火山构造

第六章火山构造的控矿作用概述火山构造的含义•火山构造是指火山作用形成的各种构造要素。包括火山喷溢、爆发以及地表下火山侵入体（次火山岩体）及其周围岩石中产生的一系列构造形迹。一个发育良好的未经破火山口阶段的火山构造由火山锥、火山口、火山通道和次火山岩体等组成。•火山锥是指火山喷发或喷溢出地表的火山物质环绕火山喷发中心堆积而成的锥状地质体。•火山口是指火山颈顶部的凹陷，是火山物质向外喷发或喷溢的主要出口，它一般发育在未经剥蚀的现代火山锥的顶部，在古火山地区往往不再保存。•火山通道指火山岩浆源与地表相连接的构造管道。•次火山岩指与相应的火山岩同源，由同期同一火山作用形成的浅成－超浅成侵入体。研究火山作用与成矿作用的联系，对研究成矿机制、成矿规律也有重要意义。如火山－热流系统与围岩相互作用，萃取了有用的成矿物质，在有利的条件下富集形成矿床。火山岩和次火山岩地区热流体系统与成矿的关系是普遍关注的一个研究问题。目前产在不同时代火山岩、次火山岩、火山－沉积岩中的金矿约占全国金矿总储量的四分之一以上，其中有些矿床是受火山构造控制的。此外，Fe、Cu、Ti、W、Mo、Pb、Zn、Ag、U、稀有、稀土金属、金刚石和一些非金属矿床也与火山岩关系密切，其中有些是大型、超大型矿床。我国火山岩分布较广，有重要的找矿前景。中国东部陆相火山岩带铜金矿床分布图1－团结沟；2－小西南岔；3－七宝山；4－沙溪；5－铜井；6－鸡笼山；7－铜厂；8－紫金山；9－金瓜石火山穹隆构造破火山口构造火山－构造洼地线性火山构造次火山构造火山成因矿田构造的类型火山穹隆轴部的火山通道火山穹隆斜坡上和穹隆间的同火山洼地构造火山层理构造火山穹隆顶部放射状裂隙构造火山层理构造层间断裂构造破火山口中的火山通道构造环状、圆锥状、放射状断裂构造具中心型构造的环状、圆锥状、放射状岩墙火山层理构造线性火山通道构造断裂构造火山层理构造原生裂隙构造角砾岩体构造接触带构造断裂构造1-火山口；2-火山通道（火山颈）；3-侧火山口；4-已被覆盖的侧火山锥；5-放射状或环状岩墙；6-次火山岩；7-离心喷发；8-火山角砾岩；9-凝灰岩；10-熔岩；11-火山基底；12-岩浆源一、火山穹窿构造及其对成矿的控制•火山穹窿构造是指岩浆物质向地表运动或向外溢出时形成的大型穹状隆起构造。•火山穹窿形成的原因：由中心型火山喷发、喷溢物聚集在火山口附近而成；火山岩浆向地表垂直运动而形成的穹状隆起；二者复合而成。•火山穹窿构造的特点•平面上呈圆形、椭圆形，剖面上呈拱形，规模大小不一；•穹隆顶部岩层近水平，四周岩层呈围斜状，与下伏地层为不整合接触；•分布于区域构造隆起、区域复背斜核部断裂交汇部位、深断裂交汇部位。•大型火山穹隆构造控制矿田，小型火山穹隆控制矿床。•受火山穹隆构造控制的矿床或矿体主要产于火山穹隆构造轴部的火山通道、次火山岩体、层间裂隙或火山层理、各种断裂及片理化带。1、火山穹隆中的矿床1-矿体（块状、细脉浸染状矿石）；2、3-酸性火山岩；4-基性火山岩；5-火山基底杂岩；6-断裂表面上看是平缓的短轴背斜构造，由晚期的火山物质构成。火山岩层顶部呈凸起构造形态，底部则呈负向构造形态，由上部的背斜和下部的向斜构成的凸镜状构造火山双斜构造示意图美国西沙斯塔多金属矿田的火山-穹隆构造的结构铅锌矿床产于火山穹窿构造复杂化的小穹窿中A－矿田地质剖面；B－矿床地质剖面。2、火山穹窿轴部的火山通道构造及其控矿作用无破火山口的火山通道火山通道是火山穹隆构造的二级单元，位于火山穹隆的轴部，单个火山通道直接控制矿体的产出。火山通道呈筒状、锥状等形态，产状直立陡倾；火山通道常充填有火山角砾岩、熔岩、熔岩角砾岩、凝灰岩等。根据火山通道的形状、充填物成分等分为五种类型具同心的或浑圆形断面的火山通道：充填由凝灰岩，次有熔岩及其角砾岩。气体爆发成因。产出的矿体多为筒状、柱状、巢状和网脉状。圆锥状的火山通道：主要充填熔岩，少量熔岩角砾岩和凝灰岩。由熔岩喷发而成（少量气体爆发）。矿体产于裂隙－角砾岩带中，呈脉状、网脉状。