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文档简介

勘查区找矿预测理论与方法研究

叶天竺

2015年11月23日

一、

概述二、成矿作用基本问题三、“三位一体”找矿预测地质模型概述四、主要矿床类型地质模型研究内容五、找矿预测基本工作方法内容目录1.1矿产预测类别1.2基本思路1.3技术路线一、概述1.1矿产预测类别目的分类:统计预测/找矿预测成果分类:定性预测/定量预测比例尺分类:区域预测/勘查区预测不同类别预测思路、方法选择不同。找矿勘查过程就是预测-验证过程,因此找矿勘查过程中的预测称为找矿预测,找矿预测和其它矿产预测方法存在重大区别。

1.1.1区域矿产预测比例尺:1:5万—1:25万目的:提交找矿远景区,为部署矿产勘查

提供依据。方法:应用地球物理、地球化学、遥感资

料研究成矿地质背景,开展预测工

区成矿特征研究。建立预测准则,进行类比预测,圈定预测区,估算资源量。

1.1.2勘查区找矿预测比例尺:>1:5万,矿区矿产预测。目的:部署探矿工程,揭露矿体位置。方法:通过专题地厧填图查明成矿地厧体、成矿构造和结构面、成矿作用特征标志,构建勘查区找矿预测地厧模型,预测未发现矿体的空间部位。

专题填图、样品采集、构建地厧模型、应用物探、化探綜合方法1.1.4勘查区找矿预测理论方法体系一、基本思路技术思想路线二、成矿作用基本问题理论基础三、“三位一体”找矿预测地质模型概述四、主要矿床类型找矿预测地质模型五、基本工作方法六、物探、化探方法技术应用1.2基本思路1.2.1辩证思维:内因、外因1.2.2综合思维:时、空、物、能1.2.3比较思维:元素分类、矿床分类

成矿作用的本质:成矿元素根据其地球化学特征在不同的地质作用条件下形成各种类型的矿床。《外因是变化的条件,内因是变化的根据》矿床形成:内因:成矿元素地球化学特征外因:成矿地质作用

以金矿为例:沉积砾岩型、次火山热液型、远程热液型、中低温热液型、矽卡岩型、韧性剪切带型。各种类型矿床基本特征受金元素地球化学特征控制(1)内因:元素地球化学特征1.元素地球化学亲和性和地球化学分类2.元素电负性和成键规律3.离子的性质和行为:离子半径、

配位法则、离子电位4.晶体场理论5.元素的迁移和沉淀理论(2)外因:成矿地质作用1、元素迁移沉淀的外部条件是地质作用沉积、火山喷发、岩浆侵入、区域变质、大型变形、复合。

2、决定地质作用存在形式:大地构造背景、地壳块体、离散、聚合、碰撞、造山。

3、决定成矿物质区域分布的因素大地构造背景、基底构造的物质成分。成矿作用:成矿物质通过地质作用引起环境温度、压力、酸碱度、氧化还原电位等物理化学条件的变化,造成溶质浓度变化而集聚沉淀成矿。1.2.2综合思维(1)成矿时间(2)成矿空间(3)成矿物质(3)成矿能量(1)成矿时间①成矿年龄、时代②成矿期次:不同成矿系统为期次③成矿阶段:同一成矿系统为阶段④成矿作用时间⑤成岩成矿时间关系⑥同空间多期成矿问题(2)成矿空间①成矿区带、大地构造背景②元素、矿体、矿床、矿田的分带、分布③矿床三维空间结构④成矿深度、矿床顶底深度⑤矿体形态、规模、产状、品位、空间特征⑥矿化样式、矿石结构构造(3)成矿物质①金属元素与流体(水及其它挥发份)成份及其含量、组合、时空变化②矿物成份及其含量、组合、时空变化③成矿物质来源、分配/分异、迁移、沉淀(4)能量①动力来源:重力、压力、热力、流体、构造应力②热能来源:大地热流、岩浆热、放射性热、构造热、撞击热、化学反应热③其他能量:电、磁、震④空间影响范围、持续时间⑤成矿速度(5)时、空、物、能藕合关系1.2.3比较思维(1)元素分类(2)成矿作用地球化学分类(3)找矿预测矿床分类(1)元素分类①元素周期表②戈尔德施密特分类、查瓦里茨基分类、费尔斯曼分类③2003年,L•BruceRailsback,《地学元素和离子周期表》,按离子的酸碱硬度和离子电位分区(详见张德会,2013年,《地球化学》,第128页插图)(2)成矿作用地球化学分类水流体成矿作用∶(水为主)沉积、风化、岩浆

期后热液、火山喷发沉积、变质 ——占矿床80%岩浆成矿作用:(岩浆为主)结晶分凝、熔离、

微量元素——占矿床20%水流体成矿作用:

元素地球化学特征软硬酸碱理论离子络合物理论成矿地球化学障理论成矿物质分配、迁移、沉淀理论岩浆成矿作用:

超基性岩浆结晶分异理论基性超基性岩浆熔离作用理论花岗质岩浆微量元素成矿理论两类成矿作用基本理论问题:(3)

矿床分类问题

分类原则

矿床分类方法很多,也很复杂。以找矿预测为唯一目的的分类原则:即沉积、火山、侵入、变质、大型变形、复合六类。再在此基础上考虑地球化学特征显著的不同矿种,特殊矿化特征等因素分亚类。(1)考虑确定成矿地质体(2)考虑找矿预测工作方法。(3)考虑地球化学特征的显著差异。找矿预测矿床分类表上述分类中对层控型矿床分三种情况

第一类:岩浆后生型层控矿床:成矿地质体为侵入体。第二类:非岩浆后生型层控矿床:成矿地质体为含矿地层、盆地构造、断裂构造。第三类:喷流沉积型同生矿床:成矿地质体为含矿地层、盆地构造、断裂构造。

说明:

1.关于造山型金矿,我们的理解全部改为韧性剪切带型金矿,指韧性剪切带同生金矿。

2.关于卡林型金矿,本次分类中不存在卡林型金矿,归为远程低温热液矿床。

3.关于风化型矿床,应该单列我们暂列入沉积型矿床大类中。1.3技术路线1.3.1宏观调查和微观研究相结合1.3.2基础研究和综合研究相结合1.3.3地质研究和物探、化探相结合2.1成矿作用机制2.2元素地球化学特征2.3成矿地球化学障2.4成矿作用过程2.5流体及超临界流体2.6成矿速度2.7成矿深度2.8成矿物质来源、热源、动力源2.9矿床及元素分带2.10岩浆矿床成矿作用

二、成矿作用基本问题2.1成矿作用机制问题地质作用成矿成矿作用是地质作用产物和组成部分

——成矿地质体和矿体关系研究界面成矿成矿作用在界面发生

——成矿构造系统和成矿结构面研究突变成矿成矿作用在物理化学条件突变时发生

——流体成矿作用特征标志研究2.1.1地质作用成矿(1)通过沉积作用、火山喷发、岩浆侵入、区域变质、大型变形构造等地质作用形成矿床。(2)成矿作用的产物是矿体,地质作用的实物载体是地质体。(3)矿体和地质体存在时间、空间、物质、动力的关系。(4)成矿地质体的识别特征。2.1.2界面成矿成矿作用发生在地球物质的各种界面上。(1)岩性界面:包括全部地球物质界面;(2)构造界面:包括全部地球物质隐性或显性破裂面;(3)物理化学转换界面:包括温度、压力、酸碱度、氧化还原条件等;(4)成矿作用界面的识别特征。

