第六章火山构造1

1、第六章第六章 火山构造的控矿作用火山构造的控矿作用美国西北部华盛顿州圣海伦斯火山美国西北部华盛顿州圣海伦斯火山1980年爆发年爆发2、火山作用与成矿作用的联系、火山作用与成矿作用的联系： 火山岩和次火山岩地区热流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体系统与成矿的关系是普遍关注的一个研究问题。的一个研究问题。 目前产在不同时代火山岩、目前产在不同时代火山岩、次火山岩、火山沉积岩中的金次火山岩、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一以上，其中有些矿床是受火山构造控制的。此外，构造控制的。此外，Fe、Cu、Ti、W、Mo

2、、Pb、Zn、Ag、U、稀、稀有、稀土金属、金刚石和一些非有、稀土金属、金刚石和一些非金属矿床也与火山岩关系密切，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。其中有些是大型、超大型矿床。 我国火山岩分布较广，有重我国火山岩分布较广，有重要的找矿前景。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火山穹隆构造破火山口构造破火山口构造火山构造洼地火山构造洼地线性火山构造线性火山构造次火山构造次火山构造3、火山成因矿田构造的类型、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轴部的火山

3、通道火山穹隆斜坡上和穹隆间的同火山洼地构造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层理构造火山穹隆顶部放射状裂隙构造火山穹隆顶部放射状裂隙构造火山层理构造火山层理构造层间断裂构造层间断裂构造破火山口中的火山通道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、放射状岩墙具中心型构造的环状、圆锥状、放射状岩墙火山层理构造火山层理构造线性火山通道构造线性火山通道构造断裂构造断裂构造火山层理构造火山层理构造原生裂隙构造原生裂隙构造角砾岩体构造角砾岩体构造接触带构造接触带构造断裂构造断裂构造1-火山口；火山口；2-火山通道（火

4、山颈）；火山通道（火山颈）；3-侧火山口；侧火山口；4-已被覆盖的已被覆盖的侧火山锥；侧火山锥；5-放射状或环状岩墙；放射状或环状岩墙；6-次火山岩；次火山岩；7-离心喷发；离心喷发；8-火山角砾岩；火山角砾岩；9-凝灰岩；凝灰岩；10-熔岩；熔岩；11-火山基底；火山基底；12-岩浆源岩浆源1、火山穹窿构造的特点、火山穹窿构造的特点1-矿体（块状、细脉浸染状矿石）；矿体（块状、细脉浸染状矿石）；2、3-酸性火酸性火山岩；山岩；4-基性火山岩；基性火山岩；5-火山基底杂岩；火山基底杂岩；6-断裂断裂表面上看是平缓的短轴背斜构造，由晚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

5、部呈凸期的火山物质构成。火山岩层顶部呈凸起构造形态，底部则呈负向构造形态，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由上部的背斜和下部的向斜构成的凸镜状构造状构造火山双斜构造示意图火山双斜构造示意图美国西沙斯塔多金属矿田美国西沙斯塔多金属矿田的火山的火山-穹隆构造的结构穹隆构造的结构铅锌矿床产于使火山穹窿构造复杂化的小铅锌矿床产于使火山穹窿构造复杂化的小穹窿中穹窿中A矿田地质剖面；B矿床地质剖面。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于火山穹隆的轴部，单个火山通道直接控制矿床和矿

6、体的产出。制矿床和矿体的产出。火山通道呈筒状、锥状等形态，产状直立火山通道呈筒状、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。岩、熔岩角砾岩、凝灰岩等。这种构造体系的形成，是由于地震过程中，这种构造体系的形成，是由于地震过程中，由地面和其它界面反射回来的多种应力波，由地面和其它界面反射回来的多种应力波，波振面干涉导致形成骨架状共振带，它们波振面干涉导致形成骨架状共振带，它们组成相互直交的近水平缓倾斜的和垂直的组成相互直交的近水平缓倾斜的和垂直的引张引张-挤压体系，形成骨架状近直立和水平挤压体系，形成骨架状近直立和水平的断

