1、區(qū)域成礦學研究區(qū)域成礦學研究一、概論一、概論 二、成礦系統(tǒng)及演二、成礦系統(tǒng)及演化化三、區(qū)域成礦要素三、區(qū)域成礦要素四、中國區(qū)域成礦特四、中國區(qū)域成礦特征征 區(qū)域成礦要素區(qū)域成礦要素 一、重大地質(zhì)事件與成礦一、重大地質(zhì)事件與成礦 二、區(qū)域殼幔結(jié)構(gòu)與成礦二、區(qū)域殼幔結(jié)構(gòu)與成礦三、區(qū)域構(gòu)造與成礦三、區(qū)域構(gòu)造與成礦 四、區(qū)域地球化學與成礦四、區(qū)域地球化學與成礦 五、區(qū)域巖漿活動與成礦五、區(qū)域巖漿活動與成礦 六、區(qū)域流體與成礦六、區(qū)域流體與成礦 五、巖漿活動含火山與成礦五、巖漿活動含火山與成礦 (一一) 巖漿巖類型與成礦巖漿巖類型與成礦一定類型巖漿巖伴有一定礦種一定類型巖漿巖伴有一定礦種和礦床類型。和礦

2、床類型。鎂鐵質(zhì)超鎂鐵質(zhì)巖類：鎂鐵質(zhì)超鎂鐵質(zhì)巖類：Cr、Ni、Cu、 Pt、V、Ti 、金剛石、金紅、金剛石、金紅石等；石等；堿性巖類：堿性巖類：REE、稀有、稀有、Au、P等；等；酸性巖類：酸性巖類：W、Sn、Mo、Bi等等花花 崗崗 巖巖 類類 型型 來來源源 地地球球動動力力學學環(huán)環(huán)境境 含含白白云云母母過過鋁鋁質(zhì)質(zhì)花花崗崗巖巖類類 MPG 含含堇堇青青石石過過鋁鋁花花崗崗巖巖類類 CPG S 殼殼源源 過過鋁鋁質(zhì)質(zhì)花花崗崗巖巖類類 大大陸陸碰碰撞撞 富富鉀鉀鈣鈣堿堿性性花花崗崗巖巖類類 (高高鉀鉀-低低鈣鈣) KCG 構(gòu)構(gòu)造造體體制制轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換 含含角角閃閃石石鈣鈣堿堿性性花花崗崗巖巖類類

3、(低低鉀鉀-高高鈣鈣) ACG I 混混合合源源 ( (地地殼殼地地幔幔) ) 偏偏鋁鋁質(zhì)質(zhì)和和鈣鈣堿堿性性 花花崗崗巖巖類類 島島弧弧拉拉斑斑玄玄武武質(zhì)質(zhì)花花崗崗巖巖 ATG 俯俯沖沖作作用用 洋洋中中脊脊拉拉斑斑玄玄武武質(zhì)質(zhì)花花崗崗巖巖 RTG M 過過堿堿性性及及堿堿性性花花崗崗巖巖類類 PAG A 幔幔源源 拉拉斑斑玄玄武武質(zhì)質(zhì)鈣鈣堿堿性性 和和過過堿堿性性花花崗崗巖巖類類 大大洋洋擴擴張張或或大大陸陸隆隆起起作作用用和和裂裂谷谷作作用用 花崗巖類型、來源及其地球動力學環(huán)境花崗巖類型、來源及其地球動力學環(huán)境（Barbarin,2019）主要花崗巖類類型、它們的主要花崗巖類類型、它們的A

4、FM礦物組合以及每礦物組合以及每一類型中地殼及地幔物質(zhì)所占比例一類型中地殼及地幔物質(zhì)所占比例Bit-黑云母；黑云母；K-fdmc 鉀長石巨晶；鉀長石巨晶；Hb 角閃石角閃石；Prx 輝石；輝石；Mu 白云母；白云母；Cor 堇青石；堇青石；Ca 鈣質(zhì)的；鈣質(zhì)的；Na 鈉質(zhì)的鈉質(zhì)的殼源殼源“S型花崗巖：型花崗巖：W、Sn : 石英脈型、云英巖石英脈型、云英巖型、夕卡巖型；花崗巖型鈾礦床型、夕卡巖型；花崗巖型鈾礦床殼?；煸礆め；煸础癐型花崗巖：型花崗巖：Cu-Fe、Au : 斑巖型、斑巖型、夕卡巖型、火山巖型。夕卡巖型、火山巖型。幔源過鹼性花崗巖幔源過鹼性花崗巖: 稀有金屬稀有金屬 案案 藏藏 富