(1)成矿作用是指成矿物质溶解、迁移、集聚、沉淀过程;(2)成矿物质到达集聚地以后,由于物理化学条件(温度、压力、酸碱度、氧化还原电位、溶质浓度)发生突变而由流体态变成以矿物态为主的固体态;(3)两个要点:

一、过程突变。因此,成矿年龄可以实际测定;

二、成矿物质完成集聚以后经历了流体态和固体态两个阶段。(4)突变标志的识别特征。2.1.3物理化学条件突变成矿2.2成矿元素地球化学特征2.2.1成矿元素地球化学特征(1)《地学元素和离子周期表》简介(2)元素成键特征(3)软硬酸碱理论(4)元素离子电位图(5)介质PH、EH值对元素迁移、沉淀的控制(6)络合物主要类型(2)—(6)详见《成矿作用特征标志》有关内容李·布鲁克(L.BruceRailsback)《地学元素和离子周期表》(1)《地学元素和离子周期表》简介李·布鲁克(L.BruceRailsback)《地学元素和离子周期表》简介

李·布鲁克,美国佐治亚大学地质系教授,发表该表于《地质学》杂志2003年9月第31卷第9期(P737~P740)。2004年美国地质调查局(USGS)出版图表。中文译本由金持跃于2006.02在《金华职业技术学院学报》刊出。按照元素离子排表;基于软硬酸碱理论与离子势(离子电位)概念;划分为:硬阳离子、过渡阳离子与软阳离子、元素单

质形式、阴离子、惰性气体;清晰的表达了离子配位关系。(2)元素成键特征成矿元素成键规律各种类型的化学键中电子的分布

系统矿物学(上册),王濮,1982,第37页离子键共价键金属键分子键2.3成矿地球化学障概念

2.3.1概念

别列尔曼于1968年提出了“地球化学障”的理论,强调了在短距离内环境物理化学条件截然变化对元素沉淀富集的重要意义。巴尔苏科夫1980年提出热液自混作用理论解释蚀变分带。环境的物理化学界面,如氧化还原界面、压力释放带、温度界面、pH界面、水位线、土壤温度界面等经常形成元素发生迁移或沉淀的界面。这就是地球化学障。针对成矿元素沉淀界面而言就是成矿地球化学障。2.3.2成矿地球化学障矿物学标志详见《成矿作用特征标志》有关内容。

2.4.1沉积成矿作用

(1)未变质沉积物:20%孔隙水,外部加入水,沉积封存水,成岩化学反应水。

页岩:0~100m产生(75°)3.5×103L/m3;

砂岩:3000m产生(75°)0.75×103L/m3。(2)蒙脱石脱水反应:流体运移压力差泥岩中碳氢化合物和金属排出。第一阶段90℃,第二阶段120℃。2.4成矿作用过程问题

(1)分配分配系数:微量元素在平衡共存两相中的分配关系。熔浆:矿物晶体(固相)/熔体(液相)~热液(液相)/熔体(液相)。热液:液相/气相。

(2)迁移熔浆:结晶分异/熔离热液:络合物2.4.2岩浆热液成矿作用沉淀作用原理:流体→固体沉淀作用条件:T、P、PH、Eh变化沉淀作用方式:充填、交代、沸腾、混合

2.4.3沉淀作用机制(1)

成矿早阶段当地质体成岩作用已经完成,实现了岩石和流体的初始分离。由于发生地质构造活动,成矿物质集聚,成矿介质温度、压力发生变化。成矿介质尚处于高温、高压、强酸、强碱条件下,成矿流体对原来的岩石矿物形成大规模交代作用,出现大量交代矿物。金属物质尚处于络合物状态尚未沉淀结晶,此时发生大规模矿物交代作用,此时属于成矿前期蚀变。2.4.4成矿过程(2)

成矿主阶段成矿介质在地质作用过程中转变为低温、低压、近中性或还原条件时,成矿物质沉淀结晶就位,同时又形成新的脉石交代矿物。此时属于成矿物质卸载阶段的蚀变。因此矿床周围出现了两套交代作用。一是显示金属等成矿物质处于流体中络合物状态,尚处于高温高压条件下;二是降温降压金属等成矿物质结晶沉淀就位阶段。两套交代作用显著区别。

此阶段又可分为若干个亚阶段。(3)

成矿晚阶段

主元素全部结晶沉淀

剩余CO2,形成碳酸盐;

剩余H2S,形成石膏(氧化)/黄铁矿(还原);

剩余Fe,形成黄铁矿。上述各阶段实际上在时间上是连续、过渡的。在空间上受各种界面控制。交代矿物的分布呈渐变过渡或交替叠加过渡。早阶段处于高温高压条件下,因此其交代作用强度大,范围广,大面积分布。一般离矿体有一定距离。但是无矿化或矿化弱。这是隐伏矿体的重要判别标志。主阶段处于降温减压条件下,其交代作用和金属矿物结晶同时发生,强度小,范围窄,形成近矿围岩蚀变。对早阶段交代矿物叠加交代。晚阶段,成矿物质主元素已全部沉淀。2.5.1不同类型矿床流体特征地壳中各种水的氧、氢同位素组成(Misra,2000)2.5流体及超临界流体2.5.2不同类型流体和各热液矿床关系不同类型流体和不同各类热液矿床间的关系(Robb,2005)2.5.3超临界流体

(1)概念

温度高于某个数值时,任何大的压力不能使物质由气相转为液相,此时为临界温度TC,临界温度以下气体被液化的最低压力为临界压力PC。临界点附近,流体密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体物性发生急剧变化。温度及压力均处于临界点以上为超临界状态。

水的温度和压强临界点:TC=374.3℃,P=22.05MPa。(2)超临界流体特征

液态、固态以外的新流体态

①密度变化:临界点水密度降低至25℃的0.322g/cm3。

②离子介电常数与温度负相关,静电引力正相关,络合物稳定迁移。

③很强的溶解能力,从围岩萃取成矿物质。

④流体密度、粘度性、溶质扩散系数变化形成层析和分离。2.6.1成矿速度:

陈骏等(2004)《地球化学》环太平洋斑岩铜矿不到1Ma,日本和塞浦路斯块状硫化物矿床不超过M×1000a。层控矿床和某些超大型矿床一般不超过M×1Ma范宏瑞老师提供据巴布亚新几内亚Lihir岛Ladolam金矿床,凯文·李研究热卤水中金含量15ppb,获得24kg/年,金通量估算55000年形成1300吨金矿床。2.6成矿速度问题2.6.2成矿作用的极限年龄究竟有多长?(1)如何通过成岩成矿年龄差判别成矿地质体;(2)各类型矿床完成一次成矿作用全过程要多长时间?成矿元素维持过饱和状态的基本条件:

