【礦床學(xué)B-孫景貴】第四章-熱液礦床-矽卡巖型礦床課件

四、熱液礦床的類型及特征內(nèi)容提要（一）熱液礦床的分類（二）矽卡巖型礦床（三）斑（玢）巖型礦床（四）高、中溫?zé)嵋好}型礦床（五）低溫?zé)嵋旱V床四、熱液礦床的類型及特征內(nèi)容提要1內(nèi)容提要（一）熱液礦床的分類（二）矽卡巖型礦床（三）斑（玢）巖型礦床（四）高、中溫?zé)嵋好}型礦床（五）低溫?zé)嵋旱V床四、熱液礦床的類型及特征內(nèi)容提要四、熱液礦床的類型及特征2（一）熱液礦床的分類1、以成礦溫度和深度/壓力的分類

1933年美國學(xué)者W·林格侖首先提出：按礦床形成的溫度和深度來分類方案；即：（1）高溫深成熱液礦床；（2）中溫中深熱液礦床；（3）低溫淺成熱液礦床；以及遠(yuǎn)成熱液礦床（遠(yuǎn)溫礦床）和高溫淺成熱液礦床等概念（一）熱液礦床的分類1、以成礦溫度和深度/壓3（一）熱液礦床的分類前蘇聯(lián)學(xué)者塔塔林諾夫進(jìn)一步把熱液礦床分為兩類六種：（1）中深或極深成的熱液礦床（高、中、低溫）（2）淺成或近地表的熱液礦床（高、中、低溫）關(guān)于溫度和深度的界限，一般認(rèn)為：高溫范圍——500～300℃,深成——>3km

中溫范圍——300～200℃,中深——3～1.5km

低溫范圍——200～50℃,淺成——<1.5km

（一）熱液礦床的分類前蘇聯(lián)學(xué)者塔塔林諾夫進(jìn)一步把熱液礦床4（一）熱液礦床的分類2、成礦熱液的來源根據(jù)成礦熱液的來源，分成四類：（1）巖漿熱液礦床；（2）火山噴氣熱液礦床；（3）地下水熱液礦床；（4）變質(zhì)熱液礦床；（一）熱液礦床的分類2、成礦熱液的來源5熱液礦床的分類3、成礦模式分類最近幾年來，有些研究者提出利用成礦模式對熱液礦床進(jìn)行分類，如：斑巖型－淺成熱液礦床；云英巖－石英脈型；噴流沉積模式等但是由于熱液礦床種類繁多，許多類型礦床的模式至今還未能建立.熱液礦床的分類3、成礦模式分類6熱液礦床的分類4、成礦地質(zhì)環(huán)境熱液礦床類型與成礦地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)，80年代以來，如：Guilert（1981）主要依據(jù)礦床所處的板塊構(gòu)造位置來分類；GuilertJM和ParkCF（1999）最近在《TheGeologyofOreDeposits》一書中的分類也受其影響，主要依據(jù)礦床的產(chǎn)出環(huán)境來分類（造山型，地幔柱，島弧等）熱液礦床的分類4、成礦地質(zhì)環(huán)境7熱液礦床的分類5、成礦溫度、成礦地質(zhì)環(huán)境以及礦床成因本次授課采用成礦溫度、成礦地質(zhì)環(huán)境與礦床成因相結(jié)合，將熱液礦床類型分如下四種為：矽卡巖型礦床/接觸交代型礦床斑（玢）巖型礦床高中溫?zé)嵋好}型礦床低溫?zé)嵋盒偷V床熱液礦床的分類5、成礦溫度、成礦地8熱液礦床的分類

I.矽卡巖型礦床

i.

矽卡巖型鐵礦床；ii.

矽卡巖型銅礦床；iii.矽卡巖型鉬礦床；

iv.

矽卡巖型鎢礦床；v.

矽卡巖型鉛鋅礦床；

II.

斑（玢）巖型礦床

i.

斑巖型礦床

a)斑巖型銅礦床；b)富金斑巖型礦床；c)斑巖型鉬礦；

d)

斑巖型鎢礦床；e)斑巖型錫礦床；f)斑巖型鉛鋅礦床

ii.玢巖型鐵礦床III.高、中溫?zé)嵋好}型礦床

i.高溫?zé)嵋好}型礦床

a)

云英巖型鎢-錫石英脈型礦床；b)

鈉長巖型稀有、稀土元素礦床

ii.中溫?zé)嵋好}型礦床

a)中溫?zé)嵋好}型金礦床；b)

中溫?zé)嵋好}型鉛鋅多金屬礦床IV.低溫?zé)嵋旱V床

i.淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床

a)

高硫化型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床；b)低硫化型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床

ii.

卡林型金礦床；

iii.

密西西比河谷型鉛、鋅礦床

iv.

似層狀汞、銻礦床a)似層狀汞礦床；b)似層狀銻礦床熱液礦床的分類I.矽卡巖型9（二）矽卡巖型礦床矽卡巖型礦床的概念矽卡巖型礦床的形成條件矽卡巖型礦床的地質(zhì)特征矽卡巖礦床的類型和特征（二）矽卡巖型礦床矽卡巖型礦床的概念10

1、矽卡巖和矽卡巖礦床的概念（1）矽卡巖：是一套大多生成于中淺成條件下，賦存于火成巖與碳酸鹽巖及其它含鎂、鈣較高的沉積巖的接觸帶附近，主要由石榴石、輝石及其它的鈣、鎂、鐵、鋁的硅酸鹽組成的蝕變巖組合.（2）矽卡巖（型）礦床——是指產(chǎn)于中酸性侵入體與碳酸鹽巖(或凝灰?guī)r、安山巖等)接觸帶及其附近，由含礦氣水熱液通過交代作用形成的、且在空間上與矽卡巖有密切成因關(guān)系的一類礦床.1、矽卡巖和矽卡巖礦床的概念11（二）矽卡巖型礦床

