【采矿课件】第三章成矿预测与矿产普查（二）

第二节控矿因素与找矿标志一.控矿因素二.找矿标志一、控矿因素分析（一）概述（二）构造因素分析（三）岩浆岩因素分析（四）地层、岩相、古地理因素分析（五）区域地球化学因素分析（六）变质因素分析（七）人为因素分析（一）概述控矿因素的概念：指控制矿床形成和分布的一切有关因素。具体如构造、岩浆活动、地层、岩相、古地理、区域地球化学因素、变质因素、岩性、古水文、风化因素、人为因素等。一个矿床的形成往往是多种控矿因素共同作用的结果，但针对具体的某一类矿床则控矿因素对成矿的贡献是有主次之分的。控矿因素研究是预测、找矿工作中最基本的、不可回避的工作内容之一。通过控矿因素剖析，把握矿床成矿机制及时、空上的产出及分布特征，在此基础上总结矿床成矿规律，进而利用成矿规律指导预测、找矿工作。随着矿床学研究及矿产勘查工作的不断深入，控矿因素的内涵正在不断地扩大：如随着生物成矿作用研究的深入，生物活动对成矿的控制的重要性正逐渐得到认同。由于非传统矿产资源勘查、开发工作的提出及进行，“人工矿床”的概念已普遍被人们所接受。分析、研究人为因素对“人工矿床”的制约已成为一种理所当然的工作内容。另外，迄今为止，控矿因素研究已经历了一个由一般到特殊，由特殊到综合的研究过程；即由20世纪80年代及其以前的重视在众多的控矿因素中，抓主要的控矿因素、强调主要控矿因素对成矿的主导作用，到目前的重视多种控矿因素的共同耦合致矿，强调成矿环境对成矿的控制作用。这种变化是与传统的矿床分类逐渐淡化(如内生、外生矿床的界定发生模糊，像热水成因矿床的归类问题)以及因找矿工作难度不断加大而强调综合找矿、找大矿的局面相匹配的。（二）构造因素分析构造因素是控制矿床形成和分布的重要因素之一。就构造在成矿过程中的作用而言，可以分为导矿、散矿(配矿）和容矿（赋矿）构造从构造运动与矿化的时间关系而言，可以分为成矿前、成矿时和成矿后构造，它们对成矿物质的集散起着不同的作用；就构造发育的规模而言，可以分为全球性构造、区域性构造、矿田、矿床、矿体范围的构造。1.大地构造对成矿的控制大地构造是指对一个较大地区范围内的构造形变、岩浆活动、沉积建造和地史演化的总称。大地构造与大范围的成矿区(带)之间有某种固定的联系。大地构造控制了大的成矿带(或成矿区域)的形成和展布，人们进行区域成矿分析时，即以不同的大地构造单元和不同的区域地质构造特点为基础。因此大地构造的研究，对指导战略性的区域成矿预测及找矿具有重要意义。主要的大地构造成矿分析理论槽、台成矿分析理论板块构造成矿分析理论地质力学成矿分析理论深断裂构造成矿分析理论镶嵌构造成矿分析理论建造成矿分析理论1）地槽、地台、地洼构造对成矿的控制（1）地槽区的控矿、成矿特征国内外学者在总结大量资料的基础上，认为主要成矿带(巨型)的空间分布，往往与地槽带相一致。并进一步认识到，一定类型的矿带与一定的构造—岩浆带相适应。前苏联学者Ю．А．毕里宾和В．И．斯米尔诺夫将地槽的发展演化和有关成矿作用分为三个主要阶段:①早期阶段:地槽开始剧烈下沉，中心部分伴随海底火山的强烈喷发，形成细碧角斑岩系、火山—碳酸盐沉积岩系和火山—硅质沉积岩系。典型的矿床是含铜黄铁矿矿床(如苏联乌拉尔和我国祁连山地槽)。地槽边缘地带发生褶皱断裂，沿断裂有基性、超基性岩的侵入，伴随出现Pt、Cr、Cu-Ni和V、Ti磁铁矿矿床。还有派生的斜长花岗岩、正长岩以及Cu-Fe矽卡岩型矿床的形成。②中期阶段:为主要褶皱阶段，轴部多因花岗岩基的侵入而隆起，边缘相对下降。主要矿床是产于碳酸岩系与花岗岩接触带的矽卡岩型白钨矿，热液型Au、Mo、Pb、Zn矿化。侵入于硅铝质岩层的花岗岩，则有伟晶岩型和云英岩型、W、Sn、Ta、Li、Be矿的形成。外生矿床则有煤、石油、可燃有机岩的形成。③晚期阶段：主要褶皱运动结束，逐步向年青地台转化，最后趋向稳定而过渡为年青的地台。地槽的边部和接合部断块发育，伴随中酸性小侵入体的侵入，有热液型Sn、Ag、Au、Hg、Sb、As等矿床的形成，晚期的安山岩—英安岩有关的火山热液矿床的形成。