成矿地质背景与控矿地质因素分析ppt课件

1、成矿地质背景和控矿地质因素分析2019年3月基本概念 矿石：矿体中可提取有用组份元素、化合物或矿物的矿物集合体。矿石一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。矿石矿物：指可被利用的金属或非金属矿物脉石矿物：指矿石中不能利用的矿物脉石：一般泛指矿体中的无用物质，包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物，他们通常在开采和选矿过程中被废弃掉。矿床：所谓矿床是在一定地质作用下形成的在质量和数量上都能满足当前开采利用要求的有用矿物的富集地段。 档次：矿石中有用组份的百分含量称为品位。边界品位：用来划分矿与非矿界限的最低品位。工业品位：指在当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位。p成矿地质背景：泛指大范围地质作用对矿

2、产资源的宏观控制。p控矿地质因素：是更具体的分析构造、岩浆、地层等诸因素对矿床的控制，即将各个基础学科的理论广泛应用于矿产预测的实践。p控矿的主要地质因素包括地质构造、岩浆活动、地层、岩相、古地理、古水文地质等诸因素在成矿过程中的作用不同，互相联系，一个矿床的形成和保存条件，往往是多种地质因素综合作用的结果。内生矿床构造因素往往决定了矿床的空间展布，而岩浆活动和多种成矿流体的活动，决定了成矿物质迁移、沉积特点。外生矿床地层因素决定了成矿的时间分布，岩相古地理因素决定了成矿的空间展布。p最新研究结果表明，内外生矿床彼此是互相联系的，查明各因素与成矿的生成联系，则该因素将成为预测矿床的重要地质准则

3、和前提。p控矿因素分析，是成矿规律研究最基础的内容，将随各个基础学科的进步而不断更新。内容十分广泛，几乎涉及到地学学科各个领域。成矿地质背景 从20世纪中叶提出地槽地台概念到70年代的板块构造为主导的全球成矿分析理论，都从矿床空间展布、时间演化、成因机制等方面总结了一系列规律，并应用于矿产勘查实践。由于地壳结构的不均匀性，导致成矿具有明显的区域性，至今各种成矿分析理论是多模型的，还不能用一个统一模型解释所有矿床的分布规律。 地质构造背景是最重要的主导宏观控矿因素。不同的地质构造背景决定了不同的岩石建造：造山作用、历史演化及成矿作用。一般大陆板块相对地稳定，而大陆边缘和多个板块之间即为活动的构造

4、带，根据不同的地质构造背景进行勘查的宏观决策。 秦岭造山带构造图秦岭造山带构造图秦岭成矿带地质矿产分布图秦岭成矿带地质矿产分布图 多旋回造山过程中各构造单元经历了不同的地质构多旋回造山过程中各构造单元经历了不同的地质构造演化，形成了不同的矿产组合，表现出成矿的分造演化，形成了不同的矿产组合，表现出成矿的分区性。区性。北秦岭和南秦岭南带独立北秦岭和南秦岭南带独立AuAu矿带；矿带；中秦岭泥盆系大中型中秦岭泥盆系大中型PbPb、ZnZn矿集中分布区；矿集中分布区；南秦岭南秦岭HgHg、SbSb矿床带矿床带南秦岭南带南秦岭南带AuAu、SbSb、HgHg共伴生，形成特色的共伴生，形成特色的Au-Sb

5、-Au-Sb-HgHg矿带。矿带。地球化学背景场p元素不均匀分布的区域性p 大量的成矿元素属于丰度少量或微量元素，其区域丰度反应在区域勘查地球化学成果上区域化探扫面）。根据元素区域分布的不均匀性，可以划分若干个元素地球化学省，如华南地区是我国主要的W,Sn,Sb,U地球化学省，是进行资源勘查和资源潜力评价的重要依据。该项工作在谢学锦院士的倡导下，从1983年2019年完成536万平方公里国土面积区域化探的扫面工作，定量测定了100余万件样品的39种元素和氧化物的丰度。结果表明水系沉积物和土壤中元素丰度差异不大。p重要成矿元素的区域分布特征p根据谢学绵和陈毓川等依1：500万和1：100万比例尺