5、堿碳酸巖與成礦富堿碳酸巖與成礦 案案 南非南非Palabora富堿超基性巖體，為一古老火山富堿超基性巖體，為一古老火山2047Ma)的殘留體，由碳酸巖、輝長巖、霓長巖和磷灰石白云巖的殘留體，由碳酸巖、輝長巖、霓長巖和磷灰石白云巖組成組成,多期侵入。有多期侵入。有Cu、U、P、REE、蛭石等礦產(chǎn)、蛭石等礦產(chǎn). Cu礦為南非第一，礦為南非第一，300萬噸。萬噸。 蛭石儲量為世界第一，磷礦也是超大型。幔源巖漿成礦的一蛭石儲量為世界第一，磷礦也是超大型。幔源巖漿成礦的一個很有特色的類型。個很有特色的類型。 CuP蛭石蛭石Phalaborwa Igneous Complex 露采坑分布露采坑分布 南非堿

6、性巖有關(guān)南非堿性巖有關(guān) Cu Cu、P P、蛭、蛭石礦床石礦床Komatiite-relatedDeposits科馬提巖是一種富科馬提巖是一種富Mg的超基性火山巖，的超基性火山巖，MgO 18%，是，是地幔高度部分熔融的產(chǎn)物，礦產(chǎn)資源有地幔高度部分熔融的產(chǎn)物，礦產(chǎn)資源有Ni、Cu、PGE、Au等。代表性礦床有澳大利亞的等。代表性礦床有澳大利亞的 Kambalda, 其成巖成其成巖成礦時代為礦時代為 2700 Ma.Ni金屬金屬67萬噸萬噸, 檔次檔次 2.9 %)After Hill et al. (1990)( (二二) )巖漿體的控礦作用巖漿體的控礦作用 巖漿活動是地球物質(zhì)運動的重要形式，

7、可巖漿活動是地球物質(zhì)運動的重要形式，可形成多種礦床類型形成多種礦床類型, , 可以成礦系統(tǒng)觀作全面分可以成礦系統(tǒng)觀作全面分析析 1. 1. 巖漿體本身的成礦作用巖漿體本身的成礦作用巖漿礦床、偉晶巖礦床、巖漿熱液礦床巖漿礦床、偉晶巖礦床、巖漿熱液礦床( (云英巖型、云英巖型、夕卡巖型、斑巖型等夕卡巖型、斑巖型等) )巖體固結(jié)后的熱液改造礦床：早期巖體中的礦質(zhì)巖體固結(jié)后的熱液改造礦床：早期巖體中的礦質(zhì)預富集被后期熱液改造、成礦，如華南的、預富集被后期熱液改造、成礦，如華南的、鈾礦、螢石礦，多為脈狀礦體鈾礦、螢石礦，多為脈狀礦體巖體的風化殼礦床：如花崗巖巖體的風化殼礦床：如花崗巖高嶺土礦床、藏高嶺土

8、礦床、藏 超基性巖的風化殼型鎳礦超基性巖的風化殼型鎳礦 2. 巖漿冷凝放熱驅(qū)動周圍的熱液系統(tǒng)巖漿冷凝放熱驅(qū)動周圍的熱液系統(tǒng)S型花崗巖富含放射性元素型花崗巖富含放射性元素HHP），半），半衰期長，作為衰期長，作為“熱機積累大量熱能，引起大熱機積累大量熱能，引起大規(guī)模的熱液對流，可導致綠巖型金礦、卡林型規(guī)模的熱液對流，可導致綠巖型金礦、卡林型金礦等的形成。金礦等的形成。3. 巖漿巖漿(體體)改造周圍已有礦床改造周圍已有礦床 (堆積、熱水沉積堆積、熱水沉積礦床等礦床等) -接觸熱變質(zhì)礦床。如赤鐵礦層接觸熱變質(zhì)礦床。如赤鐵礦層磁磁鐵礦層、煤系地層鐵礦層、煤系地層石墨無煙煤。石墨無煙煤。4. 巖漿巖漿(

