成礦分析方法

1、 成礦構(gòu)造 分 析 方 法 目 錄 前 言上篇 區(qū)域成礦構(gòu)造分析第一章 礦床形成的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境;第二章 成礦區(qū)帶分析;第三章成礦系列;第四章 礦田類型中篇 礦田構(gòu)造解析第五章礦田褶皺構(gòu)造分析第六章 礦田斷裂構(gòu)造分析第七章 韌性剪切帶控礦作用分析第八章 火山-次火山構(gòu)造的控礦作用第九章 侵入體構(gòu)造的控礦作用第十章 層狀礦床的構(gòu)造控制第十一章 構(gòu)造控礦規(guī)律下篇 礦田構(gòu)造分析方法第十二章 礦田構(gòu)造分析中的地球物理方法第十三章 礦田構(gòu)造分析中的地球化學(xué)方法第十四章 遙感技術(shù)在礦田構(gòu)造分析中的應(yīng)用第十五章 成礦構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和能量場(chǎng)分析結(jié)束語(yǔ)成礦構(gòu)造分析方法前 言 一.成礦構(gòu)造的概念 二.成礦構(gòu)造的研究對(duì)

2、象 三.成礦構(gòu)造的研究?jī)?nèi)容 四.成礦構(gòu)造的研究方法一.成礦構(gòu)造的有關(guān)概念礦田、礦床、礦帶、礦體礦田、礦床、礦帶、礦體礦脈、礦田構(gòu)造、成礦構(gòu)礦脈、礦田構(gòu)造、成礦構(gòu)造、控礦構(gòu)造造、控礦構(gòu)造二.成礦構(gòu)造的研究對(duì)象三.成礦構(gòu)造的研究?jī)?nèi)容 1.(礦田范圍內(nèi)的)構(gòu)造 2.礦田礦床礦體礦脈的構(gòu)造控制因素 1)什么構(gòu)造控制 2)怎么控制 3.構(gòu)造控礦規(guī)律四.成礦構(gòu)造的研究方法1.構(gòu)造解析法2.地球化學(xué)方法3.地球物理方法4.遙感方法5.構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和能量場(chǎng)第一章礦床形成的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境威爾遜旋回 Wilson(1968)提出了洋盆生命旋回的概念。該概念簡(jiǎn)稱為威爾遜旋回。 它起始于一個(gè)大陸內(nèi)的裂谷，生長(zhǎng)成為一個(gè)大

3、洋，然后縮小，并最終完全關(guān)閉。 旋回中的每個(gè)階段代表一個(gè)特征的構(gòu)造環(huán)境，并伴有特色類型的火成活動(dòng)、變形、變質(zhì)作用、沉積作用和成礦作用。 收縮和關(guān)閉階段以造山環(huán)境為代表。威爾遜旋回 威爾遜旋回由下列6個(gè)階段組成， (1)雛形階階段:大陸裂谷(例如，非洲裂谷); (2)年青階段:陸間裂谷(紅海); (3)成熟階段:大洋裂谷(大西洋); (4)沉降階段: (太平洋); (5)晚期階段(地中海); (6)殘痕(喜馬拉雅山)。地殼、巖石圈與軟流圈地殼、巖石圈與軟流圈板塊及其運(yùn)動(dòng)方向海底擴(kuò)張引起板塊運(yùn)動(dòng)大洋中脊與海溝的分布 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換斷斷層層的的三三種種類類型型會(huì)聚板塊邊緣的兩種類型板塊邊緣類型三種會(huì)聚板塊