6、的地球化学图，对Cu,Au,Ag,Pb,Zn,Sn等重要成矿元素的区域分布特征进行了总结，划分了若干重要元素成矿省，这一资料对指导成矿单元划分，指导该类元素的勘查决策起着重要的指导作用，特别为超大型矿床和难予识别矿床勘查指明方向。p以金为例，在我国水系沉积物中剔除特高点和特低点前者指累积频率大于98.98为特高点，后者指累积频率小于0.02者），计算其几何平均值、算术平均值、标准离差分别为1.37 X 10-9、2.03 X 10-9、5.58X 10-9。我国较世界的水系沉积物中1.0 X 10-9略高，离差极大，有利于成矿。 我国金的地球化学场具有如下特征：总体上呈南高北低趋势；金的高值或

7、异常区Au大于2.4X 10-9主要分布在地台的边缘及原岩为基性、超基性火山变质的太古宙地台分布区，并呈面状带状分布，相反在活动带中为金的低背景区Au小于1. 3 X 10-9），异常呈弧岛状、串珠状分布，很少连带成片。金的异常展布在我国东西部各异，在我国东部金异常多呈近EW、NE和NNE向分布，这反映了我国金的成矿受早期发育的近东西向基底构造控制的特征，我国已发现大型、超大型金矿床均处于近东西走向的异常带上。我国西部的金异常展布多呈NW、NWW向分布，但东昆仑和雅鲁藏布江一带亦为近EW展布，与我国的主要断裂构造，特别是长期继承性活动的深断裂构造基本一致。铜的异常亦有类似特征。p不同元素在成矿

8、过程中地球化学习性差异p不同元素的矿床在地质历史上的分布一般是Fe、Ni成矿最早，Mo成矿最晚，Cu从早到晚均有聚集，而主要的金属在我国中生代是重要成矿期，这是我国金属成矿的重要特点。p内生金属矿床与岩石的伴生习性可以分为三类，即Cr, Ni、钒钛磁铁矿与超镁质和镁铁质岩石共生，矿质也来源于此类岩石。而W，Sn则多产于低变质岩石中富Si, Al的黑云母或白云母花岗岩中，Sn还见于深变质带混合岩化杂岩中，Cu, Mo则与钙碱系列花岗岩有关，而Pb,Zn、Au, Ag, Sb等则可和镁铁质及长英质火成岩有关。 元素的离子半径、离子电荷及配位数等参数决定它们在各类地质作用过程中的习性，当这些参数与造

9、岩元素接近或相似时，则易于进人结晶矿物从熔体中分出如V，Cr，Ni等，相反则易在岩浆期后残留熔体中聚集，形成各类热液矿床。地球物理场背景 从航磁异常场、布格重力场、地震测深剖面、大地热流值等资料，综合反应了不同的地质构造特征，特别是深部构造特征信息。大陆地壳和海洋地壳有着明显的差异，前者地壳厚度大，变化在30-70 km间，平均厚度为35 km，而海洋地壳厚度薄，平均在11 km，最薄处只有5 km，相应的重力异常大陆偏小，且常为负值，而海洋多为正异常。p航磁异常场特征p它反映了我国不同构造单元基本轮廓、构造线走向、重要断裂构造格局和岩浆火山活动等特点。p规模较大的深断裂带、不同构造单元的边界

10、断裂或大陆边缘的深断裂，在磁异常场上均有明显反映，表现为线性磁异常带或梯度带。p深部强磁性体或一定规模的磁铁矿区，表现为高值正异常区，如冀东和辽宁中部地区分别有500600 nT和600900 nT高值正异常，显示鞍山式沉积变质铁矿和太古代古陆核的存在。p区域布格重力场特征p根据1：400万中国布格重力异常图，我国大陆布格重力异常总体上是东高西低，西部地区是北高南低。东部异常变化平缓，而西部异常变化急剧。p区域布格重力场反映了我国大陆深部构造轮廓和不同构造区的壳慢结构差异，重力梯度带与地壳厚度陡变带相应；变化平缓的异常区，与广阔的高原或平原、盆地相对应。区域重力异常分布图场值-95-10-5m