2、工業(yè)價值在我國具有特殊地位，即：礦種多、品位高和綜合利用程度高等.（1）礦種多：Fe、Cu、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Au、Be、B、石棉等如：銅礦占我國銅總儲量的第三位（16.4%），富銅礦儲量的第二位，鐵礦占富礦儲量的第一位（38.0%）（2）品位高——富銅、富鐵（3）綜合利用程度高經(jīng)常伴生Ni、Bi、Se、Te、Au、Ag等稀有、分散和貴金屬元素，有的含量很高，可綜合利用（二）矽卡巖型礦床2、工業(yè)價值12物理化學(xué)條件巖漿巖條件圍巖條件構(gòu)造條件3、矽卡巖型礦床的形成條件物理化學(xué)條件3、矽卡巖型礦床的形成條件13（1）物理化學(xué)條件1）溫度形成溫度:900℃～200℃，為氣化至熱液階段的產(chǎn)物.2）壓力與深度一般為形成于中深條件下交代作用形成，交代過程基本形式：

CaCO3+MgCO3+2SiO2→CaMgSi2O6（Di）+2CO2

如果形成部位過深，壓力過大，上式中的CO2就難以從CaCO3中分出，從而不利于矽卡巖的形成。據(jù)Einaudi等（1981）對130個研究較好的矽卡巖型礦床的統(tǒng)計，其形成壓力為3×107~3×108(Pa)。（1）物理化學(xué)條件143）其它物理化學(xué)條件還受pH值、fO2、fCO2和fso2等也是影響，也是制約礦床形成過程的重要參數(shù)例如：在形成的矽卡巖型鎢礦床過程中：高fO2條件下，含鉬較高；低fO2條件下含錫較高.3）其它物理化學(xué)條件15(2)巖漿巖條件1)主要與中酸性侵入巖有關(guān)鈣堿性系列:花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖；堿性系列:堿性正長巖、花崗正長巖、石英二長巖、二長巖；2)成礦專屬性：石英閃長巖、閃長巖—Fe；花崗閃長巖、石英二長巖—Cu、Pb、Zn；花崗巖—W、Sn、Mo.3)巖體大小、形態(tài)和時代A）中小型、中淺成(中深成)巖體有利于成礦B）形態(tài)越復(fù)雜，越有利于成礦(巖株、巖脈、巖瘤等)C）中、新生代為主(2)巖漿巖條件16圖遼南銅礦地質(zhì)剖面圖1-銅礦體；2-花崗巖類；3-大理巖巖體的凹入部位要較凸出部位更有利于成礦圖遼南銅礦地質(zhì)剖面圖巖體的凹入部位要較凸出部位更有利于成（3）圍巖條件1)巖性

(Ⅰ)主要是碳酸鹽類巖石,即：化學(xué)性質(zhì)活潑、性脆、滲透性強(qiáng)、富含MgO、CaO(Ⅱ)部分火山巖，如:安山巖、英安巖、凝灰?guī)r等2)圍巖控制矽卡巖類型鈣質(zhì)碳酸鹽巖--鈣矽卡巖鎂質(zhì)碳酸鹽巖--鎂矽卡巖——常具明顯的層控性（3）圍巖條件18矽卡巖礦物分類表矽卡巖礦物分類表19（4）構(gòu)造條件

1)接觸帶構(gòu)造圖整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖1-浮土；2-大理巖；3-花崗巖；4-錫礦體；5-銅礦體；6-鉛鋅礦體；7-矽卡巖

A、“整合”接觸型接觸面與圍巖層面一致矽卡巖和礦體形態(tài)規(guī)則似層狀和透鏡狀礦體（4）構(gòu)造條件圖整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖A、“整合”20接觸帶構(gòu)造圖——不整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖l-第四系；2-上部嘉陵江灰?guī)r；3-下部嘉陵江灰?guī)r；4-大冶灰?guī)r；5-白云巖；6-花崗閃長斑巖；7-鉬礦體；8-銅礦體

B、“不整合”接觸型接觸面產(chǎn)狀與圍巖層面斜交矽卡巖及礦體形態(tài)復(fù)雜多變，常呈透鏡狀、不規(guī)則狀接觸帶構(gòu)造圖——不整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖B、“不整21**接觸帶向巖體的內(nèi)凹部位有利于成礦**接觸帶向巖體的內(nèi)凹部位有利于成礦22**接觸帶被斷裂交錯部位有利于成礦**接觸帶被斷裂交錯部位有利于成礦232)圍巖層理、層間破碎帶圍巖的層理面、不同巖性的巖層之間的接觸面、層間斷裂、破碎帶和層間剝離。在遠(yuǎn)離侵入體的圍巖中形成穩(wěn)定的似層狀礦體或透鏡狀礦體圖受圍巖層理、層間碎破帶控制的矽卡巖型礦床剖面圖

l-浮土；2-大理巖；3-矽卡巖；4-白云巖；5-砂巖；6-頁巖；7-花崗斑巖；8-銅礦體；9-鉛鋅礦體；10-角礫巖2)圍巖層理、層間破碎帶圖受圍巖層理、層間碎破帶控制的243)構(gòu)造裂隙和斷裂巖漿巖的侵入接觸帶往往就是斷裂構(gòu)造帶，穿切接觸帶的斷裂---脈狀、分枝狀礦體；斷裂構(gòu)造交匯處---囊狀、柱狀富礦體；未經(jīng)錯動的接觸帶對形成矽卡巖型礦床不利;4)褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造主要表現(xiàn)在對巖體及含礦熱液流通的控制。背斜構(gòu)造的軸部、傾伏端、軸線轉(zhuǎn)折處等，因空隙較大而有利于礦液的流動，所以是形成矽卡巖和礦體的有利部位.