7、裂体系以及过渡性的的断裂体系以及过渡性的(倾斜的倾斜的)裂隙裂隙-角角砾岩构造砾岩构造。无破火山口的火山通道根据火山通道的形状、充填物成分等分为五根据火山通道的形状、充填物成分等分为五种类型：种类型：具同心的或浑圆形断面的火山通道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、巢状和网产出的矿体多为筒状、柱状、巢状和网脉状。脉状。圆锥状的火山通道圆锥状的火山通道：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，矿体产于裂隙角砾岩带中，呈脉状、网脉状。呈脉状、网脉状。线状断面的火山通道线状断面

8、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。矿体为脉状矿体为脉状。数组断裂围成的多角形断面的筒状火山通道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。控矿作用明显，如碳酸岩矿床。角砾状细脉角砾状细脉-浸染状磁铁矿矿石；富磁铁矿浸染状磁铁矿矿石；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）褐铁矿等矿石（黑三角）涅留金铁矿床地质剖面图涅留金铁矿床

9、地质剖面图控矿构造是直立的火山通控矿构造是直立的火山通道，形成道，形成放射状裂隙带、放射状裂隙带、近水平的的裂隙角砾岩带近水平的的裂隙角砾岩带和直立的断裂体系和直立的断裂体系。这类火山通道与深部隐伏这类火山通道与深部隐伏断裂、火山岩浆源相连接，断裂、火山岩浆源相连接，它既是岩浆喷发及火山气它既是岩浆喷发及火山气液上升的主要通道，也是液上升的主要通道，也是次火山岩及次火山热液的次火山岩及次火山热液的活动中心，因此有利于成活动中心，因此有利于成矿。矿。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同

10、火山洼地是与火山穹窿形成时与火山穹窿形成时间相近，空间上相连的火山热液间相近，空间上相连的火山热液沉积盆地。沉积盆地。其中除火山物质外，其中除火山物质外，还堆积有碎屑质、泥质和硅质沉还堆积有碎屑质、泥质和硅质沉积物。积物。是火山热液沉积型的块是火山热液沉积型的块状硫化物铜、铅锌矿，铁锰的氧状硫化物铜、铅锌矿，铁锰的氧化物矿床形成的有利场所。化物矿床形成的有利场所。在火山喷发的晚期或间歇期，当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改变，矿质通过化学作用或与沉积物发生作

11、用而沉淀成矿。有些积物发生作用而沉淀成矿。有些形成在穹隆斜坡上的矿石，在海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，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。沿斜坡向洼地运动沉积成矿。矿矿体为似层状、透镜状，与围岩整体为似层状、透镜状，与围岩整合合（如黑矿型矿床）。（如黑矿型矿床）。铁质凝灰岩顺层分布含钛铁矿凝灰角砾岩顺层分布 产在火山层理中的黄铁矿矿体剖面图（马泽尔金矿床）产在火山层理中的黄铁矿矿体剖面图（马泽尔金矿床）1-玄武岩的熔岩玄武岩的熔岩-火山碎屑岩相；火山碎屑岩相；2-石英斑状熔岩；石英斑状熔岩；3-中酸性凝灰质熔岩中酸性凝灰质熔岩-碎屑碎屑岩；岩；4-

12、泥质层凝灰岩、凝灰质；砾岩；泥质层凝灰岩、凝灰质；砾岩；5-火山碎屑岩；火山碎屑岩；6-灰岩；灰岩；7-块状黄铁矿块状黄铁矿矿石；矿石；8-矿石碎屑；矿石碎屑；9-断裂。断裂。 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，由在火山穹隆形成过程中，由于岩浆上升的冲击作用和上于岩浆上升的冲击作用和上隆膨胀作用，产生了一系列隆膨胀作用，产生了一系列围绕火山活动中心分布的放围绕火山活动中心分布的放射状张裂隙。射状张裂隙。在这些放射状在这些放射状张裂隙中，常有张裂隙中，常

