全球大型超大型矿床划分及成矿规律

大型-超大型矿床对一个国家乃至全球经济和矿业的可持续发展具有举足轻重的作用,针对其开展成矿规律研究和找矿勘查工作具有非常重要的战略意义。裴荣富等创新性地利用矿床储量量变的线性回归分布规律,科学地划分出大型—超大型—特(超)大型3类不同储量量级的矿床,并将该3类不同量级的个矿床投影在1:万全球构造背景图上,划分出4大成矿域、21个巨型成矿带(区)。在此基础上,经深入研究和分析,从成矿作用、成矿类型、成矿区域、成矿背景等方面系统总结了大型-超大型矿床的全球成矿规律。本文通过查阅相关的专业书籍及期刊文献,就全球大型-超大型矿床的划分及成矿规律予以概述。

01全球大型-超大型矿床划分新认知

据不完全统计,金属和非金属超大型矿床占全球矿床总数的5%~15%,却可提供全球总储量数的50%或更多(裴荣富等,a)。中国工程院院士裴荣富(b)进行了针对超大型矿床的“景”、“场”、“相”、“床”4个等级体制成矿最佳耦合机制的研究,掌握超大型矿床的“体貌”特征。“体貌”特征的表现应是矿床不同储量量级的大小。

世界上大多数国家对矿床储量规模的界定,都是按本国矿产资源和经济实况划分为大、中、小3类标准。例如,中国主要工业类型矿床的大、中、小3类规模的划分标准已载入“中国矿床模式”一书的附录中(裴荣富,),把大型矿床储量的5~10倍界定为超大型矿床(涂光炽,;梅燕雄等,)。

裴荣富等()根据6大洲、个国家(地区)、22个矿种、个大矿的储量数据,在纵(储量)、横(矿床)坐标图上按储量由小到大进行排序,并按储量线性回归方程回归系数大小不同的界线,划分出不同量级的大型—超大型矿床。据上述大型—超大型矿床资源储量划分新认知,按其资源储量下限值(表1)的量级,对个大矿共划分出了个大型—超大型矿床,其中,特(超)大型矿床36个、超大型矿床95个、大型矿床个。

表1.世界大型—超大型矿床资源储量下限值

根据成矿的“景”、“场”、“相”、“床”4个等级体制成矿的耦合机制(裴荣富等,,),裴荣富等将全球划分为4大成矿域、21个巨型成矿带(区),编制了1:万全球大型—超大型矿床成矿图(图1),首次完成了世界大型—超大型矿床全球成矿体系。

劳亚成矿域:包括北美成矿区,格陵兰成矿区,欧洲成矿区,乌拉尔—蒙古成矿带,西伯利亚成矿区,中朝成矿区;

冈瓦纳成矿域:包括南美成矿区,非洲—阿拉伯成矿区,印度成矿区,澳大利亚成矿区,南极成矿区;

特提斯成矿域:包括加勒比成矿带,地中海成矿带,西亚成矿带,喜马拉雅成矿带,中南半岛成矿带;

环太平洋成矿域:包括北科迪勒拉成矿带,安第斯成矿带,楚科奇—鄂霍茨克成矿带,东亚成矿带,伊里安—新西兰成矿带。

图1.世界大型-超大型矿床成矿图

02大型-超大型矿床全球成矿规律

世界是同一个地球,同一个地质,全球成矿规律必然具有成矿作用“统一性”、不同区(带)成矿“专属性”、大型—超大型矿床成矿“偏在性”、超巨量金属工业堆积的成矿“异常性”以及成矿后的“后成性”。

1.全球成矿作用的统一性

成矿作用是指,在地球演化过程中,导致成矿物质输运、富集储存等成矿过程。由于全球地质系统的同一性,故决定了全球成矿作用的统一性。

在成矿作用类型方面,主要归纳为4类:

岩浆成矿作用:形成岩浆型矿床、蛇绿岩型矿床、层状杂岩型矿床、铜镍硫化物矿床、锡石硫化物矿床、夕卡岩型矿床、斑岩型矿床、金伯利岩型矿床、钾镁煌斑岩型矿床、火山成因块状硫化物矿床、火山岩型矿床、火山热液矿床、岩浆热液矿床等;

沉积成矿作用:形成红土型矿床、砂矿床、不整合型矿床、沉积矿床、黑色岩系型矿床、蒸发岩型矿床、砂页岩型矿床、砾岩型矿床、浊积岩型矿床等;

变质成矿作用:可分为沉积后受变质的苏必利尔型和阿尔果马型条带状铁建造矿床,以及变成矿床,如碳质页岩变成石墨矿等;