线状断面的火山通道：充填有凝灰岩、熔岩和熔岩角砾岩。是沿断裂带产出的现状火山通道。矿体为脉状。数组断裂围成的多角形断面的筒状火山通道：充填有熔岩和熔岩角砾岩。由熔岩喷发而成。复杂形态的火山通道：为火山作用的各种产物所充填，是气体爆发和熔岩喷发交替形成的。分布广。控矿作用明显，如碳酸岩矿床。直立的火山通道及其伴生构造的控矿作用角砾状细脉-浸染状磁铁矿矿石；富磁铁矿矿石；碎屑状再沉积的磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等矿石（黑三角）涅留金铁矿床地质剖面图控矿构造是直立的火山通道，形成线状（放射状）裂隙带、近水平的的裂隙角砾岩带和直立的断裂体系。3、火山穹窿斜坡上及同火山洼地构造及其控矿作用1-流纹岩、火山角砾岩；2-凝灰角砾岩；3-凝灰岩和火山砾、凝灰岩；4-泥岩；5-黄铁矿；6-黄矿；7-黑矿；8-石膏；9-硫化物细脉同火山洼地是与火山穹窿形成时间相近，空间上相连的火山热液－沉积盆地。其中除火山物质外，还堆积有碎屑质、泥质和硅质沉积物。是火山热液－沉积型的块状硫化物铜、铅锌矿，铁锰的氧化物矿床形成的有利场所。在火山喷发的晚期或间歇期，当含矿火山气液沿断裂或片理化带到达海底时，由于物理化学条件改变，矿质通过化学作用或与沉积物发生作用而沉淀成矿。有斜形成在穹隆斜坡上的矿石，在海水冲刷或气体爆发作用下破碎，沿斜坡向洼地运动沉积成矿。矿体为似层状、透镜状，与围岩整合。4、火山层理构造的控矿作用•沿火山物质堆积形成的层理构造或层间裂隙常有矿体的产出，矿体顺层理分布，呈层状、似层状、透镜状。•在火山喷发作用间歇期或晚期，含矿火山热液顺火山层理发生交代作用形成火山热液交代型矿床。•在火山喷发过程中，经过深部分异的有用组分和熔浆相继喷出到地表和空中，通过自重分异作用堆积成矿，形成火山喷发-沉积型矿床。•在火山熔浆物质喷溢过程中，深部岩浆分异作用形成的富矿熔浆（矿浆），喷溢到火山口周围堆积成矿，形成火山喷溢型矿床。铁质凝灰岩顺层分布含钛铁矿凝灰角砾岩顺层分布5、火山穹窿顶部放射状裂隙构造的控矿作用美国坎拉依特火山穹窿平面图1-正长岩；2-闪长岩；3-辉长岩，玄武岩；4-玄武质、安山质和粗面质岩墙；5-锥形板状侵入体；6-熔岩；7-放射状裂隙；8-矿体在火山穹隆形成过程中，由于岩浆上升的冲击作用和上隆膨胀作用，产生了一系列围绕火山活动中心分布的放射状张裂隙。在这些放射状张裂隙中，常有热液充填作用形成的脉状矿床。如坎拉依特多金属矿田产在一个椭圆形的火山穹窿中，大多数矿床（点）沿从穹窿中心向外呈放射状分布的岩墙和裂隙中产出。二、破火山口构造及其对成矿的控制•破火山口构造是火山顶部沉陷（塌陷）后形成的火山构造。其特点：•平面上呈椭圆形、圆形，部分不规则状。剖面上呈漏斗状，构成下陷盆地。•熔结角砾岩、熔结凝灰岩发育，还常见各种火山碎屑岩及湖相沉积岩，次火山岩体发育。•发育环状、半环状、圆锥状、放射状的断裂和岩墙，•在破火山口范围内，有一个或几个火山通道及残余的火山锥、火山口。•火山岩的产状在中部近水平，边缘变陡，向内倾斜。在环状断裂以外，呈围斜状向外倾斜。•重力、磁力异常呈环带状分布。•以多相火山－深成杂岩为主。在构造稳定区多为超基性－碱性和碳酸岩杂岩，在构造活动区和造山带为流纹岩－英安岩建造、流纹岩建造和流纹－花岗岩建造。有大量的熔结凝灰岩和凝灰岩物质。1、破火山口构造成因与演化Ⅰ-区域性膨胀和环状裂隙的产生；Ⅱ-形成破火山口的喷发；Ⅲ-破火山口的塌陷；Ⅳ-复活前的火山活动和沉积作用；Ⅴ-复活穹起作用；Ⅵ-主要环状裂隙的火山活动破火山口发育阶段示意图破火山口构造的成因：爆发式破火山口：由于火山的多次猛烈爆发，崩塌了火山口上部的巨量岩石而形成的。规模一般较小。塌陷式破火山口：在火山活动的晚期，火山机构可沿环形断裂塌陷而成。其原因可能是浅部岩浆囊喷发，或是岩浆回撤、火山自身塌陷时形成的。大量岩浆的撤退可能是由于其构造支撑的丧失而造成的。