11 熱水噴流沉積礦床

1、1熱液型寶石礦床1.熱液型寶玉石礦床的類型及其特征2.與矽卡巖化作用有關(guān)的寶玉石礦床特征3.不同類型的祖母綠礦床的產(chǎn)出特征4.翡翠礦床的地質(zhì)特征及成礦規(guī)律5.熱液型藍(lán)寶石礦床的地質(zhì)特征6.中國(guó)主要玉石的成因7.岫巖玉與和田玉的礦床地質(zhì)特征8.雞血石的礦床地質(zhì)特征及成礦機(jī)理9.論熱液在寶石形成中的作用2第七章 熱水噴流沉積礦床 3目的和要求 本章學(xué)習(xí)熱水噴流沉積礦床的概念和理論，它是當(dāng)今地球科學(xué)重大前沿研究領(lǐng)域之一。教學(xué)內(nèi)容一、概述二、現(xiàn)代熱水噴流成礦作用三、熱水噴流沉積礦床的類型4復(fù)習(xí)思考題1. 基本概念：海底熱水噴流作用；2. 熱水噴流成礦作用的研究意義。5一、概述 現(xiàn)代海底熱水成礦作用是巖

2、石圈與大洋（水圈）在洋脊擴(kuò)張中心、島弧、弧后擴(kuò)張中心及板內(nèi)活動(dòng)中心發(fā)生熱和化學(xué)交換作用的產(chǎn)物。 交換過程產(chǎn)生了具重要經(jīng)濟(jì)意義的金屬礦床，對(duì)水圈和生物圈產(chǎn)生重大影響，成為當(dāng)今地球科學(xué)重大前沿研究領(lǐng)域之一。 6 據(jù)估計(jì)，來(lái)自地球深部的物質(zhì)和熱水，約80%通過熱水活動(dòng)在洋脊排放。 現(xiàn)代海底熱水活動(dòng)成為監(jiān)測(cè)全球性的物質(zhì)和熱流量的重要窗口，研究全球熱狀態(tài)和物質(zhì)化學(xué)平衡的重要途徑。 影響水圈的物質(zhì)組成和化學(xué)分布，制約熱水噴口生物群的生存與繁衍成為海洋學(xué)家和生物學(xué)家的重大研究課題。 作為天然實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察與研究，為古代礦床成因提供不可估價(jià)的成因信息，豐富和更新現(xiàn)有的知識(shí)儲(chǔ)備和成礦理論。7 指不同成因的（含礦

3、）熱水在海底噴溢的過程中，在噴流口以下的熱液通道中通過充填、交代作用，在噴流口以上的海底則通過與冷海水之間的相互作用，使熱水中所攜帶的物質(zhì)分別在熱液通道和海底沉淀下來(lái)而富集成礦的過程。 熱水噴流成礦作用8 海底考察表明：現(xiàn)代洋底高溫噴流成礦作用具有兩套成礦系統(tǒng)，即噴口以下的熱水補(bǔ)給系統(tǒng) 噴口以上的噴流沉積系統(tǒng)。 補(bǔ)給系統(tǒng)：海底以下-網(wǎng)脈狀礦化，礦化晚，屬后生成礦作用； 噴流沉積系統(tǒng)：海底以上-層狀、似層狀或透鏡狀礦體，同時(shí)形成，典型的同生成礦作用。 對(duì)傳統(tǒng)三個(gè)成礦系列組合的沖擊，產(chǎn)生第四個(gè)成礦系列組合，即地殼含礦熱水成礦系列組合（陳毓川，1997）。9熱水噴流礦床的特征 （1）伴有典型的噴流巖

4、（exhalite，熱水沉積巖）：硅質(zhì)巖、條帶狀含電氣石巖或電氣石巖、條帶狀含長(zhǎng)石巖或富長(zhǎng)石巖、透輝巖與透閃巖（或雙透巖）、重晶石或石膏層等。 （2）具層控和時(shí)控。在一地區(qū)礦體賦存于一定層位，如長(zhǎng)江中下游鐵、銅礦床產(chǎn)于中石炭統(tǒng)黃龍灰?guī)r下部。 （3）礦體呈層狀、似層狀或透鏡狀，礦體隨地層褶皺而褶皺。部分礦床具典型的“雙層”構(gòu)造，上部層狀礦體，下部細(xì)脈狀、筒狀含礦蝕變體。 10（4）組構(gòu)和特征組分：具有微層理、微細(xì)沉積韻律，具有順層條帶狀、順層揉皺等構(gòu)造以及顯微球粒狀、同心環(huán)帶、生物和鮞狀等結(jié)構(gòu)，反映同生沉積特征。 礦石中廣泛發(fā)育膠黃鐵礦，具有兩種特征的顯微結(jié)構(gòu)： 顯微球粒結(jié)構(gòu) 同心環(huán)帶結(jié)構(gòu)其形成

