Question

主要成矿系统及其构造控制

Answer 1

为了具体研究不同类型超大型矿床的构造控制，我们试从成矿系统的角度来加以分析，以利于实际成矿预测工作。

成矿系统是指在一定时空域内，成矿物质由分散状态到浓集成为矿床的地质作用全过程和有关的地质因素及地质产物构成的有机整体。一个发育完整的成矿系统，包含有成因联系的不同规模、不同类型的矿床和有关矿化异常。当一个成矿系统中各种成矿因素在特定地段形成最佳匹配时，即可形成超大型矿床。

按照成矿物质浓集作用和成矿轨迹，笔者提出三个基本的成矿系统，或三大类成矿系统，它们是熔浆成矿系统、流体聚敛成矿系统和改造成矿系统。

1.熔浆成矿系统

富含矿质的熔浆自地幔或地壳深部向浅部运动，并在适宜的构造-岩石环境中形成矿质的富集。总的成矿轨迹是由高温到低温、由高压到低压、由深部向浅表的演化过程，这个系统包括的矿床类型有岩浆型、岩浆热液型、伟晶岩型、矽卡岩型、斑岩型，以及近火山口气液矿床等。大型构造对这一成矿系统所起的作用是提供热动力、沟通深部与浅层、作为熔浆及热液等的上升通路、在地壳浅层的适当地段组成圈闭构造等一系列重要功能。具体的控矿构造类型有:①有显著岩浆活动的大陆和大洋裂谷;②活动陆缘火山岛弧与横断裂交会处;③大型火山机构;④大型侵入岩穹窿构造;⑥不同期和不同方向的大断裂交会处;⑥大型褶皱构造的弯曲、转折、倾伏地段。

熔浆成矿系统具有大规模成矿的机制，是形成超大型矿床的主要成矿系统。经本书作者分析，在世界108个最大金属矿床中，属于熔浆成矿系统的有44个，占总数的41%，且产于各个地质时代和多种地质环境，足见其对形成超大型矿床的重要性。

2.流体聚敛成矿系统

地壳浅表层(0～10km)中分散在岩石或水中的成矿物质，经过各种流体(以水为主)和其他因素的聚拢作用，使其在一定岩石-构造环境中富集成矿。基本成矿机制是各类分异作用(重力的、化学的、生物化学的、动力的等)萃取广大体积内岩石中的矿质并使之浓集成矿。含矿流体运动轨迹既有侧向的，也有深-浅环流的垂向的，流体运移的空间较大，成矿多在常温、低温下发生，有时达中-高温。这个系统包括沉积矿床、火山-沉积矿床、SEDEX型矿床、MVT型矿床、浅成低温热液矿床和热泉型矿床等。大型构造对这一成矿系统所起的作用是:隆升或断陷造成地形差异而导致重力驱动;驱动断陷盆地中的压实流体;断裂构造开辟环流热液运动通道;各类局部构造洼地作为贮矿场所。具体的控矿构造有:①裂谷及同生断层;②陆缘浅海及大陆架;③陆内及海陆交互相的大型沉积盆地;④稳定海岸带(形成大型砂矿);⑤陆内浅层脆性构造域;⑥剥离断层。

流体聚敛成矿系统处在地球的浅表环境中，总的受浅表层次的构造控制，但成矿的热动力来源及某些成矿物质涉及深部因素。在这个系统中，一些大丰度元素和亲硫元素等形成超大型矿床的几率较多。在前述的全球108个最大金属矿床中，属于该系统的有39个，占36%。

3.改造成矿系统(原地或近原地改造成矿系统)

地质体中呈分散态存在或已经过预富集的成矿物质，经变质作用、风化淋积、动力分异等作用在原地或附近富集成矿。其成矿特点是矿质“就近取材”或“就地取材”，含矿原岩与矿床在形成时间上有较大间隔，成矿的元素组合较单一。成矿深度自20km左右直到地表。涂光炽(1988)率先提出“改造成矿作用”概念，指出改造成矿的关键是成矿发生于后期地质作用中，因而矿床与赋存它们的主岩有一定的时差。他列举了九种改造矿床类型，包括我国南方花岗岩型铀矿等。此处所讲的改造成矿系统将涂先生的“改造成矿”概念作了必要的扩大，将近等化学改造的受变质矿床、变成矿床及风化矿床等，也包括在内;另外在作用空间上做了限制，只限于原地改造成矿及近原地改造成矿(这里的原地可理解为含矿质的岩石建造)，以便与前两个成矿系统区别开来并作统一的比较。

改造成矿系统包括的矿床类型有变质矿床、变成矿床、动力改造矿床(如绿岩带剪切带型金矿)和风化壳型矿床等。大型构造对这一成矿系统所起的作用是:提供改造作用所需的高能量(热动力)、开辟流体运移的通道、构成贮矿的圈闭空间及动力分异成矿等。具体的控矿构造有:①大型剪切带构造;②区域动力变质带;③克拉通盆地的变质构造带;④大型侵入体的接触热变质带;⑤陆内浅层脆性构造域;⑥稳定古陆风化壳;⑦陨石冲击构造。

改造成矿系统的时代有老有新，有前寒武纪的变质改造成矿，有中生代到新生代的大量热水改造型金矿和风化壳型镍矿及铝土矿等。这个系统的矿床在世界上最大的108个金属矿床中有25个，占23%。

综合上述，在三类大体独立又有一定时空演化联系的成矿系统中，熔浆成矿系统形成的超大型金属矿床数量最多，流体聚敛成矿系统其次，而改造成矿系统中较少。这只是就金属矿床而言，对非金属矿产来说，由于其成矿机制不同，则是另外的情况。

在上述三个成矿系统的交会部位，可产出复合型矿床或过渡型矿床，如VMS型矿床介于熔浆成矿系统和流体聚敛成矿系统之间，混合岩化矿床介于熔浆成矿系统和改造成矿系统之间，撞击成因矿床(如加拿大Sudbury镍-铜矿床)则处在改造成矿系统和熔浆成矿系统的过渡位置等。