3)構(gòu)造裂隙和斷裂25褶皺構(gòu)造和矽卡巖型礦化的關(guān)系1-巖漿巖；2-灰?guī)r；3-砂巖；4-礦體；5-斷層褶皺構(gòu)造和矽卡巖型礦化的關(guān)系265)捕虜體構(gòu)造捕虜體中的褶皺、斷裂和層間破碎帶構(gòu)造影響矽卡巖和礦體的形態(tài)和分布產(chǎn)于捕虜體內(nèi)的矽卡巖型鐵礦地質(zhì)圖

1-石灰?guī)r；2-閃長巖；3-鐵礦體5)捕虜體構(gòu)造產(chǎn)于捕虜體內(nèi)的矽卡巖型鐵礦地質(zhì)圖274、矽卡巖型礦床的地質(zhì)特征礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)與規(guī)模礦石特征礦床的分帶性成礦階段成礦作用礦床成因4、矽卡巖型礦床的地質(zhì)特征礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)與規(guī)模28（1）礦體形態(tài)、產(chǎn)狀與規(guī)模形態(tài)——產(chǎn)于接觸帶及其附近。一般距接觸面100--200m范圍內(nèi)；多呈似層狀、透鏡狀、巢狀、柱狀、脈狀、囊狀、瘤狀等.規(guī)?！笮〔坏?，一般長200～500m、厚10～30m、延深100～200m。矽卡巖型礦床的產(chǎn)出位置示意圖（1）礦體形態(tài)、產(chǎn)狀與規(guī)模形態(tài)矽卡巖型礦床的產(chǎn)出位置示意圖29（2）礦石的特征（i）礦石的礦物——由非金屬礦物、金屬礦物兩部分構(gòu)成非金屬礦物：Ga、Py及其它鈣、鎂，鐵，鋁的硅酸鹽礦物（如：鎂橄欖石、硅鎂石、符山石，方柱石、蛇紋石、透閃石、陽起石、綠泥石、綠簾石、金云母）等。石英、螢石、黃玉及含鎂、鐵的碳酸鹽礦物金屬礦物：以氧化物和硫化物為主（如：磁鐵礦、赤鐵礦、錫石、白鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、毒砂等）；（ii）結(jié)構(gòu)構(gòu)造各種交代結(jié)構(gòu)發(fā)育，塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造等；成礦溫度較高+有揮發(fā)性組份的參與→礦石多為粗粒結(jié)構(gòu)（2）礦石的特征（i）礦石的礦物30（3）礦床具有明顯的分帶性按出露位置，矽卡巖和金屬礦物均有明顯的分帶1）矽卡巖/硅酸鹽巖可分內(nèi)帶和外帶：內(nèi)帶：交代巖漿巖形成的矽卡巖帶——主要由較高溫礦物組成，如：主要礦物石榴石、輝石等，次要礦物有符山石、方柱石等。外帶：交代碳酸鹽巖等圍巖形成的矽卡巖帶——主要由高-中溫礦物組成（如：石榴石、輝石，角閃石、綠泥石、綠簾石、陽起石等；次要礦物有硅鈣硼石等）。距接觸帶較遠(yuǎn)的圍巖中，溫度降低，廣泛發(fā)育有石英、方解石，有時有螢石、重晶石等。（3）礦床具有明顯的分帶性31

2）金屬礦化的分帶性金屬氧化物帶：主要分布在靠近巖體一側(cè)的接觸帶上，和內(nèi)矽卡巖帶共生；主要礦物磁鐵礦、赤鐵礦等；金屬硫化物帶：主要分布在靠近圍巖一側(cè)的外接觸帶上，主要礦物為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等）鐵礦化帶：透輝石、石榴石矽卡巖帶內(nèi)；銅礦化帶：與矽卡巖伴生，礦物有綠簾石、透閃石等；鉛鋅礦化帶——矽卡巖體之外，靠近圍巖/灰?guī)r地段2）金屬礦化的分帶性323）形成時間和成分變化規(guī)律原生矽卡巖帶:由早期矽卡巖形成的帶疊加矽卡巖帶:由晚期矽卡巖疊加在早期矽卡巖上形成的帶；各矽卡巖帶中，由侵入體至圍巖：

——SiO2和Al2O3含量由高逐漸降低；

——CaO、MgO含量則由低逐漸升高；

——侵入體中的Fe2O3向圍巖方向遷移3）形成時間和成分變化規(guī)律33（4）矽卡巖礦床成礦期和階段*兩個礦化期，五個礦化階段矽卡巖期早期矽卡巖化階段；晚期矽卡巖化階段；氧化物階段；石英-硫化物期早期硫化物階段；晚期硫化物階段；（4）矽卡巖礦床成礦期和階段*兩個礦化期，五個礦化階段34矽卡巖期Ⅰ.早期矽卡巖階段高溫超臨界流體階段，或在高溫超臨界條件下形成的礦物組合：——以硅灰石、鈣鐵－鈣鋁榴石、透輝石－鈣鐵輝石為主，少量方柱石、符山石等包括：干矽卡巖亞階段無礦矽卡巖亞階段Ⅱ.晚期矽卡巖階段氣化－高溫?zé)嵋弘A段，或氣液對早期矽卡巖礦物有明顯的交代作用形成的礦物組合：陽起石、透閃石、角閃石、綠簾石、磁鐵礦、金屬氧化物等礦物組合的矽卡巖包括：濕矽卡巖亞階段磁鐵礦亞階段，發(fā)育形成鐵礦床矽卡巖期35Ⅲ.氧化物階段高溫?zé)嵋弘A段或鎢、錫礦床的主成礦階段，或矽卡巖期向金屬硫化物期過渡階段：硅酸鹽礦物：長石類：鉀長石、酸性斜長石；云母類：金云母、白云母、少量黑云母；少量石英和綠簾石等金屬礦物：磁鐵礦、白鎢礦、錫石、赤鐵礦、硅鈹石,少量硫化物（輝鉬礦、毒砂、磁黃鐵礦）；Ⅲ.氧化物階段36【礦床學(xué)B-孫景貴】第四章-熱液礦床-矽卡巖型礦床課件37（5）成礦作用矽卡巖型礦床的成礦作用主要包括：接觸滲濾交代作用接觸擴(kuò)散交代作用