11、S2。以旬阳北纬330为轴，强度向南北两侧下降。但白河地区以北纬330为界，南北两侧区域重力场特征基本相同。这种特征反映了两地地壳结构的差异。构造因素分析就构造在成矿过程中的作用而言，可以分为导矿、散矿和容矿构造，从构造运动与矿化的时间关系而言，可以分为成矿前、成矿时和成矿后构造，它们对成矿物质的集散起着不同的作用。就构造发育的规模而言，可以分为全球性构造、区域性构造、矿田矿床范围的构造。 不同级别、不同规模的构造，对成矿起着不同的控制作用，它们分别控制了矿带、矿田、矿床以及矿体的产出和展布。研究构造控矿因素的重要意义 构造对成矿地质背景的控制。构造特征反映了地壳发展历史，不同的构造单元反映了

12、不同的地质背景和环境，而不同的地质背景有不同的矿床形成和展布。构造运动是驱使地壳成矿物质运动的主导因素。对内生成矿作用而言，构造运动导致岩浆活动各种成矿流体和地壳内成矿物质的迁移，同时也给矿液运移提供了通道和聚集场所；对外生成矿作用而言，各类拗陷盆地是矿物质的停积场所，而隆起剥蚀区则提供物质来源，从而决定了矿化的空间分布。构造控制了地热梯度的变化对石油、天然气和煤级定型有决定性影响。各种构造是多种成矿流体活动的主要场所。构造运动往往是划分不同成矿期和成矿阶段的依据之一。各种成矿作用的发展演化都与地质构造活动的发展演化密切相关。在一些矿区内，人们可依构造活动演化而划分出不同的成矿阶段。多期成矿、

13、叠加成矿往往同与矿源层或先成矿化相沟通的构造有关。它可造成矿化贫富不均，这对各种层控矿床尤为重要。矿源层只指示远景区所在，而其中的工业矿体的产出部位往往与有利的构造部位有关。 如变质岩区的石英脉型金矿床，含金丰度高的层位只指明远景区范围，而控矿的断裂构造则具体控制了矿床和矿体的形态、产状和空间展布。矿床分带与构造分带和构造的多期活动有成因联系。矿化有序分布的规律，在指导盲矿、隐伏矿预测中起着重要作用。成矿后的构造，对已成矿床起着不同的改造作用。构造可使浅部矿体深埋，或将深部矿体抬升而出露地表，层状矿体可因褶皱作用而加厚或变薄。构造可以影响原生矿石的表面风化过程，从而形成风化壳型或淋滤矿床，有些

14、矿体风化剥蚀很深，终至破坏无存。矿床所处构造环境，一定程度上决定了矿床类型和保存潜力。不同构造形式对成矿的控制 不同级别规模的构造，对成矿具有多级控制的特征。大的成矿域、成矿带受全球构造和大地构造单元的控制，是大区域预测宏观决策的依据，矿田和矿床构造研究，在局部预测和矿床勘查中具有重要意义。大区域构造和小范围的构造二者紧密结合，才能使构造研究得以深人。 （一断裂构造对成矿的控制 p在一个区域内大的断裂构造往往是岩浆和成矿流体活动的通道，既控岩又控矿，常沿着主要的断裂或断裂带形成矿带或矿田。p在各个重要成矿区，常常见到伴随断裂构造的发生及发展有岩浆活动、变质作用、沉积作用以及成矿作用的产生。断裂

15、对成矿主要是内生成矿的控制不只是成矿流体活动的通道和停积场所，而且是矿质活化迁移的主导因素之一。对外生矿床，断裂构造影响沉积环境和后期的改造作用。1、断裂性质和规模及其与矿化的关系 首先需查明控矿断裂的性质、规模、产状等要素。 应注意断裂构造活动过程中可出现力学性质的改变，出现张扭性断层和压扭性断层，其中压扭性断层在成矿过程中可起到“屏蔽作用。根据断层的力学性质分类 根据应力性质可以把断层分为张性、压性、扭性、张性兼扭性(张扭、压性兼扭性(压扭)等五种。 张性断层：断层面一般较粗糙；断层带较宽或宽窄变化悬殊，其中常填充构造角砾岩，常形成地下水的通道;沿着断层裂缝常有岩脉、矿脉填充。正断层多属于

