矿田岩浆热应力构造类型特征和秦岭找矿预测实例分析杨兴科.ppt
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1、,矿田岩浆-热应力构造类型 特征和秦岭找矿预测思路分析,杨兴科 等 (长安大学)13991851881;,陕西地矿总公司2014年研讨会,矿田构造研究现状,矿田构造研究现状-CNKI核心期刊文献分析 樊华 韩珂 杨兴科 采用文献计量法,以CNKI核心期刊为数据源,统计了1957-2013年有关矿田构造方面期刊228篇专题文献,从文献主题、年代分布、期刊分布、作者分布、机构分布、发展阶段等,对我国矿田构造的研究发展现状进行统计分析,有较全面的脉络性认识。,矿田构造研究现状-CNKI核心期刊文献分析,(1)1957-2013年CNKI核心期刊收录的有关矿田构造的文献数量偏少,年均仅4篇,近年虽发文
2、数量有上升,但水平有待提高。 (2)在CNKI核心期刊发文的第一作者群偏少,反映矿田构造研究领域中的人员偏少,研究较浅,深度不够。需要更多的同行和新生力量加入到矿田构造的研究和找矿勘查中来。 (3)核心期刊论文的机构主要是相关科研院所和高校,占总量92%。找矿勘查主体地勘单位和大型矿山企业对矿田构造的主干研究力量仍显很大的不足。 矿田地质、矿田构造这一学科领域在我国的矿产勘查开发中具有极大的指导和引领作用,随着找矿勘查工作难度的加大和对深部隐伏矿的勘查评价,将会成为未来矿产勘查的重要内容,与其相关的找矿理论和技术方法的发展,必将为深部找矿提供科学理论支撑,推动我国矿产勘查快速发展。,矿田构造研
3、究现状,矿田构造研究现状,矿田构造研究现状,矿田构造研究现状,矿田构造,一、相关概念和问题的提出 二、矿田岩浆-热应力构造类型 三、找矿思维和特富矿田的特征 四、秦岭成矿带典型矿田研究实例 -部分矿田研究实例分析,矿田:是由一系列在空间上、时间上、构造建造有成因上相互紧密联系的一些矿床和矿化赋存区段,范围一般在几十-几百平方千米,且存在一定生产矿山的矿化集中地区。可指示为矿床密集分布、成矿作用集中发育的地质单元或区域,相当于级成矿区划单元(吕古贤等,2011;杨兴科等,2012)。 矿田构造学是专门研究在矿田内,控制矿床形成、改造、时间和空间分布的地质构造要素的一门学科。既要研究各类应力构造(
4、如褶皱、断裂等)、也要研究各类热力构造(如与热卤水、火山、岩浆侵入体等)和重力构造(如滑脱构造等)对成矿的控制,还要研究各种矿床类型(如岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、变质矿床、改造矿床等)的控矿构造特征,总结其成矿构造和找矿模型,为找矿勘查和矿山地质直接有效服务。,矿田和矿田构造学,矿田构造学矿田地质学矿田成矿作用系统。 矿田成矿规律不仅要研究各类构造,更为主要的必须研究成矿建造,研究成矿岩石地球化学和矿山地质采矿中与成矿构造有关的主控因素。 矿田地质学-既研究矿田地层、侵入岩、火山岩、变质岩、褶皱带、断裂带等与矿床相关的构造要素,又要研究各类矿床类型如岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、变质矿床、
