板块构造与成矿背景

第7讲 板块构造与成矿背景 ............................................................................................................... 2
7.1 概述 ......................................................................................................................................... 2
7.2 俯冲带环境成矿 ..................................................................................................................... 2
7.2.1俯冲主弧带成矿 ............................................................................................................ 3
7.2.2主弧带内侧成矿 ............................................................................................................ 4
7.2.3弧后带成矿 .................................................................................................................... 5
7.3 大洋环境成矿 ......................................................................................................................... 5
7.4 大陆内部热点成矿 ................................................................................................................. 6
7.5 大陆裂谷环境成矿 ................................................................................................................. 6
7.5.1 大陆裂谷早期成矿 ....................................................................................................... 7
7.5.2 大陆裂谷晚期成矿 ....................................................................................................... 7
7.6 找矿研究实例介绍 ................................................................................................................. 8
第7讲 板块构造与成矿背景
主讲: 孔 华
7.1 概述
板块构造理论提供了对矿床区域分布认识的理论基础，金属矿床总是和一定的岩石类型相
关联，而正是板块构造运动形成了不同岩石类型产生的环境。
矿床的形成和定位受许多局部地质因素的制约，但成矿的基础是在地壳深部，是由板块运
动来控制的，所以矿床的形成，特别是区域成矿规律应该通过板块构造来认识。
矿床的形成是综合的地质过程，涉及到岩石学，构造地质学，地球化学等广泛地质学科，
本课程则侧重于构造背景的讨论，对矿床的形成从板块类型上进行划分归类，可以看成是一种
新的矿床分类。
板块构造的基本活动边界是会聚边界，离散边界和走滑边界三大类，也是讨论成矿背景的
三大类型，在板块内部也有成矿的构造条件，也是一种成矿背景。
矽卡岩矿床一般产于会聚边界，因为在陆缘可沉积灰岩，岩浆活动发生在这里而交代成矿，
离散边界没有形成矽卡岩矿床的条件。
与基性岩相关的矿床多产于离散边界，在这里基性岩易于上升，会聚边界则不具备此原生
条件。
块状硫化物矿床产出范围较广，在洋中脊，弧后盆地，大陆裂谷都可产出，以离散边界为
主，在会聚边界中是产于局部伸展的弧后盆地中，因为这类矿床形成于海底喷流沉积作用，需
要有海盆地条件。沉积岩块状硫化物矿床（SEDEX型）只形成于大陆裂谷环境。

7.2 俯冲带环境成矿

俯冲带是会聚板块边界类型，主要发生在靠近大陆边缘的大洋区或陆缘内部，毕尼奥夫带
的俯冲构造型式控制了这个环境中的成岩成矿作用，当俯冲板片进入软流圈时发生岩浆活动，
向上方侵位或喷发，产生相应的成矿作用。
在俯冲带上可以划分出不同的侧向分带，这些分带的成岩成矿特征有明显差别，分带是平
行俯冲带的，它们与深部构造活动方式有关。
根据侧向分带将俯冲带分为主弧，主弧内侧和弧后带，分别介绍它们的构造和成矿特征。
7.2.1俯冲主弧带成矿
主弧带是俯冲带靠近大洋的火山-岩浆岩活动带，是岩浆活动最剧烈的带，在走向上连续分
布，距深部源区最近，以钙碱性岩浆成分为主，主要源于洋壳成分。
主弧带成矿以铜、铁和贵金属矿床为主，次为钨钼矿化，矿床类型有斑岩铜矿，块状磁铁
矿，矽卡岩矿床，平卧型铜矿，深成脉状矿床，浅成热液金银矿床等。
斑岩铜矿是主弧带最有代表性矿床，但限于压性弧中，张性弧中不存在。

7.2.1.1 斑岩型矿床
斑岩铜矿床基本上分布在俯冲带钙碱性线状火山深成弧上，以挤压弧为主，环太平洋带和
阿尔卑斯-喜马拉雅带是现代和近代活动的俯冲带，也是斑岩铜矿床全球集中分布的带，古亚洲
域(前苏联)和东澳大利亚斑岩铜矿床则属古生代俯冲带。
斑岩矿床的金属矿物来源于大洋岩石圈，当大洋岩石圈俯冲于软流圈发生部分熔融，金属
矿物随钙碱性岩浆上升，在分异的热液中富集，充填于斑岩裂隙中成矿。
斑岩矿床成矿条件是主弧带的次火山杂岩才能具备的，俯冲带可将大量水带入深部，主弧
的岩浆活动强烈，直接来自源区，侵位浅，同时高温岩浆热液与低温大气水叠加的作用形成了
发育的蚀变分带。

7.2.1.2 矽卡岩矿床
主弧带具有矽卡岩矿床形成的良好条件，矽卡岩矿床多形成于中浅层的中酸性岩浆岩，主
要为钙碱性系列，这是主弧带岩浆岩特点，围岩为各种碳酸盐岩石。
主弧带矽卡岩矿床主要为钨、锌、铜的矿床，它们具有不同的形成深度，钨矿床深度最大，
锌矿居中，铜矿最浅。
许多情况下贱金属矽卡岩矿床是斑岩铜矿的过渡相，它们的成矿条件是类似的，是由相同
的岩浆岩流体含矿质，不同的是围岩条件的变化。

