成矿分析方法[1]课件.ppt

1、2022-10-29成矿分析方法1成矿分析方法成矿分析方法成矿分析方法1目 录 前 言上篇 区域成矿构造分析第一章 矿床形成的地球动力学环境;第二章 成矿区带分析;第三章成矿系列;第四章 矿田类型中篇 矿田构造解析第五章矿田褶皱构造分析第六章 矿田断裂构造分析第七章 韧性剪切带控矿作用分析第八章 火山-次火山构造的控矿作用第九章 侵入体构造的控矿作用第十章 层状矿床的构造控制第十一章 构造控矿规律下篇 矿田构造分析方法第十二章 矿田构造分析中的地球物理方法第十三章 矿田构造分析中的地球化学方法第十四章 遥感技术在矿田构造分析中的应用第十五章 成矿构造应力场和能量场分析结束语成矿分析方法1成矿构

2、造分析方法成矿分析方法1前 言 一.成矿构造的概念 二.成矿构造的研究对象 三.成矿构造的研究内容 四.成矿构造的研究方法成矿分析方法1一.成矿构造的有关概念矿田、矿床、矿带、矿体矿田、矿床、矿带、矿体矿脉、矿田构造、成矿构矿脉、矿田构造、成矿构造、控矿构造造、控矿构造成矿分析方法1二.成矿构造的研究对象成矿分析方法1三.成矿构造的研究内容 1.(矿田范围内的)构造 2.矿田矿床矿体矿脉的构造控制因素 1)什么构造控制 2)怎么控制 3.构造控矿规律成矿分析方法1四.成矿构造的研究方法1.构造解析法2.地球化学方法3.地球物理方法4.遥感方法5.构造应力场和能量场成矿分析方法1第一章矿床形成的

3、地球动力学环境成矿分析方法1威尔逊旋回 Wilson(1968)提出了洋盆生命旋回的概念。该概念简称为威尔逊旋回。它起始于一个大陆内的裂谷，生长成为一个大洋，然后缩小，并最终完全关闭。旋回中的每个阶段代表一个特征的构造环境，并伴有特色类型的火成活动、变形、变质作用、沉积作用和成矿作用。收缩和关闭阶段以造山环境为代表。成矿分析方法1威尔逊旋回 威尔逊旋回由下列6个阶段组成，(1)雏形阶阶段:大陆裂谷(例如，非洲裂谷);(2)年青阶段:陆间裂谷(红海);(3)成熟阶段:大洋裂谷(大西洋);(4)沉降阶段:(太平洋);(5)晚期阶段(地中海);(6)残痕(喜马拉雅山)。成矿分析方法1地壳、岩石圈与软

4、流圈地壳、岩石圈与软流圈成矿分析方法1板块及其运动方向成矿分析方法1海底扩张引起板块运动成矿分析方法1大洋中脊与海沟的分布成矿分析方法1 转转换换断断层层的的三三种种类类型型成矿分析方法1会聚板块边缘的两种类型成矿分析方法1板块边缘类型成矿分析方法1三种会聚板块边缘菲律宾：两个大洋板块的会聚南美：大陆与大洋板块的会聚喜马拉亚：两个大陆板块的会聚成矿分析方法1脊脊转换断层的板块运动成矿分析方法1板块板块1 1相对板块相对板块2 2的运动的运动 1.由围绕一条虚拟轴旋转来描述 2.洋脊段在经线上通过该轴极点 3.转换断层在相对该轴的纬线上 4.扩张量和扩张速率在赤道上最大，在极点处为零成矿分析方法

5、1火山弧和造山作用成矿分析方法1离散边界演化史成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1二、地幔柱有关的矿床 3.矿床类型 1)与花岗岩和过碱性花岗岩有关锡矿和铀矿；2)与碳酸盐、碱性杂岩和超基性岩有关的磷灰石、磁铁矿、蛭石、烧绿石矿 3)与镁铁质、超镁铁质杂岩有关的铬、镍、钴、铂族元素、钒、钛、磁铁矿矿床.成矿分析方法1成矿分析方法1三、地幔柱有关矿床的鉴别 1、构造:高地(热穹隆)、变质核杂岩、裂陷.2、岩浆岩:大陆溢流玄武岩(高原玄武岩)和 延伸数千千米的火山链;完整的环形构造和活动(流纹岩,玄武岩,粗面

