矿床(7)热液脉型矿床(1)

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1、第七章 热液脉型矿床 一、 概念、特征及工业意义 （一）概念 含矿热液在有利构造及岩石中通过充填及交代作用使有用组分富集而形成的矿床。 （二）矿床特征 1. 矿体与围岩关系 属后生矿床，矿体不受原生构造控制，围岩往往有不同程度蚀变。 2. 成矿作用特征 大多数矿床为多期多阶段形成。 3. 矿体特征 矿体受构造控制，矿体形状与构造和成矿方式有关，充填矿床矿体为脉状、网脉状；交代矿床矿体为不规则状、凸镜状、似层状。,4. 矿石特征 矿石中金属矿物：主要是硫化物、氧化物、砷化物、含氧盐； 常见的有用非金属矿物及脉石矿物：碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸岩、石英等。 矿石多具栉状、对称带状、角砾状、晶洞状、皮

2、壳状，也可见浸染状及块状构造。 5. 成矿温度 形成温度较低，一般多400C。 （三）工业意义 1 黑色金属矿产：Fe、Ni、Co等 2 有色金属矿产：Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、W、Sn、Mo、Bi等 3 贵金属矿产：Au、Ag等 4 稀有、分散和放射性矿产：Li、Be、Ge、Ga、In、Cd等 5 非金属矿产：硫、石棉、重晶石、萤石、水晶、明矾石、冰洲石等,二、矿床分类 热液脉型矿床的情况较为复杂，许多矿床的成因存在较大争论。因此，其分类的认识也不尽一致。 （一）成矿深度分类 表成：数百m； 浅成：数百m1.5km； 中深：1.5km3km； 深成：3km。 （二）成矿温度分类 1. 高

3、温热液矿床 成矿温度：300C 矿物组合：黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、磁铁矿、镜铁矿、绿柱石、锂云母、黄玉、铌（钽）铁矿、萤石等。 围岩蚀变：钾长石化、钠长石化、云英岩化、电气石化、硅化等。,2. 中温热液矿床 成矿温度：200300C。 矿物组合：黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。 围岩蚀变：绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化等。 3. 低温热液矿床 成矿温度：200C。 矿物组合：辉锑矿、辉铜矿、辰砂、雄黄、雌黄、金银的硒化物及碲化物等。 围岩蚀变：高岭土化、白云石化、明矾石化、玉髓化及蛋白石化。,（三）形成的地质环境及热液来源分类 形成深度和形成温度分类方案的不足： （1）深度和温度

4、不是确定矿床成因的主要因素； （2）精确确定深度和温度较为困难； （3）没有考虑热液的不同来源来源。 考虑成矿地质条件和成矿热液来源的情况下，热液脉型矿床较为合理的分类如下： 侵入岩浆热液矿床 岩浆气液交代矿床、岩浆热液充填-交代矿床 地下水热液矿床 碳酸盐岩层中的脉状铅-锌矿床、碳酸盐建造中的金矿床、砂页岩中的脉状铜矿床、砂岩中的铀-钒矿床、碳酸盐岩和砂岩中的脉状水晶矿床 火山热液矿床 变质热液矿床,三、侵入岩浆热液矿床 （一）概念： 由岩浆结晶过程中分馏出来的气液形成的热液矿床。 与侵入体具有密切时、空及成因关系，热液来源于岩浆，但不排除地下水参与。 （二）矿床类型及成矿作用 1. 岩浆气

5、液交代矿床（岩浆自变质矿床） （1）概念 岩体在自身气液交代作用下形成的矿床。 （2）有关矿产 与酸性、碱性岩体有关的稀有及稀土元素矿床。 与酸性岩(包括顶部围岩)云英岩化有关的钨、锡、钼、铋等矿床。 与镁质超基性岩有关的蛇纹岩、石棉、滑石及菱镁矿等矿床。,（3）成矿作用模式 富含挥发分的岩浆演化（结晶分异）：超临界流体分离，萃取岩浆中成矿物质； 岩浆气液作用早期（300C）：形成W、Sn矿化； 岩浆气液作用中期（300200C）：形成多金属矿化； 岩浆气液作用晚期（50100C）：形成菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿化和非金属矿化。 成矿作用可分为岩浆结晶作用和热液交代作用。 花岗岩类的气液交代成矿模

6、式及空间分带：（图7-1） 晚期钠长石、钾长石化Mo 云英岩化Ta、Li、Be、W 早期钠长石化Be、Nb、（Ta）、Zr、REE 早期钾长石化Nb、REE,图7-1 花岗岩类自变质及矿化分带示意图,2. 岩浆气液充填交代矿床 （1）概念 指产于岩体内外接触带及其附近，由岩浆分泌出来的含矿热液以充填交代方式形成的矿床。 （2）成矿作用 B.H鲁缅采夫的成矿模式（图7-2） （ 三）矿床特征 1. 与岩体的关系 （1）与矿化有关的岩体多为中酸性、酸性及碱性（复式）小岩体 （2）矿体（脉）产于岩体的顶部、边部、内外接触带及其附近，可出现有规律的分带（正向和逆向）。 （3）成矿时间与岩体侵入成岩时代

