矿床产出控制因素

矿床控矿因素综述~

根据以上分析，结合矿床(体)地质特征，认为安庆铜铁矿床主要成矿定位因素可以归纳为八个字———“一带、二富、三断、四控”，其具体含义解释如下:
一带 指三叠系中、下统之间的层间虚脱带，但隐含着矿床产出的层位和中、下三叠统地层对成矿的控制的含义，是控制矿床的地层因素;
二富 指成矿母岩为燕山期富硅富碱二长闪长岩，是控制矿床的岩浆岩因素;
三断 指北东向基底断裂、近东西、近南北向共轭剪裂带和南北向剪切带，是控制成矿母岩和矿床本身就位的构造因素;
四控 指岩体侵入前峰、接触带构造、屏蔽构造和裂隙构造，是直接控制矿床和矿体具体位置及矿化富集的构造组合。

这一成矿系列内产出的大型-特大型矿床主要有菱镁矿和滑石矿床，而且它们中有许多富矿，在国内外有一定影响。下面总结菱镁矿和滑石矿床中大矿、富矿的产出部位，并讨论主要控矿因素。
1.菱镁矿大矿、富矿的产出部位
1）辽东地区所有大型菱镁矿矿床均分布于英落-草河口-太平哨复向斜北翼西段，镁质碳酸盐岩沉积厚度大，菱镁矿矿体发育好，规模大，形态简单；
2）菱镁矿矿体主要赋存在大石桥组三段，一般可分为中、下两个层位。下部含矿层产出菱镁矿矿床有小圣水寺、铧子峪、金家堡子、下房身、梨树沟等；中部含矿层赋存菱镁矿矿床有官马山、圣水寺、高庄、青山怀、石匠沟、老官山、吉洞峪东山等。总的来看，下部含矿层规模和质量都优于中部含矿层；
3）大型优质菱镁矿矿床的菱镁矿矿体底板围岩一般为灰色条带状中粗粒含炭质绿泥石菱镁矿大理岩，有的则是以断层与白云石大理岩相接触，如小圣水寺；顶板围岩为白、灰白色、薄-厚层细粒含透闪石白云石大理岩。
2.滑石大矿、富矿的产出部位
1）辽东地区所有大型滑石矿床均分布于英落-草河口-太平哨复向斜北翼西段，镁质碳酸盐岩沉积厚度大，滑石矿体常与菱镁矿伴生，规模大，形态简单，延伸稳定。
2）大石桥组三段是辽东地区滑石矿床的主要含矿层位。绝大多数滑石矿床均产于大石桥组三段白云石大理岩、菱镁矿大理岩中，受东西向褶皱的层间压性构造控制。

