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文檔簡介
1、熱液礦床 本章介紹了熱液礦床的概念、特征,闡述了熱液礦床形成的地質條件,對熱液礦床的成因類型及各類型的主要特征作了詳細的介紹,并列舉了典型礦例。 熱液礦床和前章所述的接觸交代礦床均屬氣化-熱液礦床范疇,它是指含礦熱水溶液在一定的物理化學條件下,在有利的構造空間和巖石中,通過交代作用和充填作用使有用組分富集而形成的礦床。熱液礦床在各類礦床中最復雜,種類最多樣,可在不同的地質背景條件下,通過不同組成、不同來源的熱液活動形成。熱液礦床有巨大的工業(yè)價值。它包括大部分有色金屬(銅、鉛、鋅、汞、銻、鎢、錫、鉬、鉍等);一些對尖端科學有特殊意義的稀有和分散元素礦產(chǎn)(鎵、鍺、銦、鎘等),以及放射性元素(鈾);
2、部分黑色金屬(鐵、鎳、鈷)、貴金屬(金、銀)和許多的非金屬礦產(chǎn)(硫、石棉、菱鎂礦、重晶石、螢石、水晶、明礬石、冰洲石等)。這些礦產(chǎn)在我國國民經(jīng)濟和國防工業(yè)中都是很重要的原料。第一節(jié) 熱液礦床形成的地質條件一、巖漿巖條件形成熱液礦床的含礦熱液雖是多源的,但一般認為與巖漿有關的熱液仍是主要的。尤其是由硅鋁層重熔形成的酸性巖漿,不僅富含揮發(fā)性組分,而且富含各種金屬,在其演化的后期往往可形成大量含礦氣水熱液,當處于有利的地質構造條件時,便可形成各種熱液礦床。因此,這種由巖漿演化而成的熱液礦床與一定的巖漿巖不僅在空間分布和形成時代上有著密切的關系,更重要的是在成因上表現(xiàn)出明顯的成礦專屬性。熱液礦床與一定
3、的巖漿巖體在空間分布上的密切關系表現(xiàn)在:第一,它們有規(guī)律地分布在同一構造單元中,礦床可以分布在巖體內或巖體附近的圍巖中,也可以分布在巖體與圍巖的接觸帶中;第二,不同類型的礦床常圍繞侵入體呈帶狀分布,并隨離巖體的距離遠近由較高溫向較低溫礦種的更替。如中國南嶺成礦帶內,W、Sn、Mo等高溫礦床常分布在侵入體的內外接觸帶中,而Pb、Zn等中溫礦床則離侵入體稍遠。熱液礦床與巖漿巖在時間上的密切關系表現(xiàn)在:它們都產(chǎn)于同一構造-巖漿期。如中國華南地區(qū)的有重要工業(yè)意義的礦床都與燕山期花崗巖有關。熱液礦床與巖漿巖在成因上的密切關系體現(xiàn)在:二者之間表現(xiàn)有明顯的專屬性,即一定類型礦床與一定成分的巖漿巖相聯(lián)系。如鈣
4、堿系列的巖漿巖,隨著酸度增高出現(xiàn)的礦床類型如圖6-1所示。但必須注意,熱液礦床的成礦專屬性具一定的區(qū)域性和時間性,即成分相同的巖漿巖,隨出露地區(qū)和時代的不同,與其有關的礦種也不盡相同。如中國華北、東北與燕山期花崗巖有關的主要為銅、鐵、鉬、鉛、鋅礦床;華南地區(qū)則為鎢、錫、鈹、鋰、鈮、鉭和稀土礦床。又如中國華南地區(qū)不同時代花崗巖中,雪峰期花崗巖無礦化,加里東期花崗巖與金礦化有關,印支期花崗巖與少數(shù)錫化有關,燕山期花崗巖則形成大量的鎢、錫、鈹、鈮、鉭和稀土礦床。 圖61 鈣堿系列巖漿巖的成礦序列 此外,侵入體深度對礦床類型也有影響。例如,與深度3km的深成侵入體有關的熱液礦床主要是云英巖型W-Sn-
5、Mo礦床;與中深侵入巖(1-3km)有關的熱液礦床主要是Cu、Fe、Pb、Zn等礦床并沿侵入體的邊緣分布;與深度1km的淺成侵入體有關的熱液礦床主要是Hg、Sb、Au、Ag等礦床。另外,巖漿巖的規(guī)模、形狀與產(chǎn)狀對成礦亦有一定影響,一般在巖基的中部不出現(xiàn)具工業(yè)意義的熱液礦床,而在巖基的頂部、邊部及與其有關的巖枝附近,常有W、Sn、Mo等的富集。巖枝狀小侵入體與熱液礦床的關系非常密切,無論在巖體內、接觸帶及附近圍巖中,也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)規(guī)模不等的Fe、Cu、Mo、Pb、Zn等礦化。二、圍巖條件圍巖是控制熱液成礦的主要條件之一。因為熱液的運移、演化、沉淀都是在圍巖中進行的,而且在這一系列過程中熱液還可能不斷
6、地與圍巖進行物質成分的交換,有些礦質就是由圍巖提供的。圍巖的物理化學性質直接影響著熱液成礦作用。首先,就物理性質而言,圍巖的孔隙度和滲透率對熱液的運移和成礦有顯著影響:礦化多富集于孔隙度較大、滲透性較高的巖層中。脆性的巖石(如石英巖、硅化巖石、花崗巖、砂巖等)受力后易產(chǎn)生很多裂隙,這些裂隙常成為熱液的通道和礦質沉淀的場所;而塑性圍巖(如片巖、頁巖等)則不易破碎,且透水性差,有時能起阻擋層的作用,使熱液中的成礦物質大量沉淀在其下伏巖石中,形成似層狀、透鏡狀、鞍狀等礦體。圍巖的化學性質對熱液成中礦物質的沉淀方式、富集程度及礦體形狀都有一定影響。當含礦熱液通過化學性質活潑的圍巖(如碳酸鹽巖)時,容易
7、發(fā)生交代作用,形成似層狀礦體;而通過化學性質不活潑的圍巖(如砂巖、頁巖等)時,則易于形成裂隙充填礦床;若通過的圍巖是由巖性活潑和不活潑的巖層構成互層時,成礦作用往往具有明顯的選擇性,礦體的產(chǎn)狀也因圍巖性質的不同而變化,有時形成形態(tài)復雜的礦體。三、地質構造條件控制熱液礦床形成和分布的地質構造,按規(guī)??煞譃閰^(qū)域構造與局部構造,若按構造在熱液運移和礦質沉淀中所起的作用,可分為導礦構造、配礦構造和容礦構造(圖6-2)。 圖6-2 導礦構造、配礦構造和容礦構造關系圖(轉引自袁見齊等,1985) 1區(qū)域構造區(qū)域性構造有復式背斜、深大斷裂及區(qū)域大斷裂等,它們控制成礦的巖漿活動與礦帶、礦田的分布,對礦床的區(qū)域