16、张性断层。 压性断层：断层面的产状沿走向、倾向常有较大变化，呈波状起伏;断层带中破碎物质常有挤压现象，出现片理、拉长、透镜体等现象;断层两侧岩石常形成挤压破碎带，为地下水运移和储集提供了有利条件，而断层带本身由于挤压密实，反倒形成隔水层；逆断层多属于压性断层。扭性断层：断层面产状较稳定;断层面平直光滑，犹如刀切，有时甚至出现光滑的镜面;断层面上常出现大量擦痕、擦沟等;断裂面可以切穿岩层中的坚硬砾石和矿物;断裂带中的破碎岩石常辗压成细粉，出现糜棱岩。平推断层多属于扭性断层。 对于扭性断层相对扭动方向，常用左行、右行术语来表示。判别的方法是：面对断层，如左边一盘向自己方向移动就叫左行;如右边一盘向

17、自己方向移动就叫右行。p张扭性断层：这种断层具有张性和扭性断层的特点，断层面上常显示上盘斜向滑动的擦痕，断裂有时呈雁行状排列。p压扭性断层：这种断层具有压性和扭性断层的特点，断层面小范围内显示光滑平直，大范围内常呈舒缓波状;断层面上斜冲擦痕和小陡坎(阶步)发育;其它特点多与府性断层相似或相同。2、断裂活动的时间和期次及其与矿化的关系 在一个地区往往存在不同时期的断裂构造，而矿化只与其中某一期或几期断裂构造有关，成矿后的断裂对矿体主要是改造和破坏。 构造的多期活动，可以导致多期矿化的叠加，这些情况在各个矿区极为常见，矿床划分成矿阶段的主要依据之一，就是矿区的构造活动期次。 3、断裂构造的有利成矿

18、部位不同方向断裂交叉处，主干断裂与次级断裂交汇处；在断裂产状变化处、在平面上断层走向发生变化扭曲转弯处、在剖面上张性断层倾角由缓变陡处、压性断层由陡变缓处；断裂中局部圈闭好的部位，如压扭性的下盘，断层泥和蚀变构造岩起圈闭作用；断裂构造与有利岩层交汇或其他构造交切处等。4、断裂构造分带对成矿分带的控制受断裂构造控制的一些内生矿床，在断裂构造的不同部位，由于边界条件的不同，在垂直方向和水平方向，往往显示一定的构造分带。 通常在近地表断裂破碎带较宽，张性特征明显，低序次配套分枝断裂发育，而向断裂的深部，变为密集的节理裂隙带和韧性剪切带，很少发育次级断裂，构造岩带变得很窄。矿床分带的规律主要用来指导深

19、部盲矿预测。 胶东招远一掖县金矿带，含金石英脉型玲珑式和含硫化物浸染型焦家式两种类型矿化，前者主要产出于主断裂带的次级断裂中，以充填成矿为主，而焦家式矿化相对出露标高较低，且矿化主要赋存在主断裂带中。两种矿化类型的垂直分带，与控矿的断裂构造分带关系密切。 5、断裂控矿的机制分析在构造应力作用下产生的断裂构造，不同性质的断裂和同一断裂的不同部位，应力强度并不均一。出现压力差时，成矿流体势必从高压强处向低压强处运移，矿化有利部位往往就是应力集中的地方，也就是构造活动强烈，多次活动叠加的地方。在一条断裂中局部微张开的部位，也是矿化的有利部位。不同的断裂性质往往形成不同的物理化学环境，直接影响成矿作用

20、。通常压性断裂易于形成相对封闭系统，形成还原环境。而张性断裂则易于形成相对开放系统，形成氧化环境。褶皱构造对成矿的控制 成矿前和成矿过程中的褶皱及其伴生构造，可以成为内生及外生矿床的有利成矿空间，成矿后的褶皱对各种内、外生矿床起到改造作用。 褶皱对层状矿体引起的变化：煤流动，褶皱中伴随变质作用矿化富集，矿体产状发生变化。研究褶皱构造的意义许多赋存于褶皱的沉积岩层中的矿产，必须搞清楚构造形态、规模，才能探明矿床的分布、大小、产状等情况。在背斜顶部常发育一组张裂隙，提供矿液的侵入通道，在此部位容易形成脉状矿体(矿脉)。岩层褶皱时，由于层间滑动，在上下层转折端部位容易形成空隙，常为矿质填充提供条件，