喷流成矿作用:即内生喷流、外生沉积所形成的沉积岩容矿热液矿床。

在成矿作用强度方面,从太古宙到新生代是不断增强的,至新生代达到成矿高峰。各地质时代所形成的大型—超大型矿床的数量,从太古宙的9个/10亿年,增加到中生代的.2个/10亿年,新生代则高达.7个/10亿年。各成矿域亦有相似的演化趋势(图2)。

图2.不同成矿域在各地质时代的成矿强度对比

在成矿作用演化方面,太古宙主要形成BIF型铁矿床、铜镍硫化物矿床、绿岩型金铀矿床和层状杂岩型铬矿床;元古宙主要形成不整合型铀矿床、砂页岩型矿床、SEDEX型铅锌矿床和BIF型铁矿床、铜镍硫化物矿床;显生宙形成的矿产和矿床类型繁多,主要是沉积型锰、磷、煤、钾盐矿床和油气田,SEDEX型和MVT型铅锌矿床,斑岩型铜钼矿床,夕卡岩型钨锡矿床,金伯利岩型金刚石矿床,热液型汞锑矿床,火山岩型金银矿床,砂锡矿床,红土型镍矿床,红土型铝土矿矿床等。反映了成矿作用演化的方向性和继承性。

2.全球不同区域成矿的特殊性

(1)劳亚成矿域

该成矿域位于地球北部,横跨北美洲、欧洲和亚洲,包括北美成矿区、格陵兰成矿区、欧洲成矿区、乌拉尔—蒙古成矿带、西伯利亚成矿区和中朝成矿区等9个巨型成矿区带,是世界上最大的成矿域。该成矿域由一系列前寒武纪陆块及其间的显生宙造山带组成,成矿地质构造背景复杂,以前寒武纪地块及叠加其上的显生宙沉积盆地和构造带为主,其次是显生宙造山带,还有新生代风化壳。新生代风化壳中也有少量大型—超大型矿床产出。

劳亚成矿域以天然气、煤炭、铁、钾盐、石油、铀、锰、铬、铅锌、镍、钨、钼、锑、金、银、磷、金刚石等的大规模成矿为特色,成矿时代贯穿整个地质时代,以古生代为主,中生代和元古宙次之。矿床类型众多,主要有沉积油气矿床、沉积煤矿床、沉积锰矿床、沉积磷矿床、BIF型及变质型铁矿床、铜镍硫化物矿床等。著名矿床有:俄罗斯的乌连戈伊天然气田、通古斯卡煤田、库尔斯克铁矿床、诺里尔斯克铜镍硫化物矿床,乌克兰的尼科波尔锰矿床,蒙古的库苏古尔磷矿床,加拿大的萨德伯里铜镍硫化物矿床、萨斯喀彻温钾盐矿床,朝鲜的检德铅锌矿床,中国的栾川钨钼矿床等。

(2)冈瓦纳成矿域

该成矿域位于地球南部,横跨南美洲、非洲、大洋洲和亚洲,包括南美成矿区、非洲—阿拉伯成矿区、印度成矿区、澳大利亚成矿区及南极成矿区等5个巨型成矿区带,是世界上第二大成矿域。该成矿域主要由一系列前寒武纪陆块组成,成矿地质构造背景以前寒武纪地块及叠加其上的显生宙沉积盆地和构造带占绝对优势,也有新生代风化壳。新生代风化壳中亦产有较多的大型—超大型矿床。

冈瓦纳成矿域以石油、天然气、铝土矿、金刚石、铅锌、铜、镍、铁、金、铬、锡、铀等的大规模成矿为特色,成矿时代亦贯穿整个地质时代,但以元古宙和新生代为主,太古宙和中生代次之。矿床类型众多,主要类型有沉积油气矿床、红土型铝土矿矿床、金伯利岩型金刚石矿床、砂页岩型铜矿床、SEDEX型铅锌矿床、BIF型及变质型铁矿床、红土型镍矿床、层状杂岩型铬矿床、铜镍硫化物矿床等。著名矿床有:沙特阿拉伯的加瓦尔油气田,科威特的布尔甘油气田,几内亚的图盖—达博拉铝土矿矿床、博克铝土矿矿床,刚果(金)的基布阿金刚石矿床、科尔韦济铜矿床,澳大利亚奥林匹克坝铀铜金矿床、布罗肯希尔铅锌矿床、哈默斯利铁矿床,巴西的乌鲁库姆—木通铁锰矿床、巴鲁阿尔托镍矿床、尼克兰迪亚镍矿床,南非的布什维尔德铬镍矿床、乌基普铜镍硫化物矿床、卡拉哈里锰矿床、穆奇森锑矿床、维特瓦特斯兰德金矿床等。

