成矿作用讲义的时空演化过程
矿床的成矿系列
在国内，翁文灏 (1920, 1927) 提出了华南矿 物分带问题。 50、60 年代郭文魁等编制 1:300 万全国金 属矿床成矿规律图，进行了湖南郴县 1:20 万区域 成矿规律研究；张炳熹等在南岭地区进行区域成矿 规律研究。 1966 年江西省地质局 908 地质队、广东省有 色金属勘察公司 932 地质队针对石英脉型黑钨矿 矿床提出了五层楼式成矿控制规律。 1974 年以陈毓川和李文达为首的研究集体提 出宁芜火山岩区区域矿床成矿模式 “宁芜玢岩铁 矿成矿模式”。
1975 年程裕淇等通过研究全国铁矿成矿规律， 提出铁矿类型组、铁矿成矿系列概念。 1979 年程裕淇、陈毓川、赵一鸣发表 “初论矿 床的成矿系列问题” 的文章，正式提出成矿系列的 概念，并提出了19 个矿床成矿系列。1983 年研究集 体又发表了 “再论矿床的成矿系列问题” 的文章， 进一步完善矿床成矿系列概念，又新建了 6 个矿床 成矿系列，提出成矿系列序次的划分。 自矿床成矿系列概念提出以来，受到国内矿床界、 尤其是矿产勘查部门的关注，近二十年来对矿床成矿 系列的研究及在矿产勘查工作中的应用获得很大的进 展。
一．矿床成矿系列概念
矿床成矿系列是在特定的四维空间、时间中 的矿床自然组合。 特定的四维空间、时间是指：
• 一定的地质发展阶段内，一般是指一个构造活动旋
回或相对独立的构造活动阶段 (时间维)；
• 一定的地质构造单元内，是指上述地质构造活动所
涉及的地质构造单元，一般相当於新形成的三级构 造单元，或跨越或包含在老的构造单元内 (空间 维)；
进成矿预测工作起到了很好的作用。
2002—2004年中国地质调查局部署开展
了“中国成矿体系和区域成矿评价”研究，
对各时代、各成矿区带的矿床成矿系列又一 次进行了系统研究。
成矿系统时空演化及其找矿意义
第22卷 第2期2008年4月现 代 地 质GE OS C I E NCEVol 122 No 12Ap r 12008成矿系统时空演化及其找矿意义翟裕生1,2,王建平1,2,邓 军1,2,彭润民1,2,刘家军1,2(11中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京 100083;21中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室,北京 100083) 收稿日期:2008204201;改回日期:2008204220;责任编辑:楼亚儿。
基金项目:国家自然科学基金项目(40234051,40602010);国家重点基础研究发展规划项目(2006CB403503);中国地质调查局“全国矿产资源潜力评价”项目。
作者简介:翟裕生,男,教授,博士生导师,中国科学院院士,1930年出生,矿床学专业,主要从事矿床学、矿田构造和区域成矿学的教学和研究工作。
E mail:yszhai@cugb 1edu 1cn 。
摘要:成矿系统是复杂地球巨系统的有机组成部分,其形成分布受地球系统演化的控制。
地球历史演化的不同时期发育不同成矿系统,这些成矿系统既是地球系统演化的产物,也在一定程度上记录了地球系统的演化进程。
我国地处古亚洲、特提斯—喜马拉雅和环太平洋成矿域的结合部位,构造演化历史十分复杂,成矿系统的叠加复合作用明显,是我国区域成矿的一个特色。
成矿系统的空间分布受控于地球动力学的不均一性,以古陆边缘为例,离散型、会聚型、转换型3类构造动力环境各有其特定的成矿系统。
成矿系统的形成深度、演变及现存深度取决于所在构造环境的演变。
采用构造层含矿性分析法可预估一个区域中的可能矿床类型及其潜力。
论文提出了隐伏矿带的概念,将找寻隐伏矿床扩展为找寻隐伏矿带,拓宽了深部找矿思路,是区域成矿学及找矿学的一个进展。
关键词:成矿系统;时空演化;叠加复合;隐伏成矿带;找矿预测中图分类号:P61 文献标识码:A 文章编号:1000-8527(2008)02-0143-08Te m pora l 2Spa ti a l Evoluti on of M et a llogen i c Syste m s and Its S i gn i f i cance to M i n era l Explora ti onZHA I Yu 2sheng 1,2,WANG J ian 2p ing 1,2,DE NG Jun1,2,PENG Run 2m in1,2,L IU J ia 2jun1,2(11S tate Key Laboratory of Geological Processes and M ineral R esources,China U niversity of Geosciences,B eijing 100083,China21Key L aboratory of L ithospheric Tectonics