地球矿产资源及其形成作用(20)

地球矿产资源及其形成作用（20）

胡经国

第六节 矿田构造研究现状与问题

一、矿田成矿理论和找矿方法需要创新

矿田构造研究初期，仅从矿体的产出形态和条件、矿石矿物成分和围岩成分，研究各种类型矿床的形成条件；不注意运用综合的手段来研究，尤其是缺少专门的构造研究；因此不能全面而准确地查明矿床成因并且取得较为一致的认识。

前苏联学者曾经认为，克姆皮拉依铬铁矿床仅仅是超基性岩浆结晶分异的结果。通过详细的构造研究发现，该矿床是在长期构造变形的基础上形成的。块状、浸染状铬铁矿呈条带状环绕纯橄榄岩捕虏体；条带状矿石发育褶皱构造并且被较晚的弯曲状铬铁矿细脉所切穿，细脉又被超基性岩脉所切穿；超基性岩中铬尖晶石和斜方辉石的晶体呈条纹状随岩体突出部位的走向而发生弯曲。成岩期构造应力作为成矿作用要素，不仅驱动了成岩成矿组分的运移，而且使其富集在岩体中压力较低的构造带内，并且显示明显的流变变形结构。 中国学者认识到，矿田地质成矿规律研究，不仅需要研究构造，更为重要的是必须研究建造，研究岩石地球化学，甚至是矿山采矿等方面的地质问题。矿田成矿理论和找矿方法需要创新。在中国地表矿已经少见，已知矿床的深部和外围找矿已成为今后地质找矿的主要任务。矿田地质研究水平和找矿方法需要新的发展，对矿田构造的研究尤其重要。

二、构造成矿学、构造地球化学和构造物理化学

构造作用引起地壳物质变形，产生各种构造形迹，这是构造地质学研究的内容。

㈠、构造地球化学研究

物质变形主要是物理过程，但是构造作用不仅能引起物理变化，而且还能引起化学变化。这个范畴的问题不是构造地质学研究的内容，而是属于构造地球化学研究的内容。构造地球化学的萌芽始自野外实践。早期的区域填图发现，变质带往往与各种构造单元相关。近期的研究进一步证实，板块碰撞带、缝合带并非简单的构造带，而是集成岩、成矿和变质作用于一体的复杂物质组合带。可以毫不夸张地说，任何构造形迹都伴有一定的物质组分的迁移。

㈡、构造物理化学研究

但是，构造地球化学的理论基础和试验研究存在极大的问题。其核心问题是不能证明构造的差应力直接影响化学平衡。因此，需要开展构造物理化学研究和地壳物质受构造作用产生的物理、化学变化相关问题的研究。构造力可以分解为两部分：一部分是均（向）应力，即各向相等的应力，它叠加在原有压

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力之上，并且影响着各种化学反应的平衡，也是成岩、成矿和变质作用的影响因素；另一部分是差应力，固体受外力作用会普遍产生差应力，它引起地壳物质变形，产生各种构造形迹。构造物理化学特别关注构造作用产生或引起的压力、温度及其它物理化学条件的变化。研究这些构造附加参量对各种化学平衡的影响，已逐渐发展成为独立的学科研究领域。

因此，有必要研究构造控矿、构造改造成矿和构造成岩成矿机理，探讨构造应力影响压力、温度、元素逸度活度等科学问题，攻克构造力影响地球化学平衡的地质科学难题，发展构造成矿学、构造地球化学和构造物理化学的研究。

三、构造体系和成矿系列同步控矿成矿

㈠、矿床成矿系列

矿床分类包括成因分类与工业分类。这对于矿床本身的地质规律研究和矿床的工业评价都是十分必要的。若对于相对独立的矿床的自然组合关系缺乏考虑，则不利于对矿床形成规律的全面认识，也不利于提高地质找矿效果。李文达、陈毓川等提出了宁芜玢岩铁矿区域性成矿模式；程裕淇、陶惠亮等提出了铁矿成矿系列的概念。

矿床成矿系列是指在一定的地质发展历史阶段，发育在一定构造单元内并且与一定的地质作用有关，在不同的地质构造部位形成的有成因联系的矿床组合。也可以说，矿床成矿系列是指根据成矿地质作用及其演化将独立的矿床类型联系起来的构造岩石组合。实际上，这是一种矿床的自然组合，也是客观地反映矿床形成环境和矿床之间的联系的一种系统论观念。识别和划分成矿系列不仅对研究矿床学理论，而且对指导地球科学研究和地质找矿工作，都有重要的意义。

