直至地表可分为大脉带、薄脉带、细脉—薄脉带、细脉带、线脉带等五个带，每一带有一定的深度范围、称为一层楼，工业矿化主要产于前3－4带中。(2)内生矿床中矿石类型分带常表现明显。一般特点：最下部多为形成温度较高的，较还原性质的矿石类型，上部多为形成温度较低的偏氧化性质矿石类型。(3)矿物及元素分带矿物及元素分带在矿床中表现十分普遍，特别在中酸性岩体与碳酸盐围岩接触所形成的矿床中，不同的矿物、元素或组合类型围绕岩体或矿体呈水平或垂直的状分布。3所谓等距性分布，指矿体、矿床、矿田、矿带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现的现象。这种等距性可以