的存在是形成热液矿床、部分沉积-热液叠加改造矿床的重要条件。岩浆热源既能为含矿热液的运移提供热动力,又能为成矿所需要的物理化学过程提供温度条件。这一点在热液矿床成矿中尤为重要。
四、沉积条件
沉积条件对于沉积矿床的形成具有头等重要的意义。
在广阔的沉积盆地中通过沉积作用可形成煤、铁、锰、铝、磷、盐类等矿床。不整合所代表的古侵蚀面,是聚集残余矿床和砂矿的有利部位。
不同地质时期沉积环境和条件不同,可能形成不同种类或不同规模的矿床。对不同矿床而言,多存在着较重要的形成时期。由于植物从古生代才开始大量繁殖,故煤出现在古生代和古生代之后的地层中。就世界范围看,主要的含煤地层为石炭-二叠系、侏罗系和第三系。锰的成矿时代以前寒武纪和古近纪及新近纪最为重要,集中了全世界锰储量的1/2以上。铝土矿的主要成矿时代是石炭-二叠纪、侏罗纪-白垩纪、古近纪、新近纪和第四纪,在中国以石炭-二叠纪最为重要。铁矿主要产于前寒武纪地层中,大部分条带状含铁建造形成在距今2600~1800Ma的时段里。
五、岩性条件
岩石物理化学性质对于成矿作用方式、矿化强度、矿体产状及矿床类型等均有明显的控制作用。
岩石物理性质方面,岩石的孔隙度、裂隙度、渗透性、抗压强度等对成矿均有影响。例如:多孔状岩石中矿化常较强烈;脆性大的岩石易发育裂隙,有利于矿液的运移和矿质的沉淀。可塑性大的岩石不易产生裂隙,往往成为矿液运移的隔挡层。当脆性岩石和塑性岩石共存时,在脆性岩石中易成矿。
岩石化学性质方面,化学性质活泼的围岩可与矿液发生交代作用,形成矽卡岩型或其他交代矿床;在砂页岩中则形成脉状矿床,如湖南瑶岗仙钨矿;在花岗岩体附近的碳酸盐岩接触带中形成矽卡岩型白钨矿,而在花岗岩外围的接触变质砂页岩裂隙中形成黑钨矿石英脉。围岩成分有时对成矿有重要影响,例如硼矿床的形成与白云岩或白云质灰岩密切相关。由于镁是硼矿物的重要沉淀剂,可形成各种镁的硼酸盐矿物(床)。
除上述主要控矿条件外,变质作用、流体特征、次生富集、剥蚀深度等,对矿床的形成和保存也有较大影响。
总之,各种影响成矿的条件,往往是相互关联的。一个矿床的形成往往是多种因素综合控制的结果。但对不同区域、不同矿种和不同类型的矿床,上述控矿条件的作用又不是等同的。一个具体矿床常具有一两种控矿条件起决定作用。因此在研究和预测矿床时,对成矿条件要全面分析,具体研究。
第二节 成 矿 规 律
成矿规律是在研究矿床产出的地质及地球化学背景的基础上,阐明矿床在时间上、空间上的分布规律。由于成矿规律研究涉及面广,综合性强,至今仍有诸多问题有待解决。以下介绍的几个基本问题是在成矿规律研究中经常遇到的,其中有些是带有规律性的认识,有些是经验总结,还缺乏深入的理论分析。
一、成矿区域与成矿时代
地壳中的矿产在空间上和时间上的分布是不均匀的,在地壳中某种或某些矿产大量集中的那一部分地区称为成矿区域。在一个成矿区域中,矿化往往集中地发生在某个或某些地质时期内。这样的矿化比较集中的时期称为成矿时代。
(一)成矿区域
成矿区域的范围大小不一,往往可以划分出不同的级别。目前,人们一般按空间规模,把成矿区域划分为全球性成矿域、成矿区(带)、矿带和矿田4个级别。
1.全球性成矿域
属全球性成矿构造系统,包括巨大板块边界、巨型褶皱带、贯通性深大断裂等,面积—般达n×l0~n×l0km。
