熱液礦床

1、熱液礦床熱液礦床(1(1）成礦溶液的來(lái)源）成礦溶液的來(lái)源:成礦溶液或稱(chēng)成礦氣液、成礦熱液是在一定深度（幾至幾十千米）下形成的，具有一定溫度（一般為50600℃）和一定壓力（一般為n250MPa）的氣態(tài)、液態(tài)和超臨界流體。其成分以H2O為主，有時(shí)CO2占很大比例，常含有CH4、H2S、CO、SO2等揮發(fā)性氣體成分和K、Na、Ca2、Mg2、F、Cl、SO42、HCO3等離子成分。成礦溶液中還有W、Sn、Mo、Au、Ag、Cu、Pb、Zn等

2、多種成礦元素。成礦溶液和成礦物質(zhì)來(lái)源是礦床學(xué)界長(zhǎng)期爭(zhēng)論的問(wèn)題之一，目前認(rèn)識(shí)一般有四種：a.a.巖漿熱液：巖漿熱液：巖漿在侵入和噴發(fā)過(guò)程中，隨著溫度和壓力的下降，硅酸鹽熔體不斷地結(jié)晶，H2O等揮發(fā)分就從巖漿中分離出來(lái)，形成高溫氣液。一些成礦元素傾向富集于氣液中，這種含礦氣液在巖體邊緣和圍巖的裂隙中運(yùn)移，當(dāng)物理化學(xué)條件發(fā)生變化時(shí)，就可在有利的地段形成礦床。b.b.地下水熱液：地下水熱液：從地表滲透到地下深處的大氣降水，可在地下環(huán)流中受熱并與

3、流經(jīng)的巖石發(fā)生相互作用，溶解巖石中的有用成礦元素，運(yùn)移至有利的地質(zhì)環(huán)境中沉淀形成各種熱液礦床。c.c.海水熱液：海水熱液：在海洋擴(kuò)張中心、火山島弧、大陸邊緣及海洋島嶼地區(qū)，下滲的海水可沿裂隙到達(dá)地殼深部受熱形成環(huán)流。環(huán)流過(guò)程中也可萃取流經(jīng)圍巖中大量的成礦物質(zhì)，然后通過(guò)斷裂、火山口或海底擴(kuò)張脊再流入海中，與海水作用形成熱液礦床。d.d.變質(zhì)熱液：變質(zhì)熱液：由變質(zhì)作用（包括一般區(qū)域變質(zhì)、混合巖化和花崗巖化作用）而形成的含礦溶液，統(tǒng)稱(chēng)為變質(zhì)熱

4、液。巖漿巖和沉積巖內(nèi)都含有一定數(shù)量的水分。如造巖礦物中的結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水，巖石中的裂隙水、毛細(xì)水、吸附水和同生水等，在巖石受變質(zhì)過(guò)程中都可逐漸被釋放出來(lái)成為變質(zhì)熱液。這些變質(zhì)熱液由深變質(zhì)帶向上遷移過(guò)程中從圍巖中吸取成礦物質(zhì)，在低變質(zhì)帶中聚集沉淀成為變質(zhì)熱液礦床。(2(2）熱液礦床的形成過(guò)程）熱液礦床的形成過(guò)程:主要可分為充填作用和交代作用兩種，從而形成充填礦床和交代礦床：充填作用方式：充填作用方式：氣水溶液在化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖中流動(dòng)時(shí)，

5、一般與圍巖沒(méi)有明顯的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)的相互交換，氣水溶液中的有用組分是由于物理化學(xué)條件變化的影響，直接沉淀在圍巖裂隙和空洞中，這種作用稱(chēng)充填作用。充填作用所形成的礦體，其形態(tài)產(chǎn)狀主要受裂隙、多孔性巖層、層面和不整合面等的形態(tài)產(chǎn)狀所控制。其中以脈狀礦體最為多見(jiàn)，礦脈與圍巖界線清楚。礦石常具梳狀、晶簇狀、對(duì)稱(chēng)條帶狀、角礫狀等構(gòu)造。交代作用方式：交代作用方式：氣水溶液在化學(xué)性質(zhì)較活潑的圍巖裂隙和孔隙中流動(dòng)時(shí)，溶液與圍巖中某些礦物起化學(xué)反應(yīng)，并同