1）接觸滲濾交代作用當(dāng)上升溶液沿幾乎垂直于灰?guī)r和硅鋁質(zhì)巖石的接觸面流動時，流經(jīng)巖石裂隙的流動溶液和圍巖發(fā)生反應(yīng)、溶解和吸取圍巖中的組份，并將組分帶至上層圍巖，進(jìn)而形成矽卡巖的一種作用.——熱液和巖石間的組份交換是通過交代作用動力：溫度梯度和壓力梯度——熱液能作較長距離的運(yùn)移，有可能形成厚大的交代帶（5）成礦作用矽卡巖型礦床的成礦作用主要包括：接觸滲濾交代38

2）接觸擴(kuò)散交代作用溶液和巖石間的組份交換是以停滯的巖石粒間溶液為介質(zhì)，組份的濃度差所引起的交代作用；即：上升溶液沿接觸面流動時：

CaO→硅鋁質(zhì)巖石方向擴(kuò)散

A12O3和SiO2→向灰?guī)r方向擴(kuò)散由于這種組份的交代是由雙方相互的擴(kuò)散作用進(jìn)行的，又稱為雙交代作用。其反應(yīng)如下：3CaCO3+A12O3+3SiO2→Ca3Al2Si3O12（鈣鋁石榴石)+3CO2↑

擴(kuò)散交代作用動力：濃度梯度——隨反應(yīng)帶厚度的增加和交代過程的停止而減小，擴(kuò)散作用不可能形成厚大的交代帶.2）接觸擴(kuò)散交代作用39（6）形成過程和成因形成過程（Ⅰ）早期高溫——超臨界流體交代作用為主；（Ⅱ）中高溫——以水為主的熱液交代作用為主；（Ⅲ）晚期中低溫——以H2O、CO2和H2S充填作用為主成礦物質(zhì)來源具有多源性，多數(shù)礦床成礦物質(zhì)來源是上地幔為主，也有的來自地殼；【巖漿巖、矽卡巖、礦體三者系同一巖漿-圍巖系統(tǒng)】雙交代演化過程的特定階段成礦（6）形成過程和成因40矽卡巖型鐵礦矽卡巖型銅礦床矽卡巖型鉬礦床矽卡巖型鎢礦床矽卡巖型鉛鋅礦床5、矽卡巖型礦床的類型和特征矽卡巖型鐵礦5、矽卡巖型礦床的類型和特征41