6、岩,过碱性花岗岩,过铝花岗岩),非造山花岗岩;层状镁铁质杂岩(南非布什维尔德岩,加拿大安大略省萨德伯里杂岩;斜长岩碳酸岩和碱性岩.3、变质作用-超变质作用 4、其他:异常高热流区;柱状低速异常;上地幔突起;环状重力、航磁异常;大型环状构造.成矿分析方法1第二节 大陆裂谷有关的矿床成矿分析方法1一、大陆裂谷的类型 1、与热点有关的裂谷和 2、坳拉谷 3、碰撞诱发裂谷成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床成矿分析方法1成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 1、与碳酸岩有关的矿床：烧绿石；磷灰石、蛭石；士菱锶矿；成矿分析方法1 与碳酸岩有关的矿床 一类主要由碳酸盐矿物组成的火成岩。矿物成分复杂，已发现18

7、0多种，其中最常见的方解石、白云石、菱镁矿等碳酸盐矿物约占80，其次为碱性长石、辉石、黑云母、磷灰石、橄榄石等。常见有某种独特的矿物共生关系：高温矿物（钙钛矿、独居石）与低温矿物（重晶石、天青石等）共生。硅质矿物与硅不饱和矿物共生（如石英-橄榄石、石英-霞石等）。主要类型有黑云碳酸岩、方解石碳酸岩、白云石碳酸岩等。在成因和空间上，常与超基性-碱性岩系列的岩石关系密切，组成超基性-碱性-碳酸岩杂岩体。碳酸岩多分布在杂岩体的中心，呈岩筒状或放射状岩脉产出。在区域上，这类杂岩主要分布在地壳构造运动稳定的地区，沿深大断裂带分布。其成因有多种观点：由超基性岩浆分异形成；由富含CO2的热液交代超基性、碱性

8、岩石形成；由石灰岩经花岗岩化而来；是碱性-超基性岩进一步霓石化、霞石化的结果。中国碳酸岩有火山沉积成因和岩浆贯入成因两种类型。成矿分析方法1 与碳酸岩有关的矿床 岩石呈浅灰至灰白色；粒状结构，细至粗粒，有岩石呈浅灰至灰白色；粒状结构，细至粗粒，有时呈巨晶结构；常为块状构造，有时见原生条带、时呈巨晶结构；常为块状构造，有时见原生条带、球粒和球体构造。化学成分特殊球粒和球体构造。化学成分特殊,与一般硅酸盐岩与一般硅酸盐岩浆岩相比浆岩相比,富富CaO及及CO2，贫，贫SiO2及及Al2O3；与沉；与沉积积碳酸盐岩碳酸盐岩相比相比,富富SiO2及及Fe、Mg、Al、Ti、P等的氧化物等的氧化物,而而C

9、aO及及CO2较低。主要组成矿物为较低。主要组成矿物为方解石方解石、白云石白云石及铁白云石，偶尔见及铁白云石，偶尔见菱铁矿菱铁矿。此。此外外,还富含多种（还富含多种（180种左右）次要矿物和副矿物，种左右）次要矿物和副矿物，如辉石类、如辉石类、金云母金云母、磷灰石磷灰石、天青石天青石、铈族稀土、铈族稀土氟碳酸盐矿物、氟碳酸盐矿物、磁铁矿磁铁矿、铌钽矿物、铀钍矿物、铌钽矿物、铀钍矿物、萤石萤石、碳硅石等。、碳硅石等。成矿分析方法1 与碳酸岩有关的矿床 一般根据所含碳酸盐矿物分为：方解石碳酸岩、白云石碳酸岩、铁白云石碳酸岩和菱铁矿碳酸岩等。碳酸岩主要呈中心型侵入杂岩体产出，产状有中心岩株体、环状、

10、锥状及放射状岩墙、岩床、岩流及岩被等。已知中心岩株由顶到底达 1万米。碳酸岩常发生强烈分离结晶作用、熔离作用和碱交代作用。碳酸岩的分布与深断裂有关，主要产于古老地台边缘断裂系及褶皱带内中间地块断裂带。空间上它经常与碱性岩超基性杂岩体或金金伯利岩伯利岩共生。除南极洲外，所有大陆都有碳酸岩的分布。成矿分析方法1 与碳酸岩有关的矿床 成因说法不同，有下列几种：超基性岩浆衍生的碳酸盐岩浆结晶生成;碱超基性岩浆岩浆分离出的富CO2热液交代碱性岩或超超基性岩基性岩生成;富CO2的含矿热液充填围岩裂隙形成。碳酸岩伴生的矿产种类多,这是它与其他岩浆岩的重要区别。主要矿产有铈族稀土稀土、铌铌、铀铀(钍钍)、铁铁

