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1、VMS 矿床研究进展摘要：火山成因块状硫化物（简称 VMS）矿床可见于前寒武纪至现代的各个地质时代。本文主要从构造环境、矿床类型、成矿物质来源及矿床成因方面进行介绍，简要综述了国内外在 VMS 矿床研究方面的一些主要进展。关键词：VMS 矿床，矿床类型，物质来源1. VMS 矿床定义火山成因块状硫化物矿床（VMS）是指产于海相火山岩系中，与海相火山-侵入活动有关的，在海底环境下由火山喷气（热液）作用和喷气沉积作用形成的块状或次块状的硫化物矿床（Lydon，1984） ，该类矿床主要由与海底热液对流有关的富金属流体所形成，其直接围岩为火山岩或沉积岩。VMS 矿床规模大，品味高，分布广泛，往往成群
2、成带产出，是 Zn、Cu 、Pb 、Ag、Au 等金属的重要来源，此外还富含 Co、Sn、Se、Mn 、Cd、 In、Bi、Te、Ca 和 Ge，部分矿床还含有一定量的 As、Sb、Hg。VMS 矿床在海底热水成矿系统中占有重要地位，至今仍是现代矿床学及相关学科研究的重要领域。2. 构造环境从太古宙至现代各个地质时期的 VMS 矿床可以出现在不同的构造环境中，主要为板块边缘环境（离散和汇聚） 。Sawkins 按板块构造的观点，将 VMS 矿床成矿环境分成 3 类：1）汇聚板块边界环境一亲弧裂谷型；2）离散板块边界环境，包括洋壳环境和晚期的大陆裂谷；3）碰撞环境。Herzig 将现代 VMS
3、矿床的构造环境分为 4 类：1）洋中脊（如东太平洋隆21N） ； 2）洋内弧后（如 Lau 海盆、北 Fiji 海盆、Manus 海盆和 Mariana 弧后） ；3）陆内弧后（如 Okinawa 海槽） ；4）陆内裂谷（如红海裂谷 Atlantis II号海渊） 。其形成环境为离散的板块边缘或汇聚消减板块边缘的局部引张环境，这些环境均处于一种张性应力状态，断裂发育，渗透性强，且海底底部出现的地慢隆起（浅位岩浆房）可以持续稳定地驱动下渗的海水对流循环，萃取基底岩系中的成矿元素，最终在喷出海底的过程中成矿。VMS 矿床形成的构造环境研究方面的一个重要进展表现在以往主要研究单个矿床形成的古构造环境
4、，现在主要是从全球的观点进行研究，探索该类型矿床的形成与全球构造演化的关系。将成矿作用视为重要的地质事件并寻求与全球构造演化过程中相关地质作用的时空耦合关系，其中将事件地质学和同位素年代学应用到成矿事件形成时代中（李上森，1993；陆松年，1999） 。3. 矿床类型VMS 矿床因其分类依据不同，分类方案有很多。传统的分类方案有根据主要成矿元素组合和含矿岩石的类型特征的分类；Sawkins （1976）根据成矿环境和容矿岩系分类。其中 Sawkins 的分类方案被广泛使用。他将硫化物矿床分为3 类：（1）黑矿型，形成于岛弧环境，赋存于弧间裂谷阶段形成的“双峰”式火山岩组合中的酸性火山碎屑岩系中
5、，以 Zn Pb Cu 为特征。 （2）别子型，产于弧后或大陆裂谷区形成的拉斑玄武质火山一沉积岩系中，以 Cu、Zn 成矿为主。 （3）塞浦路斯型，产于弧后或洋中脊环境，与组成蛇绿岩套的低钾拉斑玄武质火山岩系有关，以 Cu Zn 为成矿特点。 （4）过渡类型。宋叔和（1982）按岩性和矿床组合将 VMS 矿床分为蛇绿岩套超基性岩中的黄铁矿型 Cu（少量 Zn、Co）矿床（德尔尼矿床） 、蛇绿岩套基性岩中的黄铁矿型 Cu-Zn 矿床（塞浦路斯矿床） 、酸性偏碱性岩系中的 Cu-Zn 矿床（伊比利亚黄铁矿带）和偏碱性火山岩中似黄铁矿型 Cu-Fe 矿床（大红山矿床） 。Lydon按源区基底岩石和成
6、矿金属组合划分为铁镁质基底上的 Cu-Zn 型和长英质基底上的 Zn-Pb-Cu 型。在宋叔和分类的基础上，秦克章等（1994）将 VMS 矿床分为德尔尼型、塞浦路斯型、乌拉尔型（白银厂型） 、黑矿型和大红山型。其中结合成矿构造环境和容矿岩系因素进行的分类得到了最广泛的应用。顾连兴等（1985）对我国长江中下游等海西一印支期海相断裂拗陷带内的块状硫化物矿床研究后，提出华南型，并将此与黑矿型、塞浦路斯型并列，分别代表大陆地壳、过渡性地壳和大洋地壳背景上的块状硫化物矿床。并认为下扬子和南岭两个地区的华南型块状硫化物矿床在成分上有着显著的差异，这些差异主要受沉积盆地基底成分的控制，因而反映了成矿时大