6、時(shí)發(fā)生極細(xì)微狀態(tài)下的溶解作用和沉淀作用，原有礦物逐漸被溶解掉而代之以新礦物。這種作用稱(chēng)交代作用，也就是置換作用。交代作用進(jìn)行過(guò)程中原礦物被溶解和新礦物的沉淀幾乎是同時(shí)的，而且圍巖始終保持固體狀態(tài)，故可保存原巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，甚至其中的生物遺跡。交代作用受等體積定律支配，即交代前后巖、礦石總體積不發(fā)生變化。交代作用形成的礦體與充填作用形成的礦體有明顯不同的特點(diǎn)：礦體外形不規(guī)則，不完全受裂隙形狀控制；礦體和圍巖界線不清，呈過(guò)渡關(guān)系。礦體中常

7、有未被交代的殘余圍巖，而且仍保持其原來(lái)的巖石構(gòu)造方向，說(shuō)明殘余圍巖未發(fā)生移動(dòng)。礦體中常保持有原來(lái)巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，特別是構(gòu)造。如巖石的條帶狀構(gòu)造以及褶皺、斷裂和角礫狀構(gòu)造等，均可保存在交代礦體中。(3(3）礦化期與礦化階段）礦化期與礦化階段:氣液礦床的形成經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)期，在形成過(guò)程中地質(zhì)構(gòu)造條件和熱液體系物理化學(xué)變化導(dǎo)致不同的礦物組合。為了研究氣液成礦作用的時(shí)間規(guī)律，引入礦化期和礦化階段（或成礦期、成礦階段）的概念。礦化期：礦化期：代表

8、一個(gè)較長(zhǎng)的成礦作用過(guò)程，它是根據(jù)成礦體系物理化學(xué)條件的顯著變化來(lái)確定的。如矽卡巖礦床一般分為矽卡巖成礦期和熱液石英硫化物成礦期，兩者成礦物理化學(xué)條件有明顯的區(qū)別。等。其中以多金屬鉛鋅礦為最普遍，可產(chǎn)于各種圍巖中，大、中、小型均有。除鉛鋅外，有時(shí)所含的銅、銀、鎵、鍺等也可綜合利用，工業(yè)意義很大。2)2)地下水熱液礦床地下水熱液礦床:這是一類(lèi)在成因上長(zhǎng)期有爭(zhēng)論的礦床。過(guò)去曾稱(chēng)之為超低溫礦床。礦石礦物的形成溫度一般為50100℃，很少超過(guò)20

9、0℃。根據(jù)近年研究，這類(lèi)礦床的形成與地下水熱液有關(guān)，而且礦液的性質(zhì)是高鹽度含礦熱鹵水，但在成因上仍還存在不少爭(zhēng)議。這類(lèi)礦床的主要特征：礦床的形成與巖漿活動(dòng)關(guān)系不密切，在礦區(qū)內(nèi)和周?chē)喈?dāng)遠(yuǎn)的范圍未見(jiàn)與成礦有關(guān)的巖漿活動(dòng)；礦床產(chǎn)于某一定地層中，受巖性（相）控制，礦體常集中于某些巖性段中，往往具有多層的特點(diǎn)；礦床從空間分布上常呈帶狀或面狀，礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀的整合礦體，但局部也有小型脈狀礦體；礦石的礦物組成簡(jiǎn)單，金屬硫化物多呈細(xì)小的分