4、邊緣菲律賓：兩個(gè)大洋板塊的會(huì)聚南美：大陸與大洋板塊的會(huì)聚喜馬拉亞：兩個(gè)大陸板塊的會(huì)聚脊脊轉(zhuǎn)換斷層的板塊運(yùn)動(dòng)板塊板塊1 1相對(duì)板塊相對(duì)板塊2 2的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng) 1.由圍繞一條虛擬軸旋轉(zhuǎn)來(lái)描述 2.洋脊段在經(jīng)線上通過(guò)該軸極點(diǎn) 3.轉(zhuǎn)換斷層在相對(duì)該軸的緯線上 4.擴(kuò)張量和擴(kuò)張速率在赤道上最大，在極點(diǎn)處為零火山弧和造山作用離散邊界演化史二、地幔柱有關(guān)的礦床 3.礦床類型 1)與花崗巖和過(guò)堿性花崗巖有關(guān)錫礦和鈾礦； 2)與碳酸鹽、堿性雜巖和超基性巖有關(guān)的磷灰石、磁鐵礦、蛭石、燒綠石礦 3)與鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)雜巖有關(guān)的鉻、鎳、鈷、鉑族元素、釩、鈦、磁鐵礦礦床.三、地幔柱有關(guān)礦床的鑒別 1、構(gòu)造: 高地(熱穹

5、隆)、變質(zhì)核雜巖、裂陷. 2、巖漿巖: 大陸溢流玄武巖(高原玄武巖)和 延伸數(shù)千千米的火山鏈; 完整的環(huán)形構(gòu)造和活動(dòng)(流紋巖,玄武巖,粗面巖,過(guò)堿性花崗巖,過(guò)鋁花崗巖), 非造山花崗巖; 層狀鎂鐵質(zhì)雜巖(南非布什維爾德巖,加拿大安大略省薩德伯里雜巖; 斜長(zhǎng)巖碳酸巖和堿性巖. 3、變質(zhì)作用-超變質(zhì)作用 4、其他:異常高熱流區(qū);柱狀低速異常;上地幔突起;環(huán)狀重力、航磁異常;大型環(huán)狀構(gòu)造.第二節(jié) 大陸裂谷有關(guān)的礦床一、大陸裂谷的類型 1、與熱點(diǎn)有關(guān)的裂谷和 2、坳拉谷 3、碰撞誘發(fā)裂谷二、大陸裂谷中的礦床二、大陸裂谷中的礦床 1、與碳酸巖有關(guān)的礦床：燒綠石；磷灰石、蛭石；士菱鍶礦； 與碳酸巖有關(guān)的礦

6、床 一類主要由碳酸鹽礦物組成的火成巖。礦物成分復(fù)雜 ，已發(fā)現(xiàn)180多種 ，其中最常見的方解石、白云石、菱鎂礦等碳酸鹽礦物約占80，其次為堿性長(zhǎng)石、輝石、黑云母、磷灰石、橄欖石等。常見有某種獨(dú)特的礦物共生關(guān)系：高溫礦物（鈣鈦礦、獨(dú)居石）與低溫礦物（重晶石、天青石等）共生 。硅質(zhì)礦物與硅不飽和礦物共生（如石英-橄欖石 、石英-霞石等）。主要類型有黑云碳酸巖 、方解石碳酸巖 、白云石碳酸巖等 。在成因和空間上 ，常與超基性-堿性巖系列的巖石關(guān)系密切，組成超基性-堿性-碳酸巖雜巖體。碳酸巖多分布在雜巖體的中心，呈巖筒狀或放射狀巖脈產(chǎn)出。在區(qū)域上，這類雜巖主要分布在地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的地區(qū)，沿深大斷裂帶分

7、布。其成因有多種觀點(diǎn)：由超基性巖漿分異形成；由富含CO2的熱液交代超基性 、 堿性巖石形成 ；由石灰?guī)r經(jīng)花崗巖化而來(lái) ；是堿性-超基性巖進(jìn)一步霓石化 、霞石化的結(jié)果。中國(guó)碳酸巖有火山沉積成因和巖漿貫入成因兩種類型。 與碳酸巖有關(guān)的礦床 巖石呈淺灰至灰白色；粒狀結(jié)構(gòu)，細(xì)至粗粒，有巖石呈淺灰至灰白色；粒狀結(jié)構(gòu)，細(xì)至粗粒，有時(shí)呈巨晶結(jié)構(gòu)；常為塊狀構(gòu)造，有時(shí)見原生條帶、時(shí)呈巨晶結(jié)構(gòu)；常為塊狀構(gòu)造，有時(shí)見原生條帶、球粒和球體構(gòu)造?；瘜W(xué)成分特殊球粒和球體構(gòu)造?；瘜W(xué)成分特殊,與一般硅酸鹽巖與一般硅酸鹽巖漿巖相比漿巖相比,富富CaO及及CO2，貧，貧SiO2及及Al2O3；與沉；與沉積積碳酸鹽巖碳酸鹽巖相比相

