成矿作用的时空演化过程
成矿作用时代
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）。
天津矿产资源特征及其成矿规律
非金属
砂）、天然油石、含钾岩石（含钾泥（白云）岩、含钾粗面岩）、海泡 石 黏 土、
岩石类非金属
１５
矿产
陶瓷黏土（陶瓷土）、其他黏土（砖瓦用黏土、水泥配料用黏土）、泥 炭、辉
绿岩（建筑用辉绿岩）、石英二 长 岩 （麦 饭 石）、花 岗 岩、大 理 岩、页 岩 （砖
瓦 用 页 岩 、水 泥 配 料 用 页 岩 ）
贵金属 矿物类非金属
矿种数 ５ ２ ３ １ ５
矿种名称 煤 、石 油 、天 然 气 、地 热 、煤 层 气 锰 、铁 钨 、钼 、铜 金 硫 铁 矿 、磷 、透 辉 石 、硼 、重 晶 石
石灰岩（水泥用灰岩、建筑石料用灰岩）、白云岩（冶金用白云岩、建 筑 用
白云岩、饰面用白云岩）、石英岩（冶 金 用 石 英 岩）、天 然 石 英 砂 （铸 型 用
２１２ 元 古 宙 成矿 作 用 主 要 发 生 在 中 新 元 古 代 晋 宁 期，是 天
津重要的成矿期。地质环境受古华北板块北缘裂陷 槽（燕辽裂陷 海———古 华 北 板 块 北 缘 的 一 支 夭 折 裂 谷）控制。区域上，自 长 城 纪 常 州 沟 期 开 始，在 结 晶 基底中因穹起 而 产 生 张 家 口平 泉 岩 石 圈 断 裂 并 发
关 键 词 ：矿 产 资 源 ；成 矿 规 律 ；成 矿 系 列 ；区 域 成 矿 谱 系 ；天 津
“成 矿 规 律 ”，系 指 矿 床 形 成 的 空 间 关 系 、时 间 关 系、物质共生 关 系 及 内 在 成 因 关 系 等 的 总 和 （Ｙｕａｎ Ｊｉａｎｑｉｅｔａｌ．，１９８５）。 就 空 间 而 言 ，它 可 以 表 现 为 在 各种地质构造单元 中 的 分 布 规 律 （成 矿 区 域）；就 时 间 而 言 ，它 可 以 表 现 为 在 地 史 上 的 分 布 规 律 （成 矿 时 代）；从物质的聚集 来 看，它 可 以 表 现 为 各 种 矿 床 类 型的形成以及有关 矿 床 及 矿 种 的 共 生 规 律 （成 矿 系 列）。近年来，随着 全 国 矿 产 资 源 潜 力 评 价、中 国 矿 产地质志等一批全 国 性 项 目 的 部 署 实 施，全 国 在 区 域 成 矿 规 律 研 究 方 面 取 得 了 重 大 突 破 （Ｃｈｅｎ Ｙｕｃｈｕａｎｅｔａｌ．，２００７，２０１５；Ｗａｎｇ Ｄｅｎｇｈｏｎｇｅｔ ａｌ．，２０１４）。 尽 管 早 在１９９４ 年 由 原 地 质 矿 产 部 统 一 部署了天津市区域 矿 产 总 结 研 究 工 作，并 首 次 对 天 津区域成矿 特 征 进 行 了 总 结? ，但 近 年 来 天 津 市 在 典型矿床、成矿地质 背 景 和 区 域 成 矿 规 律 研 究 方 面 取 得 了 一 些 新 进 展 和 成 果 （如 ，ＷａｎｇＬｉｙｉｎｇｅｔａｌ．， ２００９，２０１３；Ｌｉｕ Ｗｅｎｊｉｅ，２０１０；ＴｕＬｉｐｅｎｇ，２０１４；
矿化期、矿化阶段和矿化生成顺序与矿石结构、构造的关联性 (1)
交错脉状构造 注释：第一阶 段的长石-石英黄铁矿矿脉被第 二阶段的石英-黄 铁矿矿脉穿插， 而第二矿化阶段 又被第三矿化阶 段的石英-黄铁矿 -辉钼矿矿脉穿切。
似条带状构造1 注释：早阶 段形成的块状 磁黄铁矿被晚 阶段的方铅矿 交代呈似条带 状构造，反映 不同成矿阶段 产物的叠加。
+ 似条带状构
（2）、典型的矿石构造 ：典型的矿石构造是反映不同矿化 阶段的有力证据。 ①各种不同形态的脉状构造（简单脉、交错脉、网脉等）：
脉状穿插构造1 注释：早阶段 黄铜矿-石英交代 围岩形成浸染状矿 石被晚阶段的黄铁 矿-黄铜矿-石英脉 穿插，表明矿石由 两个矿化阶段叠加 而成。
脉状穿插构造2 注释：早阶段的黄 铁矿化围岩被晚 阶段的闪锌矿-黄 铁矿-锡石等脉 穿插，表明矿石 经过两个矿化阶 段。
矿床是经过长期的地质作用，在一定的 成矿条件下形成的。矿化期、矿化阶段和 矿物生成顺序等能反映矿床、矿体、矿石 及其组成矿物等的形成作用以及在空间和 时间上的演化规律。因此它们能为恢复成 矿历史和确定矿床成因提供基础信息，具 有重要的理论和实际意义。
矿化期（成矿期）
矿化阶段（成矿阶段）
矿物生成顺序
南灵宝硫铁矿矿石中，早阶段的以黄铜矿和斑铜矿为主的 稳定共生组合，二者多呈叶片状结构，被晚阶段的铅锌硫 化物交代，铜矿物的叶片状连晶残留在铅锌硫化物中，多 以显微构造形式存在。
+ 各种构造必须重点观察探槽和坑道壁及掌子面、岩芯、矿
石标本和光块等，而镜下的显微构造应配合其他特征，不 宜将个别镜下现象作为划分矿化阶段的依据。
2.