13、有热液充填作热液充填作用形成的脉状矿床用形成的脉状矿床。如如坎拉依特多金属矿田产在坎拉依特多金属矿田产在一个椭圆形的火山穹窿中，一个椭圆形的火山穹窿中，大多数矿床（点）沿从穹窿大多数矿床（点）沿从穹窿中心向外呈放射状分布的岩中心向外呈放射状分布的岩墙和裂隙中产出。墙和裂隙中产出。-区域性膨胀和环状裂隙的产生；-形成破火山口的喷发；-破火山口的塌陷；-复活前的火山活动和沉积作用；-复活穹起作用；-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发育阶段示意图破火山口构造的成因：破火山口构造的成因：爆发式破火山口爆发式破火山口：由于火山的多次猛：由于火山的多次猛烈爆发，崩塌了火山口上部的巨量

14、岩烈爆发，崩塌了火山口上部的巨量岩石而形成的。规模一般较小。石而形成的。规模一般较小。塌陷式破火山口塌陷式破火山口：在火山活动的：在火山活动的晚期晚期，火山机构可火山机构可沿环形断裂塌陷沿环形断裂塌陷而成。其而成。其原因可能是浅部岩浆囊喷发，或是岩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浆回撤、火山自身塌陷时形成的 。大。大量岩浆的撤退可能是由于其构造支撑量岩浆的撤退可能是由于其构造支撑的丧失而造成的。的丧失而造成的。由塌陷或塌陷与爆发复合形成的破火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山口规模大，直径可达几公里或几十公里。公里。某些破火山口形成后

15、，经过一段时间，某些破火山口形成后，经过一段时间，断块再上升，形成复活破火山口断块再上升，形成复活破火山口 。破火山口构造及产在其中的矿床破火山口构造及产在其中的矿床剖面示意图剖面示意图上上- -破火山口构造剖面图破火山口构造剖面图下下- -模式模式火山岩系：1-下部；2-中部；3-未分，层位：4-下部；5-中部；6-上部，7-火山颈岩石；8-次火山侵入岩；9-断裂；10-破火山口边部断裂；11-火山物质运移通道；12-火山矿床（在火山颈中；在火山颈中；火山颈附近部位；火山颈附近部位；在火山岩系中）在火山岩系中）2、大型破火山口大型破火山口是控制矿田是控制矿田的一级火山构造。其火山通的一级火山

16、构造。其火山通道、次火山岩体、岩墙、爆道、次火山岩体、岩墙、爆发岩筒和各种断裂构造是控发岩筒和各种断裂构造是控制矿床、矿体产出的重要构制矿床、矿体产出的重要构造条件。造条件。 破火山口的火山通道构造a-无环状、圆锥状和放射状断裂的火山通道；b-发育环状、圆锥状和放射状断裂的火山通道破火山口裂隙构造破火山口裂隙构造中的脉状金中的脉状金-银矿床银矿床1-前寒武纪变质岩（基底）；2-锡尔维顿火山岩系；3-石英二长岩；4-岩墙；5-正断层；6-大断裂；7-充填有矿脉的裂隙；8-矿井其分布其分布受断裂裂隙控制明显受断裂裂隙控制明显，多组断裂交汇部位是次，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

17、部位。火山岩田及其有关矿田产出的有利部位。次火山岩体的次火山岩体的原生裂隙、角砾岩体、接触带及叠加的原生裂隙、角砾岩体、接触带及叠加的构造裂隙构造裂隙等直接控制矿床、矿体产出位置、形态、产等直接控制矿床、矿体产出位置、形态、产状及规模。状及规模。3钟状构造钟状构造钟状构造是次火山岩体边缘冷缩裂隙带中比较独特钟状构造是次火山岩体边缘冷缩裂隙带中比较独特的类型。的类型。出现在侵入部位较高的小型岩瘤中当这些岩瘤侵出现在侵入部位较高的小型岩瘤中当这些岩瘤侵入火山岩层时，岩瘤顶面凸起应力集中围岩裂入火山岩层时，岩瘤顶面凸起应力集中围岩裂隙发育，岩体外壳冷却迅速，内部岩浆退缩，冷却隙发育，岩体外壳冷却迅速

