礦床學(xué)第十五章 成礦控制和成礦規(guī)律_第1頁
礦床學(xué)第十五章 成礦控制和成礦規(guī)律_第2頁
礦床學(xué)第十五章 成礦控制和成礦規(guī)律_第3頁
礦床學(xué)第十五章 成礦控制和成礦規(guī)律_第4頁
礦床學(xué)第十五章 成礦控制和成礦規(guī)律_第5頁
已閱讀5頁,還剩60頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

第十五章成礦控制和成礦規(guī)律

前面各章分別討論了各類礦床的地質(zhì)特征、形成條件和成因。豐富的實(shí)際資料表明,礦床并不是個(gè)別地、孤立地存在的,它們在地殼中的分布是有規(guī)律的,它們是地殼各個(gè)部分在一定地質(zhì)歷史發(fā)展階段的產(chǎn)物。深入研究礦床的時(shí)間、空間分布規(guī)律是礦床學(xué)的基本任務(wù)之一,是其分支——成礦規(guī)律學(xué)的主要研究內(nèi)容。成礦規(guī)律-系指礦床形成的空間關(guān)系、時(shí)間關(guān)系、物質(zhì)共生關(guān)系及內(nèi)在成因關(guān)系等的總和。就空間而言,它可以表現(xiàn)為在各種地質(zhì)構(gòu)造單元中的分布規(guī)律(成礦區(qū)域);

就時(shí)間而言,它可以表現(xiàn)為在地史上的分布規(guī)律(成礦時(shí)代);

從成礦物質(zhì)的聚集來看,它可以表現(xiàn)為各種礦床類型的形成以及有關(guān)礦床及礦種的共生規(guī)律(成礦系列)。造成礦床在空間上和時(shí)間上分布規(guī)律的基本原因有二:一是形成礦床的化學(xué)元素本身的特性,即成了的物質(zhì)基礎(chǔ);二是控制成礦的各種地質(zhì)因素,即所謂成了控制因素或簡稱成礦控制。

一、成礦控制(成礦規(guī)律的控制條件)礦床在地殼中的形成和分布是由多方面的有利成礦的地質(zhì)條件所決定的,如區(qū)域地球化學(xué)、構(gòu)造、巖漿、地層、巖相等因素。對(duì)于不同成因的礦床來說,各種控制因素所起的作用是不同的。一般地說,巖漿活動(dòng)和構(gòu)造作用對(duì)形成內(nèi)生礦床關(guān)系最大;地層、巖相、古地理、古氣候等因素對(duì)外生礦床最為重要。而地球化學(xué)因素對(duì)內(nèi)生礦床和外生礦床都很重要,它是成礦的先決條件。研究成礦控制條件,對(duì)于進(jìn)行礦產(chǎn)預(yù)測,找礦勘探和礦床評(píng)價(jià),都有重要意義。下面將介紹一些主要的成礦控制條件:區(qū)域地球化學(xué)條件、構(gòu)造條件、巖漿條件、地層條件、巖相及建造條件、巖性條件和剝蝕程度條件等。

(一)區(qū)域地球化學(xué)條件化學(xué)元素在地殼各部分的分布是不均勻的,它隨地區(qū)而異。區(qū)域地球化學(xué)特征是指一定地區(qū)中化學(xué)元素的豐度和分布情況,及其在該區(qū)地質(zhì)演化過程中元素遷移活動(dòng)的歷史,包括其富集和分散的歷史。區(qū)域地球化學(xué)特征是控制該區(qū)中礦床形成和分布的重要基礎(chǔ)因素。區(qū)域地球化學(xué)的主要研究內(nèi)容是(以1/20萬和1/5萬地質(zhì)測量資料為基礎(chǔ)):1)區(qū)域地層地球化學(xué):測量成礦元素在各地層組、段中的豐度,探討各時(shí)代地層中元素組合及含量演化規(guī)律,查明區(qū)域中可能存在的礦源層及地球化學(xué)特征;2)區(qū)域巖漿巖地球化學(xué):按不同成巖時(shí)代和不同的巖石類型進(jìn)行研究,查明各侵入體的地質(zhì)特征,統(tǒng)計(jì)元素在各類巖漿巖中的豐度及分布,劃分各類巖漿巖的地球化學(xué)類型,研究含礦巖體與無礦巖體的地球化學(xué)判別標(biāo)志;3)研究區(qū)域主要斷裂的地球化學(xué)特征;4)以區(qū)域化探(次生暈、分散流等)的系統(tǒng)測試成果為依據(jù),結(jié)合地質(zhì)研究,圈定金屬異常區(qū),研究區(qū)域的地球化學(xué)特征;5)研究區(qū)域中典型礦床的地球化學(xué)特征,包括礦床的特征元素組合、各階段礦化的地球化學(xué)特征、礦床原生暈特點(diǎn)及礦質(zhì)來源和礦質(zhì)富集機(jī)理等;6)區(qū)域地球化學(xué)特征的綜合研究。區(qū)域地球化學(xué)研究的理論和方法尚在探索中,以下幾個(gè)問題與研究成礦作用有較密切的關(guān)系。1)元素的豐度:根據(jù)區(qū)域中地層(包括火山巖和變質(zhì)巖)和侵入巖中的元素豐度的系統(tǒng)資料,計(jì)算區(qū)域上部地殼的元素豐度(包括主要成礦元素、次要元素和微量元素),綜合分析區(qū)域地殼在地質(zhì)歷史中的地球化學(xué)演化趨勢。還可借助區(qū)域中元素豐度與地殼中豐度的對(duì)比,分辨出某種或某幾種元素在某些地段或某些地質(zhì)體中的富集趨勢或貧化趨勢。全面認(rèn)識(shí)和對(duì)比這兩方面的趨勢,有助于分析礦床形成條件和礦床分布的總的輪廓。2)地球化學(xué)分區(qū):元素分布具有區(qū)域性特點(diǎn),往往一些元素集中于這個(gè)區(qū)域,而另一些元素集中于另一具區(qū)域,構(gòu)成所謂地球化學(xué)省(區(qū)、帶)。這與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)和地質(zhì)發(fā)展歷史密切相關(guān)。3)區(qū)域元素共生組合:地殼中元素的遷移活動(dòng)經(jīng)常是成群出現(xiàn)的,經(jīng)常表現(xiàn)為特定的共生組合(從元素組合、礦物組合、巖石組合到礦床組合)。區(qū)域元素組合與區(qū)域的主要巖石類型密切相關(guān),不同的巖石類型具有不同的特征元素組合,

克勞斯科普(1967)列舉出某些巖漿巖和沉積巖中常見的元素組合:

超基性巖:Fe、Co、Ni、Cr、Au;基性巖:Ti、V、Mn、Cu、Zn、As、Mo、Ag、Cd、Sb、Hg;中性巖:不明顯,較富的有Ti、V、Cu、As、Zr、Ta;酸性巖:Li、Be、Nb、Sn、Ta、W、Tl、Pb、Bi、In、U、F、Br;堿性巖:Li、Zr、Nb、Sn、Sb、Ce、Au、Pb、Th、U;黑色頁巖:Cu、Ag、U、As、Mo、Au、V、Ni、Pb、Zn、Cd、Se;錳瘤:Cu、Mo、Mn、Pb、Ni、Tc、Te、Ti、Zn;鐵質(zhì)紅土:Fe、Co、Ni、As、Be、Cr、Mo、Cu、Sc、Se、V;富鋁紅土:Al、Be、Ga、Ti。

這些元素在一定的地質(zhì)和物理化學(xué)條件下,或經(jīng)過巖漿結(jié)晶分異、液態(tài)熔離、氣液運(yùn)移、充填交代等途徑富集成礦;或初步集中在礦源層(巖)中,又經(jīng)過成巖作用變化或被以后的流體溶釋、萃取,而在一定的條件下富集成礦。因此,了解區(qū)域中這些巖石的分布范圍、產(chǎn)出部位和特征成礦元素的含量,對(duì)于分析區(qū)域成礦規(guī)律,評(píng)價(jià)潛在的礦產(chǎn)資源量,有一的指導(dǎo)意義。

(二)構(gòu)造條件構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是驅(qū)使地殼物質(zhì)包括成礦物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的主導(dǎo)因素,它也提供含礦流體的運(yùn)動(dòng)通路和堆積空間,因此它是控礦諸因素中的主導(dǎo)因素。從構(gòu)造在成礦過程中的作用而言,可分為導(dǎo)礦、配礦和容礦構(gòu)造;從構(gòu)造與成礦的時(shí)間關(guān)系看,可分為成礦前構(gòu)造、成礦期構(gòu)造和成礦后構(gòu)造,它們對(duì)成礦物質(zhì)的聚散起著不同的作用;從構(gòu)造發(fā)育的規(guī)模而言,可以分為全球構(gòu)造、區(qū)域構(gòu)造和礦田、礦床構(gòu)造,它們對(duì)成礦也起著不同的控制作用。在這里,著重介紹礦田、礦床構(gòu)造對(duì)成礦的控制作用。關(guān)于大地構(gòu)造的控礦作用將在下面的成礦區(qū)域一節(jié)中敘述。

礦田構(gòu)造-是指在礦田范圍內(nèi),控制礦床的形成和分布的地質(zhì)構(gòu)造因素的總和。礦床構(gòu)造-是指控制礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和分布狀況的地質(zhì)構(gòu)造因素的總和。在上述定義中,既包括構(gòu)造形跡和巖石組構(gòu)特征,又包括構(gòu)造的形成機(jī)制和演化歷史。如果說,研究大地構(gòu)造有助于認(rèn)識(shí)在大區(qū)域內(nèi)礦床的分布規(guī)律,那么,研究礦田礦床構(gòu)造則可掌握礦床、礦體的形成、改造、產(chǎn)狀和分布的規(guī)律,對(duì)于找礦、勘探和采礦工作均有直接的重要意義??刂频V床和礦體的構(gòu)造類型極其復(fù)雜,但總括起來不外乎褶皺、斷裂、裂隙、侵入體構(gòu)造、火山構(gòu)造以及成層構(gòu)造等。

1)褶皺構(gòu)造:巖層褶皺過程中產(chǎn)生的層間滑動(dòng)、層間剝離、層間破碎以及由褶皺引起的各種裂隙和斷裂,對(duì)熱液礦床的形成有重要意義。在不同性質(zhì)的巖層組合發(fā)生褶皺時(shí),巖層界面在軸部易引起虛脫,在其空隙中可形成鞍狀礦脈或以充填交代方式形成似層狀礦體。此外,在褶皺的轉(zhuǎn)折端、傾伏端以及翼部的層間裂隙中,常有利于礦質(zhì)的堆積。實(shí)際資料表明,褶皺構(gòu)造與各種序次的斷裂裂隙的交匯部位,經(jīng)常是一些礦體的產(chǎn)地。