划分矿化阶段的标志
（1）、野外研究矿脉的产出特点 ①注意矿脉的穿插关系：晚阶段形成的矿脉穿插早阶段 的矿脉 ②注意矿脉的内部构造：晚阶段的矿脉沿早阶段的矿脉 的同一方向在早阶段矿脉内部穿插，形成内部带状构造。 ③注意矿体的控制因素及近矿围岩蚀变特点。
5 第五讲 成矿系统简介
第三节 成矿系统的基本要素与 作用过程
• 一、成矿系统基本要素
– 一个系统由诸要素组成，各要素之间既互相 独立，又互相联系。各个要素在系统中的地 位和作用是不同的，有的处于主导地位，有 的处于从属地位，但都是系统中不可缺少的 部分。成矿系统中的基本要素有：①成矿物 质；②成矿流体，③成矿能量；④成矿流体 的输运通道；⑤矿石堆积场地。
• 研究古流体通道有较大难度，可采用多 学科综合方法，以区域中的蚀变岩带、 蚀变构造、蚀变角砾岩、热液充填脉、 火成岩脉、矿物流体包裹体、元素分布 异常等作为流体运动的示踪标志，重建 一定时期中的含矿流体运移网络。而这 个网络的结点，经常是矿质大量堆积形 成大型矿床的地段。
• （五）矿石堆积场地
• 二、成矿系统与成矿区（带）
– 成矿区（带）是一个地质地域概念，是经长 期地史演化的一个或几个地体组成的复杂的 地质巨系统，其中包括成矿系统（一个或多 个）。成矿区带是成矿系统作用的环境，也 是成矿系统的载体，而成矿系统则是成矿区 带这个复杂巨系统中的一个起核心作用的子 系统。正是由于成矿系统发生和存在于该地 域中，才使它能区别于一般的地体而成为成 矿区带。
• 裂谷的中深部产出拉张环境中侵位的基 性、碱性和超基性岩带，某些地区表现 为岩盆（如南非布什维尔德岩盆）或岩 墙（如津巴布韦“大岩墙”），有关的 成矿系统为镁铁质一超镁铁质岩类成矿 系统（铬、铜、镍、铂族元素、钒、钦、 铁等）。现有资料表明，并不是每一裂 谷都有完整的垂直分带，这一模式只在 规模巨大、时代较老和长期活动的裂谷 带表现明显。
• 一、成矿系统的定义 • 成 矿 系 统 （ metallogenic system, ore-forming system)一词自70年代初见于地质文献，反映了 人们试图运用系统观念研究成矿学矿系列研究也属于这一方面的重要进展（程 裕淇、陈毓川等，翟裕生等）。於崇文、李人 澎、翟裕生等曾论述过成矿系统的研究内容和 方法。
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]。
大地构造与成矿(陆陆碰撞带)资料
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Tectonic setting
残余盆地
association 黑色页岩
仰冲的蛇绿岩
genesis
生物化学－化学沉 积 海底喷气沉积
缝合带
仰冲的蛇绿岩
Magmatic
内陆边缘
变质的
区域变质作用，伟 晶岩或霓灰正长岩
变质岩浆 metasomatic
前陆冲断带
构造就位的大陆架 岩石
• 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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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.