1、形成環(huán)境和專屬性（1）形成環(huán)境在世界范圍內(nèi)，多產(chǎn)于大洋島弧地帶；其次產(chǎn)在大陸邊緣造山帶和大陸邊緣裂谷帶中；（2）巖漿關(guān)系多與中淺成的閃長巖和花崗閃長巖侵入體有關(guān)，我國鐵礦主要類型，富鐵的重要來源。（3）分布廣泛，山東、河北、湖北、大興安嶺2、矽卡巖型鐵礦床的特征——以我國為例典型礦例山東金嶺鎮(zhèn)鐵礦床河北邯邢式鐵礦床湖北大冶鐵礦床矽卡巖型鐵礦床1、形成環(huán)境和專屬性矽卡巖型鐵礦床42（1）礦床規(guī)?！灾行途佣啵V石品位富，TFe=40-50％，尚有可綜合利用的Co、Cu等元素；（2）礦石構(gòu)造——以致密塊狀為主，也有浸染狀、條帶狀等；（3）礦體形態(tài)、大小——多呈似層狀、透鏡狀分布于內(nèi)接觸帶，少數(shù)呈脈狀或不規(guī)則狀產(chǎn)于巖體圍巖裂隙中；——長幾十-幾百米，少數(shù)長千米，延深100-200米，少數(shù)達(dá)千米，厚幾-幾十米，個別200米；（4）礦石礦物——金屬礦物主要有磁鐵礦和赤鐵礦，有時有少量的金屬硫化物（1）礦床規(guī)模43圖6-7西石門鐵礦床地質(zhì)剖面圖l-中奧陶統(tǒng)灰?guī)r；2-閃長巖；3-二長巖；4-鐵礦體及矽卡巖；5-第四系矽卡巖型鐵礦床圖6-7西石門鐵礦床地質(zhì)剖面圖矽卡巖型鐵礦床441、形成環(huán)境太平洋成礦帶是世界上矽卡巖型銅礦床分布的主要成礦帶，中、新生代是世界上矽卡巖型銅礦形成的主要成礦期；2、巖漿關(guān)系成礦與大陸邊緣造山帶的鈣堿性花崗閃長巖到石英二長巖、石英閃長巖等巖株有關(guān)，常與斑巖銅礦床相伴產(chǎn)出3、分布廣泛，是我國銅礦（富銅礦）的主要來源矽卡巖型銅礦床1、形成環(huán)境矽卡巖型銅礦床45矽卡巖型銅礦床的地質(zhì)特征——就我國而言典型礦例河北壽王墳銅礦床安徽銅官山銅礦床遼寧華銅銅礦床矽卡巖型銅礦床矽卡巖型銅礦床的地質(zhì)特征矽卡巖型銅礦床46（1）礦體分布——多數(shù)產(chǎn)于接觸帶，部分產(chǎn)于遠(yuǎn)離接觸帶的圍巖中（2）礦床形態(tài)：復(fù)雜，主要呈脈狀、透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀（3）礦石礦物——的銅礦物以黃銅礦、斑銅礦為主，Cu品位可達(dá)2-8%，此外，礦石中常含較多的磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦；（4）礦石品位——高，我國富銅礦石的主要來源之一；（5）規(guī)?！灾行⌒偷V床為主，除Cu外，尚有Mo、Pb、Zn、Au等伴生元素（6）伴生礦種——常與斑巖型銅礦床相伴產(chǎn)出，形成一個礦床成礦系列，這對找礦勘探工作有一定意義（1）礦體分布47圖壽王墳銅礦床剖面圖l-白云巖；2-花崗閃長巖；3-矽卡巖；4-角巖；5-鐵礦體；6-銅礦體；7-巖脈矽卡巖型銅礦床圖壽王墳銅礦床剖面圖矽卡巖型銅礦床48（1）鉬礦床——遼寧楊家杖子鉬礦床（2）鎢、錫礦床——湖南柿竹園鎢錫鉬鉍礦床其它類型接觸交代型礦床（1）鉬礦床其它類型接觸交代型礦床49不同類型矽卡巖礦床地質(zhì)特征一覽表礦床類型相關(guān)巖體礦體形態(tài)礦石組成礦床實(shí)例礦石礦物脈石礦物鎢礦中酸性似層狀、脈狀白鎢礦貧鐵矽卡巖礦物湖南柿竹園湖南瑤崗仙鉬礦酸性巖層狀、透鏡狀輝鉬礦透輝石、鈣鋁榴石遼寧楊家杖子鉛鋅中酸性、中性巖脈狀、透鏡狀、層狀方鉛礦、閃鋅礦矽卡巖礦物及綠泥石、云母、碳酸鹽湖南水口山鈹?shù)V酸性花崗巖脈狀、薄層狀礦體晚于矽卡巖日光鈹石、硅鈹石、符山石鈣質(zhì)、鎂質(zhì)矽卡巖礦物湖南香花嶺不同類型矽卡巖礦床地質(zhì)特征一覽表礦床相關(guān)礦體形態(tài)礦石組成礦

主要內(nèi)容1、矽卡巖與矽卡巖礦床的概念2、矽卡巖可分為哪幾類？3、矽卡巖型礦床的地質(zhì)特征主要表現(xiàn)在哪些方面？4、論述矽卡巖礦床形成的成礦期次5、列舉主要的矽卡巖礦床類型及礦例主要內(nèi)容1、矽卡巖與矽卡巖礦床的概念恭祝馬到成功恭祝四、熱液礦床的類型及特征內(nèi)容提要（一）熱液礦床的分類（二）矽卡巖型礦床（三）斑（玢）巖型礦床（四）高、中溫?zé)嵋好}型礦床（五）低溫?zé)嵋旱V床四、熱液礦床的類型及特征內(nèi)容提要53內(nèi)容提要（一）熱液礦床的分類（二）矽卡巖型礦床（三）斑（玢）巖型礦床（四）高、中溫?zé)嵋好}型礦床（五）低溫?zé)嵋旱V床四、熱液礦床的類型及特征內(nèi)容提要四、熱液礦床的類型及特征54（一）熱液礦床的分類1、以成礦溫度和深度/壓力的分類

1933年美國學(xué)者W·林格侖首先提出：按礦床形成的溫度和深度來分類方案；即：（1）高溫深成熱液礦床；（2）中溫中深熱液礦床；（3）低溫淺成熱液礦床；以及遠(yuǎn)成熱液礦床（遠(yuǎn)溫礦床）和高溫淺成熱液礦床等概念（一）熱液礦床的分類1、以成礦溫度和深度/壓55（一）熱液礦床的分類前蘇聯(lián)學(xué)者塔塔林諾夫進(jìn)一步把熱液礦床分為兩類六種：（1）中深或極深成的熱液礦床（高、中、低溫）（2）淺成或近地表的熱液礦床（高、中、低溫）關(guān)于溫度和深度的界限，一般認(rèn)為：高溫范圍——500～300℃,深成——>3km

中溫范圍——300～200℃,中深——3～1.5km

低溫范圍——200～50℃,淺成——<1.5km

（一）熱液礦床的分類前蘇聯(lián)學(xué)者塔塔林諾夫進(jìn)一步把熱液礦床56（一）熱液礦床的分類2、成礦熱液的來源根據(jù)成礦熱液的來源，分成四類：（1）巖漿熱液礦床；（2）火山噴氣熱液礦床；（3）地下水熱液礦床；（4）變質(zhì)熱液礦床；（一）熱液礦床的分類2、成礦熱液的來源57熱液礦床的分類3、成礦模式分類最近幾年來，有些研究者提出利用成礦模式對熱液礦床進(jìn)行分類，如：斑巖型－淺成熱液礦床；云英巖－石英脈型；噴流沉積模式等但是由于熱液礦床種類繁多，許多類型礦床的模式至今還未能建立.熱液礦床的分類3、成礦模式分類58熱液礦床的分類4、成礦地質(zhì)環(huán)境熱液礦床類型與成礦地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)，80年代以來，如：Guilert（1981）主要依據(jù)礦床所處的板塊構(gòu)造位置來分類；GuilertJM和ParkCF（1999）最近在《TheGeologyofOreDeposits》一書中的分類也受其影響，主要依據(jù)礦床的產(chǎn)出環(huán)境來分類（造山型，地幔柱，島弧等）熱液礦床的分類4、成礦地質(zhì)環(huán)境59熱液礦床的分類5、成礦溫度、成礦地質(zhì)環(huán)境以及礦床成因本次授課采用成礦溫度、成礦地質(zhì)環(huán)境與礦床成因相結(jié)合，將熱液礦床類型分如下四種為：矽卡巖型礦床/接觸交代型礦床斑（玢）巖型礦床高中溫?zé)嵋好}型礦床低溫?zé)嵋盒偷V床熱液礦床的分類5、成礦溫度、成礦地60熱液礦床的分類

I.矽卡巖型礦床

i.