2)斷裂裂隙構(gòu)造:是控制內(nèi)生礦床的最重要構(gòu)造類型,在各種斷層(包括正斷層、逆斷層、平移斷層)中均可成礦。在斷裂彎曲部位和兩組斷裂交叉部位很有利于富礦石的堆積。斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異性對(duì)礦化分布有一定影響。例如,在很多礦區(qū)中可以看到,成礦時(shí)斷裂的相對(duì)張開部分常充填成礦,而相對(duì)壓擠部分則不利于礦化。在有多次活動(dòng)的斷裂中,常可見到互相重疊的多階段礦化。斷裂裂隙系統(tǒng)不同,常造成不同形態(tài)產(chǎn)狀的礦脈群,如平行斷裂系統(tǒng)中的平行礦脈、放射狀系統(tǒng)中的放射礦脈、雁行裂隙系統(tǒng)中的雁行狀礦脈等。斷裂裂隙構(gòu)造有時(shí)還呈等距分布,因而還存在各種等距離控礦現(xiàn)象,即礦田之間、礦床之間、礦體之間在空間分布上呈有規(guī)律的大致相等距離分布。

3)侵入體內(nèi)部構(gòu)造及接觸帶構(gòu)造:侵入體內(nèi)部構(gòu)造包括原生流動(dòng)構(gòu)造、原生破裂構(gòu)造以及疊加其上的斷裂裂隙構(gòu)造等,在有利條件下,它們均能起到控礦的作用。侵入體接觸帶構(gòu)造是一種重要的成礦構(gòu)造類型。在多數(shù)內(nèi)生礦床中,接觸帶構(gòu)造通常是含礦熔漿或熱液運(yùn)移和富集的有利地帶,尤其是富礦石的產(chǎn)出場所,如一些富鐵、富銅礦石經(jīng)常產(chǎn)在侵入體接觸帶中。

接觸帶構(gòu)造不只是一個(gè)簡單的接觸面,而是包括侵入體邊緣相、接觸面和圍巖熱變質(zhì)帶等在內(nèi)的一個(gè)復(fù)雜構(gòu)造系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)在空間上表現(xiàn)為構(gòu)造-巖相分帶,在時(shí)間上存在著幾個(gè)構(gòu)造發(fā)育階段。通常在侵入體的凹部、超覆部位、接觸-斷裂復(fù)合部位以及有利巖層與侵入體的交接部位,比較有利于礦液活動(dòng)和礦石的堆積。侵入體內(nèi)部的各種構(gòu)造對(duì)形成巖漿礦床、偉晶巖礦床以及某些氣化熱液礦床有重要控制作用。

4)火山(次火山)構(gòu)造:它是在火山爆發(fā)、巖漿及氣液噴溢以及伴隨火山爆發(fā)在超淺部位侵入作用而產(chǎn)生的各種構(gòu)造形式,有其獨(dú)特的形成機(jī)制。其中的破火山口、火山穹窿、火山管道以及伴生的環(huán)狀斷裂和放射狀斷裂等,常能構(gòu)成熱液成礦的空間,因而對(duì)火山-次火山熱液礦床有明顯的控制作用。在中生代到新生代的陸相火山巖區(qū),火山-次火山構(gòu)造一般是保存得較好的。例如在我國寧蕪陸相火山巖(J3K1)盆地,多組深斷裂(主要是北北東向和近東西向)的交叉部位經(jīng)常是火山爆發(fā)的中心,也是含礦次火山巖體侵入的構(gòu)造部位。而次火山巖體的原生及次生裂隙,尤其是鐘狀構(gòu)造和角礫巖筒構(gòu)造則是很有特色的含礦構(gòu)造。此外,與海底火山噴氣及熱泉活動(dòng)有關(guān)的黃鐵礦型礦床和黑礦型礦床的分布,很多也與海底火山活動(dòng)中心有關(guān)。

5)層狀構(gòu)造:在層狀巖石中的整合狀礦體經(jīng)常受層理、層間及層內(nèi)破碎帶、層間角礫巖帶以及有利巖層(易被交代)等因素控制,不透水(或透水性弱)遮蓋層之下的礦體更為常見。在不整合面、假整合面以及古巖溶洞穴中也常產(chǎn)出礦體,因此,它們也是值得注意的礦床構(gòu)造類型。礦床構(gòu)造類型是復(fù)雜多樣的,許多地質(zhì)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了繁簡不一和著眼點(diǎn)不同的劃分。為便于應(yīng)用,我們將其劃分為七類(以內(nèi)生礦床為主),在這七類中又再分出三十八種容礦構(gòu)造。Ⅰ褶皺構(gòu)造1)褶皺軸部的礦體;2)褶皺翼部層間裂隙中的礦體;3)撓曲部位的礦體;4)背斜傾伏端或彎曲部位的礦體;5)底辟構(gòu)造中的礦體;Ⅱ斷層構(gòu)造6)正斷層中的礦體;7)逆斷層中的礦體;8)平移斷層中的礦體;9)斷層交叉處的礦體;10)斷層彎曲處的礦體;Ⅲ裂隙構(gòu)造11)張裂隙中的礦體;12)一組剪裂隙中的礦體;13)二組剪裂隙中的礦體;14)二組剪裂隙及張裂隙中的礦體;15)羽狀裂隙中的礦體;16)裂隙交叉處的礦體;17)裂隙帶中的礦體;18)片理帶中的礦體;Ⅳ侵入體構(gòu)造19)原生流動(dòng)構(gòu)造中的礦體;20)原生破裂構(gòu)造中的礦體;21)整合侵入接觸帶中的礦體;22)斜切侵入接觸帶中的礦體;23)復(fù)雜侵入接觸帶中的礦體;24)多次侵入接觸帶中的礦體;25)巖體后期破碎帶中的礦體;Ⅴ火山構(gòu)造26)火山頸中的礦體;27)破火山口中的礦體;28)爆發(fā)角礫巖筒中的礦體;29)環(huán)狀裂隙中的礦體;30)放射狀裂隙中的礦體;Ⅵ成層構(gòu)造(或?qū)訝顦?gòu)造)31)層間及層內(nèi)破碎帶和角礫巖帶中的礦體;32)不透水遮蓋層下的礦體;33)在有利巖層中的礦體;34)不整合面和假整合面中的礦體;35)喀斯特溶洞中的礦體;Ⅶ復(fù)合構(gòu)造36)斷裂、裂隙與有利巖層交錯(cuò)處的礦體;37)斷裂交切背斜處的礦體;38)巖體接觸帶與有利層位交切處的礦體。上述各種構(gòu)造既決定礦體在巖石中的位置,又影響礦體的形態(tài)特征。這些構(gòu)造主要是由各種構(gòu)造變形活動(dòng)產(chǎn)生的,也包括由于巖漿侵入和冷凝作用、火山噴發(fā)、巖層壓實(shí)收縮、地層沉積間隔、巖溶塌陷、巖石熱脹冷縮、礦物重結(jié)晶等非構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造因素。上列的只是主要礦床構(gòu)造類型,并不完全。在研究礦田、礦床構(gòu)造時(shí),要根據(jù)工作地區(qū)的實(shí)際情況,鑒別了區(qū)域中主要的控礦構(gòu)造類型,以利于找礦勘探工作。同時(shí),如能細(xì)心體察和注意總結(jié),也能發(fā)現(xiàn)一些新的礦床構(gòu)造類型。

(三)巖漿條件巖漿活動(dòng)是內(nèi)生成礦作用的重要因素,在外生礦床,尤其是風(fēng)化殼礦床和砂礦床中,巖漿巖也是成礦物質(zhì)的一個(gè)重要來源。因此,研究巖漿控礦作用對(duì)認(rèn)識(shí)區(qū)域成礦規(guī)律,進(jìn)行礦產(chǎn)預(yù)測有重要意義。巖漿及其冷凝后的火成巖體的控礦作用表現(xiàn)在:1)一定化學(xué)成分和礦物組合的礦床常與一定的火成巖(侵入巖、火山巖)有關(guān);2)礦床在侵入體內(nèi)外表現(xiàn)出來某種規(guī)律性的分布;3)侵入體的濃度、大小和形狀,對(duì)所成礦床的特點(diǎn)有一定的影響;4)成礦與成巖不僅在空間上而且在時(shí)間上,表現(xiàn)出明顯或可以查清的關(guān)系。不同類型的礦床,與巖漿巖的密切程度是不同的。巖漿礦床包括火山巖漿礦床與巖漿巖關(guān)系最密切,礦體絕大部位產(chǎn)于巖體內(nèi),礦石成分與巖體成分也相似。偉晶巖礦體常產(chǎn)于母巖侵入體中或其附近,其礦石成分多與母巖礦物成分相近,區(qū)別在于礦物晶體的大小不同;或是母巖中的副礦物(金屬礦物)經(jīng)過局部富集而形成礦床。接觸交代型和某些高溫?zé)嵋旱V床,產(chǎn)于接觸帶及其附近的圍巖中,兩者在空間上尚屬接近,但物質(zhì)成分上表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)牟煌?。云英巖型礦床主要是由來源于母巖的高溫流體作用富集的。至于接觸交代礦床的礦質(zhì)則有多種來源,或來自母巖,或來自圍巖,或是多來源。巖漿的控礦作用還進(jìn)一步表現(xiàn)在成礦的專屬性上。巖漿巖成礦專屬性-系指一定類型的巖漿巖經(jīng)常產(chǎn)有相應(yīng)的一定類型的礦床,二者之間存在著內(nèi)在的巖石化學(xué)的和地球化學(xué)的聯(lián)系。不同巖漿巖的成礦專屬性是有差別的,基性和超基性巖的成礦專屬性,通常表現(xiàn)明顯。例如,與橄欖巖、純橄欖巖有關(guān)的鉻、鉑礦床,與斜長巖、輝長巖有關(guān)的釩、鈦、鐵礦床,與金伯利巖有關(guān)的金剛石礦床等。酸性花崗巖-流紋巖系列的成礦專屬性也較明顯,與其有關(guān)的有鎢、錫、鉍、鋰、鈹、鋯、鈾、釷等礦床。至于中性及中酸性巖類所表現(xiàn)的成礦專屬性則不十分明顯。值得提出的是,由于大部分花崗巖是地殼重熔作用的產(chǎn)物,而原來地殼成分并不均一,因而不同地區(qū)產(chǎn)出的花崗巖類,其所顯示的成礦專屬性也有差異。巖漿巖成礦專屬性的原因,研究得尚不深入。據(jù)已有資料,我們這樣來理解這個(gè)問題,即該種巖漿巖中本來就富含某些特征金屬元素,這些成礦元素在地球化學(xué)性質(zhì)上與造巖元素有一致性,但也有差異性。它們的一致性使成礦元素有伴隨主要(造巖)元素轉(zhuǎn)移(濃集或分散)的可能。然而隨著巖漿作用的演化,巖漿所處的地質(zhì)和物理化學(xué)條件的變化,造巖元素與造礦元素之間的差異性逐漸明顯,以致發(fā)生分餾或分異,導(dǎo)致在適當(dāng)條件下,成礦元素能大量富集成礦床,并表現(xiàn)出與母巖的密切親緣關(guān)系。此外,巖體的大小、形狀、接觸關(guān)系及侵入深度等,對(duì)礦床的產(chǎn)出也有一定的影響。在大型侵入體中不僅可望找到大的原生礦床(如金剛石礦床),而且有些巨大巖體經(jīng)風(fēng)化后可形成大型風(fēng)化殼礦床。巖體的形狀和產(chǎn)狀,可影響成礦物質(zhì)的聚集地點(diǎn),如巖漿中的有用組份,可因重力分異作用而向巖體底部下沉,因而巖盆狀基性巖體中常含有底部礦體;對(duì)于氣水熱液礦床來說,礦化經(jīng)常集中在巖體的頂蓋和旁側(cè)凹陷部位。因此,巖體的形態(tài)和產(chǎn)狀往往也能成為控制礦體分布的重要因素。巖體侵入深度對(duì)成礦也有影響,一航在深成和中深部位易形成云英巖型、矽卡巖型礦床;在淺成和近地表?xiàng)l件下,易形成中低溫?zé)嵋旱V床和次火山熱液礦床。在相對(duì)封閉的次火山環(huán)境中,在大量揮發(fā)作用下,易產(chǎn)生各種角礫巖體,包括隱蔽爆發(fā)角礫巖、崩塌角礫巖等,其中常產(chǎn)出較富的礦體。

