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1、矿矿 床床 学学中南大学中南大学地质工程专业地质工程专业A方向方向第七章第七章火山成因矿床火山成因矿床7.1 概概 述述7.1.1 概念概念火山成因矿床系指与火山岩、次火山火山成因矿床系指与火山岩、次火山岩有成因联系的金属和非金属矿床。岩有成因联系的金属和非金属矿床。 次火山岩次火山岩指：与火山在分布空间、形成指：与火山在分布空间、形成时间、成因上相关的时间、成因上相关的浅成超浅成浅成超浅成岩。岩。其形成深度往往在几百米以内。由于形其形成深度往往在几百米以内。由于形成深度小，常出现火山岩的某些特征，成深度小，常出现火山岩的某些特征，如气孔状构造、斑状结构、角砾状构造如气孔状构造、斑状结构、角砾
2、状构造等。其中角砾状构造形成于地下发生的等。其中角砾状构造形成于地下发生的爆发作用，故称隐爆作用，角砾岩称爆发作用，故称隐爆作用，角砾岩称隐隐爆角砾岩爆角砾岩。以前我们介绍的矿床类型都是针对侵入岩以前我们介绍的矿床类型都是针对侵入岩而言，实际上火山活动同样伴随着岩浆及而言，实际上火山活动同样伴随着岩浆及气液成矿作用。如气液成矿作用。如火山岩火山岩（熔岩或火山凝（熔岩或火山凝灰岩）本身就是一种非金属矿产（如建筑灰岩）本身就是一种非金属矿产（如建筑材料），可以视为材料），可以视为岩浆矿床岩浆矿床。不少古火山。不少古火山凝灰岩中有凝灰岩中有似层状的贫铁矿似层状的贫铁矿。南太平洋的。南太平洋的近代火山
3、灰中央有断续分布的近代火山灰中央有断续分布的似层状的高似层状的高铁层铁层（由细粒赤铁矿一镜铁矿及火山灰组（由细粒赤铁矿一镜铁矿及火山灰组成），这说明金属组份同样可经过喷发时成），这说明金属组份同样可经过喷发时碎屑散落沉积成矿。智利拉科铁矿则是由碎屑散落沉积成矿。智利拉科铁矿则是由矿浆经火山口直接喷出地表，形成大面积矿浆经火山口直接喷出地表，形成大面积的的熔岩状磁铁矿层熔岩状磁铁矿层。伴随火山活动的气液成矿作用也属于岩浆伴随火山活动的气液成矿作用也属于岩浆气液成矿的范畴，这就是气液成矿的范畴，这就是火山气液成矿作火山气液成矿作用用。根据对大陆火山活动的观察，有大量的热根据对大陆火山活动的观察，有
4、大量的热水、热气喷出。如北美洲的阿拉斯加万烟水、热气喷出。如北美洲的阿拉斯加万烟谷，每年可谷，每年可喷出喷出HCl一百多万吨，一百多万吨，HF二十二十多万吨；意大利维苏威火山每隔半年喷发多万吨；意大利维苏威火山每隔半年喷发一次，有一次在十天内就形成一次，有一次在十天内就形成4.827km长、长、4.9144m宽的宽的镜铁矿脉镜铁矿脉，火山口附近还有大，火山口附近还有大量量硫磺硫磺堆积。堆积。在水下（特别是海底），由于水介质的存在水下（特别是海底），由于水介质的存在，火山物质（尤其是热水、热气）不容在，火山物质（尤其是热水、热气）不容易飘散，通过水体的作用而成矿，易飘散，通过水体的作用而成矿，形
5、成火形成火山沉积山沉积矿矿床或火山喷流床或火山喷流矿床。矿床。总之，与火山有关的矿床主要包括：总之，与火山有关的矿床主要包括：1火山火山岩浆矿床岩浆矿床 矿浆（晚期岩浆、熔离岩浆）喷溢、贯矿浆（晚期岩浆、熔离岩浆）喷溢、贯入成矿入成矿2火山火山-次火山次火山气液矿床气液矿床 陆相、海相，火山、次火山陆相、海相，火山、次火山3火山火山沉积矿床沉积矿床 火山来源，沉积形成火山来源，沉积形成7.1.2 火山成因矿床的特点火山成因矿床的特点火山成因矿床的主要特点如下：火山成因矿床的主要特点如下：1）矿床位于同构造旋回的）矿床位于同构造旋回的火山岩浆一构火山岩浆一构造活动带造活动带中。在矿区内或其附近有
6、同期中。在矿区内或其附近有同期的火山岩、次火山岩或侵入体的分布。的火山岩、次火山岩或侵入体的分布。2）含矿介质比较复杂含矿介质比较复杂。有岩浆、喷气、。有岩浆、喷气、热液及火山烤热的海水或湖水。热液及火山烤热的海水或湖水。3）矿床产生在地表（陆面、水下），或）矿床产生在地表（陆面、水下），或地下浅处（地下浅处（01.5km）。）。 成矿温度可从成矿温度可从1000C50C。4）矿体受）矿体受火山机构火山机构控制明显。控制明显。5）矿石物质成分及结构构造）矿石物质成分及结构构造复杂多样复杂多样。主要类型：主要类型：火山矿床类型多，分布广泛，矿产丰富，火山矿床类型多，分布广泛，矿产丰富，如如Fe、
