第5章 熱液礦床概論09_第1頁(yè)
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第五章熱液礦床概論第一節(jié)含礦熱液的種類與來源第二節(jié)成礦物質(zhì)的來源第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀第五節(jié)成礦方式第六節(jié)圍巖蝕變第七節(jié)礦化期、礦化階段和礦物的生成順序第八節(jié)熱液礦床的分帶性熱液礦床概念、形成物理化學(xué)條件熱液礦床——通過含礦熱液作用而形成的后生礦床(氣水熱液礦床)(hydrothermaloredeposits)。流體包裹體研究以及礦物組合的穩(wěn)定性熱力學(xué)計(jì)算表明:成礦溫度(50~500℃)‘鹽度(所溶解的所有固體組分的百分含量,<5%~>40%)區(qū)間;壓力一般為4×106~2.5×108Pa。第五章熱液礦床概論熱液礦床概念、形成物理化學(xué)條件傳統(tǒng)上一般認(rèn)為熱液礦床的形成深度不超過6~8Km,但20世紀(jì)80、90年代在前蘇聯(lián)科拉半島的超深鉆11km深度的裂隙中發(fā)現(xiàn)了含礦熱液,在德國(guó)巴伐利亞KTB超深鉆9.1km深度上發(fā)現(xiàn)了豐富的含礦鹵水。Barnicoat等(1991)研究了西澳大利亞南克勞斯省產(chǎn)于角閃巖相和低麻粒巖相區(qū)的2個(gè)熱液金礦床,發(fā)現(xiàn)其成礦溫度分別可達(dá)500~550℃和740℃。Groves等(1992,1993)研究認(rèn)為,從次綠片巖相到麻粒巖相的變質(zhì)巖中都有熱液脈狀金礦產(chǎn)出,反映至少在15km以上的地殼剖面中,在不同的垂向深度上可連續(xù)形成金礦,成礦溫度變化在180~700℃之間,成礦壓力最高可達(dá)5×108Pa間。第五章熱液礦床概論熱液礦床特征類型多、特征復(fù)雜,具有主要以下特點(diǎn):①成礦物質(zhì)的遷移富集與熱流體的活動(dòng)密切相關(guān);②成礦方式主要是通過充填或交代作用;③成礦過程中伴有不同類型、不同程度的圍巖蝕變,且常具有分帶性;④構(gòu)造對(duì)成礦作用的控制明顯,既是含礦流體運(yùn)移的通道,也是礦質(zhì)富集沉淀的主要場(chǎng)所;⑤成礦介質(zhì)、礦質(zhì)以及熱源直接控制著熱液礦床的形成,三者來源往往復(fù)雜多樣,既可來自同一地質(zhì)體或地質(zhì)作用,也可具有不同的來源;第五章熱液礦床概論熱液礦床特征⑥熱液礦化往往呈現(xiàn)不同級(jí)別、不同類型的原生分帶(以礦物或元素的變化表現(xiàn)出來);⑦形成的礦床種類多,除鉻、金剛石、少數(shù)鉑族元素(如鋨、銥)礦床外,與多數(shù)金屬、非金屬礦床的形成都與熱液活動(dòng)有關(guān);如銅、鉛、鋅、汞、銻、鎢、鉬、鈷、鈹、鈮、鉭、鎘、錸、鐵、金、銀、螢石、重晶石、天青石、明礬石、溫石棉礦床等。熱液礦床具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。第五章熱液礦床概論1.巖漿成因熱液(magmaticfluid)巖漿結(jié)晶過程中從巖漿中釋放出來的熱水溶液,最初是巖漿體系的組成部分。由于巖漿熱液中常含有H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N2等揮發(fā)組分,故具有很強(qiáng)的形成金屬絡(luò)合物并使其遷移活動(dòng)的能力。巖漿水的存在有多方面的證據(jù),如:快速冷卻的火山巖含水量一般為0.2%~5%,最高可達(dá)12%(如某些松脂巖);大量的含水硅酸鹽礦物也是巖漿含水的最好證明;對(duì)熱液礦床中礦物及其中流體包裹體氫氧同位素成分的分析結(jié)果,也證實(shí)部分熱液礦床形成的早期,確有巖漿流體存在。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源1.巖漿成因熱液(magmaticfluid)巖漿水的存在有多方面的證據(jù),如:巖漿流體從巖漿析出的過程和數(shù)量,與巖漿結(jié)晶的深度、溫度、初始含水量、成分和流體相的組成有關(guān),也受到圍巖滲透性和裂隙系統(tǒng)發(fā)育程度的影響,其中最重要的是巖漿侵位深度和巖漿的初始含水量。Burnham(1979)實(shí)驗(yàn)表明,巖漿中溶解的H2O重量百分比隨壓力的升高而加大(圖5-l)。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源1.巖漿成因熱液(magmaticfluid)巖漿水的存在有多方面的證據(jù),如:如果深處形成的巖漿水含量未達(dá)到飽和,那么只有當(dāng)這種巖漿上升到近地表處,或在巖漿結(jié)晶的晚期或末期,當(dāng)無水的硅酸鹽礦物(如輝石、長(zhǎng)石等)部分或大部分結(jié)晶以后,在構(gòu)造活動(dòng)或水熱爆發(fā)作用打開裂隙時(shí),才有較少的巖漿氣液析出;初始含水量很高,在深處就已成為水和其他揮發(fā)分飽和的硅酸鹽熔漿,在較深處或在巖漿結(jié)晶較早階段,即可有巖漿流體相析出;在巖漿流體析出的過程中,其組成不斷發(fā)生變化,H2O、HCl、HF、H2S、SO2、CO2的相對(duì)比值常隨時(shí)間而有所改變。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源2.變質(zhì)成因熱液(metamorphicfluid)巖石在進(jìn)化變質(zhì)作用過程中所釋放出來的熱水溶液。