7.2.1.3 脉状矿床
主弧带脉状矿床是与钙碱性岩浆侵入体的热液活动相关的矿床，以贵金属矿床为主。
其中重要的一类是浅成热液贵金属矿床，矿床围岩为主弧安山质火山岩，这类矿床已经总
结为一种理想模式，在古地表浅部数百米深度内成矿，金矿为脉状，其深部可变为脉状贱金属
硫化物矿床，成矿裂隙系统通达地表形成热泉喷口。
矿床形成于大气水对流系统中，由深部岩浆热源驱动热液运动，金属来源于岩体或围岩，
金属沉淀成矿多与热液的沸腾作用有关。当金矿脉靠近地表时与古热泉密切共生，成为热泉型
金矿床。
7.2.2主弧带内侧成矿
对于缓倾角的俯冲带，在主弧带内侧(靠陆一侧)很宽的范围内，分布孤立的岩株状侵入体，
与此伴生的矿床即主弧带内侧矿床。
在缓倾角俯冲带上有明显的成矿分带性，与岩浆岩分带相对应，在主弧带上为钙碱性岩浆
和相关的斑岩铜钼矿床等，在内侧带上为中酸性和酸性侵入岩，产出的矿床有中部的铜铅锌银
矿床和内侧的钨锡矿床，及稀土矿床等。
成矿元素分带性的概略解释是，主弧带上俯冲带处于浅部使易熔组分先分离出来成矿，而
与内带对应的是俯冲带的深部，难熔元素分离出来成矿。

7.2.2.1 接触交代矿床
岩株与碳酸盐岩接触交代形成矽卡岩型矿床，为铜铅锌银等矿种，矿床产于接触带上，常
为筒状，层状等，分布不规则。
可形成岩株为中心的矿化分带，中心为斑岩铜矿，向边部转为矽卡岩型铜矿，外围是矽卡
岩型铅锌银矿，也可不具分带，但铅锌与铜的矽卡岩矿化常是分离的。
内弧带与主弧带的矽卡岩矿床形成条件是相似的，差别在于俯冲带的深度分带性引起的岩
浆岩和金属组合的变化。

7.2.2.2 脉状矿床
内弧脉状矿床以银-铅-锌及铜为主，在空间上与上述矽卡岩矿床共生或混合产出。
脉状矿床中贱金属和贵金属组成成矿系列，银可能是远端矿化，有浅成低温热液矿床特征，
但金含量低。
脉状矿矿质来源于岩浆热液，成矿时有大气水的加入，为混合热液，形成脉矿化的相应特
征。

7.2.2.3 锡钨矿床
在内弧带上锡钨矿床更靠向大陆内部，矿床有锡矿床，钨矿床或钨锡矿床，类型有矽卡岩
型，筒状，脉状及斑岩型等。
矿床类型虽然复杂多样，但总是与长英质岩浆活动有关，是内弧带矿化共同因素，只是局
部地层，构造及成矿物化条件有差异。
矿床在I型和S型花岗岩都有产出，表明了成因上的差别，二者之间是否有某种联系尚不
清楚。
7.2.3弧后带成矿
弧后带即弧后盆地带，处于主弧靠大陆一侧，是在引张作用下形成的盆地或裂谷带，由于
弧后张裂的原因不同，所形成的弧后盆地及其成矿有不同的面貌。
弧后盆地与陡倾斜俯冲带关系密切，这时弧后为张应力作用，弧系拉张形成裂谷，并可发
展到弧后洋盆，如日本海属此成因，这里形成黑矿型块状硫化物矿床。
美国西部安底斯山型俯冲带形成另一种弧后扩张机制，为缓倾角俯冲带，在距海岸1000多
公里的大陆内出现裂谷带，其成因与板片俯冲的拆沉作用有关，导致地壳下陷形成盆地，深部
岩浆底辟上升，形成大型斑岩钼矿床。

7.2.3.1 黑矿型矿床
黑矿型矿床是张性弧的特征性矿床，产于弧后盆地中，对应的俯冲带主弧中不出现斑
岩型铜矿床。
典型黑矿型块状硫化物矿床产于日本北海道和本州东北部，矿床产于长英质火山岩中整合
分布的多金属透镜体矿层，矿床形成于中新世。由于该矿床因为形成时间晚，未受构造运动改
造，它的构造背景十分清楚，从而成为一种基本矿床类型。
这类矿床也可以产于大陆张性裂谷中，不一定有弧后扩张背景，可与双峰式火山岩共生，
表明一般陆内裂谷特征。

7.2.3.2 斑岩钼矿床
在美国西部的安底斯型俯冲带的弧后扩张带中形成大型斑岩钼矿床，即克莱马克斯型钼矿
床，产于高硅富碱的流纹斑岩岩株中，含亲岩元素钨锡铀铌钽等，不含铜。
弧后裂谷中斑岩钼矿床不同于主弧中的斑岩铜矿床，它们的构造位置，岩浆岩类型和金属
元素组合是明显不同的。

7.3 大洋环境成矿

洋中脊不仅是岩浆活动的地带，也是热液活动地区，热液活动造成洋底玄武岩蚀变是普遍
现象，热液富含金属元素并上升到海底，就会沉积下来形成矿床，这要求洋壳岩石有高渗透性。
扩张脊上热液活动可分强弱两种类型，弱型热液活动在玄武岩上形成富锰和富铁两种皮壳，
是海底铁锰结核的来源。强型热液活动形成黑烟囱和白烟囱，是热液在海底的喷口，其中黑烟
囱形成硫化物矿化，以铜和锌矿化为主，这是洋脊主要成矿活动。
洋壳成矿的意义还在于它们可以被迁移进入大陆成矿带中，其次，洋壳含矿是弧系成矿的
重要来源。