9、體體)對早期礦床的疊加成礦對早期礦床的疊加成礦(多成因礦床多成因礦床)改造早期礦床的產(chǎn)狀，新礦質(zhì)的疊加，復改造早期礦床的產(chǎn)狀，新礦質(zhì)的疊加，復雜的蝕變礦化分帶和礦石組構(gòu)，如大廠、武山雜的蝕變礦化分帶和礦石組構(gòu)，如大廠、武山等礦等礦巖漿分結(jié)型巖漿熔離型巖漿分結(jié)型巖漿熔離型 礦漿貫入型礦漿貫入型偉晶巖型偉晶巖型 接觸交代型接觸交代型 高溫脈型高溫脈型接觸熱變質(zhì)型等接觸熱變質(zhì)型等 ( (三三) )巖漿巖時空結(jié)構(gòu)與成礦巖漿巖時空結(jié)構(gòu)與成礦巖漿巖與有關(guān)礦床的時空關(guān)聯(lián)是巖漿巖與有關(guān)礦床的時空關(guān)聯(lián)是成礦預測的重要研究內(nèi)容。成礦預測的重要研究內(nèi)容。時間結(jié)構(gòu)：時間結(jié)構(gòu)：一次巖漿活動中，成礦常在晚階段；一次巖漿活

10、動中，成礦常在晚階段；多次侵位的復式巖體，成礦常與晚期次多次侵位的復式巖體，成礦常與晚期次巖體相關(guān)巖體相關(guān)( (瑤崗仙瑤崗仙) )；多次侵位巖體常伴有大型礦床，如美國多次侵位巖體常伴有大型礦床，如美國BinghamBingham斑巖銅礦；斑巖銅礦；多次侵位通道前后一致，垂直分帶為主多次侵位通道前后一致，垂直分帶為主( (柿竹園柿竹園) )多次侵位通道前后不一，水平分帶為主多次侵位通道前后不一，水平分帶為主 ( (瑤崗仙瑤崗仙) )v 空間結(jié)構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)：v火山火山-侵入巖體的垂向分帶侵入巖體的垂向分帶v玢巖鐵礦模式玢巖鐵礦模式v斑巖銅礦模式斑巖銅礦模式v陸相火山巖中低溫熱液礦床陸相火山巖中低溫

11、熱液礦床(銀山、浙西銀山、浙西Au)v侵入巖體三層結(jié)構(gòu)模式侵入巖體三層結(jié)構(gòu)模式廣義斑巖型銅礦成礦模式 ( (四四) )巖體規(guī)模與成礦巖體規(guī)模與成礦小巖體可成大礦：經(jīng)常向下有小巖體可成大礦：經(jīng)常向下有“根基根基”，礦，礦質(zhì)深源，典型礦床如：質(zhì)深源，典型礦床如：金川金川u-Niu-Ni礦礦銅廠銅廠Cu-Mo-AuCu-Mo-Au礦礦贛南鎢礦贛南鎢礦大巖體大巖體 ( ( 復式巖體、雜巖體復式巖體、雜巖體 ) ) 中也有大礦，中也有大礦，礦多在某一期次小巖體中，如騎田嶺巖基礦多在某一期次小巖體中，如騎田嶺巖基的芙蓉錫礦田。的芙蓉錫礦田。要整體觀察和分析，尤其是三維立體探測，要整體觀察和分析，尤其是三維

12、立體探測，對礦床與巖體的距離也應三維分析，并注對礦床與巖體的距離也應三維分析，并注意巖體產(chǎn)狀的變化。意巖體產(chǎn)狀的變化。After Evans-Lamswood et al. (2000)THE MAGMATIC MODEL六、區(qū)域地質(zhì)流體與成礦六、區(qū)域地質(zhì)流體與成礦地質(zhì)流體普遍存在，最為活躍，它地質(zhì)流體普遍存在，最為活躍，它是各類地球物質(zhì)系統(tǒng)間的媒介，是各類地球物質(zhì)系統(tǒng)間的媒介，也是礦質(zhì)活化、運移的主要介質(zhì)。也是礦質(zhì)活化、運移的主要介質(zhì)。地殼表層地殼表層510公里為流體圈，公里為流體圈，95%為擠壓帶，為擠壓帶，5%為伸展帶。擠為伸展帶。擠壓帶內(nèi)能量聚集與轉(zhuǎn)換過程，有壓帶內(nèi)能量聚集與轉(zhuǎn)換過程，