10、散狀、浸染狀集合體；圍巖蝕變較弱，主要有硅化、碳酸鹽化、粘土化或重晶石化等；礦床規(guī)模常較大，主要礦種有鉛、鋅、銅、鈾、釩、銻、汞等。例如，層狀鉛鋅礦床占世界鉛鋅總儲(chǔ)量的二分之一；層狀鈾礦占世界鈾礦總儲(chǔ)量的70%。3)3)火山熱液礦床火山熱液礦床:火山噴發(fā)的間歇期、晚期或期后，其射氣和熱液活動(dòng)非常強(qiáng)烈，射氣和熱液中的有用組分，在母巖體內(nèi)或其附近圍巖中聚集、沉淀；可形成火山次火山氣液礦床，根據(jù)成礦作用方式及地質(zhì)條件的不同，可分為火山射氣、火

11、山熱液、次火山熱液礦床三種類(lèi)型。a.a.火山射氣礦床：火山射氣礦床：主要由火山射氣而成，位置淺，局限于近代火山口內(nèi)外及附近各種裂隙之中。主要礦種有自然硫、硼酸鹽等。經(jīng)濟(jì)價(jià)值一般不大。b.b.火山熱液礦床：火山熱液礦床：它是由含礦火山熱液在火山巖中發(fā)生充填或交代作用，使有用組分沉淀而形成的。礦體形狀為脈狀、復(fù)脈狀或似層狀。礦石構(gòu)造不一。圍巖蝕變以硅化、絹云母化及高嶺土化為主。成礦溫度一般為中低溫。主要礦種有銅、鉛、鋅、鈾、金、銀以及硫鐵礦

12、、螢石、沸石、硼礬石等。c.c.次火山熱液礦床：次火山熱液礦床：在火山活動(dòng)晚期或間歇期，常伴隨有大量次火山巖的侵入活動(dòng)。來(lái)自次火山巖的氣水溶液，通過(guò)充填或交代作用，將有用組分沉淀在次火山巖或附近其他巖石中，即形成次火山熱液礦床。著名的斑巖銅礦和玢巖鐵礦即屬此類(lèi)礦床，它們與侵入巖漿熱液礦床和火山熱液礦床主要不同點(diǎn)是：ⅰ.次火山熱液礦床的母巖是次火山巖，主要是花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英閃長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)玢巖等。有時(shí)這些母巖同時(shí)又是礦體的圍巖。ⅱ.礦體除

13、受區(qū)域構(gòu)造控制外，又受巖體原生構(gòu)造控制，礦體形態(tài)變化復(fù)雜。ⅲ.次火山熱液是在淺成超淺成條件下，外壓力驟然降低，揮發(fā)組分自熔漿中強(qiáng)烈析出時(shí)形成，巖漿及揮發(fā)組分的較大壓力，可以造成隱爆角礫巖筒以及放射狀或環(huán)狀斷裂系統(tǒng)，形成獨(dú)特產(chǎn)狀礦體。ⅳ.由于成礦溫度下降快及熱液脈動(dòng)活動(dòng)，造成復(fù)雜多樣的礦石組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。d.d.火山熱液礦床的主要類(lèi)型火山熱液礦床的主要類(lèi)型:火山熱液礦床種類(lèi)繁多，分布廣泛，其主要類(lèi)型的成礦過(guò)程和著名實(shí)例有以下幾種。①火山塊

14、狀硫化物礦床火山塊狀硫化物礦床:該類(lèi)礦床與海底火山次火山的熱液成礦作用有關(guān)。礦床常圍繞海底火山噴發(fā)中心，成群成帶出現(xiàn)。理想的火山塊狀硫化物礦床，礦體一般為層狀、透鏡狀到席狀，含有90%以上的金屬硫化物，故常為塊狀構(gòu)造。礦石成分普遍含有黃鐵礦，所以也稱(chēng)為黃鐵礦型礦床，或稱(chēng)為黃鐵礦型銅礦和多金屬礦床。按其他硫化物成分（黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦）可分為三類(lèi)：①鋅鉛銅；②鋅銅；③銅。礦石中或多或少還含有磁黃鐵礦。最重要的容礦巖石是流紋巖，含鉛(鋅