8、分布有明顯的影響。如秦嶺地區(qū)的多金屬成礦帶,受該區(qū)內的加里東期東西向褶皺帶控制,沿該褶皺帶軸部有多期的巖漿侵入,形成條帶狀分布的花崗巖體,延長可達上千千米。而大的斷裂構造常常是含礦熱液的主運移通道,有人稱其為“導礦構造”。在多數(shù)情況下,導礦構造本身不含有礦體,只有某些礦化痕跡,如礦化蝕變和浸染礦化,一般不具工業(yè)意義,但可作為在毗鄰地區(qū)追蹤礦床的線索。2局部構造配礦構造與容礦構造按規(guī)模一般為局部構造。配礦構造是礦液從導礦構造出來后,向成礦地段運移的構造。經(jīng)常是與導礦構造交錯或連接的斷裂、裂隙帶或透水層。利于礦液上升的配礦構造,是在導礦斷裂上盤方向、有向上分叉的斷裂或透水層。容礦構造是含礦熱液富集
9、與沉淀成礦的場所,決定著礦體的分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、大小,有時能決定礦體內部的結構構造。局部構造有褶皺構造與斷裂構造兩種。在褶皺構造中,背斜褶皺比向斜褶皺更利于成礦。原因在于背斜軸部常產(chǎn)生拉張形成的裂隙,礦液沿層面上升時,這些裂隙成為含礦熱液聚集的部位,有利于成礦,形成鞍狀、似層狀礦體。向斜構造一般不利于成礦。至于斷裂構造,既是氣水熱液運移的通道,又是成礦物質沉淀的場所,控制著熱液礦床的分布與形態(tài)。斷裂切穿由不同成分巖層組成的圍巖時,沿斷裂運移的含礦熱液常常選擇利于成礦的圍巖進行交代成礦,當斷裂的一側圍巖有背斜構造時,在其軸部常可以形成高品位的鞍狀礦體;在兩組不同方向斷層交匯處,常形成筒狀、柱狀富
10、礦體;受裂隙構造系統(tǒng)控制的礦體(脈)常成群出現(xiàn),其組合形式取決于形成斷裂及裂隙構造的力學性質、空間分布以及圍巖特征等,典型例子是中國著名的西華山黑鎢礦-石英脈礦床主要受近東西向的平行構造裂隙系統(tǒng)所控制,所以礦脈常成組成帶地平行排列出現(xiàn)。另外,沉積巖中的原生構造,如層理、不整合面、不同巖性的接觸面等,有時對熱液礦床的控制也很重要。尤其是巖層遭受構造變動時,常沿這些構造面發(fā)生滑動和破碎,有利于熱液的活動與成礦。第二節(jié) 熱液礦床的成因類型及特征 熱液礦床的形成是一個長期復雜的過程,其影響因素甚多。長期以來,很多學者對熱液礦床分類進行過研究,提出了許多不同方案。傳統(tǒng)的分類是以成礦溫度和深度為依據(jù),分為
11、高溫熱液礦床、中溫熱液礦床和低溫熱液礦床等。本教材參照目前常用的分類方案,以成礦地質環(huán)境和礦液來源為依據(jù),并結合成礦溫度對熱液礦床進行如下分類: 巖漿熱液礦床1巖漿氣液交代礦床 (1) 與蝕變花崗巖有關的鈉長巖型稀有、稀土元素礦床(2) 與蝕變花崗巖有關的云英巖型鎢、錫礦床2巖漿氣液充填-交代礦床 (1)高溫熱液礦床 (2)中溫熱液礦床 (3)低溫熱液礦床 地下水熱液礦床 變質熱液礦床一、巖漿熱液礦床巖漿熱液礦床是指由巖漿結晶冷凝分異過程中析出的含礦氣水熱液,在侵入體內及其附近的圍巖中經(jīng)過交代、充填作用所形成的礦床。這類礦床與侵入巖體(主要是酸性、中酸性、中性及中堿性侵入體)在時間上、空間上和
12、成因上有密切的聯(lián)系,侵入巖就是其成礦母巖,而且具有明顯的成礦專屬性。 (一)巖漿氣液交代礦床這類礦床多產(chǎn)于造山運動中、晚期以及地臺活化期的巖漿活動地區(qū)。它們與蝕變花崗巖在成因上、空間上、時間上有密切聯(lián)系。在成因上,與礦床有關的花崗巖(主要是殼源改造型花崗巖)是成礦母巖;在空間上,礦床產(chǎn)在花崗巖體頂部和邊部,蝕變巖石與下面花崗巖間為逐漸過渡的接觸關系;在時間上,礦床形成略晚于巖體。該類礦床形成溫度一般在300600,深度為14.5km。礦床中成礦元素主要是親氧(親石)元素,有W、Sn、Mo、Be、Nb、Ta、Bi、Th、Zr、Hf和Li等。金屬礦物主要是高溫型氧化物,成分比較簡單,如SnO2(錫
13、石)、(Fe、Mn)WO4(黑鎢礦)、FeTa2O5(鉭鐵礦)和ZrSiO4(鋯石)等;非金屬礦物有石榴子石、黃玉、電氣石、螢石、鉀長石、鈉長石、石英、云母和方柱石等。與礦化有關的花崗巖有如下共同特征:(1)與礦化有關的花崗巖體都是多期、多階段形成的復式巖體。礦體與多旋回晚期、晚階段侵入的花崗巖體有密切的成因聯(lián)系。在中國華南,多旋回花崗巖成礦元素的繼承、演化規(guī)律十分明顯,成礦元素在燕山期晚期、晚階段巖體中富集成礦。燕山期巖體從早階段到晚階段,巖石結構由粗粒變細粒,巖體規(guī)模由大變小,黑云母逐步減少,白云母逐漸增多,由黑云母花崗巖轉變?yōu)榘自颇富◢弾r,交代作用也逐步增強。(2)巖體中成礦元素W、Sn
14、、Be、Nb、Ta、Rb、Li 、Cs和REE等的含量普遍高出正?;◢弾r的115倍。(3)巖體中SiO2含量明顯偏高,常大于73%,在7475%之間,屬超酸性花崗巖;富堿,K2O+Na2O一般大于7.5%;Fe、Mg、Ca、Ta等基性組分明顯偏低,F(xiàn)的含量高。(4)礦化巖體在空間上常位于大巖體邊緣突出部位,產(chǎn)狀常為巖瘤、巖鐘、巖株。(5)蝕變巖石內常表現(xiàn)出一定的分帶現(xiàn)象,自下而上依次為鉀長石化帶鈉長石化帶云英巖化帶,最上部還往往發(fā)育似偉晶巖帶和石英殼。 似偉晶巖帶的厚度從幾厘米、幾十厘米直到十幾米不等。組成礦物主要是鉀長石,其大小常達十幾厘米到幾十厘米,其次是鈉長石。似偉晶巖和偉晶巖的主要區(qū)別