表3-21 富镁质碳酸盐岩建造镁质非金属矿床成矿系列特征结构模型

营口—辽阳地区古元古代大石桥组三段总体构造为一局部倒转的单斜层。滑石矿床通常产在NEE向逆断层及层间挤压破碎带发育地段，并伴有NW和NE向平移和平移正断层等断裂构造交叉部位的附近。滑石矿床的空间分布主要受三条构造带控制，形成三条构造含矿带。其中，大型优质滑石矿床主要分布在下部构造含矿带，其次在中部构造含矿带。
3）大型优质滑石矿体围岩为菱镁矿大理岩或菱镁矿矿体，少数（30%）为白云石大理岩。滑石矿体主要赋存在菱镁矿大理岩或菱镁矿层间挤压破碎带内，其次是在菱镁矿大理岩与白云石大理岩层接触部位和白云石大理岩层间构造中。厚大矿体与围岩界线多为渐变过渡。
3.菱镁矿和滑石矿床控矿因素
根据辽东地区地质构造格局、菱镁矿和滑石矿床的分布特点，大型优质菱镁矿和滑石矿床形成和分布的控矿因素主要有构造、岩相古地理、地层层位、含矿建造的厚度和岩石组合特点、地球化学等因素。
（1）控矿构造
菱镁矿受构造控制作用不明显，主要呈单斜产出。但滑石矿床严格受褶皱、断裂构造控制。矿床集中分布于向斜、背斜的上翼部和端部。这是由于褶皱构造的低压区，对成矿流体的运移起控制作用。断裂构造以层间断裂构造为主，其形成同时产生二组平移或平移正断层。这些断裂叠加于成矿原岩层，使之原有的构造性质、形态受到改造，有的甚至明显切割了滑石矿体。层间断裂提供了滑石矿体生成的最有利场所。由于镁质碳酸盐岩受挤压破碎，形成较宽的挤压破碎带，一方面为成矿流体提供了通道，另一方面也有利于成矿流体对镁质碳酸盐岩的交代作用。褶皱和断裂构造的这种对滑石矿床的控制作用在营口—辽阳地区比较明显。就褶皱构造而言，该区含矿部位属英落-草河口-太平哨复向斜上翼部，离复向斜槽端较近，属低压带。该地区断裂构造也发育，含矿层有三组层间断裂带，断裂带发育较宽，延续较稳定，并有平移或平移正断层发育，控制了刘家坟、范家堡子、水泉等大型滑石矿床的分布。
（2）岩相古地理
辽东地区大型菱镁矿和滑石矿床受岩相古地理因素控制明显。首先，古元古代裂陷沉积受裂谷构造控制，具有明显的近东西向分带性。在北缘斜坡带滨海泻湖蒸发相沉积了一套富镁质碳酸盐岩建造，岩石组合主要为白云石大理岩和菱镁矿大理岩，夹薄层千枚岩。当时的沉积环境，类似于现代的滨海萨布哈环境，加上当时盆地的持续下陷，有利于巨厚菱镁矿的沉积。向南盐度减小，镁质碳酸盐岩减少，钙质碳酸盐岩和碎屑岩增加，因而不利于形成菱镁矿矿床。与菱镁矿成矿稍有不同的是，滑石矿床受镁质碳酸盐岩沉积环境控制，并不像菱镁矿沉积时要求环境严格，而一部分白云石大理岩也是滑石矿床的成矿母岩和赋矿层位，因此滑石矿床虽然也受镁质碳酸盐岩制约，但比菱镁矿范围要宽的多，使一部分滑石矿床的分布与菱镁矿伴生外，也有与白云石大理岩伴生的。
（3）地层层位、厚度与含矿建造的岩石类型
辽东地区大型菱镁矿和滑石矿床受地层层位因素控制明显，因此有人也称之为“层控矿床”。已知大型菱镁矿和滑石矿床均产在大石桥组三段地层中。例如，在营口—辽阳地区，菱镁矿矿体受地层层位控制集中于大石桥组三段地层的下部，次为中部。
辽东地区大型菱镁矿和滑石矿床不仅受地层层位因素控制，而且还受地层厚度的控制，特别是其中含矿建造富镁质碳酸盐岩建造厚度的控制。小圣水寺、青山怀、铧子峪、下房身等大型菱镁矿矿床中大石桥组三段的地层厚度均在2500 m以上，其中主要为碳酸盐岩，而富镁质碳酸盐岩建造厚度为500～800 m。其他地区由于富镁质碳酸盐岩建造厚度较小，因而没有大型菱镁矿矿床产出。
滑石矿床的分布范围和矿床规模同样受地层中富镁质碳酸盐岩建造厚度的控制。目前所知，大中型滑石矿床均控制在碳酸盐岩厚度大于1000 m的地层中，其中富镁质碳酸盐岩建造厚度占大多数。如富镁质碳酸盐岩建造在营口—海城一带厚度最大，产出的菱镁矿和滑石矿床多是大中型矿床。
（4）地球化学
大石桥三段岩石化学成分以高镁高钙为特征，SiO2与MgO，CaO成反比关系，而MgO厚度与地层厚度为正相关关系。大石桥—黑峪—二户来一线及岫岩王家堡子、宽甸坦甸、丹东汤池地区等地 MgO ＞20%，其中营口—辽阳地区为高镁区，MgO 平均含量为27.08%。菱镁矿层出现在CaO/MgO比值2.2附近；高镁区有大规模菱镁矿聚集。碳酸盐岩MgO含量、CaO/MgO比值对菱镁矿滑石的控制作用与地层厚度相一致。
（5）区域变质
菱镁矿矿床主要受沉积作用控制，而受区域变质作用控制不明显。辽东地区古元古代末期发生的区域变质与部分混合岩化作用导致沉积菱镁矿发生重结晶、变质结晶、局部产生重结晶，造成矿石结构方面的变化，并使局部矿体产生重就位，矿体形态变的复杂。但区域变质和混合岩化为滑石成矿提供热能、流体运移通道及物质来源，高盐度富硅成矿流体交代富镁质碳酸盐岩形成滑石矿体，并在构造薄弱部位形成厚大滑石矿体。
4.硼矿床大矿、富矿的产出部位及控矿因素
综合研究本区的大型-超大型硼矿床可知，辽东地区大型优质硼矿床主要分布于以下构造和岩性有利部位：
1）所有大型优质硼矿床均分布在辽东裂谷里尔峪期中央凹陷带蒸发盆地中。断陷盆地内主要受断裂控制的局部的次一级热卤水蒸发盆地的大小、盆地沉降的幅度都影响硼矿床形成的规模。如同处于凤城断陷盆地内的翁泉沟成矿盆地近10km2，矿层厚度由几十米至百米以上；二台子成矿盆地不到1km2，矿层厚度仅几米至十几米。翁泉沟矿床构成超大型硼矿床，它的储量是较小的二台子硼矿床高1000倍。可见，成矿盆地的规模越大，沉降越深，对形成超大型矿床越有利。
2）所有大型优质硼矿床均分布于富镁质碳酸盐岩建造分布区，严格受里尔峪组（含硼岩系）富镁质碳酸盐岩建造控制。矿体厚度、矿石品位均与里尔峪组富镁质碳酸盐岩建造厚度呈正比。
3）所有大型优质硼矿床均分布于具蒸发环境的断陷盆地中。在中央凹陷带沉降中心营口—宽甸一带，受古地理环境制约，盆地内相对封闭并逐渐演化成泻湖蒸发环境，为硼矿床大规模聚集提供了适宜的环境条件。大量的含矿热泉长时间地为成矿盆地带来巨量的成矿物质，也是形成大型超大型硼矿床的条件。
4）含铁量大小决定了硼矿床类型。含铁量较低的情况下，形成优质的硼镁石型硼矿床；含铁量较高时，则形成较难分离的硼镁铁矿型硼矿床。
5.成矿系列模式
综上所述，可将辽东地区镁质非金属矿床成矿系列模式概括为图3-28。

