构造与成矿
- 格式:pdf
- 大小:724.44 KB
- 文档页数:11
大地构造与成矿学
自然地质学包括大地构造与成矿学。
一、大地构造学:
1.大地构造学是研究地球内部结构及组成、形成及演化、外动力影响和活动
等一系列过程的地质学分支。
它的对象和方法都是独特的,是物理地质学的基础学科。
2. 大地构造学具有推理和解释生成和演变的基本过程的能力。
它的研究范围涉及到地质构造的形成与演化、地层的变形、堆积盆地的演化以及活动构造的变形机理,以及活动构造的年龄、全程动力学状态等。
3. 大地构造学也对地质资源的研究有重大意义,它提供了针对找矿目标的形态特征、地表表现和深部结构信息,可为挖掘矿产的可行性提供重要的证据和信息来源。
二、成矿学:
1. 成矿学是研究形成矿床的物质条件、时间背景及其关联现象的地质学分支,为寻找、开发矿床提供基础性研究支持。
2. 成矿学分为原始地球化学、热液成因作用及其关联痕迹、成矿岩体的地质特征及有效地质因素等三个方面。
3. 成矿学要求我们加深对成矿物质组成、构成、形态、形成及演化机理的认识,以及探明矿产形成的物质条件,以及对形成矿床的时间环境的阐述,从而为我们探明地质过程及解释不同类型矿床奠定理论基础。
构造与成矿的关系矿床的形成需要多方面有利的地质和物理化学因素的结合,构造是其中的重要因素。
在具有足够成矿物质和含矿流体的前提下,构成对成矿经常起到基本的、甚至是主导的作用。
构造与成矿的关系,按其作用规模可以划分为若干级别。
全球性构造带控制全球性成矿带的形成和分布,大区域或区域构造控制区域成矿带的形成和分布,而矿田和矿床构造则控制着矿床和矿体的形态、产状和空间分布。
在已有的研究矿田构造的文献中,对于构造的控矿作用,只是讲到其作为成矿的地质构造环境、矿液运移的通道、矿石堆积的场所和成矿后的构造破坏等四个方面的作用,而缺乏对构造控矿作用全面的历史分析。
从成矿作用的全过程看,我们将构造对成矿的控制作用归纳为以下七个方面:(1)作为矿床形成的地质构造环境。
如各种类型的构造盆地常是堆积沉积矿床包括火山沉积矿床的有利构造环境,而构造-岩浆-热液活动带则是多种内生矿床的产出地带。
(2)构造运动为成矿作用提供能源,还可以作为含矿流体运移和聚集的驱动力;实际地质资料和有关模拟实验均表明,岩石中的水、油、气等的动态在很大程度上是受构造因素控制的。
(3)有构造作用形成的各种孔洞、空隙和渗透带等是含矿流体运移的主要通路,一般将这类构造称为导矿或运矿构造。
岩浆或变质成因热液向上部运移时需通过导矿构造,而地表水和浅层地下水向深处运移并沉淀成矿也需要导矿构造作为通道。
(4)各种构造形成的开发空间,如断层和裂隙的启张部位、各种空隙和疏松破碎带以及地表分布的各样洼地等均可作为内生矿床或外生矿床的就位场所,因而在一定程度上决定着矿床的形态、产状和空间位置。
(5)岩石的应力状况和应变作用影响着成矿的物理化学参数。
这些参数在构造应力场的不同部位是有差别的,因而对矿质在介质中的赋存状态和运移机理以及矿质沉淀都起着不同的作用。
(6)在不同的构造类型中可以发生不同的成矿方式,形成不同的矿床类型。
例如,矿床在断层或裂隙中充填后形成脉状矿床。
