2025年区域成矿学(专升本)地质大学期末开卷考试题库及答案

2025年区域成矿学(专升本)地质大学期末开卷考试题库及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1.区域成矿系统：指在特定地质历史时期和构造单元内，由成矿物质来源、运移通道、聚集场所及成矿能量供给构成的动态开放体系，包含成矿作用的物质流、能量流和信息流，是区域成矿规律的核心研究对象。2.构造-岩浆成矿带：受区域构造-岩浆活动控制，具有相似成矿背景、成矿时代和矿床组合的带状分布区域，其边界通常由深大断裂或构造单元分界限定，如中国长江中下游构造-岩浆成矿带。3.成矿系列：在一定地质构造单元和演化阶段中，与同一成矿作用或成矿系统相关联的不同类型、不同矿种矿床的自然组合，例如与中酸性岩浆侵入活动相关的“斑岩型铜矿-矽卡岩型铁矿-热液型铅锌矿”成矿系列。4.矿集区：矿产资源高度集中分布的区域，通常具有多期次成矿叠加、多种矿床类型共生的特征，如胶东金矿集区（金资源量超5000吨）、云南个旧锡矿集区（锡资源量占全国40%以上）。5.成矿事件：在地质历史中相对短暂（百万年级）但成矿强度显著的时期，表现为大规模成矿物质聚集，如中国中生代（180-100Ma）是东部金属成矿的主事件期，形成了全国70%以上的铜、钼、金矿床。二、简答题（每题10分，共50分）1.简述区域成矿规律研究的主要内容。区域成矿规律研究聚焦“时-空-源-控”四要素：①时间规律：分析成矿作用的时代分布，确定主成矿期及其与构造-岩浆事件的耦合关系（如华南加里东期与钨锡初始富集、燕山期与大规模成矿）；②空间规律：揭示矿床在区域构造单元中的定位特征（如断裂交汇带、褶皱核部），划分成矿带、矿集区；③物质来源：通过同位素（Sr-Nd-Pb）、微量元素示踪成矿物质（壳源、幔源或混合源），如长江中下游铁矿的成矿流体具壳幔混合特征；④控制因素：总结构造（断裂、褶皱）、岩浆（岩性、侵位深度）、地层（含矿层位）对成矿的控制作用，如胶东金矿受NE向郯庐断裂带次级构造控制。2.构造活动对区域成矿的控制作用主要体现在哪些方面？构造活动是区域成矿的核心控制因素，具体表现为：①构造格架控制成矿单元划分，深大断裂（如康滇地轴东缘断裂）作为成矿带边界，控制矿集区空间展布；②构造阶段控制成矿时代，伸展构造环境（如裂谷）利于幔源金属（铜镍）聚集，挤压环境（造山带）促进壳源金属（金、钨）富集；③构造样式控制矿床定位，断裂破碎带（如焦家式金矿）提供矿液运移通道，背斜核部（如大冶铁矿）为矿质沉淀场所；④构造演化影响成矿叠加，多期次构造活动（如秦岭造山带经历加里东、海西、印支期构造事件）导致矿床多阶段富集（如东秦岭钼矿具180Ma、140Ma两期成矿）。3.成矿系列划分的主要依据有哪些？举例说明。成矿系列划分需结合“成矿作用-地质背景-矿床组合”三要素：①成矿作用类型，如岩浆分异型（金川铜镍矿）、热液充填型（石英脉型金矿）、沉积改造型（滇黔铅锌矿）；②地质背景，包括构造环境（造山带、克拉通边缘）、岩浆岩类型（花岗岩、基性岩）、地层时代（元古宙、古生代）；③矿床组合特征，同一成矿系列内矿床具成因联系，如与燕山期花岗岩有关的南岭钨锡成矿系列，包含斑岩型（江西大吉山）、云英岩型（湖南瑶岗仙）、石英脉型（广东锯板坑）等矿床类型，均与S型花岗岩浆分异演化相关。4.