控矿构造-成矿

控矿构造 构造因素是最重要的控矿因素之一 尤其对热液矿床来讲更是如此 构造控矿规律的研究对研究矿床的形成并指导找矿勘探均具有重要意义 典型控矿类型 变质核杂岩 滑脱构造 韧性剪切带火山构造 角砾岩带 接触带构造大型推覆构造裂谷及盆地构造 控矿构造 构造控矿意义 成矿地球动力学背景 geodynamicsetting 不同的成矿地球动力学背景控制了不同的矿床类型 挤压环境 例如对脉状金矿 主要指晚太古代的绿岩型金矿 来说 是在挤压汇聚增生构造体制下形成的 早期 FyfeandKerrich 1985 显生宙汇聚板块边界控矿 convergentmargin 后来 Wymanetal 1988 扩展了F K的概念 认为外来地体的增生 accretion 过程控制了所有时期的脉状金矿 无论新老 BarleyandGroves 1989 研究西澳大利亚太古代脉状金矿分布时 提出了汇聚边界控矿 拉张环境 Carlin 型金矿 陆内拉张构造体制地壳减薄浅成低温热夜矿床 拉张构造体制地壳减薄 控矿构造 构造控矿意义 提供成矿的空间场所 metallogenicsite space 控制矿化的局部富集部位 如断裂转折部位 不同方向断裂的交汇部位 背斜核部和局部拉张部位等 控矿构造 正断层 逆断层 实际工作当中的断层面转折时一般会圆滑得多 不会这么理想另外 在平面上也是如此 构造控矿意义 聚集矿液并提供矿液运移通道 channelway 一般来讲 主要寻找断裂 断裂周围存在压力梯度 经典的书上常分为导矿构造 配矿构造和容矿构造三类 而实际上 通常的情况是许多构造具有导矿 配矿 容矿三种功能 如焦家式金矿 受宽大断裂破裂带控制 比较好理解 压力梯度 控矿构造 控矿构造 orehostingstructure oredistributionstructure channelwaystructure 控矿构造 另外 小构造也可为大构造起导矿作用 注意的是 矿液运移是不均匀的 在断裂中呈多渠道向上运移 垂直纵投影图 如在胶东 大构造 矿脉 常为一绢英岩化带 下面的小构造是水压破裂 hydraulicfracture 属流体内压产生的增殖裂隙 速度可超过音速 脉岩的形成也可能是水压破裂的结果 查明矿液的运移通道对指导找矿具有重要的意义 因为断裂中沿矿液运移方向常形成一系列的矿体或称矿化富集带 因此查明矿液运移通道后可指导深部找矿 如胶东 矿液运移通道的确定方法 温度等值线 压力等值线 元素对比值 地质方法 矿体的空间展布 围岩蚀变类型和强度 同位素分析 矿物构造特征和结晶习性等方法 其中温度场和压力场的恢复是比较有效的方法 一般讲通道中心 温度高 且沿运移方向是由温压梯度较小向两侧方向梯度较大 温压测定应选取同矿化阶段的产物 常用的测温方法是用均一法测石英流体包裹体均一温度 因为石英分布广 且流体包裹体较多 爆裂法 不透明单矿物 控矿构造 控制矿体的形态 产状形态 如断裂带中矿体常呈透镜状 板状等 交汇部位呈柱状 囊状等 产状 走向 倾向 倾角与断裂一致 侧伏是找矿中最关键的产状要素 控矿空间的侧伏控制 一般与断裂的运移方向为垂直关系 交汇构造控矿时 可用交汇线的侧伏来确定 需要指出的是 在注意单个矿体侧伏的同时 还要注意矿化富集带的侧伏 如金岭金矿 控矿构造 构造控矿意义 控矿构造 无矿间隔找矿 控矿构造 控矿构造 控制成矿方式如充填和交代从而控制矿床类型 主要与构造空间的连通性有关 以胶东为例 1 焦家式 蚀变岩型 2 玲珑式 石英脉型 成矿的物理化学条件 流体成分都基本一样 但矿石结构 构造却存在明显差异 焦家式 交代作用 受规模大的破碎带控制 发育大量的构造岩 碎斑岩和碎裂岩 其中的空间是弥散性的 细小的连通空间 以交代作用为主 形成浸染状蚀变岩型金矿床 玲珑式 充填作用 构造规模较小 构造岩不发育 空间为连通空间 发生蚀变后既阻止进一步蚀变的发生 以充填方式为主 形成石英脉型金矿床 控矿构造 构造控矿意义 构造研究意义 断裂带流体演化 断裂带流体压力的垂直分带 控矿构造 图2断裂带中流体压力分布图 控矿构造 断层阀模式 faultvalve 发生破裂前流体压力积累 中深部热液活动 流体起了很大的主动性 属脆韧性过渡域 流体压力积累到静岩压力时发生水压破裂 流体压力急剧下降 矿化作用发生 之后重复 泵吸模式 suctionpump 属浅部热液活动 5km 流体被动性 完全脆性变形域 静水压力 断层构造张开 压力急剧下降 则吸入流体 前者流体起很大作用 如沸腾作用 后者构造变形起重要作用 如地震活动 多期性 成矿作用多期次特点 很好地解释成矿的脉动性 注意 压力的降低都是快速的 此时往往温度变化不大 主要由压力变化而引起矿质沉淀 控矿构造 俯冲构造活动与流体的产生 控矿构造 Z