and L ithoprobing Technology of M inistry of Education,China U niversity of Geosciences,B eijing 100083,China )Abstract:Metall ogenic syste m s are an i m portant component of the mega 2earth syste m.Their for mati on and dis 2tributi on are contr olled by the evoluti on of the earth syste m.D ifferent metall ogenic syste m s f or med at different stages of the geol ogical hist ory are the p r oducts of earth syste m evoluti on .These syste m s als o document the evo 2luti onal p r ocesses of the earth t o a certain extent .A s l ocated in the juncti on of three tect onic metall ogenic do 2mains such as the Palaeo 2A sia,the Tethys 2H i m alaya and the circu m 2Pacific p lates,the China continent under 2went very comp lex tect onic evoluti onal p r ocesses .So the superi m positi on bet w een metall ogenic syste m s is obvi 2ous in China .This constitutes one of main regi onal metall ogenic features of China .Spatial distributi on of metal 2l ogenic system s is contr olled by the unevenness of dyna m ics of the earth syste m.For exa mp le,different metall o 2genic syste m s occurred in divergent,convergent,and transfor mati onal tect onic regi m es in palaeocontinental mar 2gins .O re 2f or m ing dep th,evoluti on and p reservati on dep th of a metall ogenic syste m depend on the evoluti on of tect onic setting .Analysis of ore 2bearing p r obability of structural layers is an effective way t o esti m ate p r obable ore deposit types and m ineral res ource potential in a regi on .The concep t of concealed ore belt,which is put f or 2ward in this paper,will enlarge p r os pecting target fr om concealed ore deposit t o concealed ore belt .Theref ore it constitutes an i m portant p r ogress of regi onal metall ogeny and m ineral exp l orati on .Key words:metall ogenic syste m,te mporal2s patial ev oluti on,superi m posi on,concealed ore belt,ore p r ognosis 成矿系统是指在一定地质时空域中,控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用过程,以及所形成的矿床系列和异常系列构成的整体,它是具有成矿功能的一个自然系统[1]。
第03章-成矿作用总论
成矿作用总论
4. 元素的富集和成矿