区域地球化学异常的分析对成矿预测有何意义？需关注哪些关键参数？区域地球化学异常是成矿作用的直接地球化学响应，意义体现在：①圈定成矿远景区，高背景区（如元素丰度值＞克拉克值5倍）指示成矿母岩或矿源层；②判别异常源，通过元素组合（如Cu-Pb-Zn指示热液矿化，Cr-Ni指示基性-超基性岩）判断成矿类型；③指示矿化强度，异常规模（面积＞100km²）、强度（浓集中心值＞背景值10倍）与矿床规模正相关（如胶东金矿集区Au异常面积超3000km²，对应超大型矿床）。关键参数包括：元素含量（均值、最大值）、衬度（异常值/背景值）、分带性（前缘元素As-Sb，尾晕元素Bi-Mo）、共生组合（如Au-As-Sb指示金矿，W-Sn-Bi指示钨矿）。5.古构造环境对区域成矿的控制可通过哪些地质记录识别？古构造环境的识别需综合多类地质记录：①构造岩相学，如蛇绿岩套（洋壳残片）指示古洋盆存在（如西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带），磨拉石建造（粗碎屑岩）反映造山后伸展环境；②岩浆岩地球化学，岛弧环境火山岩具低Nb/Ta比（＜10）、高LREE/HREE比（＞10），而板内玄武岩Nb/Ta比接近地幔值（17±2）；③古地磁数据，通过岩石剩磁方向恢复古纬度，判断地块漂移轨迹（如华南地块二叠纪古纬度为5°N，指示热带沉积环境，利于铝土矿形成）；④沉积相分析，深水浊积岩（复理石）指示被动大陆边缘，浅水碳酸盐岩（礁灰岩）指示稳定台地环境（如贵州晴隆锑矿赋存于中三叠世台地边缘相）。三、论述题（每题15分，共30分）1.试论述区域成矿系统的构成要素及其相互作用。区域成矿系统由物质、能量、流体、空间、时间五大要素构成，各要素动态耦合驱动成矿作用：（1）物质要素：包括成矿物质（金属元素、挥发分）和矿源层（如含矿地层、岩浆岩）。例如，长江中下游成矿带的成矿物质来自下地壳（Nd同位素εNd(t)=-10~-5）和地幔（部分玄武岩提供Fe、Cu），矿源层为三叠纪碳酸盐岩（提供Ca、Mg，促进矽卡岩形成）。（2）能量要素：主要来自构造活动（地壳增厚/减薄产生的热能）、岩浆活动（岩浆结晶释放的潜热）和放射性衰变（U、Th衰变产热）。如胶东金矿成矿期（120Ma）华北克拉通破坏导致软流圈上涌，提供巨量热能，驱动岩石圈重熔和流体循环。（3）流体要素：是成矿元素迁移的载体，包括岩浆水（初始流体）、大气降水（下渗加热）、变质水（岩石脱水）。流体性质（温度、pH、Eh）控制元素迁移形式（如Au以Au(HS)₂⁻络合物迁移）和沉淀机制（如温度降低、pH升高导致Au还原沉淀）。（4）空间要素：指成矿作用发生的构造-岩石空间，包括导矿构造（深大断裂）、容矿构造（断裂破碎带、层间剥离带）和赋矿岩石（如矽卡岩、蚀变花岗岩）。例如，云南个旧锡矿的容矿空间为燕山期花岗岩与三叠纪灰岩接触带的矽卡岩，导矿构造为NW向个旧断裂。（5）时间要素：成矿系统具阶段性，早期为矿源层形成（如元古宙基底富集Sn），中期为构造-岩浆活动驱动流体活化（燕山期花岗岩侵入），晚期为矿质沉淀（130-100Ma）。各要素在时间上的匹配是成矿关键，如华南W-Sn矿集区的成矿峰期（160-140Ma）与古太平洋板块俯冲引发的岩浆活动高峰期严格对应。2.以中国东部中生代成矿为例，分析构造体制转换对区域成矿的控制作用。