Zeolite 沸石相 Gs greenschist 绿片岩相 A amphibolite 角闪岩相 Bs blueschist 蓝片岩相 E eclogite 榴辉岩相 G granulite 麻粒岩相 G mig granitic migmatite 花岗质 混合岩 构造控矿意义 随着时间演化 由上至下 俯冲板块随变质程度加深可发生脱水作用 Dehydration 甚至是重熔 控矿构造 构造控矿意义 成矿后构造对成矿的破坏和改造有理论和实际意义 前者可恢复成矿作用 后者可指导找矿 剥蚀深度 erosiondepth 原生金矿 有可能被剥蚀掉 是否有砂金等 角砾岩筒构造 brecciapipe 及其控矿意义 浅成 半浅成角砾岩筒 hypabyssal 由小到大 0 5 2km 与熔体中挥发分的逸失有关 破火山口角砾岩筒 maarvolcanotype 大 浅层构造 其形成与上升岩浆与地下水的爆炸性反应有关 热液爆发角砾岩筒 fluidexplosion 相对较小 浅层构造 与过热蒸气的爆炸性释放有关 不一定有岩浆作用直接参与其形成 与断层有关的角砾岩筒 fault related 由小到中型 由断裂作用引起的 控矿构造 各类的特点及形成作用 浅成 半浅成角砾岩筒倒锥 萝卜状 围岩和侵入体的角砾体直径由几十米到上千米 比垂向延伸要大几倍 直径在0 5 2km的角砾岩 与岩浆晚期阶段关系密切 这种角砾岩筒并不是所有的都有裂隙到达地表 构造很复杂 说明这种角砾岩筒的形成常有几种作用联合作用的结果 这种角砾岩常与斑岩型矿化 浅成低温热液型矿化有关 许多相互作用的过程影响了半浅成角砾岩筒的形成和向上增生 常常多期次作用 控矿构造 形成作用 爆发式角砾岩化作用 在正在结晶的岩浆体顶端 挥发份的突发性大量释放 引起爆炸作用 深度变大 爆发性角砾岩化程度减弱 B F Cl P等都有助于角砾岩化筒角砾的形成 角砾呈圆化 次棱角状 塌陷作用 collapse 结晶中的岩浆顶端 按挥发分的逸失 引起塌陷 形成角砾岩 棱角状 流体化作用 fluidization Pf升高 动力很大 随挥发分流体的活动 带动角砾发生运动 运动过程中往往发生研磨 使角砾圆化 流体的气化作用 可形成角砾岩脉 其中较大的角砾由细小的岩粉支撑 有时可在地表形成锥体 类似火山锥 角砾岩的晚期改造 围岩因受不到支撑 常发生脆性破裂 因此 角砾岩筒的边部也经常发育席状裂隙 常使角砾岩筒内含有板状的围岩角砾 角砾空间常由热液矿物充填 控矿构造 垂向分带 分带 剥蚀深度的确定很重要 下段 是由于突发性减压形成的角砾岩 当热液流体富含B时 角砾常由电气石胶结 角砾中常含有侵入体成分 中段 millbreccia 由次棱角到磨圆较好的研磨角砾带组成 该段由不同大小 形状 成分的角砾混合在一起 边部有席状破裂 上段 大的围岩角砾存在 且常显示不同程度的位移和旋转 显示标志 浅剥蚀区 角砾岩筒未出露地表时 通过围岩的一些现象来鉴别 如 有无角砾岩脉 有无地表的沉陷 塌陷作用产生 地表的环状裂隙 破火山口通道角砾岩筒 特点 边部由环形断裂 ringfault 控制 直径由几百米到上千米 上部常被水充填 且常有由围岩角砾和原生火山物质组成的窄的 宽大的球状体围绕 形成作用 大气水与上升岩浆接触后 发生的喷发作用形成 裂隙中的大气水与上升的岩浆相遇 水被加热 当温度超过受压力控制的沸点时 会形成蒸汽 压力降低 会使形成蒸汽的温度下降 蒸汽喷发往往与火山碎屑一起 火山碎屑物围绕喷出口形成底部涌动的堆积体 岩浆射气与裂隙形成和地表沉陷 当通道足够大时 大的围岩块和上覆的火山角砾会沉陷到角砾岩筒中 球状的内倾断裂形成于沉陷过程中 流化作用金伯利岩筒直径 300 1500m 控矿构造 地表 凝灰质球 凝灰质锥及破火山口湖及湖相沉积物 上部通道相 沉积层 由凝灰质粉砂岩层与较粗的火山碎屑层互层组成 中 下段 块状或发育不好的层状围岩角砾和火山角砾物质 随深度增加 流体化现象加强 底部 常进入侵入体 主要由侵入体物质组成 垂直分带 热液喷发角砾岩 特点 高地温区的热液喷发在绝大多数沸腾的热泉区很常见 直径由几米到几百米 一般垂向延伸小于200米 喷出物 泉华 的范围可达200米 直径 角砾棱角状 形成作用 大于250摄氏度的热液冲破围岩而形成的构造 上有封闭 不透水层 若不封闭的话 只能形成泉华 热液喷发的锥体常沿主要构造线发育 热液喷发并不是一种典型的火山喷发作用 其能量可能来自深部的岩浆源 这种热液能使大气水形成较大的循环系统 垂直分带 不明显 垂向规模较小 往往沿一条断裂上发生一系列喷发点 控矿构造 控矿构造 地表喷发锥及有关的角砾 不能形成明显的筒体 角砾常常是发生了网脉化的围岩 分选很差 常有直径大于2m的棱角状物质 基质是泥状物质 粘土矿物组成