—胶体化学作用：胶体是自然界广泛存在的一种分散 体系，其性质介于悬浮液和真溶液之间，胶体粒子 带有一定的正电荷或负电荷。当胶体溶液因某种原 因（电解质作用、电性中和、蒸发、pH值变化等） 而失去稳定性，胶体粒子发生凝聚，形成较大的粒 子，并在重力的影响下发生聚沉。
—碱土金属与碱金属元素都属于亲石元素，主要为成岩元素， Li, Be产于伟晶岩中； Na, Mg, Al, Si, K, Ca为一般岩石 矿物的主要组成元素；Rb, Cs, Sr, Ba、稀有金属可以形成 独立矿物
—一些稀有元素，Sc, Y, Zr, Hf, Nb, Ta, REE 一般形成 氧化物，可以形成独立矿物或作为伴生微量元素出现
具有比较大 的原子容积， 挥发性强， 主要呈液态 或气态存在 于水圈和大 气圈。
成矿作用总论
3. 元素的共生规律及地球化学分类
亲生物元素（Biophile elements）
也叫生命元素，是构成生命有机体的主要
元素，与生命活动有关，主要是 C, H, O,
N, P, S, Cl, Ca, Mg, K, Na等。
大洋地壳：厚5-10 km，平均7 km
—洋隆和海山地区：厚可达10 km以上 —洋中脊地区：厚度仅约1-2 km
成矿作用总论
1. 地球结构与矿化关系
洋脊与岛弧
洋中脊：软流层物质上涌和对流的中 心；岩石圈厚度极小；高热流、低密 度、低地震波速度；强烈的玄武质火 山活动
—火山成因块状硫化物（VMS）矿床
成矿作用总论
元素的丰度值及其成矿意义
元素的地球化学性质及成矿条件
—地壳克拉克值较低但聚集亲合能力较强的元素， 也能聚集成大矿：如Au的克拉克值仅为4 ppb，但
成矿规律知识点总结高中
成矿规律知识点总结高中成矿规律是指地质学家根据对矿床成因及其空间分布、矿床产状、发育规律的研究，总结出的矿产富集的规律性和客观规律，是指矿床产状、地质构造、成岩作用、流体作用、构造热量等复杂地质作用系统的相互关系，以及与岩石地球化学、矿床地球化学、物理地球化学和地质工程学等学科密切相关的矿床成矿规律。
矿床成矿规律是矿床形成、发展和演化的规律，主要包括形成规律、空间分布规律、产状规律、电子颈规律、成矿规模和矿化度规律、成矿周期规律等。
一、地质条件与成矿规律成矿作用是一个系统性的地球化学过程，对于成矿规律，地质构造、地层产状、岩浆活动、热液活动、地球化学环境等因素都有重要影响。
（一）地质构造与成矿规律1.构造对成矿的影响构造作用是成矿作用的重要因素，构造的复杂程度对成矿规律有重要影响。
构造发育差异对成矿规律的影响主要表现在：①差异构造是矿床产状差距及产状变形的重要原因。
②差异构造的存在使矿床的形态和长度具有规律性。
③构造对热液作用的空间分布、时间发展和深度条件等都有重要影响。
2.构造与蚀变作用构造对产状变形和岩石兼容性产状变化起主要作用，其中蚀变对矿质和矿床成矿有密切关系。
3.构造对岩浆热液活动的影响热液作用构造和其发育规律关系密切，构造与岩浆活动和热液活动密切相关，构造对热液作用的空间分布、时间发展和深度条件等都有重要影响。
（二）地层产状与成矿规律1.产状对成矿的影响产状因素是矿床形成、分布和富集的主要外部条件，与构造及岩浆活动的关系密切，对于热液流体的传递和热液的生成均有重要影响。
2.矿床构造对地层产状的影响地质构造对地层产状的作用及其不均匀性，决定了矿床的形状与长度都具有规律性。
3.陆相暴露和海相沉积产状的影响地面降水和海相盐度的不同，以及不同深度产状对热液作用和成矿作用都有所不同，因而对矿化物质的生成和富集有影响。
海相沉积带矿床常具有水平的产状，陆相暴露矿床产状多呈近直的产状。
（三）岩浆活动与成矿规律岩浆作用是自上而下的矿床形成。
成矿作用总论.ppt
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3、元素丰度与成矿的关系
1）、相关性： A、克拉克值大的元素易成矿、成大矿。（例铁、 金）
B、元素在丰度高的地质体中易成矿。（例Cr、 Ni、PGE） 2、不相关：
与元素的克拉克值无关而与特性有关。（例
Sb的克拉克值为0.00006，可形成10万吨以上的大
矿床。相反，Ga的克拉克值为0.0018，仅能形成
结晶分异、熔离分异矿床
——与镁铁质火山作用有关的矿床：块状硫化物矿床
MSD （Massive Sulphide Deposits）
——金伯利岩Kimberlite中的金刚石矿床、碳酸岩中
的稀有元素矿床、安山岩中的磁铁矿矿床
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(2)地壳深部来源（花岗岩类来源，或“硅铝质 岩浆重熔混浆源”）：这主要是指在地壳的深 部（一般大于15公里，温度600~700℃以上，压 力大于200MaPa），发生硅铝质地壳的改造、 变质和重熔，产生花岗岩。 （3）地壳表层来源 ：指来源于含矿建造（或 矿源层）、与岩浆或混浆作用无关的、由地下 水或上升的非岩浆热液溶解萃取的物质.