(7)构造的多期次、多阶段活动是导致成矿作用脉动性的基本因素,是划分成矿期和成矿阶段的重要依据,这在汽化热液矿床中表现尤为明显。
区域治理调查与发现论牛心山金矿区地质构造与成矿的关系吕金明石家庄天圆矿山勘测工程咨询有限公司,河北 石家庄 067024摘要:近年来随着矿业持续发展,对该区找矿和研究工作逐渐深入,在牛心山地区发现了赋存于太古界迁西群拉马沟组地层中金矿床,本区金矿床成因与地质构造有着密切关系,矿体形态、产状严格受地质构造带控制和制约,本文从金矿床的地质构造特征阐述了本区金矿成因与地质构造的关系。
主题词:地质构造;金矿;河北宽城牛心山一、区域地质构造1褶皱构造本区主要位于马兰峪复式背斜(Ⅲ27)核部的东段,即遵化穹褶束(Ⅳ225),主要由太古界迁西群组成,该地层经历了多旋回的构造变动,各期褶皱相互叠加,以及后期断裂构造的破坏和岩浆侵入作用,交织成一幅错综复杂的构造图案;本区西南部的迁西群下亚群(上川组和三屯营组),总体走向北东,倾向北西,局部走向北西,倾向北东,倾角较陡,一般为55°-75°;中-西部的迁西群上亚群(拉马沟组和跑马场组),总体走向北北西,倾向南西西,局部走向北东,倾向北西或南东,倾角较陡,一般为60°-70°。
另外,在本区东南部的元古界长城系和蓟县系地层,平面呈楔形的北西向断块,该地层总体走向北西(于主断裂构造走向一致),倾向南东,倾角一般为35°-45°。
北西部为马兰峪复式背斜(Ⅲ27)的北翼,即宽城凹褶束(Ⅳ224),主要由元古界长城系和蓟县系地层及太古界迁西群下亚群(上川组)地层组成,前者走向北东,倾向北西,倾角变化较大,一般为20°-55°,局部倾角较陡;后者走向北东,倾向北西,倾角较陡,一般为55°-70°。
2断裂构造密云-喜峰口大断裂从本区中部穿过,该大断裂总体走向近东西向,倾向南,倾角较陡,一般倾角大于80°,平面呈舒缓波状,局部地段由断层群组合而成。
该大断裂对岩浆活动的导控作用较明显,如:孤山子(古生代晚期)超基性岩体、都山杂岩体等,均受该大断裂导控[1]。
大地构造与成矿学影响因子一、概述大地构造与成矿学是地质学的重要分支,研究地球内部和外部的物理、化学、生物等多种因素对矿床形成和分布的影响。
本文将从以下几个方面探讨大地构造与成矿学的影响因子。
二、大地构造对成矿作用的影响1.板块构造板块构造是指地球上由岩石板块组成的外壳层在地幔上运动和变形的现象。
板块构造对成矿作用有着重要的影响,主要表现在以下几个方面:(1)岩浆活动:板块间相互碰撞或拆离时,会产生巨大的应力和能量,导致岩浆活动加剧。
而岩浆是形成许多金属、非金属矿产资源的重要来源。
(2)变质作用:在板块碰撞过程中,高温高压条件下岩石会发生变质作用,从而形成许多具有经济价值的金属和非金属矿床。
(3)断裂带:板块运动过程中常伴随着断裂带形成,这些断裂带是许多矿床形成的重要地质背景。
2.地震活动地震活动是指地球内部能量释放所产生的震动现象。
地震活动对成矿作用有着重要的影响,主要表现在以下几个方面:(1)构造变形:地震活动会导致岩石构造变形,从而改变了岩层中的渗透性和通透性,为成矿作用提供了条件。
(2)岩浆活动:地震活动会引起岩浆上升和喷发,促进了金属、非金属元素的聚集和沉积。
(3)断裂带:地震活动常伴随着断裂带形成,这些断裂带是许多矿床形成的重要地质背景。