巖石遭受進(jìn)化變質(zhì)作用時(shí),總伴隨著礦物的脫水反應(yīng),而且脫水同變質(zhì)的強(qiáng)度成正比,如沉積巖的平均含水量為5.54%(最高達(dá)15%以上),經(jīng)過變質(zhì)作用,這些水可被逐漸排出。如果沉積巖在變質(zhì)過程中釋放出4%的水,則1km3的沉積巖可釋放出約1億噸水。低級(jí)變質(zhì)巖(如綠片巖)遭受到高溫高壓作用轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒?jí)變質(zhì)巖(如角閃巖相和麻粒巖相變質(zhì)巖)的過程中,也可排出水。流體包裹體和同位素成分的研究證明,有的熱液礦床主要是在變質(zhì)水參與下形成的。變質(zhì)成因熱液具有很強(qiáng)的溶解遷移金屬絡(luò)合物的能力。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源3.建造水(formationwater)沉積時(shí)含在沉積物中的水,因此又稱封存水。這種水最初來自地表,與沉積物一起沉積,并與礦物顆粒密切接觸,長(zhǎng)期埋藏于地下,并與其周圍的礦物發(fā)生反應(yīng),使其喪失了原有地表水的性質(zhì),形成了自己獨(dú)有的特征,并在氫氧同位素組成方面也與地表水不同。建造水廣泛見于油田勘探過程中。資料表明,有的低溫鉛鋅礦床主要是與建造水構(gòu)成的熱液活動(dòng)有關(guān)。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源4.大氣水熱液(meteoricfluid)包括雨水、湖水、海水、河水、冰川水和淺部地下水。加熱的大氣水廣泛參與熱液成礦作用,是20世紀(jì)60年代以來在熱液礦床研究中取得的一項(xiàng)重要成果。在現(xiàn)代活火山活動(dòng)區(qū)(如新西蘭),以天水為主的熱泉中在形成Au、Ag、Sb、Hg、W礦床;紅海的阿特蘭提斯海底部,溫度和鹽度都很高的海水形成了巨大的金屬泥質(zhì)沉積物;美國(guó)南加利福尼亞索爾頓(SoltonSea)熱水,含鹽度可高達(dá)36%,含銀:2×10-6,銅達(dá):25×10-6,鉛:100×10-6,鋅:700×10-6,其成分也以天水為主;第一節(jié)含礦熱液的種類與來源4.大氣水熱液(meteoricfluid)東太平洋北緯21°所進(jìn)行的海底調(diào)查中發(fā)現(xiàn)海底熱水活動(dòng)正在形成塊狀硫化物礦床;沖繩海槽和西南太平洋發(fā)現(xiàn)類似的海底成礦作用;目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)幾百個(gè)正在活動(dòng)的海底噴流熱鹵水池;大量的巖漿巖及其相關(guān)流體的氫、氧同位研究表明,在巖漿流體成礦系統(tǒng)中早期成礦以巖漿流體為主,但中晚期通常有不同比例的大氣水的混入,即使是發(fā)育于斑巖體內(nèi)外接觸帶的斑巖型銅礦也都顯示成礦后期有大氣水的加入,甚至在一些熱液礦床中成礦流體以大氣水為主。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源5.幔源初生水熱液(mantlefluid)指幔源揮發(fā)分流體,其最初來源可以是核幔脫氣,也可以是大洋巖石圈俯沖到上地幔中脫氣,是在地幔中形成的一種高密度的超臨界流體,多數(shù)研究者認(rèn)為屬C-H-O體系,揮發(fā)分以H2O和CO2為主,含少量的F、Cl、S、P及惰性氣體等組分,其中溶解了大量的微量及常量元素,為還原性流體;弱還原條件下以H2O-CO2為主,在強(qiáng)還原條件下則以CH4-H2O-H2為主。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源5.幔源初生水熱液(mantlefluid)幔源流體在向地殼運(yùn)移過程中,可以參與熱液成礦作用,主要表現(xiàn)在:①幔源C-H-O流體溶解深部成礦元素并帶入地殼成礦;②幔源C-H-O流體改造地殼物質(zhì),使其中的成礦元素發(fā)生活化轉(zhuǎn)移成礦;③幔源C-H-O流體含有較多的堿質(zhì)和硅質(zhì),它可以直接為某些熱液礦床提供這類物質(zhì);④幔源C-H-O流體可以在地殼中產(chǎn)生異常高的地?zé)崽荻?,加速地殼淺層水的深循環(huán),或與淺層水混合形成對(duì)流的循環(huán)系統(tǒng)而成礦。第一節(jié)含礦熱液的種類與來源1.巖漿熔體在巖漿結(jié)晶過程中,巖漿中的成礦物質(zhì)隨著巖漿熱液的析出,多以絡(luò)合物的形式進(jìn)入熱液,形成含礦熱液。由于許多金屬陽(yáng)離子,如Fe2+、Fe3+、Cu+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等易形成氯絡(luò)合物,因此熱液和巖漿中Cl-的濃度高低與熱液形成礦床的能力有一定關(guān)系。其他揮發(fā)性組分,如CO2、CO、H2S、SO2、HF等與巖漿熱液的含礦性也有關(guān)系。巖漿熱液的其他物理化學(xué)性質(zhì)也會(huì)影響熱液的含礦性。這種情況下,熱液介質(zhì)和礦質(zhì)來源一致。第二節(jié)成礦物質(zhì)的來源2.地殼巖石不同來源的熱液,在其源區(qū)或其運(yùn)移過程中與不同類型的地殼巖石發(fā)生反應(yīng),從而捕獲其中的成礦物質(zhì),形成含礦熱液,進(jìn)而成礦。決定地殼巖石對(duì)熱液成礦作用過程中成礦物質(zhì)供應(yīng)的幾個(gè)因素:①巖石中成礦組分的最初含量;②熱液流體循環(huán)過程中所影響的巖石的體積(范圍);③巖石和所流經(jīng)的熱液之間發(fā)生水-巖反應(yīng)的強(qiáng)度;④水-巖比值(即參與反應(yīng)的流體質(zhì)量和發(fā)生反應(yīng)的巖石質(zhì)量之比)的大小。第二節(jié)成礦物質(zhì)的來源2.地殼巖石各種來源的熱液均可把地殼巖石中的成礦物質(zhì)活化出來,并使之遷移、富集成礦。熱液沿圍巖的裂隙、孔隙滲濾、運(yùn)移時(shí),可以與圍巖中組分發(fā)生反應(yīng),這一過程通常稱為水-巖反應(yīng)。通過水-巖反應(yīng),一部分物質(zhì)溶解,使熱液中金屬組分含量升高,并使圍巖中原有金屬元素的含量減小。