压力、温度、PH、Eh等条件变化,快速成矿。2.6.3研究意义对确定成矿地质体意义重大;现有资料十分稀少,1996年《成矿地球化学》专著提出,成矿年龄不超过16Ma,一般10Ma之内。一个五公里厚的花岗岩体冷却年龄10Ma(丛柏林,1979);此问题应进一步深入研究。2.7成矿深度问题2.7.1基本理论问题(1)成矿深度研究方法问题(2)不同矿床类型极限深度问题(3)成矿深度和成矿压力关系问题(4)成矿深度和成矿温度关系问题深部找矿不可回避的成矿深度问题从理论和方法层面尚未彻底解决2.7.2内生金属矿床形成深度范围表(张德会)

内生金属矿床形成深度图(КушнаревИП,1982)2.7.3热液矿床成矿深度判别(1)地质重建法:定性判别岩体侵位深度次火山/浅成侵入体:0.5-3km

①斜长石颗粒结晶分带;②晶洞构造;③斜长石化,黑云母次生交代;④具有冷凝边;⑤发育浅成脉岩;⑥文象结构;⑦包裹体有沸腾;⑧常见爆破角砾岩;⑨具有冷冰边;⑩附近有同成因火山岩。深成侵入体:˃2.5Kb;˃4Km

①不发育冷凝边;②缺少斑岩相;③粗粒结构;④没有结晶后蚀变;⑤伟晶岩岩墙发育;⑥围岩混合岩化;⑦围岩无叶理。(2)矿物平衡地质压力计方法(3)流体包裹体方法(单体包裹体的测定)2.7.4矿床最大延深空间与成矿深度

内生金属矿床形成的深度范围(张德会〉2.8成矿物质来源2.8.1成矿物质来源

(1)地幔岩浆体系:岩浆来源、岩浆气液活动(2)壳源岩石重熔岩浆体系(3)地壳内部固体岩石:非岩浆热液型矿床(4)地表岩石(5)宇宙空间(6)矿质多来源

2.8.2成矿热源

(1)大地热流:单位时间内由地下直接从地球内部向上传导到地壳浅部的热量;(2)岩浆热:侵入体冷凝过程中释放的热量;(3)放射热:放射性核素衰变过程中放出的热量;(4)构造热:岩石变形过程中释放的热量;(5)撞击热:陨石撞击地壳;(6)化学反应热:矿物、水解、氧化、还原、溶解及矿物生成热。

2.8.3成矿动力源

(1)重力驱动:重力位能高处向低处流动(2)压力梯度驱动:压力差,深部向浅部流动(3)热力驱动:热液对流系统(4)构造应力驱动:浅部(<5km)泵吸模式;

深部(>5km)断层阀模式(5)成矿流体内力驱动:流体水压作用2.9成矿分带2.9.1概念:矿床分带指在区域、矿床(田)和矿体范围内,矿床类型、矿化元素、矿物成分、化学成分、矿石结构构造、元素组合在空间上的变化规律。热液矿床分带常常造成与单一矿床或一定区域内的一组矿床有关的矿物或元素在空间上的有序分布。2.9.2区域矿床分带

(1)在同一构造单元和区域成矿地质条件下,由同一构造岩浆活动/同一构造岩浆活动的不同期次所形成的同矿种不同矿床类型或不同矿种矿床的区域分带。(2)成因:①区域大地构造分区的影响。如板块构造不同部位地质体产出条件。②区域成矿地质特征、地质体成分、产出条件。③区域基底岩性构造特征。④区域成矿元素丰度背景。例如长江中下游矽卡岩矿床:自西向东:鄂东南(铁)→鄂东赣西北(铁、铜)→赣东北(铜)→铜陵地区(铜)→皖东(铜铅锌)→苏南地区(铅锌)赣北元古代基底钨铜组合、宁芜太古代基底铁铜组合。2.9.3矿床(勘查区)矿体分带:(1)矿床分带指同一矿床/矿田范围内,由同一成矿地质体形成的矿种组合、矿化样式平面和垂向分带。(2)矿体分带:指同一矿体沿走向或倾向和矿体厚度方向、矿石物质成分、结构构造有规律的变化。(3)矿床/矿体分带研究内容①分带性结构:不同成矿元素同体共生、异体共生,不同矿化样式组合模式。②分带性方向变化:垂直分带、水平分带变化规律。2.10.7中酸性岩浆-热液过渡型成矿作用(1)伟晶岩型矿床(2)Li-F花岗岩/火山岩稀有稀土NbTa矿床(3)形成机制①不含水矿物大量结晶,残余熔体水和熔体混溶Li、Be、REE、Nb、Ta在残余熔体中富集形成伟晶岩型矿床;②REE、Nb、Ta类质同象进入斜长石、角闪石、副矿物;

2.9.4热液成矿元素分带因素:以成矿地质体为中心:

(1)元素在热液/熔体中分配系数影响:①压力对分配系数的影响(垂直分带);

②温度对分配系数的影响(垂直/水平分带);③元素在热液气相/液相中的分配影响(垂直分带)。(2)金属阳离子、离子电位的大小对络合物稳定性影响:络合物稳定性

和阳离子络合物稳定性正相关(垂直/水平分带)。(3)温度、压力、氧逸度、酸碱度对元素沉淀影响(垂直水平分布)。(4)沉淀机制影响:

沸腾、混合、交代作用不同。

2.10

岩浆矿床成矿作用2.10.1微量元素分配规律

(1)简单分配系数

微量元素在平衡共存两相(矿物/熔体)中的分配系数

(2)复合分配系数

既考虑微量元素在两相中的比例,也考虑与微量元素置换的常量元素在两相中的浓度比例。

(3)分配系数影响因素

①体系化学成分;②温度;③压力;④氧逸度。2.10.2岩浆作用过程的分配系数

(1)部分熔融过程中元素分配

(2)岩浆结晶过程中微量元素分配

(3)元素在硫化物熔体/硅酸盐熔体中分配

(4)元素在硅酸盐熔体/热水溶液中分配

(5)元素在热液气相/液相中分配2.10.3岩浆熔离作用

(1)概念:成分均匀的岩浆熔体在温度、压力、组分成分等物理化学条件变化时分离成两种或两种以上互不相融体的作用。

(2)岩浆熔离作用使有用组分高度富集

如Cu、Ni富集几万倍

(3)因素:①化学健性差异;②离子电位

(4)不混溶类型

①金伯利岩和煌斑岩体系,磷酸盐和硅酸盐;

②拉斑玄武岩和偏碱性基性岩中富Fe、Ti、P的氧化物熔体与硅酸盐熔体;

③磁铁质基性岩、层状侵入体中硫化物熔体和硅酸盐熔体。2.10.4岩浆中硫化物不混溶

(1)硅酸盐熔体中硫的溶解度

①氧逸度和硫逸度;②熔体中的FeO+TiO2含量;③温度效应;④压力效应,FeO随温度增高而增加,压力增加而减少;⑤长英质的影响:形成铬铁矿层。

(2)岩浆中硫化物过饱和机制

①温度和压力;②岩浆结晶分异;③氧逸度增加;④围岩同化混染;⑤外部硫加入;⑥岩浆混合。2.10.5结晶分异及压滤成矿作用

(1)结晶分异成矿作用

①镁铁质、超镁铁质岩浆侵入地壳浅部,冷凝过程中,矿物按熔点、键性和生成热降低的方向顺序晶出,由于重力和对流作用,比重大的矿物下沉,比重小的上浮,发生的分异作用形成层状堆晶岩。