矽卡巖型鐵礦床；ii.

矽卡巖型銅礦床；iii.矽卡巖型鉬礦床；

iv.

矽卡巖型鎢礦床；v.

矽卡巖型鉛鋅礦床；

II.

斑（玢）巖型礦床

i.

斑巖型礦床

a)斑巖型銅礦床；b)富金斑巖型礦床；c)斑巖型鉬礦；

d)

斑巖型鎢礦床；e)斑巖型錫礦床；f)斑巖型鉛鋅礦床

ii.玢巖型鐵礦床III.高、中溫?zé)嵋好}型礦床

i.高溫?zé)嵋好}型礦床

a)

云英巖型鎢-錫石英脈型礦床；b)

鈉長巖型稀有、稀土元素礦床

ii.中溫?zé)嵋好}型礦床

a)中溫?zé)嵋好}型金礦床；b)

中溫?zé)嵋好}型鉛鋅多金屬礦床IV.低溫?zé)嵋旱V床

i.淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床

a)

高硫化型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床；b)低硫化型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床

ii.

卡林型金礦床；

iii.

密西西比河谷型鉛、鋅礦床

iv.

似層狀汞、銻礦床a)似層狀汞礦床；b)似層狀銻礦床熱液礦床的分類I.矽卡巖型61（二）矽卡巖型礦床矽卡巖型礦床的概念矽卡巖型礦床的形成條件矽卡巖型礦床的地質(zhì)特征矽卡巖礦床的類型和特征（二）矽卡巖型礦床矽卡巖型礦床的概念62

1、矽卡巖和矽卡巖礦床的概念（1）矽卡巖：是一套大多生成于中淺成條件下，賦存于火成巖與碳酸鹽巖及其它含鎂、鈣較高的沉積巖的接觸帶附近，主要由石榴石、輝石及其它的鈣、鎂、鐵、鋁的硅酸鹽組成的蝕變巖組合.（2）矽卡巖（型）礦床——是指產(chǎn)于中酸性侵入體與碳酸鹽巖(或凝灰?guī)r、安山巖等)接觸帶及其附近，由含礦氣水熱液通過交代作用形成的、且在空間上與矽卡巖有密切成因關(guān)系的一類礦床.1、矽卡巖和矽卡巖礦床的概念63（二）矽卡巖型礦床

2、工業(yè)價值在我國具有特殊地位，即：礦種多、品位高和綜合利用程度高等.（1）礦種多：Fe、Cu、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Au、Be、B、石棉等如：銅礦占我國銅總儲量的第三位（16.4%），富銅礦儲量的第二位，鐵礦占富礦儲量的第一位（38.0%）（2）品位高——富銅、富鐵（3）綜合利用程度高經(jīng)常伴生Ni、Bi、Se、Te、Au、Ag等稀有、分散和貴金屬元素，有的含量很高，可綜合利用（二）矽卡巖型礦床2、工業(yè)價值64物理化學(xué)條件巖漿巖條件圍巖條件構(gòu)造條件3、矽卡巖型礦床的形成條件物理化學(xué)條件3、矽卡巖型礦床的形成條件65（1）物理化學(xué)條件1）溫度形成溫度:900℃～200℃，為氣化至熱液階段的產(chǎn)物.2）壓力與深度一般為形成于中深條件下交代作用形成，交代過程基本形式：

CaCO3+MgCO3+2SiO2→CaMgSi2O6（Di）+2CO2

如果形成部位過深，壓力過大，上式中的CO2就難以從CaCO3中分出，從而不利于矽卡巖的形成。據(jù)Einaudi等（1981）對130個研究較好的矽卡巖型礦床的統(tǒng)計，其形成壓力為3×107~3×108(Pa)。（1）物理化學(xué)條件663）其它物理化學(xué)條件還受pH值、fO2、fCO2和fso2等也是影響，也是制約礦床形成過程的重要參數(shù)例如：在形成的矽卡巖型鎢礦床過程中：高fO2條件下，含鉬較高；低fO2條件下含錫較高.3）其它物理化學(xué)條件67(2)巖漿巖條件1)主要與中酸性侵入巖有關(guān)鈣堿性系列:花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖；堿性系列:堿性正長巖、花崗正長巖、石英二長巖、二長巖；2)成礦專屬性：石英閃長巖、閃長巖—Fe；花崗閃長巖、石英二長巖—Cu、Pb、Zn；花崗巖—W、Sn、Mo.3)巖體大小、形態(tài)和時代A）中小型、中淺成(中深成)巖體有利于成礦B）形態(tài)越復(fù)雜，越有利于成礦(巖株、巖脈、巖瘤等)C）中、新生代為主(2)巖漿巖條件68圖遼南銅礦地質(zhì)剖面圖1-銅礦體；2-花崗巖類；3-大理巖巖體的凹入部位要較凸出部位更有利于成礦圖遼南銅礦地質(zhì)剖面圖巖體的凹入部位要較凸出部位更有利于成（3）圍巖條件1)巖性