5、改造矿床等的组成分布特点和成矿过程,测试与成矿构造时间和空间有关的矿床体地球化学成分,研究矿化体层次性关联、构造关系和分布规律,寻找含矿构造岩石-岩相区段12.5万-11万构造-蚀变岩相填图。,矿田构造学和矿田地质学,(吕古贤等,2011),一、问题的提出 笔者等近30年来在中西部盆山区研究发现,无论是多矿种能源盆地(鄂尔多斯、羌塘、楚雄等)或矿田区(新疆康古尔塔格带石英滩、康古尔、西凤山、白干湖金矿等,九瑞武山-城门山铜矿、彭山矿、铜陵新桥矿,秦岭凤太铅锌金矿、小秦岭金矿、南秦岭旬阳-汉阴铅锌金矿、平利萤石矿,祁漫塔格虎头崖、卡而却卡等)调研,发现盆地或金属矿田岩浆-热力作用和热力构造类型均
6、有不同程度的发育和广泛存在特点,且对主成矿期大规模成矿成藏均起到了重要的控制作用。 总体表现:盆地热力作用和热力构造-特殊性和稀缺性,而金属矿田岩浆-热力构造类型更具广泛存在且发育程度不同及其与成矿类型紧密相关联的特点。岩浆-热力构造的类型、特征及其所表现出的特殊性,激发我们持续研究思考。,一、问题的提出 前人对岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、热水喷流沉积、矽卡岩矿床等研究较详细,实例研究较多,对岩浆岩体构造也有一定研究。比较重视与侵入岩或火山岩有时间和空间上直接相关的控矿构造和成矿类型的研究。但对矿田岩浆岩及其围岩中的一系列热力和热-应力构造及成矿组合类型研究较少,没有从成矿构造控制深度和矿田
7、成矿作用系统与主成矿期构造类型角度系统研究或论述过。矿床组合类型?,岩浆岩构造,岩浆-热应力构造是指受岩浆热-应力作用影响控制,与岩浆侵入或火山喷发活动有一定联系,形成于岩浆岩体中或围岩地层中或远程热力作用影响区的一系列热力和应力构造成矿作用类型。,岩浆-热力构造:形成于岩浆岩体中或围岩地层中或远程热力作用影响区的一系列热力和应力构造成矿作用类型。-斑岩铜矿田热力构造-成矿过程,毛景文,2014,根据岩浆-热力作用对成矿构造的控制和影响深度,提出了从浅到深划分矿田岩浆-热力构造类型的方案。 即从近地表的热水喷流沉积-地热异常群集型到各类热液型(包括岩浆期后高中低温热液型、热液交代型),再到岩浆
8、侵入型(如各类侵入岩体、斑岩型、矽卡岩型、岩浆热穹窿型等),进入地球更深部为壳幔混源岩浆型(岩浆通道型、小岩体成矿型、壳幔混合成矿型),深部为地幔热柱型。在壳幔岩浆-热力构造成矿过程中经常会形成具有重要成矿组合类型或超大型矿床。,一、相关概念和问题的提出 二、矿田岩浆-热应力构造类型 三、找矿思维和特富矿田的特征 四、秦岭成矿带典型矿田研究实例 -部分矿田研究实例分析,按照成矿构造形成的主控作用方式有: 应力构造、热力构造、重力构造; 应力构造研究较细,尤以地质力学为代表-矿田构造研究-重视研究不同结构面的力学性质和控矿规律; 热力构造被忽略;地球内部各处温度不同,构造变形时各种岩矿石受热后的
9、力学性质随温度变化而明显改变,且造成岩矿石的热膨胀程度不同,使一定深度的岩矿石不能自由膨胀而产生热应力作用-目前对热应力研究很薄弱;-课前张青报告 重力构造盐丘、不整合面、滑脱构造、陨石撞击构造; 复合转化构造类型应力与热力作用复合(热力背斜、热穹窿、变质核杂岩等)、应力与重力复合转化(不整合面再褶皱、底劈滑脱等)、热力与重力复合(陨石撞击构造等)。,矿田构造类型划分,应力、热力、重力构造;-相互关系 应力构造类型褶皱(背斜、向斜、复式等)、断裂(正、逆-推覆、平移断层、剥离断层等)、节理裂隙、劈理、线理等; 热力构造类型地热异常群集区、火山喷发型、浅成斑岩体侵入型、热液活动、热力背斜(热穹窿