②结晶分异影响因素:矿物熔点、相对密度、岩浆中水及其他挥发物含量、物质浓度。(2)压滤或贯入成矿作用

残余熔体随着硅酸盐矿物大量晶出而形成金属组合相对富集,稳定条件下在岩体底部形成层状矿体,在构造应力作用下形成贯入式矿体。(3)岩浆矿床成矿机制

①分离和重力结晶作用机制;

②含P205高的Fe-Ti-V氧化物和硅酸盐不混溶机制;

③固结围岩中压滤出来Fe-Ti氧化物液体结晶机制;

④氧逸度阶段性升高致Fe-Ti氧化物晶出机制;

⑤斜长石在岩浆体底部大规模结晶,形成熔体TFe含量和密度增高,形成“停滞带”,和上覆岩浆分离,导致Fe-Ti氧化物晶出。2.10.6中酸性岩浆体系副矿物成矿作用

(1)稀土元素形成独立矿物成矿;

如:硅铍钯矿,菱氟钇钙铌矿,磷钙矿

(2)稀土元素以类质同象进入斜长石、角闪石、磷灰石、榍石中。三、勘查区找矿预测地质模型概述前言3.1成矿地质体研究3.2成矿构造和成矿结构面研究3.3成矿作用特征标志研究3.4构建勘查区找矿预测地质模型问题前言

找矿预测目标:最大限度地降低地质找矿标志的不确定性,尽量准确地推测矿体位置和可能规模。实现途径:第一、有没有矿?能否找到工业矿体的可能性第二、找矿方向清楚,建立明确的找矿思路第三、推测矿体可能赋存的空间位置3.1.1成矿地质作用/成矿地质体概念3.1.2成矿地质作用和成矿地质体类别3.1.3确定成矿地质体3.1.4确定成矿地质体空间位置3.1.5成矿地质体特征研究3.1.6成矿地质体和矿床关系研究3.1.7矿体剥蚀深度研究3.1成矿地质体研究3.1.1成矿地质作用/成矿地质体概念与矿床形成在时间、空间、成因上密切联系的地质体。矿床形成与成矿地质体同时或相近,矿床空间分布与成矿地质体相依,是形成矿床主要矿产(具有工业价值)主成矿阶段空间定位的成矿地质作用的实物载体。包括地质建造及其形成环境,即自然岩石组合和不同尺度地质体间的结构构造。把成矿物质聚集成工业矿床(体),汇聚并提供能量的地质体。能量:物理能:热能、动力能

化学能:分子、原子、离子迁移及沉淀能量预测学基本原理:预测未知物体的空间位置,必须首先确定与未知物体具有确定关系(时、空、物)的参照物的空间位置。容易混淆的概念问题:1.矿体围岩和成矿地质体矿体和围岩只是空间关系,无成因联系。多期侵入体经常搞错。2.成矿要素和成矿地质体前者指与成矿有关的全部因素,用于区域矿产预测,后者用于勘查区找矿预测。3.成矿构造和成矿地质体成矿构造仅指矿体赋存空间,并非形成该矿床的地质作用的全部产物。4.矿体、矿化蚀变带和成矿地质体两者在空间上不一定都重叠。有的存在一定距离。成矿要素和成矿地质体区别:1.成矿要素:指矿床形成的重要地质因素。泛指地层、构造、岩浆岩,并没有空间定位的概念。2.成矿地质体:成矿要素中矿床空间定位枢纽作用的核心因素。离开成矿地质体能量影响范围各种地质要素对成矿作用没有意义。沉积地质作用:沉积盆地及岩层组合火山地质作用:火山构造及火山岩组合、火山机构

次火山岩体岩浆侵入地质作用:侵入构造及侵入岩体变质地质作用:变形构造及变质岩组合体大型变形地质作用:变形构造带、韧性剪切带、 变质核杂岩复合地质作用:上述各类地质作用相互复合3.1.2成矿地质作用和成矿地质体类别3.1.3确定成矿地质体(1)成矿地质体判别标志①沉积类矿产1)沉积盆地边缘及同生断裂带2)海盆边缘构造带3)板块构造洋盆边界断裂带4)特殊岩类发育地段:

生物礁、硅质岩、蒸发岩、硅化带、沉积/热液混合地区5)盆地早期为断陷,晚期为坳陷,成矿和断陷阶段有关?②火山岩类矿产:1)次火山岩体、火山机构2)大规模面型水热酸碱蚀变3)特殊岩类:火山粗碎屑岩、集块岩、侵入角砾熔岩、次

火山岩(脉体)、面性水热酸碱交代岩。③侵入岩类矿产1)岩浆矿床:侵入岩体2)岩浆热液类矿产:

内外接触带规模较大的水热酸碱蚀变交代岩3)早期侵入体和晚期成矿侵入体的区分标志。

充填为主/交代充填,脉状为主/脉状+带状④区域变质类矿产1)沉积变质类:含矿层位及向型构造2)变质火山类:古火山构造3)变质深成岩类:⑤大型变形构造矿产1)韧性剪切带2)变质核杂岩(2)几种成矿地质体判别问题①喷流沉积、后生非岩浆热液成矿作用和岩浆

热液成矿作用区别1)沉积岩为容矿围岩的海底喷流沉积矿床

(SEDEX型)2)产在碳酸盐岩中非岩浆后生热液矿床

(MVT型)3)层控岩浆期后热液矿床第一:“硅钙”层面控矿第二:沉积黄铁矿不是喷流证据,氯基络合物,

在沉积硫加入作用下成矿第三:大地构造背景条件②韧性剪切带和岩浆期后热液矿床区别1)同位素测年2)成矿作用标志3)矿物包裹体成份、盐度、差别③岩浆期后热液和火山热液型矿床区别1)区域地质背景分析2)成矿地质体岩石特征3)成矿结构面特征4)成矿作用标志:地表水大量加入,高氧逸度④多期侵入体成矿地质体确定问题1)成矿年龄和成岩年龄对比2)矿体和成矿地质体空间位置对比3)矿体和成矿地质体地球化学特征对比、微

量元素、稀土配分、铷锶等稳定同位素对比⑤成矿岩体的判别标志

含矿岩体:早期成岩,形成矿体围岩,含矿而非成矿;成矿岩体。成岩后水岩分离。成矿年龄和成岩年龄一般不超过10-20Ma;含水岩体和干岩体的判别:含水岩体:大面积、大范围的成矿前期蚀变,

有青磐岩化、高岭石化、黑云母角岩化、

矽卡岩化;干岩体:范围很小的接触蚀变,数十米之内;

成矿岩体:岩浆侵入晚期、岩浆房高位、含水岩体(1)成矿地质体空间位置确定是研究工作核

心内容之一(2)工程揭露成矿地质体位置确定

①地质填图

②三维立体编图

③物探、化探综合方法(3)隐伏成矿地质体空间位置确定

①浅部地质识别标志

②物探、化探资料③区域地质构造分析3.1.4确定成矿地质体空间位置隐伏成矿地质体推测方法(1)隐伏成矿地质体常见类型

①盆地边缘同生断裂②火山机构深部成矿次火山岩体③岩浆期后热液矿床隐伏岩体矽卡岩型、斑岩型、高温热液脉状④沉积变质褶皱核部、转折端(2)隐伏成矿地质体预测方法①地质法②物探法③化探法④地质环境综合分析方法(1)沉积地质体研究内容沉积盆地及其岩层组合包括:地层:单位、时代、特殊标志层厚度、层序岩石:类型、特征、组合、结构、构造、组分建造:类型、序列、厚度、分布范围沉积作用类型、沉积序列类型、古水深、古盐度、古水