㈡、构造体系与矿床系列的联系的研究

地质力学构造体系的概念和方法，对于矿田构造的发展起到了重要作用，对于矿田构造研究今后的深化同样具有基础性的理论指导意义。构造体系的早期概念是指具有成生联系的构造要素组合。

研究构造体系和矿床系列的联系，建立有效、适用和科学的成矿时空模型，发展反映中国地质特点的构造－成矿系列理论，形成构造岩相界面的三维找矿理论和勘查方法是非常必要的。

四、区域成矿规律转变为矿田构造找矿方法

大地构造、区域成矿的理论成果如何指导矿田的成矿规律是需要解决的问题。根据中国复合大陆的基本特点，剖析中国大陆构造的复杂背景，探讨构造层圈“三明治”特征和壳幔叠加复合演化规律，研究区域成矿带中形成矿田的构造建造条件和动力学背景，提高在已知矿带中评价勘探矿田的科学依据，使区域成矿规律转变为矿田构造找矿的方向和方法。

第七节 矿田构造与找矿的发展趋势

为了研究、深化和解决矿田找矿问题，必将涉及不同的层次；在构造地质

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学的发展和应用、矿田地质体的结构构造形式、矿田地质体的组成特征、成矿规律、成矿过程等方面，需要加以重点研究。

一、构造地质学发展和应用研究

构造地质学是矿田构造研究和发展的基础；强调利用遥感、三维计算机技术、深部物探方法，提高构造分析的能力；将显微构造分析用于定性评价形成时的温压条件；用统计测量构造的方法，研究矿田断裂动力变质带的分布和范围；利用岩石、矿石传播弹性波速度的方法，预测控矿构造的分布；通过测定岩石的物理力学性质等综合物理系数，恢复成矿构造应力场和岩浆岩的形成深度等，从而推动矿田构造性质和作用的定量评价研究。这些依然是矿田构造研究的基础。

二、矿田构造成矿系列研究

这相当于构造体系与成矿类型系列相互结合的研究。矿田研究要把具体的控矿构造分析发展为有应力应变联系的构造系统，把构造系统和成矿系列结合起来研究，开展构造组合与岩石矿物地球化学相结合的研究，为查明矿化富集条件和矿床形成规律服务。因此，一定的地质成矿作用形成有成因联系的一系列矿种和成矿类型。在矿田的不同地质构造位置和不同成矿阶段形成的矿床组合，称为构造矿床系列，或构造成矿系列。

三、矿田构造岩相成矿规律研究

构造岩相是指能够反映地壳岩石在构造作用下形成变形的结构及其伴随产生的岩石单元，特别是构造作用影响的那部分沉积岩相、岩浆岩相和变质岩相建造的地质形迹。建造、岩相和岩石单元似乎是不同级别的概念。

从总体上看，建造属于大地构造的范围，但是也用于具体的局部地质体组合。建造的一级分类是地质作用，如沉积作用、变质作用、碳酸盐岩建造等。建造的二级分类为岩相。岩相一般是指中等规模的地质体区段；由于其经常呈带状分布，因而往往称为构造岩相带，如碳酸盐岩建造的礁后岩相、变质岩建造的绿片岩变质相、火山岩建造的爆破角砾岩相等。而具体岩相的基本组成单位则相当于三级建造，可以称为岩石单元。构造岩相在不同地质作用中可以有不同的名称，但是在基本描述中是指小范围内相近和相同性质的岩石区段。 矿田构造岩相是指矿田范围内在构造变形、岩浆活动、变质程度、成矿作用等方面都具有大致相同特点的岩石区段。据认为，在矿田研究领域中，矿田构造岩相系统是指具有一定区域构造成因联系的岩相或岩石共生组合。

四、构造岩相、构造地球化学和构造物理化学研究

㈠、构造建造岩相界面

构造建造岩相界面，是指建造岩相及其主要特征发生突变、急变的连续和不连续的结构面带。

㈡、构造地球化学界面

岩性、矿物和元素地球化学分布受构造作用影响，是几十年来的重要研究路线。构造分布与地球化学分布明显相关。构造地球化学界面往往是成矿的有

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效部位。

㈢、构造物理化学界面

构造物理化学界面，是指在构造岩相界面的基础上，由于构造应力改变了局部地壳压力、温度等物理化学条件并且影响其地球化学平衡过程，而形成的发生地球化学障的几何空间面或带。在构造建造岩相界面带中，受构造影响的成岩成矿环境发生温度、压力、酸碱度、氧化还原条件等参量的急变和转化的界面，被称为构造物理化学界面。