(3)特提斯成矿域

该成矿域横亘于地球中部,地跨北美洲、欧洲、非洲、亚洲,包括加勒比成矿带、地中海成矿带、西亚成矿带、喜马拉雅成矿带和中南半岛成矿带等5个巨型成矿区带,是世界上最小的成矿域。该成矿域主要由显生宙造山带组成,其展布范围与特提斯造山带的范围相当。成矿地质构造背景比较简单,主要是显生宙造山带,其次是新生代风化壳。

特提斯成矿域以锡、钾盐、铅锌、铝土矿、铜钼等的大规模成矿为特色,成矿时代以中-新生代占绝对优势。矿床类型较多,主要为砂锡矿床、蒸发岩型钾盐矿床、热液型汞矿床、红土型铝土矿矿床、夕卡岩矿床、斑岩铜和钼矿床等。著名矿床有:印度尼西亚邦加岛的锡矿床、西加里曼丹铝土矿矿床,泰国的拉郎—普吉锡矿床,土库曼斯坦的卡尔柳克—卡拉比尔钾盐矿床,西班牙的阿尔马登汞矿床,摩洛哥的乌拉德—阿卜墩磷矿床、甘图尔磷矿床,中国的甲玛及驱龙铜矿床等。

(4)环太平洋成矿域

该成矿域环绕太平洋周缘展布,地跨亚洲、大洋洲、北美洲和南美洲,包括北科迪勒拉成矿带、安第斯成矿带、楚科奇—鄂霍茨克成矿带、东亚成矿带、伊里安—新西兰成矿带等5个巨型成矿区带,是世界上第三大成矿域。该成矿域主要由显生宙造山带组成,成矿地质构造背景主要是显生宙造山带及新生代风化壳。

环太平洋成矿域以铜、钼、金、银、镍、钨、锡、铅锌等的大规模成矿作用为特色,成矿时代以中-新生代占绝对优势。矿床类型较多,斑岩型铜钼矿床非常发育,火山岩型银矿床、红土型镍矿床、夕卡岩型钨锡矿床亦很发育。著名矿床有:智利的楚基卡马塔铜钼矿床、埃尔特尼恩特铜钼矿床,美国的克莱梅克斯钼钨矿床,玻利维亚的波托西银矿床,新喀里多尼亚的戈罗镍矿床,中国的锡矿山锑矿床、柿竹园钨多金属矿床、个旧锡多金属矿床,加拿大的马克通钨矿床,澳大利亚的韦帕铝土矿矿床等。

3.世界大型—超大型矿床成矿的偏在性

世界大型—超大型矿床偏爱产在某一特定地质背景及其现存的构造位置上,它们对成矿区域、成矿类型、成矿时代和成矿背景都具有十分明显的选择性,被称之为成矿偏在性(裴荣富等,)。

(1)成矿区域偏在性

世界大型—超大型矿床主要分布在亚洲和北美洲,分别约占总数的37.3%和18.2%;其次是南美洲和非洲,分别约占总数的13.3%和13.0%;欧洲和大洋洲的大型—超大型矿床数量较少,分别约占总数的9.9%和8.3%;南极洲尚未发现有大型—超大型矿床。

在全球个国家和地区中,俄罗斯、美国、中国和澳大利亚4国的大型—超大型矿床数量最多,其数量之和约占总数的34.6%;加拿大、巴西、智利、南非、墨西哥、印度、哈萨克斯坦、伊朗等8个国家的大型—超大型矿床数量之和约占总数的26.3%;乌克兰、印度尼西亚、玻利维亚、秘鲁、刚果(金)、沙特阿拉伯、马来西亚、赞比亚、菲律宾、摩洛哥等73个国家和地区的大型—超大型矿床数量之和约占总数的39.1%;阿塞拜疆、埃及、爱沙尼亚、安哥拉、奥地利等36个国家尚未发现有大型—超大型矿床,但有一些重要矿床产出;柬埔寨、新加坡、东帝汶、尼泊尔、不丹等78个国家和地区则尚无大型—超大型矿床产出。

(2)成矿类型偏在性

根据对世界个大型—超大型矿床的统计,22种矿产按大型—超大型矿床数量的排序是:铜、铅锌、金→石油、天然气、镍、银、铁、铝、锡、钼→锰、铀、金刚石、煤、钾盐、锑、磷→铬、钨、汞(图3)。

图3.世界上22种主要矿产依大型—超大型矿床数量排序

图3表明铜、铅锌、金等矿产易于形成大型—超大型矿床,而铬、钨、汞等矿产则相对较难形成大型—超大型矿床。这种排序虽然随着新矿床的发现和新资料的充实会有所变动,但总体上反映了各矿种在形成大型—超大型矿床难易程度方面的差异。