5、最早，被晚期硫化物或氧化物礦物包裹或交代。11（5）具有兩套成礦系統(tǒng)： 不對(duì)稱蝕變作用：層狀礦下盤蝕變，上盤無(wú)蝕變。 在火山巖容礦的熱水噴流沉積礦床（ VMS ）中，通道常見綠泥石化、硅化及鈉長(zhǎng)石化、碳酸鹽化；層狀礦體下盤發(fā)育黃鐵絹英巖化； 在沉積巖容礦的噴流熱水沉積礦床（Sedex）中，噴流通道中常見硅化及電氣石化、鈉長(zhǎng)石化；層狀礦的下盤僅見白云石化、電英巖化和綠泥石化。12二、現(xiàn)代熱水噴流成礦作用 古代地質(zhì)記錄中，以火山巖為容礦和以沉積巖為容礦巖石的硫化物礦床占重要地位，兩大類礦床的現(xiàn)代類比物已在現(xiàn)代海底大量發(fā)現(xiàn)，通常形成于張裂或裂谷作用階段，并隨張裂盆地的發(fā)育，形成各具特色的硫化物礦床，

6、構(gòu)成完整的成礦譜系。 從146個(gè)已知的熱水活動(dòng)區(qū)和硫化物礦床，主要分布在4種構(gòu)造環(huán)境：即大洋中脊、洋內(nèi)弧后、陸內(nèi)弧后及陸內(nèi)裂谷。131.熱鹵水成礦作用(1)紅海熱鹵水與裂谷作用有關(guān)、受巖漿熱驅(qū)動(dòng)的熱水對(duì)流體系，高密度的熱鹵水覆蓋在尚未固結(jié)的含金屬軟泥上。(2)Salton海熱鹵水成礦與裂谷作用有關(guān)1415162.現(xiàn)代洋底熱水噴流成礦作用（1）現(xiàn)代洋底噴流作用特征：a.構(gòu)造背景及類型洋中脊弧后盆地和海山b.兩種形式高溫集中噴流低溫滲流17c.化學(xué)性質(zhì)通常呈酸性，而海水為偏堿性，利于金屬萃取和沉淀。流體中不同元素的來(lái)源不同，且同種元素常具有多來(lái)源的混源特征。代表了熱液循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)巖石、巖漿熱液、海水

7、相互作用。18d.物理性質(zhì)溫度多在2-350之間。流量大。鹽度變化大。密度較周圍海水小。192021（2）現(xiàn)代洋底噴流成礦作用的機(jī)理a.流體與熱源被加熱的海水巖漿b.流體通道與蓋層高孔隙度的熔巖和深斷裂阻擋流體滲透，使之集中排泄c.礦質(zhì)來(lái)源及沉淀機(jī)制洋殼玄武巖沸騰作用和與冷的海水的混合22d.生物媒介作用23知識(shí)鏈接 與VMS有關(guān)的大地構(gòu)造24海底地形 1、大洋中脊 2、大洋盆地 3、大陸邊緣25大陸邊緣 大陸和大洋盆地之間廣闊的過渡地帶，即從海岸線至深海底之間，叫做大陸邊緣（Continental margin）。大陸邊緣按其形態(tài)、地貌單元的發(fā)育情況及和板塊活動(dòng)的關(guān)系分為:被動(dòng)大陸邊緣（或叫

8、大西洋型大陸邊緣）活動(dòng)大陸邊緣（又叫太平洋大陸邊緣）,包括： 西太平洋型（溝-弧-盆體系型） 安底斯型（溝-火山弧型）。26被動(dòng)大陸邊緣1959年，希曾總結(jié)了北大西洋詳細(xì)測(cè)深成果，將大陸邊緣劃分為大陸架、大陸坡和大陸麓三部分：大陸架（shelf）：濱臨海岸、淺水、是大陸向海的自然延伸，寬0-1300km，向海微傾斜，坡度1/1000，陸架外緣平均水深130m，最深550m。大陸坡（slope）：位于大陸架向洋一側(cè)，坡度較陡（3- 6），寬數(shù)十-數(shù)百公里，坡度1/401/6，為陸架外斜坡。大陸麓（rise）：是陸坡坡腳下由沉積物堆積成的和緩平坦坡，寬達(dá)數(shù)百-上千公里，平均坡度1/300，常從25

