礦床學講稿a矽卡巖

1、礦床地質(zhì)學ORE DEPOSITS第二篇11. 巖漿礦床的兩種成礦方式及其主要特點？2. 巖漿礦床的共同特點是什么？3. 偉晶巖礦床的帶狀構(gòu)造特點。上節(jié)課復習2J4。氣化-熱液礦床一、氣化-熱液成礦作用 1 氣化-熱液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成礦意義 2 氣液的物理化學特征 3 含礦氣液的來源 4 氣液中有用組分的搬運與沉淀 5 圍巖蝕變（wallrock alteration） 6 氣液礦床分類二、矽卡巖礦床 1 矽卡巖礦床的形成過程 2 矽卡巖礦床的成礦地質(zhì)條件及主要特征第8章 內(nèi)生礦床3J4。氣化-熱液礦床Pneumato Hydrothermal

2、 Deposit一、氣化-熱液成礦作用 1 氣化-熱液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成礦意義 2 氣液的物理化學特征 （1）氣液的成分 H2O CO2 H2S （2）氣液的溫度、壓力和物態(tài) 3 含礦熱液的來源 巖漿熱液 magmatic hydrothermal fluid 地下水熱液（大氣降水）meteoric water 海水熱液 sea water 變質(zhì)熱液 metamorphic hydrothermal fluid 4 氣液中有用組分的搬運與沉淀 （1）成礦元素的搬運形式 （2）充填作用（filling）和交代作用（metasomatim） 5 圍巖

3、蝕變（wallrock alteration） 6 氣液礦床分類 （1）矽卡巖礦床 （2）熱液礦床41 氣化-熱液（pneumato hydrothermal fluid）概念 氣化-熱液簡稱氣液，是在一定深度(幾至幾十km)下形成的，具有一定溫度(一般為50600)和一定壓力(一般為n250MPa)的氣態(tài)、液態(tài)和超臨界流體。當氣液含成礦物質(zhì)時，就稱為含礦氣液(或稱成礦氣液、成礦熱液)。 其成分以H2O為主，有時CO2占很大比例，常含有CH4、H2S、CO、SO2等揮發(fā)性氣體成分和K+、Na+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、SO42-、HCO3-等離子成分。成礦溶液中還有W、Sn、Mo、A

4、u、Ag、Cu、Pb、Zn等多種成礦元素。53 含礦熱液的來源1) 巖漿熱液magmatic hydrothermal fluid： 巖漿在侵入和噴發(fā)過程中，隨著溫度和壓力的下降，硅酸鹽熔體不斷地結(jié)晶，H2O等揮發(fā)分就從巖漿中分離出來，形成高溫氣液。一些成礦元素傾向富集于氣液中，這種含礦氣液在巖體邊緣和圍巖的裂隙中運移，當物理化學條件發(fā)生變化時，就可在有利的地段形成礦床。巖漿熱液的形成巖漿熱液與下滲地下水的混合的形成6長白山天池附近火山巖(右)附近的溫泉熱水含大量的S, 溫泉水流經(jīng)的地段沉淀黃褐色硫磺(下)72) 地下水熱液meteoric water ： 從地表滲透到地下深處的大氣降水，可在

5、地下環(huán)流中受熱并與流經(jīng)的巖石發(fā)生相互作用，溶解巖石中的有用成礦元素，運移至有利的地質(zhì)環(huán)境中沉淀形成各種熱液礦床。82) 地下水熱液meteoric water （續(xù)）： 從地表滲透到地下深處的大氣降水，在地下環(huán)流中溶解銅礦床巖石中的Cu，形成硫酸銅溶液帶出地表成為硫酸銅溪流。西藏玉龍銅礦西藏廳宮銅礦93) 海水熱液 sea water ： 在海洋擴張中心、火山島弧、大陸邊緣及海洋島嶼地區(qū)，下滲的海水可沿裂隙到達地殼深部受熱形成環(huán)流。環(huán)流過程中也可萃取流經(jīng)圍巖中大量的成礦物質(zhì)，然后通過斷裂、火山口或海底擴張脊再流入海中，與海水作用形成熱液礦床。10 現(xiàn)代深海鉆探已積累了大量資料，證明海底正在進行

6、的熱液成礦作用。20世紀90年代初在東太平洋海嶺(南緯2131)水深2800m處發(fā)現(xiàn)走向南北，長11km的“黑煙囪”(Blacksmoker),即現(xiàn)代海底塊狀硫化物礦床。1985年在北緯26、西經(jīng)45大西洋中脊水深25004000m處發(fā)現(xiàn)高溫熱液活動形成的“土丘”(高40m、直徑250m)中心溫度達366富金屬流體。1997年在新西蘭東北部采集到含金達23%的異常礦石，并在水下25km處發(fā)現(xiàn)直徑37m的熱液“噴口”。11124) 變質(zhì)熱液metamorphic hydrothermal fluid ： 由變質(zhì)作用(包括一般區(qū)域變質(zhì)、混合巖化和花崗巖化作用)而形成的含礦溶液，統(tǒng)稱為變質(zhì)熱液會聚板