温、生物组合、氧化还原环境、酸碱度岩相:沉积相类型、岩石组合、沉积体系类型、生

物相类型古地理:古地理类型、沉积等厚线、物源供给方向、

古水流方向、古气候带类型盆地构造:盆地类型、盆地同沉积构造、盆缘构造、

盆内构造大地构造环境:旋回、单元3.1.5成矿地质体特征研究(2)火山地质体研究内容火山构造、火山沉积盆地、次火山岩体及火山岩组合包括:地层:单位、时代、层序、厚度、接触关系、基底时代及岩性岩石:类型、特征、颜色、组合、岩石系列、演化系列、特殊岩类、岩脉、岩墙、化学成分矿物:成份、组合、特征、副矿物特征、包体、元素组分、同位素包裹体喷发作用:喷发类型、韵律、古地理环境、矿化、蚀变、喷发沉积物物理化学条件火山岩相:类型、岩相组合、喷发旋廻火山构造:空间组合、剥蚀程度、火山机构、

火山岩带构造、大地构造环境(3)岩浆侵入地质体研究内容侵入构造及侵入岩体,包括:岩体特征:年龄、期次、出露面积、产状、剖面形态、侵位深度、侵位方式、剥蚀程度、隐伏岩体、脉岩组合岩性特征:岩石组合、矿物成分、岩石结构构造、元素组分、同位素、包裹体、包体岩体构造:岩相带、多期侵入、侵位构造、脉岩带构造、侵入角砾岩、接触带、围岩构造、捕虏体岩浆作用影响范围:热、流体范围、区域岩浆构

造带、大地构造环境(4)变质地质体研究内容变质建造及变形构造包括:地层:单位、分布、产状、接触关系、岩石组合岩石:类型、结构构造、矿物成分、副矿物、元素组分、同位素、原岩建造、矿化、蚀变变质作用:混合岩化、变质温度、压力、变质相系、P、T、t轨迹、变质热中心、变质期次、变质作用类型、叠加变质、大地构造环境(5)大型变形构造地质体研究内容包括韧性剪切带、变质核杂岩两类;①确认变形构造成矿成矿年龄

成矿构造特征矿体产状、蚀变组合②研究内容:性质、产状、规模、期次、

成分、运动方式③空间组合关系:强度、受控地质建造、影响范围3.1.6成矿地质体和矿床关系研究研究内容①时间关系:确认成矿地质体及其类型成岩成矿年代学研究②空间关系:确定或推测成矿地质体空间位:地质填图法、物探化探综合信息法③物质组份关系:分析矿体和成矿地质体关系

水气源、物源、热源④成矿动力源(1)矿床和成矿地质体空间关系研究①

岩浆型矿床位于岩体内、底部或倾伏端②斑岩型矿床位于岩体顶部及上部内外接触带1公里范

围内。③矽卡岩矿床:铁矿位于岩体顶部、边部、底部,内部

接触带500米范围内。铅锌矿位于岩体外接触带2-3公

里范围内,铜矿位于两者之间铜铁矿也有位于捕掳体边部④高温热液矿床:位于岩体顶部外接触带1-1.5公里到内

接触带300米范围内。⑤中低温热液矿床:位于岩体分布2-3公里范围内⑥

火山喷发沉积矿床:位于火山机构2-3公里范围内,

火山岩和火山沉积岩之间或不同岩性火山岩之间。⑦火山热液矿床:位于火山机构2公里范围内,次火山

岩体内外接触带2公里范围内。⑧沉积类矿床:位于沉积盆地边部或同生断裂发育部

位,特定含矿层位内,盆地升降界面。⑨沉积变质类矿床:位于特定含矿地层内,向斜构造

轴部。⑩大型变形构造类矿床:位于韧性剪切带脆性构造部

位或叠加脆性构造部位。或者穹形似环形张性构造内影响矿床(体)和成矿地质体的空间距离因素①成岩年龄和成矿年龄间隔时间:间隔时间短,矿体和成矿地质体可形成“标准”

空间距离。间隔时间长,矿床和成矿地质体空间

交错叠加。②成岩构造和成矿构造关系:成矿构造系统继承成岩构造系统,空间配套。成矿构造系统不继承成岩构造系统,交错叠加。(2)成矿地质体和矿床时间关系研究①

同生、后生、改造成矿②MVT型矿床时间关系③岩浆期后热液矿床时间关系(3)成矿地质体与成矿物质、流体、动力源关系①物质、流体集聚源②控制了有效动力源(4)岩浆活动和成矿关系

多期岩浆活动和成矿关系研究决定找矿方向,

意义重要。①成岩作用和成矿作用时间问题

成岩作用时间:10Ma,原花岗岩体冷却结晶成矿作用时间:10-16Ma,水岩分离作用一般

在侵入体成岩后②多种矿化类型、多期次叠加成矿的判别多期花岗岩侵入关系:多次水岩分离证据岩浆房浅源分异作用和岩浆深源分异作用;水岩分离发生在浅源、岩浆期后;昆嵛山招-莱例1:山东胶东金矿找矿方向胶东地区主要岩石及年龄谱系据范宏瑞钼矿成矿年龄162Ma金矿成矿年龄110Ma160.2±0.8160.3±1.0159.8±0.8159.7±0.8159.4±0.8158.0±1.5152.3±0.8160.5±0.8158.8±0.8159.4±0.7159.4±0.7159.2±0.9160.1±0.8胶东西北部招莱花岗质岩体I:晚侏罗世岩体滦家河二长花岗岩体

152~160Ma

玲珑二长花岗岩体

159~161Ma招莱成矿带(据中科院范宏瑞2009)129.2±0.6II:早白垩世岩体

郭家岭花岗闪长岩体

129~131Ma

东南花岗闪长岩体

115~119Ma

成矿年龄120~110Ma(据中科院范宏瑞2009)130.2±0.7129.8±0.6129.5±0.7129.9±0.6129.1±0.8118.8±1.0129.3±0.8115.4±0.73.1.7矿体剥蚀深度研究根据矿体原始就位深度估算矿体剥蚀深度实际测定的矿体形成深度减去采样位置深度就是矿体剥蚀深度

H=H1-H2

H:剥蚀深度H1:实际测定的矿体形成深度H2:采样位置深度(1)矿床就位深度研究1.矿床就位深度直接估算:通过包裹体、同位素研究计算矿体原始就位深度。2.通过成矿地质体形成深度类比估算(1)沉积地质体:构造古地理研究确定(2)火山地质体:一般小于2公里(3)岩浆侵入体:围岩接触变质矿物组合估算、地层厚度估算(4)区域变质地质体:区域变质矿物组合估算变质岩形成深度(5)大型变形构造:韧性剪切带垂直分带(2)一般情况下矿体就位深度①超基性岩铬铁矿:形成深度大于中地壳,约20~30公里。②基性超基性岩硫化铜镍矿:岩体形成最大深度约10公里。③高温热液矿床:岩体侵位深度约7~8公里。④矽卡岩型、斑岩型成矿岩体:最大侵位深度4~5公里。⑤火山岩型(包括次火山型)矿床侵位深度<2公里。⑥热卤水型成矿作用:<2公里。⑦沉积成矿作用:地表水体。

