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1、,区域成矿学研究 一、概论 二、成矿系统及演化 三、区域成矿要素 四、中国区域成矿特征,区域成矿要素 一、重大地质事件与成矿 二、区域壳幔结构与成矿 三、区域构造与成矿 四、区域地球化学与成矿 五、区域岩浆活动与成矿 六、区域流体与成矿,五、岩浆活动（含火山）与成矿 (一) 岩浆岩类型与成矿 一定类型岩浆岩伴有一定矿种和矿床类型。 镁铁质超镁铁质岩类：Cr、Ni、Cu、 Pt、V、Ti 、金刚石、金红石等； 碱性岩类：REE、稀有、Au、P等； 酸性岩类：W、Sn、Mo、Bi等,花岗岩类型、来源及其地球动力学环境 （Barbarin,1999）,主要花岗岩类类型、它们的AFM矿物组合以及每一类
2、型中地壳及地幔物质所占比例 Bit-黑云母；K-fdmc 钾长石巨晶；Hb 角闪石；Prx 辉石；Mu 白云母；Cor 堇青石；Ca 钙质的；Na 钠质的,壳源“S”型花岗岩：W、Sn : 石英脉型、云英岩型、夕卡岩型；花岗岩型铀矿床 壳幔混源“I”型花岗岩：Cu-Fe、Au : 斑岩型、夕卡岩型、火山岩型。 幔源过硷性花岗岩: 稀有金属 案,藏 富碱碳酸岩与成矿 案 南非Palabora富碱超基性岩体，为一古老火山（2047Ma)的残留体，由碳酸岩、辉长岩、霓长岩和磷灰石白云岩组成,多期侵入。有Cu、U、P、REE、蛭石等矿产. Cu矿为南非第一，300万吨。 蛭石储量为世界第一，磷矿也是超
3、大型。幔源岩浆成矿的一个很有特色的类型。 。,Cu,P,蛭石,Phalaborwa Igneous Complex 露采坑分布,南非碱性岩有关 Cu、P、蛭石矿床,Komatiite-related Deposits 科马提岩是一种富Mg的超基性火山岩，MgO 18%，是地幔高度部分熔融的产物，矿产资源有Ni、Cu、PGE、Au等。代表性矿床有澳大利亚的 Kambalda, 其成岩成矿时代为 2700 Ma. Ni金属67万吨, 品位 2.9 % ),After Hill et al. (1990),(二)岩浆（体）的控矿作用 岩浆活动是地球物质运动的重要形式，可形成多种矿床类型, 可以成矿系
4、统观作全面分析 1. 岩浆（体）本身的成矿作用 岩浆矿床、伟晶岩矿床、岩浆热液矿床(云英岩型、夕卡岩型、斑岩型等) 岩体固结后的热液改造矿床：早期岩体中的矿质（预富集）被后期热液改造、成矿，如华南的、铀矿、萤石矿，多为脉状矿体 岩体的风化壳矿床：如花岗岩高岭土矿床、藏 超基性岩的风化壳型镍矿,2. 岩浆冷凝放热驱动周围的热液系统 S型花岗岩富含放射性元素（HHP），半衰期长，作为“热机”积累大量热能，引起大规模的热液对流，可导致绿岩型金矿、卡林型金矿等的形成。 3. 岩浆(体)改造周围已有矿床 (沉积、热水沉积矿床等) -接触热变质矿床。如赤铁矿层磁铁矿层、煤系地层石墨无烟煤。 4. 岩浆(体
5、)对早期矿床的叠加成矿(多成因矿床) 改造早期矿床的产状，新矿质的叠加，复杂的蚀变矿化分带和矿石组构，如大厂、武山等矿,岩浆分结型岩浆熔离型 矿浆贯入型 伟晶岩型 接触交代型 高温脉型 接触热变质型等,(三)岩浆岩时空结构与成矿 岩浆岩与有关矿床的时空关联是成矿预测的重要研究内容。 时间结构： 一次岩浆活动中，成矿常在晚阶段； 多次侵位的复式岩体，成矿常与晚期次岩体相关(瑶岗仙)； 多次侵位岩体常伴有大型矿床，如美国Bingham斑岩铜矿； 多次侵位通道前后一致，垂直分带为主(柿竹园) 多次侵位通道前后不一，水平分带为主 (瑶岗仙),空间结构： 火山-侵入岩体的垂向分带 玢岩铁矿模式 斑岩铜矿
6、模式 陆相火山岩中低温热液矿床(银山、浙西Au) 侵入岩体三层结构模式,广义斑岩型铜矿成矿模式,(四)岩体规模与成矿 小岩体可成大矿：经常向下有“根基”，矿质深源，典型矿床如： 金川u-Ni矿 铜厂Cu-Mo-Au矿 赣南钨矿 大岩体 ( 复式岩体、杂岩体 ) 中也有大矿，矿多在某一期次小岩体中，如骑田岭岩基的芙蓉锡矿田。 要整体观察和分析，尤其是三维立体探测，对矿床与岩体的距离也应三维分析，并注意岩体产状的变化。,The Jinchuan Ni-Cu-(PGE) sulphide deposit is formed by crystal mush (de Waal, 2004, Can. M
7、ineral.) In a convergent setting?,After Evans-Lamswood et al. (2000),THE MAGMATIC MODEL,六、区域地质流体与成矿 地质流体普遍存在，最为活跃，它是各类地球物质系统间的媒介，也是矿质活化、运移的主要介质。 地壳表层510公里为流体圈，95%为挤压带，5%为伸展带。挤压带内能量聚集与转换过程，有强的质量迁移推动力；伸展和减压带是质量迁移的终点，是矿床的富集部位。这都是在流体参与下发生的. 近年来地幔流体成矿也受到重视。 研究方法：地质观测、综合手段、微观宏观、点面兼顾、深浅沟通、洋陆兼顾、流体演化与地质过程。,构