10、型)、中深成岩浆侵入型、地壳热柱型、地幔热柱型; 重力构造类型不整合面、滑脱构造、陨石撞击构造等; 复合转化构造类型应力与热力作用复合(韧性剪切带、热力背斜、热穹窿、变质核杂岩等)、应力与重力复合转化(不整合面再褶皱、底劈滑脱等)、热力与重力复合(陨石撞击构造等)。,矿田构造类型划分,构造动力学-深部热力作用及其活动-陆内变形-改造-造山-成矿有关 揭示出成矿构造转换时间段和空间带 临界转换:固-液-气多相共存=热力+应力+流体=热力构造-成矿系统。 关键科学问题:热-应力驱动岩石流变脆-韧剪切变形转换成矿热流体运移-矿化富集(中心)成矿 =矿田内热力作用热核爆发成矿聚集矿液富集,矿田热力作用
11、与热力构造研究进展,许多矿床的形成和分布均受岩浆活动-热力作用的控制! A-地表出露岩浆岩体的找矿预测 B-地表未出露岩体隐伏岩体及找矿预测 C-矿田热力构造类型与隐伏矿找矿预测 D-多期次复式岩体主期成矿与隐伏岩矿体预测,不同矿田构造类型区-找矿思维和勘查方法不同,隐伏岩体的预测 直接标志:接触热变质晕;地表小岩体或岩脉;围岩蚀变;热液活动;化探晕;物探环形异常等 间接标志:基底断裂、深断裂、等距性构造、隐伏岩体与围岩间的变质作用和物探异常、遥感环型影象等,热力构造分类,1)地貌形态(地层时代)分三类: 1-正向穹窿型; 2-负向塌陷型; 3-边隆核陷型 2)根据岩浆-热力作用影响深度分五类
12、: 1-地热异常群集区; 2-表浅层火山喷发-热液活动-浅成侵入体型; 3-热穹隆型(热力背斜):底劈构造+热穹窿 4-中深层侵入体型 :岩体+热力+热液(脉) 5-深部壳幔热异常柱型 地幔热柱型+LIP,浅,深,暴露型,隐伏型,杨兴科,地学前缘,2005,热水喷流沉积-地热异常群集型+热液型(高中低温热液+交代型)+岩浆侵入型(侵入体-斑岩型-矽卡岩型-岩浆热穹窿型)+壳幔混源岩浆型(通道型、小岩体成矿型、壳幔混合成矿型)+地幔热柱型。壳幔混合岩浆-热力构造成矿超大型+矿床组合类型。,岩浆-热力作用+成矿构造控制深度,岩浆-热力构造的深度分类,按矿田岩浆活动-热力作用对成矿作用的控制影响深度
13、和构造环境与成矿类型分五大类24亚类: 1-近地表热水喷流沉积-地热异常群集型; 2-热液型; 3-岩浆侵入-斑岩-矽卡岩-韧性剪切流变 -(底劈)热穹窿型 4-岩浆通道-小岩体矿床-壳幔混合成矿型 5-地幔热柱型(壳幔热异常柱) + LIP,浅,深,暴露型,隐伏型,岩浆-热力构造的深度分类,1-近地表热力-沉积成矿类型():主要为近地表热水喷流沉积-地热异常群集型 主要在近地表附近形成的热力作用、热水沉积和成矿构造类型,可在热气、热液、熔岩、盐丘等多相态之间转换。包括有:热气型、热泉型、盐丘、地热异常群集型、热水喷流沉积型、火山喷发型等。成矿深度0-2km。,岩浆-热力构造的深度分类,2-热
14、液成矿构造类型(): 主要在地表以下的地壳浅层形成的热力作用和热液成矿构造类型,以热气+热液相态迁移、交代为主。包括:浅成低温热液型、中高温热液型、断控热液型-即断裂破碎带控制的岩浆-热液交代或充填型、热液刺穿型、层控矽卡岩型、矽卡岩型等,成矿深度在2-6km。,岩浆-热力构造的深度分类,3-岩浆侵入成矿构造类型():在地壳中深层形成的热力作用和热液类型,以熔岩流、部分熔融岩浆、热液等固-熔-液-气多相态底劈运移、熔离、交代等为主。包括:斑岩型或玢岩型、岩浆底劈-热穹窿型、韧性剪切带型、中深成岩浆侵入型、岩浆通道型、小岩体成矿型等,成矿深度在3-15km。,岩浆-热力构造的深度分类,斑岩铜矿田