图3-28 辽东地区古元古代裂谷带镁质非金属矿床成矿系列模式

矿床时-空分布规律和产出特征，主要取决于其形成的地质构造环境、矿床产出地层层序、岩浆活动特性、容矿主岩岩性、成矿作用等诸多控矿因素，了解这些因素对矿床产出的影响和控制程度是矿床成因和成矿规律研究的重要内容之一。

1.构造控矿作用

构造对矿床形成和产出的控制作用主要表现在两个方面：一是成矿地质构造环境对不同矿床类型的形成和分布的控制作用；二是不同级序的构造往往控制着不同尺度的矿带、矿段、矿田、矿体的空间展布。

（1）成矿地质背景

在西昆仑金属成矿省，大多数的已知矿床可归属于6种成矿地质环境。

大陆边缘坳陷盆地：该类成矿地质环境主要出现在中元古代张性构造环境。随着大陆地壳拉张、减薄，沿着新太古代—古元古代古陆边缘产生强烈的地壳裂陷作用，产生窄长的坳陷盆地，形成有利的成矿环境。在元古宙坳陷盆地构造环境，有两种重要的矿床类型产出，一是层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床，主要产在坳陷盆地火山活动很弱的热液沉积环境，主要为正常沉积条件下产生的海底热液活动，容矿岩系为正常沉积的细碎屑岩和碳酸盐岩建造，容矿主岩为碳酸盐岩，仅有少量的火山岩出现在含矿层内。该类矿床主要分布在木吉-布伦口成矿亚带，代表性矿床有布伦口铜金矿床、哈拉墩铁铜矿床和切列克契铁矿床等。二是火山岩型块状硫化物铜-锌矿床，主要产在坳陷盆地火山-沉积环境，矿床堆积环境具有明显的火山活动，矿床形成与海底火山热液活动有关，含矿岩系为火山-沉积建造，容矿主岩往往为火山沉积岩，表明成矿环境地壳裂陷较深，地壳活动更强烈。该类矿床主要产在桑株塔格成矿亚带，代表性矿床有塔木其铜锌矿床。