㈣、三种界面的关系

所以从某种角度来说，构造岩相界面是基础，构造物理化学界面是条件，构造地球化学界面是成矿的结果。这些界面是成矿规律研究和找矿模型建立的基础。

五、矿田地质学研究

上述研究，已经超出了矿田构造研究的范畴，进入了矿田地质学研究的范畴。

矿田地质学研究的范畴，主要包括矿田建造、矿田构造和矿田成矿三个主要方面。其中，矿田建造学研究矿田内具有构造成因联系（沉积、岩浆、变质三大类）的岩石共生组合，测试其岩石矿物地球化学特征和变化规律。 通过上述研究的深入开展和理论方法的创新完善，在矿田领域深化构造解析和定量化，建立和发展构造成矿系列、构造岩相系统，开展构造岩相和构造物理化学界面成矿、找矿研究，将会推动中国矿田构造研究的发展，提高成矿理论水平和找矿效果。

第八节 矿田实例

一、中国江西武夷山成矿带河草坑铀矿田

㈠、区域地质

在大地构造位置上，河草坑矿田产于东西向南岭带与北东向武夷带交会部位、著名的武夷山环形构造（会昌热隆）的西北部。该矿田属于武夷山成矿带内的铀矿田。在该矿田内及东部出露大面积印支－燕山期花岗岩（大富足岩体）；其南部和北部为震旦－寒武系变质岩或混合岩，会昌红盆贯穿该区之内。

震旦系主要分布在该矿田的北部和南部。北部的震旦系呈近东西向展布，为一套类复理石泥砂质、硅质建造，变质程度为绿片岩相；南部的震旦系主要为混合岩，为褶皱基底的组成部分。

寒武系属下统牛角河组（(1n），在河草坑矿田北部分布比较广泛；岩性主要为一套泥、砂质组成的复理石韵律的浊积岩夹含炭层建造，为深水停滞相沉积的富铀碳硅泥岩系；碳质板岩含铀达17×10-6，地层平均含铀11.4×10-6；具有高含量的炭质、黄铁矿等还原物质，有利于铀的沉淀和富集。黄田矿床赋存于其中。

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晚白垩世红层，分布在会昌盆地内；总体向西或北西倾斜，向东或南东超覆，总厚＞2000m。

㈡、矿田地质 1、矿田组成

该矿田现有以下7个矿床，即：草桃背、上寮、河草坑、坳子背、黄田、庙背、小富足矿床。矿床集中分布在大富足岩体北西边缘或外带。除了上述矿床以外，尚分布大量矿点、矿化点及放射性异常点带。

2、矿床类型

该矿田矿床类型包括： ⑴、花岗岩型铀矿

如河草坑、上寮、庙背、坳子背矿床。 ⑵、斑岩型铀矿

如草桃背、小富足矿床。它们与隐爆角砾岩关系密切。 ⑶、碳硅泥岩型铀矿

如黄田矿床。其矿化产于寒武系下统牛角河组碳硅板岩、变质砂岩中。 ⑷、砂岩型铀矿

矿化产于K2红层砂岩中，如松山排矿点、阳背坑矿化点。

3、成矿作用

该矿田除了热液成矿作用以外，还有地下水氧化淋滤成矿作用，如草桃背矿床。

4、矿体形态

产于花岗岩和煌斑岩中的热液型铀矿化之矿体呈脉状、透镜状、团块状；产于花岗岩外带碳硅泥岩层（炭硅板岩和变质砂岩）中的铀矿体呈透镜状、似层状；产于隐爆角砾岩中的矿体形态较复杂，呈透镜状、团块状、脉状、似层状、新月状、姜状及不规则状。

5、矿体规模

不同矿化类型的矿体规模差别较大。长几米至百余米，走向最长263m，倾向长一般为数十米，最厚17.82m。

6、矿化品位

产于花岗岩、煌斑岩、隐爆角砾岩中的热液型矿化品位，一般＜0.1%；产于花岗岩外带碳硅泥岩系地层中的层控铀矿化品位较高，一般＞0.3%，最高达39.75%；产于隐爆角砾岩中并且受地下水氧化淋滤叠加富集的矿体品位，多在0.1%～0.3%之间。

7、成矿期

在时间分布上，有早、晚两个成矿期（徐礼中，1984）。早期（年龄

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