第六章火山构造1.

第六章火山构造的控矿作用火山构造概述火山穹窿构造及其对成矿的控制破火山口构造及其对成矿的控制次火山岩构造及其对成矿的控制美国西北部华盛顿州圣海伦斯火山1980年爆发一、火山构造概述1、概念火山构造是指火山作用形成的各种构造要素。包括火山喷溢、爆发以及地表下火山侵入体（次火山岩体）及其周围岩石中产生的一系列构造形迹。一个发育良好的未经破火山口阶段的火山构造由火山锥、火山口、火山通道和次火山岩体等组成。火山锥是指火山喷发或喷溢出地表的火山物质环绕火山喷发中心堆积而成的锥状地质体。火山口是指火山颈顶部的凹陷，是火山物质向外喷发或喷溢的主要出口，它一般发育在未经剥蚀的现代火山锥的顶部，在古火山地区往往不再保存。火山通道指火山岩浆源与地表相连接的构造管道。在火山通道中充填有熔岩、火山角砾岩、凝灰岩等，又称火山颈.次火山岩指与相应的火山岩同源，由同期同一火山作用形成的浅成－超浅成侵入体。2、火山作用与成矿作用的联系：火山岩和次火山岩地区热流体系统与成矿的关系是普遍关注的一个研究问题。目前产在不同时代火山岩、次火山岩、火山－沉积岩中的金矿约占全国金矿总储量的四分之一以上，其中有些矿床是受火山构造控制的。此外，Fe、Cu、Ti、W、Mo、Pb、Zn、Ag、U、稀有、稀土金属、金刚石和一些非金属矿床也与火山岩关系密切，其中有些是大型、超大型矿床。我国火山岩分布较广，有重要的找矿前景。中国东部陆相火山岩带铜金矿床分布图1－团结沟；2－小西南岔；3－七宝山；4－沙溪；5－铜井；6－鸡笼山；7－铜厂；8－紫金山；9－金瓜石火山穹隆构造破火山口构造火山－构造洼地线性火山构造次火山构造3、火山成因矿田构造的类型火山穹隆轴部的火山通道火山穹隆斜坡上和穹隆间的同火山洼地构造火山层理构造火山穹隆顶部放射状裂隙构造火山层理构造层间断裂构造破火山口中的火山通道构造环状、圆锥状、放射状断裂构造具中心型构造的环状、圆锥状、放射状岩墙火山层理构造线性火山通道构造断裂构造火山层理构造原生裂隙构造角砾岩体构造接触带构造断裂构造1-火山口；2-火山通道（火山颈）；3-侧火山口；4-已被覆盖的侧火山锥；5-放射状或环状岩墙；6-次火山岩；7-离心喷发；8-火山角砾岩；9-凝灰岩；10-熔岩；11-火山基底；12-岩浆源二、火山穹窿构造及其对成矿的控制火山穹窿构造是指岩浆物质向地表运动或向外溢出时形成的大型穹状隆起构造。火山穹窿形成的原因：由中心型火山喷发、喷溢物聚集在火山口附近而成；火山岩浆向地表垂直上拱而形成的穹状隆起；二者复合而成。平面上呈圆形、椭圆形，剖面上呈拱形，规模大小不一；穹隆顶部岩层近水平，四周岩层呈围斜状，与下伏地层为不整合接触；分布于区域构造隆起、区域复背斜核部断裂交汇部位、深断裂交汇部位。大型火山穹隆构造控制矿田，小型火山穹隆控制矿床。受火山穹隆构造控制的矿床或矿体主要产于火山穹隆构造轴部的火山通道、次火山岩体、层间裂隙或火山层理、各种断裂及片理化带。1、火山穹窿构造的特点1-矿体（块状、细脉浸染状矿石）；2、3-酸性火山岩；4-基性火山岩；5-火山基底杂岩；6-断裂表面上看是平缓的短轴背斜构造，由晚期的火山物质构成。火山岩层顶部呈凸起构造形态，底部则呈负向构造形态，由上部的背斜和下部的向斜构成的凸镜状构造火山双斜构造示意图美国西沙斯塔多金属矿田的火山-穹隆构造的结构铅锌矿床产于使火山穹窿构造复杂化的小穹窿中A－矿田地质剖面；B－矿床地质剖面。2、火山穹窿轴部的火山通道构造及其控矿作用无破火山口的火山通道火山通道是火山穹隆构造的二级单元，位于火山穹隆的轴部，单个火山通道直接控制矿床和矿体的产出。火山通道呈筒状、锥状等形态，产状直立陡倾；火山通道常充填有火山角砾岩、熔岩、熔岩角砾岩、凝灰岩等。这种构造体系的形成，是由于地震过程中，由地面和其它界面反射回来的多种应力波，波振面干涉导致形成骨架状共振带，它们组成相互直交的近水平缓倾斜的和垂直的引张-挤压体系，形成骨架状近直立和水平的断裂体系以及过渡性的(倾斜的)裂隙-角砾岩构造。