三、物理化学因素对成矿作用的影响1.温度温度是影响成矿作用的重要因素之一。
高温条件下,岩浆或者流体中的金属元素更容易溶解和聚集,从而促进了金属矿床的形成。
2.压力压力也是影响成矿作用的重要因素之一。
高压条件下,岩石中的金属元素更容易聚集和沉积,从而形成了许多大型的金属矿床。
3.流体流体是影响成矿作用的重要因素之一。
地下水、地热水、岩浆等流体在运动过程中可以携带金属元素,促进了金属矿床的形成。
四、生物因素对成矿作用的影响生物因素也是影响成矿作用的重要因素之一。
生物在地球历史长期演化的过程中,不仅改变了地表环境,还对地下环境产生了深远影响。
例如:有些微生物可以通过代谢作用将硫化物氧化为硫酸盐,从而促进了铜、铅、锌等金属元素的富集和沉积。
成矿带划分
地球上的成矿带是指具有一定成矿潜力和一定规模的地质体系,其中包含了一种或多种矿产资源的富集区域。
对成矿带的划分主要根据地质构造、岩性、矿床类型等因素。
下面是常见的成矿带划分:
1.构造成矿带:构造成矿带通常是由于地壳构造活动引起的,
如地壳的隆升、断裂运动、火山和热液活动等。
常见的构造成矿带有沉积盆地周缘、构造断裂带等。
2.岩性成矿带:岩性成矿带是指特定的岩性类型与矿床的富集
有关联的区域。
例如,构造变形或岩浆岩形成的岩性成矿带,如变质岩带、花岗岩带等。
3.地质时代成矿带:地质时代成矿带是指成矿作用与特定地质
时代相关联的区域。
地质时代成矿带的形成与地球历史演化和构造变动有关。
例如,古生代金属矿带,古老的石炭纪到二叠纪时期的煤矿带等。
4.矿床类型成矿带:矿床类型成矿带是指根据矿床类型在地壳
中出现的特定分布模式进行划分的区域。
如金属矿床成矿带、煤炭成矿带、油气成矿带等。
需要指出的是,成矿带的划分是基于对地质、矿产资源、地球演化过程等的研究所得出的结论,划分具有一定的主观性和相对性,不同学者和研究领域对成矿带的划分可能会有所不同。
板块构造运动与成矿作用经典优秀资料导语:板块构造运动与成矿作用是地质学中的两个重要概念,它们之间密切相关。
本文将以雄厚的资料为基础,系统论述板块构造运动与成矿作用的内在关系及其经典理论。
一、板块构造运动的基本概念板块构造理论是20世纪50年代中期提出的,它认为地球的外壳由若干个互相移动的“板块”组成。
板块构造运动是指地球上板块之间相互作用产生的各种现象。
它包括板块的相互碰撞与分离、板块的滑动和互推、板块之间的剪切与扭转等。
板块构造运动是地球表面形态变化、地震、火山、地热等现象的根本原因。
二、成矿作用的基本概念成矿作用是指地壳中元素和矿物质在一定时间和空间条件下形成矿石的过程。
它是地壳中固体物质资源形成和再分布的重要方式。
成矿作用主要包括岩浆活动、热液活动和沉积作用等。
岩浆活动是指地壳中岩浆的生成和运动过程;热液活动是指在热水或热气体作用下,地壳中的元素和矿物质发生重新组合形成矿石的过程;沉积作用是指地壳中物质通过沉积过程形成矿床的过程。
三、板块构造运动与成矿作用的关系板块构造运动通过构造活动改变地球的物理环境,进而影响成矿作用的发生与发展。
板块构造运动可以直接或间接地引起地壳的断裂、抬升、下沉等现象,从而为成矿提供了必要的条件。
例如,板块的相互碰撞会形成造山带和地下深部岩浆活动,进而促使成矿物质的形成。
