5大地构造与成矿(陆陆碰撞带)

• （2）特点
• 1） 碰撞构造带主要都是由构造岩片和混 杂岩带所组成
• 两侧板块的陆壳，地幔成分 • 大陆地块之间的大洋壳幔残片（大洋沉积物， 蛇绿岩套与铁镁质岩石等）。 • 糜棱岩，碎裂岩，混杂岩带或构造岩片带 • 碰撞作用很强，常发生很强的动力变质作用， 构成高压或超高压变质带
• 碰撞作用时期是有利于元素，岩石和构造单元 的混杂而不是有利于元素，物质的分异和富集 的。 • 强构造变形过程中，局部地段形成同碰撞期的 中酸性侵入体与火山喷发，在此过程中自然也 可能存在某些元素的富集。
第四章 陆－陆碰撞带及成矿
• 一、 概述
• 大陆与大陆之间的碰撞带又称地缝合线，是强 烈的造山地带 • 岩石发生变形变质、褶皱、形成碰撞型山脉、 发育超基性岩石组合 • 如西伯利亚板块与俄罗斯板块交接的乌拉尔山 带，欧亚板块与印度扳块间的雅鲁藏布江缝合 带等
• 二、 成岩成矿的构造模式 • 碰撞型造山带的构造几何学特点是发育 一系列的板片堆叠构造,指示碰撞造山机 制是以陆内俯冲为特征的水平运动
• ②碰撞造山的挤压－伸展转变期
• 挤压达高潮之后，造山带开始伸展，区域热异 常持续增高并逐步达高峰的时段 • 深部物质发生最强烈的减压分熔,形成大规模流 体和熔体; 浅层构造因减压扩容而为流体活动 提供了更好的空间,同时最高的热异常为流体活 动提供了最大的能量,导致深源流体与浅源流体 同时强烈活动并混合、循环,是最强的成岩成矿 时间。 • ③ 晚期 • 即区域热异常达到高潮之后直至区域热异常消 失,深部流体和熔体的产生逐渐减弱,只有浅部 的大气降水热液活动,成岩成矿作用较弱。
前陆冲断带
―S-type‖ 浅色 花岗岩
岩浆-天水热 液
U
Massif central, France(D); Rossing, Anamibia(U Pt)
前陆盆地
Molasse
成岩或后生
stratabound Siwaliks, India sandstone type and U(Cu, V) Pakistan(U T)
• 1)造山作用的主要动力是机械能，同时因碰撞 摩擦生热，使陆壳熔融产生“S‖型花岗岩类并 伴有专属性的成矿作用，如某些含锡花岗岩。 • 2)在高加索造山带分布有钨-钼-钼-铜-钼-汞-锑 和火山-沉积锰矿床及古特提斯板块洋壳残余断 块上的石油和天然气矿床 • 3)沿西藏的亚欧大陆与次大陆之间的缝合线， 有构造侵位的蛇绿岩套和铬铁矿、自然铜等矿 床。
• 4）从剖面上来看,中国大陆上的碰撞带普遍存 在楔状构造或称为鳄鱼式构造
•平面上锯齿 •状的嵌入构造
• 5）绝大多数中国大陆碰撞带都不是一次形成 的，而是经历了多期次，活动性质各不相同的， 复杂的形成过程。
• 四、成矿作用与矿床类型 • 1）成矿机制 • 陆－陆碰撞型构造成矿系统是在挤压收缩动力 条件下，两个分开的陆块相向运动，直到碰撞 对接 • 产出构造混杂岩、大型推覆构造、大型逆冲断 层、以至隆升造山、岩层变质、局部地壳重融 及同构造期火成岩类侵位等。 • 在这些作用下，加剧了对原有地壳的活化和改 造，大陆物质经过重组，提供了有用物质重新 运动和富集的机会
• 3) 矿床类型及成矿系列
• ①与镁铁质－超镁铁质岩有关的铬铁矿矿床系 列 • ②产在被逆冲的蛇绿岩带中；蛇绿岩套中构造 蚀变岩型金矿床 • ③与高压变质作用有关的非金属矿床系列(硬玉 等) • ④与重熔花岗岩有关的锡矿和钨矿 • ⑤产在前陆冲断层带中砂岩型铅锌矿床及层控 铅锌汞锑金矿，产在残留盆地中
Tectonic setting 残余盆地
association 黑色页岩 仰冲的蛇绿岩
genesisห้องสมุดไป่ตู้生物化学－化学沉 积 海底喷气沉积
Type of deposit/metals 磷矿床 Stratiform cypus-type Cu, Fe Podiform Cr 硬玉和软玉 Gemstones Deposits of continental shelf
• 3） 我国的许多碰撞构造带与洋陆之间的 俯冲带不同，俯冲带通常都是以单向俯 冲为主低角度逆掩断层系
• 西喜马拉雅地区深达的地震层析资料表明，来 自印度板块的、冷的高速的异常板片在青藏高 原岩石圈之下可垂直下插到600km左右的深处， 而在深处则向南翻转 ，该地区碰撞带的构造样 式比较特殊，可能与印度板块与欧亚大陆的青 藏地区岩石特征与结构差异有关。
造山带金矿理论对全球造山带型金矿形
成分布时空规律的解释 • 前寒武纪造山带型金矿 ca. 2.8–2.55 and 2.1– 1.8 Ga, 与新生大陆壳的形成时间相一致l • 前寒武纪造山带型金矿与显生宙造山带型 金矿的地质特点基本一致,有人提出是与安 第斯型俯冲作用有关. • 但是, 650 Ma以前造山带型金矿的形成是幕 式的,说明总体构造环境在650 Ma 前后是不 同的.