由塌陷或塌陷与爆发复合形成的破火山口规模大，直径可达几公里或几十公里。某些破火山口形成后，经过一段时间，断块再上升，形成复合破火山口。2、大型破火山口是控制矿田的一级火山构造。其火山通道、次火山岩体、岩墙、爆发岩筒和各种断裂构造是控制矿床、矿体产出的重要构造条件。江西破火山机构的定位受EW、SN、NE向基底断裂交汇部位控制。为塌陷式火山盆地，具有完整的破火山口机构，内部结构构造复杂。表现为以NE向断裂为主导的线环交织的构造格局，次火山岩（花岗斑岩）体沿塌陷产生的环状断裂和其它断裂侵入。盆地内有爆发角砾岩筒。相山破火山机构控制的铀矿田，包括了22个铀矿床。矿床受北东向和环状断裂的复合控制，矿体产于主干断裂引张部位及其旁侧的裂隙带中、两火山旋回组间产状变异部位。3、破火山口中的火山通道、断裂及其控矿作用•在破火山口矿田范围内，其火山通道、次火山岩体、岩墙、爆发岩筒和各种断裂构造是控制矿床、矿体产出的二级构造单元。•破火山口的火山通道，其主要特征通常是具有环状、半环状或锥状断裂。在某些情况下还可有放射状断裂，但有时也可不存在这些断裂。在这些断裂中，往往赋存有许多重要的矿体。•环状、圆锥状、放射状断裂，主要是由于中心式火山喷发活动，围绕火山口及通道而形成的裂隙，或者地表岩块崩塌形成塌陷破火山口的同时，其周围出现环状裂隙的结果。它们往往被后来的含矿热液或岩浆充填，形成环状、放射状矿脉或岩墙。有些岩墙，如富含稀有稀土金属、磷灰石－磁铁矿的碳酸岩岩墙，本身也是矿体。三、次火山岩构造及其对成矿的控制•次火山岩构造的含义•次火山岩—是与火山岩在时间、空间和成因上有密切联系的浅成-超浅成的侵入体。其形成深度小于1.5Km，岩石具有明显的斑状结构，岩体内部的原生裂隙及角砾岩体十分发育。在次火山岩发育过程中（侵入—冷凝过程中）形成的一套构造要素，称为次火山岩构造。•次火山岩构造的特点•由于次火山岩形成环境浅，岩体内部的原生裂隙及角砾岩体十分发育，成矿期构造裂隙叠加强烈，但热流变构造不发育。•剥蚀较浅的火山岩区，常作为火山岩构造的控矿单元之一；强烈剥蚀区，常成群成带分布，构成次火山岩田。•其分布受断裂裂隙控制明显，多组断裂交汇部位是次火山岩田及其有关矿田产出的有利部位。•次火山岩体的原生裂隙、角砾岩体、接触带及叠加的构造裂隙等直接控制矿床、矿体产出位置、形态、产状及规模。1、次火山岩体原生裂隙构造控矿•次火山岩体侵位浅、冷凝快。因此原生裂隙构造发育。主要有边缘冷缩裂隙带、层带状裂隙带、钟状构造等。是控制矿体分布的构造类型。2、角砾岩体构造及其控矿作用•角砾岩体构造是浅成岩浆作用的一种特殊形式，多数情况下同浅成侵入体和次火山岩紧密伴生，并与金属矿化有密切的空间和成因上的联系。•含矿的角砾岩体按成因不同可分为：•隐蔽爆发角砾岩体•塌陷角砾岩体•侵入-接触角砾岩体1、隐蔽爆发角砾岩体构造•隐蔽爆发角砾岩体是指在地下一定深度由气体爆发作用形成的角砾岩体（简称隐爆角砾岩体）。•形成机理：在火山岩浆演化到一定阶段，常形成富含挥发分的岩浆（H2O、H、Cl、CO2、F等）。当这种岩浆迅速上升到地壳浅部时，物理化学条件发生骤变，主要是压力突然降低，导致岩浆具有盈余能量并迅速气化和分熔，挥发分在岩浆柱顶部大量聚集，剩余能量释放引起气体产生强烈的地下爆破作用，使周围的岩石强烈破碎，形成隐蔽爆发角砾岩体。•爆发作用产生的角砾岩，也可以在高速上升的气流作用下，进行远距离迁移，从而形成侵入角砾岩体（脉）。隐蔽爆发角砾岩体的主要特征•分布于次火山岩或浅成侵入岩体（小于2km）的顶部及其附近围岩中。有些受断裂构造控制。•与围岩呈侵入状接触关系，呈筒状、蘑菇状、脉状、不规则状等，一般上大下小，到深部逐渐尖灭。•角砾大小不一，几米－几十毫米，无分选性，有明显位移。角砾形态为棱角状、浑圆状等。•角砾成分主要是斑岩、玢岩和附近围岩，有时见深部岩石角砾。胶结物主要是气化热液蚀变及矿化产物、同源熔浆物质和同成分的碎屑物。•具有角砾构造分带，从中心向外为强角砾岩化带－弱角砾岩化带－裂隙化岩石带－裂