18、，内部岩浆退缩，冷却壳下产生暂时虚脱，并可伴随局部的塌陷，形成壳下产生暂时虚脱，并可伴随局部的塌陷，形成平平行于岩瘤外壳行于岩瘤外壳的的钟状裂隙钟状裂隙，其截面常呈环状。这种，其截面常呈环状。这种裂隙的性质是张性的，有利于后来的矿液或矿浆充裂隙的性质是张性的，有利于后来的矿液或矿浆充填，形成钟状矿体。如安徽大东山铁矿床填，形成钟状矿体。如安徽大东山铁矿床(图图6-14)山东七宝山铜金矿床治岭头隐爆型铅锌矿床角砾岩分带图河南祈雨沟金矿欣干锡矿床筒状岩体平面简图1-强角砾岩化带；2-弱角砾岩化带；3-节理裂隙发育的次火山岩（花岗斑岩）；4-石英-绿泥石细脉界线；5-普通工业矿石界线；6-工业富矿石

19、界线1)岩体冷凝过程中的收缩裂隙和虚脱空洞，进一步发展成为局部的塌陷作用。形成的角砾岩体规模小。2)隐蔽爆发角砾岩筒的顶部，因震裂和塌陷作用而形成塌陷角烁岩。3)聚集在岩体冷却壳下的气泡出熔而引起塌陷作用。当深成岩体与富水的围岩接触时，其表面迅速凝结成一个不透水的固体壳，岩浆水不断向上运移聚集在冷却壳下，形成气泡。随着蒸气压力的增大，发生穿透作用，使气体逸散，蒸气压力降低，导致气泡顶部及边部的岩石坍塌，形成塌陷角砾岩体。中下部为隐爆角砾岩，顶部发育塌陷角砾岩中下部为隐爆角砾岩，顶部发育塌陷角砾岩 在一个未经破火山口发育阶段的中心型火山作在一个未经破火山口发育阶段的中心型火山作用区内，围绕火山中

20、心，可以同时存在多种火山用区内，围绕火山中心，可以同时存在多种火山构造控制的矿床和矿体。它们形成时代相近、空构造控制的矿床和矿体。它们形成时代相近、空间上密切共生、成因上密切联系。间上密切共生、成因上密切联系。1-前火山岩系；2-火山熔岩；3-火山碎屑岩；4-次火山岩；5-火山通道相角砾岩筒；6-火山层理构造控制的喷发-沉积和喷溢型矿床；7-同火山洼地构造控制的矿体；8-火山层理构造控制的充填交代型矿床；9-隐爆角砾岩控制的矿体；10-塌陷角砾岩控制的矿体；11-原生冷缩裂隙构造控制的矿体；12-侵入接触构造控制的矿体；13-断裂裂隙控制的矿体图6-17 一个简单的火山构造-矿化模式图（据姚书振，19840）1斑岩型铜（钼）矿；斑岩型铜（钼）矿；2中低温热液型铜（金）中低温热液型铜（金）矿；矿；3高硫浅成低温热液型铜（金）矿；高硫浅成低温热液型铜（金）矿；三种类型矿床都是燕山晚期中酸性火山侵入岩浆成岩成矿的产物，属于三种类型矿床都是燕山晚期中酸性火山侵入岩浆成岩成矿的产物，属于同一个岩浆热液系统在不同空间、不同演化阶段形成的不同产物。从时间、同一个岩浆热液系统在不同空间、不同演化阶段形成的不同产物。从时间、空间和成因联系上，它们构成一个统一的成矿系