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（二）、元素富集成矿的方式方式
1、结晶作用
该作用是在封闭的物理-化学体系中，所形成的物
质来源于流体自身。包括岩浆中的结晶、溶液中的结晶
及凝华结晶。
1）、岩浆结晶作用：当岩浆冷凝到一定程度时，达到
了其中某一矿物的饱和点，矿物就会从岩浆中结晶出来，
如磷灰石、磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金刚石等。
2）热液中：
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岩浆：
这主要是指硅酸盐熔浆，这种成矿流体主要由硅酸盐 成分组成，温度高（1000℃左右），压力大，成矿物 质往往与成矿流体一致，即二者同源。
最新大地构造演化与成矿ppt课件
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板块构造学说
板块之间的边界类型 一般认为板块的上界是地球固体外壳的表面，下界是地壳下部和上地中幔上部。 这是板块上下的界限，各个板块之间也有界限，而且类型比较复杂，但总起来说可分为三种类型，即： 扩张型边界（也叫增生型边界） 岛孤海沟型边界 俯冲型边界（也叫汇聚边界） 地缝合线型边界 转换断层型边界（次生型边界）
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地洼学说
地洼学说的实践意义 1.提出了大地构造成矿的一种新的类型——第三成矿大地构造类型，即地洼型（活化型），从而冲破了长期以来一直受槽—台学说支配的、把成矿大地构造类型仅划分为两种的传统观点，并从新的角度探索成矿规律，扩大了找矿线索和领域。 2.阐述了各种已经祥究的大地构造单元的成矿专属性、矿产继承性、成矿的递进性、矿床迭加现象，以及矿床分析的时空规律性等，从而有助于找矿方向的新的认识。 3.阐明了先成构造单元对后成矿的控制作用，以及后成构造单元对先成矿产的迭加、改造、再造等作用，从而有助于对成矿规律问题的研究。 4.提出多因复成矿床概念，为矿床的成因类型（除内生、外生之外）增添了第三类型，为解决许多重要矿床长期争论而未获结论的成因问题指出了解决的途径。 5.阐明了地洼区在地壳演化史中是一个重要的成矿阶段，以及这种构造单元里面矿产的综合性、复杂性和多样性，并且多阶段性和多因性特别明显，从而使我们认识这一新构造单元是许多重要矿产（特别是往往可称为既大且富得多因复成矿床）的主要找矿方向。
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地槽－地台学说
地槽——地台学说的局限性 地槽阶段在早元古代已经出现。从晚元古代起，随着地槽体制先后不一地在许多地带相继衰亡，地台体制接着在相应地区先后出现，逐步扩展，终于形成了展布几及全境的十分辽阔的“中国地台”。这段地壳发展史同地槽—地台说的观点是一致的。 可是到了中生代中期以后，这些地区却在其地壳发展史中出现了许多与地台性质完全相反的现象：以印支运动（东南）或燕山运动（华北）为开端的强烈褶皱及断裂广泛发育，岩浆大量侵入或喷出。地面大幅度隆起，海水几乎撤退。随着反差强度很大的构造—地貌起伏的出现，便形成了许多以陆相为主的槽形构造盆地。其中产生了具有造山期及期后的典型沉积特征的红层及其他岩系，与磨拉式建造在岩性上十分相似。与此同时，形成了丰富多彩的具有自己特色的各种内生和外生矿产。 新构造运动强烈，地震带广布，第四纪火山活跃。这些事实，是地槽—地台说所不能解释的。
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• 火山口：２Ｈ2Ｓ＋Ｏ2＝２Ｓ＋２Ｈ2Ｏ；
•
２ＦｅＣｌ3＋３Ｈ2Ｏ＝Ｆｅ2Ｏ3＋6ＨＣｌ
• 不同溶液的混合、气液反应、气固或液固间都可