7、陆地壳成熟度的差异。在对一些块状硫化物矿床研究的基础上，一些学者也提出了新的矿床类型，如闽中梅仙式。总之，VMS 矿床类型研究进展表明：将构造成矿环境与建造类型结合是矿床类型对比的一个主要趋势。4. 典型 VMS 矿床地质特征的研究随着观察手段及技术方法的进步，对传统的黑矿型、塞浦路斯型和别子型矿床的矿床地质特征、赋矿围岩特征、矿床结构、成矿及蚀变分带及成矿的物理化学条件等进行了更为精细的研究。近年来的研究进展更强调岩浆流体对矿床蚀变及矿化的形态、规模、矿物共生组介、地球化学特征的明显的控制作用。随着同生断裂系统研究的不断深入，同生断层的控矿取得了重要进展。认为不同级别的同生断层有不同的控矿作
8、用，即同生断层多级控矿：同生断层的垂向发育使其成为沟通地壳浅部与深部的渠道，其幕式脉动特征是形成盆地内多层矿体的重要原因（翟裕生等，1998） 。5. 成矿物质来源目前所提出的成矿物质的来源，大致上仍为 2 种：含矿火山岩系及下伏基底物质的淋滤；深部岩浆房挥发份的直接释放。一般认为，在有沉积物覆盖的洋中脊，热液沉积物的形成除与深部岩浆活动有关外，沉积物也为海底热液成矿提供了部分甚至是主要的物质来源；在无沉积物覆盖的洋中脊，洋中脊玄武岩是海底热液沉积物形成的主要物质来源；而在弧后盆地环境，热液沉积物物质来源更为复杂。现在相当多的研究者认为，易溶元素（如 Pb、Zn、Ag等）主要来自淋滤，而难溶元
9、素(如 Cu、Sn、Bi、Mo 等)主要直接来自岩浆。基于淋滤机制，有些研究者强调基底类型(洋壳一陆壳)及岩石组合(基性一中酸性)制约着金属矿化类型。通常认为洋壳基底即与玄武岩有关的矿床，成矿金属类型为 Cu -Zn 型或 Cu 型，含少量或微量 Pb 和 Ba。而产生岛弧钙碱性火山岩系或长英质一玄武质双峰岩石组合，其成矿金属组合为 Zn-Pb-Cu 型或 Zn-Cu型，Fe 含量降低，但 Pb 和 Ba 含量大大增加。但 Large 对澳大利亚的矿床研究后指出，无论 Cu 型、Cu -Zn 型还是 Zn -Pb -Cu 型，均与流纹质火山岩有关，而以玄武岩为主的火山岩系则缺乏重要的 VMS。
10、关于块状硫化物矿床硫的来源一直存在争议。Sangster 认为硫化物中 S 是海水硫酸盐的硫同位素分馏造成的。Ohmoto 等认为还原海水硫酸盐和岩浆硫是VMS 矿床中硫的两种主要来源，且岩浆硫可直接来源于岩浆喷气和从火山岩中淋滤出来。Rye 研究认为硫化物的硫同位素值反映以 H2S 为主要硫种的热液流体的 4S，H 2S 中的硫明显由围岩中硫化物和海水硫酸盐提供。无沉积物覆盖的洋中脊中热液成因硫化物的硫主要来自玄武岩，部分来自海水，是玄武岩和海水硫酸盐中硫不同比例混合的结果，而在弧后盆地和有沉积物覆盖的洋中脊，除了深部来源硫以外，沉积物和有机质均可能为热液硫化物的形成提供硫。各热液活动区硫酸
11、盐矿物的硫同位素组成基本一致，反映海水对硫酸盐矿物的形成起了很大的作用。6. VMS 矿床成因的研究成矿流体研究近年来进展较快。与海相火山岩有关的块状硫化物矿床的成矿流体来源一自颇有争议。有人认为热液流体是高温下循环海水与岩石交换作用的结果，即所谓热液淋滤模式。也有人认为矿床与火山岩在空间上紧密相连，随着压力不断下降，携带大量成矿元素和挥发份的岩浆流体从岩浆中逃逸出来。韩发（1999）对产于不同地质环境下海底热液成矿系统的研究证明，有沉积物覆盖和无沉积物覆盖海底成矿热流体的化学组成及 Pb、Sr, 、B 稳定同位素地球化学明显不同。意味着块状硫化物矿床中成矿物质可能有不同的来源。近年来的一些研
12、究表明，成矿热流体除岩浆水外，海水、原生水、变质水的参入也成为流体的重要来源（刘亮明，1997） 。7. 总结综上所述，块状硫化物矿床是在海底及其附近沉淀的，在时间、空间、来源上与同时期火山作用相关的，赋存在一定地层的硫化物矿物堆积物，且硫化物矿物含量较多的一类矿床。该类型矿床并不局限于单一的板块构造环境，也不限定于特定的岩石化学条件的火山岩和特定的地质时间，它们不是海底火山作用的直接产物，但却是特定水文学的、地热学的和海洋洋底地形结合的产物。目前，对于该类型矿床的研究仍存在很多问题，最大的难题是进行成矿预测。因此，仍需展开新的工作， （1）借助先进仪器设备和针对性的钻探计划，继续进行海底热液
13、活动区的调查发现工作；（2）发展有关海底热液矿产资源调查和勘探的新技术，建立海底热液活动体系的长期监测系统；（3）进行海陆成矿作用的系统综合对比研究，寻找其中的必然联系，推测海底热液成矿作用的规模，并指导陆上类似矿床的寻找。参考文献：1 张达，吴淦国，等.火山成因块状硫化物矿床及其构造环境研究现状综述J.矿床地质，2002(21) ：87-89.2 丁世先，崔俊强.火山成因块状硫化物矿床研究进展J.地质与资源，2013，22(3)： 243-249.3 安伟，曹志敏，等.古代与现代火山成因块状硫化物矿床研究进展J.地球科学进展，2003，18(5) ：773-781.4 吴远明，王平 .块状硫化物矿床研究最新进展J.内江科技，2010(6)：47.