(四)地層條件地層條件,對(duì)于控制沉積礦床和沉積變質(zhì)礦床以及火山-沉積變質(zhì)礦床的分布,具有頭等重要的意義。地層的演化是與地史密切相關(guān)連的。在地質(zhì)歷史的每一時(shí)期中均可有某種(些)沉積礦床的堆積。就一些主要礦種來說,其主要形成時(shí)期并不相同。就世界范圍而言:鐵礦主要產(chǎn)于前寒武紀(jì)地層中,其次是震旦-寒武系、泥盆系、志留系、石炭系、侏羅系和第三系。錳礦主要產(chǎn)于前寒武系和第三系,占全世界錳礦儲(chǔ)量一半以上。鋁土礦產(chǎn)于石炭-二疊系(我國以此年代為主。)、侏羅-白堊系和第三系、第四系。磷礦主要產(chǎn)于前寒武系、寒武系、二疊系和第三系。鹽礦在世界上集中于泥盆系、二疊系和第三系。我國成鹽時(shí)間比世界成鹽時(shí)期稍晚,已知重要含鹽地層有奧陶系、三疊系和第三系、第四系。古地理和古氣候條件對(duì)于地層的形成起著重要作用。沉積成礦條件應(yīng)是地質(zhì)、地理、地貌、氣候和生物等有關(guān)條件的綜合。如煤礦主要出現(xiàn)在古生代及以后時(shí)代的地層中,這是因?yàn)楣派绕涫峭砉派詠?,具有溫濕氣候環(huán)境,陸生植物大量繁殖的緣故。地層不整合面所代表的古侵蝕面,乃是聚集殘余礦床和部分沉積礦床的有利部位。我國和南歐的鋁土礦床,世界各地的殘余鐵礦和錳礦,埋藏式砂金礦,以及石油和天然氣的儲(chǔ)存、封閉等都與地層不整合面有關(guān)。地層條件和構(gòu)造層情況,對(duì)內(nèi)生礦床也有一定的控制作用。例如長江中下游的鐵銅硫礦床有80%的儲(chǔ)量產(chǎn)于石炭系、二疊系和三疊系。礦化富集于一定層位的原因是復(fù)雜的,可從巖性控制、構(gòu)造控制、巖漿侵位深度以及是否存在礦源層等方面去著手探索。值得注意的是,不少過去被認(rèn)為與火成巖有聯(lián)系的遠(yuǎn)溫?zé)嵋旱V床,現(xiàn)在多被認(rèn)為是受地層控制,即歸屬層控礦床。如前所述,層控礦床具成群成片分布特點(diǎn),常構(gòu)成統(tǒng)一成礦區(qū)。它們具長期發(fā)展歷史,往往兼有同生和后生成礦的跡象,顯示出多成因。據(jù)研究,許多層控型金屬硫化物礦床是古老優(yōu)地槽中火山-沉積作用的產(chǎn)物,開始是火山-沉積硫化物礦石堆積(成層),后經(jīng)成巖、后生作用、又經(jīng)動(dòng)力變質(zhì)、擠壓變形,導(dǎo)致部分礦質(zhì)活化轉(zhuǎn)移到附近裂隙中,形成局部不整合脈。因此礦層和礦脈是有因果關(guān)系的兩個(gè)相。孟憲民曾把它們比喻為“主閂”(礦層)和“子閂”(礦脈),說明它們是同生加后生作用綜合產(chǎn)物。

(五)巖相和建造條件控礦的地層條件和巖相建造條件既有聯(lián)系又有區(qū)別。地層條件代表時(shí)間條件,而巖相和建造則是地層條件在一定的大地構(gòu)造、古地理和古氣候條件下的具體表現(xiàn),對(duì)成礦有更直接的控制作用。由于大多數(shù)礦床都產(chǎn)在一定的巖相和一定的巖石建造中的某一特定部位,因而進(jìn)行巖相和建造分析有助于認(rèn)識(shí)礦石和巖石之間的本質(zhì)聯(lián)系。沉積礦床的類型與沉積建造是密切相關(guān)的。

1.含碧玉的火山-沉積建造主要產(chǎn)于前寒武紀(jì)優(yōu)地槽中,位于地槽坳陷內(nèi)部,在硅質(zhì)鐵、錳礦床和銅、鉛、鋅、金的塊狀硫化物礦床等。

2.沉積碳酸鹽建造產(chǎn)于地槽活動(dòng)帶邊緣及鄰近地臺(tái)外圍,其特征是有鐵質(zhì)鮞綠泥石、菱鐵礦、錳礦及瀝青質(zhì)巖的堆積,含有豐富的鉛、鋅多金屬礦床。

3.紅色砂、頁巖建造產(chǎn)于山前坳陷及山間盆地中,具有干熱與潮濕相間的氣候條件,常含有銅礦床及鹽類礦床。

4.含煤建造是在地槽回返后期及濕熱氣候條件下形成的,有煤、菱鐵礦、黃鐵礦等礦床。我國鋁土礦礦床與含煤建造關(guān)系密切。

5.瀉湖及鹽湖相含鹽建造

位于地臺(tái)邊緣和內(nèi)部,在干熱氣候條件下,可形成各種鹽類礦床。

6.淺海相黑色頁巖-硅質(zhì)巖-磷塊巖建造

位于地臺(tái)邊緣海盆的近陸帶,有巨大的鎳、鉬、銅、釩等金屬的黑色頁巖、硅質(zhì)巖及磷塊巖等礦床。

7.陸相風(fēng)化殼建造

分布于地臺(tái)中的準(zhǔn)平原化地區(qū),風(fēng)化殼中有鐵、鎳、鈷、鋁土礦等礦床。

8.沖積層建造

產(chǎn)于河床、階地及濱海地區(qū),由機(jī)械沉積作用形成,有金、鉑、金剛石、錫石、鋯英石、獨(dú)居石等砂礦床。在研究沉積巖相和建造的含礦性并進(jìn)行礦產(chǎn)預(yù)測時(shí),依據(jù)所預(yù)測的礦產(chǎn)種類的不同,巖相和建造劃分的重點(diǎn)也各異。例如,預(yù)測沉積鐵、錳礦床時(shí),劃分海侵相與海退相有重要意義;預(yù)測含銅砂巖時(shí),要區(qū)分干燥氣候條件下的河流相和三角洲相;預(yù)測鋁土礦床時(shí)要注意劃分地臺(tái)內(nèi)的殘積相和沉積相等。近年來對(duì)海陸交互三角洲相的研究表明,這個(gè)海陸交接帶的沉積、成巖和生物化學(xué)條件對(duì)生油和儲(chǔ)油都很有利,有著良好的成油、成氣遠(yuǎn)景。

(六)巖性條件巖石的物理和化學(xué)性質(zhì)對(duì)于成礦作用方式、礦化強(qiáng)度、礦體產(chǎn)狀以及礦床類型等均有明顯的控制作用。巖石物理性質(zhì)對(duì)成礦作用的影響是明顯的。巖石的孔隙度、裂隙度、滲透性、抗壓強(qiáng)度等對(duì)礦化強(qiáng)度、礦石組構(gòu)以及礦體產(chǎn)狀等都有影響。例如,在其它條件相同的條件下,多孔狀巖石中礦化常較強(qiáng)烈;脆性大的巖石易發(fā)育裂隙,也有利于礦液的運(yùn)移和礦質(zhì)的沉淀??伤苄詭r石(頁巖、片巖等)則不易發(fā)生裂隙,往往成為礦液運(yùn)移的隔擋層。因此,當(dāng)具有一定厚度的脆性巖石和塑性巖石共存時(shí),在脆性巖石中常能形成礦體。巖石的化學(xué)性質(zhì)對(duì)成礦的影響是多方面的。圍巖的化學(xué)成分可以影響侵入巖漿,發(fā)生同化混染作用,從而改變巖漿分異作用的速度和進(jìn)程,影響到成礦物質(zhì)的分異和聚集。例如,基性巖漿在同化石灰?guī)r等以后,加速了熔離作用,能促使鐵、釩、鈦等從熔漿中分離出來而成礦。在氣水熱液礦床的形成過程中,活潑性圍巖可與礦液發(fā)生交代作用,形成矽卡巖型礦床或熱液交代礦床,而在砂頁巖中,則可形成脈型礦床。如湖南瑤崗仙鎢礦,在花崗巖附近的碳酸鹽巖與砂頁巖接觸帶中形成矽卡巖型白鎢礦,而在花崗巖外圍的接觸變質(zhì)砂頁巖的裂隙中則充填了黑鎢礦石英脈。又如同為含鈹?shù)V物,當(dāng)在鋁硅酸巖中多形成綠柱石(如贛南),而在碳酸鹽巖中則形成香花石、金綠寶石和日光榴石(如湘南)。在有些情況下,圍巖成分對(duì)成礦與否有著決定性的影響,例如硼礦床的形成與白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r密切有關(guān),因?yàn)殒V是硼礦物的重要沉淀劑,形成各種鎂的硼酸鹽。同樣,石棉、菱鎂礦和滑石礦床也多產(chǎn)于白云巖和蛇紋巖等巖石中。明礬石礦床與酸性和中性火山巖有關(guān),剛玉偉晶巖則主要產(chǎn)在超基性巖或碳酸鹽巖等巖石中。近年來,人們注意到膏鹽層對(duì)內(nèi)生金屬成礦的重要控制作用,由于這類巖石的熔融溫度較低(770~1070℃),因此當(dāng)巖漿同化圍巖時(shí),鹽類最先被同化,碳酸鹽巖次之,鋁硅酸巖影響最小。巖漿同化鹽類物質(zhì)后,增加了K、Na、Cl、S、CO2、H2O等組份,促進(jìn)了巖漿的分異作用和成礦金屬的集中,因而許多金屬礦床的產(chǎn)出位置與蒸發(fā)巖層密切相關(guān)。在我國華北和長江中下游地區(qū),蒸發(fā)巖、巖漿活動(dòng)與鐵、銅礦床之間聯(lián)系是明顯的,深入研究其形成機(jī)理對(duì)找礦工作很有意義。在以成巖作用和后生作用為主形成的礦床中,巖石的物理、化學(xué)性質(zhì)也有重要的控制作用。有的按巖石的活動(dòng)性對(duì)層控礦床進(jìn)行了分類,其中包括明顯不同的巖性:1)巖石的孔隙度極低,但有很強(qiáng)的化學(xué)活力和力學(xué)強(qiáng)度,以石灰?guī)r和白云巖為代表。有關(guān)礦床有密西西比河谷型鉛鋅礦床等;2)巖石的孔隙度、裂隙度、強(qiáng)度和化學(xué)活力均很低,如頁巖。其中的后生礦化很稀少,所含金屬礦床如銅、鈾塊狀硫化物等大都是同生沉積的;3)巖石具有高的裂隙度、滲透率和力學(xué)強(qiáng)度,但化學(xué)活力很低,如砂巖。砂巖的控礦能力視其膠結(jié)物情況而不同,當(dāng)膠結(jié)物為化學(xué)活力強(qiáng)的鈣質(zhì)等時(shí),則在一條條件下成礦明顯,如含銅砂巖、含鈾砂巖等。最后,巖性控制,不僅表現(xiàn)在原生成礦,還表現(xiàn)在次生富集作用中。例如,在硫化物礦

