矿床学8-其他热液

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1、 低温热液矿床是指形成温度低于200的各种 热液矿床，形成深度大多在2km至地表范围内。 第三节 低温热液矿床 矿体主要受各种断裂系统、角砾岩筒、层间破 碎带等构造控制。矿体形态复杂多样。 伴随低温围岩蚀变：高岭土化、明矾石化、硅 化、绢云母化、青磐岩化、碳酸盐化、重晶石化、 石膏化等。 矿床主要特征 矿石常由一系列的低温矿物组成，金属矿物有辰砂、 辉锑矿、雌黄、雄黄、自然金、自然银、自然铜、黝铜矿 、黄铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、白铁矿等 。非金属矿物有石英、冰长石、萤石、重晶石、明矾石、 高岭石、沸石以及碳酸盐类矿物等。 矿石结构一般具细粒结构、胶状结构等，矿石构造包 括脉状、条

2、带状、浸染状、角砾状、皮壳状、梳状、环状 及晶洞构造等。 热液来源比较复杂，不完全与岩浆活动有关。 低温热液矿床主要包括浅成低温热液型贵金属矿床、 卡林型金矿床、密西西比河谷型铅、锌矿床以及似层状汞 、锑矿床4大类。 国内20世纪80年代的文献中将这类矿床称为火山 岩型或火山热液型金矿。 (一) 矿床的分类 明矾石高岭石型 冰长石绢云母型 后来国际上把部分浅成低温热液型金矿称为热泉型 金矿。 高硫化型(简称HS)：相当于Heald 等(1987)划分的明矾石-高岭石型， 由酸性、氧化的热流体形成； 低硫化型（简称LS)：相当于上述 的冰长石绢云母型，由近中性、 还原的热流体形成。 Heald等

3、 (1987)： Hendenquist(1994) 一、浅成低温热液型贵金属矿床 浅成低温热液型金矿床主要形成于板块俯冲带 上盘的大陆弧或岛弧及弧后的拉张动力学环境下。 (二) 成矿条件 1.成矿地球动力学背景环境 全球集中产在3个巨型成矿域： 环太平洋成矿域； 地中海喜马拉雅成矿域； 古亚洲成矿域。 浅成低温热液型金矿成矿域 浅成低温热液型金矿床形成于一系列火山环境中 ，金矿床与火山口或破火山口构造关系密切，只有少 数矿床中没有火山岩出露。 断裂构造和热液角砾岩筒构造是浅成低温热液型 金矿的两种重要容矿构造形式。 2构造条件 在大多数浅成低温热液金矿区，见不到深部 侵人体与金矿成矿作用的直

4、接联系。 低硫化型矿床：可能形成于与现代地热体系 相似的环境，与岩浆侵入体没有直接的联系。 高硫化型金矿床：与深部侵人体的关系密切 ，与成矿作用有关的侵人体侵位较浅，有些高硫 化型矿床的围岩就是次火山岩，且与深部侵人体 直接相连。 3岩浆岩条件 浅成低温热液型金矿床的围岩主要为陆相 火山岩。 4地层条件 从现有的文献看，绝大多数浅成低温热液型金 矿床形成于中新生代，少数形成于晚古生代。 环太平洋和地中海-喜马拉雅成矿域中的矿床形 成时代一般是从中生代一直延续到现在。 古亚洲成矿域的这类矿床一般形成较早，为晚 古生代。 5成矿时代 围岩主要中性火山岩。矿床共生的侵入岩是斑岩。 矿体主要呈不规则体

5、型。 矿石主要以浸染状构造为主，可见角砾状、脉状构 造，少量网脉状。 矿石矿物有黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿 、铜蓝、自然金、碲化物等；脉石矿物有石英、明矾 石、重晶石、高岭石、叶蜡石等。 成矿元素以Cu、Au、As为主，Pb、Hg、Sb、Te、 Sn、Mo、Bi为辅。 围岩蚀变发育，核部为多孔状硅核，其外为高级泥 化带，再向外为泥化带；最外带为青磐岩化。 (三) 高硫化型浅成低温热液矿床 矿床特征 成矿流体以岩浆水为主，性质为氧化、酸性流体 ，pH值1300t Au)、波格尔金矿(560t Au)； 斐济的恩派尔金矿(310tAu) 日本的菱刈金矿(265tAu) 印度尼西亚的凯连金矿