无破火山口的火山通道根据火山通道的形状、充填物成分等分为五种类型：具同心的或浑圆形断面的火山通道：充填由凝灰岩，次有熔岩及其角砾岩。气体爆发成因。产出的矿体多为筒状、柱状、巢状和网脉状。圆锥状的火山通道：主要充填熔岩，少量熔岩角砾岩和凝灰岩。由熔岩喷发而成（少量气体爆发）。矿体产于裂隙－角砾岩带中，呈脉状、网脉状。线状断面的火山通道：充填有凝灰岩、熔岩和熔岩角砾岩。是沿断裂带产出的现状火山通道。矿体为脉状。数组断裂围成的多角形断面的筒状火山通道：充填有熔岩和熔岩角砾岩。由熔岩喷发而成。复杂形态的火山通道：为火山作用的各种产物所充填，是气体爆发和熔岩喷发交替形成的。分布广。控矿作用明显，如碳酸岩矿床。直立的火山通道及其伴生构造的控矿作用角砾状细脉-浸染状磁铁矿矿石；富磁铁矿矿石；碎屑状再沉积的磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等矿石（黑三角）涅留金铁矿床地质剖面图控矿构造是直立的火山通道，形成放射状裂隙带、近水平的的裂隙角砾岩带和直立的断裂体系。这类火山通道与深部隐伏断裂、火山岩浆源相连接，它既是岩浆喷发及火山气液上升的主要通道，也是次火山岩及次火山热液的活动中心，因此有利于成矿。3、火山穹窿斜坡上及同火山洼地构造及其控矿作用1-流纹岩、火山角砾岩；2-凝灰角砾岩；3-凝灰岩和火山砾、凝灰岩；4-泥岩；5-黄铁矿；6-黄矿；7-黑矿；8-石膏；9-硫化物细脉同火山洼地是与火山穹窿形成时间相近，空间上相连的火山热液－沉积盆地。其中除火山物质外，还堆积有碎屑质、泥质和硅质沉积物。是火山热液－沉积型的块状硫化物铜、铅锌矿，铁锰的氧化物矿床形成的有利场所。在火山喷发的晚期或间歇期，当含矿火山气液沿断裂或片理化带到达海底时，由于物理化学条件改变，矿质通过化学作用或与沉积物发生作用而沉淀成矿。有些形成在穹隆斜坡上的矿石，在海水冲刷或气体爆发作用下破碎，沿斜坡向洼地运动沉积成矿。矿体为似层状、透镜状，与围岩整合（如黑矿型矿床）。4、火山层理构造的控矿作用沿火山物质堆积形成的层理构造或层间裂隙常有矿体的产出，矿体顺层理分布，呈层状、似层状、透镜状。在火山喷发作用间歇期或晚期，含矿火山热液顺火山层理发生交代作用形成火山热液交代型矿床。在火山喷发过程中，经过深部分异的有用组分和熔浆相继喷出到地表和空中，通过自重分异作用堆积成矿，形成火山喷发-沉积型矿床。在火山熔浆物质喷溢过程中，深部岩浆分异作用形成的富矿熔浆（矿浆），喷溢到火山口周围堆积成矿，形成火山喷溢型矿床。铁质凝灰岩顺层分布含钛铁矿凝灰角砾岩顺层分布产在火山层理中的黄铁矿矿体剖面图（马泽尔金矿床）1-玄武岩的熔岩-火山碎屑岩相；2-石英斑状熔岩；3-中酸性凝灰质熔岩-碎屑岩；4-泥质层凝灰岩、凝灰质；砾岩；5-火山碎屑岩；6-灰岩；7-块状黄铁矿矿石；8-矿石碎屑；9-断裂。5、火山穹窿顶部放射状裂隙构造的控矿作用美国坎拉依特火山穹窿平面图1-正长岩；2-闪长岩；3-辉长岩，玄武岩；4-玄武质、安山质和粗面质岩墙；5-锥形板状侵入体；6-熔岩；7-放射状裂隙；8-矿体在火山穹隆形成过程中，由于岩浆上升的冲击作用和上隆膨胀作用，产生了一系列围绕火山活动中心分布的放射状张裂隙。在这些放射状张裂隙中，常有热液充填作用形成的脉状矿床。如坎拉依特多金属矿田产在一个椭圆形的火山穹窿中，大多数矿床（点）沿从穹窿中心向外呈放射状分布的岩墙和裂隙中产出。三、破火山口构造及其对成矿的控制破火山口构造是一个或一群火山顶部沉陷（塌陷）后形成的火山构造。其特点：平面上呈椭圆形、圆形，部分不规则状。剖面上呈漏斗状，构成下陷盆地。熔结角砾岩、熔结凝灰岩发育，还常见各种火山碎屑岩及湖相沉积岩，次火山岩体发育。发育环状、半环状、圆锥状、放射状的断裂和岩墙，在破火山口范围内，有一个或几个火山通道及残余的火山锥、火山口。重力、磁力异常呈环带状分布。地形上往往是呈中心下凹的盆地，四周有火山岩系构成的陡坎。