15、是前者不具文象結構,不出現(xiàn)帶狀構造。主要礦床類型:1與蝕變花崗巖有關的鈉長巖型稀有、稀土元素礦床這類礦床是指含Li、 Be、 Nb、Ta、Rb、Cs、Zr及稀土等元素的蝕變花崗巖體,其中的稀有、稀土元素富集達到工業(yè)要求時,便構成礦床。礦床主要特點如下:(1)圍巖蝕變十分發(fā)育而普遍,主要為鈉長石化,鈉長石化的結果使花崗巖變成一種中-細粒的淺色巖石鈉長巖。其礦物成分主要為鈉長石、微斜長石和石英。(2)不同原巖形成的鈉長巖,其有關礦產(chǎn)不盡相同。正常系列花崗巖被交代而成的鈉長巖中主要礦產(chǎn)是Be;半堿性系列花崗巖被交代而成的鈉長巖中主要礦產(chǎn)是Li、Nb、Ta、Rb;堿性系列花崗巖被交代而成的鈉長巖中主要
16、礦產(chǎn)是Zr、Nb、Th和釔族稀土;霞石巖被交代而成的鈉長巖中主要礦產(chǎn)是Zr、Nb和鈰族稀土。其中最具工業(yè)意義的是Nb、Zr、Th、Li、Be和稀土元素礦產(chǎn)。 (3)礦石呈浸染狀,主要礦石礦物有鉭鐵礦、鈮鐵礦、鈮-鉭鐵礦和鋰云母等。伴生礦石礦物有獨居石、磷釔礦、鋯石、褐簾石、硅鈹釔礦、氟碳鈰礦、氟鈰鑭礦、褐釔鈮礦、褐釔鉭礦、黑稀金礦、燒綠石等。(4)礦化主要受巖體微細構造(原生節(jié)理、礦物顆粒間空隙、解理、雙晶結合面等)及后生構造裂隙所控制,礦化集中分布在巖體頂部和邊部。(5)本類礦床常與鎢錫-石英脈型礦床共生。礦床中蝕變分帶明顯,在發(fā)育完整的情況下,自下而上為鉀化帶鈉化帶云英巖化帶似偉晶巖帶石英
17、殼(圖6-3)。在鉀化帶的中、下部,成礦元素貧化或活化轉移現(xiàn)象明顯;在鉀化帶最上部,或向鈉化帶的過渡帶中,有TR、Zr、Hf、Nb、Ta的某些集中,但不具工業(yè)意義。鈉化帶(特別是上部的強鈉化帶和鈉化帶向云英巖帶的過渡帶)是鈮、鉭的富集成礦帶。在云英巖帶中則富集W 、Sn、Be,而Nb、Ta富集程度大大降低,一般不具工業(yè)意義。似偉晶巖帶和石英殼雖有成礦元素的部分集中,但一般不具工業(yè)意義。因此,有人總結出在某些礦區(qū)存在“上有W、Sn、Be,下有Nb、Ta和REE”的礦床垂直分帶規(guī)律。使鈉長巖型稀有、稀土元素礦床與鎢錫-石英脈型礦床構成一組成礦系列。這類礦床在中國南方分布廣泛,如廣東、廣西、江西、湖
18、南等地。 圖6-3 含鈮-鉭交代蝕變花崗巖在垂直方向上的變化特征a414礦區(qū)(轉引自冶金地質七隊資料修改補充) b430礦區(qū)(轉引自238地質隊略作修改) c江西姜坑里礦區(qū)(轉引自江西冶金地質二隊) d-大吉山礦區(qū)(轉引自江西冶金地質二隊修改)1變質砂巖;2鉀長石化花崗巖(帶);3鈉長石化花崗巖(弱鈉化帶,中等鈉化帶,強鈉化帶);4云英巖化花崗巖及云英巖(帶),5似偉晶巖(帶);6石英脈脈體(帶) 2與蝕變花崗巖有關的云英巖型鎢、錫礦床 本類礦床具有特殊的圍巖蝕變云英巖化,它主要發(fā)生在酸性侵入體(花崗巖、石英斑巖)頂部及頂板的淺變質巖(板巖、千枚巖)和砂巖中。云英巖可按形態(tài)分為兩種類型:石英脈
19、充填形成的脈側云英巖;大規(guī)模交代作用形成的云英巖(致密云英巖)。本類礦床主要與后者有關。云英巖的含礦性,根據(jù)圍巖性質、交代作用強度和巖漿含礦程度而不同。中國南方鎢礦床的云英巖大約70發(fā)育于酸性侵入巖中,20發(fā)育于淺變質巖中,10發(fā)育于閃長巖類巖石中。這類礦床的形成,在時間上稍后于巖體,在空間上位于巖體之內、外接觸帶。特征有:(1)與礦床有關的花崗巖體,其特征元素有 W、Sn、Be、Nb、Ta、U、Th、REE(主要為釔族)、Li、Rb、Cs等,均有較高的豐度,與礦床中礦物所含元素極其近似。賦存于淺變質巖中的礦床,經(jīng)鉆孔揭露,深部仍有花崗巖體存在。(2)礦體形態(tài)復雜,有脈狀、帶狀、似層狀、筒狀、
20、囊狀等。礦石以細脈浸染狀為主。(3)礦石中的共生礦物復雜,除了石英、白云母外,還有許多金屬礦物和含揮發(fā)性組份的礦物,多期、多階段礦化明顯。(4)近礦圍巖蝕變強烈,除云英巖化外常有多種蝕變重疊。 本類礦床的主要礦產(chǎn)有W、Sn、Mo、Be、Li等。 礦床實例:江西大余洪水寨云英巖型鎢錫礦床 礦區(qū)位于園洞花崗巖體南緣內接觸帶,花崗巖主要巖性為斑狀中粒黑云母花崗巖及中粒黑云母花崗巖,巖脈有細粒花崗巖、偉晶巖、長英巖、花崗斑巖等。礦床特征:礦體主要由云英巖細脈帶組成。云英巖細脈帶走向為北西,傾向南西,傾角6080,有10條礦帶,均作狹長條狀產(chǎn)出,并相互平行排列。其中號礦帶規(guī)模最大,長990m,最寬處達5
21、0m(圖6-4),延深達200300m,多在深度80120m處即分成若干小枝或向下再分支成樹根狀尖滅。礦體沿走向在厚度變化上表現(xiàn)為兩端小、中間大,呈凸透鏡狀產(chǎn)出,與云英巖細脈帶形狀變化相似。礦區(qū)分布眾多的石英大脈(脈幅一般0.100.5m),形態(tài)變化大,含礦貧,一般無工業(yè)價值。 圖6-4 洪水寨鎢錫礦地質略圖 (轉引自贛南地質調查大隊)a-總體構造; b-應力分解;c-控礦裂隙和片理;1-上泥盆統(tǒng);2-中泥盆統(tǒng);3-燕山早期花崗巖;4-張扭斷裂;5-壓扭斷裂;6-石英脈;7-云英巖細脈帶;8-石英細脈成礦階段劃分:根據(jù)礦物共生組合,礦石結構構造以及各種巖脈的穿插關系等因素,可劃分出三個成礦階段
22、。石英-錫石、黑鎢礦(汽化-高溫熱液期)階段為最主要的成礦階段,生成區(qū)內強烈的云英巖化蝕變巖石,并伴隨富集錫石、黑鎢礦等主要的成礦作用。石英-硫化物階段(高溫-中溫過度期),生成石英大脈及多量的硫化礦物。碳酸鹽(低溫熱液期)階段,僅有石英、方解石及少量黃銅礦形成小脈。有用組分變化:云英巖細脈帶中有用組合含量變化基本規(guī)律是上部云英巖化強烈,石英細脈密集,富含黑鎢礦、錫石、鋰云母、螢石、黃玉等高溫氣成礦物。下部云英巖化減弱,石英細脈變疏,含礦品位變貧。在垂直方向上,上部錫石含量較黑鎢礦高,兩者比值約31,隨著深度的增加,錫石含量減少,而黑鎢礦相對增加,其比值約為21,錫石和黑鎢礦的富集深度一般為3
