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。