低温热液矿床

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1、低温热液矿床低温热液矿床是指形成温度低于200C的各种热液矿床，形成深度大多在2km至地表范 围内。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， 由充填作用形成的矿体主要呈各种脉状、透镜状和似层状等。由交代形成的矿体主要呈囊状、 似层状和层状浸染体等。围岩蚀变有高岭土化、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

2、。矿石结构一般具细粒结构、胶状结构等，矿石构造包括脉状、条带状、浸染状、角砾状、 皮壳状、梳状、环状及晶洞构造等。据研究，低温热液矿床的热液来源比较复杂，不完全是与岩浆活动有关。近年来对碳、 氢、氧、硫等稳定同位素地球化学的研究，表明携带成矿物质的热液主要来自循环的大气水 热液。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、锑矿床等4 大类。一、浅成低温热液型贵金属矿床浅成低温热液型矿床（epithermal deposits）最初被定义为形成深度小于1km和温度低 于200C的一类矿床。但现在这个概念的内涵已经发生了变化，目前主要特指产于

3、陆相火山 岩系中或相邻岩石中，绝大多数情况下成矿温度小于150C，极少数情况下可达300C，矿 床的形成深度主要集中在地表到地下1km，个别情况下可达2km。成矿流体主要为大气降 水与岩浆水的混合热液（多数以大气降水为主）的一类金、银（多金属）矿床。形成于拉张 构造动力学背景条件下，与中温热液脉型金矿形成的挤压背景条件存在显著区别。该类矿床工业意义很大，包含许多世界级的超大型金银矿床，并伴生有较多的铜、铅、 锌等金属。（一）浅成低温热液型矿床的分类浅成低温热液型矿床是最近三十多年来在找矿和矿床学研究方面不断取得重要进展的 一类矿床。对这类矿床的称谓较多，国内 20世纪80年代的文献中称其为火山

4、岩型或火山热 液型金矿，但现在已很少有人使用。后来国际上把部分浅成低温热液型金矿称为热泉型金矿， 这种叫法一度很流行，目前虽然仍有人使用，但已经不很普遍。直到Heald等（1987）划分 出了明矾石-高岭石型（酸性硫酸盐型）和冰长石-绢云母型2种类型，在国内外得到较为广 泛的应用。Hendenquist （1994）根据矿床特征和成矿流体的特点也将浅成低温热液型矿床 分成2个亚类：一类是高硫化型（high sulphidation，简称HS），相当于Heald等（1987） 划分的明矶石-高岭石型，由酸性、氧化的热流体形成（高硫化作用）；另一类为低硫化型（low sulphidation,简称

5、LS）,相当于上述的冰长石-绢云母型，由近中性、还原的热流体（低硫 化作用）形成。虽然Heald等的分类曾在矿床学界得到较为广泛的应用，但目前国际上已经 更多是应用高硫化型和低硫化型这类术语。鉴于此，为便于国际对比，本教材采用Hendenquist 的分类，其主要特征见表 6-3。表 6-3 低硫化型和高硫化型浅成低温热液金矿床的主要特征主要特征低硫化型（LS型）高硫化型（HS型）矿体形态明显的脉状为主（石英脉），有网脉状不规则体型（残余多孔状硅核）矿石构造脉状、网脉状构造为主，可见孔洞充填状（条带、胶状、晶簇状）和角砾状构造浸染状构造为主、可见角砾状、脉 状构造，少见网脉状矿石矿物黄铁矿、银

6、金矿、自然金、闪锌矿、方铅 矿、毒砂等黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝 铜矿、铜蓝、自然金、碲化物等脉石矿物石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、 碳酸盐等石英、明矶石、重晶石、高岭石、 叶蜡石等围岩蚀变在靠近矿脉壁的围岩中发育冰长石、硅化 （石英和玉髓）和绿泥石化；向外为绢云 母化、伊利石化，再向外为泥化蚀变矿物（高岭石和蒙脱石），最外带为青磐岩化核部为强硅化的残余多孔状硅核、 其外为高级泥化带（主要为明矶石 和高岭石、还有迪开石、叶蜡石 等）、再向外为泥化带（伊利石化、 蒙脱石，少量绢云母化）；最外带 为青磐岩化成矿元素组 合以 Au、Ag、Zn、Pb 为主，Cu、Sb、As， Hg、Se为辅