例如:江西德興銅礦,遠(yuǎn)離礦體的九嶺群中元古界火山-沉積巖系平均含銅55×10-6;緊鄰礦化-蝕變帶的外圍有一環(huán)形含銅量低值區(qū),寬2~5km,平均含銅40×10-6;而在礦化蝕變帶中含銅在(100~1000)×10-6以上,礦化蝕變帶中的銅有一部分來自銅元素降低的圍巖。成礦物質(zhì)從圍巖濾出的過程中,圍巖可發(fā)生或強(qiáng)或弱的變化。第二節(jié)成礦物質(zhì)的來源2.地殼巖石同生熱液可以把原來沉積物中所含的鉛、鋅,在建造水釋放過程中帶出,某些含鉛、鋅較高的油田鹵水可能屬于這種成因;變質(zhì)熱液可以從變質(zhì)原巖中帶出或從所流經(jīng)的巖石中萃取成礦物質(zhì);巖漿熱液可以把巖漿中的成礦組分帶出;由于其高溫特點(diǎn)所決定的高搬運(yùn)能力,往往會(huì)捕獲所流經(jīng)的巖石中的成礦物質(zhì)而成礦;被不斷加熱的大氣水熱液在其循環(huán)過程中,會(huì)淋濾所接觸的地殼巖石中成礦物質(zhì),形成熱液礦床。第二節(jié)成礦物質(zhì)的來源2.地殼巖石針對(duì)地殼巖石對(duì)成礦的物質(zhì)貢獻(xiàn),礦床學(xué)家提出了“礦源層”(sourcebed)的概念。這一概念最初是由澳大利亞人C.L.奈特(C.L.Knight)于1957年首先提出的,其出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為許多重要礦床和侵入巖之間并不存在成因聯(lián)系。相反,這些礦床的產(chǎn)出卻與某一特殊的沉積層顯示出重要關(guān)系,它們是成礦物質(zhì)的提供者。但隨著研究工作的不斷深入,發(fā)現(xiàn)在礦床形成過程中除沉積巖外,變質(zhì)巖和成礦前已經(jīng)形成的巖漿巖都可以為成礦提供礦質(zhì)。因此礦源層的概念已經(jīng)擴(kuò)大,包括能夠提供礦質(zhì)的所有巖石,稱之為“礦源巖”(sourcerock)。許多類型礦床的形成與礦源巖有關(guān),如大多數(shù)類型的鈾礦床,在其形成過程中不同類型的沉積巖、變質(zhì)巖、火山巖和成礦前的花崗質(zhì)侵入體可以作為其礦源巖。第二節(jié)成礦物質(zhì)的來源3.上地幔地幔流體的活動(dòng)可以把分散在上地幔中的成礦物質(zhì)活化、遷移到地殼中成礦。這類研究近幾年已經(jīng)不斷積累起來,如膠東半島金礦、四川大水溝碲-金礦以及河北東坪金礦等已經(jīng)有不同的研究者相繼提出地幔流體和地幔物質(zhì)參與成礦的認(rèn)識(shí)。由于受技術(shù)條件的限制,對(duì)參與熱液成礦作用的地幔成礦物質(zhì)的識(shí)別,目前尚處在不斷的探索之中,但相信隨著研究的深入,有關(guān)上地幔中成礦物質(zhì)在熱液礦床成礦作用中的貢獻(xiàn)會(huì)被進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到,并不斷總結(jié)出系統(tǒng)的研究思路和方法。第二節(jié)成礦物質(zhì)的來源1.含礦熱液運(yùn)移的動(dòng)力(1)重力驅(qū)動(dòng)(gravity-driven)在一定的深度范圍內(nèi),當(dāng)巖石的滲透率較高時(shí),熱液(特別是溫度低的地表水和溫度較低、深度較淺的地下水)可以在重力驅(qū)動(dòng)下向深部滲流;也可以受地表地形的控制,從重力位能高處向重力位能低處流動(dòng)。盆地流體的活動(dòng)主要受重力驅(qū)動(dòng),而對(duì)一些形成深度淺的低溫?zé)嵋旱V床(如美國(guó)科羅拉多州的克里德Pb-Zn-Au-Ag脈狀礦床)以及一些層控礦床在熱液疊加改造階段也會(huì)出現(xiàn)這類流動(dòng)。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移1.含礦熱液運(yùn)移的動(dòng)力(2)壓力梯度驅(qū)動(dòng)(pressure-driven)地下較深處,在溫度梯度小而較封閉的裂隙系統(tǒng)中,由于壓力差較大,可引起熱液自深處向上運(yùn)動(dòng),這是由于深處封閉系統(tǒng)承受的壓力相當(dāng)于靜巖壓力(約為260atm/km),深處所承受的壓力大于淺部。沉積盆地中壓實(shí)作用引起的流體運(yùn)移也屬于這種情況。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或水壓破裂形成時(shí),裂隙系統(tǒng)內(nèi)會(huì)瞬時(shí)形成壓力極低狀態(tài),圍巖孔隙中承受靜巖壓力的流體會(huì)向裂隙集中,這種流動(dòng)也是壓力差驅(qū)使的。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移1.含礦熱液運(yùn)移的動(dòng)力(2)壓力梯度驅(qū)動(dòng)(pressure-driven)流體運(yùn)移與斷裂構(gòu)造活動(dòng)之間的關(guān)系,Sibson(1988)提出了2種模式:①泵吸模式(suctionpump)——在地殼淺部的脆性構(gòu)造活動(dòng)域,一般指地殼5km以上的區(qū)域,斷裂活動(dòng)時(shí)會(huì)在斷裂中產(chǎn)生瞬間的極低壓力,從而把斷裂周圍的熱液吸入其中,其原理類似水泵的工作原理,此時(shí)斷裂活動(dòng)是主動(dòng)因素,而熱液流體在斷裂帶中的活動(dòng)是被動(dòng)的;②斷層閥模式(faultvalve)——在5~16km的地殼范圍內(nèi),構(gòu)造變形表現(xiàn)為韌脆性或脆韌性特點(diǎn)。此時(shí),當(dāng)斷裂帶中的流體壓力不斷積累到一定的閥值時(shí),流體的高壓力會(huì)引發(fā)破裂作用,流體的活動(dòng)相對(duì)于斷裂構(gòu)造來說是主動(dòng)的。