板块的分离和滑动会导致裂隙和断层的形成,为矿物组分的运移提供通道。
同时,成矿作用也对板块构造运动产生着一定的影响。
当岩浆活动或热液活动发生在板块边缘或板块交界处时,其能量和作用力会受到板块构造运动的制约和调控。
例如,板块构造运动的剪切和扭转会形成断裂带和拉张带,有利于岩浆的侵入和矿化作用的扩展。
四、经典理论1. 岛弧成矿理论岛弧成矿理论是由美国地质学家里特·S·格林希(S. R. Ghentsch)和美国地质学家D·毕晓普(D. M. Bipolos)等人在20世纪60年代提出的。
构造地质学与成矿作用机制的关联研究地质学是研究地球的构造、成因和演化规律的科学,成矿作用则是指地球内部矿物质与外界环境作用,形成矿产资源的自然过程。
构造地质学与成矿作用机制密切相关,研究二者之间的关联对于揭示地球内部运动与物质循环规律,促进矿产资源勘查与开发具有重要意义。
一、我国地质构造背景中国地处欧亚板块边缘,地质构造复杂多样。
从造山运动到洋中脊扩张,从持续沉积到大陆碰撞,我国地质历史悠久,构造变化频繁。
各种构造活动塑造了中国丰富的矿产资源,深入探讨地质构造与成矿作用机制的关联,有助于理解我国矿产资源的分布规律。
二、地质构造对成矿作用的影响地质构造对成矿作用有着直接的影响。
构造活动可以改变岩石的物理化学性质,促进矿物质的迁移和沉淀。
地质构造还对热液活动和岩浆活动的形成、迁移产生影响。
通过对地球构造与成矿作用机制的关联研究,可以揭示构造对成矿作用的影响机制,为勘查开发提供科学依据。
三、地质构造演化与矿产资源形成地质构造演化过程中,不同的构造环境对矿产资源的形成具有不同影响。
例如,在造山带环境下,构造应力作用下的岩石变形会促进矿物质的形成与聚集;在盆地环境下,沉积岩的压实作用、流体运移等过程也会催化矿床的形成。
地质构造与成矿作用密切相关,通过研究二者的关联,可以更好地理解矿床的形成规律。
四、构造地质学技术在成矿研究中的应用构造地质学技术在成矿研究中有着广泛的应用价值。
通过构造地质调查,可以揭示矿床与构造之间的联系,明确矿床的成因类型和形成时代。
结合构造解析技术,可以分析矿床的形成演化历史,为找矿勘查提供重要依据。
构造地质学技术为成矿作用的机制研究提供了重要的技术支撑,推动了矿产资源勘查技术的发展。
五、结语构造地质学与成矿作用机制之间存在着紧密的关联。
地球构造的演化过程直接影响着矿产资源的形成,地质构造对成矿作用有着直接的影响。
通过深入研究地质构造与成矿作用机制的关联,可以更好地理解矿床的形成规律,为我国矿产资源的勘查与开发提供科学依据。
大地构造与成矿学
大地构造与成矿学是研究地球内部和地表构造、地质作用以及矿物资源形成和分布规律的学科。
它是地质学的重要分支之一,是研究地质学中最具有应用价值的领域之一。
大地构造研究地球的内部构造和运动,包括板块构造、地震地质、地球物理学等。
其中,板块构造是近年来最重要的研究领域之一,它探究地球表面的岩石层是如何分布的、板块之间如何互动、地震等自然灾害是如何产生的等等。
成矿学则研究地球中各种矿物质的生成和分布规律,包括矿床类型、矿物形成机理、矿物勘探、矿产资源评价等。
