成矿分析方法

成矿构造分析方法目录前言上篇区域成矿构造分析第一章矿床形成的地球动力学环境;第二章成矿区带分析;第三章成矿系列;第四章矿田类型中篇矿田构造解析第五章矿田褶皱构造分析第六章矿田断裂构造分析第七章韧性剪切带控矿作用分析第八章火山-次火山构造的控矿作用第九章侵入体构造的控矿作用第十章层状矿床的构造控制第十一章构造控矿规律下篇矿田构造分析方法第十二章矿田构造分析中的地球物理方法第十三章矿田构造分析中的地球化学方法第十四章遥感技术在矿田构造分析中的应用第十五章成矿构造应力场和能量场分析结束语上篇区域成矿分析第一章矿床形成的地球动力学环境第二章成矿区带分析第三章成矿系列分析第四章矿田类型成矿构造分析方法前言•一.成矿构造的概念•二.成矿构造的研究对象•三.成矿构造的研究内容•四.成矿构造的研究方法一.成矿构造的有关概念•矿田、矿床、矿带、矿体•矿脉、矿田构造、成矿构造、控矿构造二.成矿构造的研究对象三.成矿构造的研究内容•1.(矿田范围内的)构造•2.矿田\矿床\矿体\矿脉的构造控制因素•1)什么构造控制•2)怎么控制•3.构造控矿规律四.成矿构造的研究方法•1.构造解析法•2.地球化学方法•3.地球物理方法•4.遥感方法•5.构造应力场和能量场第一章矿床形成的地球动力学环境威尔逊旋回•Wilson(1968)提出了洋盆生命旋回的概念。该概念简称为威尔逊旋回。•它起始于一个大陆内的裂谷，生长成为一个大洋，然后缩小，并最终完全关闭。•旋回中的每个阶段代表一个特征的构造环境，并伴有特色类型的火成活动、变形、变质作用、沉积作用和成矿作用。•收缩和关闭阶段以造山环境为代表。威尔逊旋回•威尔逊旋回由下列6个阶段组成，•(1)雏形阶阶段:大陆裂谷(例如，非洲裂谷);•(2)年青阶段:陆间裂谷(红海);•(3)成熟阶段:大洋裂谷(大西洋);•(4)沉降阶段:(太平洋);•(5)晚期阶段(地中海);•(6)残痕(喜马拉雅山)。地壳、岩石圈与软流圈板块及其运动方向海底扩张引起板块运动大洋中脊与海沟的分布•转换断层的三种类型会聚板块边缘的两种类型板块边缘类型三种会聚板块边缘•菲律宾：两个大洋板块的会聚•南美：大陆与大洋板块的会聚•喜马拉亚：两个大陆板块的会聚脊－脊转换断层的板块运动板块1相对板块2的运动•1.由围绕一条虚拟轴旋转来描述•2.洋脊段在经线上通过该轴极点•3.转换断层在相对该轴的纬线上•4.扩张量和扩张速率在赤道上最大，在极点处为零火山弧和造山作用离散边界演化史第一节地幔柱构造及其有关的矿床一.地幔柱构造二、地幔柱有关的矿床•3.矿床类型•1)与花岗岩和过碱性花岗岩有关—锡矿和铀矿；•2)与碳酸盐、碱性杂岩和超基性岩有关的—磷灰石、磁铁矿、蛭石、烧绿石矿•3)与镁铁质、超镁铁质杂岩有关的铬、镍、钴、铂族元素、钒、钛、磁铁矿矿床.三、地幔柱有关矿床的鉴别•1、构造:•高地(热穹隆)、变质核杂岩、裂陷.•2、岩浆岩:•①大陆溢流玄武岩(高原玄武岩)和延伸数千千米的火山链;②完整的环形构造和活动(流纹岩,玄武岩,粗面岩,,过碱性花岗岩,过铝花岗岩),非造山花岗岩;③层状镁铁质杂岩(南非布什维尔德岩,加拿大安大略省萨德伯里杂岩;④斜长岩⑤碳酸岩和碱性岩.•3、变质作用---超变质作用•4、其他:异常高热流区;柱状低速异常;上地幔突起;环状重力、航磁异常;大型环状构造.第二节大陆裂谷有关的矿床一、大陆裂谷的类型•1、与热点有关的裂谷和•2、坳拉谷•3、碰撞诱发裂谷二、大陆裂谷中的矿床二、大陆裂谷中的矿床•1、与碳酸岩有关的矿床：烧绿石；磷灰石、蛭石；士菱锶矿；与碳酸岩有关的矿床•一类主要由碳酸盐矿物组成的火成岩。矿物成分复杂，已发现180多种，其中最常见的方解石、白云石、菱镁矿等碳酸盐矿物约占80％，其次为碱性长石、辉石、黑云母、磷灰石、橄榄石等。常见有某种独特的矿物共生关系：①高温矿物（钙钛矿、独居石）与低温矿物（重晶石、天青石等）共生。②硅质矿物与硅不饱和矿物共生（如石英-橄榄石、石英-霞石等）。主要类型有黑云碳酸岩、方解石碳酸岩、白云石碳酸岩等。在成因和空间上，常与超基性-碱性岩系列的岩石关系密切，组成超基性-碱性-碳酸岩杂岩体。