在33种主要矿床类型中,沉积型矿床的数量最多,约占总数的23.6%;其次是斑岩型和红土型矿床,其数量之和约占总数的20.5%;火山岩型、砂页岩型、砂矿型、热液型、SEDEX型、蒸发岩型、金伯利岩型、岩浆热液型、BIF型、夕卡岩型、铜镍硫化物型等11种类型矿床的数量亦较多,其加和占总数的38.7%(图4)。

图4.世界上14种主要类型矿床类型按大型-超大型矿床数量排序

变质型、层状杂岩型、MVT型、变质热液型、不整合型、岩浆型、VMS型、黑色岩系型、火山热液型、蛇绿岩型、锡石硫化物型、绿岩型、斑岩-夕卡岩型、砾岩型、热液层状型、苏必利尔型、钾镁煌斑岩型、浊积岩型、层控热液型等19种类型矿床的数量较少,其加和仅占总数的17.2%。

(3)成矿时代偏在性

全球个大型—超大型矿床主要形成于新生代和中生代,分别约占总数的36.6%和24.5%;其次是元古宙、古生代及太古宙,分别约占总数的17.8%、17.1%和4.0%。

考虑到不同地质时代的时间跨度,计算出每10亿年所形成的矿床数量,据此可见,成矿强度从太古宙到新生代是不断增强的。

(4)成矿背景偏在性

世界大型—超大型矿床主要形成于显生宙造山带的有个,约占总数的43.6%;其次是形成于前寒武纪地块的有93个,约占20.9%;形成于叠加在前寒武纪地块上的显生宙沉积盆地及显生宙构造带内的大型—超大型矿床数量约占总数的21.6%;新生代风化壳中的大型—超大型矿床数量约占总数的13.9%。

按成矿单元统计,世界大型—超大型矿床主要分布于冈瓦纳成矿域和劳亚成矿域,分别约占总数的30.6%和29.0%;其次是环太平洋成矿域,约占总数的26.1%;特提斯成矿域内的大型—超大型矿床数量较少,约占总数的14.3%。

4.超巨量金属工业堆积的成矿作用异常性

大型—超大型矿床的资源储量往往特别巨大,在有序的资源储量变化曲线上,与中小型矿床不同,具有明显的线性非拟合特征。大型矿床资源储量下限通常是裴荣富编图初选矿床资源储量下限值的3~10倍,超大型和特大型矿床资源储量下限通常是初选矿床资源储量下限值的10~50倍,甚至超过倍。如此巨大的成矿物质堆积,显然不是与同类型中小型矿床类似的正常成矿现象。

根据量变是各种地质成矿因素变化的函数,超巨量金属工业堆积应是异常成矿作用造成的,裴荣富等认为,在一定的地质历史演化过程中,由特殊地质事件激发的正常成矿出现异常,才能导致超巨量金属发生工业堆积。裴荣富等认为,在太古宙—早元古代期间生成上千亿吨氧化铁的BIF铁矿,可能与氧大气变态(过氧事件)有关;而元古宙-古生代期间生成数千亿吨硫化物的SEDEX铅锌矿,则可能与还原大气变态(缺氧事件)有关;中-新生代期间生成的数千万吨斑岩型铜矿,应与壳-幔不谐调的构造圈热侵蚀引起的大规模构造-岩浆事件有关(裴荣富等,)。

供稿:余萍

编辑:余萍

审核:刘彦兵

宋鑫董事长谈效率

“一带一路”专题之一:蒙古国地质特征及矿产资源概况

“一带一路”专题之二:哈萨克斯坦地质特征及矿产资源概况

海底热水成矿系统

浅成低温热液型金矿床概述

斑岩型矿床概述

什么是三级矿量?

中国造山型金矿

岩浆过程对富Au斑岩矿床形成的控制

白音诺尔-双尖子山矿集区深部地球物理特征

湘中地区浅变质岩中金锑矿:与侵入岩有关的矿床

有机物在新西兰Macraes造山型金矿成矿过程中的作用

浅成低温热液体系中金与碲的富集机理

庐枞盆地黄屯大型金铜硫矿床控矿构造分析

勘查区找矿预测理论与方法研究——叶天竺等

北京金有公司

扫一扫下载订阅号助手,用手机发文章赞赏

长按







































白癜风怎么会得
白癜风怎么控制扩散



转载请注明地址:http://www.wuzetiansc.com/lshg/10529.html
  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章:
  • 热点文章

    • 没有热点文章

    推荐文章

    • 没有推荐文章