11、、钛钛、磷磷、铜铜、铅铅、锌锌、蛭石蛭石、萤石及碳酸盐原料等。成矿分析方法1成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 2、与碱性杂岩有关的矿床：贝加尔裂谷和奥斯陆地堑的磷灰石和钛铁矿成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床3、金刚石和金伯利岩成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 3、金刚石和金伯利岩成矿分析方法1成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 3、金刚石和金伯利岩 金伯利岩（kimberlite）是一种偏碱性的超基性岩。是具斑状结构和（或）角砾状构造的云母橄榄岩。因1887年发现于非洲金伯利（Kimberley）而得名。旧称角砾云母橄榄岩。多呈黑、暗绿、灰等色。中国山东、辽宁、河北均有产出，呈岩脉状和火

12、山喉管相等浅成岩体。其时代，以白垩纪为主。金伯利岩为包括火山角砾岩（或凝灰岩）到浅成侵入岩的一套岩石。常见类型有凝灰质金伯利岩、角砾状金伯利岩及斑状金伯利岩等。金伯利岩主要分布在地壳构造运动的稳定地区，多呈岩筒、岩床、岩墙产出。与之有关的矿产主要为金刚石，是金刚石的母岩。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床3、金刚石和金伯利岩的矿物成分金伯利岩矿物成分复杂，一般可分3种类型：原生矿物，如橄榄石、金云母、镁铝榴石、钛铁矿、磷灰石、金红石、金刚石等。来自上地幔、地壳深处其他岩石或捕虏体的矿物，如石榴二辉橄榄岩和榴辉岩的橄榄石、斜方辉石、铬尖晶石、磁铁矿等，以及围岩包裹体中的白云石、方解石、榍石、电气

13、石等。蚀变次生矿物，如蛇纹石、磁铁矿、黄铁矿、黑云母、绿泥石和碳酸盐矿物等。其中镁铝榴石是重要的特征矿物，也是寻找金刚石的指示矿物。矿物颗粒的边部常次生变化为绿泥石、黑云母、蛇纹石、方解石、阴起石、水云母及铁的氧化物。当完全被铁的氧化物及蛇纹石等矿物交代后，则变成黑色球粒，习惯上称作黑豆。镁铝榴石具有特殊的二光性。即在人工透射光下呈红色 ，日光下呈绿色。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 3、金刚石和金伯利岩的结构构造 金伯利岩常具斑状结构、细粒结构和火山碎屑结构。块状构造和角砾状构造。呈斑状结构的，斑晶主要为橄榄石和金云母，橄榄石呈浑圆状并普遍受到强烈的蛇纹石化和碳酸盐化蚀变；基质呈显微斑状

14、结构，由橄榄石、金云母、铬铁矿、钛铁矿、钙钛矿、磷灰石等组成。呈角砾状构造的,角砾成分复杂,有来自上地幔的碎块，也有来自浅部围岩的碎块。大量角砾的存在反映了金伯利岩岩浆具有爆发作用的特征。此外，在中国和世界某些金伯利岩岩筒中，普遍含金伯利岩岩球，俗称“凤凰蛋”，从樱桃到鸡蛋大小，是原生金刚石矿床的找矿标志之一。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床3、金刚石和金伯利岩化学成分金伯利岩有以下特点：属硅酸不饱和岩石，与平均成分相比，SiO2偏低(35)，K2ONa2O，Al2O3(K2O+Na2O)。MgO/SiO2近于1,当岩石强烈碳酸盐化时,MgO被CaO替代，使(MgO+CaO)含量与SiO2近

15、于相等。富含H2O及CO2,导致岩石强烈蚀变。在岩浆后期，K2O参与形成金云母。在微量元素方面，含一般超基性岩所共有的以Cr、Ni、Co为主的相容元素和含Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等为主的不相容元素REE主要含在钙钛矿和磷灰石中。金伯利岩以LREE很富集的简单线形REE配分型式和La/Yb比值大部分为80200为特征,比大多数其他幔源镁铁质、超镁铁质岩浆岩高，这一特征反映了金伯利岩母岩浆的特征。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床3、金刚石和金伯利岩产状和时代产状和时代 金伯利岩常呈岩筒、岩墙产出。有经济价值的原生金刚石矿床产于岩筒中。岩筒的面积一般不足1万平方米，少数