23、5240m。平均品位WO3 0.076%、Sn 0.150%。云英巖細脈帶型鎢錫礦體直接賦存于斑狀黑云母花崗巖中,其圍巖含鎢錫較高,為成礦組分提供了部分來源。在巖漿活動后期,侵入體受北北東方向的區(qū)域構造應力作用所影響,產(chǎn)生了一系列走向北北西向的剪切裂隙。在裂隙帶中,有一條規(guī)模比較大的斷裂,走向與裂隙一致。這些構造裂隙為礦液提供了良好的通道及交代蝕變場所。云英巖化成礦作用只發(fā)育在花崗巖中,而巖體的圍巖(泥盆系泥砂質巖石)則主要起到了良好的屏蔽作用,因此造成礦化強烈地段主要位于巖體與圍巖接觸帶附近的內接觸帶部位,形成氣水高溫熱液云英巖型礦床。3細脈浸染狀綠柱石蝕變花崗巖型鈹?shù)V床 礦體產(chǎn)于蝕變花崗巖
24、頂部,礦石礦物為單一的綠柱石,呈細脈及浸染狀產(chǎn)在鈉長石化和云英巖化花崗巖中,共生礦物還有石英、鈉長石、白云母、黃玉和螢石等。礦化巖體中可見蝕變分帶現(xiàn)象,自上而下為:云英巖化帶鈉化帶鉀化帶。此類礦床在中國華南地區(qū)廣泛分布。 (二)巖漿熱液充填交代礦床1高溫熱液礦床 高溫熱液礦床系指主成礦溫度大于300,深度約4.51條件下形成(屬深成至中深成環(huán)境),并受斷裂構造控制的熱液礦床。由于成礦時溫度和壓力是較高的,這時成礦溶液中雖缺少游離氧,但由于熱液中固有的H2O被還原為H2或CO2被還原為CO時可以放出一部分O2,而有利于那些結晶溫度高、易于與氧化合的元素(鎢、錫、鐵等)形成含氧鹽類或氧化物礦物(黑
25、鎢礦、錫石、磁鐵礦)沉淀下來,成為高溫熱液礦床中的礦石礦物。(1)高溫熱液礦床的主要特征:1)礦體多產(chǎn)于酸性侵入體的頂部、邊部或接觸帶附近的非鈣質圍巖中,距侵入體很少超過11.5。而且常受構造裂隙控制,以充填方式成礦。礦體與圍巖界限一般清楚。2)礦石的礦物成分主要是氧化物和含氧鹽類,其次是硫化物,并形成較多的富含礦化劑的礦物,如電氣石、黃玉、云母、螢石、磷灰石等。典型的礦物組合中金屬礦物有黑鎢礦、白鎢礦、錫石、磁鐵礦、赤鐵礦、輝鉬礦、輝鉍礦、毒砂、磁黃鐵礦、自然金等。非金屬礦物有石英、長石、云母、螢石、角閃石、磷灰石、綠柱石、黃玉、電氣石等。高溫熱液礦床的礦物成分有以下特點:組成金屬礦物的元素
26、,主要是電價高、半徑小的離子,如Be2+、TR3+、Sn4+、Zr4+、Ti4+、Nb5+、W6+、U6+等,它們形成的礦物往往硬度大、晶格能大、生成溫度高;少數(shù)親硫元素如Mo4+、Cu4+、Co2+、Ni2+等,組成簡單硫化物、砷化物和硫砷化物,一般出現(xiàn)于高溫熱液成礦階段的后期,并逐漸向中溫階段過渡;礦物中類質同象范圍較廣,如高溫閃鋅礦為深色鐵閃鋅礦ZnFeS,高溫黑鎢礦和錫石中含Nb、Ta、Sc等;3)礦石結構主要是粗粒結構和中粒結構。由裂隙控制以充填作用為主形成的礦體,多呈不規(guī)則脈狀、串珠狀等,常沿一個方向呈雁行狀排列,礦石具塊狀、梳狀、條帶狀或對稱條帶狀構造;以交代作用為主形成的礦體,
27、多呈復雜的網(wǎng)脈狀、扁豆狀或似層狀,礦石多具浸染狀構造,有時也可為塊狀。4)近礦圍巖具強烈的高溫熱液蝕變現(xiàn)象,典型的有云英巖化、鈉長石化、鉀長石化、黃玉化、電氣石化等。 5) 礦床規(guī)模以中小型居多,少數(shù)規(guī)模較大,為重要的礦床類型,如鎢礦的儲量可達幾萬噸到幾十萬噸。(2)高溫熱液礦床的主要類型:1)黑鎢礦-石英脈型:是中國最主要的鎢礦類型,常伴生Sn、Mo、Bi礦產(chǎn),可綜合利用,具有重要的工業(yè)意義。礦床在成因和空間上都和花崗巖類有關,這些花崗巖的特征元素有w、Sn、 Be、Nb、Ta、V、Th、Li、Rb、Cs等,均有較高的豐度。巖體大多為規(guī)模較小的巖株或巖鐘狀。它們有的呈獨立的巖體產(chǎn)出,有的呈復
28、式巖體的晚期旋回產(chǎn)出,含鎢石英脈礦床多分布于巖體頂部、邊部或距接觸帶不遠的圍巖中。圍巖主要為輕微變質的砂巖、板巖、千枚巖等硅鋁質巖石。黑鎢礦-石英脈型礦床往往和矽卡巖型白鎢礦礦床共生,兩種類型的鎢礦在同一礦區(qū)出現(xiàn),經(jīng)研究認為成礦作用是統(tǒng)一的,只是由于圍巖性質不同而引起的差異。在石灰?guī)r中形成白鎢礦礦床,在硅鋁質巖石中則形成黑鎢礦礦床。礦體呈脈狀產(chǎn)出,往往成帶、成群出現(xiàn),礦區(qū)內常有幾十條、幾百條至幾千條礦脈,有的甚至近萬條,其中主礦脈為數(shù)較少,但卻常占儲量的2060。有工業(yè)價值的黑鎢礦-石英脈的寬度多為1050cm,50cm以上的稱大脈。礦物成分除黑鎢礦和石英外,還有長石、電氣石、黃玉、綠柱石和少
29、量輝鉬礦和錫石。 黑鎢礦-石英脈在垂直剖面上可以看到明顯的規(guī)律性變化,近年來,中國鎢礦工作者總結出了脈狀鎢礦的“五層樓”垂直分布規(guī)律,礦脈自上而下可分5個帶(圖6-5):圖65 鎢礦床的“五層樓”分帶示意圖(轉引自袁見齊等,1985)l-花崗巖;2-圍巖;3-含鎢石英脈 微脈帶(礦化標志帶):為一系列微細裂隙組成的蝕變帶,此帶由寬小于1cm的云母-石英細脈組成,含脈密度210條m。本身不具工業(yè)價值,而是尋找深部隱伏礦體的良好標志。 細脈帶:系由微脈合并而成。脈幅15 cm,少數(shù)可達l0cm。含礦率10以上,含脈密度48條m,此帶開始有工業(yè)價值,構成工業(yè)礦體的上部。 中脈帶:系細脈帶往下進一步合