沉积岩为杂色建造(粘土—砂互层)，有Fe、Cu、V、U的沉积矿床和膏盐、油、气、煤的沉积矿床出现。在向地台过渡时有Pb、Zn、萤石、重晶石等低温热液和层控型矿床形成。地槽发育早、中、晚阶段岩石建造和标型矿床建造组建造矿床类型早阶段岩浆组海底火山细碧-角斑岩；橄榄岩；辉长岩-纯橄榄岩；斜长花岗岩-正长岩Fe和Mn铬铁矿、Os和Ir钛磁铁矿、Pt和PdFe和Cu的矽卡岩矿床沉积组沥青质砾岩，砂岩，Fe、Mn的氧化物和碳酸盐矿床，磷块岩，石灰岩Fe和MnFe和Cu分散的有机物质，Fe、Cu、Zn、Mo的分散的硫化物，U、V的氧化物中阶段岩浆组花岗岩矽卡岩矿床，主要是钨的矽卡岩矿床，Au、Cu和Mn、Pb和Zn的Sn、W、Ta、Li和Be的伟晶岩矿床，钠长石-云英岩矿床和石英共生热液矿床沉积组可燃有机岩沉积建筑材料；可燃页岩晚阶段岩浆组各种成分的小侵入体地表火山深成矿液矿床，主要是硫化物共生组合，复杂的矽卡岩矿床，火山热液矿床沉积组杂色含碳氢化合物Fe、Cu、V、U的沉积-盐类、石膏的蒸发岩矿床石油、天然气和煤需指出的是，这种地槽发展的三阶段成矿模式并不能概括世界上所有地槽区的成矿特征。我国著名地质学家黄汲清教授提出地槽发展的多旋回性的理论，并由此而导致矿化发育的多次叠加理论，应引起深入探索和研究。（2）地台区的控矿和成矿特征地台区的地质结构具典型的双层结构，其成矿，受变质基底、沉积盖层和岩浆活动所控制。地台区地质结构示意图变质基底主要产出各类变质矿床包括沉积变质矿床、火山沉积变质矿床及岩浆变质矿床等，矿种有Fe、Mn、Au、U、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni等，还包括混合岩化和花岗岩化及其有关的矿产的形成。变质基底中古老的岩层如太古代的绿岩带，蕴藏着丰富的矿产，尤应引起重视。地台盖层中的矿产以各类沉积及层控矿床具有重要意义，如煤、油Fe,Mn,P,Al;Pb,Zn,Au等。地台区与岩浆活动有关的内生矿化主要受深断裂控制明显。在隆坳交接区有金伯利岩及金刚石形成，隆起区—碱性岩—碳酸岩型Nb—稀土矿产，坳陷区—Cu,Ni矿床。地洼区的成矿特征地洼学说是我国著名地质学家陈国达教授所提出。他指出地洼是与地槽、地台并列的第三大地构造单元，由地槽演化为地台，地台又演化为地洼，它既继承了地台发展的某些特点，又具有本身发展演化的特点，造成成矿物质的多来源，成矿作用的多阶段叠加。在空间上，出现多种矿床类型在一个构造单元内复杂共生，如我国东部地洼区就存在地槽型、地台型、地洼型铁矿，它们均在同一个构造单元内共生的现象。地洼学说已引起国内外学者的广泛重视。2）板块构造对成矿的控制上世纪七十年代以来，世界上地学界最主要成就之一，就是板块构造学说的发展及其对成矿控制的理板块构造的基本概念是认为地球的壳幔可以分为性质不同的三层，即刚性的岩石圈、上地幔和软流圈。在板块不同性质的边界，往往分布着不同的岩石组合和有关的矿产。与板块构造有关的次一级构造单元，可以分为海岭(洋中脊)、转换断层、岛弧、海沟、俯冲带和地缝合线等。板块与成矿关系最主要的是板块边缘成矿理论，它包括增长和消亡两类性质的板块边缘成矿。板块构造与成矿关系比较富有成效的研究，是对中生代以后形成的一些矿床，其中俯冲带控矿和与其有关的块状硫化物矿床和斑岩型矿床最为典型。俯冲带控矿是指消亡(消缩)板块边缘(毕鸟夫带)对成矿的控制。一般是大洋板块向大陆板块俯冲消亡，在俯冲带形成复杂的构造运动和岩浆活动，并伴随多种内生与外生成矿作用，并沿消亡板块边缘形成各种矿带。大洋板块向大陆板块之下俯冲有二种情况：一种是直接俯冲到陆壳之下，沿着接触线生成一条深海沟，如南美安底斯山属之，其成矿主要与钙—碱系列岩浆活动有关，并以深成岩浆作用有关的矿床最重要。其总的分带特点为平行海岸线，从西向东依次发育为Fe、Cu(含Au)—Pb、Zn(含Ag)—Sn(含一定距离)三大矿带;另一种是大洋板块与大陆板块相距一定距离俯冲，当它向下俯冲时形成岛弧链。