其中,矿床类型研究是成矿学的重要组成部分,包括火山岩型、沉积岩型、变质岩型、岩浆型、热液型、地层型等等,研究各种类型矿床的特征和形成机制。
大地构造和成矿学的研究成果对于资源勘探、矿产资源开发和环境保护等方面都具有重要的意义。
同时,它们也是促进人类认识地球、了解地球环境和改善人类生存条件的重要学科。
1/ 1。
矿床成矿作用与地质构造演化关联性矿床是自然界中存在的富含有用矿物质的地质体,而矿床的形成与地质构造演化息息相关。
地质构造是指地球表面地壳的构造形态和变动,包括构造单元、构造地貌等。
了解矿床与地质构造之间的关联性,对于找寻和发现新的矿床,掌握矿床的成因及其分布规律具有重要意义。
矿床的形成常常伴随着地壳的运动和构造变形。
地壳运动造成的构造应力和变形能够促使矿物原始物质发生聚集和转化,进而形成矿床。
其中,构造破裂是矿床形成的重要机制之一。
构造破裂带是地质构造中的一种特殊断层,具有比普通断层更大的位移和变形能力,这种断层破碎了地壳,形成矿物资料通道,使深部的含矿流体得以上涌,从而形成矿床。
例如,中国富含金矿的寿光矿田就位于烟台地块构造带上,地壳的构造破裂为金矿的运移提供了重要的途径。
此外,构造破裂还可以形成矿床的空间结构,如断层矿床、褶皱矿床等,这些矿床的形成与地质构造演化紧密相关。
除构造破裂外,地壳的抬升和沉降运动也与矿床的形成息息相关。
地壳的抬升和沉降运动可以改变地壳的应力状态,形成矿化场,促进矿床的形成。
地壳抬升造成的重力变化、岩石变形和断层破裂都有助于深部的矿质物聚集,形成矿床。
同时,地壳沉降导致的地层压力的变化,也可以影响矿物质的转化和迁移,促使矿床的形成。
例如,中国境内的沉积岩矿床,如煤矿、铀矿等,常常与地壳的沉降运动相关。
此外,地壳塑性变形也是地质构造演化与矿床成矿作用关联性的重要环节。
地壳的塑性变形是指地壳岩石的流动和变形过程,包括褶皱、岩浆侵入等过程。
这些过程中,岩石的物理性质发生了变化,容易形成某些矿体。
褶皱构造是地壳塑性变形的一种形式,它是由构造应力和岩石的塑性变形引起的。
褶皱翼部分常常存在空隙,为矿质物的聚集提供了条件。
例如,中国的典型褶皱矿床之一——大兴安岭地区的铅锌矿床,就是与地质构造中的褶皱紧密相关的。
总之,矿床的形成与地质构造演化密切相关。
地壳运动和构造变形促使了矿物质的转化和聚集,形成了各类矿床。
大陆碰撞成矿理论的研究进展摘要:经典的板块构造理论而建立的成矿理论已日臻完善, 完好地解释了增生造山成矿作用及汇聚边缘成矿系统发育机制, 但却无法解释碰撞造山成矿作用及大陆碰撞带成矿系统。
本文在阅读大量前人有关大陆碰撞成矿理论文献的基础上,特别是阅读有关侯增谦的“大陆碰撞成矿理论”以及陈衍景的“大陆碰撞成矿与流体作用模式”的前提下,简要介绍板块构造理论、大陆碰撞成矿理论的研究进展,重点阐述大陆碰撞成矿理论的要点、与区域成矿理论的区别、大陆碰撞流体作用模式、最后作简要总结。
关键字:大陆碰撞成矿理论板块构造理论流体作用模式研究进展经典区域成矿理论,是指建立于经典的板块构造理论基础上的区域成矿理论。
虽然不少矿床学家曾尝试借用基于大洋俯冲环境的斑岩铜矿模式,解释大陆内部古老碰撞造山带的成矿作用和矿床分布,特别是很多矿床学家依此解释华南造山带、秦岭-祁连-阿尔金-昆仑造山带以及天山-蒙古-兴安岭造山带的成矿作用和有关花岗岩类的形成,这些尝试都未能获得令人满意的结果。
