熱液礦床

1、熱液礦床熱液礦床(1(1）成礦溶液的來源）成礦溶液的來源:成礦溶液或稱成礦氣液、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來源是礦床學界長期爭論的問題之一，目前認識一般有四種：a.a.巖漿熱液：巖漿熱液：巖漿在侵入和噴發(fā)過程中，隨著溫度和壓力的下降，硅酸鹽熔體不斷地結晶，H2O等揮發(fā)分就從巖漿中分離出來，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移，當物理化學條件發(fā)生變化時，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、流經的巖石發(fā)生相互作用，溶解巖石中的有用成礦元素，運移至有利的地質環(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地殼深部受熱形成環(huán)流。環(huán)流過程中也可萃取流經圍巖中大量的成礦物質，然后通過斷裂、火山口或海底擴張脊再流入海中，與海水作用形成熱液礦床。d.d.變質熱液：變質熱液：由變質作用（包括一般區(qū)域變質、混合巖化和花崗巖化作用）而形成的含礦溶液，統(tǒng)稱為變質熱

4、液。巖漿巖和沉積巖內都含有一定數量的水分。如造巖礦物中的結構水、結晶水，巖石中的裂隙水、毛細水、吸附水和同生水等，在巖石受變質過程中都可逐漸被釋放出來成為變質熱液。這些變質熱液由深變質帶向上遷移過程中從圍巖中吸取成礦物質，在低變質帶中聚集沉淀成為變質熱液礦床。(2(2）熱液礦床的形成過程）熱液礦床的形成過程: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：氣水溶液在化學性質不活潑的圍巖中流動時，

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

6、時發(fā)生極細微狀態(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。這種作用稱交代作用，也就是置換作用。交代作用進行過程中原礦物被溶解和新礦物的沉淀幾乎是同時的，而且圍巖始終保持固體狀態(tài)，故可保存原巖石的結構和構造，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：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，呈過渡關系。礦體中常

7、有未被交代的殘余圍巖，而且仍保持其原來的巖石構造方向，說明殘余圍巖未發(fā)生移動。礦體中常保持有原來巖石的結構和構造，特別是構造。如巖石的條帶狀構造以及褶皺、斷裂和角礫狀構造等，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:氣液礦床的形成經歷了很長時期，在形成過程中地質構造條件和熱液體系物理化學變化導致不同的礦物組合。為了研究氣液成礦作用的時間規(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、一個較長的成礦作用過程，它是根據成礦體系物理化學條件的顯著變化來確定的。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，可產于各種圍巖中，大、中、小型均有。除鉛鋅外，有時所含的銅、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:這是一類在成因上長期有爭論的礦床。過去曾稱之為超低溫礦床。礦石礦物的形成溫度一般為50100℃，很少超過20

9、0℃。根據近年研究，這類礦床的形成與地下水熱液有關，而且礦液的性質是高鹽度含礦熱鹵水，但在成因上仍還存在不少爭議。這類礦床的主要特征：礦床的形成與巖漿活動關系不密切，在礦區(qū)內和周圍相當遠的范圍未見與成礦有關的巖漿活動；礦床產于某一定地層中，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；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；礦石的礦物組成簡單，金屬硫化物多呈細小的分

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量的二分之一；層狀鈾礦占世界鈾礦總儲量的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，其射氣和熱液活動非常強烈，射氣和熱液中的有用組分，在母巖體內或其附近圍巖中聚集、沉淀；可形成火山次火山氣液礦床，根據成礦作用方式及地質條件的不同，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外及附近各種裂隙之中。主要礦種有自然硫、硼酸鹽等。經濟價值一般不大。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、復脈狀或似層狀。礦石構造不一。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：在火山活動晚期或間歇期，常伴隨有大量次火山巖的侵入活動。來自次火山巖的氣水溶液，通過充填或交代作用，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是：ⅰ.次火山熱液礦床的母巖是次火山巖，主要是花崗閃長斑巖、石英閃長斑巖、閃長玢巖等。有時這些母巖同時又是礦體的圍巖。ⅱ.礦體除

13、受區(qū)域構造控制外，又受巖體原生構造控制，礦體形態(tài)變化復雜。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)組分自熔漿中強烈析出時形成，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)，形成獨特產狀礦體。ⅳ.由于成礦溫度下降快及熱液脈動活動，造成復雜多樣的礦石組合和結構構造。d.d.火山熱液礦床的主要類型火山熱液礦床的主要類型:火山熱液礦床種類繁多，分布廣泛，其主要類型的成礦過程和著名實例有以下幾種。①火山塊

14、狀硫化物礦床火山塊狀硫化物礦床:該類礦床與海底火山次火山的熱液成礦作用有關。礦床常圍繞海底火山噴發(fā)中心，成群成帶出現。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，故常為塊狀構造。礦石成分普遍含有黃鐵礦，所以也稱為黃鐵礦型礦床，或稱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：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