(Ⅰ)主要是碳酸鹽類巖石,即：化學(xué)性質(zhì)活潑、性脆、滲透性強(qiáng)、富含MgO、CaO(Ⅱ)部分火山巖，如:安山巖、英安巖、凝灰?guī)r等2)圍巖控制矽卡巖類型鈣質(zhì)碳酸鹽巖--鈣矽卡巖鎂質(zhì)碳酸鹽巖--鎂矽卡巖——常具明顯的層控性（3）圍巖條件70矽卡巖礦物分類表矽卡巖礦物分類表71（4）構(gòu)造條件

1)接觸帶構(gòu)造圖整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖1-浮土；2-大理巖；3-花崗巖；4-錫礦體；5-銅礦體；6-鉛鋅礦體；7-矽卡巖

A、“整合”接觸型接觸面與圍巖層面一致矽卡巖和礦體形態(tài)規(guī)則似層狀和透鏡狀礦體（4）構(gòu)造條件圖整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖A、“整合”72接觸帶構(gòu)造圖——不整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖l-第四系；2-上部嘉陵江灰?guī)r；3-下部嘉陵江灰?guī)r；4-大冶灰?guī)r；5-白云巖；6-花崗閃長斑巖；7-鉬礦體；8-銅礦體

B、“不整合”接觸型接觸面產(chǎn)狀與圍巖層面斜交矽卡巖及礦體形態(tài)復(fù)雜多變，常呈透鏡狀、不規(guī)則狀接觸帶構(gòu)造圖——不整合接觸的矽卡巖型礦床剖面圖B、“不整73**接觸帶向巖體的內(nèi)凹部位有利于成礦**接觸帶向巖體的內(nèi)凹部位有利于成礦74**接觸帶被斷裂交錯部位有利于成礦**接觸帶被斷裂交錯部位有利于成礦752)圍巖層理、層間破碎帶圍巖的層理面、不同巖性的巖層之間的接觸面、層間斷裂、破碎帶和層間剝離。在遠(yuǎn)離侵入體的圍巖中形成穩(wěn)定的似層狀礦體或透鏡狀礦體圖受圍巖層理、層間碎破帶控制的矽卡巖型礦床剖面圖

l-浮土；2-大理巖；3-矽卡巖；4-白云巖；5-砂巖；6-頁巖；7-花崗斑巖；8-銅礦體；9-鉛鋅礦體；10-角礫巖2)圍巖層理、層間破碎帶圖受圍巖層理、層間碎破帶控制的763)構(gòu)造裂隙和斷裂巖漿巖的侵入接觸帶往往就是斷裂構(gòu)造帶，穿切接觸帶的斷裂---脈狀、分枝狀礦體；斷裂構(gòu)造交匯處---囊狀、柱狀富礦體；未經(jīng)錯動的接觸帶對形成矽卡巖型礦床不利;4)褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造主要表現(xiàn)在對巖體及含礦熱液流通的控制。背斜構(gòu)造的軸部、傾伏端、軸線轉(zhuǎn)折處等，因空隙較大而有利于礦液的流動，所以是形成矽卡巖和礦體的有利部位.

3)構(gòu)造裂隙和斷裂77褶皺構(gòu)造和矽卡巖型礦化的關(guān)系1-巖漿巖；2-灰?guī)r；3-砂巖；4-礦體；5-斷層褶皺構(gòu)造和矽卡巖型礦化的關(guān)系785)捕虜體構(gòu)造捕虜體中的褶皺、斷裂和層間破碎帶構(gòu)造影響矽卡巖和礦體的形態(tài)和分布產(chǎn)于捕虜體內(nèi)的矽卡巖型鐵礦地質(zhì)圖

1-石灰?guī)r；2-閃長巖；3-鐵礦體5)捕虜體構(gòu)造產(chǎn)于捕虜體內(nèi)的矽卡巖型鐵礦地質(zhì)圖794、矽卡巖型礦床的地質(zhì)特征礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)與規(guī)模礦石特征礦床的分帶性成礦階段成礦作用礦床成因4、矽卡巖型礦床的地質(zhì)特征礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)與規(guī)模80（1）礦體形態(tài)、產(chǎn)狀與規(guī)模形態(tài)——產(chǎn)于接觸帶及其附近。一般距接觸面100--200m范圍內(nèi)；多呈似層狀、透鏡狀、巢狀、柱狀、脈狀、囊狀、瘤狀等.規(guī)模——大小不等，一般長200～500m、厚10～30m、延深100～200m。矽卡巖型礦床的產(chǎn)出位置示意圖（1）礦體形態(tài)、產(chǎn)狀與規(guī)模形態(tài)矽卡巖型礦床的產(chǎn)出位置示意圖81（2）礦石的特征（i）礦石的礦物——由非金屬礦物、金屬礦物兩部分構(gòu)成非金屬礦物：Ga、Py及其它鈣、鎂，鐵，鋁的硅酸鹽礦物（如：鎂橄欖石、硅鎂石、符山石，方柱石、蛇紋石、透閃石、陽起石、綠泥石、綠簾石、金云母）等。石英、螢石、黃玉及含鎂、鐵的碳酸鹽礦物金屬礦物：以氧化物和硫化物為主（如：磁鐵礦、赤鐵礦、錫石、白鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、毒砂等）；（ii）結(jié)構(gòu)構(gòu)造各種交代結(jié)構(gòu)發(fā)育，塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造等；成礦溫度較高+有揮發(fā)性組份的參與→礦石多為粗粒結(jié)構(gòu)（2）礦石的特征（i）礦石的礦物82（3）礦床具有明顯的分帶性按出露位置，矽卡巖和金屬礦物均有明顯的分帶1）矽卡巖/硅酸鹽巖可分內(nèi)帶和外帶：內(nèi)帶：交代巖漿巖形成的矽卡巖帶——主要由較高溫礦物組成，如：主要礦物石榴石、輝石等，次要礦物有符山石、方柱石等。外帶：交代碳酸鹽巖等圍巖形成的矽卡巖帶——主要由高-中溫礦物組成（如：石榴石、輝石，角閃石、綠泥石、綠簾石、陽起石等；次要礦物有硅鈣硼石等）。距接觸帶較遠(yuǎn)的圍巖中，溫度降低，廣泛發(fā)育有石英、方解石，有時有螢石、重晶石等。（3）礦床具有明顯的分帶性83