13、有強的質(zhì)量遷移推動力；伸展和減強的質(zhì)量遷移推動力；伸展和減壓帶是質(zhì)量遷移的終點，是礦床壓帶是質(zhì)量遷移的終點，是礦床的富集部位。這都是在流體參與的富集部位。這都是在流體參與下發(fā)生的下發(fā)生的.近年來地幔流體成礦也受到重視。近年來地幔流體成礦也受到重視。研究方法：地質(zhì)觀測、綜合手段、研究方法：地質(zhì)觀測、綜合手段、微觀宏觀、點面兼顧、深淺溝通、微觀宏觀、點面兼顧、深淺溝通、洋陸兼顧、流體演化與地質(zhì)過程。洋陸兼顧、流體演化與地質(zhì)過程。構(gòu)造與流體的相互作用構(gòu)造與流體的相互作用確確 流體受構(gòu)造控制：驅(qū)動、輸運、停積流體受構(gòu)造控制：驅(qū)動、輸運、停積斷裂帶匯水或作為屏障阻擋水流斷裂帶匯水或作為屏障阻擋水流活動斷

14、層改變地下流場，產(chǎn)生高壓區(qū)和低壓活動斷層改變地下流場，產(chǎn)生高壓區(qū)和低壓區(qū)，地震動力驅(qū)動水流，突發(fā)向地表流動區(qū)，地震動力驅(qū)動水流，突發(fā)向地表流動構(gòu)造影響巖性，從而影響流體運動及水巖反構(gòu)造影響巖性，從而影響流體運動及水巖反應應 流體參與構(gòu)造活動流體參與構(gòu)造活動高壓、超高壓流體房有巨大能量，可產(chǎn)生水高壓、超高壓流體房有巨大能量，可產(chǎn)生水力破裂力破裂(流體壓裂流體壓裂)和角礫巖帶，并爆發(fā)式向和角礫巖帶，并爆發(fā)式向地表運移地表運移流體通過改變巖石力學性質(zhì)影響巖石的構(gòu)造流體通過改變巖石力學性質(zhì)影響巖石的構(gòu)造特征特征區(qū)域構(gòu)造與含流體構(gòu)造重疊地帶常是成礦場區(qū)域構(gòu)造與含流體構(gòu)造重疊地帶常是成礦場所。所。含礦溶液

15、溫度含礦溶液溫度- -鹽度圖解鹽度圖解（據(jù)張榮華，）（據(jù)張榮華，）成礦系統(tǒng)發(fā)育的深度成礦系統(tǒng)發(fā)育的深度 MVT型鉛鋅礦床的成礦環(huán)境和流體作用型鉛鋅礦床的成礦環(huán)境和流體作用區(qū)域熱水系統(tǒng)區(qū)域熱水系統(tǒng)80140鹵鹵水水熱梯度熱梯度0.1/km，向，向北降低北降低流速流速0.5n米米/a作用于作用于35萬萬km3巖石上巖石上從底砂巖中汲從底砂巖中汲取取Pb，從碳，從碳酸鹽中汲取酸鹽中汲取Zn在流體透過性在流體透過性突變地段，流突變地段，流體混合或水體混合或水/巖反應而成礦巖反應而成礦運移運移400km 區(qū)域地質(zhì)流體的示蹤標志區(qū)域地質(zhì)流體的示蹤標志期期 區(qū)域蝕變帶區(qū)域蝕變帶 熱水沉積巖熱水沉積巖 熱水角