韧性剪切带垂向分带

浅部带形成深度约2公里,温度<300~450℃;中浅部带低绿片岩相:形成深度3~5公里,温度450~600℃;中部带高绿片岩相:形成深度5~10公里,温度大于600℃以上;深部带角闪岩相:形成深度>10公里,温度600~1000℃。多数矿体就位深度主要发生在浅部及中浅部,不超过3~5公里。湖北大冶铁山岩体为例

(据马昌前1994年)1.岩体侵位于大冶组地层、和岩体同时代侏罗系地层覆盖下的大冶组地层厚度2896m~3264m,岩体侵位深度为3~4km。2.围岩接触变质,根据矿物组合,计算最高热变质温度为580℃,根据Winkleer(1976年)提出的公式。Tc(围岩原始温度)=TA(变质温度)-0.6Tm(岩浆结晶时放热使围岩温度升高值)Tm为岩浆温度,酸性岩浆一般为800~1100℃,Tc=580℃-480℃=100℃。以正常地温梯度25~30℃/km,其深度为3.3~4km,地层厚度估算法和变质矿物估算法基本一致。(3)定性判别矿体剥蚀程度①成矿地质体判别方法侵入体面积,捕虏体发育程度,脉岩发育程度,岩相分带及特征,侵入接触带矿物组合、强度、分布范围,岩石结构构造,爆破角砾岩体等。②火山岩矿床:爆破角砾岩体、次火山岩体产状③高温热液矿床:外接触带剥蚀浅,岩体内剥蚀深④中低温热液矿床:离岩体远剥蚀浅,离岩体近剥蚀深⑤矿体、蚀变带矿物垂向分带⑥韧性剪切带:由脆性破裂转变为千糜岩、拉伸线理等韧性变形,剥蚀加深。⑦气液包裹体由大变小、由多变少。⑧由浅到深,成矿温度由低到高。3.2成矿构造和成矿结构面研究

3.2.1概念3.2.2构造系统类型3.2.3成矿构造和成矿结构面关系3.2.4结构面研究内容3.2.5成矿构造与控岩构造关系研究3.2.6成矿构造和区域构造关系3.2.7构建成矿结构面空间格架3.2.8成矿构造和成矿关系3.2.1概念(1)构造(2)成岩构造(3)成矿构造概念及分类(4)成矿构造成因分类(5)成矿结构面概念(6)成矿作用动力机制和成矿结构面成因(7)成矿构造和成矿结构面研究要点(1)构造:地质体或岩石形成过程中产生的,或形成之后发生变形、变位所显现的中小型形迹,如褶皱、断层、劈理、线理、节理和层理、波痕等。泛指从全球构造到超显微领域的不同尺度地质体的结构特征及其内部组分或单元的相互配置关系和形貌特征。原生构造:岩石在成岩过程中发育的构造。次生构造:岩石在成岩以后形成的各种变形变位现象。(2)成岩构造:控制地质体空间位置、形态、规模、产状及其内部结构的构造。区域控岩构造(带)勘查区(矿区)控岩构造成岩原生构造:地质体形成过程中产生的分割地质体内部结构的构造。概念:在矿田(勘查区)范围内和成矿作用密切相关,制约矿体空间位置的构造。包括:成矿构造和成矿后构造。与矿床形成及改造有关的构造,直接间接控制或影响着一个含矿区内的内生或外生矿床的发生原因、物质来源、形成环境及条件、发生和发展的过程。(陈国达)成矿构造必须是存在同一成矿系统矿化蚀变现象的构造。(3)成矿构造概念及分类①原生成矿构造:成矿地质体形成过程中受成岩原生构造应力控制成矿作用的构造,包括重力、压力、热力、流体等应力作用形成的成矿结构面。②次生成矿构造:成矿地质体成岩后,受区域应力控制成矿作用的构造。(4)成矿构造成因分类成矿构造层次结构:①矿体构造:控制矿体形态、规模、产状的构造。由单一结构面类型构成。②矿床构造:相对独立的由同一成矿作用形成的,与同一成矿地质体具有成生联系的控制矿床形成及内部组构关系的构造。③矿田构造:在矿田范围内,控制各矿床的形成、改造和空间分布的地质构造因素的总和。(5)成矿结构面概念概念:成矿作用过程中赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理化学性质不连续面,是成矿物质経过成矿作用的沉淀空间、成矿作用特征的空间体现。分类:①原生成矿结构面:原生构造形成的成矿结构面,包括岩性界面、地质体界面,重力、压力、热力、热液流体形成的结构面。

②次生成矿结构面:区域应力形成的褶皱、断裂、节理、裂隙等结构面。③物理化学条件转换结构面:温度、压力、PH、Eh值转换界面。结构面概念和分类(据李四光)

“为描述和制图的方便,各种结构要素在三度空间的方位,可以用结构面表示出来。”李四光:(地质力学概论,1999年第二版P10、11、184),李四光“关于地质构造的三重基本概念”形态分类

①分划性结构面:各种缝隙和纹理,并称划分面或联接面

②标志性结构面:只能从几何观点推定,亦称标志面或定位面。成因分类

①原始结构面:地层层面、不整合面、侵入体接触面等亦称组成面②次生结构面:褶皱轴面、断层、节理、裂隙等亦称变形面1.重力驱动2.压力驱动3.热力驱动4.流体驱动5.构造应力驱动3.2.2成矿作用动力机制与成矿结构面成因1.重力驱动成矿物质与其他成份密度差驱动並聚集成矿。(1)沉积砂矿机械分异成矿(2)岩浆不混熔重力分异成矿(3)岩浆结晶分异成矿(4)超临界流体密度差成矿成矿结构面类型:(1)沉积岩特殊岩性层(2)岩体特殊部位(3)岩性岩相界面(4)岩体底部侧伏端2.压力梯度驱动成矿物质由压力梯度驱动聚集成矿。(1)沉积物压实、水岩分离成矿(2)侵入岩体减压沸腾及增压作用成矿;成矿结构面类型:(1)沉积岩特殊岩性层(2)侵入体接触带水压裂隙、爆破角砾岩3.热力驱动成矿物质通过温度差异形成对流循环驱动集聚成矿。(1)VMS型矿床岩浆水和海水温差形成对流循环成矿(2)陸相次火山热液型矿床破火山口地表水和次火山热液温差对流成矿(3)热水沉积成矿作用中同生断裂温差对流成矿成矿结构面类型:(1)海相火山喷发管道/次火山岩体顶部接触带(2)火山机构顶部火山岩和沉积岩界面(3)热水沉积同生断裂结构面4.流体驱动以热液流体为驱动力集聚成矿。(1)次火山、浅成超浅成岩浆热液水压破裂成矿(2)酸性、高挥发份(F、B)中深成岩体W、Sn矿水压及残余富水熔体成矿成矿结构面类型:(1)次火山、浅成侵入岩顶部围岩断裂、内接触带、水压裂隙、爆破角砾岩(2)高挥发分(F、B)酸性岩体顶部W矿五层楼脉状矿体(3)内接触带水压裂隙、似伟晶岩体(4)叠加构造形成平行裂隙带5.构造应力驱动由区域应力形成的断裂、褶皱构造为动力集聚成矿。(1)断裂构造:成矿流体由挤压部位向拉张部位流动模式,减压泵吸增压断层模式。(2)褶皱构造:由向斜两侧形成成矿物质塑性流变向轴部聚集。成矿结构面类型:(1)断裂结构面(2)褶皱构造﹕向型构造轴部6.成矿构造系统结构面成因(1)沉积构造系统化学沉积成矿:岩性层重力+压力+流体热水沉积成矿:同生断裂+岩性层重力+压力+构造+热力后生热液成矿:深源断裂+岩性层重力+压力+构造+热力(2)火山构造系统压力+热力+构造+流体(3)岩浆侵入构造系统岩浆:重力+构造热液:压力+流体+热力+构造(4)断裂构造系统压力+热力+构造(5)褶皱构造系统压力+构造+热力7.成矿构造和结构面研究要点(1)确定成矿构造系统(2)成矿结构面特征及成因研究(3)