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移1.含礦熱液運(yùn)移的動(dòng)力(3)熱力驅(qū)動(dòng)(thermallydriven)在有巖漿侵入體或其他異常熱源存在的條件下,出現(xiàn)了異常的溫度梯度并有較高的孔隙度時(shí),將形成對(duì)流的熱液系統(tǒng);在近代活火山活動(dòng)區(qū)地?zé)嵯到y(tǒng)的溫度分布和熱液循環(huán)特征已被詳細(xì)研究,如新西蘭的Wairakei、意大利的Larderello、美國(guó)的Geysers以及洋中脊地區(qū)。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移在Wairakei地?zé)釁^(qū),等溫線的分布呈蘑菇型,熱流的流速、流向和流量可用一個(gè)筒狀模型來代表(圖)。1.含礦熱液運(yùn)移的動(dòng)力(3)熱力驅(qū)動(dòng)(thermallydriven)在洋中脊或海底火山活動(dòng)心(圖5-3)及侵入體附近的對(duì)流循環(huán)路徑都有一定的差別(圖5-4)。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移2.含礦熱液運(yùn)移的通道(1)原生孔隙原生孔隙——巖石生成時(shí)就具有的孔洞和裂隙,如造巖礦物的粒間間隙、火山巖中的氣孔、沉積巖的層面空隙等。巖石的孔隙度——全部孔隙的體積與巖石體積之比,用百分比表示??紫抖鹊淖兓秶艽?,常見巖石的平均孔隙度(體積%)為:花崗巖0.5%,片麻巖1%,石英巖1%,石灰?guī)r5%,砂巖15%,砂20%。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移2.含礦熱液運(yùn)移的通道(1)原生孔隙對(duì)于熱水溶液在巖石中的流動(dòng)來說,有意義的不是孔隙度而是有效孔隙度。有效孔隙度——液體能在其中流動(dòng)的相連通的孔隙體積與巖石體積之比。這里孔隙的絕對(duì)大小很重要??梢园芽紫斗殖?類:①超毛細(xì)管孔隙,直徑大于0.5mm,液體能在其中按流體靜力學(xué)的規(guī)律流動(dòng);②毛細(xì)管孔隙,直徑為0.0002到0.5mm,液體在其中的運(yùn)移決定于表面引力和外力(氣體的壓力、靜壓力、構(gòu)造壓力等);③亞毛細(xì)管孔隙,直徑小于0.0002mm,在一般條件下,液體不能在其中運(yùn)移。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移2.含礦熱液運(yùn)移的通道(1)原生孔隙熱液流經(jīng)的巖石的有效孔隙度會(huì)發(fā)生變化。在成礦前,常常由于溶解和蝕變而增大,如花崗巖鈉長(zhǎng)石化后,有效孔隙度由0.5%增加到6%;石灰?guī)r矽卡巖化后,由0.4%~0.9%增加到2.5%~5%;在成礦階段,因礦石礦物和脈石礦物充填,有效孔隙度又重新減小。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移2.含礦熱液運(yùn)移的通道(2)次生裂隙成巖過程中或成巖以后產(chǎn)生的各種裂隙,包括非構(gòu)造裂隙和構(gòu)造裂隙兩類:非構(gòu)造裂隙——如沉積物的擠壓收縮和侵入巖的冷卻收縮所產(chǎn)生的裂隙、溶解裂隙、礦物結(jié)晶或重結(jié)晶而形成的裂隙、坍塌角礫裂隙等。構(gòu)造裂隙——地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的褶皺虛脫、斷裂及與之有關(guān)的一系列裂隙。此外,需要強(qiáng)調(diào)指出的是,熱液的構(gòu)造通道除最常見的斷裂構(gòu)造外,還有超高壓流體對(duì)圍巖進(jìn)行水壓破裂產(chǎn)生的增殖裂隙,這是以往研究中往往被忽視的一種控制熱液礦床形成的一種重要構(gòu)造形式。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移3.成礦物質(zhì)的運(yùn)移形式(1)成礦物質(zhì)呈硫化物真溶液運(yùn)移由于氣水熱液礦床中硫化物居多,所以人們就認(rèn)為金屬是呈硫化物形式溶解于熱液中呈真溶液運(yùn)移的。實(shí)驗(yàn)證明金屬硫化物在水中的溶解度是極小的,如含銅硫化物在溫度為25~400℃間的水溶液中溶解度僅為10×l0-6~2.3×10-24克分子/l,顯然難以實(shí)現(xiàn)硫化物的大量運(yùn)移和聚集,銅礦床也不可能由硫化銅溶液形成。因此,硫化物呈真溶液運(yùn)移的觀點(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)被放棄。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移3.成礦物質(zhì)的運(yùn)移形式(2)成礦物質(zhì)呈膠體溶液運(yùn)移實(shí)驗(yàn)證明,金屬硫化物在膠體溶液中的含量比在真溶液中的溶解度大得多,而且膠體可以在各種物理化學(xué)條件下形成。人們還發(fā)現(xiàn),熱液礦床的礦石中可以經(jīng)常見到各種膠狀構(gòu)造,認(rèn)為這是金屬組份呈膠體溶液運(yùn)移的直接標(biāo)志,所以主張成礦物質(zhì)是呈膠體溶液運(yùn)移的。膠體溶液運(yùn)移成礦組分的論點(diǎn)也沒有被人們普遍接受。因?yàn)闊嵋旱V床中出現(xiàn)膠狀構(gòu)造的現(xiàn)象畢竟不多,它主要出現(xiàn)在一些淺成礦床中。膠狀構(gòu)造的出現(xiàn)可能是成礦時(shí)溫度下降過速的緣故,但成礦之前成礦物質(zhì)未必能呈膠體狀態(tài)。膠體的粘度較大,不易于長(zhǎng)距離搬運(yùn),無法解釋由大量滲透、交代作用形成的熱液礦床。通過礦物氣液包裹體成分的研究,還發(fā)現(xiàn)熱液中含多量的電解質(zhì),這進(jìn)一步說明了呈膠體狀態(tài)運(yùn)移成礦組分的可能性是極小的。該觀點(diǎn)同樣已經(jīng)很少有人提及。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移3.成礦物質(zhì)的運(yùn)移形式(3)成礦物質(zhì)呈鹵化物氣態(tài)溶液運(yùn)移