7、塊邊界可能產(chǎn)生的變質(zhì)熱液13陜南漢陰黃龍金礦, 由變質(zhì)熱液形成的石英脈透鏡體14J4。氣化-熱液礦床Pneumato Hydrothermal Deposit一、氣化-熱液成礦作用 1 氣化-熱液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成礦意義 2 氣液的物理化學特征 （1）氣液的成分 H2O CO2 H2S （2）氣液的溫度、壓力和物態(tài) 3 含礦熱液的來源 巖漿熱液 magmatic hydrothermal fluid 地下水熱液（大氣降水）meteoric water 海水熱液 sea water 變質(zhì)熱液 metamorphic hydrothermal flu

8、id 4 氣液中有用組分的搬運與沉淀 （1）成礦元素的搬運形式 （2）充填作用（filling）和交代作用（metasomatim） 5 圍巖蝕變（wallrock alteration） 6 氣液礦床分類 （1）矽卡巖礦床 （2）熱液礦床154 氣液中有用組分的搬運與沉淀（1）成礦元素的搬運形式 硫化物形式；鹵化物形式； 絡合物形式；膠體形式16（2) 充填作用和交代作用 1）充填作用 Filling： 氣水溶液在化學性質(zhì)不活潑的圍巖中流動時，一般與圍巖沒有明顯的化學反應和物質(zhì)的相互交換，氣水溶液中的有用組分是由于物理化學條件變化的影響，直接沉淀在圍巖裂隙和空洞中，這種作用稱充填作用。充填脈

9、的形成17晶洞中的充填作用，形成巨晶各種充填作用形成的裂隙脈充填作用形成的角礫狀構(gòu)造182) 交代作用 Metasomatism： 氣水溶液在化學性質(zhì)較活潑的圍巖裂隙和孔隙中流動時，溶液與圍巖中某些礦物起化學反應，并同時發(fā)生極細微狀態(tài)下的溶解作用和沉淀作用，原有礦物逐漸被溶解掉而代之以新礦物。這種作用稱交代作用，19黃鐵礦呈蠕蟲狀交代殘余，分布在方鉛礦中交代作用特征205 圍巖蝕變 Wallrock Alteration 氣水溶液在沉淀成礦的同時，也與圍巖發(fā)生交代反應，使圍巖發(fā)生化學變化。這種現(xiàn)象叫作圍巖蝕變，蝕變后的圍巖叫作蝕變圍巖。圍巖蝕變的強度、范圍決定于氣水溶液組分、溫度和圍巖的性質(zhì)。

10、氣水溶液組分愈活潑、壓力及溫度越高，圍巖的蝕變就越強烈；圍巖的化學性質(zhì)越活潑，蝕變就越徹底；圍巖中裂隙越發(fā)育，越有利氣水溶液的滲透，蝕變的范圍就越廣。圍巖蝕變命名 蝕變后只產(chǎn)生某一種新礦物，則稱化，如絹云母化、綠泥石化、石英化等； 產(chǎn)生兩種以上的新礦物，則稱巖化，如云英巖化、矽卡巖化等等。 用化學元素來命名，如硅化、鉀化。21圍巖蝕變現(xiàn)象,陜南漢陰黃龍金礦22常見的圍巖蝕變類型23常見的圍巖蝕變類型矽卡巖化（安徽銅陵銅官山銅礦）24常見的圍巖蝕變類型石榴石透輝石矽卡巖化（內(nèi)蒙白音諾鉛鋅礦）25常見的圍巖蝕變類型硅化、絹英巖化、黃鐵絹英巖化（內(nèi)蒙赤峰紅花溝金礦）鉀化26常見的圍巖蝕變類型綠泥石化

11、、青磐巖化（內(nèi)蒙赤峰索虎溝金礦）27圍巖蝕變顯微鏡下照片鉀長石化絹云母化（弱）絹云母化（強）絹云母化（已成為絹云片巖）殘留斜長石絹云母28圍巖蝕變顯微鏡下照片（續(xù)）綠簾石化綠泥石化黃鐵礦化碳酸鹽化29礦化期和礦化階段1) 礦化期代表一個較長的成礦作用過程，它是根據(jù)成礦體系物理化學條件的顯著變化來確定的。如矽卡巖礦床一般分為矽卡巖成礦期和熱液石英硫化物成礦期，兩者成礦物理化學條件有明顯的區(qū)別。2) 礦化階段代表一個較短的成礦作用過程，表示一組或一組以上的礦物在相同或相似的地質(zhì)或物理化學條件下形成的過程。礦化階段與構(gòu)造裂隙的階段性發(fā)育和與此有關(guān)的熱液間隙性活動有關(guān)，每個礦化階段代表一次熱液活動。早