区分成矿前、成矿期、成矿后构造(4)研究成矿构造和成岩构造关系,构建勘查区成矿构造空间格架(5)研究成矿构造和区域构造关系,构建勘查区成矿构造体系3.2.3成矿构造系统及其结构面类型

1.成矿构造系统分类(1)沉积构造系统:沉积构造、沉积盆地构造(2)火山构造系统:火山构造、次火山构造、火山沉积构造(3)侵入构造系统:侵入岩体构造、侵入接触构造(4)断裂构造系统:断裂构造、裂隙构造(5)褶皱构造系统:褶皱构造、多期褶皱构造(6)复合构造系统:常见断裂构造体系和其它四种叠加产生(7)成矿后构造系统:顺矿、断矿

2.成矿构造系统结构面分类(1)沉积构造系统成岩原生构造:沉积盆地、古地理、岩性岩相复合构造:沉积同生断裂、同生隆起拗陷成岩后生构造:不整合面、氧化还原界面、地下水锋面等(2)火山构造系统成岩原生构造:火山机构及通道、岩性岩相、次火山岩体构造成岩后生构造:区域应力成矿断裂、裂隙结构面复合构造:两者共生(3)岩浆侵入构造系统成岩原生构造:侵入岩体构造、岩体接触带构造成岩后生构造:区域应力成矿断裂、裂隙结构面复合构造:两者共生(4)褶皱构造系统要素、成因、同生断裂(5)断裂构造系统力学性质分类:压、张、扭、压扭、张扭成因分类:成岩原生构造:水压裂隙、爆破角砾岩

区域应力构造:断裂、裂隙3.成矿构造系统和成矿结构面关系成矿构造系统:指成矿作用相关的成岩及成矿相关的

综合大系统。成矿结构面是指矿体赋存空间具体

界面。例如:沉积构造系统

火山构造系统

岩浆岩侵入构造系统(1)成矿前构造

①特殊岩性层

②岩性/地质体界面

③褶皱及其同生构造系统

④断裂:韧性及脆性断裂(2)成矿期构造①成矿同时性构造

②矿化蚀变构造(3)成矿后构造①改变矿体空间位置②改变矿体结构构造3.2.4区分成矿前、成矿期、成矿后构造1.成矿结构面成因研究

(1)确定构造系统类型

(2)按重力、压力、热力、热液流体、构造、复合六种成因,研究结构面成因。

(3)划分成矿结构面成因类型

原生、次生、物理化学转换。

(4)分析构造形迹特征3.2.5成矿结构面成因及特征研究(1)

沉积构造结构面特征研究

①研究要点构造岩相古地理:古海陆位置、物源方向、古地理类型、沉积相、沉积等厚度线、古水流、古生物等。盆地分析:盆地类型、盆地边缘、盆地内次级构造。成岩原生构造:岩性界面、生物礁、深湖堤、同生断裂、原生物理化学界面。成岩后生构造:不整合面、古风化壳、古岩溶、后生物理化学界面。②结构面与成矿构造关系③热液成矿作用与沉积构造结构面关系2.各类构造系统成矿结构面特征研究(2)火山构造结构面特征研究①研究要点火山岩性岩相构造,火山喷发间断;火山机构:火山通道;火山原生构造:火山原生断裂、次火山水压裂隙爆破角砾岩;成岩后生构造:叠加区域应力断裂构造。

②结构面与成矿关系

③火山构造空间格架特征(3)岩浆侵入构造结构面研究内容①研究要点侵入体构造A.岩性岩相构造;B.叠加同生断裂侵入体接触带构造

A.成岩原生构造:水压裂隙、爆破角砾岩、接触带构造、捕掳体构造、“硅钙面”构造;B.成岩后生构造:区域应力断裂构造

②结构面与成矿关系③岩浆侵入构造空间格架(4)褶皱构造结构面研究内容1)研究要点褶皱构造褶皱构造要素褶皱同生断裂构造2)结构面与成矿关系向型构造轴部(5)

断裂构造系统

1)断裂构造成因分类成矿断裂构造成因类型一览表构造系统结构面名称产状分布范围应力作用成矿关系矿化样式矿床实例沉积构造系统同生断裂地层产状突变处盆地边缘,盆地内次级构造分界区域应力砂岩铜矿/铀矿、同生热水沉积矿床层状云南六苴铜矿、内蒙大营铀矿、内蒙霍各乞铜矿后生断裂穿切/层间断层盆地内成矿断裂,盆地边部热卤水通道断裂区域应力后生非岩浆热液型矿床似层状、脉状广东凡口铅锌矿火山构造系统火山口裂隙环状、放射状火山口边缘次火山岩浆上拱应力次火山热液型矿床脉状内蒙古金厂沟梁金矿、黑龙江金厂金矿次火山岩体顶部裂隙细密网脉、似层状次火山岩体顶部接触带内外热流体水压应力次火山热液型矿床脉状、似层状、细脉浸染型、层块状、筒状山西支家地银铅锌矿、黑龙江团结沟金矿、安徽凹山铁矿爆破角砾岩脉状、筒状岩浆侵入构造系统岩浆分凝熔离同生裂隙带状、羽列超基性岩内岩相构造带区域挤压应力、岩浆重力、动力分异作用陆块区超基性岩型铬铁矿,基性岩型铜镍矿脉状、似层状、细脉浸染型、层块状吉林红旗岭镍矿、四川攀枝花钒钛磁铁矿带状基性岩侧伏端,矿浆通道浅成侵入体水压裂隙细脉网脉浅成侵入体顶部内、外接触带浅成侵入体减压沸腾水压(裂隙)应力斑岩型铜、钼、金、锡矿床,爆破角砾岩型金银矿床脉状、似层状、细脉浸染型、层块状、筒状西藏驱龙铜矿、黑龙江岔路口钼矿、吉林头道溜河金矿、山东归来庄金矿浅成侵入体爆破角砾岩体脉状、筒状中深成侵入体水压裂隙上细下粗垂直接触面中深成含F、B侵入体内、外接触带中深成侵入体等压沸腾水压(裂隙)应力高温热液型钨锡矿床外接触带脉状、内接触带细脉浸染型层块状江西大湖塘钨矿、赣南钨矿、粤北钨矿中深成侵入体爆破角砾岩体筒状、脉状侵入体接触面不规则带状侵入体接触带热液流体应力矽卡岩型矿床不规则状、脉状、似层状长江中下游矽卡岩型铁、铜矿褶皱构造系统层间破碎带、原生断裂、褶皱转折端穿层/顺层褶曲轴部、核部、转折端褶皱原生应力构成岩浆热液矿床成矿前构造似层状、脉状湖南康家湾铅锌矿、安徽桃冲铁矿、贵州铜鼓花桥金矿断裂构造系统断裂裂隙穿切各类地质体,带状二维延伸成矿地质体能量影响范围内区域应力岩浆期后脉状热液矿床脉状、透镜状、似层状山东胶东金矿、河南小秦岭金矿韧性剪切带脆性构造和韧性剪切带同位韧性剪切带脆性部位区域应力剪切带型矿床江西金山金矿蛇绿混杂岩挤压构造带带状二维延伸超基性岩片内区域应力造山带超基性岩型铬铁矿脉状西藏罗布莎铬铁矿区域断裂叠加成岩原生构造与沉积、火山、岩浆侵入、褶皱等原生构造同产状与沉积、火山、岩浆侵入、褶皱等原生构造同位区域应力叠加原生成岩应力沉积、火山、岩浆侵入、褶曲构造系统相关矿床脉状、细脉浸染状、似层状、透镜状黑龙江三道湾金矿、江西德兴铜矿、海南石碌铁矿、云南六苴铜矿2)断裂结构面研究内容①成岩原生断裂构造研究内容