礦石中的金屬礦物在其形成以前是呈鹵化物形式在溶液中被搬運(yùn)的。其依據(jù)是:礦物中氣液包裹體的含鹽度很高,甚至有NaCl晶體出現(xiàn);火山噴出物中有砷、鐵、鋅、錫、鉛和銅等的可溶性氯化物和氟化物出現(xiàn);有的熱液礦床中可見到含氯或氟的礦物,如氯化鉛(PbCl2)、氯銅礦(CuCl2·3Cu(OH)2)、螢石、黃玉等。實(shí)驗(yàn)表明,金屬鹵化物在水中的溶解度是較大的(表)。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移3.成礦物質(zhì)的運(yùn)移形式(3)成礦物質(zhì)呈鹵化物氣態(tài)溶液運(yùn)移多數(shù)研究者認(rèn)為,成礦物質(zhì)呈鹵化物氣態(tài)溶液運(yùn)移的情況是存在的。不過主要出現(xiàn)于溫度較高的熱液礦床中,如云英巖型鎢、錫礦床可能就是以這樣的形式運(yùn)移和成礦的。據(jù)實(shí)驗(yàn)得知,金屬鹵化物和硫化氫極易反應(yīng)形成硫化物沉淀,所以當(dāng)溶液中存在數(shù)量較多的H2S時(shí),鹵化物溶液就變得很不穩(wěn)定。眾所周知,H2S在熱水溶液中的溶解度是隨溫度的降低而增高的,所以在溫度較低的情況下,成礦組分是難以成鹵化物搬運(yùn)的。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移3.成礦物質(zhì)的運(yùn)移形式(4)成礦物質(zhì)呈易溶絡(luò)合物運(yùn)移大量實(shí)驗(yàn)和理論研究證實(shí),在熱液礦床形成過程中,金屬成礦元素主要呈絡(luò)合物形式搬運(yùn)。這是目前人們普遍接受的觀點(diǎn)。在自然界中很多元素都可以構(gòu)成絡(luò)合物的組成部分:如某些離子電位高的金屬陽(yáng)離子(Fe3+,F(xiàn)e2+,Be2+,Nb5+,Ta5+,W6+,Sn4+,Mo4+,Mo6+等)構(gòu)成中心陽(yáng)離子(或稱絡(luò)合物形成體);一些陰離子或離子團(tuán)(如F-,Cl-,HS-,HCO-,OH-,O2-,S2-,SO42-,CO32-等)構(gòu)成配位體;堿金屬陽(yáng)離子則構(gòu)成外配位體,不同的絡(luò)合物可在各種地質(zhì)-物理化學(xué)條件下出現(xiàn)。絡(luò)合物比簡(jiǎn)單化合物的溶解度大許多倍,可以搬運(yùn)大量成礦物質(zhì)。進(jìn)入絡(luò)陰離子中的金屬元素,可以具有與簡(jiǎn)單陽(yáng)離子完全不同的化學(xué)特性,易于解釋熱液礦床中觀察到的各種現(xiàn)象。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移3.成礦物質(zhì)的運(yùn)移形式(4)成礦物質(zhì)呈易溶絡(luò)合物運(yùn)移有關(guān)的成礦實(shí)驗(yàn)和化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果也支持金屬礦物質(zhì)主要呈絡(luò)合物形式被搬運(yùn)的觀點(diǎn),并且還提供了金屬元素絡(luò)合物穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。絡(luò)合物在水溶液中的穩(wěn)定性,主要取決子絡(luò)陰離子離解能力的大小,絡(luò)陰離子離解能力越強(qiáng),則絡(luò)陰離子越不穩(wěn)定,因此,在溶液中出現(xiàn)的金屬離子越多。絡(luò)合物在溶液中的穩(wěn)定程度,可用絡(luò)合物不穩(wěn)定常數(shù)k'表示,如下列絡(luò)合物分解的反應(yīng)式:[PbCl4]2-→Pb2++4Cl-k'=[Pb][Cl]4/[PbCl4]k'值越大,則絡(luò)陰離子越不穩(wěn)定;反之,則越穩(wěn)定。在一定的熱液體系中,由于各種元素絡(luò)合物在熱液中穩(wěn)定性不同,因此絡(luò)合物的穩(wěn)定性大小也不同,隨著熱液物理化學(xué)性質(zhì)的變化,絡(luò)合物穩(wěn)定性也將發(fā)生變化,這是導(dǎo)致礦床形成過程中不同元素分別析出,產(chǎn)生各種分帶性的原因之一。第三節(jié)含礦熱液的運(yùn)移影響絡(luò)合物穩(wěn)定性的因素在熱液礦床形成過程中,由于熱液體系物理化學(xué)性質(zhì)的變化,造成絡(luò)合物穩(wěn)定性的破壞使金屬元素及其化合物沉淀、析出,其中溫度的降低和pH值的變化常常對(duì)絡(luò)合物的穩(wěn)定性影響最大。此外,其他機(jī)制也會(huì)影響絡(luò)合物的穩(wěn)定性。1.溫度有些絡(luò)合物只在較高溫度下穩(wěn)定,而在低溫下分解:如[PbCl4]2-,當(dāng)溫度從200℃降低到100℃時(shí),其穩(wěn)定性變化不大,而從100℃降至90℃時(shí),可導(dǎo)致5×10-6的Pb沉淀析出:

PbS+4NaCl→4Na++[PbCl4]2-+S2-又如鐵的氯絡(luò)合物,只在300℃以上穩(wěn)定。在350℃時(shí),在中性-弱酸性條件下,鐵的溶解度可達(dá)n×10-5~n×10-3,而在低于250℃時(shí),幾乎不能形成鐵的氯絡(luò)合物。