8、比,富富SiO2及及Fe、Mg、Al、Ti、P等的氧化物等的氧化物,而而CaO及及CO2較低。主要組成礦物為較低。主要組成礦物為方解石方解石、白云石白云石及鐵白云石，偶爾見及鐵白云石，偶爾見菱鐵礦菱鐵礦。此。此外外,還富含多種（還富含多種（180種左右）次要礦物和副礦物，種左右）次要礦物和副礦物，如輝石類、如輝石類、金云母金云母、磷灰石磷灰石、天青石天青石、鈰族稀土、鈰族稀土氟碳酸鹽礦物、氟碳酸鹽礦物、磁鐵礦磁鐵礦、鈮鉭礦物、鈾釷礦物、鈮鉭礦物、鈾釷礦物、螢石螢石、碳硅石等。、碳硅石等。 與碳酸巖有關(guān)的礦床 一般根據(jù)所含碳酸鹽礦物分為：方解石碳酸巖、白云石碳酸巖、鐵白云石碳酸巖和菱鐵礦碳酸巖等

9、。碳酸巖主要呈中心型侵入雜巖體產(chǎn)出，產(chǎn)狀有中心巖株體、環(huán)狀、錐狀及放射狀巖墻、巖床、巖流及巖被等。已知中心巖株由頂?shù)降走_(dá) 1萬(wàn)米。碳酸巖常發(fā)生強(qiáng)烈分離結(jié)晶作用、熔離作用和堿交代作用。碳酸巖的分布與深斷裂有關(guān)，主要產(chǎn)于古老地臺(tái)邊緣斷裂系及褶皺帶內(nèi)中間地塊斷裂帶?？臻g上它經(jīng)常與堿性巖超基性雜巖體或金金伯利巖伯利巖共生。除南極洲外，所有大陸都有碳酸巖的分布。 與碳酸巖有關(guān)的礦床 成因說(shuō)法不同，有下列幾種：超基性巖漿衍生的碳酸鹽巖漿結(jié)晶生成;堿超基性巖漿巖漿分離出的富CO2熱液交代堿性巖或超超基性巖基性巖生成;富CO2的含礦熱液充填圍巖裂隙形成。碳酸巖伴生的礦產(chǎn)種類多,這是它與其他巖漿巖的重要區(qū)別。主

10、要礦產(chǎn)有鈰族稀土稀土、鈮鈮、鈾鈾(釷釷)、鐵鐵、鈦鈦、磷磷、銅銅、鉛鉛、鋅鋅、蛭石蛭石、螢石及碳酸鹽原料等。 二、大陸裂谷中的礦床 2、與堿性雜巖有關(guān)的礦床：貝加爾裂谷和奧斯陸地塹的磷灰石和鈦鐵礦二、大陸裂谷中的礦床3、金剛石和金伯利巖二、大陸裂谷中的礦床 3、金剛石和金伯利巖二、大陸裂谷中的礦床 3、金剛石和金伯利巖 金伯利巖（kimberlite）是一種偏堿性的超基性巖。是具斑狀結(jié)構(gòu)和（或）角礫狀構(gòu)造的云母橄欖巖。因1887年發(fā)現(xiàn)于非洲金伯利（Kimberley）而得名。舊稱角礫云母橄欖巖。多呈黑、暗綠、灰等色。中國(guó)山東、遼寧、河北均有產(chǎn)出，呈巖脈狀和火山喉管相等淺成巖體。其時(shí)代，以白堊紀(jì)