7、近于一致或稍晚。,图7-2 岩浆充填交代矿床成矿模式示意图（鲁缅采夫）,（4）矿种与岩体显示一定程度的成矿专属性（同矽卡岩矿床)，常显示与岩体间成矿物质上的联系（含锡岩体：Sn10ppm，含钼岩体：Mo4ppm） （5）成矿流体的氢氧同位素特征：18=（6-9）；D=（-48-80） 2. 矿化特征 （1）矿体 由于受构造控制明显； 矿体多呈不规则的脉状、串珠状等，常沿一个方向呈燕行排列，也可见扁豆状或似层状矿体；,（2）矿石 多具粗粒结构，带状或对称带状构造； 矿石成分主要是氧化物和含氧盐类，其次为硫化物； 富含矿化剂的矿物：主要有电气石、黄玉、云母等， 金属矿物：磁铁矿、磁黄铁矿、锡石、白

8、钨矿、黑钨矿、赤铁矿、辉钼矿、辉铋矿、闪锌矿、毒砂、自然金等。 非金属矿物：主要有石英、长石、角闪石等。,3. 围岩特征 （1）高温热液矿床的围岩多为化学性质不活泼的岩石，并多以充填矿床为主； （2）中-低温热液矿床多为化学性质活泼的围岩，充填作用及交代作用形成的矿床均可见； （3）渗透性好的围岩对矿化有利。,四、地下水热液矿床 （一）概念 由地下水（大气降水和部分建造水）热液形成的矿床。 （二）矿床特征： 1. 矿床多产于沉积岩区，成矿与岩浆岩无直接关系。 2. 矿床受地层、岩相、岩性控制明显。 3. 矿体多呈似层状、凸镜状及脉状产于特定的地层层位，常沿一定的岩性层、层理、层间构造及断裂、裂

9、隙分布。 4. 矿石的矿物成分简单，有用矿物种类较少。 5. 成矿温度多属中、低温。围岩蚀变较弱，多见硅化、白云石化、粘 土化、重晶石化、退色化等。 6. H2O的氢氧同位素值接近大气降水线，34S多为高负值或高正值。,（三）重要的矿床类型 砂（页）岩型铜（铅锌、铀）矿床 卡林型金矿床 碳酸盐岩中的脉状铅锌矿床（密西西比河谷型） 硅酸盐岩及砂岩中的水晶矿床 1. 砂（页）岩型铜矿床 （1）工业意义 常构成大型、特大型矿床，矿石品位高，多伴有Pb、Zn、Ag、Co、U（占世界储量的30%）矿化。 （2）有利的大地构造环境 海相-被动大陆边缘及边缘凹陷； 陆相-大陆板块内部的裂谷、（断陷）山间盆地

10、。,（3）含矿岩系 海相：为海侵岩系，自下而上依次为红色三角洲相砾岩、砂岩、粉砂岩、浅海相（黑色）页岩、白云岩。 陆相：河流冲积相及湖相红色碎屑岩系，岩系上部常见蒸发岩系，红层之下常为含煤岩系。 （4）矿体特征 呈层状、似层状、凸镜状顺层产出（界线可穿层理，也可见脉状者）； 围岩蚀变有退色化、白云石化、粘土化、重晶石化。,（5）矿石及其分带 主要金属矿物辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿和黄铁矿。 矿体位于红（紫）色岩石（层）与灰色岩石（层）的过渡带上，从灰色层边部向内部，上述矿物依次分带（图7-3）： 灰色层+黄铁矿带混合矿带辉铜矿带红色层 （6）成因及成矿机理 海相：以赞比亚页岩型铜矿床为例（图7-4

11、） 成矿物质通过陆壳风化进入地表水地表水汇入海洋沿大陆坡沉积含矿岩系由大陆向海洋方向，沉积环境由氧化变为还原，形成辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、黄铁矿分带。 陆相：图（7-5）,图7-3 滇中砂岩铜矿床剖面图 1-灰色层边界；2-红色层；3-粉砂岩及粉砂质泥岩； 4-含砾中粗砂岩；5-中细砂岩；6-混合矿带；7-黄铁矿带；8-辉铜矿带,图7-4 赞比亚页岩型铜矿床的矿物和金属分带的立体图解,图7-5 一个陆相砂岩铜矿的成矿模式 1-红色泥质粉砂岩及泥岩；2-红色渗透性砂岩；3-红色砂砾岩；4-浅（灰、灰白或灰绿）色层（退色带）；5-辉铜矿带；6-斑铜矿带；7-黄铜矿带；8-黄铁矿带（非矿化的退色带）