9、00-3000m水深處開始至5000m大洋盆地。大陸邊緣濱臨大陸這個(gè)物源地，是地球上最重要的沉積區(qū)，大陸架和陸坡上的沉積物最厚可達(dá)數(shù)公里；大陸麓上的沉積物最厚可達(dá)10km，沉積總量超過大陸架。2728活動(dòng)大陸邊緣A安底斯型：包括：火山弧、弧前盆地、海溝B西太平洋型：大陸邊緣的構(gòu)造單元包括：弧后盆地（邊緣海）、島弧、弧前盆地、海溝2930島?。ɑ鹕交。u弧是指海洋中呈線狀分布的弧形列島。它們大多位于大陸與大洋的交界處?；〉耐姑嬉话愣汲虼笱蟆Ｔ诖笱笠粋?cè)有海溝與其平行分布，構(gòu)成島弧海溝系。 從地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，將島弧的定義說成是有海溝，活火山以及深源地震三種現(xiàn)象的地帶，而且這里是現(xiàn)代地殼最活動(dòng)的地帶

10、。島弧的形成，按板塊構(gòu)造說，是由于從洋中脊上升的地幔對(duì)流在大陸附近碰撞巖石圈，大洋殼向大陸殼下面俯沖，形成海溝。俯沖帶的前端在地幔中熔融上升成為侵入巖體或火山，形成島弧。31三、熱水噴流礦床的類型 礦床的物質(zhì)組成 塊狀硫化物 礦床貧硫化物型 噴流礦床容礦巖石礦石組成或成礦元素組合大地構(gòu)造環(huán)境缺乏系統(tǒng)的研究32VMS礦床的基本特征1.與同時(shí)代的鎂鐵質(zhì)和長(zhǎng)英質(zhì)火山巖、火山碎屑巖關(guān)系密切，形成于火山活動(dòng)的間歇期。2.礦體有整合和不整合兩類。整合礦體呈層狀，塊狀構(gòu)造，與上盤界限清楚而向下逐漸過渡為浸染狀、細(xì)網(wǎng)脈狀礦石構(gòu)成的不整合型礦體。3.上下，內(nèi)外，礦化分帶為CuPbZn。4.噴流形成的硅質(zhì)巖（富鐵

11、或富錳）分布于塊狀礦石之上或外延。5.除別子型外，整合礦體的下盤巖石存在綠泥石和絹云母的蝕變。33VMS型礦床根據(jù)形成的大地構(gòu)造環(huán)境，分為四類：1. 黑礦型：指匯聚板塊邊緣的島弧火山帶和弧后盆地，與雙峰（？）拉斑玄武巖，鈣堿性熔巖套，火山碎屑巖有關(guān)。Pb-Zn-Cu（Ag-Au）2. 塞浦路斯型：產(chǎn)在擴(kuò)張洋中脊和蛇綠巖套有關(guān)。Cu，Au3. 別子型：產(chǎn)在弧前海溝，與基性巖、拉斑玄武巖，雜砂巖，頁(yè)巖有關(guān)。Cu-Zn（Au）4. 諾蘭達(dá)型：產(chǎn)在消亡板塊邊緣的俯沖帶，與分異完全的玄武巖-流紋安山巖巖套，火成碎屑巖，雜砂巖有關(guān)。Zn-Cu（Ag-Au）3435363738SMS型礦床的基本特征1.礦化圍巖為陸源海相碎屑巖和臺(tái)地相碳酸鹽。2.層狀礦體由低銅的塊狀礦石組成的透鏡狀板狀礦體（與圍巖整合一致）及其邊緣部分組成。3.礦體下盤存在少量網(wǎng)脈狀、脈狀硫化物，伴隨硅化蝕變。4.在水平和垂向上由內(nèi)向外，由下向上發(fā)育（Cu）PbZn（Ba）的分帶。5.與同沉積斷裂系統(tǒng)關(guān)系密切。成礦時(shí)活動(dòng)，作為熱液通道，后期變形中可能活化。6.通常礦化和含礦圍巖中缺乏巖漿成因的組分。不過少數(shù)礦區(qū)礦化與鎂鐵質(zhì)或其它巖漿活動(dòng)有關(guān)。39同沉積斷層同沉積斷層又稱生長(zhǎng)斷層，主要發(fā)育于沉積盆地邊緣。在沉積盆地發(fā)育過程中斷層持續(xù)活動(dòng)，造成盆地不斷沉降，沉積持續(xù)進(jìn)行，盆地外圍不斷隆起。主要特點(diǎn)