床氧化帶,當(dāng)圍巖為石灰?guī)r時(shí),閃鋅礦氧化所成的硫酸鋅溶液與石灰?guī)r易發(fā)生反應(yīng)而生成菱鋅礦;黃銅礦氧化生成的硫酸銅溶液與石杰巖反應(yīng)而形成孔雀石,而與頁巖相遇時(shí)則很少反

應(yīng)。由此可見,化學(xué)性質(zhì)活潑(如石灰?guī)r)的圍巖可與浸泡礦體的酸性地下水,發(fā)生中和作

用,沉淀出某些金屬礦物,從而妨礙礦體的表生作用的深入進(jìn)行;化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖(

石英巖、砂巖和一部分巖漿巖)則不影響礦體氧化作用的進(jìn)程,因而使銅的次生硫化物富集作用進(jìn)行得比較徹底。

(七)剝蝕深度條件礦床形成后的發(fā)展變化包括兩個(gè)方面:一是礦床本身(礦體和圍巖)所經(jīng)歷的物理狀態(tài)和化學(xué)性質(zhì)的變化,這在前面的風(fēng)化礦床和變質(zhì)礦床等章節(jié)中已經(jīng)闡述。另一方面是礦床所在空間位置的變化,具體地說就是其埋藏深度的變化,尤其是演化到現(xiàn)今的埋藏深度情況,對(duì)人類是否能開發(fā)利用它們有重要影響。例如礦床埋藏很深(一般深過幾公里的)金屬礦床),在今天的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,還難以開采,如礦床埋藏很淺或已有部分出露地表,則既容易發(fā)現(xiàn),又方便開發(fā)。還有一種情況是礦床已完全被剝蝕破壞,礦質(zhì)轉(zhuǎn)入到風(fēng)化碎屑物或水體中,如有一定條件,可沿河流在有利部位形成沖積砂礦床,或在地下水循環(huán)帶中形成淋積礦床。由上述可見,研究礦床的剝蝕深度有重要意義。一般地說,成礦時(shí)代愈老,在地表暴露時(shí)間愈長的礦床,剝蝕越強(qiáng)烈。具體地說,含礦區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造包括新構(gòu)造運(yùn)動(dòng),對(duì)剝蝕程度關(guān)系極大,如礦床處在上升隆起區(qū),則易被剝蝕;如在坳陷區(qū)則有利于礦床的埋藏。但二者都有一個(gè)適度問題。因此,在進(jìn)行區(qū)域礦產(chǎn)預(yù)測時(shí),要研究礦化分布的垂直幅度,即在垂向上分布的規(guī)模,并測算礦床被剝蝕的深度。為此目的,了解控礦構(gòu)造性質(zhì)、礦體產(chǎn)狀以及礦體上覆巖層厚度及區(qū)域構(gòu)造發(fā)展史包括新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)等就有很大的實(shí)際意義。以上簡要地介紹了成礦的區(qū)域地球化學(xué)控制、構(gòu)造控制、巖漿控制、地層控制、巖相和建造控制、巖性控制和剝蝕深度控制等七項(xiàng)主要的控礦因素。此外,還有變質(zhì)作用、地貌、生物活動(dòng)、次生富集等控制因素。這些都在前面有關(guān)章節(jié)中有專門敘述。應(yīng)當(dāng)指出,各種成礦控制條件是相互聯(lián)系的。一個(gè)礦床的形成往往是多種因素綜合控制的結(jié)果。但對(duì)不同礦種、不同礦床類型來說,則上述各種因素又不是平列的。對(duì)一個(gè)具體礦床類型來說,常只有一兩種因素對(duì)成礦起著主要的或決定性的作用。因此,在研究和預(yù)測礦床時(shí),對(duì)不同礦種,不同類型和不同地區(qū)的成礦條件要進(jìn)行具體研究、全面分析。上述的各主要地質(zhì)因素的綜合制約的結(jié)果,表現(xiàn)為礦床在空間上和時(shí)間上分布的一些規(guī)律。

二、成礦規(guī)律(的若干基本問題)成礦規(guī)律學(xué)是礦床學(xué)的重要分支學(xué)科,它專門研究礦床產(chǎn)出的地球化學(xué)背景和地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境,并在此基礎(chǔ)上闡明礦床在時(shí)間上、空間上的分布規(guī)律。由于礦床是局部出現(xiàn)的復(fù)雜的地質(zhì)體,是成礦物質(zhì)在一定的地質(zhì)發(fā)展歷史階段和構(gòu)造環(huán)境中的產(chǎn)物,因此要獲得對(duì)成礦規(guī)律的全面認(rèn)識(shí),必須從時(shí)間、空間、物質(zhì)組成三個(gè)方面著手進(jìn)行辯證的綜合分析。成礦規(guī)律研究涉及面廣,綜合性強(qiáng),比較復(fù)雜,直到今日很多研究成果并不成熟。以下介紹的幾個(gè)基本問題是在成礦規(guī)律研究中經(jīng)常遇到的。其中有些是帶規(guī)律性的認(rèn)識(shí);有些是經(jīng)驗(yàn)總結(jié),還缺乏深入的理論分析;有些只是正在探索中的問題,有待于進(jìn)一步的深入工作。

(一)成礦系列傳統(tǒng)的礦床學(xué),著重于對(duì)單個(gè)礦床的研究,包括從對(duì)礦床外部特征的描述到成礦物理化學(xué)條件和礦床成因的探討。近年來,區(qū)域成礦預(yù)測工作和礦床類型對(duì)比工作以及研究成礦地質(zhì)環(huán)境所提供的新資料都說明,多數(shù)礦床是成群出現(xiàn)的。在多種有利成礦條件的配合下,在同一地區(qū)的某一成礦時(shí)期中,經(jīng)常有一系列的礦床類型構(gòu)成組合關(guān)系,表現(xiàn)出共生的規(guī)律。對(duì)于元素的共生、礦物的共生和礦種的共生,人們早就給以相當(dāng)?shù)淖⒁?,并作了大量的研究工作,但礦床類型的共生卻是近年來才引起人們重視的自然現(xiàn)象?,F(xiàn)今人們已開始由對(duì)礦床的個(gè)體研究,發(fā)感到對(duì)礦床的群體的研究和對(duì)于礦床共生規(guī)律的研究,即對(duì)一個(gè)地區(qū)中經(jīng)常共生的礦床類型進(jìn)行綜合對(duì)比研究,并在實(shí)際工作中逐步總結(jié)出成礦系列的概念。

成礦系列-是指在一定的地質(zhì)環(huán)境中形成的,在時(shí)間上、空間上和成因上有密切聯(lián)系的一組礦床類型.它們由一種或幾種成礦元素組成,且包括兩個(gè)以上的礦床成因類型。成礦系列亦可稱礦床系列或礦床組合。

成礦系列的實(shí)質(zhì)是,在一個(gè)地區(qū)的某一成礦時(shí)期內(nèi),發(fā)生了統(tǒng)一的有一定廣度和強(qiáng)度的成礦作用,可稱為一個(gè)成礦事件、只是由于具體的成礦地質(zhì)條件的差異,而產(chǎn)生出不同的礦床類型,但它們彼此之間是存在著內(nèi)在聯(lián)系的。例如,七十年代中,我國地質(zhì)工作者在綜合研究寧蕪陸相火山巖型鐵礦時(shí),發(fā)現(xiàn)過去命名的凹山式、向山式、南山式、大東山式等鐵、硫礦床,原來是與輝長閃長玢巖(次火山巖)有成因聯(lián)系的,具有統(tǒng)一形成過程的一組共生礦床,只是因具體成礦條件的差異(接觸帶上、巖體內(nèi)、免礫巖簡內(nèi)、火山巖層中等)而形成不同的礦床類型,實(shí)際上是產(chǎn)于陸相火山巖盆地中的一個(gè)成礦系列,并被命名為“玢巖鐵礦”加以概括。程裕淇等在系統(tǒng)研究鐵礦床的基礎(chǔ)上,于1975年首先提出鐵礦成礦系列的概念,后來(1980)又把這種分析方法擴(kuò)大到所有礦產(chǎn),他們認(rèn)為,每一成礦系列所包括的礦床類型,許多具有空間上或時(shí)間上相關(guān)共生的特點(diǎn),即在不同地區(qū)、不同成礦期但具有相似的地質(zhì)背景時(shí),可大致重復(fù)出現(xiàn)。因此,在充分了解其區(qū)域地質(zhì)、成礦特征的前提下,同一成礦系列中的不同類型,??苫閰^(qū)域性的或一個(gè)礦田內(nèi)的找礦標(biāo)志。

中國地質(zhì)大學(xué)在研究長江中下游地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上,對(duì)本區(qū)的接觸交代型鐵礦和玢巖型鐵礦,進(jìn)行過較長時(shí)期的研究和對(duì)比,認(rèn)為他們在成礦時(shí)間上接近,在成礦機(jī)理上相似,都包含有接觸交代成礦,堿質(zhì)交代成礦、礦漿貫入成礦和沉積(火山一沉積)—接觸變質(zhì)成礦作用以及相應(yīng)的礦床成因類型,都是在燕山中晚期(約1.5~0.9×108a)巖漿活動(dòng)的基礎(chǔ)上形成的,因而在1978年提出了安山巖—閃長巖質(zhì)火山—浸入巖鐵礦系列的概念。認(rèn)為接觸交代型鐵礦、玢巖鐵礦以及二者之間的過渡類型,都是這一鐵礦成礦系列的成員,并提出其理想的成礦模式。近年來對(duì)南嶺地區(qū)鎢礦、云南錫礦以及其它一些礦種,也經(jīng)過深入研究,提出了各自的成礦系列和成礦模式。成礦系列概念的提出和有關(guān)研究方法的建立,雖然才開始不久,有待于補(bǔ)充和提高,但已顯示出其重要的實(shí)際和理論意義。在深人研究和對(duì)比區(qū)域地質(zhì)和成礦條件的基礎(chǔ)上,運(yùn)用成礦系列的概念,可以對(duì)全區(qū)可能存在的礦床類型作出較為全面的估計(jì),還可以根據(jù)已知的一種或少數(shù)礦床類型,預(yù)測可能存在的相關(guān)的其它礦床類型,即一個(gè)系列中的各類礦床可以互為找礦的標(biāo)志,能起到舉一反三和由此及彼的指導(dǎo)找礦的作用。這在我國一些地區(qū)的找尋隱伏礦床的工作中,已經(jīng)取得良好的效果。例如,在寧蕪地區(qū),利用玢巖鐵礦成礦系列指導(dǎo)找礦已取得成效。利用成礦系列的分析方法。全面研究一個(gè)區(qū)域中各類礦床間的內(nèi)在聯(lián)系及其形成的共同地質(zhì)背景和地質(zhì)事件,有助于深入認(rèn)識(shí)成礦作用的復(fù)雜性和多樣性,掌握礦床分布的規(guī)律?,F(xiàn)在習(xí)慣用的礦床成因分類實(shí)際上只能反映單一成礦作用和單一的礦床類型。而成礦系列的概念則把現(xiàn)有礦床成因分類和具體的成礦地質(zhì)環(huán)境結(jié)合起來,既能反映在一定地區(qū)中一成礦期的各個(gè)成因類型間的聯(lián)系,又能概括這些礦床類型的共同的地質(zhì)構(gòu)造背景及其發(fā)生發(fā)展歷史。因此,可以認(rèn)為,把對(duì)單個(gè)礦床的成因研究提高到對(duì)成礦系列的研究,是礦床成因研究工作中的一個(gè)進(jìn)步,是對(duì)現(xiàn)有礦床成因分類的補(bǔ)充和提高。我國地域遼闊,地質(zhì)歷史完全,礦床類型眾多,對(duì)區(qū)域地質(zhì)和礦床地質(zhì)的研究都有基礎(chǔ)。因此,具有系統(tǒng)地研究成礦系列的較好條件。