第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀2.pH值金屬氯絡(luò)合物的穩(wěn)定性嚴(yán)格受pH值的控制。當(dāng)體系的H2S濃度(活度)和Cl-的濃度一定時(shí),pH值變化1個(gè)單位,金屬氯絡(luò)合物的濃度可變化2個(gè)數(shù)量級(jí)。pH值越小,越易使氯絡(luò)合物穩(wěn)定。例如:若H2S濃度不變,NaCl=3g/l,t=100℃,當(dāng)pH=5時(shí),PbS的溶解度為1.47×10-6,當(dāng)pH=3時(shí),則可升至147×10-6。相反;硫絡(luò)合物(如Na3AsS3)在堿性溶液中穩(wěn)定,若pH值減小,則可發(fā)生沉淀。還有的絡(luò)合物只在一定的pH條件下穩(wěn)定,如[UO2(CO3)3]4-(三碳酸鈾酰),只在pH為7.2時(shí)穩(wěn)定,而pH值增加或減少都將引起沉淀。第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀當(dāng)熱液體系的壓力降低時(shí),H2S、CO2等揮發(fā)分在熱液中的溶解度減小,從而降低體系中S2-、[CO3]2-的濃度,促使含有S2-、CO32-等的絡(luò)合物穩(wěn)定性降低,使金屬陽(yáng)離子析出,如:

Na3[Ce(CO3)]→Ce3++3CO32-+3Na+第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀3.壓力變化如以U6+為中心陽(yáng)離子的絡(luò)合物與圍巖中的Fe2+作用,被還原為U4+時(shí),絡(luò)合物分解,產(chǎn)生晶質(zhì)鈾礦:[UO2[CO3]2(H2O)2]2-+2FeCO3+2OH-→UO2+Fe2O3+4HCO3-+H2S第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀4.氧化還原作用如W6+為中心陽(yáng)離子的絡(luò)合物與圍巖反應(yīng),生成鈣鎢礦:R2WO4+CaCO3→CaWO4+R2CO3因此,白鎢礦經(jīng)常生成于碳酸鹽圍巖中。第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀5.與圍巖反應(yīng)不同來源的熱液,其物理化學(xué)性質(zhì)常有明顯差別,當(dāng)它們混合以后,會(huì)引起體系物理化學(xué)性質(zhì)的明顯變化,從而破壞了絡(luò)合物的穩(wěn)定性。如含H2S較高的熱液與不含H2S的熱液混合時(shí),可以降低S2-或HS-的濃度(或活度),引起含硫絡(luò)合物的分解,如下式生成輝銻礦的反應(yīng):

2Na3SbS3+3H2S→Sb2S3+6NaHS相反,當(dāng)富含H2S的熱液與富含重金屬鹵化物熱液相混合時(shí),則可生成硫化物沉淀:

FeCl2+H2S→FeS+2HCl許多研究者都強(qiáng)調(diào)混合作用對(duì)熱液礦床的形成十分重要。第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀6.不同來源熱液的混合一些高價(jià)陽(yáng)離子絡(luò)合物在較高溫度下,常發(fā)生水解反應(yīng),生成氧化物或氫氧化物的沉淀:

2Na3FeCl6+3H2O→Fe2O3+6NaCl+6HCl第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀7.水解在某些淺成、超淺成甚至部分中深成熱液礦床形成過程中,沸騰現(xiàn)象可能起非常重要的作用。在沸騰過程中,氣相組分大量析出,由于H2S、CO2、HCl、HF等的減少,將促使殘留的液相pH升高,氣相的酸度增加,引起溶液鹽度變化,Cl-、F-、S-、HS-等的活度減小,溫度和壓力也可發(fā)生較大變化,這些都可能導(dǎo)致熱液礦物沉淀、析出。第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀8.沸騰成礦期間的構(gòu)造活動(dòng),促使裂隙打開、復(fù)活,甚至誘發(fā)激烈的氣液爆發(fā)現(xiàn)象,引起體系物理化學(xué)性質(zhì)的改變,因而對(duì)熱液礦物的沉淀析出產(chǎn)生較大影響。不同類型的絡(luò)合物穩(wěn)定性與熱液體系的物理化學(xué)性質(zhì)有密切的關(guān)系。按照熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果可知:①重金屬氯絡(luò)合物在酸性介質(zhì)中和∑H2S(H2S+HS-+S2-+…+nH+)總濃度低時(shí)才穩(wěn)定,許多重金屬熱液礦床的成礦熱液具有此種條件,因此在熱液中重金屬呈氯絡(luò)合物遷移的可能性最大;②重金屬硫氫絡(luò)合物(含HS-)在高的∑H2S濃度和堿性-中性介質(zhì)中穩(wěn)定,要求∑H2S>1克分子/L,而一般熱液礦床多低于此數(shù)值(多為0.3~0.4克分子/L以下),因此重金屬呈硫氫絡(luò)合物形式遷移的可能性較??;③含碳酸根的重金屬絡(luò)合物必須滿足∑H2S總濃度低、CO2分壓高、堿性介質(zhì)等條件,在碳酸鹽圍巖中有利于此類絡(luò)合物形成。第四節(jié)成礦物質(zhì)的沉淀