16、礫巖帶熱水角礫巖帶 火成巖脈帶和熱液脈帶火成巖脈帶和熱液脈帶 礦物充填的微裂隙帶礦物充填的微裂隙帶 礦物流體包裹體地化參數(shù)的區(qū)域性礦物流體包裹體地化參數(shù)的區(qū)域性分布分布 化學元素及同位素的豐度變化化學元素及同位素的豐度變化 含礦構(gòu)造的分布含礦構(gòu)造的分布 礦床的區(qū)域分布：礦化類型和強度礦床的區(qū)域分布：礦化類型和強度的變化的變化獅子山礦田垂向分帶(After the No. 321 Geological Team, 2019)K/Ar燕山期火山流體系統(tǒng)燕山期火山流體系統(tǒng)燕山期巖漿流燕山期巖漿流體系統(tǒng)體系統(tǒng)沙灘腳子系統(tǒng)沙灘腳子系統(tǒng)燕山晚期中低溫熱液流體系統(tǒng)燕山晚期中低溫熱液流體系統(tǒng)Re/Os獅子山子

17、系統(tǒng)獅子山子系統(tǒng)Ar/Ar海西期噴流沉海西期噴流沉積流體系統(tǒng)積流體系統(tǒng)老鴉嶺子系統(tǒng)老鴉嶺子系統(tǒng)大通子系統(tǒng)大通子系統(tǒng)120.02.0114.82.0Ma.60.2.00.2Ma144.90.4Ma30333MaRe/Os新橋子系統(tǒng)新橋子系統(tǒng)K1J3P2P1C2燕山期巖漿燕山期巖漿流體系統(tǒng)流體系統(tǒng)石榴石石榴石石石 英英方解石方解石海西期噴流沉積海西期噴流沉積流體系統(tǒng)流體系統(tǒng)石石 英英重晶石重晶石 氫氧同位素特征氫氧同位素特征成礦帶構(gòu)造演化與成礦系統(tǒng)的形成過程成礦帶構(gòu)造演化與成礦系統(tǒng)的形成過程區(qū)域構(gòu)造區(qū)域構(gòu)造-流體流體-成礦的類型成礦的類型1. 伸展構(gòu)造環(huán)境海底熱水沉積成礦系伸展構(gòu)造環(huán)境海底熱水沉積

18、成礦系統(tǒng)統(tǒng)古代：裂谷中古代：裂谷中 SEDEX型型 Pb-Zn-Cu-S成礦系統(tǒng)成礦系統(tǒng)現(xiàn)代：大洋中脊熱水沉積多金屬成礦現(xiàn)代：大洋中脊熱水沉積多金屬成礦系統(tǒng)系統(tǒng)2. 擠壓構(gòu)造環(huán)境巖漿熱液成礦系統(tǒng)擠壓構(gòu)造環(huán)境巖漿熱液成礦系統(tǒng)碰撞造山帶：碰撞造山帶：W、Sn、Nb、Ta俯沖造山帶：俯沖造山帶：Cu、Au、Mo3. 3. 走滑構(gòu)造環(huán)境的熱液成礦系統(tǒng)走滑構(gòu)造環(huán)境的熱液成礦系統(tǒng)綠巖帶中剪切帶型金成礦系統(tǒng)綠巖帶中剪切帶型金成礦系統(tǒng)4. 4. 大陸盆地流體成礦系統(tǒng)大陸盆地流體成礦系統(tǒng)5. 5. 拆離斷層流體成礦系統(tǒng)拆離斷層流體成礦系統(tǒng)6. 6. 地殼淺表中低溫流體成礦系統(tǒng)地殼淺表中低溫流體成礦系統(tǒng)匯聚板塊俯

19、沖帶的構(gòu)造匯聚板塊俯沖帶的構(gòu)造-巖漿巖漿-流體成礦模式流體成礦模式（據(jù)（據(jù)J.Kutina, 2019）造山帶中流體造山帶中流體1.建造水建造水2.同構(gòu)造脈體同構(gòu)造脈體3.基底源變質(zhì)流體基底源變質(zhì)流體4.洋殼脫水形成變洋殼脫水形成變質(zhì)流體質(zhì)流體5.幔源揮發(fā)份幔源揮發(fā)份6.巖漿流體巖漿流體7.建造中鹵水建造中鹵水8.大氣降水大氣降水大陸盆地流體成礦系統(tǒng)大陸盆地流體成礦系統(tǒng)粵北地區(qū)中晚泥盆紀巖相古地理略圖粵北地區(qū)中晚泥盆紀巖相古地理略圖紅巖紅巖馬口馬口凡口凡口大寶山大寶山粵北層控礦床成礦模式示意圖粵北層控礦床成礦模式示意圖（據(jù)陳學明，（據(jù)陳學明，1992）紅巖型紅巖型馬口型馬口型大寶山型大寶山型凡