11、為主。金伯利巖為包括火山角礫巖（或凝灰?guī)r）到淺成侵入巖的一套巖石。常見類型有凝灰質(zhì)金伯利巖、角礫狀金伯利巖及斑狀金伯利巖等。金伯利巖主要分布在地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定地區(qū)，多呈巖筒、巖床、巖墻產(chǎn)出。與之有關(guān)的礦產(chǎn)主要為金剛石，是金剛石的母巖。二、大陸裂谷中的礦床3、金剛石和金伯利巖的礦物成分金伯利巖礦物成分復(fù)雜，一般可分3種類型：原生礦物，如橄欖石、金云母、鎂鋁榴石、鈦鐵礦、磷灰石、金紅石、金剛石等。來(lái)自上地幔、地殼深處其他巖石或捕虜體的礦物，如石榴二輝橄欖巖和榴輝巖的橄欖石、斜方輝石、鉻尖晶石、磁鐵礦等，以及圍巖包裹體中的白云石、方解石、榍石、電氣石等。蝕變次生礦物，如蛇紋石、磁鐵礦、黃鐵礦、黑云

12、母、綠泥石和碳酸鹽礦物等。其中鎂鋁榴石是重要的特征礦物，也是尋找金剛石的指示礦物。礦物顆粒的邊部常次生變化為綠泥石、黑云母、蛇紋石、方解石、陰起石、水云母及鐵的氧化物。當(dāng)完全被鐵的氧化物及蛇紋石等礦物交代后，則變成黑色球粒，習(xí)慣上稱作黑豆。鎂鋁榴石具有特殊的二光性。即在人工透射光下呈紅色 ，日光下呈綠色。 二、大陸裂谷中的礦床 3、金剛石和金伯利巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 金伯利巖常具斑狀結(jié)構(gòu)、細(xì)粒結(jié)構(gòu)和火山碎屑結(jié)構(gòu)。塊狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造。呈斑狀結(jié)構(gòu)的，斑晶主要為橄欖石和金云母，橄欖石呈渾圓狀并普遍受到強(qiáng)烈的蛇紋石化和碳酸鹽化蝕變；基質(zhì)呈顯微斑狀結(jié)構(gòu)，由橄欖石、金云母、鉻鐵礦、鈦鐵礦、鈣鈦礦、磷灰石等組成。

13、呈角礫狀構(gòu)造的,角礫成分復(fù)雜,有來(lái)自上地幔的碎塊，也有來(lái)自淺部圍巖的碎塊。大量角礫的存在反映了金伯利巖巖漿具有爆發(fā)作用的特征。此外，在中國(guó)和世界某些金伯利巖巖筒中，普遍含金伯利巖巖球，俗稱“鳳凰蛋”，從櫻桃到雞蛋大小，是原生金剛石礦床的找礦標(biāo)志之一。 二、大陸裂谷中的礦床3、金剛石和金伯利巖化學(xué)成分金伯利巖有以下特點(diǎn)：屬硅酸不飽和巖石，與平均成分相比，SiO2偏低 (35)，K2ONa2O，Al2O3(K2O+Na2O)。MgO/SiO2近于1,當(dāng)巖石強(qiáng)烈碳酸鹽化時(shí),MgO被CaO替代，使(MgO+CaO)含量與SiO2近于相等。富含H2O及CO2,導(dǎo)致巖石強(qiáng)烈蝕變。在巖漿后期，K2O參與形成

14、金云母。在微量元素方面，含一般超基性巖所共有的以Cr、Ni、Co為主的相容元素和含Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等為主的不相容元素REE主要含在鈣鈦礦和磷灰石中。金伯利巖以LREE很富集的簡(jiǎn)單線形REE配分型式和La/Yb比值大部分為80200為特征,比大多數(shù)其他幔源鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖漿巖高，這一特征反映了金伯利巖母巖漿的特征。二、大陸裂谷中的礦床3、金剛石和金伯利巖產(chǎn)狀和時(shí)代產(chǎn)狀和時(shí)代 金伯利巖常呈巖筒、巖墻產(chǎn)出。有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的原生金剛石礦床產(chǎn)于巖筒中。巖筒的面積一般不足1萬(wàn)平方米，少數(shù)達(dá)1平方公里，最大的未超過(guò)2 平方公里，常成群出現(xiàn)，著名的南非金伯利巖就是由十多個(gè)著名