15、构造-成矿模型( Richards, 2011),3-岩浆侵入成矿构造类型:中深地壳。还包括:中深成岩浆侵入型、岩浆通道型、小岩体成矿型等,成矿深度在3-15km。,岩浆-热力构造的深度分类,4-壳幔作用成矿构造类型():在中下地壳和上地幔顶部形成的壳幔作用,以壳幔混熔岩浆、部分熔融固熔体、热液等多相态混合、交代成矿。包括:壳幔混源岩浆型、爆破角砾岩型、金伯利岩筒型、地壳热异常柱型等,成矿深度在10-30km,岩浆-热力构造深度分类,5-地幔热柱成矿构造类型():在地幔内的热柱熔流作用,以混熔或部分熔融等相态成矿。包括:热点、地幔热柱型,成矿深度较大。,板块构造新进展、壳幔岩浆作用、地幔热柱构
16、造、热点等; 参照学习:爱课程网-中国大学精品视频公开课-工程技术-认识我们的地球 -杨兴科,认识我们的地球,澳林匹克坝IOCG矿田模型图,矿床-构造模型组合:斑岩型+矽卡岩型+中高温热液脉型+火山机构+浅成低温热液型+热泉型,矿田深部找矿-控矿构造模型组合,D.W.Haynes(2003)给出的花岗岩驱动成矿模式。标出了不同铁氧化物-铜-金矿床产出部位。在该矿田系统中,从浅源含钠成矿流体向下流动,沿其流经温压越来越高,演化为深源含钾流体,而含钾深源流体又向上流动,沿其流经温压越来越低。含水K蚀变叠覆在Na-Ca蚀变组合上,表明形成之初的流体,是向下流动的热液流体或以含Na为主的流体。,矿田构
17、造类型 与调研方法和找矿思路,长 安 大 学,杨 兴 科,矿田构造研究方法培训,一、矿田地质学和矿田构造学 二、成矿-控矿构造调研方法 三、矿田构造和矿床模型找矿 四、矿田构造岩相填图找矿,成矿构造:指与矿床形成及改造有关的构造。是找矿评价和成矿预测研究的关键内容。 构造活动是流体形成及发生运动的原因和动力,构造裂隙是成矿流体迁移富集的通道和沉淀的空间。 控矿构造:控制矿体产出的成矿前形成,在成矿期复活的构造或成矿期形成的构造,称为控矿构造。,矿田构造+矿田地质找矿预测思路 重要成矿带确定之后,极为关键的快速勘查找矿方法是如何尽快的确定在具有远景的成矿区段或矿田内,紧抓矿田地质找矿的核心,即矿
18、田成矿构造的调研,开展含矿构造岩石-岩相区段的11万-12.5万构造-岩相填图与找矿评价工作。确定矿田四维(主成矿期+三维)矿化富集中心,明确深部勘查主攻目标和方向,尽可能定位靶区预测和钻孔验证预测。 翟裕生,2010;吕古贤等,2010,杨兴科等,2011 ,等,矿田成矿和控矿构造调研,矿田成矿和控矿构造不仅指矿田内的成矿构造形式和现今的构造系统,还应包括同沉积期构造,及火山构造和侵入构造等。 构造-岩浆-成矿活动的重要意义:为构造应力和热流运动提供成矿通道。通过构造破碎-岩浆热力-流体运动才能将热量高速度、远距离、大容量输送,并主导该区构造-岩浆活动-成矿。深层构造还可以将深部物质(壳-幔
19、流体)导入浅部,浅部构造为成矿流体的形成、运移及成矿提供沉淀富集条件。,成矿-控矿构造调研内容 1.确定控矿构造的存在和空间形态特征 2.鉴别控矿构造的力学性质、运动方式 3.区分成矿期和成矿后构造 4.研究控矿构造的强度和活动期次 5.确定构造活动不同期次的物质成分; 6.恢复可能的应力作用方式-构造应力场 7.控制岩浆岩体相关构造的研究; 岩浆-热力构造的重点研究 8.建立矿田成矿-控矿构造体系-理论模式 9.填制-编制矿田构造-岩相图-找矿靶区,成矿-控矿构造调研内容 区分成矿期和成矿后构造 成矿期构造指主元素富集阶段发生活动的构造。包括两种:一种为成矿前形成,成矿期复活的构造;另一种是