(二)多成因成礦礦床形成是長期地質(zhì)作用的結(jié)果,許多礦床在形成后又經(jīng)各種各樣后期變化。我們今天所見礦石、礦體以及圍巖特征并非初生時(shí)都是如此,在它們身上或多或少地保存了歷次地質(zhì)作用遺留下的痕跡。通過精心觀察和對(duì)微觀的成礦信息的測試(如穩(wěn)定同位素地質(zhì)和放射性同位素記時(shí)),可以把礦體所經(jīng)歷的主要地質(zhì)作用過程恢復(fù)起來,建立起成礦發(fā)展史的模型,深入認(rèn)識(shí)成礦在時(shí)間上的演化規(guī)律。今天,人們已普遍認(rèn)識(shí)到,在自然界中確實(shí)有一部分礦床是單一的物質(zhì)來源和由單一的成礦作用形成的,如典型的沉積礦床和巖漿礦床,但是也有許多礦床是多成因的,也就是說,是由兩種或兩種以上的不同成礦作用形成的。近年來國內(nèi)外的大量研究成果表明,許多過去認(rèn)為是單一成因的礦床,尤其是一些有重要意義的大型礦床,經(jīng)查明是多種成因的,一般把它們稱為多成因礦床(復(fù)式成因礦床、多因復(fù)成礦床)。這類礦床的形成作用包括二次成礦作用、疊加成礦作用和再造成礦作用等。

1.二次成礦作用有些礦床由一次成礦作用即可形成。有些礦床則需要經(jīng)歷兩次成礦作用才能形成,先是通過某些地質(zhì)作用使成礦物質(zhì)在地殼的一定地段初步富集,形成“礦源層”或“礦源巖”;然后在此基礎(chǔ)上,再經(jīng)后來的地質(zhì)作用的促進(jìn),使礦質(zhì)進(jìn)一步富集,形成工業(yè)礦床。“礦源層”的概念是C·L·奈特在1957年提出的,其出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為許多礦區(qū)的地層控制不能用后生理論來解釋,而用簡單的同生理論也不能解釋現(xiàn)存礦體受構(gòu)造控制的事實(shí)。這種先后經(jīng)過兩次成礦,且兩次成礦的間隔時(shí)間較長,地質(zhì)作用迥異的礦床實(shí)例,如大部分層控礦床(同生礦化+后生改造富集)、其礦源層是經(jīng)過同生沉積、成巖等作用生成,而后生改造促使礦質(zhì)進(jìn)一步富集的因素是多方面的,有巖漿侵入、熱液蝕變、構(gòu)造活動(dòng)等。在沉積巖石系列中常出現(xiàn)這類礦床。在巖漿巖系列中也有相應(yīng)的二次成礦的例子。如與中性或中酸性巖有關(guān)的一部分氣化高溫?zé)嵋旱V床,也經(jīng)歷過二次作用:先形成“礦源巖”(礦質(zhì)經(jīng)巖漿結(jié)晶作用初步富集),又經(jīng)隨后或以后的氣水熱液活化轉(zhuǎn)移其中礦質(zhì),并在一定地段堆積成礦。我們也可以把這個(gè)概念推廣到貧礦與富礦的關(guān)系上去。例如,鞍山式鐵礦中的貧礦可以看成是前期的礦質(zhì)的初步富集的結(jié)果,后期的混合巖化作用、動(dòng)力變質(zhì)作用和(或)熱液淋濾作用等,使部分貧礦層中的鐵再進(jìn)一步富集(在礦體本身或其附近),形成富礦體。作為富礦體來說,也是二次成礦的產(chǎn)物。

2.疊加成礦作用疊加成礦作用-系指在原來早期已成礦床的基礎(chǔ)上,后來又有新的成礦作用和成礦物質(zhì)疊加上去。著名的白云鄂博鐵—稀土礦床可能就是這樣形成的多成因礦床。礦床產(chǎn)于元古界白云巖中,初次成礦是在淺海相含鐵和稀土的碎屑巖和碳酸鹽巖(約在15×108a前)中。成礦物質(zhì)來自受剝蝕的古老基底巖石。呂梁運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生區(qū)域變質(zhì),白云巖發(fā)生礦物重結(jié)晶,其中稀土和磷質(zhì)晶出為稀土礦物(如獨(dú)居石),鐵質(zhì)則生成菱鐵礦、赤鐵礦和磁鐵礦等礦石。以后到海西期(約2.7×108a前)時(shí),由于花崗巖漿侵入,又有熱液成礦作用疊加在早期沉積變質(zhì)成礦作用形成的礦石之上,并帶來部分稀土元素和鈮礦化,產(chǎn)生易解石等稀土礦物,使礦質(zhì)更加富集。由此王仲剛認(rèn)為白云鄂博礦床既不是單一的同生礦床,又非單一的后生礦床,而是一個(gè)沉積淺變質(zhì)—巖漿熱液交代作用形成的多成因礦床。

前述的二次成礦作用與疊加成礦作用的概念應(yīng)該區(qū)分開。二次成礦作用-指首次形成礦源層(巖),再次形成礦床。

疊加成礦作用-指一個(gè)礦床形成以后,又有后來的成礦作用疊加。疊加成礦的概念可與地質(zhì)力學(xué)中的構(gòu)造體系復(fù)合相類比,前者是先后形成的兩個(gè)礦床的重疊,后者是先后兩個(gè)構(gòu)造體系的重疊。由于受到后來的疊加成礦作用,先成礦體一般都受到強(qiáng)烈改造,一定程度上改變其原來面貌,而后成礦體的特征則保存較好。

3.再造成礦作用再造成礦作用-指一個(gè)礦床形成后,在經(jīng)受后來地質(zhì)作用的改造時(shí),轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌V床類型的作用,即原生礦床—再造礦床(再生礦床)。H·史耐德洪(1953)曾提出“再生礦床”的觀點(diǎn),他認(rèn)為所有年輕的內(nèi)生礦床(如阿爾卑斯期的)都是由古生代和更老的礦床轉(zhuǎn)變而來的,是經(jīng)過了搬運(yùn)(或遷移)的礦床。史氏的觀點(diǎn)有些絕對(duì)化,但其一些礦床可由另一些更早礦床轉(zhuǎn)化而成的思路卻是卓越見解。限于當(dāng)時(shí)的歷史條件,他還難于為成礦物質(zhì)的遷移提供足夠的證據(jù)。近年來,同位素地球化學(xué)的進(jìn)展,為原有礦床物質(zhì)經(jīng)過運(yùn)移,又富集成新的礦床的觀點(diǎn)提供了論證。遼寧關(guān)門山鉛鋅礦產(chǎn)于震且系白云巖中,受巖性、構(gòu)造和地層層位控制。礦石中鉛的模式年齡為19×l08a(據(jù)長春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1975)、但賦存礦床的震旦系年齡只有10×108a,說明老鉛賦存在年輕地層中。結(jié)合整個(gè)遼中區(qū)域發(fā)展史和大量同位素年齡測定,可以認(rèn)為,在該區(qū)域及吉林南部一帶,l9×108a前的區(qū)域變質(zhì)作用導(dǎo)致了鉛同位素均一化(林爾為等,1978),產(chǎn)生了相當(dāng)于這一年齡值的鉛礦床或礦化(吉林南部有產(chǎn)于遼河群中的層控鉛鋅礦—荒溝山,鉛模式年齡為19×108a)。再在以后中生代時(shí),該區(qū)受強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng),遼河群中的鉛被搬運(yùn)到震旦系蓋層中的構(gòu)造軟弱帶或溶洞中沉積成礦。在搬運(yùn)過程中,顯然沒有受到其它來源放射成因鉛的干擾,從而保存了原來普通鉛的本色。關(guān)于礦床在原地環(huán)境中經(jīng)過變質(zhì)改造而轉(zhuǎn)化成另外類型的討論,針對(duì)著銅、鐵礦床的文獻(xiàn)稍多。謝家榮和孟憲民(1957)在論述中條山銅礦峪銅礦的成因時(shí),曾提出過該礦床是由原來的“紅層式”銅礦(砂頁巖型層狀銅礦)經(jīng)過混合巖化而成的。近年來,陳文明(1980)根據(jù)對(duì)斑巖銅礦和砂頁巖型層狀銅礦的對(duì)比研究,提出了早先的砂頁巖型銅礦,經(jīng)受后來變質(zhì)改造可演變?yōu)榘邘r銅礦的觀點(diǎn)。這是一個(gè)復(fù)雜的,但值得深入研究的課題。一些沉積型鐵礦床,經(jīng)過巖漿侵入接觸變質(zhì)改造,可將原來的赤鐵礦層或菱鐵礦層等轉(zhuǎn)化為磁鐵礦礦體,并產(chǎn)有矽卡巖等熱液蝕變礦物,因而具有層控-矽卡巖型礦床的特征。據(jù)王永基(1979)研究,我國南方石炭系中的層狀矽卡巖鐵礦床,可能是由原生菱鐵礦礦床經(jīng)過巖漿熱液改造生成的。以上關(guān)于二次成礦、疊加成礦和再造成礦的概念與應(yīng)用范圍,我們劃分得比較嚴(yán)格,這樣有利于論述與說明問題。當(dāng)然在地質(zhì)成礦作用中還有某些過渡類型和復(fù)雜情況,限于今天的研究水平還難于明確查定,不同學(xué)者也有不同的用法,這都有待進(jìn)一步的研討。

4.關(guān)于礦床的改造作用一個(gè)礦床形成后,隨著地質(zhì)歷史的演化而發(fā)生種種變化,包括礦床的空間位置和所在環(huán)境的變化,礦體形態(tài)產(chǎn)狀的變化,礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化,以及礦石物質(zhì)組份的變化等,每種變化的強(qiáng)度和廣度也是不同的,情況復(fù)雜多樣。就礦床形成后空間位置的變化,將礦床分為原地礦床和外來礦床兩類。