2）金屬礦化的分帶性金屬氧化物帶：主要分布在靠近巖體一側(cè)的接觸帶上，和內(nèi)矽卡巖帶共生；主要礦物磁鐵礦、赤鐵礦等；金屬硫化物帶：主要分布在靠近圍巖一側(cè)的外接觸帶上，主要礦物為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等）鐵礦化帶：透輝石、石榴石矽卡巖帶內(nèi)；銅礦化帶：與矽卡巖伴生，礦物有綠簾石、透閃石等；鉛鋅礦化帶——矽卡巖體之外，靠近圍巖/灰?guī)r地段2）金屬礦化的分帶性843）形成時間和成分變化規(guī)律原生矽卡巖帶:由早期矽卡巖形成的帶疊加矽卡巖帶:由晚期矽卡巖疊加在早期矽卡巖上形成的帶；各矽卡巖帶中，由侵入體至圍巖：

——SiO2和Al2O3含量由高逐漸降低；

——CaO、MgO含量則由低逐漸升高；

——侵入體中的Fe2O3向圍巖方向遷移3）形成時間和成分變化規(guī)律85（4）矽卡巖礦床成礦期和階段*兩個礦化期，五個礦化階段矽卡巖期早期矽卡巖化階段；晚期矽卡巖化階段；氧化物階段；石英-硫化物期早期硫化物階段；晚期硫化物階段；（4）矽卡巖礦床成礦期和階段*兩個礦化期，五個礦化階段86矽卡巖期Ⅰ.早期矽卡巖階段高溫超臨界流體階段，或在高溫超臨界條件下形成的礦物組合：——以硅灰石、鈣鐵－鈣鋁榴石、透輝石－鈣鐵輝石為主，少量方柱石、符山石等包括：干矽卡巖亞階段無礦矽卡巖亞階段Ⅱ.晚期矽卡巖階段氣化－高溫?zé)嵋弘A段，或氣液對早期矽卡巖礦物有明顯的交代作用形成的礦物組合：陽起石、透閃石、角閃石、綠簾石、磁鐵礦、金屬氧化物等礦物組合的矽卡巖包括：濕矽卡巖亞階段磁鐵礦亞階段，發(fā)育形成鐵礦床矽卡巖期87Ⅲ.氧化物階段高溫?zé)嵋弘A段或鎢、錫礦床的主成礦階段，或矽卡巖期向金屬硫化物期過渡階段：硅酸鹽礦物：長石類：鉀長石、酸性斜長石；云母類：金云母、白云母、少量黑云母；少量石英和綠簾石等金屬礦物：磁鐵礦、白鎢礦、錫石、赤鐵礦、硅鈹石,少量硫化物（輝鉬礦、毒砂、磁黃鐵礦）；Ⅲ.氧化物階段88【礦床學(xué)B-孫景貴】第四章-熱液礦床-矽卡巖型礦床課件89（5）成礦作用矽卡巖型礦床的成礦作用主要包括：接觸滲濾交代作用接觸擴(kuò)散交代作用

1）接觸滲濾交代作用當(dāng)上升溶液沿幾乎垂直于灰?guī)r和硅鋁質(zhì)巖石的接觸面流動時，流經(jīng)巖石裂隙的流動溶液和圍巖發(fā)生反應(yīng)、溶解和吸取圍巖中的組份，并將組分帶至上層圍巖，進(jìn)而形成矽卡巖的一種作用.——熱液和巖石間的組份交換是通過交代作用動力：溫度梯度和壓力梯度——熱液能作較長距離的運(yùn)移，有可能形成厚大的交代帶（5）成礦作用矽卡巖型礦床的成礦作用主要包括：接觸滲濾交代90

2）接觸擴(kuò)散交代作用溶液和巖石間的組份交換是以停滯的巖石粒間溶液為介質(zhì)，組份的濃度差所引起的交代作用；即：上升溶液沿接觸面流動時：

CaO→硅鋁質(zhì)巖石方向擴(kuò)散

A12O3和SiO2→向灰?guī)r方向擴(kuò)散由于這種組份的交代是由雙方相互的擴(kuò)散作用進(jìn)行的，又稱為雙交代作用。其反應(yīng)如下：3CaCO3+A12O3+3SiO2→Ca3Al2Si3O12（鈣鋁石榴石)+3CO2↑

擴(kuò)散交代作用動力：濃度梯度——隨反應(yīng)帶厚度的增加和交代過程的停止而減小，擴(kuò)散作用不可能形成厚大的交代帶.2）接觸擴(kuò)散交代作用91（6）形成過程和成因形成過程（Ⅰ）早期高溫——超臨界流體交代作用為主；（Ⅱ）中高溫——以水為主的熱液交代作用為主；（Ⅲ）晚期中低溫——以H2O、CO2和H2S充填作用為主成礦物質(zhì)來源具有多源性，多數(shù)礦床成礦物質(zhì)來源是上地幔為主，也有的來自地殼；【巖漿巖、矽卡巖、礦體三者系同一巖漿-圍巖