20、成矿期形成的构造。均称为控矿构造。成矿后构造是指主元素富集阶段以后发生活动的构造。 (1)控矿断裂(碎裂)构造的判别 包括:断裂、破碎带、裂隙带、韧脆性剪切带等。一般观察是否有矿化蚀变现象,对规模较大的构造,可用系统采集微量元素和人工重砂的办法区分。 (2)褶皱的判别 褶皱形态控制矿体形态,褶皱伴生的裂隙、节理、断层、劈理等具有矿化蚀变。注意多期变形对矿化控制。,9.填制和编制矿田构造-岩相图 矿区构造研究和找矿预测应当编制矿田构造图,其范围以矿田为主,以控岩、控矿构造和矿化蚀变为测量编图的重点。 (1)以简化地质图为底图;进行1:1万填图; (2)编控岩控矿构造实际材料图,把矿体、矿点、矿区
21、等成矿期构造和矿化蚀变标志等分期次、分不同特征加以标示; (3)综合编制矿田构造-蚀变岩相图; (4)标定重要的成矿后构造。,编制详细的矿田构造预测图 构造预测图在原苏联较流行。 编图基础:控矿构造几何化,以具体一种控矿界面为几何线编矿体几何立体图; 可依中段平面或勘探线剖面为表示观测面; 尽可能详细反映成矿模式和控矿因素;不同类型的控矿因素影响水平不一。 有四种矿化界面:控矿界面;导矿界面;配矿界面;含矿界面。 编图采用类比法、归纳法、系统法。,构造-蚀变岩相填图的目的 与浅成-超浅成中酸性岩浆岩有关的矿床在成矿过程中常形成大范围的岩浆期后中-低温热液蚀变,这些蚀变比矿体更易于发现。其矿化/
22、蚀变体系经过一定地质时期的抬升剥蚀,目前出露在近地表和钻孔、坑道的大面积蚀变范围,可通过剖面详细填图,圈定构造-蚀变类型、分带,解释并找出平面、剖面上指向蚀变/矿化中心的指示标志,判断矿化富集中心,为深部勘探工程部署(如深部钻孔位置)提供更充分的地质依据。,7.控制岩浆构造的研究 岩浆构造包括侵入岩及火山喷发活动的构造。 (1)划分控岩构造及成岩后构造; (2)分析侵入体边界形态及接触带特征; (3)分析岩体脉状分枝空间形态; (4)研究分析岩体群组合形态和空间排列关系; (5)研究岩体长、宽、延伸比例关系; (6)研究岩体原生构造、岩相带、捕掳体、 原生流动构造; (7)研究同源多期侵入特征
23、; (8)研究火山机构空间排列形态; (9)分析区域构造带和控岩构造关系; (10)建立控岩构造演化柱状对比图。,澳林匹克坝IOCG矿田构造模型,矿田构造模型组合,黑色岩系型矿床,斑岩型+矽卡岩型+断控热液型+类卡林型,(据 D. Groves,2009 ),一、相关概念和问题的提出 二、矿田岩浆-热应力构造类型 三、找矿思维和特富矿田的特征 四、秦岭成矿带典型矿田研究实例 -部分矿田研究实例分析,找矿思维:矿产勘查(找矿)是一门实践。对矿产勘查工作的绩效考察是找矿效果,而非理论创新。找矿是一种实践,而非科学,也不是专业。尽管它包含科学和专业的因素。,别人用过的招,也是打胜仗的招,你不一定能重
24、复。这叫-战胜不复。不但别人用过的招,而且是你-我用过的招,就一定能重复吗?不一定!找矿工作也是如此。-秦岭与天山、昆仑山?,学找矿学什么? 如何学?(1)学规律(知识);(2)找感觉(去找到)-学矿田规律;找深部勘查感觉。,从哪里学?从案例中学规律,在实践中找深部勘查感觉。找到矿:就是要知道规律,并找到。 感觉:凭有限知识去把握成矿事件的本质,这个能力就是我们做勘查评价找矿的感觉。野外一线感觉!要练就找矿高情商谈恋爱+找触电 触电感觉的东西,我们并不能很好地理解它,只有深刻理解电流和电化学反应的原理,才能更好地感觉到你与她的互馈机理-电化学作用!,读书是一种学习,使用交流更是一种学习,从找矿
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