30、并而成。脈幅1050cm,脈成組平行排列,含礦率增高,達20以上,具有重要的工業(yè)價值。 大脈帶:由中脈進一步合并而成,單脈寬數(shù)十厘米,常出現(xiàn)寬超過1m的巨脈,向下直至花崗巖體的接觸面,構成礦床的主體。含礦率1560,是最有工業(yè)價值的礦體。 稀疏大脈帶(尖滅帶):發(fā)育在花崗巖體內。礦脈不僅稀疏,而且隨幅寬變小而逐漸尖滅。一般不具工業(yè)價值??偟膩砜?,礦脈形態(tài)在垂直方向上,從上而下礦化寬度由大到??;礦脈條數(shù)由多變少;含礦率由低到高;脈幅由小變大。鎢礦脈的“五層樓”模式對找礦具有一定指導意義。在定程度上闡明了多種形態(tài)脈狀鎢礦在空間上的分布規(guī)律。但是鎢礦脈的“五層樓”現(xiàn)象在不同地區(qū)發(fā)育程度是不相同的。在
31、實際工作中必須作具體分析。礦床實例:江西大余西華山鎢礦床A區(qū)域地質概況西華山鎢礦床為大型黑鎢礦床。礦區(qū)位于江西大余西華山-棕樹坑鎢礦帶西南端,該礦帶地層以寒武系淺變質的板巖、砂巖(接觸變質為各種角巖或變質砂巖)為主,組成一系列軸向近南北的倒轉復式褶皺。斷裂構造主要為北東-北北東和近東西向,其中近東西向裂隙廣泛發(fā)育,為區(qū)內主要含礦構造。燕山期黑云母花崗巖為區(qū)內鎢錫礦床成礦母巖,受NE-NEE向和EW向主干斷裂復合控制。除西華山巖株出露地表外,其余均隱伏地下,在深部連為一體。巖體內或其頂部圍巖中有西華山、蕩坪、木梓園、大龍山、漂塘、棕樹坑、八仙腦、茅坪、張?zhí)焯玫鹊V床作近等距的規(guī)律分布(圖6-6)。
32、圖6-6 西華山-張?zhí)焯脦r漿巖帶控礦示意圖(轉引自贛南地質調查大隊略作修改)1寒武系;2燕山早期黑云母鉀長花崗巖;3中細?;◢弾r;4斷層;5石英脈型礦體;6云英巖型礦體;7破碎蝕變帶型礦體;8礦化標志帶B礦床地質特征()礦區(qū)內燕山期黑云母花崗巖分中粒、細粒兩種,為一多階段侵入的復式巖體。巖體呈巖株狀,受北北東向斷裂控制。巖漿巖的圍巖為寒武系淺變質巖系(千枚巖、板巖、變質砂巖)構成向西傾伏的背斜。黑鎢礦-石英脈與花崗巖密切共生,在分布上完全受花崗巖的控制。()礦區(qū)內有數(shù)百條黑鎢礦-石英脈平行排列,走向近于東西、傾向北,傾角7585,受花崗巖體內北東東向或近東西向裂隙控制。黑鎢礦-石英脈主要分布在
33、花崗巖株凸起部位的內接觸帶中(圖6-7)。礦脈與圍巖界線清楚,近礦圍巖(亦即母巖)蝕變成為云英巖,云英巖的類型和礦化的垂直分帶有一定的依存關系(圖6-8)。圖6-7 鎢礦脈產(chǎn)狀及圍巖蝕變示意圖 1-粗粒斑狀黑云母花崗巖;2-變質砂巖千 枚巖;3-云英巖;4-含鎢石英脈 圖6-8 西華山鎢礦床圍巖蝕變垂直分帶 圖6-9 江西西華山鎢礦床地質示意圖與礦物分布關系示意圖 (轉引自袁見齊等,1985) (轉引自姚風良等,1983) 1-含鎢石英脈;2-黑云母花崗巖;1-變質巖;2-花崗巖;3-石英脈;4-富云母 3-變質砂巖、千枚巖;4-第四系云英巖; 5-正常云英巖;6-富石英云英巖; 7-鉀、鈉化
34、;8-黑鎢礦;9-錫石;10-綠柱 石;11-硫化物;12-稀土礦物 ()礦脈構成南、中、北3個密集排列的組群(圖6-9),南組礦脈較長,且較密集,縱橫變化較復雜;中組礦脈小,延展短,變化最復雜;北組規(guī)模最大,含鎢也較富,縱橫變化小,分布亦較稀疏。一般脈寬數(shù)十厘米,最寬可達數(shù)米。近東西向礦脈發(fā)育于北組,北東東向礦脈發(fā)育于南組、中組。礦石結構復雜,有自形、半自形、他形粒狀結構等,構造有塊狀、浸染狀、對稱條帶狀和梳狀構造。主要有用礦物除黑鎢礦外,有綠柱石、錫石、輝鉬礦、白鎢礦、鉭鐵礦等,可作為副產(chǎn)品綜合利用。尤其是錫石,有時可超過黑鎢礦含量,而使礦脈變?yōu)殄a石-石英脈;在礦脈內部,顯示一定沉淀分帶,
35、在水平方向上綠柱石、輝鉬礦、錫石、黑鎢礦等高溫礦物多沿脈壁及礦脈尖滅端富集,銅、鉛、鋅硫化物多見于脈體中部;垂直方向上,上述高溫礦物多見于上部,但黑鎢礦、輝鉬礦垂直區(qū)間分布較大,中部仍較多見,硫化物往深部增多。主要脈石礦物是石英,其次是黃玉、電氣石、螢石、方解石等。C礦床成因大量氣成礦物如黃玉、電氣石等的存在,云英巖化的圍巖蝕變以及礦脈與圍巖有明顯的界線等,均說明礦床是以充填成礦方式為主的高溫熱液礦床。據(jù)同位素年齡測定,成礦年齡為 141131Ma,巖體形成年齡為185140Ma,礦體是在復式花崗巖體的晚期侵入相形成之后產(chǎn)生的。2)錫石-石英脈型:礦床特征與黑鎢礦-石英脈型礦床相同,不同的是金
36、屬礦物以錫石為主,也可有黑鎢礦、少量重金屬硫化物和螢石等礦物。因此,按礦物組合的差異可分為:錫石-石英脈型和錫石-黑鎢礦-石英脈型等。該類礦床在中國廣西、江西和湖南等省分布很廣。 3)輝鉬礦-石英脈型:礦床特征與上述兩類型相同, 不同的是金屬礦物以輝鉬礦為主,常伴生輝鉍礦和黑鎢礦。輝鉬礦呈片狀,礦石結構有粗粒也有細粒。圍巖蝕變類型有鉀長石化、云英巖化、黃鐵絹英巖化、硅化等。該類礦床在中國華南地區(qū)廣泛分布。 2中溫熱液礦床中溫熱液礦床系指主成礦溫度在300200、深度為31(中深環(huán)境)條件下形成,并受斷裂構造控制的熱液礦床。在這種溫度和壓力條件下,H2S在成礦溶液中溶解度增大,H2S的電離也相應