A.岩性岩相界面;B.侵入体接触带构造;C.水压裂隙构造;D.爆破角砾岩体构造。②次生成矿断裂构造研究内容空间特征:形态、规模、产状;B.结构面力学性质:压、张、扭、压纽、张扭;C.运动方式;D.构造强度;E.物质成份;F.活动期次;G.应力分析。3.成矿构造特征变化规律(1)成矿构造必须是成矿同时性活动构造。(2)矿产地出现多组构造时,主矿体一般受主压结构面控制(3)压扭性构造控矿,一般延深大于延长,单体规模大, 稳定,张扭性构造控矿,一般延长大于延深, 单体规模小,变化大。(4)平面为共轭构造,垂向也形成共轭构造。(5)矿体侧伏方向和构造运动方向垂直。(6)不同应力系统构造交替活动及交叉部位形成大矿。(7)原生成岩构造和区域构造叠加才能形成大矿。(8)结构面力学性质推断运动方式; 矿田尺度小构造,一般压扭性为逆断层,张扭性为正断层(9)矿田构造组合和同期区域构造组合特征呈镜像一致性;

4.构造强度变化判别标志

由强变弱 规模大—小, 单一主干—多条平行 入字形—侧列、羽列 分支复合—分支不复合 矿体边界清晰—模糊 多期活动—单一活动 尖灭再现—尖灭侧现 构造透镜体/角砾岩—条带状构造/网脉状构造—网格状构造1.成岩构造与成矿构造关系研究(1)成岩原生构造与成矿构造关系与原生成矿构造关系与次生成矿构造关系(2)控岩构造与成矿构造关系

与原生成矿构造关系与次生成矿构造关系

继承性构造(如京武华尖金矿)

非继承性构造(如胶东金矿)3.2.5成岩构造与成矿构造关系研究(3)

构建成矿结构面空间格架①沉积层状矿床:隐伏特殊岩性界面、不整合面、平行不整合面

②火山岩型矿床:海相喷流型矿床:上层下脉火山热液型矿床:上脉下层③斑岩型矿床:侵入体顶部内外接触带

④矽卡岩型矿床:内外接触带、外接触带及层间破碎带、背型构

造核部

⑤高温热液矿床:上脉下(接触)带

⑥中低温热液矿床:常见侧伏

⑦岩浆型矿床:岩体底部、侧伏端

⑧变质型矿床:向形构造轴部、转折端

⑨韧性剪切带:上部脆性、下部脆性叠加韧性常见矿床类型的区域构造特征

不同矿床类型具有不同的区域构造背景。(1)沉积型:海相、陆相(2)热水沉积型

(3)火山型:陆相、海相火山喷流型

(4)岩浆型:岩浆期后热液型

(5)韧性剪切带型、核杂岩型3.2.6成矿构造与区域构造关系研究2.成矿构造和区域构造关系研究

(1)时间关系

(2)空间关系

(3)应力系统:同一/不同3.建立成矿/矿田构造体系(1)划分勘查区构造活动体系(2)确定单个结构面力学性质

(3)确定单个结构面运动方式(4)区别断裂构造成因(5)分析成矿构造与成岩构造关系

(6)建立勘查区应力系统空间关系

(7)分析区域构造和成岩构造关系

(8)编制矿田构造体系图1.三类结构面相互关系(1)构造界面、地质体、岩性界面、物理化学界面三者吻合,对成矿作用强度、规模影响大。(2)成矿作用机制之一是物理化学条件突变,构造界面、岩性界面、地质体界面都是物理化学转换面,只

有沉积矿产仅以物理化学转换面为主。(3)岩性、地质体界面或物理化学界面叠加构造界面对成矿最有利、最常见。(4)常见层状、似层状、层间破碎带为主的矿床,为三者重叠界面规模较大。3.2.7成矿构造和成矿关系研究2.区域构造、控岩构造、成矿构造关系(1)区域构造控制了成矿地质体和矿体。区域构造与控岩构造/成矿构造时间、空间、应力系统关系。(2)成岩成矿作用与成矿构造关系。(3)区域构造与成矿构造关系。(4)原生成矿构造与成岩原生构造/控岩构造、区域构造关系。(5)次生成矿构造与控岩构造、区域构造关系。(6)成矿构造与成矿结构面关系。3.成矿构造及结构面分类一览表成矿构造研究实例(一)沉积构造系统(二)火山构造系统(三)侵入构造系统—侵入岩体构造(四)断裂构造系统(五)褶皱构造系统(一)沉积构造系统楚雄盆地构造单元及砂岩型铜矿床分布图六苴郝家河直苴格衣乍六苴铜矿床地质平面图郝家河铜矿床地质图1.平面上,沿背斜缓倾斜翼,呈NW向、近SN向带状延伸剖面上,层状、似层状赋存于K2ml、K2mx中。六苴铜矿床浅、紫色砂岩平面变化图

矿体呈带状沿砂岩紫-浅色交互带展布六苴铜矿体剖面变化图

成岩沉积型矿床云南大姚县六苴铜矿小河—石门坎矿段六苴矿段胶结物分区示意图六苴铜矿床胶结物分带特征图

砂岩胶结物分带规律赤铁矿交代辉铜矿

辉铜矿交代斑铜矿

斑铜矿交代黄铜矿

黄铜矿交代黄铁矿

六苴铜矿床金属矿物分带图

六苴铜矿床地球化学异常模式

3.

矿物与元素

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