7、Cu、Au、Ag、Pb、Zn、Mn、Mo、Ni、U、B、Li、Sn、W、Be、稀、稀土、土、Nb（Ta）等金属矿产，还有黄铁矿、）等金属矿产，还有黄铁矿、金刚石、明矾石、沸石、叶蜡石、石膏、金刚石、明矾石、沸石、叶蜡石、石膏、重晶石、高岭土等非金属矿产，在国民重晶石、高岭土等非金属矿产，在国民经济中意义很大。经济中意义很大。7.2 陆相次火山热液矿床陆相次火山热液矿床斑岩型铜矿床斑岩型铜矿床 7.2.1 概念的由来概念的由来 A. 帕森斯，帕森斯，1933年提出斑岩型矿床的最初年提出斑岩型矿床的最初概念，特征是：概念，特征是：矿床规模大矿床规模大，可供，可供露天露天或或地下大规模、地下大规模、
8、低成本低成本开采，铜矿物在矿体开采，铜矿物在矿体中中分布均匀分布均匀，可用，可用连续法开采连续法开采，存在对矿，存在对矿床成因起重要作用的斑岩侵入体或其床成因起重要作用的斑岩侵入体或其同源同源岩石，岩石，次生富集次生富集形成辉铜矿富矿。形成辉铜矿富矿。 概念的由来概念的由来 经过概念的演变，经过概念的演变，.帕夫洛娃帕夫洛娃1978年提年提出可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿出可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿10大特征。大特征。具具网状细脉浸染成矿特征网状细脉浸染成矿特征；主要金属矿物黄铁矿、磁铁矿、主要金属矿物黄铁矿、磁铁矿、黄铜黄铜矿矿、辉铜矿辉铜矿，有些矿床中有，有些矿床中有斑铜矿斑铜
9、矿、硫、硫砷铜矿和伴生的非金属矿物石英、绢云砷铜矿和伴生的非金属矿物石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等的成分稳定；的成分稳定； 铜铜平平均均含含量量在在原原生生矿矿石石中中比比较较低低0.3%0.8%，而而在在氧氧化化矿矿中中较较高高，达达11.5%,钼钼在在原原生生矿矿和和氧氧化化矿矿中中分分布布都都比比较较均均匀匀，约约0.005%0.05%；成成矿矿岩岩体体为为中中性性成成分分为为主主的的斑斑岩岩侵侵入入体体花花岗岗闪闪长长斑斑岩岩、石石英英二二长长斑斑岩岩，少少量量偏偏酸酸性性（花花岗岗斑斑岩岩、石石英英斑斑岩岩）和和偏偏基基性性（闪闪长斑岩
10、）；长斑岩）；矿矿化化直直接接或或间间接接发发生生在在斑斑岩岩侵侵入入体体中中或或紧紧靠靠侵侵入入体体的的外外接接触触带带围围岩岩火火山山岩岩、侵入岩和变质岩中；侵入岩和变质岩中；矿矿体体发发育育在在广广泛泛出出现现热热液液蚀蚀变变岩岩的的地地带带，蚀蚀变变岩岩石石为为绢绢云云母母石石英英质质、黑黑云云母母钾钾长长石石质质、泥泥质质以以及及青青盘盘岩岩型型交交代代岩岩；矿物（元素）矿物（元素）分带分带：FeFe3+3+ Mo(Cu)Mo(Cu) Cu(Mo)Cu(Mo) Cu(Au)Cu(Au)FeFe2+2+(Au)(Au)PbPbZnZn(Au(Au、Ag)Ag)黑黑云云母母、钾钾长长石石
11、绢绢云云母母、石石英英蒙蒙脱石、高岭石青盘岩；脱石、高岭石青盘岩；矿矿床床储储量量巨巨大大，成成本本低低廉廉，并有并有露天采矿露天采矿的可能性；的可能性；氧氧化化造造成成覆覆盖盖较较贫贫原原生生矿矿的的次次生生硫硫化化物物富富集集带带，导导致致富富矿矿的形成；的形成；斑斑岩岩型型铜铜矿矿形形成成于于地地槽槽褶褶皱皱区区的不同发育时期。的不同发育时期。概念的由来概念的由来目前，斑岩铜矿的概念有所扩大，除了目前，斑岩铜矿的概念有所扩大，除了经典的斑岩铜矿外，还拓展到火山岩型经典的斑岩铜矿外，还拓展到火山岩型斑岩铜矿和深成岩型斑岩铜矿。斑岩铜矿和深成岩型斑岩铜矿。7.2.2 斑岩铜矿床的意义斑岩铜矿