能发生反应，自然铜是化合作用的结果：
–Ｃｕ2Ｓ＋３ＣｕＳＯ4＋４Ｈ2Ｏ＝5Ｃｕ＋４ＳＯ42-＋8Ｈ+； –２Ｃｕ2Ｓ＋５Ｃｕ2+＋５ＳＯ42-＋1/2Ｏ2 –＝９Ｃｕ＋７ＳＯ42-＋１４Ｈ+； –２Ｃ＋２Ｈ2Ｏ＋４Ｃｕ2+＝ＣＨ4＋ＣＯ2＋４Ｃｕ
• 4、亲气元素
• 以气态为主要存在状态的元素，常易于形成易溶、易挥 发的化合物，由于其较大的流动性，是有利于成矿元素 的迁移富集的。
– 亲气元素是岩浆射气的主要成分，如Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、 Ｐ、Ｓ、Ｃｌ，包括主要的卤素元素，常与金属元素形成络 合物或络阴离子：
– [FeOH］2+、[FeCl]2+、［FeCl3］1-、［FeSO4］1+、 – Fe（SO4）2］1-、［CuCl2］-、［CuCl3］2-、 – CuCl］1+、［Cu（S2O3）2］3-、［AgCl2］-、 – A-、g（［NZnHC2）l4］2］2-、2+、［［PbACgl（］S1+2、O3［）Z2］nC3-l、］［1+；PbCl3］-、［ZnCl3］
Ｋ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ含 水硅酸岩
[Mg.Fe]2SiO4
K、Al含水硅酸岩
3．8 2.6 1.4
其它矿物
3.5
二、元素的丰度值及其成矿意义
目前地球上发现的元素是103个，其含量有明显差异，其化学性质 有规律变化。
• 地球中元素的含量是明显不同的，地球元素丰度 最大的是Fe、O、Mg、Si，其总和在90%以上，其 次是S、Ni、Ca、Al、Na、Cr、Mn、P，其总和在 8.09%，但这几种元素在地壳、地幔、地核中的 分布是不同的，Fe、Mg、Cr、Ni、Mn等主要集中 于地核和下地幔，而O、Si、Al、Na、Ca、K等主 要集中于地壳和上地幔(地壳元素丰度.ppt)。
成矿作用时代讲解
第一章成矿作用时代我国华南地区金矿的成矿时代包括中生代和中-晚元古代，金矿成矿作用尤以中生代最强烈，陈毓川等（1998）认为全国78%的金矿床形成于中生代。
中生代是华南地区最重要的金矿成矿时期，与印支-燕山期中酸性岩浆作用密切相关燕山期次之。
叶伯丹(1990)用40Ar/39Ar方法测定二甲金矿绢云母的全熔年龄为228±5Ma,坪年龄为228±5Ma。
陈好寿（1996）测定二甲石英脉型金矿新那都矿段黄铁矿-石英包裹体Rb-Sr等时线年龄为219±4Ma ；二甲红埔门岭矿段糜棱岩型金矿测定糜棱岩Rb-Sr等时线年龄为231±20 Ma；不磨金矿含金石英脉Rb-Sr年龄为244±21Ma。
上述资料表明海南地区金矿成矿时代主要为印支期（成矿年龄范围在219Ma~244Ma）。
抱伦金矿的脉状矿体分布在尖峰岭花岗岩体的东南缘,矿体呈北西向展布，并且紧挨着尖峰岭花岗岩岩体,但是没有穿切花岗岩体，赋矿岩层为下志留统陀烈组千枚岩。
因此对尖峰花岗岩体的形成时代、陀烈组地层的变质时代以及金矿的成矿时代进行厘定是揭示抱伦金矿形成机制的关键环节。
特别是对抱伦金矿成矿时代的精确限定在正确认识矿床成因、了解成矿作用机制以及构建矿床成矿模式等方面具有重要的理论意义。
成岩时代第一节花岗岩锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年前人对尖峰岭花岗岩体进行了大量的年代学研究工作,获得尖峰岭岩体年龄区间为249～193 Ma(详见表 )。
涉及尖峰岭单元的年龄测定情况主要有：获得了208Ma和233±1Ma的锆石U-Pb稀释法年龄(四川攀西地质队,1991);花岗岩岩体中部黑云母K-Ar 年龄为221±2Ma～209±3Ma（刘玉琳等，2002），黑云母Ar-Ar坪年龄为236.5±3.5Ma （舒斌等，2004）,锆石SHRIMP U-Pb年龄为249±5Ma（谢才富等，2006）。