6、(240tAu) 美国的科里普峰金矿(700tAu)等。 内蒙古额仁陶勒盖银矿、吉林刺猬沟金矿。 典型矿床：日本菱刈低硫化型金矿床 菱刈矿床位于九州鹿儿岛内，九州鹿儿岛是琉球 弧的一部分。九州西南部的琉球弧是日本的一个重要 产金区，即九州西南部金成矿区，金通常见于低温热 液石英脉中。 菱刈矿床由3个矿段组成 ，包括本矿床、山神矿床和 山田矿床，共探获金储量250 260t；其中本矿床金储量 150t以上，品位8010-6；山田 矿床金储量约50t，品位在(20 25) 10-6之间；山神矿床金 储量50余吨，品位约7010-6 。 根据矿脉的特征及产出 空间的差异，菱刈金矿区内 的矿脉可分为上

7、部细矿脉和 下部主矿脉，其中又以下部 主矿脉为主。 矿石一般呈白色，主要由石英(70)、冰长石(30 )和少量粘土矿物组成。 矿脉中的金属矿物有银金矿、硒银矿、辉硒银矿 、深红银矿、辉锑银矿、银黝铜矿、辉银矿(?)、黄铜 矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿、黄铁矿、白铁矿和赤 铁矿等。 本区火山岩的热液蚀变带可分为4个带： 以矿床为中心向外侧 绢云母绿泥石带(带) 互层粘土矿物带(带) 石英蒙脱石带(带) 方英石蒙脱石带(1带) 矿脉分布在带，但山田矿床中有部分矿脉分 布于带中。带典型的矿物组合为石英、绿泥石 、冰长石、 方解石和斜长石等。带以互层绿泥 石蒙脱石和绢云母蒙脱石出现为特征。 成矿时代：1

8、Ma (五) 浅成低温热液矿床的成因机制 矿化流体的盐度随深度增加显著的增加，甚至 在矿带的下面可以达到2030。这种现象在斑 岩矿床中也很明显。 1.高硫化型浅成低温热液矿床成因机制 高硫化矿床显示其形成过程中有岩浆成分的加入。 证据： 多孔状二氧化硅残留物(硅核90)和高级泥化 等蚀变带，以及硫酸盐矿物的存在，表明流体是酸 性和氧化的。 高硫化型浅成低温矿床与斑岩铜矿床的高级泥 化带在矿物学和稳定同位素特征方面有许多共同特 征，表明两者之间可能存在密切的联系。 成矿温度低于200300。 稳定同位素表明大气水热液占主导地位。 硫和碳的同位素组成，也表明在许多低硫化型浅成低温 热液型矿床中，

9、S和C主要来源于岩浆活动。但通常也存在 沉积来源的硫，并且在少数情况下会出现有机碳。 低硫化型矿床的热液为低盐度、中性流体。 赋存低硫化型浅成低温热液矿床的火山岩区发育大规模 青磐岩化蚀变。 富金浅成低温热液型矿床的流体与大多数现代地热系统 相似。 2.低硫化型浅成低温热液矿床成因机制 低硫化型浅成低温热液金矿床的岩浆特征更加 模糊不清，形成于地热系统中。 证据： 3有时与斑岩型矿床成因的联系 二、卡林型金矿床 品位低、规模大、矿体与围岩界线不明显； 金主要呈显微次显微形式分散产出，普遍发育 中低温热液矿物组合以及Au、As、Hg、Sb、l等微 量元素组合。 卡林型金矿床是20世纪60年代初期

10、在美国西部内华 达州的卡林镇被发现而得名的，是一种主要产于碳酸盐 岩建造中的微细浸染型金矿床。 矿床主要特征 在几乎所有的卡林型金矿区内或者其附近都存在 以岩墙和岩脉形式产出的长英质侵人体。 有些研究者认为，这些浅成侵人体可能为卡林型 金矿成矿作用的热源，也有可能提供热液流体。 (一) 成矿条件 1.大地构造环境 主要形成于裂谷带和弧后盆地内。从更大的大地 构造背景来看，有人认为为地幔柱构造活动区。 2岩浆岩条件 卡林型金矿床的含矿围岩时代广泛，岩性主要为 海相沉积岩，岩性主要为不纯碳酸盐 岩和细碎屑岩等 ，富含炭质。在某些矿床中，少量金矿化的围岩为火 成岩。 3赋矿围岩条件 构造是重要的控矿

11、因素，对金矿化的控制作用甚 至强于地层。 4构造控矿 矿体一般呈不规则的似层状、透镜状，这类矿体 和围岩界线不清楚，矿体亦有脉状、条带状。 (二) 矿床地质特征 1.矿体特征 围岩蚀变有去碳酸盐化、硅化、泥化、硫化物化 和重晶石化等。 2围岩蚀变 常见矿石矿物包括黄铁矿、毒砂、辉锑矿、雄黄 、雌黄及辰砂等，并以缺少其他贱金属硫化物为特点 。脉石矿物以石英、方解石为主。 3矿石特征 金和砷、锑、汞(铊)等元素紧密共生的地球化学 组合被称为“卡林组合”。 金的赋存状态为微细浸染型，金颗粒非常细小 ，呈显微和亚显微级，从小于1m30m之间变化 ，多数介于15m之间，所以卡林型金矿床又被称 为微细浸染