20、口型凡口型1-碳酸鹽巖；碳酸鹽巖；2-火山沉積巖；火山沉積巖；3-碎屑巖；碎屑巖；4-變質(zhì)巖；變質(zhì)巖；5-斷層；斷層；6-角礫巖帶；角礫巖帶；7-礦體；礦體；8-脈狀礦化；脈狀礦化；9-斑巖；斑巖；10-花崗巖；花崗巖；11-下石炭統(tǒng)；下石炭統(tǒng)；12-泥盆系；泥盆系；13-前泥盆系前泥盆系紅巖型紅巖型馬口型馬口型大寶山型大寶山型凡口型凡口型1-碳酸鹽巖；碳酸鹽巖；2-火山沉積巖；火山沉積巖；3-碎屑巖；碎屑巖；4-變質(zhì)巖；變質(zhì)巖；5-斷層；斷層；6-角礫巖帶；角礫巖帶；7-礦體；礦體；8-脈狀礦化；脈狀礦化；9-斑巖；斑巖；10-花崗巖；花崗巖；11-下石炭統(tǒng)；下石炭統(tǒng)；12-泥盆系；泥盆系；

21、13-前泥盆系前泥盆系粵北層控礦床成礦模式簡表粵北層控礦床成礦模式簡表（據(jù)陳學明，（據(jù)陳學明，1992）紅紅巖巖型型馬馬口口型型凡凡口口型型大大寶寶山山型型主主要要成成礦礦時時間間早早期期成成巖巖后后生生沉沉積積-成成巖巖沉沉積積-成成巖巖，后后生生巖巖漿漿活活動動火火山山-沉沉積積，巖巖漿漿疊疊加加物物質(zhì)質(zhì)循循環(huán)環(huán)深深度度泥泥盆盆系系及及前前寒寒武武系系蓋蓋層層與與基基底底上上地地殼殼下下地地殼殼（上上地地幔幔）水水的的來來源源建建造造水水建建造造水水、深深部部循循環(huán)環(huán)水水海海水水、建建造造水水深深部部循循環(huán)環(huán)水水海海水水、建建造造水水、深深部部循循環(huán)環(huán)水水，部部分分巖巖漿漿水水硫硫源源海海

22、水水硫硫酸酸鹽鹽(微微生生物物還還原原)海海水水硫硫酸酸鹽鹽(有有機機物物還還原原)海海水水硫硫酸酸鹽鹽(有有機機物物還還原原)巖巖漿漿硫硫，海海水水硫硫金金屬屬來來源源泥泥盆盆系系（及及基基底底）蓋蓋層層與與基基底底基基底底和和蓋蓋層層巖巖漿漿，蓋蓋層層礦礦石石就就位位空空間間構(gòu)構(gòu)造造裂裂隙隙及及沉沉積積物物的的成成巖巖空空間間后后生生破破碎碎帶帶海海底底和和沉沉積積物物的的成成巖巖空空間間海海底底和和沉沉積積物物的的成成巖巖空空間間、巖巖石石中中后后生生裂裂隙隙地殼淺表中低溫流體系統(tǒng)與成礦 指低于150，沒有年輕巖漿活動作為附加熱源，在正常或略為偏高的區(qū)域熱背景條件下，在孔隙-裂隙或斷裂破碎帶中運動的地下熱水環(huán)流系統(tǒng)。是正在進行水-巖反應的地球化學開放或半開放系統(tǒng)是Hg、Sb、As、U 以及 Au、Pt、REE 等活化、遷移、富集的場所在于在于 中中 低低 溫溫 流流 體體 系系 統(tǒng)統(tǒng)靠正?；蚱叩膮^(qū)域大地熱流供應和維持；靠正?；蚱叩膮^(qū)域大地熱流供應和維持；有足夠水量和一定的循環(huán)深度，因而能有足夠水量和一定的循環(huán)深度，因而能“集中