原地礦床(AutochthonousDeposits)-礦床形成后未脫離其原在的地質(zhì)環(huán)境,只是隨環(huán)境的變化礦床自身也受變化,大多數(shù)礦床屬于此類。

外來礦床-礦床形成后,由于受明顯的構(gòu)造變動(dòng),礦床與其原有環(huán)境脫離,而被整體地搬運(yùn)到一個(gè)新的環(huán)境中去。對(duì)新環(huán)境來說,該礦床是外來的或移置的(Allochthonous)。例如,產(chǎn)于大洋中脊的基性超基性巖中的鉻礦床,經(jīng)過大洋板塊運(yùn)動(dòng),與大陸板塊碰撞,隨著逆掩構(gòu)造而被夾雜在高壓低溫變質(zhì)帶中,成為蛇綠巖套中的礦床。礦床受改造的方式是多樣的,有巖漿侵入熱變質(zhì)改造、熱液改造、構(gòu)造的改造等。至于受區(qū)域變質(zhì)改造和表生風(fēng)化改造的礦床,則另有專門的礦床名稱(受變質(zhì)礦床、風(fēng)化礦床等),己在以前的有關(guān)章節(jié)中加以討論。礦床所遭受改造不外是物理性質(zhì)的變化,或化學(xué)性質(zhì)的變化,一般是兩者兼而有之。改造的結(jié)果有兩種可能,一是使礦質(zhì)更加富集,一是使礦質(zhì)貧化。以鐵礦改造為例,主要鐵礦物受到改造作用后的反應(yīng)是不同的,磁鐵礦在內(nèi)生條件下比較穩(wěn)定,一般經(jīng)巖漿熱變質(zhì)時(shí)不易改造。而在同樣條件下,赤鐵礦則較易改造,如宣化龍煙沉積赤鐵礦層,經(jīng)花崗巖侵入接觸熱變質(zhì),部分地還原為磁鐵礦礦石。菱鐵礦更易改造,如一些沉積菱鐵礦床,原生的青灰色菱鐵礦,經(jīng)過熱變質(zhì)的去泥排炭和重結(jié)晶作用后,常變?yōu)辄S褐色和米黃色的菱鐵礦,全鐵一般可提高3~7%。當(dāng)菱鐵礦層被巖漿體侵入時(shí),受熱變質(zhì)以及熱液疊加,還可改造為磁鐵礦礦層。礦床經(jīng)改造后礦石變貧的現(xiàn)象見于湖南祁東沉積變質(zhì)鐵礦。在該礦的關(guān)帝廟區(qū)段,赤鐵礦層受花崗巖侵入而發(fā)生改造,赤鐵礦礦石轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦礦石,粒度也變粗。但是原礦的一部分鐵質(zhì)卻與花崗巖析出的硅質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成鐵鋁榴石、綠簾石、陽起石等含鐵硅酸鹽礦物,從而使礦石中的全鐵降低了1.2~2.4%。上面主要提到巖漿、熱液作用使礦石物質(zhì)成分發(fā)生改造的情況。至于由于構(gòu)造作用改造,而使礦體形態(tài)產(chǎn)狀和礦石組構(gòu)發(fā)生變化的礦床,在許多地殼運(yùn)動(dòng)相當(dāng)頻繁的構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)是常見的。當(dāng)原生沉積礦床受到后期地質(zhì)構(gòu)造作用的改造時(shí),原來的沉積成礦特征不同程度地減溺或消失了。如除了整合礦體外,可以出現(xiàn)不整合礦體。除了地層和巖性控礦外,有時(shí)構(gòu)造控制也很明顯,而改造愈強(qiáng)烈,構(gòu)造控制愈顯重要。在改造較強(qiáng)烈部位,部分的沉積礦床的成礦物質(zhì)被活化轉(zhuǎn)移,在礦體內(nèi)部裂隙帶或其附近的斷層、破碎帶中重新沉淀成礦(礦質(zhì)是就地取材或就近取材的)。強(qiáng)烈改造后的沉積礦床在地質(zhì)產(chǎn)狀、蝕變、礦石組構(gòu)上很類似熱液礦床,因此,它常被當(dāng)作為巖漿熱液礦床。據(jù)涂光熾的意見,沉積-改造礦床包括許多海相沉積菱鐵礦礦床、碳酸鹽巖中的鉛鋅礦床和砂巖中的銅鈾礦床等。當(dāng)后期改造不顯著時(shí),沉積礦床的特征容易識(shí)別(如陜西大西溝的菱鐵礦礦床和鉛鋅礦床、新疆庫姆塔格的菱鐵礦礦床等)。如果改造作用強(qiáng)烈,就容易被誤認(rèn)為是熱液礦床(如貴州水城菱鐵礦礦床)。但如果把野外地質(zhì)觀察(如礦床遠(yuǎn)離侵入體,則只在被改造部位蝕變才明顯,其它的不少地段還保留有沉積礦床特征等)和同位素地球化學(xué)、礦物中包裹體研究、成礦成巖模擬實(shí)驗(yàn)等手段結(jié)合起來,進(jìn)行綜合分析,則這一類礦床的被改造過程是不難認(rèn)識(shí)的。多成因礦床以及礦床改造作用的研究,不僅對(duì)成礦過程和成礦機(jī)制的分析更接近于自然狀況,而且對(duì)找礦勘探工作也有重要的意義。

5.成礦系統(tǒng)概念及研究現(xiàn)狀概念:成礦系統(tǒng)-研究是當(dāng)今礦床學(xué)的前沿研究領(lǐng)域,從更深層次上研究成礦系列的形成過程和條件。由此將原成礦系統(tǒng)又賦于新的定義(翟裕生等,1999),即控制礦床形成、分布和保存的構(gòu)造作用、成巖作用(包括沉積、巖漿、變質(zhì)等)、流體作用和礦化作用等相互作用的整體,是地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理作用諸多成礦要素匹配和耦合的產(chǎn)物。成礦系統(tǒng)概括了物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、成因、信息、時(shí)間、空間等礦床學(xué)主要研究內(nèi)容,體現(xiàn)了礦床形成的時(shí)空統(tǒng)一整體性。

成礦系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

成礦系統(tǒng)正在對(duì)區(qū)域成礦規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)﹑完善和提高,正在向古大陸邊緣成礦構(gòu)造動(dòng)力進(jìn)行探索。(1)域成礦規(guī)律的系統(tǒng)總結(jié)﹑完善和提高針對(duì)區(qū)域成礦研究對(duì)象、目的、內(nèi)容、方法等多年實(shí)踐,國內(nèi)外區(qū)域成礦研究的歷史和現(xiàn)狀的過程中,逐步認(rèn)識(shí)到今天的區(qū)域成礦研究不應(yīng)只停留在區(qū)域控礦因素(如地層、構(gòu)造、巖漿、巖相、變質(zhì)、風(fēng)化等)的單一歸納和綜合上,而應(yīng)運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)方法,如系統(tǒng)科學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)的思路和方法,充分吸取地質(zhì)基礎(chǔ)學(xué)科的新穎成果,對(duì)復(fù)雜多變的區(qū)域成礦現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比研究和系統(tǒng)總結(jié),并逐步明確和提出了以成礦系統(tǒng)為核心內(nèi)容的區(qū)域成礦學(xué)的研究思路。這個(gè)研究思路可不斷加以完善并概括為:以唯物辯證法、系統(tǒng)論和歷史觀為指導(dǎo),以對(duì)典型成礦區(qū)帶的解剖為例證,以構(gòu)造-成巖-成礦動(dòng)力學(xué)為主線,以成礦背景、成礦系統(tǒng)和成礦演化為基本內(nèi)容,研究區(qū)域成礦物質(zhì)基礎(chǔ)和時(shí)空結(jié)構(gòu),提高區(qū)域礦床形成和分布規(guī)律的認(rèn)識(shí),為礦產(chǎn)預(yù)測和普查找礦提供科學(xué)依據(jù)。《區(qū)域成礦學(xué)》一書的問世(翟裕生等,1999)則是對(duì)區(qū)域成礦規(guī)律進(jìn)行總結(jié)﹑完善和提高的精典之作。

(2)古大陸邊緣成礦構(gòu)造動(dòng)力的探索古大陸邊緣是殼幔作用最活躍、地殼運(yùn)動(dòng)最復(fù)雜、物質(zhì)能量交換最頻繁、成礦作用最顯著地帶之一,世界許多大型、超大型礦床均分布在古大陸邊緣。我國地處幾大古板塊交匯地帶,古大陸邊緣成礦現(xiàn)象顯著,深入研究不同類型古陸邊緣的成礦系統(tǒng)及其動(dòng)力學(xué)特征,在區(qū)域成礦研究基礎(chǔ)上將能從更深層次上認(rèn)識(shí)中國構(gòu)造演化與礦床分布規(guī)律,以從戰(zhàn)略上指導(dǎo)找礦工作。古大陸邊緣是大陸巖石圈與大洋巖石圈交接地帶,是古陸塊體拼接之地,在漫長地質(zhì)演化中,經(jīng)歷多種型式構(gòu)造格局的演變。不同環(huán)境對(duì)不同類型成礦作用控制不同,從而造成古大陸邊緣多種成礦型式疊加,成為賦礦極有利地段。按古大陸邊緣類型可劃分被動(dòng)大陸邊緣和活動(dòng)大陸邊緣及碰撞帶等不同的成礦系統(tǒng)。被動(dòng)大陸邊緣成礦系統(tǒng)是在拉張?bào)w制下地殼減薄、裂解和大幅度沉陷環(huán)境的產(chǎn)物,對(duì)成礦的控制特點(diǎn)主要表現(xiàn)為:拉張環(huán)境(如裂谷)有利于幔源、殼源成礦物質(zhì)的輸出,有來自經(jīng)受長期風(fēng)化古陸的陸源成礦物質(zhì),裂谷中有充沛的礦源和來自深部與地層的礦液和鹵水,高地?zé)崽荻群透邿崃饔欣诔傻V元素的遷移,盆地邊緣斷裂包括同生斷裂系統(tǒng),成為導(dǎo)礦、導(dǎo)熱和成礦流體的良好通道,而相對(duì)封閉的盆地則有利于礦質(zhì)和含礦圍巖的沉積?;顒?dòng)大附邊緣及碰撞帶成礦系統(tǒng)是古被動(dòng)大陸邊緣在其后的相鄰板塊的俯沖或碰撞作用中轉(zhuǎn)化形成,都是在擠壓體制下進(jìn)行的。板塊俯沖將大洋中富含各種金屬的火山和沉積物帶入俯沖帶深處,經(jīng)熔融后成礦元素隨巖漿和熱水進(jìn)入上部地殼,使幔源和殼源成礦元素在此富集,并垂直俯沖帶作有規(guī)律的展布。而不同板塊的對(duì)接碰撞造山,廣泛發(fā)育變質(zhì)作用、花崗巖侵位及深部地質(zhì)作用,加劇了對(duì)早期地殼的活化改造和外來礦物質(zhì)的添加,成為有利的賦礦地段。由此可見,古大陸邊緣的成礦作用與地球動(dòng)力學(xué)有著密切關(guān)系。近二十年來,大陸邊緣地質(zhì)構(gòu)造演化研究已取得了重要進(jìn)展,但對(duì)大陸邊緣的成礦作用及其演化研究相對(duì)較薄弱,未能很好把大陸邊緣殼?;顒?dòng)和成礦作用有機(jī)地結(jié)合,在很大程度上影響了構(gòu)造成礦理論的發(fā)展。因此,應(yīng)該十分重視古陸邊緣和結(jié)合部位山-盆轉(zhuǎn)換系統(tǒng)演化、古-大地構(gòu)造格架與成礦系統(tǒng)、成礦動(dòng)力學(xué)關(guān)系的研究,闡明古大陸邊緣不同類型板塊作用形成大型、超大型礦床的潛在能力。為此運(yùn)用成礦系統(tǒng)的思想和方法重點(diǎn)研究古大陸邊緣的成礦規(guī)律,將成礦系統(tǒng)作為古陸邊緣巖石圈系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,從板塊構(gòu)造演化的角度探討不同成礦系統(tǒng)的形成過程和動(dòng)力學(xué)特征,是一種艱難的挑戰(zhàn),是一種嶄新的探索。