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• 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。
2三江地质构造演化及成矿作用
德格德格-乡城成矿带主要 矿床（ 矿床（点）分布图
可以明显看出矿床集 中分布在南北两段
中甸岛弧铜矿成矿模式图
哀牢山Au、 、 矿成矿带 Ⅲ、金沙江-哀牢山 、Cu、Pt矿成矿带 金沙江 哀牢山
金沙江金沙江-哀牢山成矿带分布于金沙江 哀牢山结合带上，是发育在晚古生代 -哀牢山结合带上，是发育在晚古生代 板块结合带及其洋脊型火山岩板块结合带及其洋脊型火山岩-蛇绿岩 之上的以Au、Cu为主的成矿带。分为 之上的以 、 为主的成矿带。 为主的成矿带 金沙江成矿亚带（中带， 为主） 金沙江成矿亚带（中带，以Cu为主） 为主 和哀牢山成矿亚带（南带， 为主） 和哀牢山成矿亚带（南带，以Au为主） 为主 等两个成矿亚带。 等两个成矿亚带。
合 带
Ⅱ德格-乡城成矿带 德格区域成矿模型
带内岛弧造山期弧火 山-岩浆活动及造山期后 构造活动强烈， 构造活动强烈，成矿条件 优越， 优越，蕴藏着丰富的矿产 资源，是一个以Cu、Pb、 资源，是一个以 、 、 Zn、Ag为主的多金属成 、 为主的多金属成 矿带。 矿带。 已发现大中型矿床十 余处， 余处，著名的超大型呷村 Ag多金属矿床即位于其中， 多金属矿床即位于其中， 多金属矿床即位于其中 近期又发现超大型的夏塞 Ag多金属矿床、普朗超大 多金属矿床、 多金属矿床 型Cu矿床 等。 矿床
甘孜甘孜-理塘成矿带区域成矿模型
甘孜甘孜-理塘成矿带 主要Au、 矿床分布图 主要 、Cu矿床分布图
位于三江地区东缘的甘 理塘Au成矿带， Au成矿带 孜-理塘Au成矿带，是发育 在印支期的板块结合带以及 甘孜-理塘洋脊型火山岩甘孜-理塘洋脊型火山岩-蛇 绿岩带之上的以Au为主的成 绿岩带之上的以Au为主的成 Au 矿带。 矿带。 金矿化主要集中于中南 已发现嘎拉、错阿、 段，已发现嘎拉、错阿、雄 龙西金及金厂沟、 龙西金及金厂沟、生康砂金 矿等，绝大多数与燕山期矿等，绝大多数与燕山期喜马拉雅期碰撞推覆构造作 用相关，云南省内宁蒗、 用相关，云南省内宁蒗、丽 江等地区具有找Au前景。 Au前景 江等地区具有找Au前景。
成矿地球化学场时空结构解析及其深部找矿意义
成矿地球化学场时空结构解析及其深部找矿意义成矿地球化学场时空结构解析及其深部找矿意义成矿地球化学场时空结构解析及其深部找矿意义1 成矿（元素）地球化学研究的历史与现状矿床的形成及演化是地球物质运动的一种表现形式，矿体就是矿区内成矿元素相对集中的区域，其他元素则在矿体之中和周围形成与成矿过程、成矿作用有关的变化，成矿地球化学研究的重要目的之一就是要揭示成矿作用中元素变化的时空规律。
这是开展矿床（深部）成矿预测的重要基础。
众所周知，成矿相关元素在成矿作用过程中会在矿体及其外围形成比矿体范围大得多的相对富集，通常将这种现象称为地球化学原生（异常）晕，而将晕中元素的空间排列规律称之为地球化学分带，它包括水平分带和垂直分带。
在深部成矿预测中，人们更关注矿体原生晕的垂向分带特征，即原生晕垂（轴）向分带序列，其中还分为头晕、矿体晕和尾晕三部分。
原生晕概念的提出对于促进成矿元素地球化学理论研究的深入及在矿床成矿预测中发挥着重要作用。
然而，有关原生晕的讨论主要集中在成矿及其相关元素的空间变化特征方面，而对成矿过程的长期性和多期性等问题考虑较少，亦即对成矿元素地球化学行为的时间效应关注不足。
李惠等在研究金矿原生晕轴向分带时，基于中国金矿床普遍存在多阶段叠加成矿的特点，并根据深部成矿预测的需要，提出了多期多阶段叠加成晕，即原生叠加晕的概念，并建立了利用原生叠加晕开展深部成矿预测的一系列标志和准则。
实际上就是在原先的空间轴向分带基础上引进了多阶段的时间参数。
这是对经典原生晕理解的一个突出贡献和有意义的创新。
原生叠加晕的提出对于单期多阶段成矿作用造成的元素成晕特点及其规律研究提供了有力的工具，成功地解决了许多该类型矿床的深部预测问题。
应该注意到，即使是具有很多成矿阶段的单期成矿作用，其热液体系都是一致的，同时同一体系中各阶段叠加的性质也可能是不同的。
纪宏金等正是注意到这一点在其对山东山城金矿开展成矿地球化学研究时，探讨使用成矿叠加晕分带序列分解的方法开展工作，进一步深化了原生叠加晕的研究。