由于经典的板块构造成矿理论难以很好地解释大陆碰撞带及其大陆内部的成矿作用,地质学家普遍认识到,适合于大洋和大陆边缘环境的理论或模式不可照搬到大陆内部,碰撞造山带也成为热点,通过一系列的地质工作,地质学家们对碰撞造山带的几何结构、造山机制和造山动力学过程等有了深入认识,最后导致了一系列找矿的突破和理论的提出。
一、板块构造成矿理论矿床的形成与分布归根结底是与地球动力学演化过程(从太古宙地幔柱构造到显生宙板块构造)有关,不同的地球动力学背景必然造就不同的成矿系统和矿床类型。
板块构造成矿理论已建立了三大成矿系统,包括离散边缘成矿系统、汇聚边缘成矿系统以及克拉通成矿系统[1],并且日臻完善,很好地解释了增生造山成矿作用及汇聚边缘成矿系统发育机制。
离散边缘成矿系统:通常发育于超大陆裂解时期,产于被动大陆边缘乃至大洋扩张环境,分别形成沉积岩容矿的同生-后生矿床和火山成因块状硫化物(VMS) 矿床(图1.1)。
同生沉积矿床主要是BIF 和SEDEX 型Pb-Zn矿。
BIF矿床形成于部分缺氧的海底陆坡环境是海底热水系统中Fe大量堆积的产物;SEDEX型矿床形成于被动陆缘裂谷-裂陷环境。
VMS矿床主要发育于弧后盆地或弧间裂谷,主要受岩浆热机驱动的海底热水对流循环控制。
图1.1 大陆克拉通内部和离散性边缘构造环境的主要矿床类型示意图[1]汇聚边缘成矿系统:大陆聚合期形成的汇聚边缘构造,是全球最重要的、成矿系统最复杂的、矿床类型最繁多的成矿环境。
这种构造环境的复杂性导致了岩浆类型、金属源区、流体系统、成矿温度压力条件的多样性。
Groves等( 2007)将汇聚边缘构造演化划分为三个阶段, 即收缩阶段、造山阶段和晚造山-后造山阶段[2], 强调成矿系统主要发育在大洋板块俯冲消减而形成的弧盆环境以及远离弧后的陆缘环境(图1.2)。
1)收缩阶段:大洋板块陡俯冲形成的岛弧(或洋内弧) 环境主要发育斑岩型Cu-Au矿床,而缓俯冲形成的陆缘弧(安第斯型弧) 则主要发育斑岩型Cu-Mo 矿床和云英岩型Mo-Sn-W矿床(图1.2)。
高硫型浅成低温热Cu-Au-Ag 矿常作为斑岩Cu 矿系统的上部系统出现,成矿流体有大量岩浆水贡献;低硫型浅成低温热液Au-Ag矿形成深度更浅(<1.5 km),成矿温度更低(<300℃ ),成矿流体以天水为主。
流体混合和沸腾作用通常被认为是浅成低温热液矿床金属淀积的主要机制。
图1.2 汇聚边缘构造环境下不同构造阶段产出的主要矿床类型示意图[1]2)造山阶段( 或俯冲造山阶段),最具代表性矿床类型是造山型金矿, 形成于火山岩浆弧挤压-压扭变形晚期,就位于弧前增生楔环境.成矿流体认为来自深部地壳变质流体或地幔楔脱水流体;造山型Au成矿省通常与超岩石圈规模的断裂构造有关,受韧性剪切带或韧脆性构造控制。
3)在晚造山到后造山阶段,形成于远弧后环境或者变形的大陆边缘环境,主要发育与S 型花岗岩有关的Sn-W 矿床和与还原性侵入体有关的金矿。
克拉通成矿系统:克拉通内部成矿作用以岩浆成矿系统为特征, 主要形成于超大陆裂解引发的克拉通初始伸展阶段(图1.1),通常与克拉通陆下岩石圈地幔( SCLM)部分熔融产生的异常幔源岩浆有关。