8、造与流体的相互作用 确 流体受构造控制：驱动、输运、停积 断裂带汇水或作为屏障阻挡水流 活动断层改变地下流场，产生高压区和低压区，地震动力驱动水流，突发向地表流动 构造影响岩性，从而影响流体运动及水岩反应 流体参与构造活动 高压、超高压流体房有巨大能量，可产生水力破裂(流体压裂)和角砾岩带，并爆发式向地表运移 流体通过改变岩石力学性质影响岩石的构造特征 区域构造与含流体构造重叠地带常是成矿场所。,含矿溶液温度-盐度图解 （据张荣华，）,成矿系统发育的深度,MVT型铅锌矿床的成矿环境和流体作用,区域热水系统 80140卤水 热梯度0.1/km，向北降低 流速0.5n米/a 作用于35万km3岩石
9、上 从底砂岩中汲取Pb，从碳酸盐中汲取Zn 在流体透过性突变地段，流体混合或水/岩反应而成矿 运移400km,区域地质流体的示踪标志 期 区域蚀变带 热水沉积岩 热水角砾岩带 火成岩脉带和热液脉带 矿物充填的微裂隙带 矿物流体包裹体地化参数的区域性分布 化学元素（及同位素）的丰度变化 含矿构造的分布 矿床的区域分布：矿化类型和强度的变化,狮子山矿田垂向分带 (After the No. 321 Geological Team, 1995),（1）四套成矿流体系统及子系统构成,初步建立了四套成矿流体系统演化框架,K/Ar,燕山期火山流体系统,燕山期岩浆流体系统,沙滩脚子系统,燕山晚期中低温热液流
10、体系统,Re/Os,狮子山子系统,Ar/Ar,海西期喷流沉积流体系统,老鸦岭子系统,大通子系统,Re/Os,新桥子系统,K1,J3,P2,P1,C2,四套流体系统的时代格架,燕山期岩浆 流体系统,石榴石,石 英,方解石,560 ,150-417 ,120-361 ,海西期喷流沉积流体系统,石 英,128-344 ,重晶石,97-224 ,均一温度,7.0-10.1 （6）,-86108 （4）,10.6-15.1 （21）,-5092 （11）,12.8-17.4 （10）,-1977 （10）,11.0-21.5 （22）,-50101 （21）,d18O,dD,主要流体系统的流体性状特征,
11、氢氧同位素特征,成矿带构造演化与成矿系统的形成过程,区域构造-流体-成矿的类型 1. 伸展构造环境海底热水沉积成矿系统 古代：裂谷中 SEDEX型 Pb-Zn-Cu-S成矿系统 现代：大洋中脊热水沉积多金属成矿系统 2. 挤压构造环境岩浆热液成矿系统 碰撞造山带：W、Sn、Nb、Ta 俯冲造山带：Cu、Au、Mo,3. 走滑构造环境的热液成矿系统 绿岩带中剪切带型金成矿系统 4. 大陆盆地流体成矿系统 5. 拆离断层流体成矿系统 6. 地壳浅表中低温流体成矿系统,汇聚板块俯冲带的构造-岩浆-流体成矿模式 （据J.Kutina, 1996）,造山带中流体 1.建造水 2.同构造脉体 3.基底源变
12、质流体 4.洋壳脱水形成变质流体 5.幔源挥发份 6.岩浆流体 7.建造中卤水 8.大气降水,大陆盆地流体成矿系统,粤北地区中晚泥盆纪岩相古地理略图,红岩,马口,凡口,大宝山,粤北层控矿床成矿模式示意图 （据陈学明，1992）,粤北层控矿床成矿模式简表 （据陈学明，1992）,地壳浅表中低温流体系统与成矿 指低于150，没有年轻岩浆活动作为附加热源，在正常或略为偏高的区域热背景条件下，在孔隙-裂隙或断裂破碎带中运动的地下热水环流系统。 是正在进行水-岩反应的地球化学开放或半开放系统 是Hg、Sb、As、U 以及 Au、Pt、REE 等活化、迁移、富集的场所,在于 中 低 温 流 体 系 统 靠
13、正常或偏高的区域大地热流供应和维持； 有足够水量和一定的循环深度，因而能“集中”热量和成矿元素； 主要靠裂隙及破碎带导水，多出现在断裂交汇部位； 其形成和建立需要一个时间过程。如一个由正常区域热背景供热（60mW/m2），循环深度达4 km，发育在裂隙岩体中的地热流系统，约需10万年时间才能建立完成。,中低温对流型地热系统经典模式 （据汪集旸，1996）,中国地热系统分布图（据汪集旸，1996）,流体成矿研究问题 1. 地质流体类型很多，只有一部分能形成矿床，要识别具有成矿潜力的流体系统，矿物流体包体和蚀变岩研究仍是重要手段。 3. 流体的出溶作用（沸腾）、浓缩作用、混合作用，是导至矿质沉淀、富集成矿的机理。 5. 地幔流体是以CO2 H2O为主的超临界流体，常伴随幔源岩浆活动，多形成高中温热液矿床。6. 地壳中流体大规模运移、不同构造环境流体的演化、水岩相互作用,谢谢！,