影響絡(luò)合物穩(wěn)定性的因素1.充填成礦方式當(dāng)含礦熱液在化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖中流動(dòng)時(shí),因物理化學(xué)條件的改變,使熱液中成礦物質(zhì)沉淀于已有的各種裂隙和孔隙中,這種作用稱為充填作用,以這種方式形成的礦床即為充填式礦床。在充填式礦床形成過程中,成礦溶液與圍巖間化學(xué)反應(yīng)較弱,形成深度一般較淺。礦床中常出現(xiàn)一些特征的礦石構(gòu)造,最常見的是脈狀-條帶狀構(gòu)造,還發(fā)現(xiàn)其他一些構(gòu)造如梳狀構(gòu)造、晶簇狀構(gòu)造、皮殼狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、雞冠狀構(gòu)造、同心圓狀構(gòu)造等(圖5-5),還有一些特征的結(jié)構(gòu),如膠狀結(jié)構(gòu)、變膠狀結(jié)構(gòu)等。礦體與圍巖的接觸界線規(guī)則、突變,礦脈兩壁平直或相互吻合,不存在明顯的交代作用現(xiàn)象。第五節(jié)成礦方式2.交代成礦方式交代作用系指改變巖石化學(xué)成分的各種置換作用,由此作用生成的礦床稱交代式礦床。交代作用特點(diǎn)是原有組分的溶解、帶出與新組分的替代同時(shí)進(jìn)行。在交代過程中被交代部分的體積基本上不發(fā)生變化,但是這種關(guān)系不是絕對(duì)的。如果帶入量大于帶出量時(shí),則新形成的交代礦物體積可大于原來體積,反之體積變小。交代作用生成的礦物可保持原有被交代礦物的形態(tài)和巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的細(xì)節(jié)特征。決定交代作用特征的主要因素是被交代巖石和礦物的化學(xué)成分、熱液體系的物理化學(xué)性質(zhì),以及熱液的流體動(dòng)力學(xué)特征等。第五節(jié)成礦方式2.交代成礦方式交代作用可分為2種類型:①擴(kuò)散交代作用——交代作用發(fā)生于停滯的溶液內(nèi),主要以離子或分子擴(kuò)散方式進(jìn)行,即組分的帶出和帶入是由于濃度梯度所引起。②滲濾交代作用——交代作用發(fā)生于流動(dòng)的溶液中,即組分的帶出、帶入是由流經(jīng)巖石的溶液來進(jìn)行的,這種交代作用常常更重要。滲濾交代作用是由于溶液中組分與圍巖中組分發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),并且由于熱液不斷的運(yùn)移,使熱液-圍巖處于不平衡狀態(tài)所引起。第五節(jié)成礦方式2.交代成礦方式交代礦床的鑒別標(biāo)志:交代作用的產(chǎn)物保持原巖的礦物假象和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn),如層理、化石、片理、角礫構(gòu)造、褶皺構(gòu)造等,并可以見到圍巖殘留體。礦體外形不規(guī)則,出現(xiàn)穿切層理的完好晶體,礦體與圍巖邊界可以逐漸過渡(圖)。第五節(jié)成礦方式圍巖蝕變(wall-rockalteration)——這種變化主要是由于圍巖在受到熱液作用或含礦熱液作用時(shí),與熱液體系處于熱力學(xué)不平衡狀態(tài)所引起,為了使圍巖與熱液達(dá)到平衡態(tài),圍巖與熱液組分之間必定要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)及其他相應(yīng)變化(化學(xué)成分和物理性質(zhì)),使新礦物形成,舊礦物消失,這種熱液引起的組分帶出、帶入的變化稱為圍巖蝕變。蝕變巖——蝕變過程中在一定物理化學(xué)條件下處于相對(duì)平衡狀態(tài)的礦物共生組合所構(gòu)成的巖石。蝕變巖應(yīng)全部由蝕變礦物組成,同一平衡礦物組合內(nèi)各種礦物沒有交代關(guān)系,幾乎是同時(shí)形成的,具有變晶結(jié)構(gòu),如矽卡巖、云英巖、電英巖、青盤巖、鈉長(zhǎng)巖、石英鈉長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)巖等。第六節(jié)圍巖蝕變?nèi)绻瓗r未被完全交代,仍有原生礦物殘留,具變余結(jié)構(gòu),則可稱為某某化巖,如云英巖化花崗巖、青盤巖化安山巖、綠泥石化閃長(zhǎng)巖、鈉長(zhǎng)石化花崗斑巖等;影響圍巖蝕變的主要因素:原巖的物理化學(xué)性質(zhì)、熱液體系的物理化學(xué)特征,如各種組分的活度、pH、Eh、溫度、壓力等。熱液流體是熱和許多化學(xué)組分的有效載體和傳輸體,往往與所接觸的圍巖間存在明顯的物理-化學(xué)梯度,因此熱液成礦作用過程中常常伴隨有圍巖蝕變的發(fā)生,也可以說圍巖蝕變作用是熱液成礦作用的重要組成部分。第六節(jié)圍巖蝕變蝕變圍巖大多分布在礦體周圍,其輪廓和礦體形態(tài)基本一致,有的受巖性、構(gòu)造等影響,形態(tài)比較復(fù)雜,但空間上也總是在礦體附近。由于蝕變圍巖的范圍一般都較礦體廣,且離礦體愈近,蝕變強(qiáng)度愈大。圍巖蝕變常呈帶狀分布,通過蝕變分帶的研究,可以幫助確定礦體的位置。所以,蝕變圍巖可作為熱液礦床的重要找礦標(biāo)志。通過確定圍巖蝕變的類型來判別可能找到的某種類型的礦床。如云英巖化經(jīng)常伴生有脈狀鎢、錫、鉬礦化和金礦化;鉀化、硅化和絹云母化的蝕變組合往往和斑巖型銅、鉬礦床共生;白云巖化和硅化的蝕變圍巖是尋找鉛鋅礦床的重要標(biāo)志。有的蝕變圍巖本身就是礦體,如明礬石化除可作為尋找某些金、銅礦床的標(biāo)志外,所形成的明礬石往往就是具工業(yè)價(jià)值的礦床。通過圍巖蝕變的組合及分布特征,可以幫助識(shí)別成礦過程中熱液運(yùn)移通道,進(jìn)而指導(dǎo)找礦勘探。第六節(jié)圍巖蝕變圍巖蝕變研究具有重要的實(shí)際意義溫度和其他物理化學(xué)條件對(duì)熱液蝕變的類型有重要影響,通過圍巖蝕變的研究可以幫助恢復(fù)成礦的物理化學(xué)條件。如,花崗巖類巖石在高溫條件下,鉀長(zhǎng)石被蝕變?yōu)榘自颇负褪?,顆粒都較粗大,形成云英巖。在中溫條件下則蝕變成為絹云母和細(xì)粒石英,形成絹英巖,這樣圍巖蝕變類型就可以幫助確定熱液礦床形成的大致溫度。根據(jù)蝕變圍巖和原巖間的成分差異,可推斷熱液的化學(xué)成分和元素的轉(zhuǎn)移特征。并可根據(jù)蝕變組合的空間分布及其形成順序來推測(cè)成礦物質(zhì)的搬運(yùn)、沉淀?xiàng)l件和成礦作用過程。第六節(jié)圍巖蝕變研究圍巖蝕變有重要的理論意義是硅鋁質(zhì)巖石受高溫氣水熱液作用而成,如花崗巖的云英巖化,主要是鉀長(zhǎng)石,斜長(zhǎng)石受熱液作用分解成為石英和白云母。