火山岩的产状在中部近水平，边缘变陡(10°~30°)，向内倾斜。在环状断裂以外，呈围斜状向外倾斜。构成破火山口的物质以多相火山－深成杂岩为主。在地盾、地台区多数为超基性-碱性和碳酸岩杂岩；在地槽褶皱带和活化地台区则为流纹岩-英安岩建造、流纹岩建造和流纹-花岗岩建造。其中往往有大量的熔结凝灰岩和凝灰岩物质。1、破火山口构造成因与演化Ⅰ-区域性膨胀和环状裂隙的产生；Ⅱ-形成破火山口的喷发；Ⅲ-破火山口的塌陷；Ⅳ-复活前的火山活动和沉积作用；Ⅴ-复活穹起作用；Ⅵ-主要环状裂隙的火山活动破火山口发育阶段示意图破火山口构造的成因：爆发式破火山口：由于火山的多次猛烈爆发，崩塌了火山口上部的巨量岩石而形成的。规模一般较小。塌陷式破火山口：在火山活动的晚期，火山机构可沿环形断裂塌陷而成。其原因可能是浅部岩浆囊喷发，或是岩浆回撤、火山自身塌陷时形成的。大量岩浆的撤退可能是由于其构造支撑的丧失而造成的。由塌陷或塌陷与爆发复合形成的破火山口规模大，直径可达几公里或几十公里。某些破火山口形成后，经过一段时间，断块再上升，形成复活破火山口。破火山口构造及产在其中的矿床剖面示意图上-破火山口构造剖面图下-模式火山岩系：1-下部；2-中部；3-未分，层位：4-下部；5-中部；6-上部，7-火山颈岩石；8-次火山侵入岩；9-断裂；10-破火山口边部断裂；11-火山物质运移通道；12-火山矿床（Ⅰ在火山颈中；Ⅱ火山颈附近部位；Ⅲ在火山岩系中）2、大型破火山口是控制矿田的一级火山构造。其火山通道、次火山岩体、岩墙、爆发岩筒和各种断裂构造是控制矿床、矿体产出的重要构造条件。3、破火山口中的火山通道、断裂及其控矿作用在破火山口矿田范围内，其火山通道、次火山岩体、岩墙、爆发岩筒和各种断裂构造是控制矿床、矿体产出的二级构造单元。破火山口的火山通道，其主要特征通常是具有环状、半环状或锥状断裂。在某些情况下还可有放射状断裂，但有时也可不存在这些断裂。在这些断裂中，往往赋存有许多重要的矿体。环状、圆锥状、放射状断裂，主要是由于中心式火山喷发活动，围绕火山口及通道而形成的裂隙，或者地表岩块崩塌形成塌陷破火山口的同时，其周围出现环状裂隙的结果。它们往往被后来的含矿热液或岩浆充填，形成环状、放射状矿脉或岩墙。有些岩墙，如富含稀有稀土金属、磷灰石－磁铁矿的碳酸岩岩墙，本身也是矿体。破火山口的火山通道构造a-无环状、圆锥状和放射状断裂的火山通道；b-发育环状、圆锥状和放射状断裂的火山通道破火山口裂隙构造中的脉状金-银矿床1-前寒武纪变质岩（基底）；2-锡尔维顿火山岩系；3-石英二长岩；4-岩墙；5-正断层；6-大断裂；7-充填有矿脉的裂隙；8-矿井四、火山-构造洼地、线性火山构造及其对成矿的控制（一)火山-构造洼地及其对成矿的控制火山-构造洼地一般属构造-岩浆活化区的盖层构造，其基底由前寒武纪变质岩或古生代侵入岩和强烈变动的火山-沉积岩组成。在洼地内部，尤其是在它的底部形成平缓的层间断裂，而各种成分的次火山岩体、岩墙以及火山角砾岩体则均赋存在陡倾斜的断裂中。与破火山口构造不同的是火山-构造洼地没有发生地壳块体较大规模的下陷。（二）线性火山构造及其控矿作用线性火山构造是由裂隙型火山喷发作用形成的。线性火山构造受深断裂和区域断裂控制，一般规模较大，延伸较远，可达数十公里或更多。在线性火山构造中，发育有裂隙型的火山通道和次火山岩体，它们沿着线状构造延伸。在构造变宽的地方，偶尔出现大型的椭圆形火山机构。在线性火山构造中，矿床和矿体分布在火山通道构造、次火山岩构造、断裂裂隙及层理构造中。1、线性火山通道及其控矿作用线性火山构造中的火山通道构造主要为线形，也有筒状和其它复杂形态的。它们是由于与线状断裂有关的气体喷发和熔岩喷发交替作用形成的。常为凝灰岩、熔岩及熔岩角砾岩充填(图6-4c)。由于控制火山通道的基底断裂的继承性活动以及通道充填物具有较大的孔隙度和良好的渗透性，故成为良好的储矿场所。多形成复杂的浸染交代矿体和沿通道内及附近断