碳酸岩多分布在杂岩体的中心，呈岩筒状或放射状岩脉产出。在区域上，这类杂岩主要分布在地壳构造运动稳定的地区，沿深大断裂带分布。其成因有多种观点：由超基性岩浆分异形成；由富含CO2的热液交代超基性、碱性岩石形成；由石灰岩经花岗岩化而来；是碱性-超基性岩进一步霓石化、霞石化的结果。中国碳酸岩有火山沉积成因和岩浆贯入成因两种类型。与碳酸岩有关的矿床•岩石呈浅灰至灰白色；粒状结构，细至粗粒，有时呈巨晶结构；常为块状构造，有时见原生条带、球粒和球体构造。化学成分特殊,与一般硅酸盐岩浆岩相比,富CaO及CO2，贫SiO2及Al2O3；与沉积碳酸盐岩相比,富SiO2及Fe、Mg、Al、Ti、P等的氧化物,而CaO及CO2较低。主要组成矿物为方解石、白云石及铁白云石，偶尔见菱铁矿。此外,还富含多种（180种左右）次要矿物和副矿物，如辉石类、金云母、磷灰石、天青石、铈族稀土氟碳酸盐矿物、磁铁矿、铌钽矿物、铀钍矿物、萤石、碳硅石等。与碳酸岩有关的矿床•一般根据所含碳酸盐矿物分为：方解石碳酸岩、白云石碳酸岩、铁白云石碳酸岩和菱铁矿碳酸岩等。碳酸岩主要呈中心型侵入杂岩体产出，产状有中心岩株体、环状、锥状及放射状岩墙、岩床、岩流及岩被等。已知中心岩株由顶到底达1万米。碳酸岩常发生强烈分离结晶作用、熔离作用和碱交代作用。碳酸岩的分布与深断裂有关，主要产于古老地台边缘断裂系及褶皱带内中间地块断裂带。空间上它经常与碱性岩－超基性杂岩体或金伯利岩共生。除南极洲外，所有大陆都有碳酸岩的分布。与碳酸岩有关的矿床•成因说法不同，有下列几种：①超基性岩浆衍生的碳酸盐岩浆结晶生成;②碱超基性岩浆分离出的富CO2热液交代碱性岩或超基性岩生成;③富CO2的含矿热液充填围岩裂隙形成。碳酸岩伴生的矿产种类多,这是它与其他岩浆岩的重要区别。主要矿产有铈族稀土、铌、铀(钍)、铁、钛、磷、铜、铅、锌、蛭石、萤石及碳酸盐原料等。二、大陆裂谷中的矿床•2、与碱性杂岩有关的矿床：贝加尔裂谷和奥斯陆地堑的磷灰石和钛铁矿二、大陆裂谷中的矿床3、金刚石和金伯利岩二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩•金伯利岩（kimberlite）是一种偏碱性的超基性岩。是具斑状结构和（或）角砾状构造的云母橄榄岩。因1887年发现于非洲金伯利（Kimberley）而得名。旧称角砾云母橄榄岩。多呈黑、暗绿、灰等色。中国山东、辽宁、河北均有产出，呈岩脉状和火山喉管相等浅成岩体。其时代，以白垩纪为主。金伯利岩为包括火山角砾岩（或凝灰岩）到浅成侵入岩的一套岩石。常见类型有凝灰质金伯利岩、角砾状金伯利岩及斑状金伯利岩等。金伯利岩主要分布在地壳构造运动的稳定地区，多呈岩筒、岩床、岩墙产出。与之有关的矿产主要为金刚石，是金刚石的母岩。二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩的矿物成分•金伯利岩矿物成分复杂，一般可分3种类型：①原生矿物，如橄榄石、金云母、镁铝榴石、钛铁矿、磷灰石、金红石、金刚石等。②来自上地幔、地壳深处其他岩石或捕虏体的矿物，如石榴二辉橄榄岩和榴辉岩的橄榄石、斜方辉石、铬尖晶石、磁铁矿等，以及围岩包裹体中的白云石、方解石、榍石、电气石等。③蚀变次生矿物，如蛇纹石、磁铁矿、黄铁矿、黑云母、绿泥石和碳酸盐矿物等。其中镁铝榴石是重要的特征矿物，也是寻找金刚石的指示矿物。矿物颗粒的边部常次生变化为绿泥石、黑云母、蛇纹石、方解石、阴起石、水云母及铁的氧化物。当完全被铁的氧化物及蛇纹石等矿物交代后，则变成黑色球粒，习惯上称作黑豆。镁铝榴石具有特殊的二光性。即在人工透射光下呈红色，日光下呈绿色。二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩的结构构造•金伯利岩常具斑状结构、细粒结构和火山碎屑结构。块状构造和角砾状构造。呈斑状结构的，斑晶主要为橄榄石和金云母，橄榄石呈浑圆状并普遍受到强烈的蛇纹石化和碳酸盐化蚀变；基质呈显微斑状结构，由橄榄石、金云母、铬铁矿、钛铁矿、钙钛矿、磷灰石等组成。呈角砾状构造的,角砾成分复杂,有来自上地幔的碎块，也有来自浅部围岩的碎块。