典型的岩浆矿床包括层状镁铁-超镁铁侵入体中的PGE 矿床、与金伯利岩筒有关的金刚石矿床以及与碱性岩和A 型花岗岩有关的铁-氧化物型Cu-Au (IOCG)。
此外,在克拉通边缘的裂陷盆地内部,盆地沉积作用常常发育巨型层控Cu-Co矿床和元古代巨型SEDEX 型Pb-Zn矿床。
二、大陆碰撞成矿理论的研究进展陆-陆碰撞,作为形成超大陆的最重要和最有效的机制[3],其形成的碰撞造山带常绵延数千公里,在板块构造理论框架中,作为岩石圈板块的4种边界之一的大陆碰撞,是很重要的研究内容,但是板块构造理论是针对离散和俯冲板块边界成矿作用而建立的,并且缺乏大陆碰撞成矿理论和对大陆碰撞体制成矿作用的阐释。
伴随着大陆碰撞而发生的大规模成矿作用一直没有引起国际社会足够重视。
主要因为:1)认识上存在误区,主要表现在认为大陆碰撞带的新生地壳规模有限, 故成矿潜力有限[4] [2],其次认为大陆碰撞和强烈挤压导致流体大规模外泄,不易发育大规模成矿的岩浆系统、岩浆-热液系统和热液系统[5];或者认为大陆碰撞通常导致地体大规模隆升,故矿床保存潜力不大。
2)研究上存在脱节,即碰撞造山过程与成矿作用的耦合关系和成生联系没有得到很好地建立和论证[6]。
大陆碰撞成矿作用研究始于1971 年,至今已40 多年,经历了由“碰撞不成矿”[4]到“碰撞成矿”的艰难过程,形成了日趋成熟的大陆碰撞成矿理论。
陈衍景等(1999)曾详细总结了20世纪大陆碰撞成矿研究的进展、问题和发展态势,特别罗列了国内外学者在1971-1999 年期间取得的里程碑式的成果或进展,并藉此对大陆碰撞成矿作用研究划分为三个阶段,即: 1970 年以前的“预备阶段”,1971-1990 年期间的“初级阶段”,1990 年之后的高级阶段[7]。
其中,预备与初级阶段的划分标志是1970 年板块构造理论的正式提出,初级与高级阶段的划分标志是1990年陈衍景首次提出“碰撞造山成岩成矿与流体作用模式” [8]。
目前,国内提出大陆碰撞成矿理论的学者主要有:侯增谦(2006)通过青藏高原碰撞过程与成矿系统研究, 初步提出了以主碰撞陆陆汇聚、晚碰撞构造转换、后碰撞地壳伸展等三大成矿作用为核心的大陆碰撞成矿理论框架[9] [10] [11],同时侯增谦(2010) 通过对青藏高原碰撞造山与成矿作用的详细研究,并与中国秦岭和其它碰撞造山带综合对比,系统提出了一套全新的大陆碰撞成矿理论, 简称“大陆碰撞成矿论”,初步阐明了大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的成矿动力背景、深部作用过程和形成机制[1];陈衍景(1996,2001)以陆内碰撞成岩成矿模式为基础,通过理论分析,建立了陆内碰撞体制流体作用的模式[12] [13],同时陈衍景(2013)指出大陆碰撞成矿理论的核心内容是4 个不同尺度( 全球构造、造山带、地体、矿床) 的碰撞造山流体成矿模式( CMF 模式) [14]。
三、大陆碰撞成矿理论的要点在阅读前人文献的基础上,特别是在详细阅读侯增谦(2010)大陆碰撞成矿论的前提下,对新提出的大陆碰撞成矿理论的概念及要点作简要介绍。