37、增加,于是溶液中產(chǎn)生了大量的S2。S2的存在為重金屬硫化物的沉淀創(chuàng)造了有利條件,因而形成了中溫型熱液礦床中Cu、Pb、Zn、Fe等的大量硫化物礦石。(1)中溫熱液礦床的主要特征:1)礦床在成因上、空間上與中小型酸性、中酸性侵入體有關,這些侵入體一般多呈巖株、巖鐘、巖枝和巖床等產(chǎn)出,礦體產(chǎn)于侵人體的內外接觸帶中,但多數(shù)產(chǎn)在侵人體外圍的沉積巖、變質巖或者火山巖中,或產(chǎn)于大的斷裂帶中。2)礦石的礦物組成復雜,礦石礦物主要為金屬硫化物,脈石礦物以石英和碳酸鹽類礦物為主。金屬礦物主要有:黃銅礦、斑銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黝錫礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂、輝鉬礦、自然金、自然銀、自然鉍等,非金屬礦物主要有:滑
38、石、菱鎂礦、螢石、水晶等。中溫熱液礦床的礦物成分有以下特點:親硫元素(主要是Cu、Pb、Zn等)在本類礦床中大量出現(xiàn),親氧元素所構成的氧化物和含氧鹽大為減少,乃至消失;鎢酸鹽類礦物不占重要地位,錫石減少,而黝錫礦較常見,磁鐵礦被赤鐵礦、鏡鐵礦所代替;脈石礦物除石英外,碳酸鹽類礦物大量出現(xiàn)。3)圍巖性質影響成礦方式,若圍巖為化學性質活潑的巖石如含鈣質的巖石,則常形成交代礦床,但此時不能形成矽卡巖,如灰?guī)r中的Pb-Zn交代型礦脈;若圍巖為化學性質穩(wěn)定的硅質、砂質巖石時,此時交代作用不重要,只形成充填式礦脈,如硅質巖石(砂頁巖、酸性噴出巖、花崗巖、片麻巖等)中的Pb-Zn礦脈。由于這類礦床是由中溫熱
39、液經(jīng)過交代、充填作用形成的,故而礦體形態(tài)多樣。由充填作用形成的礦體,主要呈簡單的脈狀,比較規(guī)則,但有時也呈復脈狀以及網(wǎng)脈狀、梯狀和鞍狀礦脈。由交代作用形成的礦體,以似層狀為最常見,其次為扁豆狀、囊狀、柱狀等,形態(tài)較為復雜。 4)這類礦床的礦石結構多呈半自形晶、他形晶的中粒到細粒結構,并常見各種交代結構。礦石構造以塊狀、條帶狀、脈狀、細脈浸染狀、角礫狀和晶洞狀構造等。5)此類礦床的圍巖蝕變發(fā)育,蝕變種類繁多,且以形成含水蝕變礦物為特征。典型的蝕變有綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、黃鐵絹英巖化、硅化及碳酸鹽化等。6)中溫熱液礦床具有較重要的工業(yè)意義,是世界上金的重要來源之一,也是鉛、鋅、銀、銻、銅的
40、重要來源。礦床規(guī)模大小不一,但以大型和中型為多。脈狀礦體一般長幾十米幾百米,大礦脈可達數(shù)千米;延深幾十米至幾百米,有的可達千米;厚幾十厘米至幾米,有的達十幾米。交代形成的礦囊最大直徑也可達數(shù)百米。(2)中溫熱液礦床的主要類型1)熱液脈型金礦床:中溫熱液脈型金礦床在中國出露廣泛,經(jīng)常成群、成組產(chǎn)出,構成金礦集中區(qū),如中國山東招掖地區(qū)、吉林夾皮溝地區(qū)、冀東和冀西北地區(qū)以及秦嶺東端的小秦嶺地區(qū)等。礦床主要分布在具有古老的前寒武紀基底地區(qū),成礦時代主要在中生代。由于該類礦床的品位較高、規(guī)模大,所以在中國金礦儲量中占最重要地位。根據(jù)礦體特征、礦石組構特征和成礦作用方式,可將中國中溫熱液脈型金礦床分為石英
41、脈型與蝕變巖型。 石英脈型礦床的礦體多數(shù)為簡單的含金硫化物石英脈,受張性斷裂控制,與圍巖界線清楚,成礦方式具充填特征,金礦化限于石英脈內,主要和石英脈內的黃鐵礦及多金屬硫化物有關。礦化連續(xù)性差,有的地段礦化富集,構成富礦體,有的地段礦化較弱,達不到工業(yè)要求。含金石英脈多產(chǎn)于強度不等的硅化或黃鐵絹英巖化花崗巖中。石英脈寬由數(shù)十厘米至12m不等,很少有超過5m的。脈長為數(shù)十至數(shù)百米,最長可達5km。礦化深度一般為200400m,有的礦區(qū)可達500m以上。礦脈常成群出現(xiàn)。礦石礦物以自然金為主,金屬礦物以黃鐵礦最常見,其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及磁黃鐵礦,個別礦床中可見有毒砂、白鎢礦和輝鉬礦。脈石礦
42、物以石英為主。礦石品位變化較大,從5g/t至每噸十幾克。金以自然金為主,偶爾出現(xiàn)銀金礦。金主要賦存于黃鐵礦中,其次在方鉛礦、黃銅礦、菱鐵礦及石英等礦物中,呈包裹金、間隙金和裂隙金。在金-毒砂石英脈中,金賦存于毒砂中,石英脈型金礦床的典型代表是山東招遠玲瓏金礦。玲瓏金礦床是超大型礦床,位于山東省招遠市東北約16km處。處于縱貫山東半島中的沂沭(郯廬)深大斷裂以東,膠東隆起的西部,其基底由大致呈東西向的前寒武紀古老變質巖系構成。在礦區(qū)75krn2范圍內有金礦脈500多條,產(chǎn)在侵入于古老變質巖系中的中生代花崗巖體中,受NE向和NNE向斷裂裂隙帶控制。主要礦脈長1005000m,寬110m,深6007
43、00m,按脈內礦物成分可分為含金黃鐵礦石英脈和含金銅鉛鋅硫化物石英脈,脈側圍巖發(fā)育硅化及黃鐵絹英巖化,金屬礦物以銀金礦、自然金、黃鐵礦、黃銅礦為主,自然金、銀金礦呈顯微粒狀,主要賦存在黃鐵礦中,礦石品位332g/t。非金屬礦物主要為石英,有少量方解石和白云石。蝕變巖型礦床主要分布在花崗巖與變質巖接觸帶附近的花崗巖中,花崗巖已碎裂至糜棱巖,并遭受強烈黃鐵絹英巖化和鉀化。礦體和圍巖呈漸變過渡關系,是含金硫化物充填交代斷裂破碎帶而成,成礦方式以交代作用為主,含金硫化物呈細脈狀或浸染狀分布于蝕變巖中,也可由一系列平行的含金硫化物細脈或網(wǎng)脈構成。在糜棱巖的下盤,常發(fā)育鉀化帶,在該帶的上部或鄰接糜棱巖帶,