7、以 Cu、Au、Ag、As 为主，Pb、 Hg、Sb、Te、Sn、Mo、Bi 为辅成矿流体特 征成矿流体以大气降水为主，含有来自岩浆 的挥发分S和C,属还原、近中性流体， 盐度小于3.5wt%NaCl成矿流体以岩浆水为主，性质为氧 化、酸性流体,pH值2，w （NaCl） 小于5%（二）成矿条件1. 成矿地球动力学背景环境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。在某些特殊情况下，洋中脊出露于海面之上（如冰岛），也可能形成浅成低温热 液型金矿床。因此，该类型金矿床形成于与挤压地球动力学背景（如洋壳俯冲）有关的拉张 环境中。世界上的浅成低温热液型金矿床

8、主要集中产在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。而大型和超大型的浅成低温热液型金矿床主要 分布于环太平洋地区。环太平洋成矿域的美洲大陆边缘的浅成低温热液型金矿床分布于南、北美洲西部的科迪 勒拉山脉；西太平洋岛弧区的浅成低温热液型金矿床分布于日本、中国台湾省、菲律宾、 斐济、印度尼西亚、巴布亚新几内亚、所罗门群岛和新西兰。地中海-喜马拉雅成矿域分布 于北非摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯，南欧西班牙、意大利、罗马尼亚、捷克、斯洛伐克、 乌克兰和高加索地区，中亚的土耳其、阿富汗，东南亚的缅甸等地区。古亚洲成矿域主要分 布于俄罗斯远东地区千岛岛弧、库页岛、勘察加、鄂霍次

9、克-楚科奇带以及中国东北地区。2. 构造条件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。矿床的产出位置受区域性深大断裂的控制，很多情 况下，区域性深大断裂与破火山口的环状断裂的交汇部位是重要的控矿部位，但金矿床往往 并不直接产于深大断裂中。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。大多数控矿断层为正断层，不同规模的断层控制了矿体的产出。浸染状矿化 主要产于孔隙度很高或破裂密集发育的部位，层面构造及节理也是重要的控矿构造。矿床的 多数富矿体产于断层转折部位的局部扩张带中。不整合面对金矿床也具有重要

10、的控制作用， 如日本菱刈金矿床矿体 1/3 的矿石分布在不整合面以上的火山岩中，2/3 的矿石分布于不整 合面之下的白垩系沉积岩基底中。3. 岩浆岩条件在大多数浅成低温热液金矿区，见不到深部侵入体与金矿成矿作用的直接联系。有些浅 成低温热液型金矿床的下面存在侵入体，如科罗拉多的 Creede 矿床和西班牙的 Rodalquilar 金矿床。现代地热体系在3km左右深部还见不到侵入体，深部侵入体可能至少在5km左右。 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 化型金矿床的形成与深部侵入体的关系密切，与成矿作用有关的侵入体侵位较浅，有些高硫 化型矿床的围岩就

11、是次火山岩，且与深部侵入体直接相连。4. 地层条件浅成低温热液型金矿床的围岩主要为陆相火山岩。大部分矿床产于火山活动中心（破火 山口或火山锥）附近，以发育火山碎屑岩和熔结火山碎屑岩为特征，少数产于远离火山口的 火山岩中。含矿的火山岩具有偏酸性和碱性的特点。与浅成低温热液型金矿床有关的火山岩 主要为氧化程度较高的磁铁矿系列。低硫化型矿床的围岩成分范围变化大，而高硫化型矿床 的围岩绝大部分是流纹英安岩。这种关系暗示高硫化型矿床的围岩与矿化有成因联系，围岩 本身可能就是为成矿提供热能和成矿物质的深部侵入体的一个连续组成部分。有些浅成低温 热液型金矿床的部分围岩是沉积变质基底，如日本的菱刈金矿床；我国