大量角砾的存在反映了金伯利岩岩浆具有爆发作用的特征。此外，在中国和世界某些金伯利岩岩筒中，普遍含金伯利岩岩球，俗称“凤凰蛋”，从樱桃到鸡蛋大小，是原生金刚石矿床的找矿标志之一。二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩化学成分•金伯利岩有以下特点：①属硅酸不饱和岩石，与平均成分相比，SiO2偏低(35％)，K2ONa2O，Al2O3(K2O+Na2O)。②MgO/SiO2近于1,当岩石强烈碳酸盐化时,MgO被CaO替代，使(MgO+CaO)含量与SiO2近于相等。③富含H2O及CO2,导致岩石强烈蚀变。④在岩浆后期，K2O参与形成金云母。⑤在微量元素方面，含一般超基性岩所共有的以Cr、Ni、Co为主的相容元素和含Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等为主的不相容元素REE主要含在钙钛矿和磷灰石中。金伯利岩以LREE很富集的简单线形REE配分型式和La/Yb比值大部分为80～200为特征,比大多数其他幔源镁铁质、超镁铁质岩浆岩高，这一特征反映了金伯利岩母岩浆的特征。二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩产状和时代•产状和时代•金伯利岩常呈岩筒、岩墙产出。有经济价值的原生金刚石矿床产于岩筒中。岩筒的面积一般不足1万平方米，少数达1平方公里，最大的未超过2平方公里，常成群出现，著名的南非金伯利岩就是由十多个著名的岩筒组成的岩筒群。金伯利岩岩墙厚度小，一般小于2米,但长度大，最长达65公里，成群出现则构成岩墙群，少数呈环状岩墙。金伯利岩岩床、金伯利岩火山口、火山口湖以及火山沉积是少见的。金伯利岩形成的地质时代:就世界范围看,主要形成于晚期，但在一个相当规模的金伯利岩带或区域往往是多时代的。二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩成因•金伯利岩成因仍在探索中通过橄榄岩－CO2-H2O系统的高压高温实验研究，金伯利岩岩浆被认为是在富CO2条件下由金云母、菱镁矿、石榴二辉橄榄岩组成的碳化橄榄岩地幔在40～50×10(帕和1000～1300℃的温压条件下的似低共熔作用产生的。并提出了来自地幔深部的以C-H-O为主的还原蒸汽的释放和渗透的底辟模式,使得在260公里上下深度的大陆地盾地温线切割了橄榄岩-CO2-H2O系统的固相线,从而发生了部分熔融和熔融底辟体的绝热上升。由更深部位快速上升的金伯利岩岩浆可能形成携带金刚石的金伯利岩。对存在C-O-H流体的地幔橄榄岩的熔化条件(P.T.fO2)已开展研究,这将有助于大陆下的地幔的金伯利岩岩浆和金刚石成因的认识。从微量元素地球化学方面看,金伯利岩的高La/Yb比值，主要受高La/Yb比值的基质磷灰石约束,并主要反映了其源区的这项比值。还发现，在某些石榴二辉橄榄岩包体中存在交代型钛酸盐矿物和钾碱镁闪石。许多地球化学家认为金伯利岩与高度富集不相容元素的交代地幔源区的低程度部分熔融有关。普遍认为，形成金伯利岩并富含金刚石的最有利的大地构造环境，是具有古老大陆克拉通地壳和其后长期有稳定盖层的地域。二、大陆裂谷中的矿床•3、金刚石和金伯利岩成矿关系•不是所有的金伯利岩都含金刚石，含金刚石较富的金伯利岩岩体已知为数不多。尚未解决的一个问题是金刚石是由富CO2金伯利岩的金伯利岩岩浆直接晶出的还是混入金伯利岩中的上地幔捕虏晶，还是两种情况都存在。已知上地幔石榴二辉橄榄岩和榴辉岩中赋存有金刚石。虽然尚有不同的看法，但人们对含金刚石的贫与富常有以下经验性或统计的规律：①具火山碎屑结构的金伯利岩，若富含镁铝榴石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩等上地幔包体或其矿物包体，则金刚石富且质量好,含地壳围岩碎屑多的,则较贫。②具斑状结构的金伯利岩含金刚石较富，呈显微斑状结构的较贫。③富含橄榄石且颗粒粗大的金伯利岩,含金刚石富,而富含金云母的金伯利岩,含金刚石贫。④橄榄石含Mg和Cr越高,含金