12、階段的礦物組合常被晚階段的礦物組合穿插交代或包圍膠結(jié)，據(jù)此可確定礦化階段的先后關(guān)系。30右：磁鐵礦（早階段）中的黃銅礦短脈（晚階段）湖北大冶鐵礦左：方解石中的黃銅礦脈湖北大冶鐵礦31J4。氣化-熱液礦床Pneumato Hydrothermal Deposit一、氣化-熱液成礦作用 1 氣化-熱液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成礦意義 2 氣液的物理化學特征 （1）氣液的成分 H2O CO2 H2S （2）氣液的溫度、壓力和物態(tài) 3 含礦熱液的來源 巖漿熱液 magmatic hydrothermal fluid 地下水熱液（大氣降水）meteoric wat

13、er 海水熱液 sea water 變質(zhì)熱液 metamorphic hydrothermal fluid 4 氣液中有用組分的搬運與沉淀 （1）成礦元素的搬運形式 （2）充填作用（filling）和交代作用（metasomatism） 5 圍巖蝕變（wallrock alteration） 6 氣液礦床分類 （1）矽卡巖礦床 （2）熱液礦床325 氣液礦床的分類 （1) 矽卡巖礦床：是產(chǎn)在中酸性侵入體和碳酸鹽巖圍巖接觸帶中，與矽卡巖化有成因聯(lián)系的礦床，也叫接觸交代礦床。這是在中等深度，含礦氣水溶液中的有用組分以化學交代作用而形成的礦床。 （2） 熱液礦床：是由各種成因的含礦氣水溶液，在一定的

14、物理化學條件下，在有利的構(gòu)造或圍巖中，以充填或交代成礦方式所形成的礦床。它與矽卡巖礦床的主要區(qū)別是不伴生有矽卡巖化圍巖蝕變，而且不一定產(chǎn)出于巖漿巖與碳酸鹽巖石的接觸帶。根據(jù)成礦溶液的來源和成因，可劃分為：巖漿熱液礦床、地下水熱液礦床和變質(zhì)熱液礦床。33二、矽卡巖礦床 Skarn Deposit 1 矽卡巖礦床的形成過程 （1）矽卡巖期 （2）石英硫化物期 2 矽卡巖礦床的成礦地質(zhì)條件及主要特征 （1）巖漿巖條件（及成礦專屬性） （2）圍巖條件（碳酸鹽巖特征） （3）地質(zhì)構(gòu)造條件3 矽卡巖礦床的主要類型及實例 （1）矽卡巖鐵礦床湖北大冶鐵（銅）礦床 （2）矽卡巖銅礦床安徽銅官山銅礦床 （3）矽卡

15、巖鉬礦床遼寧楊家仗子鉬礦床34小銅官山夕卡巖（磁鐵礦層已采光）。安徽繁昌長龍山鐵礦。35湖北黃石大冶鐵礦NNESSW36二、矽卡巖礦床 Skarn Deposit 1 矽卡巖礦床的形成過程 （1）矽卡巖期 生成Ca、Fe、Mg硅酸鹽礦物，鋁硅酸鹽礦物，無石英生成。 1）早期矽卡巖階段（無水硅酸鹽階段） CaCO3+MgCO3+2SiO2=CaMgSiO32+CO2 透輝石3 CaCO3 + Fe2O3 +3SiO2 = Ca3Fe2 SiO43+3CO2 鈣鐵榴石 2）晚期矽卡巖階段（含水硅酸鹽階段） 2CaCO3+5MgCO3 +8SiO2 +H2O = Ca2Mg5 Si8O22 (OH)

16、 2 +7CO2 透閃石 此階段有磁鐵礦形成 3）氧化物階段 形成白鎢礦、錫石、赤鐵礦（鏡鐵礦）， 少量磁鐵礦 SiO2MgOCaOSi,Fe,AlSKC37條帶狀夕卡巖（夕卡巖化大理巖）石榴石自形晶塊狀磁鐵礦-赤鐵礦安徽銅陵38（2）石英硫化物期 4）早期硫化物階段（Fe-Cu硫化物階段） 形成黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂、輝鉬礦、輝鉍礦 5）晚期硫化物階段（Pb-Zn硫化物階段） 形成方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦，部分黃銅礦392 矽卡巖礦床的成礦地質(zhì)條件及主要特征 （1）巖漿巖條件（及成礦專屬性） 閃長巖Fe 石英閃長巖、花崗閃長巖Cu 花崗巖Mo、W、Sn、Pb、Zn （2）圍巖條件（碳酸鹽巖特征） 灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云