15、的巖筒組成的巖筒群。金伯利巖巖墻厚度小，一般小于2米,但長(zhǎng)度大，最長(zhǎng)達(dá)65公里，成群出現(xiàn)則構(gòu)成巖墻群，少數(shù)呈環(huán)狀巖墻。金伯利巖巖床、金伯利巖火山口、火山口湖以及火山沉積是少見的。金伯利巖形成的地質(zhì)時(shí)代:就世界范圍看,主要形成于晚期，但在一個(gè)相當(dāng)規(guī)模的金伯利巖帶或區(qū)域往往是多時(shí)代的。二、大陸裂谷中的礦床3、金剛石和金伯利巖成因 金伯利巖成因仍在探索中通過(guò)橄欖巖CO2-H2O系統(tǒng)的高壓高溫實(shí)驗(yàn)研究，金伯利巖巖漿被認(rèn)為是在富 CO2條件下由金云母、菱鎂礦、石榴二輝橄欖巖組成的碳化橄欖巖地幔在405010(帕和 10001300的溫壓條件下的似低共熔作用產(chǎn)生的。并提出了來(lái)自地幔深部的以 C-H-O為主

16、的還原蒸汽的釋放和滲透的底辟模式,使得在260公里上下深度的大陸地盾地溫線切割了橄欖巖-CO2-H2O系統(tǒng)的固相線,從而發(fā)生了部分熔融和熔融底辟體的絕熱上升。由更深部位快速上升的金伯利巖巖漿可能形成攜帶金剛石的金伯利巖。對(duì)存在 C-O-H流體的地幔橄欖巖的熔化條件(P.T.fO2)已開展研究,這將有助于大陸下的地幔的金伯利巖巖漿和金剛石成因的認(rèn)識(shí)。 從微量元素地球化學(xué)方面看,金伯利巖的高La/Yb比值，主要受高La/Yb比值的基質(zhì)磷灰石約束,并主要反映了其源區(qū)的這項(xiàng)比值。還發(fā)現(xiàn)，在某些石榴二輝橄欖巖包體中存在交代型鈦酸鹽礦物和鉀堿鎂閃石。許多地球化學(xué)家認(rèn)為金伯利巖與高度富集不相容元素的交代地幔

17、源區(qū)的低程度部分熔融有關(guān)。普遍認(rèn)為，形成金伯利巖并富含金剛石的最有利的大地構(gòu)造環(huán)境，是具有古老大陸克拉通地殼和其后長(zhǎng)期有穩(wěn)定蓋層的地域。 二、大陸裂谷中的礦床3、金剛石和金伯利巖成礦關(guān)系 不是所有的金伯利巖都含金剛石，含金剛石較富的金伯利巖巖體已知為數(shù)不多。尚未解決的一個(gè)問(wèn)題是金剛石是由富 CO2 金伯利巖的金伯利巖巖漿直接晶出的還是混入金伯利巖中的上地幔捕虜晶，還是兩種情況都存在。已知上地幔石榴二輝橄欖巖和榴輝巖中賦存有金剛石。雖然尚有不同的看法，但人們對(duì)含金剛石的貧與富常有以下經(jīng)驗(yàn)性或統(tǒng)計(jì)的規(guī)律：具火山碎屑結(jié)構(gòu)的金伯利巖，若富含鎂鋁榴石二輝橄欖巖、方輝橄欖巖和純橄巖等上地幔包體或其礦物包體