44、常分布含金的黃鐵礦微脈。金屬礦物以黃鐵礦為主,并伴有少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦以及斜方輝鉛鉍礦和毒砂等。金主要在黃鐵礦中呈晶隙金、裂隙金和包裹金,其次存在于黃銅礦及方鉛礦中。脈石礦物主要是石英、絹云母和方解石等。蝕變巖帶一般寬數(shù)米,少數(shù)可達20余m,延長一般為數(shù)百米,少數(shù)在1km以上。蝕變巖型礦體內礦化都較均勻,品位較低,但礦體連續(xù)性強,常構成巨型礦體。焦家金礦床是這類礦床的代表。焦家金礦床位于山東省萊州市境內。區(qū)內出露膠東群斜長角閃巖、玲瓏花崗巖體和郭家花崗巖體。金礦化主要產(chǎn)于斷裂破碎帶的蝕變巖帶中,與圍巖界線不清,礦化規(guī)模與破碎帶的寬度和蝕變的強度有關。在1000多m長的含金蝕變
45、帶中,已發(fā)現(xiàn)5個金礦體,呈寬大脈狀或喇叭狀斜臥,規(guī)模較大。其中,號礦體最大,長1200m,寬0.3515.44m,延深800多m,含金品位為3.07852.59g/t。金屬礦物主要有銀金礦、黃鐵礦,有少量的自然金及Pb、Zn、Cu的硫化物,脈石礦物主要有石英、絹云母。圍巖蝕變主要為黃鐵絹英巖化,下部發(fā)育堿交代帶。探明金礦儲量達數(shù)百噸,為超大型礦床。2)多金屬鉛鋅(銀)礦床:中溫熱液脈型多金屬鉛鋅(銀)礦床在中國也是一種較重要的礦床類型。該類礦床主要形成Pb-Zn工業(yè)礦床,但同時也形成大型的鉛鋅銀礦床。由于圍巖性質的不同可形成兩種類型的礦床:在碳酸鹽巖中以交代作用為主形成交代型鉛鋅(銀)多金屬礦
46、床,在硅質巖石中則以充填作用為主形成充填型鉛鋅(銀)多金屬礦床。交代型多金屬鉛鋅(銀)礦床:礦體沿碳酸鹽巖層交代形成,呈透鏡狀、筒狀、板狀、巢狀等;礦體延伸不大,長為數(shù)十米數(shù)百米,厚幾十厘米至幾十米,常見盲礦體存在。圍巖蝕變常見有硅化和白云石化等。礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦;脈石礦物為方解石、石英,有時有螢石、重晶石。礦石構造以致密塊狀為主。礦石中Pb、Zn含量高,并含有Ag和稀散元素Cd、Ge、In、Ga等,可綜合利用。中國青海、云南等地有此類礦床。充填型多金屬鉛鋅(銀)礦床:礦體產(chǎn)于硅質巖石(砂頁巖、酸性噴出巖、花崗巖、變質巖等)的裂隙和破碎帶中,礦體形態(tài)一般呈脈狀。礦物成分簡單
47、,常見礦物共生組合:方鉛礦、閃鋅礦組合;方鉛礦、閃鋅礦、錫石組合;方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦組合;方鉛礦、閃鋅礦、自然銀(金)組合。礦化常沿裂隙破碎帶發(fā)育,圍巖蝕變比較發(fā)育,主要有硅化、絹云母化、綠泥石化。這類礦床分布廣泛,約占中國鉛鋅礦床的50。湖南桃林鉛鋅礦是這類礦床的典型代表。礦床實例:湖南桃林鉛鋅礦A.區(qū)域地質概況礦區(qū)位于江南古陸與揚子地臺兩大構造單元過渡帶,即大云山復背斜北翼。區(qū)內出露地層主要為前震旦系板溪群淺變質巖(包括千枚巖、板巖、絹云母片巖、石英砂巖及蝕變巖)構成褶皺基底;其上被白堊系-古近系陸相碎屑巖復蓋。南部有一個大花崗巖體分布,該巖體東西長百余千米,南北寬3040km
48、,同位素年齡值在112145Ma,系燕山晚期多階段侵入的復式巖體。B.礦床地質特征()礦床位于前震旦系板溪群淺變質巖與燕山期花崗巖體間的斷裂帶內,該花崗巖體的侵入即為這一大斷裂帶所控制。斷裂帶平行接觸面分布, 在變質巖系形成一個很大的破碎帶;鉛鋅礦比較集中地沿此破碎帶的上部充填成礦,形成角礫巖化含礦帶(圖6-10),沿走向長達數(shù)千米,沿傾向深約600m,厚3050m。破碎愈劇烈,含礦愈富,反之則貧。圖6-10 桃林鉛鋅礦床地質剖面圖1古近系砂礫巖;2板溪群千枚巖、板巖;3含礦角礫巖帶;4鉛鋅礦體;5硅化蝕變帶;6花崗巖 ()礦體均產(chǎn)于破碎帶內變質巖中,斷續(xù)分布成大致平行的不規(guī)則脈及透鏡體,厚幾
49、米至幾十米。在角礫巖帶中,礦體與圍巖界線不清;礦脈群有分支、復合、尖滅、再現(xiàn)等現(xiàn)象。局部地段尚可見到囊狀富礦體。礦體厚度及礦石品位沿走向、傾向均變化較大。()圍巖蝕變以硅化、綠泥石化和絹云母化為主,重晶石化和黃鐵礦化次之。礦石具特征的角礫狀、條帶狀、梳狀、細脈狀、晶洞狀等構造(以角礫狀為主),可以劃分出不同的礦化階段,重要礦物組合是:方鉛礦-暗色閃鋅礦-黃銅礦-石英-螢石,重晶石-淺色閃鋅礦-方鉛礦。礦石成分中,金屬原生礦物有方鉛礦、閃鋅礦及少量黃銅礦、黃鐵礦等。非金屬礦物主要為螢石、石英及重晶石等。礦石中帶有一些次生礦物如白鉛礦、孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦、菱鐵礦、菱鋅礦等。本礦床除開采方鉛礦、
50、閃鋅礦外,銅和螢石均可回收。C.礦床成因 礦床主要由中溫熱液沿裂隙充填而成。礦液來源與礦區(qū)內大片出露的花崗巖無關,而與此大片花崗巖侵位時沿接觸帶大斷裂所形成的破碎帶有關。破碎帶成為含礦溶液的活動通道和沉淀場所,而含礦溶液可能是來自深處隱伏的酸性巖體。 接觸斷裂破碎帶不僅是含礦熱液上升的通道和容礦空間,而且因其多次活動,也導致了礦液多次上升而產(chǎn)生多階段礦化。利用硫同位素礦物對測溫,得到黃銅礦-方鉛礦沉淀溫度為344299,反映了第一階段成礦溫度,重晶石-閃鋅礦-方鉛礦組合沉淀溫度為265221,屬第二階段的產(chǎn)物。 礦物組合、圍巖蝕變類型及有用礦物沉淀溫度均反映了中溫熱液成礦特點。 3)錫石多金屬