12、,2. 卡林型金矿床 20世纪60年代，美国内华达州卡林地区发现，主要产于碳酸盐岩建造中的微细浸染型金矿床。 品位低、规模大； 矿体与围岩界线不明显； 金主要呈显微-次显微形式产出； 普遍发育中低温热液矿物组合，以及Au、As、Hg、Sb、Tl等元素异常。 （1）大地构造环境 裂谷带和弧后盆地，地幔柱活动区。 如：滇黔桂卡林型金矿位于扬子地块西南缘的晚加里东-海西期右江裂谷带。,（2）岩浆岩条件 位于较大规模岩浆活动区（地幔柱活动区）的边缘和邻区。 矿区仅见少量中酸-酸性（花岗闪长质-花岗质）侵入体和辉绿岩、煌斑岩等脉岩。 （3）含矿岩系特征 含炭质或泥质碳酸盐岩，包括含炭质粉砂质灰岩、白云质

13、灰岩、条带状灰岩及角砾岩等。 钙质粉砂岩、泥质粉砂质凝灰岩、角砾岩。,（4）矿体特征 似层状、凸镜状产于一定的层位； 受不同岩性界面、层间破碎带、不整合面及断裂控制，与围岩呈渐变关系。 （5）矿石特征 金多为肉眼不可见金，赋存于硫化物内或吸附于炭质、水云母上。 共生矿物复杂，常见黄铁矿、白铁矿、毒砂、辉锑矿、辰砂、雄黄雌黄等（伴有As、Sb、Hg异常）。 （6）围岩蚀变 常见硅化、黄（白）铁矿化、毒砂化、高岭土化、碳酸盐化。,（7）矿床成因 由于控矿地质条件（岩浆岩、地层和构造）与成因要素（矿源、热源和水源）之间关系的复杂性以及不同学者认识的差异，成因问题存在争论。 根据对矿源的认识，可分：

14、岩浆成因说 浅成侵入体提供矿源和热源，在岩浆热液系统的远端（大气降水为主）交代成矿。 沉积成因说 成矿物质来自地层。 目前研究进展（岩石学、REE、同位素和包裹体资料）： 成矿物质来自地层，流体以大气降水和建造水为主，热源与岩浆体系的火山-侵入活动有关。,微细浸染型金矿床的成矿模式（据Giles和Nelson）,3. 碳酸盐岩型铅锌矿床（MVT矿床） 成矿时代：多见于古生代及中生代； 矿床规模较大，常伴生同类型黄铁矿矿床、沉积菱铁矿矿床、重晶石-萤石-闪锌矿矿床等。 （1）地质构造背景 a 构造位置 稳定的大陆板块、大陆边缘拗拉谷、裂谷。 b 成矿环境 容矿的碳酸盐岩建造形成于大陆板块的陆表海

15、、大陆架的生物礁、泻湖及潮坪浅水环境。 矿床形成于主岩成岩之后，与低温含矿卤水活动有关，成矿温度一般在70-200C之间。,c 含矿岩系 以浅海相碳酸盐岩为主，夹有砂岩、页岩及砾岩的沉积建造。 碳酸岩盐岩包括生物礁相、潮坪相灰岩、白云岩、礁角砾岩及崩塌角砾岩等。 （2）矿床特征 a 矿体特征 矿体多为不规则状、似层状、凸镜状产于白云岩中； 产出部位多为碎屑沉积盆地的边缘、沉积基底突起部位、砂岩尖灭部位、岩屑堆积层及其尖灭部位、生物礁、断裂扩容部位、不整合面及其附近的岩溶崩塌角砾岩。,b 矿石特征 主要金属矿有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、白铁矿、黄铜矿等。常见脉石矿物为白云石、方解石、菱铁矿、重晶石、萤石、胶状二氧化硅等。 c 矿石结构构造：多具交代结构、粒状结构、草莓状结构、集团粒状结构,浸染状、细脉浸染状、角砾状、条纹及条带状、胶状等构造。 d 围岩蚀变:蚀变微弱，常见白云岩化、硅化、方解石化及退色化。 （3）成矿作用 a 成矿以充填作用为主 b 参与深部循环的地下水或盆地沉积物封存的卤水受地热增温影响溶解了地层中盐分、铅等成分，形成含矿热卤水。 c 此种热卤水沿断裂、不整合面、砂岩及角砾岩等渗透性层运移并在有利部位成矿（图）。,碳酸岩型铅锌矿床成矿模式,