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全球范围内存在3个重要的成矿域,即环太平洋成矿域、特提斯成矿域
和中亚成矿域。
斑岩型矿床、块状硫化物矿床、浅成低温热液矿床的广泛分布是三大巨型成矿域的共同之处,它们提供了贵金属与有色金属的重要来源。在理论上,三大成矿域是研究板块构造与成矿关系的理想场所。从目前情况看,在铜、金、钼等金属产量与储量上,环太平洋域雄居榜首,但另两个成矿域在工作及研究程度上均远逊于环太平洋成矿域,因而潜力很大。
3个巨型成矿域的地理范围及囊括的成矿时代都存在不少争议,争论本身深化了对成矿域的认识。每个巨型成矿域都包括若干颇有特色、著称于世的成矿区带。
(1)环太平洋成矿域:指的是环绕太平洋周围的中、新生代构造-岩浆成矿域。自南美洲南端起,沿南、北美洲西缘经安第斯、科迪勒拉等山系,经阿拉斯加,进入俄罗斯亚洲部分的东北地区,过日本群岛、中国台湾省及东南沿海、菲律宾、巴布亚-新几内亚至新西兰一带,延长达4万多km。整个成矿域又分为内、外2个带。在美洲,内带沿滨海断裂发育,以斑岩型铜(钼)矿、卡林型金矿、陆相火山岩型(浅成低温热液型)金矿的大量产出为特色;外带位于大陆部分,产铅、银及锡矿床等。在亚洲,内带沿岛弧分布,主要发育古近纪安山岩及铜、金矿床,沿断裂带有基性-超基性侵入岩及铬、镍、铂矿床;外带范围较广,主要指大陆部分的中生代岩浆活动区域,以产钨、锡为特征,并发育铅、锌、金和铋等矿床。
(2)特提斯成矿域:包括地中海沿岸及亚洲西南部和南部,从西班牙、意大利起,经巴尔干半岛、小亚细亚半岛进入南高加索、伊朗、巴基斯坦,进入中国西藏、川西及云南,再延至马来半岛,并在帝汶岛与环太平洋成矿域相接,延长约1.6×10km。该成矿域中成矿系统很发育,包括广泛发育的斑岩型铜、钼、金成矿系统,断陷盆地热卤水铅、锌、铜、银成矿系统,蛇绿混杂岩-剪切带金成矿系统和蛇绿岩套铬铁矿成矿系统等。这些成矿系统所在的成矿带大都沿板块结合带及其边缘分布,有很长的延伸距离(可达400~500km)。
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本区各时代尤其是古特提斯以来的火山岩十分发育,且与成矿关系十分密切。与火山岩有关的矿床类型有:①与晚古生代裂谷洋盆型火山岩有关的块状硫化物银多金属矿床(如老厂);②产于晚古生代洋脊蛇绿岩套与中新生代浅成-超浅成侵入活动有关的金矿床(如哀牢山);③与晚三叠世岛弧酸性火山岩有关的黑矿型矿床(如呷村);④新生代斑岩型铜-钼-金矿床(如玉龙)及浅成低温热液金、银、汞、锑矿床。
特提斯成矿域构造-岩浆演化控制了成矿的时空分布。从前寒武纪开始,就不断有金属矿床形成。但是,大规模的成矿作用发生在特提斯演化阶段。古特提斯早期,在板块结合带和陆缘岛弧带形成了一批重要矿床;而在新特提斯期,又在造山形成的山系和盆地中形成另一成矿高峰,包括兰坪铅-锌矿和哀牢山金矿带的形成。总的成矿演化趋势是:成矿规模由老到新不断增大,直到喜马拉雅期形成一些很有特色的大型、超大型矿床。成矿规模大,成矿时代新,剥蚀不深,保存较好,适度暴露,