16、达1平方公里，最大的未超过2 平方公里，常成群出现，著名的南非金伯利岩就是由十多个著名的岩筒组成的岩筒群。金伯利岩岩墙厚度小，一般小于2米,但长度大，最长达65公里，成群出现则构成岩墙群，少数呈环状岩墙。金伯利岩岩床、金伯利岩火山口、火山口湖以及火山沉积是少见的。金伯利岩形成的地质时代:就世界范围看,主要形成于晚期，但在一个相当规模的金伯利岩带或区域往往是多时代的。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床3、金刚石和金伯利岩成因 金伯利岩成因仍在探索中通过橄榄岩CO2-H2O系统的高压高温实验研究，金伯利岩岩浆被认为是在富 CO2条件下由金云母、菱镁矿、石榴二辉橄榄岩组成的碳化橄榄岩地幔在40501

17、0(帕和 10001300的温压条件下的似低共熔作用产生的。并提出了来自地幔深部的以 C-H-O为主的还原蒸汽的释放和渗透的底辟模式,使得在260公里上下深度的大陆地盾地温线切割了橄榄岩-CO2-H2O系统的固相线,从而发生了部分熔融和熔融底辟体的绝热上升。由更深部位快速上升的金伯利岩岩浆可能形成携带金刚石的金伯利岩。对存在 C-O-H流体的地幔橄榄岩的熔化条件(P.T.fO2)已开展研究,这将有助于大陆下的地幔的金伯利岩岩浆和金刚石成因的认识。从微量元素地球化学方面看,金伯利岩的高La/Yb比值，主要受高La/Yb比值的基质磷灰石约束,并主要反映了其源区的这项比值。还发现，在某些石榴二辉橄榄

18、岩包体中存在交代型钛酸盐矿物和钾碱镁闪石。许多地球化学家认为金伯利岩与高度富集不相容元素的交代地幔源区的低程度部分熔融有关。普遍认为，形成金伯利岩并富含金刚石的最有利的大地构造环境，是具有古老大陆克拉通地壳和其后长期有稳定盖层的地域。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床3、金刚石和金伯利岩成矿关系 不是所有的金伯利岩都含金刚石，含金刚石较富的金伯利岩岩体已知为数不多。尚未解决的一个问题是金刚石是由富 CO2 金伯利岩的金伯利岩岩浆直接晶出的还是混入金伯利岩中的上地幔捕虏晶，还是两种情况都存在。已知上地幔石榴二辉橄榄岩和榴辉岩中赋存有金刚石。虽然尚有不同的看法，但人们对含金刚石的贫与富常有以下经验

19、性或统计的规律：具火山碎屑结构的金伯利岩，若富含镁铝榴石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩等上地幔包体或其矿物包体，则金刚石富且质量好,含地壳围岩碎屑多的,则较贫。具斑状结构的金伯利岩含金刚石较富，呈显微斑状结构的较贫。富含橄榄石且颗粒粗大的金伯利岩,含金刚石富,而富含金云母的金伯利岩,含金刚石贫。橄榄石含Mg和Cr越高,含金刚石也越富,铬铁矿含量高和铬铁矿中Cr/(Cr+Al)90，金刚石含量高，富Cr贫Al的透辉石(Cr2O31.2)含量较多以及镁铝榴石含Cr高(Cr2O32.5)，金刚石含量也高。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 3、金刚石和金伯利岩成矿关系 金刚石成因的实验研究表明，在上

20、地幔中当存在C-O-H系统的气体时，仅有压力和温度两个约束条件,不足以限定金刚石的成核和生长,金刚石的稳定性还受到fO2的控制，而且只有强还原环境在升高的温度下与一定的fO2范围相吻合才能使金刚石保持稳定哈格特(Hag-gerty)模式。这个模式包含一个潜大陆克拉通岩石圈，其周侧与活动带分界。岩石圈底面与其下的软流圈顶面的界面呈凹形，等温线的分布与这种界面同形，岩石圈底面温度近 1300。金刚石-转化曲线则呈凸形。由上述凹面凸面所限定的地域内有丰富的碳源且压力、温度和fO2条件符合金刚石的形成和稳定,而金伯利岩岩浆的源区则在更深的，约 260公里以下的软流圈中。在这个模式上属于中央位置的金伯利