(三)成礦區(qū)域1.概述

地殼中的礦產(chǎn)在空間上和時(shí)間上的分布都是不均勻的,在地殼中某種或某些礦產(chǎn)大量集中的那一部分地區(qū),稱為成礦區(qū)域。在一個(gè)成礦區(qū)域中,礦化往往集中地發(fā)生在某個(gè)或某些地質(zhì)時(shí)期內(nèi)。這樣的在地質(zhì)歷史中礦化比較集中的時(shí)期,稱為成礦時(shí)代。成礦區(qū)域和成礦時(shí)代都是概括性的用語,集中多少礦產(chǎn)的區(qū)域叫成礦區(qū)域,發(fā)生多少成礦作用的時(shí)代叫成礦時(shí)代,都還沒有也難以嚴(yán)格規(guī)定。不同人的用法也不全一樣。我國南嶺一帶鎢、錫、鋰、鈹?shù)鹊V床特別集中,形成了鎢、錫成礦區(qū)域。這些礦床主要與燕山運(yùn)動(dòng)的花崗巖類有關(guān),成礦時(shí)期就是燕山期。就世界范圍講,錫礦床也是集中在少數(shù)幾個(gè)地區(qū)中,有很明顯的成礦區(qū)域。例如亞洲東南部的錫礦帶(圖15-3)。錫礦也有明顯的成礦時(shí)代,世界上約有63%的錫礦與中生代花崗巖相伴,是中生代成礦的,18%與晚古生代花崗巖相伴,是晚古生代成礦的。這可能說明,隨著地史發(fā)展,他殼的演化越來越成熟,加入地殼中的錫含量越來越多,而在古老的地質(zhì)體中的錫礦是很少見的。圖15-3東南亞的錫礦帶(密點(diǎn)區(qū)為工業(yè)礦床集中區(qū))與錫礦相反,條帶狀含鐵石英巖礦層(鞍山式鐵礦)基本上都產(chǎn)在太古一元古界中,形成時(shí)代在26一18x108a前,自早元古代以后,很少再見到這類礦床。

2.成礦區(qū)域的劃分成礦區(qū)域的范圍大小不一,它常與一定的大地構(gòu)造單元、一定的構(gòu)造一巖漿帶和一定的構(gòu)造一巖相帶相符合。在構(gòu)造一巖漿活動(dòng)帶中經(jīng)常富集某些內(nèi)生礦床,在構(gòu)造一巖相帶中常集中某些沉積礦床,在區(qū)域變質(zhì)巖帶中經(jīng)常產(chǎn)出變質(zhì)礦床。成礦區(qū)域和區(qū)域地球化學(xué)特點(diǎn)有密切關(guān)系。如前所述,礦產(chǎn)在地殼中分布的不均勻性,主要是由成礦元素在土地幔和地殼中分布的不均勻性造成的。每個(gè)成礦區(qū)域都有一定的區(qū)域地球化學(xué)特點(diǎn),這是由區(qū)域所在的上地慢及地殼的組成特點(diǎn)以及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展歷史所決定的。成礦區(qū)域有大有小,大的成礦區(qū)域中可包括若干個(gè)次一級(jí)的成礦區(qū)域。一般根據(jù)面積(完整地講,應(yīng)是體積)的大小,將成礦區(qū)域劃分為以下幾級(jí):

全球性成礦區(qū)(帶)—位于全球性構(gòu)造系統(tǒng)中,如巨大板塊的邊界、巨型地槽帶、貫通性大斷裂帶等。這種巨型成礦區(qū)域一般都有長期復(fù)雜的發(fā)展歷史和多旋回成礦作用,如環(huán)太平洋成礦帶,古地中海一喜馬拉雅成礦帶等,面積一般達(dá)nX105一nXl06平方公里。

最著名的全球成礦帶是環(huán)太平洋成礦帶。關(guān)于環(huán)太平洋成礦帶的概念約在一百年前即已形成。環(huán)太平洋成礦帶是指環(huán)繞太平洋周圍的中、新生代構(gòu)造一巖漿成礦帶。它自南美洲南端起,沿著南、北美洲西緣經(jīng)安第斯、科迪勒拉等山系,經(jīng)阿拉斯加,進(jìn)入蘇聯(lián)亞洲部分的東北地區(qū),過日本群島、我國臺(tái)灣及東南沿海、菲律賓、巴布亞一新幾內(nèi)亞以至新西蘭一帶,廷長達(dá)四萬多公里。整個(gè)成礦帶又分為內(nèi)、外兩個(gè)帶。在美洲,內(nèi)帶沿濱海斷裂帶發(fā)育,有銅、金等礦床,外帶位于大陸部分,產(chǎn)鉛、銀及玻利維亞的錫礦床等。在亞洲,內(nèi)帶沿島弧分布,主要發(fā)育有第三紀(jì)的安山巖及銅、金礦床,沿?cái)嗔褞в谢猿詭r及鉻、鎳、鉑礦床;外帶的范圍較廣,以中生代巖漿活動(dòng)的地域而定,以產(chǎn)鎢、錫為特征,并發(fā)育有鉛、鋅、鉍等礦床。從板塊構(gòu)造的觀點(diǎn)分析,太平洋成礦帶是大洋板塊和大陸板塊相互作用的結(jié)果。是由于太平洋板塊的增生擴(kuò)張,軟流層上的巖石圈向東、西兩側(cè)運(yùn)動(dòng),在西邊俯沖到亞洲大陸板塊之下,形成典型的俯沖帶及相應(yīng)的島弧構(gòu)造,伴生有鈣堿系列巖石及有關(guān)礦床;在東部,擴(kuò)張的大洋板塊向美洲大陸板塊下俯沖,形成了安第斯山脈及斑巖銅礦帶等。圖15-4表示了大洋板塊的增生和運(yùn)動(dòng)的基本概念,說明了太平洋礦帶生成的地質(zhì)構(gòu)造背景。圖19-4說明洋殼形成和板塊運(yùn)動(dòng)基本要素的立體圖

佐年沙英等研究了太平洋礦帶在亞洲東部具體表現(xiàn),他認(rèn)為這一地區(qū)成礦規(guī)律與中新生代板塊俯沖帶有關(guān)。這里與巖漿活動(dòng)有關(guān)的礦石以一定順序和年序在特定時(shí)間內(nèi)和特定地區(qū)中富集。無論是地質(zhì)單元、巖漿活動(dòng)及伴生礦床都明顯地呈平行帶狀分布。概括起來,在同一時(shí)期內(nèi),從大洋到大陸可分如下幾個(gè)礦帶:

1)海溝帶:鄰近俯沖帶,出現(xiàn)蛇綠巖套,有Cu、Au、Ni、CO、Cr、Pt等礦床;

2)島弧帶:有鈣堿系列火成巖,伴有斑巖Cu、MO礦床及黑礦。黑礦以日本的為最典型,它是在隆起背景上,淺海沉積環(huán)境下,與火山沉積有關(guān)的Zn、Pb、Cu礦,它是疊加在島弧上面的。

3)弧后地區(qū):有與玄武巖一細(xì)碧巖共生的Cu、Ni等礦床,與黑礦不同的是在島弧邊緣的坳陷中,與細(xì)碧巖有關(guān),為黃鐵礦型銅礦。

以上三個(gè)帶有人合稱為優(yōu)地槽帶。

4)后部坳陷帶:無巖漿活動(dòng)的海槽,充填碎屑沉積物,礦化微弱。

5)花崗巖、花崗閃長巖帶:主要有Au、Mo礦床;

6)閃長巖、二長巖帶:常出現(xiàn)Pb、Zn等礦床;

7)標(biāo)準(zhǔn)型和Li、F型花崗巖帶:有W、Sn、Bi、Mo等礦床;

8)堿性深成巖及火山巖帶:有稀有及稀土金屬礦化;

9)超低溫帶:Hg、Sb、AS礦化。

這些分帶是俯沖帶不同深度的地質(zhì)作用在地表和近地表的表現(xiàn)。在分析時(shí)一定是指同一時(shí)期而言,不要把不同時(shí)期的礦帶混在一起。此外,在大陸內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)大規(guī)模的橫向斷層,它們可能是大陸上發(fā)育的轉(zhuǎn)換斷層,這些斷層往往控制著花崗巖類巖漿和堿性巖漿的活動(dòng)及與之有關(guān)的氣化熱液礦床的分布。佐年沙英編制的西太平洋俯沖帶與成礦關(guān)系圖(圖15-5),能從一個(gè)側(cè)面反映亞洲東部地區(qū)中、新生代內(nèi)生礦床的形成和分布,也進(jìn)一步表明了板塊俯沖帶對(duì)成礦的控制。

除了著名的太平洋成礦帶外,還有古地中海一喜馬拉雅成礦帶xl04km。在這個(gè)大成礦帶中廣泛發(fā)育有斑巖銅礦、塊狀黃鐵礦、鉻鐵礦、磁鐵礦、鉛鋅礦及鉬、鎢、汞、銻等礦床。在古生代古地中海張開期,在地中海中脊的翼部有塞浦路斯型黃鐵礦礦床和鉻鐵礦礦采;在三疊一侏羅紀(jì)古地中海封閉的早期,沿保加利亞的羅多彼山脈、土耳其安納托利亞和高加索等地,有多金屬硫化物礦床形成;在侏羅紀(jì)至始新世古地中海的主要封閉期,有噴發(fā)成因的塊狀硫化物礦床和重要的斑巖銅礦形成,在始新世以后,則有意大利托斯卡那和土耳其的汞礦,以及土耳其的銻礦和硼酸鹽礦床的形成。以上兩個(gè)巨型成礦帶,均包括我國的部分省區(qū),因而對(duì)我國東部和西南部的成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí),以及成礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)和預(yù)測找礦都有重要的影響。

圖15-5太平洋西帶俯沖帶的巖漿活動(dòng)與成礦作用的關(guān)系(據(jù)佐年沙英)從始新世后與主要板塊有關(guān)的內(nèi)生金屬礦化區(qū)的分布圖上(圖15-6),可以顯示出太平洋成礦帶和地中海一喜馬拉雅成礦帶的分布情況。