大陆边缘岛弧带：伴随早古生代大陆地壳拉张形成新的洋壳产生大洋板块向大陆板块的俯冲作用，以及晚古生代羌塘地块向塔里木地块的俯冲作用，沿着大陆边缘分别在上其汗—苏巴什一带、瓦恰一带产生钙碱性岩浆活动并形成岛弧构造环境。该构造环境对成矿十分有利，形成了火山岩型块状硫化物铜-锌矿床，如上其汗铜-锌矿床，以及与火山热液活动有关的铁-铜矿化，如瓦恰地区铁-铜矿化。

大陆边缘岩浆弧带：晚古生代随着羌塘地块向塔里木地块俯冲，沿着大陆边缘在中昆仑形成强烈的中-酸性岩浆侵入活动，形成明显的侵入岩浆弧带。与中酸性侵入岩浆热液活动有关，在侵入体内或侵入体与围岩接触带附近形成一系列矽卡岩型、斑岩型和热液型铁和多金属矿床，如库地矽卡岩型铁铜矿床，大同热液型、斑岩型铜矿床等。

弧后裂谷坳陷带：晚古生代随着羌塘地块向塔里木地块俯冲，在中昆仑陆缘岩浆弧后产生强烈的拉张构造环境，形成北昆仑弧后裂谷坳陷带。沿着裂谷坳陷带形成一系列有利的成矿环境，其中在裂谷坳陷带西段昆盖山北坡形成石炭纪优地槽构造环境，以强烈的双峰态火山活动为特征，坳陷带内堆积了厚层的下石炭世铁镁质火山岩、上石炭世中酸性火山岩以及海相细碎屑岩和碳酸盐岩火山-沉积建造。沿着下、上石炭统基性和酸性火山岩系分别产出块状硫化物含铜黄铁矿矿床，构成昆仑式火山岩型块状硫化物矿床，典型矿床包括吾依塔什铜矿床矿床、萨落依铜矿床等。沿着裂谷坳陷带向东至中-巴公路以东，厚层的火山-沉积建造相变为泥盆-石炭系浅-滨海至陆相红层砂岩建造，相当于冒地槽沉积建造环境，其中产出重要的层控砂岩型铜矿床，如特格里曼苏铜矿床。在克孜勒陶-库斯拉普大断裂的东侧，形成北北西向拗拉槽裂谷，构成弧后裂谷坳陷带的另一个分支，其中堆积了厚层的泥盆-石炭系浅海-滨海相碳酸盐岩和细碎屑岩冒沉积建造，形成西昆仑最重要的层控碳酸盐岩型铅-锌-铜矿床成矿带，重要矿床有塔木铅-锌矿床、卡兰古铅-锌矿床、阿尔巴列克铅-铜矿床等。

造山期岩浆-热液活动带：主要出现在喀喇昆仑成矿带和中昆仑成矿带的南缘。在中-新生代西昆仑造山期较强烈的岩浆侵入过程中，岩浆-热液活动形成了一系列多金属和贵金属矿化，特别是与岩浆后期偏碱性热液活动有关形成的金矿化，如阿然保泰金矿化等。

推覆构造-剪切断裂活动带：主要与造山期和造山期后大规模的推覆构造作用有关。沿着推覆构造体、特别是巨大的前寒武纪推覆体的前缘，经常形成与推覆构造有关的区域性韧性剪切构造带。在韧性剪切构造带之中的次级局部张性断裂带内，与构造热液活动有关常形成金矿化，例如产在韧性剪切构造带内的木吉金矿床、依迈克金矿化等。