18、，則金剛石富且質(zhì)量好,含地殼圍巖碎屑多的,則較貧。具斑狀結(jié)構(gòu)的金伯利巖含金剛石較富，呈顯微斑狀結(jié)構(gòu)的較貧。富含橄欖石且顆粒粗大的金伯利巖,含金剛石富,而富含金云母的金伯利巖,含金剛石貧。橄欖石含Mg和Cr越高,含金剛石也越富,鉻鐵礦含量高和鉻鐵礦中Cr/(Cr+Al)90，金剛石含量高，富Cr貧Al的透輝石(Cr2O31.2)含量較多以及鎂鋁榴石含Cr高(Cr2O32.5)，金剛石含量也高。二、大陸裂谷中的礦床 3、金剛石和金伯利巖成礦關(guān)系 金剛石成因的實(shí)驗(yàn)研究表明，在上地幔中當(dāng)存在C-O-H系統(tǒng)的氣體時(shí)，僅有壓力和溫度兩個(gè)約束條件,不足以限定金剛石的成核和生長(zhǎng),金剛石的穩(wěn)定性還受到fO2的控

19、制，而且只有強(qiáng)還原環(huán)境在升高的溫度下與一定的fO2范圍相吻合才能使金剛石保持穩(wěn)定哈格特(Hag-gerty)模式。這個(gè)模式包含一個(gè)潛大陸克拉通巖石圈，其周側(cè)與活動(dòng)帶分界。巖石圈底面與其下的軟流圈頂面的界面呈凹形，等溫線的分布與這種界面同形，巖石圈底面溫度近 1300。金剛石-轉(zhuǎn)化曲線則呈凸形。由上述凹面凸面所限定的地域內(nèi)有豐富的碳源且壓力、溫度和fO2條件符合金剛石的形成和穩(wěn)定,而金伯利巖巖漿的源區(qū)則在更深的，約 260公里以下的軟流圈中。在這個(gè)模式上屬于中央位置的金伯利巖火山機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的、年齡大大老于金伯利巖的巖石圈大金剛石組合和石榴二輝橄欖巖、方輝橄欖巖和純橄欖巖及其組成礦物的包體組合

20、。這種包體組合是指示寄主金伯利巖含或不含金剛石以及最好質(zhì)量的標(biāo)志之一。二、大陸裂谷中的礦床 4、與基性、超基性巖有關(guān)的鉻、鎳、鈷、鉑、銅礦床（津巴布韋大巖墻：長(zhǎng)480公里、寬6公里；布什維爾德雜巖：6.6萬(wàn)平方公里，厚8公里；南非）二、大陸裂谷中的礦床 5、斑巖鉬礦和斑巖銅鉬礦床（右圖：奧斯陸地塹中的斑巖鉬礦）二、大陸裂谷中的礦床 在Keweenawan裂谷內(nèi)的安大略省有4個(gè)浸染狀斑巖型銅鉬礦床二、大陸裂谷中的礦床 6、層控銅礦：包括非洲大西洋邊緣盆地中的銅礦和北歐的含銅頁(yè)巖以及贊比亞和扎伊爾的層狀銅鈷礦床以及層狀賤金屬礦床、蒸發(fā)巖礦床、砂巖型鈾礦。二、大陸裂谷中的礦床 7、與中酸性侵入作用有關(guān)的脈狀金屬礦床以及與中酸性火山次火山作用有關(guān)的淺成低溫?zé)嵋旱V床。第三節(jié) 被動(dòng)大陸邊緣盆地中的礦床 1、蒸發(fā)巖被動(dòng)大路邊緣盆地中的礦床 2、磷塊巖被動(dòng)大路邊緣盆地中的礦床 3、鮞褐鐵礦和條帶狀鐵建造被動(dòng)大路邊緣盆地中的礦床 4、砂礦被動(dòng)大路邊緣盆地中的礦床 5、碳酸巖鹽中的鉛鋅礦被動(dòng)大路邊緣盆地中的礦床 6、元古代盆地中的不整合脈型鈾礦四、大洋環(huán)境中的礦床第四節(jié) 大洋環(huán)境中的礦床 1、錳結(jié)核 2、塞浦路斯型塊狀硫化物礦床大洋環(huán)