成礦區(qū)(帶)——是大區(qū)域的成礦單元,或稱成礦省和成礦域。例如有學(xué)者將我國分為東部成礦域和西部成礦域;又如按地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)劃分為緯向構(gòu)造成礦帶和新華夏構(gòu)造成礦帶等。

礦帶——是最常見區(qū)域性礦化單元,例如長江中下游鐵銅礦帶、雅魯藏布江鉻礦帶、贛東北多金屬礦帶等。著名的長江中下游礦帶,主要與燕山晚期中酸性到中基性深成一火山巖有密切成因聯(lián)系,礦床產(chǎn)在自奧陶紀(jì)到白堊紀(jì)的一系列沉積巖及火山巖中及其與侵入巖和次火山巖的接觸帶上,礦床成因類型包括矽卡巖型、斑巖型、次火山熱液型(財(cái)巖鐵礦)、層控型和脈型等。它們常在一定的空間中相對(duì)富集,顯示出明顯的鐵銅成礦系列。

礦區(qū)或亞帶——是介于礦帶與礦田之間的礦化單元,尚無統(tǒng)一的命名,各人用法不-。一般指在礦帶范圍內(nèi)礦床局部集中的地段,如長江中下游礦帶中的鄂東南鐵銅亞帶(區(qū))、寧蕪鐵礦雙帶等。

礦田——指由統(tǒng)一的地質(zhì)作用形成的,成因上近似,空間上鄰近的一組礦床,其分布面積一般在幾十到一、二百平方公里。例如,寧蕪鐵礦亞帶中的凹山鐵礦田。成礦區(qū)域的產(chǎn)生主要與地殼運(yùn)動(dòng)方式和地球化學(xué)元素分布的不均勻性有關(guān),近年來更注意從地球深部構(gòu)造特點(diǎn),上地慢與地殼的相互作用以及化學(xué)元素的演化歷史等方面探求其原因。

3.我國的成礦區(qū)域我國地域遼闊,地質(zhì)歷史復(fù)雜,成礦區(qū)域的類型眾多,有自己的特色。我國東部與西部的地質(zhì)背景、礦種組合與成礦作用有明顯的差別??煞譃闁|、西兩個(gè)成礦域。兩者的界線是從大興安嶺西緣,經(jīng)鄂爾多斯西部穿越西秦嶺沿龍門山直到“康滇地軸”。東部成礦域通常被視為環(huán)太平洋成礦帶的一部分,成礦作用受太平洋構(gòu)造活動(dòng)的影響。郭文魁等(1980)根據(jù)對(duì)地質(zhì)與物探資料的分析,將我國東部成礦域概括地分為三個(gè)成礦?。?/p>

1)陰山一燕山一線以北的內(nèi)蒙一東北成礦省:主要為海西褶皺帶,重要礦種有鉻、銅、鐵、鉛、鋅及稀土等。在中生代的內(nèi)陸裂谷帶中還出現(xiàn)銅、銅鉬和銅鎳組合。

2)華北地塊成礦?。寒a(chǎn)有前寒武紀(jì)的硅質(zhì)條帶狀鐵礦、層狀銅礦、與超基性一基性巖有關(guān)的銅鎳礦床。、與斜長巖有關(guān)的釩鈦磁鐵礦礦床、與中基性火山侵入巖有關(guān)的富鐵礦等。古生代時(shí),沿裂谷帶(郯廬斷裂帶)出現(xiàn)金伯利巖和金剛石,以及沉積鐵礦。在中生代時(shí),主要是與中基性巖有關(guān)的鐵鈷組合和與中酸性巖有關(guān)的鐵銅組合。

3)秦嶺一大別山一線以南的華南成礦?。呵昂浼o(jì)時(shí),在“康滇地軸”一帶有層狀銅礦、巖漿型銅鎳礦床等,古生代早期有不同層位的沉積鐵礦、銅鎳礦及黃鐵礦型銅礦、炭質(zhì)頁巖型的多金屬礦化。海西期在西部有大量釩鈦磁鐵礦床,在東部有沉積赤鐵礦床生成。中生代時(shí),主要是燕山期,華南成礦省的成礦作用強(qiáng)烈,產(chǎn)有鐵、銅、鉛鋅、銻、汞、鎢、錫、稀有元素等多種礦產(chǎn)。在東南沿?;鹕綆r帶則有鉛一鋅一鉬一銅一鎢組合。新生代成礦期在臺(tái)灣形成具有島弧特征的銅—金組合。

按照板塊構(gòu)造觀點(diǎn),對(duì)我國成礦區(qū)域及成礦特征作一簡介。我國的大地構(gòu)造位置處于印度板塊與亞洲板塊碰撞帶和亞洲板塊與太平洋板塊俯沖帶附近,致使我國大地構(gòu)造的發(fā)展與板塊的碰撞和俯沖關(guān)系甚為密切。

我國古老的地臺(tái)有華北地臺(tái)、揚(yáng)子地臺(tái)和塔里木地臺(tái),它們的形成時(shí)代不同,但都具有較大的活動(dòng)性,基底硬化程度不高,蓋層沉積巨厚,受多次構(gòu)造影響。其組成的變質(zhì)基底巖石中往往有較多的火山物質(zhì)。根據(jù)火山巖成分多數(shù)接近于大洋中脊拉班玄武巖系,堿性火山巖稀入、經(jīng)常是低壓型變質(zhì)相等特點(diǎn),表明前震旦紀(jì)時(shí)巖石圍較薄,熱流速度和地?zé)崽荻容^大,沿?cái)嗔褞У幕鹕絿姲l(fā)和巖漿分異活動(dòng)比較明顯,導(dǎo)致陸殼的形成。但此時(shí)的板塊規(guī)模很小,沒有明顯的板塊俯沖和大規(guī)模的板塊運(yùn)動(dòng)。因此,在古老地塊中的礦產(chǎn),主要是與基性、起基性巖組成的綠巖建造有關(guān)的鐵、錳、銅、鈾、金、鎳、鉻、鉑等礦床,成因類型復(fù)雜多樣。其中,與古海相火山噴發(fā)或淺成侵入有關(guān)的層控礦床有鞍山式鐵亞洲板塊與太平洋板塊的俯沖帶(太平洋板塊俯沖到亞洲板塊之下),對(duì)我國東部地質(zhì)構(gòu)造有巨大影響:一方面使中國大陸受到強(qiáng)烈抗壓;另一方面引起大陸下面上地幔物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。這些影響的集中表現(xiàn),是形成中國東部總體隆起的構(gòu)造背景,并使中國東部自元古代以來,南北分異的構(gòu)造格局,轉(zhuǎn)變?yōu)榕c板塊俯沖帶基本平行的北北東一北東構(gòu)造為主導(dǎo)的、并有早期近東西向構(gòu)造穿插其間的構(gòu)造格局,具體表現(xiàn)在斷裂構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、盆地構(gòu)造及有關(guān)的礦床的形成。

中國東部中、新生代斷裂構(gòu)造非常發(fā)育,以北北東一北東方向占絕對(duì)優(yōu)勢。其中有些斷裂控制盆地的形成和沉積作用特點(diǎn)并相應(yīng)地控制石油、天然氣和煤礦及鹽礦等的分布。接板塊構(gòu)造觀點(diǎn)劃分的盆地類型有:板塊俯沖形成的大陸邊緣盆地(東海盆地、南海盆地),鄰近俯沖帶的大陸裂谷系盆地(松遼盆地、華北盆地等),近板塊活動(dòng)帶的大陸內(nèi)部的坳陷盆地(四川盆地、鄂爾多斯盆地等)。這些盆地或已發(fā)現(xiàn)有重要油氣藏,或是找油氣很有遠(yuǎn)景的地區(qū),有些還是重要的聚煤盆地(如鄂爾多斯)。

我國東部中、新生代的巖漿活動(dòng)也達(dá)到了空前的規(guī)模,產(chǎn)出了一條巨大的北北東向延伸的巖漿活動(dòng)帶,實(shí)際是一條受板塊俯沖所控制的構(gòu)造一巖漿一成礦帶,是環(huán)太平洋礦帶在中國東部的具體表現(xiàn)。這里成礦條件非常有利,成礦遠(yuǎn)景十分廣闊。五十年代以來,通過對(duì)湘、贛、閩、浙、粵諸省地質(zhì)構(gòu)造和成礦條件的詳細(xì)研究,逐步認(rèn)識(shí)到:在上述地區(qū),中生代以來地殼運(yùn)動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈,斷裂構(gòu)造和巖漿侵入、噴出活動(dòng)廣泛發(fā)育,活動(dòng)強(qiáng)度由陸向洋,由西北向東南逐漸加強(qiáng),中生代的構(gòu)造一巖漿一成礦帶明顯地切過了較老的近東西向構(gòu)造線,組成了復(fù)雜的阿格狀斷裂系統(tǒng),網(wǎng)格狀斷裂的結(jié)點(diǎn)常出現(xiàn)大規(guī)模的巖漿、熱液活動(dòng),并伴隨形成相應(yīng)的礦帶或礦田。

中生代成礦帶在我國部分,其金屬元素礦化強(qiáng)度在空間分布上有所不同,西部錫礦化較強(qiáng),以滇桂為代表,東部鎢礦化顯著增強(qiáng),在贛南則形成中心。鉬在整個(gè)外帶都有出現(xiàn),但由南向北逐漸增長的趨勢。并在東秦嶺有顯著富集。從東秦嶺向晉南、冀北延伸,到遼南和吉林南部構(gòu)成廣大的鉬礦帶。研究表明,環(huán)太平洋礦帶在我國部分,其形狀并非簡單帶狀,有些地區(qū)各礦帶交叉重疊,形成了十分復(fù)雜的外帶。

我國南方尤其是南嶺地區(qū)有大面積花崗巖類分布,伴有豐富的鎢、錫、鈹、、鈮、鉭、鈾、銅、鉛、鋅等各種礦產(chǎn),屬于西太平洋成礦帶的重要組成部分。據(jù)徐克勤等研究,與板塊俯沖作用有密切聯(lián)系的同熔型花崗巖及其伴生礦產(chǎn)組成太平洋礦帶的內(nèi)帶,而地殼重熔再生巖漿形成的改造型花崗巖及其伴生礦產(chǎn)組成太平洋礦帶的外帶。造成這種差異的基本原因是成巖成礦物質(zhì)來源不同。同熔型花崗巖伴生的礦產(chǎn)以在上地慢中較豐富的鐵、銅。鉬、金、銀、鉛、鋅、硫等為主。礦床類型主要是斑巖型、矽卡巖型、中低溫?zé)嵋盒秃统练e一熱液疊加型,其產(chǎn)出常受各種火山一次火山構(gòu)造以及中淺成侵入體接觸帶的控制。改造型花崗巖伴生的礦產(chǎn)以在地殼中豐度較大的親花崗巖的鎢、錫、鉭、鈮、鈹、鈾等為主。這類花崗巖常是多旋回多階段的復(fù)式巖體,成礦巖體一般是小型的,有強(qiáng)烈的蝕變交代作用,成礦元素高度富集,蝕變和礦化在時(shí)間和空間上都有明顯的分帶現(xiàn)象。礦體常產(chǎn)在巖體頂部的內(nèi)外接觸帶,以大脈型、接

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論