• 2）碰撞构造带内，经常形成很强的构造变形， 以形成扇状褶皱和对冲型逆掩断层为特征 • 在陆 陆碰撞的最后阶段，两盘地块岩石组成接 近，强度相近，因而在平面上或剖面上发育共 轭剪切断裂，易形成对冲型逆掩断层系 • 不可能在每一个地段都表现为对冲，某些地段 以某一种倾向的逆掩断层为主的 • 与对冲型的逆掩断层系相伴随，层状地层就容 易构成扇状褶皱系。当然可以包括正的或倒的 扇状褶皱
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三、中国境内陆陆碰撞带及其特点 （1）碰撞带及时代 中国大陆发育着相当多的陆陆碰撞构造带 以主碰撞期（即洋壳消失，构造变形作用最强烈） 为准，古生代以来主要发育有： 早古生代早期阿尔泰-准噶尔-额尔古纳碰撞带 早古生代晚期昆仑-阿尔金-祁连碰撞带 晚古生代晚期天山-兴安岭碰撞带 三叠纪的龙木错-澜沧江（昌宁-孟连）达府，金 沙江，秦岭-大别-胶南（苏鲁)和绍兴-十万大山等 碰撞带 侏罗纪的完达山碰撞带 白垩纪晚期班公湖-怒江碰撞带 新 古近纪的雅鲁藏布江碰撞带
• 2）成矿特点
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①以岩浆热液成矿系统为主，矿床类型多样； ②矿化也呈区域性带状分布，但有较宽的分带 ③矿床规模大、中、小均有； ④成矿后因造山隆起受剥蚀的几率较大，因而
其古老成矿系统被保存下来的可能性不如拉伸 构造环境下的成矿系统。 • 中国大陆最主要的内、外生成矿作用是板内伸 展成矿作用，真正与俯冲，碰撞作用相关的矿 床在中国大陆是十分有限的。
• 这一时期构造体制发生了重大变化 , 由地幔 柱为主的板块构造体系转变为现代板块体 系,长形新生地壳. • 这种带易于成矿,易于造山,但其主要为高变 质的片岩和片麻岩代表较强的剥蚀作用,因 此成矿不好.好的可能 已被剥蚀
• 650 m.y 的造山带型金矿的分布与由1.8GA 组成的地块周围分布的绿片岩相的活动带 一致. 450 m.y 以后形成的造山带型金矿保 存很好.环太平洋有很多砂金矿,表明脉状矿 床的保存周期不太长. 这类矿床在形成以后 100–150 m.y时间内便可进入沉积盆地中.
蛇绿岩中(阿尔卑斯型） 豆荚状铬铁矿矿床
• 矿体赋存部位 矿体主要赋存在蛇绿岩剖面中 的纯橄岩方辉橄榄岩杂岩带和超镁铁质堆积岩 下部，前者中矿体具工业意义，后者中矿体一 般不具工业意义。 • 矿体基本特征 呈扁豆状、透镜状，与地幔橄 榄岩中的叶理呈整合或次整合相交；矿体“成 群分布、分段集中 • 矿石矿物组合 铬铁矿+铝铬铁矿+亚铁铬铁矿。
• 碰撞造山早期的挤压过程 • 俯冲板片、仰冲板片和陆内俯冲混杂岩带 • ① 俯冲板片下插,压力和温度升高→温压改变 →低晶格能的组分优先活化，形成流体或熔体 (H2O,CO2等流体,金属硫化物、碲化物、砷化 物等,卤化物类,硫酸盐、硝酸盐等盐类,褐铁矿 等氢氧化物,绢云母等含水矿物,石英、钾长石、 钠长石等硅酸盐类矿物) • 流体或熔体向低压低温的浅部(即仰冲板片)或 断裂带迁移,并活化萃取浅部或通道附近的活动 组分, 围岩发生作用, 物质活化也应依序发生(按 晶格能由低到高) , 因此导致元素、岩石、矿 床的规律分带
前陆冲断带
Sn, W
Higher Himalayas(T); SW England(L P) Main Range Malaysia (L Triassic)
Deposits related collsion zones
Deposits related collsion zones
Tectonic setting association genesis Type of deposit/metals Examples
• 这类金矿还在下述几个主特点: • 1)太古宙和早元古宙较多,全世界各地台 区分布,面型 • 2) 1.8-0.6Ga这类矿床较少,有时与古陆增 生有关,呈线状,多为片岩和片麻岩等 • 3) 0.6Ga以后各大陆都有分布,与造山带有 关,线状,多为千牧岩和绿片岩等 • 没有造山带型金矿床小于5千万年
• 主要控矿构造 板块缝合线控制蛇绿岩的分布； 而蛇绿岩中地幔橄榄岩的塑性流变构造控制矿 体的分布。矿体严格受岩体控制 • 赋矿岩石特征 岩石组合为纯橄岩、方辉橄榄 岩和二辉橄榄岩，矿体主要赋存于纯橄岩与方 辉橄榄岩构成的杂岩带中，且纯橄岩越多，矿 化越好 • 成岩成矿时代 大多为中泥盆世，部分为燕山 期 • 共生矿床类型 滑石菱镁岩型金矿床、石棉矿 床
Evaporites Ebro Basin ,Spain(T)
Molasse
化学沉积
陆内盆地
陆源碎屑岩
后生天水热液 U, Cu
Europe(P)
湖相沉积物
化学沉积
evaporites
Tarim Basin, Tibet(Q)
五、实例
• （一）蛇绿岩中(阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿 床 • 蛇绿岩铬铁矿可以划分为富铬(铬尖晶石的Cr# = 100Cr/(Cr+ A l) > 60) • 富铝(Cr#< 60) 2 种类型 • 富铬富铝型(Cr# > 60～ <60)