岛弧型板块俯冲带成矿特点主要表现为与火山活动相联系的各种块状硫化物矿床。其中以日本黑矿最为典型。另外，斑岩型Cu-Mo-Au矿床受板块构造的时、空控制，具有全球性的广泛一致。在岛弧与大陆之间常有边缘海盆地，如亚洲东部的日本海、鄂霍茨克海等属之，其中有丰富的石油和各种外生沉积矿床。还有一种情况是两个陆壳互相碰撞，形成地缝合线型板块边缘。与地缝合线有关的典型矿床，是超基性岩中的铬铁矿矿床，它们大都集中分布于阿尔卑斯造山带，如我国西藏雅鲁藏布江河谷带即为亚洲与印度两板块的地缝合线。除与超基性岩有关的铬铁矿外，与中酸性岩有关的斑岩型矿化和各种热液矿化在地缝合2.断裂、褶皱构造对成矿的控制断裂构造是地壳中最常见的构造型式之一，与成矿的关系极为密切：对内生矿产，大的断裂构造往往是岩浆和矿液活动的通道，起着即控岩又控矿的作用，因而沿大的断裂带常出现岩浆岩带及矿带；次一级的断裂构造则直接控制了矿床、矿体的产出和分布；对外生矿产，断裂构造影响到沉积环境及后期的保存、改造条件。深入研究控矿的断裂构造，对预测找矿工作有着十分重要的现实意义。褶皱构造是地表表层岩石中一种常见的构造型式，其对内生金属矿产、外生的煤、油气等矿产均具有明显的控制作用。在具体工作中应注意查明褶皱的类型、与矿化的时间关系等。成矿前和成矿过程中形成的褶皱及其伴生构造可以成为内生及外生矿床的有利的成矿空间，成矿后的褶皱可以使先成的层状矿体(如煤、盐类)因褶皱过程中的塑性流动而发生的明显的改造，有时在褶皱过程中伴之的变质作用而使矿化局部变富或变贫。断裂（包括裂隙）、褶皱构造具体分析内容见教材P45-48三、岩浆岩因素分析岩浆活动是地壳运动的主要形式之一，许多内生矿床的形成和分布都不同程度的受岩浆活动因素所控制。预测找矿工作中的岩浆岩因素分析可概括为以下六方面：岩浆岩成矿专属性研究岩浆岩对成矿的空间分布控制岩浆活动对成矿的时间分布控制岩浆活动的物理、化学条件对成矿的影响岩浆岩与已知矿产的成因关系的判断岩浆岩被剥蚀程度的研究1.岩浆岩成矿专属性研究岩浆岩成矿专属性的概念:指一定类型的岩浆岩与一定类型的矿床之间的专属对应关系.岩浆岩成矿专属性的研究内容包括岩浆岩类型、成分和地球化学特征的研究。1)不同种类岩浆岩的成矿专属性(1)基性、超基性岩类：成矿专属性最强，有关的矿产主要有岩浆型Cr-Pt矿床，Cu-Ni硫化物矿床，V-Ti磁铁矿矿床以及产于金伯利岩中的金刚石矿床等。金川岩体剖面图基性、超基性岩类可进一步根据岩石化学指标划分不同的岩类和岩相带，并用岩石化学特征分析其含矿性。例如可用MgO和FeO的含量及比值评价基性、超基性岩的含矿性，一般具有工业价值的铬铁矿床和铂矿床多与镁质超基性岩特别是其中的纯橄榄岩、斜辉橄榄岩有关(m／f＞6.5或MgO/(FeO+Fe2O3)≥3~5)；铜镍(钴)硫化物矿床、铂钯硫砷化物矿床则产于铁质超基性岩和基性岩中(m/f=2~6.5)。(2)碱性岩:成矿属性也较强，有关矿化主要是稀有和稀土元素矿床，如①铌：烧绿石，钙铌钛铈矿、铌铁矿等；②锆：锆石，异性石；③钍：钍石类，独居石；④稀土：氟碳铈矿，氟碳钙铈矿，烧绿石，磷灰石，钍石；⑤铀：铀钍石，烧绿石等。钠质火成岩类和云霞正长岩类具有不同的成矿类型。钠质火成岩常常伴有很富的Ce-Th-U-Be-Nb-Zr的岩浆和气化－热液矿床。矿化普遍见于岩体的任何部位，因而本类型矿床规模巨大。过渡型的霞石正长岩常伴有磷灰石—霞石—钛铁矿矿床。云霞正长岩类具有Nb和Zr的矿化，但岩体本身矿化微弱，最有工业意义的矿化往往是在不同类型碱性岩的接触带上。磷霞岩—霓霞岩系含霞石—磷灰石和钛铁矿。此外，霞石正长岩中的长石也是含铝的工业原料。目前，在西澳碱性煌斑岩中还发现了大型金刚石矿(3)中酸性岩：成矿专属性较复杂。中酸性岩成因类型多，因此有关的矿产类型也多，主要有W、Sn、Li、Be、U、Th、Fe、Cu、Pb、Zn等有色金属矿产、稀有、稀土和放射性矿产。据徐克勤和涂光炽等人研