21、形成鞍状矿体。具有封闭条件的穹窿、短背斜等是重要的储油、储气构造。构造盆地常形成良好的储水构造。p褶皱构造对内生矿床的控制，首先控制了与矿化有关的岩浆活动。p 85有色和稀有金属与中酸性小侵入体有关，而中酸性小侵入体常常受背斜轴部及断裂控制。p褶皱构造对外生矿床的控制，首先是控制了沉积盆地的形成。 在更多的情况下，是在背斜部位侵蚀成谷，而在向斜部位发育成山，在背斜顶部因受张应力作用，极易形成一组平行轴面的张裂隙，给外力侵蚀作用提供条件。褶皱中有利的成矿部位 对内生和外生矿床而言，背斜较向斜有利，往往在鞍部形成鞍状矿体。在鞍部由于“剥离有脉状、细脉状、豆状，连续性较差的矿体产出。 斜斜构造可能与

22、铁矿的厚度加大有关。背斜有利的内生成矿部位背斜的轴部包括弯窿构造的轴部）；倾伏背斜的倾伏端，背斜轴线沿走向弯曲转折处；倒转背斜的翼部；与背斜伴生的断裂和破碎带；开阔向斜中次一级背斜；背斜与其他有利构造和岩层交汇处。裂隙构造对成矿的控制p各种节理和劈理属于小型构造，它们常和断裂褶皱等紧密相伴生。节理与劈理是不同岩性的不同形变，节理常见于脆性岩石，而劈理常见于塑性岩石中。节理裂隙分布很广，对各种脉状矿床的控制尤为重要，有时构成裂隙带控制了矿化的空间分布和矿石的结构构造等。p节理是重要的容矿构造，它们在一个地区往往有一定的方向性，成群成组地作为断裂和褶皱的伴生构造出现。节理与褶皱构造的关系 (一)岩

23、层褶皱前的早期节理 当水平岩层受到水平方向的侧向压力时，在层面上出现两组剪切节理，即X节理(共扼节理);这种节理面垂直于层面，是为平面型X节理。 如果继续受力，会在沿着压力方向产生一组张节理，又叫横张节理;有时是沿着X节理面曲折拉开，形成追踪张节理。(二)岩层褶皱后的晚期节理 岩层在水平压力的继续作用下，开始弯曲褶皱，在背斜顶部产生平行于枢纽的张节理，又叫纵张节理。这种节理垂直层面，上宽下窄呈楔形，在脆性岩层中发育较好，有时追踪早期X节理，形成锯齿状的纵张节理。它们沿走向一般延伸不远。 如果褶皱继续发展，沿着最大剪切面又发育成X节理，晚期X节理在剖面上呈X交叉，而在层面上与枢纽平行，故称剖面X

24、节理。 如果岩层中间夹有塑性较大岩层(如页岩)。岩层褶皱时由于层间滑动所产生的力偶作用使岩层发生小型褶皱，叫层间牵引褶皱或拖拉褶皱。 如果岩层中间夹有脆性较大的岩层，则在上下层的力偶作用下，形成层间剪节理。张节理 伴生的张节理，一般规模小，发育在断层的一侧或两侧，两壁张开，愈接近断层面节理壁距越大，经常被方解石脉或石英脉充填，与断层面斜交，但不越过它，与其所夹锐角指示张节理所在盘的运动方向。剪节理 在断层的一侧或两侧产生一对共扼剪节理，均与断层面斜交，但不越过它，与断层面所夹锐角指示对盘滑动方向，但使用这一组判断两盘相对运动时要谨慎。岩浆活动因素分析 各类岩浆活动对成矿的控制，主要表现在以下几方面:各类岩浆活动是成矿物质运移分配的重要因素。岩浆作用之后往往伴随各种成矿作用，一系列内生矿床是岩浆作用某一阶段的产物。一定类型的矿化与一定成分的岩浆岩有关，二者存在岩石学、岩石化学和地球化学的内在联系，即所谓岩浆成矿专属性。在空间上，不同类型的矿化产于不同岩浆产物的特定部位。各种矿床围绕中酸性岩体呈带状分布的规律是区域预测和局部预测的重要地质依据。在时间上不同类型矿化富集在岩浆活动的不同旋回初阶段。晚期岩浆活动可以对早期生成