12、型。 金主要以固溶体形式存在，金以类质同象形式 进入黄铁矿和毒砂的晶格中，固溶体分解时金析出 ，肉眼和普通显微镜下不能见到。 岩浆成因派，认为主要由浅成侵人体提 供矿源和热源，在岩浆热液系统的远端(以大气 降水为主)交代成矿。 沉积成因派： 4成矿物理化学条件（包裹体研究） 搬运形式：羟基二硫络合物。 流 体：大气降水与岩浆水的混合流体。 流体盐度：1-7% 成矿温度：180245。 5矿床成因 成矿物质来源：地层。 热液来源：天水和建造水； 热 源：岩浆活动 (三) 典型矿床：美国卡林金矿床 卡林金矿床位于美国内华达州中北部，尤里卡 县北部塔斯卡罗拉(Tuscarora)山区。 矿区早、中古

13、生代地层向东或向东南掩覆在相应 时代的碳酸盐类地层之上，在断层上盘形成一系列构 造窗。卡林矿床就处于其中林恩构造窗的东北缘。 该区构造比较复杂。最主要的构造变动为罗伯茨 山逆断层，其次为北东和北西向高角度断层，后者将 罗伯茨山逆断层上盘低缓碳酸盐岩破碎，构成了成矿 热液通道，控制了矿床的形成。 构造 中生代岩墙，沿北西向高角度断层侵位，已强烈蚀 变和矿化。 第三系酸性喷出岩，该期火山岩活动可能为成矿系 统提供了热源。 岩浆岩 沉积岩以奥陶泥盆系的灰岩、白云岩和石英岩为 主，主要赋矿围岩为暗灰色薄层页片状粉砂质钙质白云 岩和灰岩。 地层 严格受高角度断层控制 严格地受地层与构造 受地层与构造 矿

14、床 卡林金矿床还具明显的垂向分带特点 卡林金矿床的围岩蚀变有去碳酸盐化、硅化、泥 化、硫化物化和重晶石化等。似碧玉岩是金矿化存在 的良好指示，然而它们的金含量很不相同。 成矿阶段可分为4个阶段，（）成矿早期去碳酸 盐化阶段；（2）主期和晚期成矿阶段；（）酸淋 滤氧化阶段；（4）晚期表生氧化和风化阶段。 成因：在浅成环境下由第三纪晚期火山作用加热而循 环的大气水热液系统形成的低温浸染交代型矿床。 MVT矿床金属量(Pb+Zn)从几千吨到几百万吨不等 ，并且一般成群成带分布，密西西比河谷地区就有近 400个矿床。加拿大、前苏联、中欧阿尔卑斯地区以及 北非等地都有这类矿床产出。 我国湘、黔、桂、粤、

15、川西、辽宁以及秦岭等地也 有这类矿床分布，其储量居我国铅锌矿床的首位。 三、密西西比河谷型铅、锌矿床 密西西比河谷型铅、锌矿床(简称MVT)。以其品 位低、规模大、地质构造比较简单、埋藏较浅和易于 开采为特点。 (1)矿床产于地台边缘的沉积盆地中，含矿岩系成 带状沿盆地边缘分布，一般都含海相蒸发岩，盆地中 央有时产有石油。 (2)矿床产于一定层位地层中。就一个矿床而言， 成矿时间短而集中，矿化限于12个层位。 （3）容矿岩层为未变质的沉积岩，以厚层白云岩 为主，次为石灰岩，矿体常产于岩层界面附近。矿区 范围内一般不出露火成岩，少数矿区发现有火成岩， 经证实也和成矿无关。 (4)MVT矿体大多以

16、开放空隙充填方式形成，具后 生成矿特征。 1. MVT铅、锌矿床矿床地质特征 (5)金属矿物主要为闪锌矿(含铁较低)、方铅矿、黄 铁矿(时有白铁矿)及少量黄铜矿。矿石品位低，但储 量大。 (6)脉石矿物主要有萤石、重晶石、白云石、方解石 和石英等。 (7)围岩蚀变以硅化、白云岩化为主。 (8)成矿流体源自沉积建造水。 (9)硫化物的34S为8.0331.36，一般认为矿床 的硫主要来源于海相蒸发岩，如膏盐层。 (1)矿床的形成温度不同。 美国中部的MVT矿床形成温度比较低，为80170，且在 矿田甚至矿带范围内各矿床的形成温度相差不大。中国川、滇、 黔交界的MVT矿床形成温度相对要高一些，为10