大陆碰撞成矿论是一套旨在阐明大陆碰撞过程中的成矿系统发育机制和金属物质巨量集聚过程的区域成矿作用理论认识,该理论认为大陆碰撞三阶段演化过程产生的主碰撞陆陆汇聚环境、晚碰撞构造转换环境和后碰撞地壳伸展环境,是大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的主要成矿构造背景。
对应于三段式碰撞而在深部出现的俯冲板片断离、软流圈上涌和岩石圈拆沉过程,是导致大规模成矿作用的异常热能驱动力。
伴随三段式碰撞而分别出现的压-张交替或压扭/ 张扭转换的应力场演变,是成矿系统形成发育的构造应力驱动机制。
伴随大陆碰撞过程而产生的不同尺度的高热流、不同起源的富金属流体流、不同级次的走滑-剪切-拆离-推覆构造系统和张性裂隙系统, 是成矿系统和大型矿床形成的主导因素[11]。
大陆碰撞成矿理论要点总结如下:1)大陆碰撞过程与成矿环境: 陆-陆碰撞过程十分复杂和漫长, 常常经历三阶段演化过程, 即主碰撞、晚碰撞和后碰撞[1]。
主碰撞以陆-陆对接和大陆俯冲及其伴随的强烈逆冲推覆、地壳缩短加厚和高压变质为标志, 晚碰撞以大陆聚合后的陆内地体沿巨型剪切带发生大规模水平运动为特征,而后碰撞以连续性或幕次式下地壳流动、上地壳伸展和钾质-超钾质岩浆活动为特征。
复杂的碰撞过程形成了一系列重要的成矿环境,如赋存MVT型铅锌矿床的前陆盆地( 和前陆冲断带) 、发育造山型金矿的碰撞缝合带、产出斑岩型铜矿的碰撞构造-岩浆带以及导致金属巨量堆积的构造转换带( 包括走滑断裂带、逆冲推覆构造带、大型剪切构造带) 等(图3.1)图3.1大陆碰撞造山带不同碰撞阶段成矿作用的构造控制模型[1](a)主碰撞汇聚阶段: 大陆对接与大陆俯冲导致地壳加厚和峰期变质以及大陆岩石圈俯冲前缘断离与地壳应力松弛, 相应地产生变质流体、壳源岩浆及壳/ 幔混源岩浆, 伴生金属成矿作用;(b)晚碰撞转换阶段: 正向碰撞带侧翼成为构造转换调节地域, 发生以大规模走滑-剪切- 逆冲作用为特色的地体间水平相对运动,诱发幔源为主的钾质岩浆活动,导致区域流体迁移汇聚和岩浆-热液系统发育, 伴随金属成矿作用;(c)后碰撞伸展阶段:俯冲大陆岩石圈断离作用促使加厚岩石圈拆沉和地幔减薄, 引起地壳伸展和张性正断层及其裂谷-裂陷盆地发育, 诱发不同源区的岩浆活动及其相伴的流体对流循环, 发生大规模成矿作用2) 深部过程与异常热能驱动:大陆碰撞过程受控于不同的深部过程,后者常常诱发了不同的异常热能,驱动了岩浆-热液或热液成矿系统的发育。
在主碰撞期,大陆碰撞俯冲和俯冲前缘断离,分别导致地壳加厚和深熔作用与软流圈上涌[15]和壳/ 幔熔融,分别为壳源岩浆-成矿系统和壳/ 幔混源岩浆-热液成矿系统提供了异常热能驱动(图3.1a),在晚碰撞期,壳幔物质的侧向流动和软流圈的大规模上涌诱发深部幔源岩浆活动,控制浅部转换构造及其成矿系统(图3.1b);在后碰撞期,俯冲大陆岩石圈拆沉和地幔减薄,引发下地壳流动和部分熔融,驱动斑岩岩浆-热液成矿系统,导致上部地壳伸展和部分熔融,驱动浅成低温热液成矿系统(图3.1c)。
3)应力场转换与构造应力驱动:大陆碰撞造山带的应力状态并不是总是挤压的,不同碰撞阶段均可出现张压交替的应力场变化。
主碰撞阶段常表现为早期碰撞挤压, 晚期应力松弛;晚碰撞阶段早期逆冲推覆,晚期走滑剪切后碰撞阶段早期为平行碰撞带的侧向汇聚, 晚期为垂直碰撞带的地壳伸展。