21、岩火山机构将产生标准的、年龄大大老于金伯利岩的岩石圈大金刚石组合和石榴二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄榄岩及其组成矿物的包体组合。这种包体组合是指示寄主金伯利岩含或不含金刚石以及最好质量的标志之一。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 4、与基性、超基性岩有关的铬、镍、钴、铂、铜矿床（津巴布韦大岩墙：长480公里、宽6公里；布什维尔德杂岩：6.6万平方公里，厚8公里；南非）成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 5、斑岩钼矿和斑岩铜钼矿床（右图：奥斯陆地堑中的斑岩钼矿）成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 在Keweenawan裂谷内的安大略省有4个浸染状斑岩型铜钼矿床成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床

22、6、层控铜矿：包括非洲大西洋边缘盆地中的铜矿和北欧的含铜页岩以及赞比亚和扎伊尔的层状铜钴矿床以及层状贱金属矿床、蒸发岩矿床、砂岩型铀矿。成矿分析方法1二、大陆裂谷中的矿床 7、与中酸性侵入作用有关的脉状金属矿床以及与中酸性火山次火山作用有关的浅成低温热液矿床。成矿分析方法1成矿分析方法1第三节 被动大陆边缘盆地中的矿床 1、蒸发岩成矿分析方法1被动大路边缘盆地中的矿床 2、磷块岩成矿分析方法1被动大路边缘盆地中的矿床 3、鲕褐铁矿和条带状铁建造成矿分析方法1被动大路边缘盆地中的矿床 4、砂矿成矿分析方法1被动大路边缘盆地中的矿床 5、碳酸岩盐中的铅锌矿成矿分析方法1成矿分析方法1被动大路边缘盆

23、地中的矿床 6、元古代盆地中的不整合脉型铀矿成矿分析方法1四、大洋环境中的矿床成矿分析方法1第四节 大洋环境中的矿床 1、锰结核成矿分析方法1成矿分析方法1 2、塞浦路斯型块状硫化物矿床大洋环境中的矿床成矿分析方法1成矿分析方法1大洋环境中的矿床 3、热液锰矿成矿分析方法1大洋环境中的矿床 4、豆荚状铬铁矿成矿分析方法1大洋环境中的矿床 5、基性和超基性 岩中的Ni,Fe,Ti,Au,Pt矿成矿分析方法1第五节 岛弧环境的矿床成矿分析方法1岛弧环境的矿床 1、黑矿成矿分析方法1岛弧环境的矿床 2、别子型块状硫化物矿床成矿分析方法1岛弧环境的矿床成矿分析方法1岛弧环境的矿床 3、热液脉型金矿 4

24、、锑矿和汞矿成矿分析方法1岛弧环境的矿床 5、锡矿和钨矿成矿分析方法1岛弧环境的矿床 6、斑岩铜矿成矿分析方法1第六节 大陆岩浆弧环境的矿床成矿分析方法1大陆岩浆弧环境的矿床 1、斑岩铜矿和斑岩钼矿成矿分析方法1大陆岩浆弧环境的矿床 2、锡和钨矿成矿分析方法1大陆岩浆弧环境的矿床 3、金矿成矿分析方法1第七节 碰撞造山环境中的矿床成矿分析方法1碰撞造山环境成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1成矿分析方法1钨矿形成于两个阶段钨矿形成于两个阶段：早期阶段早期阶段:135-125 Ma晚期阶段晚期

25、阶段:115-105 Ma:115-105 Ma 钨矿分布：钨矿分布：西部：西部：伊利莫夫卡、锡涅戈尔斯；伊利莫夫卡、锡涅戈尔斯；东南部：东南部：奥莉加区和格拉斯科夫区；奥莉加区和格拉斯科夫区；中部：中部：沿锡霍特中央断裂延伸沿锡霍特中央断裂延伸 成矿分析方法1100-90Ma 期间:形成与锂-氟花 岗岩有关的深成云英岩型锡 矿.锡矿由构成。云英岩矿床 的典型特点是在矿石中同时 存在锡石和含钨 矿物.75-85Ma 期间在东部锡-多金属 脉状矿床，与安山岩-二长闪 长岩-花岗闪长岩有关。含锡 矿物是锡石和黄锡矿。70-60Ma 形成锡石-硅酸盐型脉 状锡矿矿石为锡-多金属矿石,矿床与超-钾流纹岩关系密切65 Ma 形成锡-斑岩矿床上。位于火山岩颈。属于浸染型 的锡石、硫化物（方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等）。60-50 Ma:2022-10-29成矿分析方法1