51、硫化物礦床:錫石多金屬硫化物礦床是原生錫礦床中最重要的類型,在中國更為重要,云南個舊和廣西大廠等世界上最大最富的錫礦床均屬于這一類型。這類礦床的特征如下:礦床在成因上主要與中酸性花崗巖有關,中國華南這類礦床與燕山晚期花崗巖體有密切關系。巖體的特征一般是SiO2含量高,富堿(K2ONa2O),貧Fe、Mg、Ca等基性組分,F(xiàn)含量高,巖體原生錫含量一般也高。與礦床有關的圍巖主要為石灰?guī)r、白云巖,少數(shù)為鈣質頁巖和砂巖。中國華南這類礦床主要產(chǎn)于泥盆紀和三疊紀一套碳酸鹽巖-碎屑巖地層中,并常具明顯的層控特征。礦體主要產(chǎn)于巖體的外接觸帶中,有些礦體離接觸帶稍遠,有關的花崗巖體在地表出露的規(guī)模常較小,呈巖株
52、、巖鐘和巖枝等。有時在地表或開采坑道中僅見花崗斑巖和石英斑巖等淺成相巖體或巖脈。不少情況下,為隱伏巖體。在礦田范圍內不同礦床類型和礦物組合圍繞花崗巖體具有明顯的水平分帶和垂直分帶現(xiàn)象。礦體形態(tài)主要為似層狀、脈狀、網(wǎng)脈狀,透鏡狀、囊狀和細脈帶等,其中往往以似層狀礦體最為重要。礦物種類復雜,金屬礦物主要為錫石、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂、磁黃鐵礦和黝錫礦等。有的礦區(qū)還有多種復雜硫鹽礦物,如硫銻鉛礦等。脈石礦物常以石英、綠泥石為主。按礦物組合的不同,可分出錫石-磁黃鐵礦-銅鉛鋅硫化物、錫石-毒砂-銅鉛鋅硫化物、錫石-綠泥石-硫化物和錫石-綠泥石-石英-硫化物等。 賦礦地層下面往往存在著老的褶皺基底
53、,如廣西大廠錫礦賦存的華力西-印支構造層之下,存在有加里東褶皺基底;個舊錫礦產(chǎn)于巨厚的三疊紀地層中,其下部存在華力西基底,更下可能還存在雪峰-加里東基底。中國廣西大廠錫礦是這類礦床的典型代表,該礦床是一大型錫石-硫化物礦床,礦床以錫為主,并伴生鉛、鋅、銻、硫、鉍、鉬、金和銀等多金屬。除了上述幾個礦床類型外,常見的中溫熱掖礦床類型還有五元素(U、Ni、Co、Bi、 Ag)建造礦床、含銅石英脈礦床、滑石和菱鎂礦礦床、石棉礦床、水晶礦床等。3低溫熱液礦床低溫熱液礦床系指主成礦溫度低于200,深度在1.5km至幾百米范圍內形成(淺成-超淺成),并受各種斷裂系統(tǒng)、角礫巖筒、層間破碎帶等構造控制的熱液礦床
54、。礦床所在地區(qū)內基本上無深成巖漿巖出露。有時在礦區(qū)附近可見到淺成或超淺成的中酸性小型侵入體,與礦床可能有一定的成因關系。有些礦床生于高、中溫熱液礦床附近,代表一個礦化階段由高向低逐漸演化過程中的晚期產(chǎn)物。這類礦床的成因爭議較大,核心問題是,與高、中溫熱液礦床相比,這類礦床距巖體較遠,相互關系極不明顯,且成礦熱液常混染有地下水熱液及火山熱液。(1)低溫熱液礦床的主要特征1)此類礦床因形成深度較淺,因而圍巖中裂隙發(fā)育,角礫巖化現(xiàn)象普遍存在。礦體形態(tài)比較復雜。成礦作用以充填作用為主,多沿斷裂帶形成復雜的細脈、網(wǎng)脈和囊狀脈等;當成礦作用以交代作用為主時,也可形成較大范圍的層狀或似層狀礦體。 2)礦石常
55、由一系列低溫礦物組成,金屬礦物有辰砂、輝銻礦、雌黃、雄黃、自然金、自然銀、自然銅、黝銅礦、黃銅礦、斑銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銀礦、白鐵礦等;非金屬礦物有冰洲石、螢石、重晶石、明礬石、瑪瑙等,以及石英、石髓、蛋白石、碳酸鹽礦物等。低溫熱液礦床的礦物成分有以下特點:硫化物數(shù)量明顯減少;Hg、As、Sb在中溫熱液礦床中一般只存在于硫酸鹽礦物中,而在低溫熱液礦床中則形成獨立的辰砂、輝銻礦、雄黃、雌黃等礦物。砷在高溫熱液礦床中,常以陰離子狀態(tài),即呈砷化物存在,如砷黃鐵礦(FeAs2),而在低溫熱液礦床中則轉為陽離子狀態(tài),即呈硫化物出現(xiàn);在有些低溫熱液礦床中出現(xiàn)金和銀的碲化物和硒化物;硫酸鹽礦物,如重晶石
56、、天青石、明礬石、石膏可大量出現(xiàn),并可形成獨立的礦床。由于接近地表,所以氧化作用明顯加強,除了出現(xiàn)硫酸鹽礦物外,磁鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂等氧化價較低的礦物不再存在,轉變?yōu)檠趸瘍r高的赤鐵礦、鏡鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦等,甚至還出現(xiàn)有原生的鐵的氫氧化物-針鐵礦或褐鐵礦。3)低溫熱液礦床礦石結晶程度不一,常見為細粒結構,在晶洞或張裂隙中也可能生成晶形完好的晶體。礦石構造常見角礫狀、膠狀、皮殼狀、梳狀、環(huán)狀及晶簇狀等構造。4)圍巖蝕變主要有硅化、玉髓化、蛋白石化、明礬石化、沸石化、青磐巖化、碳酸鹽化、重晶石化、石膏化、高嶺石化等。 5)礦床規(guī)模大小不等,大型、中型、小型礦床都有。(2)低溫熱液礦床主要類型1
57、)雄黃-雌黃礦床:多產(chǎn)于沉積巖中,以脈狀、浸染狀、扁豆狀等充填在圍巖的裂隙中。礦石礦物主要是雄黃與雌黃,還有針狀低溫毒砂、膠狀黃鐵礦、白鐵礦和輝銻礦、辰砂等。脈石礦物有石英、玉髓及碳酸鹽類礦物。礦石一般較富。此類礦床在中國湖南慈利、云南南化等地有產(chǎn)出。慈利雄黃礦床位于湖南省慈利縣,江南地背斜南側的武陵山地帶。礦區(qū)構造以NE向斷裂為主,褶皺次之。下古生代灰?guī)r中的正斷層與成礦關系密切。礦區(qū)及附近尚未發(fā)現(xiàn)巖漿巖體。礦化以充填-交代方式發(fā)生于石灰?guī)r中,礦體為巨大管狀礦脈。富礦體位于圍巖破碎帶中,并構成礦結、礦柱、扁豆狀礦囊及串珠狀礦體。砷化物以雄黃為主,還有雌黃、砷華、自然砷;脈石礦物有方解石、白云石、黃鐵礦和
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