中国东部中生代（250-65Ma）经历了古亚洲洋闭合（早中生代）、古太平洋板块俯冲（中-晚侏罗世）、岩石圈伸展（早白垩世）的构造体制转换，显著控制了成矿作用的时空分布：（1）早中生代（250-200Ma）：古亚洲洋闭合阶段，华北与华南板块碰撞，构造环境以挤压为主，形成与碰撞造山相关的矿床，如小秦岭金矿（220-200Ma），受碰撞期韧性剪切带控制，成矿物质来自太古宙绿岩带。（2）中-晚侏罗世（200-145Ma）：古太平洋板块向NW俯冲，岩石圈增厚，引发壳幔相互作用，形成与高Sr/Y花岗岩相关的矿床。如长江中下游成矿带的宁芜盆地，150-135Ma的高钾钙碱性火山-侵入岩（闪长岩）控制了玢岩型铁矿（如梅山铁矿），成矿流体具壳幔混合特征（δ¹⁸O=6-9‰）。（3）早白垩世（145-100Ma）：岩石圈伸展减薄（华北克拉通破坏），软流圈上涌，形成大规模中酸性岩浆活动（A型花岗岩、火山岩）和伸展构造（断陷盆地、拆离断层）。此阶段是东部成矿的高峰期，形成：①与伸展背景下幔源岩浆有关的铜钼矿（如江西德兴斑岩铜矿，170-150Ma）；②与壳源花岗岩有关的钨锡矿（如南岭大吉山钨矿，160-140Ma）；③与构造破碎带有关的金矿（如胶东焦家金矿，120-100Ma），其成矿流体为大气降水与岩浆水的混合（δD=-80~-60‰）。（4）晚白垩世（100-65Ma）：构造活动减弱，以断陷盆地沉积为主，形成砂岩型铀矿（如松辽盆地）和膏盐矿床，金属成矿作用显著减弱。综上，构造体制转换通过控制岩浆活动类型（挤压期高Sr/Y岩、伸展期A型花岗岩）、流体来源（碰撞期变质水、伸展期大气降水）和构造空间（挤压期韧性剪切带、伸展期正断层），最终决定了东部中生代成矿的“北金、南钨、中铜”的分带特征（如北部胶东金矿、南部南岭钨矿、中部长江中下游铜矿）。四、案例分析题（25分）以“胶东金矿集区”为例，运用区域成矿学理论分析其成矿背景、控矿因素及找矿标志。成矿背景：胶东金矿集区位于华北克拉通东部，是全球第三大金成矿省（资源量＞5000吨）。其成矿背景与中生代华北克拉通破坏密切相关：①构造背景：早白垩世（130-100Ma）克拉通岩石圈减薄（厚度由200km减至80km），软流圈上涌，引发壳幔相互作用；②岩浆活动：伴随大规模中酸性岩浆侵入（如玲珑花岗岩、郭家岭花岗岩），提供热动力和部分成矿物质；③地层基础：太古宙胶东群（TTG岩系）和元古宙粉子山群（含碳泥质岩）作为矿源层，Au丰度（1-5ppb）高于地壳克拉克值（0.8ppb），为成矿提供物质基础。控矿因素：①构造控制：NNE向郯庐断裂带的次级断裂（如焦家断裂、招平断裂）作为导矿构造，其下盘的主断层面下100-300m的破碎带（如焦家式金矿）为容矿空间；②岩浆控制：郭家岭花岗岩（130Ma）为成矿提供热源（岩体接触带温度＞300℃）和部分流体（δ¹⁸O=7-9‰，具岩浆水特征），其钾长石化（K交代）促进围岩中Au活化；③流体控制：成矿流体为岩浆水与大气降水的混合（δD=-80~-60‰），中温（200-350℃）、低盐度（5-15wt%NaCl），pH=5-6，Eh=-0.3~-0.5V，利于Au以Au(HS)₂⁻形式迁移，当流体与碳酸盐岩（提供Ca²⁺）反应时，pH升高导致Au还原沉淀。找矿标志：①构造标志：NNE向断裂带的舒缓波状段、断裂交汇区（如焦家断裂与望儿山断裂交汇带）；②岩性标志：花岗岩与变质岩接触带（如玲珑花岗岩与胶东