（2）构造对矿床分布的控制作用

在西昆仑金属成矿省，构造对矿床的空间分布和矿体形态有着较明显的控制作用。二级构造单元往往控制着成矿带的分布；三级构造单元控制着成矿亚带（矿段）的分布；不同方向断裂交会部位经常控制着矿体或矿田的分布，特别是岩浆热液矿床和金矿化，构造对矿体的控制作用尤为明显。

例如，北昆仑石炭纪弧后裂谷带属于二级构造单元，其控制着恰尔隆-库尔浪-塔木多金属成矿带的分布。但在裂谷带二级构造单元内，其西部优地槽裂谷盆地三级构造单元内堆积着厚层的火山-沉积建造，产出一系列昆仑式块状硫化物矿床；但在塔木-卡兰古拗拉槽盆地三级构造单元内形成厚层的正常沉积碳酸盐岩和细碎屑岩沉积建造，产出层控碳酸盐岩型铅锌铜矿床。

岩浆热液型铁、铜矿床和构造蚀变岩型金矿化一般产在北东或北西方向断裂与近东西向断裂的交会部位，前者如大同斑岩型铜矿化、库地矽卡岩型铁铜矿床、汗也依拉克矽卡岩型含铜磁铁矿矿床等；后者如木吉金矿床。

另外，后期构造叠加作用对矿体的形态、产状影响亦较大。例如，卡拉玛铜矿床矿体的产出形态常表现出具有明显向南突出的弧形特点，这一点与卡拉玛矿田明显的受晚期区域上向南突出的弧形构造控制有关。再如，萨落依、吾依塔什等块状硫化物矿床的矿体主要呈透镜状，明显地受后期构造叠加作用的控制，并且某些矿体被晚期断裂切割成不同部分并产生位移。晚期构造的叠加使矿体形态变得更加复杂，增加了对成矿规律认识和矿床勘查的难度。

2.地层与成矿的关系

地层和岩性建造对于矿床的形成和产出具有重要的控制作用，特别是对于同生沉积和同生层控矿床显得尤为明显。

层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床主要产在古元古界中-高级变质岩系与中元古界中-低级变质岩系过渡层位，但含矿岩系严格限定在中元古界一套浅变质的泥质岩和碳酸盐岩建造之内。含矿建造由两个次级地层单元组成，下部为泥质片岩、板岩夹碳酸盐岩，上部为厚层大理岩。矿床产在地层下部下段的泥质片岩、板岩层之内，但容矿主岩为薄层状热液沉积成因的含铁碳酸盐岩。无论是铁矿化、还是铜-金矿化都严格地限定在含铁碳酸盐岩层内产出。层控碳酸盐岩型铅-锌-铜矿床则产在泥盆系细碎屑岩与石炭系厚层碳酸盐岩建造过渡层位，矿床主要以碳酸盐岩为容矿主岩，少量为细碎屑岩。细碎屑岩主要作为矿体的直接底板围岩出现。而层控砂岩型铜矿床主要产在泥盆-石炭纪红层砂岩建造紫红色与灰白色砂岩层过渡层位，但矿床均产在灰白色砂岩一侧，以灰白色石英砂岩为容矿主岩。

除了地层和岩性建造对矿床的控制作用以外，地层具有的某些特性对矿床的形成亦有重要影响。例如木吉构造蚀变岩型金矿床作为目前西昆仑金属成矿省发现的惟一具有一定规模的岩金矿床，其形成和产出明显地受韧性剪切构造的控制，但含矿建造为早古生代含碳细碎屑岩沉积建造，含矿沉积建造中含有大量的炭质成为矿床形成过程中对金沉淀十分有利的还原性屏障。

3.火山活动与成矿的关系

火山活动与成矿的关系十分密切，由火山热液活动形成的火山岩型块状硫化物矿床是西昆仑金属成矿省重要的矿床类型之一，矿床的形成与不同时期、不同构造环境产出的火山岩系有关。与成矿有关的火山活动主要出现在中-新元古代、早古生代和晚古生代。