12、浙江治岭头浅成低温 热液型金矿床的矿体主要产于前寒武纪变质岩基底中。5. 成矿时代从现有的文献看，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。浅成低温热液型金矿床的形成时间主要受其所处大地构造环境演化的控制。从浅成低 温热液型金矿床在全球主要分布的 3 个成矿域来看，产在环太平洋和地中海-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，在有些地区浅成低温热液型金矿床的 成矿作用目前可能仍然在进行当中，西太平洋岛弧区金矿床的形成年龄一般小于20Ma,美 洲西部的成矿年龄主要为39lOMa。我国东部浅成低温热液型金矿床的成矿年龄大致为 14567Ma,而产在古

13、亚洲成矿域的这类矿床一般形成较早，为晚古生代。浅成低温热液型金矿床成矿时代集中偏新的原因主要可能是矿床形成深度非常浅，因此 在其形成后要长期保存下来，势必要求矿床所在的地壳非常稳定，剥蚀较浅，这样才能在漫 长的地质演化历史中保存下来。由于地壳处于不断的运动当中，因此时代越老的浅成低温热 液型金矿床，其能够保存下来的数量就越少。但是，在一定条件下，中生代以前形成的低温 热液金矿床也可能被保存下来，如我国东天山造山带（如阿西金矿），还有澳大利亚北昆士 兰地区和 Lachlan 造山带及北美阿巴拉契亚造山带都存在古生代形成的浅成低温热液金、银 矿床。（三）高硫化型浅成低温热液矿床围岩主要是流纹英安岩

14、、钙碱性安山岩、英安岩，偶见低硅流纹岩。在空间上与矿床共 生的侵入岩是斑岩，这些斑岩、中酸性火山岩通常构成流纹-英安岩穹隆。金矿化与淋滤的残余多孔状硅核密切相关，矿体主要呈不规则体型，矿石主要呈浸染状 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、Ag、As 为主，Pb、Hg、Sb、Te、Sn、Mo、Bi 为辅。围岩蚀变发育，是由酸性、氧化流体形成，核部为遭受强烈酸淋滤的残余多孔状硅核， 它是主要的赋金岩石，其外为高级泥化带（主要由明矾石和高岭石组成

15、、还有迪开石、叶蜡 石等）、再向外为泥化带（伊利石化、蒙脱石，少量绢云母化）；最外带为青磐岩化。成矿流体以岩浆水为主，性质为氧化、酸性流体，pH值2,盐度小于5% wt%NaCl。高硫化型浅成低温热液矿床的一个重要特点是有时金、铜共生，且两者均可形成大型矿 床，这类矿床表现为上金下铜的分带特点。存在大量世界级的高硫化型浅成低温热液金矿床，如秘鲁的雅那考查（Yanacocha） Au 矿（1200tAu, 10850tAg）,阿根廷的费拉德洛（Veladero）金矿（400tAu, 6700tAg）。另外 典型此类矿床还包括西班牙的 Rodalquilar 矿床、中国台湾金瓜石金铜矿床、福建紫金

16、山金 铜矿床、内蒙四五牧场金铜矿、吉林九三沟金矿等。福建紫金山金矿床福建上杭紫金山铜金矿是一个超大型铜金矿床，先后经历了11年的勘查历史（1984年至 1994年，陈景河， 2000），为一典型的高硫化型浅成低温热液矿床。矿床位于华南褶皱系东部，东南沿海中生代火山活动带西部亚带，闽西南拗陷之西南， NE向宣和复背斜与云霄一上杭NW向深断裂带交汇部，上杭白垩纪火山-沉积盆地东缘，是 中生代环太平洋成矿带的一部分。紫金山矿区前中生代地层主要呈北东向展布，基底地层为 下震旦统楼子坝群浅变质细碎屑岩，构成背斜核部，两翼为泥盆石炭纪碎屑岩和部分灰岩， 白垩纪火山- 沉积岩主要分布于西部上杭火山盆地中。燕山早期酸性岩浆岩沿背斜轴部侵入 并成为紫金山地区最主要的地质体和矿化围岩，主要岩性为花岗岩和二长花岗岩。燕山晚期 火山-侵入作