12、床的意义 经济意义很大经济意义很大 斑岩型铜矿为世界铜矿的最重要的工业类斑岩型铜矿为世界铜矿的最重要的工业类型，拥有储量占世界铜储量的型，拥有储量占世界铜储量的55.3%55.3%，且多，且多为大型超大型矿床。据统计，目前世界为大型超大型矿床。据统计，目前世界9999个个500500万吨以上储量的超大型铜矿床中斑岩万吨以上储量的超大型铜矿床中斑岩型有型有6363个，占其总储量的个，占其总储量的63.1%63.1%，同时也是，同时也是世界铜矿的主要开采对象，其产量占世界世界铜矿的主要开采对象，其产量占世界铜矿石产量的一半左右。铜矿石产量的一半左右。 在在北北美美科科第第勒勒拉拉造造山山带带 ,
13、,斑斑岩岩型型铜铜矿矿床床约约占占各各类类铜铜矿矿总总储储量量的的80 80 %,%,斑斑岩岩型型金金矿矿床床约约占占各各类类金金矿矿床床总总储储量量的的 60 60 %,%,此此外外 , ,从从斑斑岩岩型型铜铜金金矿矿床床回回收收的的银银约约占占全全部部银银产产量量的的 30 30 % %。斑斑岩岩型型铜铜金金矿矿床床在在金金属属矿矿产产资资源源开开发发利利用用过过程程中中占占有有举举足足轻轻重重的的地位。地位。在在我我国国，斑斑岩岩型型铜铜矿矿的的探探明明储储量量占占35.5335.53，居居第第一一位位，也也是是我我国国铜铜金金属属生生产产中中最最主要的开采对象。主要的开采对象。我我国国
14、这这类类矿矿床床主主要要有有西西藏藏玉玉龙龙、多多霞霞松松多多、莽莽总总 , ,江江西西德德兴兴 , ,安安徽徽沙沙溪溪 , ,福福建建钟钟腾腾 , ,黑黑龙龙江江多多宝宝山山、八八大大关关 , ,吉吉林林小小西西南南岔岔 , ,山山西西铜铜矿矿峪峪 , ,甘甘肃肃公公婆婆泉泉 , ,河河北北小小寺寺沟沟 , ,江江苏苏安安基基山山 , ,台台湾湾奇奇美美等等。其其中中较较为为典典型型者者有有德德兴兴、玉玉龙龙、多多宝宝山山、铜铜矿矿峪峪等等斑斑岩岩型铜矿床。型铜矿床。据中国国土资源报据中国国土资源报(地矿版地矿版)2000年年9月月19日头版报道得知日头版报道得知,承担国土资源调查项目承担国
15、土资源调查项目的新疆地调院在新疆东天山地区发现了的新疆地调院在新疆东天山地区发现了土土屋延东大型铜矿屋延东大型铜矿,这是我国继江西德兴、西这是我国继江西德兴、西藏玉龙之后发现的又一个资源量可望超过藏玉龙之后发现的又一个资源量可望超过1000万的超大型铜矿带。万的超大型铜矿带。据称该矿的发现是据称该矿的发现是20多年来我国找铜工作多年来我国找铜工作中取得的最大突破中取得的最大突破,该矿平均品位该矿平均品位0.5%0.7%,并伴有金、银、钼等贵金属。并伴有金、银、钼等贵金属。该矿床的成因类型就是斑岩型。该矿床的成因类型就是斑岩型。初步勘查结果表明初步勘查结果表明,东天山铜矿田储量十分东天山铜矿田储
16、量十分丰富丰富,矿体一般长矿体一般长8001400,宽宽50200;经钻探揭示的最大厚度达到经钻探揭示的最大厚度达到380。矿田的。矿田的矿物类型比较单纯矿物类型比较单纯,铜回收率可达铜回收率可达92%以上以上;且伴生有金、银、钼且伴生有金、银、钼,将有很好的采冶效益。将有很好的采冶效益。矿田位于哈密西南矿田位于哈密西南80,交通方便交通方便,开发条开发条件好。矿田以北件好。矿田以北50为南湖煤矿为南湖煤矿,探明储探明储量量259亿亿,可为铜矿提供充足的能源可为铜矿提供充足的能源;矿田矿田北部北部80为大南湖水库为大南湖水库,可为铜矿开发提可为铜矿开发提供配套水源。专家认为供配套水源。专家认为,此铜矿田开发的经此铜矿田开发的经济效益与吐哈油田相当济效益与吐哈油田相当,将在天山东部带动将在天山东部带动一个中型重工业城市的兴起。一个中型重工业城市的兴起。经济意义经济意义世界上最著名的大矿有：世界上最著名的大矿有：智智利利安安托托法法加加斯斯塔塔省省东东北北部部，丘丘基基卡卡马马塔塔（Chuquicamata）斑斑岩岩型型铜铜钼钼矿矿，铜铜储储量量5838万万吨吨，品品位位0.991.38%