这些火山岩型块状硫化物矿化主要呈透镜状产在火山地层层序火山熔岩与火山碎屑岩（凝灰岩）过渡层位，并且，沿此层位在矿床附近经常伴有大量的同生沉积热液喷流沉积岩。这些同生沉积热液沉积岩主要为条纹条带状硅质岩、碧玉岩、碳酸盐岩和绿泥石岩和绿帘石岩，呈薄层状、透镜状整合地产在火山沉积建造中，表明矿床形成与海底热液沉积活动有关，并且与成矿有关的热液成分以富含硅质和碳酸盐为特征。海底沉积热液活动的成分特征，与近海底形成的矿床热液蚀变一致，后者主要由硅化、碳酸盐化、绿泥石化和绿帘石化组成，产在块状矿体的下部，与浸染状、网脉状硫化物矿化伴生。矿床产出的这一特征，表明矿床主要形成于强烈的火山喷发之后相对宁静的海底火山热液活动时期。

块状硫化物矿化既可以产在酸性火山岩系之内，也可以产在基性火山岩系之内。中-新元古代桑株塔格群火山-沉积建造及早古生代上其汗岛弧钙碱性火山岩系内产出的块状硫化物矿床，均以中酸性火山碎屑岩为容矿主岩，形成的矿化均为块状硫化物铜锌矿化。但产在北昆仑晚古生代裂谷优地槽环境双峰态火山岩系之内的块状硫化物矿床沿着两个层位产出，分别以基性和酸性火山岩为容矿主岩。但无论是产在基性火山岩中的矿床，还是产在酸性火山岩中的矿床，均为块状硫化物含铜黄铁矿矿床，几乎不含铅、锌，并且在块状硫化物矿体附近均伴生有大量的燧石岩、碧玉岩和沉积碳酸盐岩等热液沉积岩。显而易见，在石炭纪双峰态火山岩系内产出的块状硫化物矿床分别与基性和酸性海底火山热液活动有关。

在某些以正常沉积岩为容矿主岩的矿床中，有时火山岩在含矿沉积建造中呈夹层产出，其往往成为矿床形成环境的某些特征性标志。如在中-新元古代层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床成矿带，在含矿层或其下部有时出现长英质晶屑凝灰岩，表明矿床形成时的坳陷环境伴生有少量的火山活动，说明当时地热梯度很高，矿床形成于高热异常地质背景。由于这些火山岩的产出与矿床空间上紧密伴生，也表明矿床形成的部位很可能就是热异常中心。

4.岩浆侵入活动与成矿的关系

西昆仑金属成矿省岩浆活动对成矿的控制作用比较集中地表现在中酸性岩浆热液活动对热液型、斑岩型和矽卡岩型铁、铜、多金属矿床、伟晶岩型锂、铍、铌、钽稀有金属矿床形成的贡献，以及碱性花岗正长岩浆热液活动对金矿床形成的贡献。

与岩浆热液活动有关的金属矿床主要与晚古生代、中生代、新生代中酸性侵入岩活动关系密切。其中，与晚古生代中酸性岩浆热液活动有关形成的矿床，主要为热液型、斑岩型和矽卡岩型铁、铜、多金属矿床，矿化与中酸性侵入体紧密共生，主要分布在中昆仑岩浆弧带；与中生代中酸性岩浆岩浆热液有关形成的矿床，主要为热液型、斑岩型、矽卡岩型铁、铜、多金属矿床和伟晶岩型锂、铍、铌、钽稀有金属矿床，矿化与中酸性侵入体紧密共生，与成矿有关的花岗岩趋向于在中昆仑岩浆弧的南缘和喀喇昆仑成矿带产出；喜马拉雅期岩浆侵入活动主要分布在喀喇昆仑成矿带，以碱性花岗岩为特征，沿着碱性花岗正长侵入岩与围岩接触带附近，常形成热液充填钾长石-石英脉型金矿化，并且脉型金矿化的产出同时受断裂构造控制，如阿然保泰金矿化。

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