3K[AlSi3O8]+CO2+H2O→KAl2[AlSi3O10](OH)2+K2CO3+6SiO2蝕變過程中有時(shí)有F、B等揮發(fā)分及其他金屬加入和CaO、Na2O、K2O、Fe2O3及部分Al2O3的帶出。除原生礦物轉(zhuǎn)變而來的白云母和石英外,蝕變礦物尚有鋰云母、電氣石、黃玉等,伴生的金屬礦物主要是黃鐵礦、毒砂、黑鎢礦、錫石、輝鉬礦等。和云英巖化有關(guān)的礦床主要是鎢、錫、鉬和金礦床。鎢錫往往相伴產(chǎn)出,可分2種類型:一類是很少或完全不含硫化物的鎢錫礦床,這類礦床占絕大多數(shù),空間上多產(chǎn)于花崗巖內(nèi);另一類是含相當(dāng)數(shù)量的Fe、Cu、As、Bi、Mo、Pb、Zn的硫化物,這類礦床較少,主要和花崗閃長(zhǎng)巖有關(guān)。第六節(jié)圍巖蝕變(1)云英巖化硅化是一種最普遍的圍巖蝕變,高溫至低溫均可形成,以中溫?zé)嵋旱V床中最為常見。圍巖遭受硅化后其中的SiO2含量大大增加。形成硅化的SiO2一般是由熱液帶入的,部分是原巖中的SiO2殘留、相對(duì)富集而成,如中酸性火山巖經(jīng)熱液作用后,大部分活動(dòng)性組分被帶出,只剩下比較穩(wěn)定的二氧化硅,由此形成的硅化巖石習(xí)慣上稱之為次生石英巖。硅化蝕變經(jīng)常和絹云母化、碳酸鹽化、云英巖化等相伴產(chǎn)出。和硅化蝕變有關(guān)的礦產(chǎn)主要有:銅、鉬、鉛、鋅、金、銀、汞、銻以及明礬石等。第六節(jié)圍巖蝕變(2)硅化是一種比較常見的中、低溫?zé)嵋何g變類型。碳酸鹽化的結(jié)果是蝕變巖石中形成相當(dāng)數(shù)量的方解石、白云石等碳酸鹽類礦物。閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖等巖漿巖的碳酸鹽化是中溫?zé)嵋何g變的產(chǎn)物,與之有關(guān)的礦產(chǎn)主要是銅、鉛、鋅。石灰?guī)r、白云巖遭受中、低溫?zé)嵋何g變時(shí)也可形成碳酸鹽化,有時(shí)主要形成白云石,可稱白云巖化。這類蝕變圍巖是尋找鉛、鋅、汞、銻礦床的良好標(biāo)志。圍巖蝕變?cè)诳臻g上常出現(xiàn)分帶性,在時(shí)間上具有多期多階段性。第六節(jié)圍巖蝕變(3)碳酸鹽化蝕變巖主要原巖主要礦物組合形成條件有關(guān)礦產(chǎn)矽卡巖化碳酸鹽巖、富鈣質(zhì)火成巖及其他沉積巖、火山沉積巖石榴子石(鈣鋁-鈣鐵)、輝石(透輝石-鈣鐵輝石)及其他鈣、鐵、鎂、鋁硅酸鹽礦物火成巖接觸帶附近,主要在中等深度、高一中溫條件下Fe、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Be、Mo等鉀長(zhǎng)石化酸性火成巖為主,其次是中性火成巖及較富長(zhǎng)英質(zhì)的沉積巖、沉積變質(zhì)巖微斜長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、冰長(zhǎng)石等多為高溫.冰長(zhǎng)石為低溫W、Sn、Be、Ta.Cu、Mo、冰長(zhǎng)石化與Au、Ag、Cu、Pb、Zn礦化有關(guān)鈉長(zhǎng)石化主要為酸性、中性、基性、堿性火成巖鈉長(zhǎng)石(可與石英、淺色云母、方柱石、霓石、綠泥石、綠簾石組合)高-低溫?zé)嵋孩貰e、Nb、Ta、REE;②Fe、Cu、P;③Nb、REE、Zr、Ti、P;④Cu、pb、Zn黑云母化含有鐵鎂質(zhì)組分的各類巖石(火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖)黑云母、淺色云母、石英、電氣石、鉀長(zhǎng)石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、角閃石高溫(富鉀)熱液Cu、Mo、Fe、某些稀有金屬礦化表其他的幾種常見的圍巖蝕變特征蝕變巖主要原巖主要礦物組合形成條件有關(guān)礦產(chǎn)青盤巖化中性、弱酸性火成巖(其次是基性火成巖及其他巖石)綠泥石、碳酸鹽礦物、黃鐵礦、綠簾石、黝簾石、鈉長(zhǎng)石、絹云母、石英中低溫(中性、含SO2、H2S的溶液)Cu、Fe、Au、Ag、黃鐵礦、Pb、Zn、Ni、Co、U泥質(zhì)蝕變酸性火山巖、次火山巖及其他各種巖石(常富硅、鋁)高嶺石、迪開石、水云母、蒙脫石、石英、絹云母低溫(酸度多較高)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、螢石、重晶石、明礬石蛇紋石化超基性巖、富鎂碳酸鹽巖滑石、菱鎂礦、金云母、蛇紋石中-低溫石棉、滑石、鐵、菱鎂礦、硼鎂鐵礦沸石化火山沉積巖、中性酸性火成巖各種沸石、方解石、石英低溫、淺成沸石表其他的幾種常見的圍巖蝕變特征1.礦化期礦化期(metallogenicepoch)代表一個(gè)較長(zhǎng)的成礦作用過程,它是根據(jù)成礦體系物理化學(xué)條件的顯著變化來確定的,也就是說,不同成礦期形成的熱液礦物,其形成的物理化學(xué)條件有明顯差別,例如:寧蕪地區(qū)玢巖鐵礦中磁鐵礦主要形成于高溫?zé)嵋浩?,溫度?50~350℃,硫的活度較低;而黃鐵礦則形成與其不同的物理化學(xué)條件下,溫度為150~300℃左右,硫的活度較高,只形成于中-低溫?zé)嵋撼傻V期。內(nèi)蒙白云鄂博鐵、稀土礦的形成經(jīng)歷了沉積、變質(zhì)和巖漿熱液等3個(gè)成礦期。不同成礦期形成的圍巖蝕變、礦物組合、伴生組分、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造,甚至礦體形態(tài)、產(chǎn)狀都可能有明顯差別。第七節(jié)礦化期、礦化階段和礦物的生成順序2.礦化階段礦化階段(metallogenicstage)為成礦期內(nèi)進(jìn)一步劃分的較短的成礦作用過程,常緊密地與熱液的演化、構(gòu)造裂隙的階段性脈動(dòng),以及與此有聯(lián)系的間歇性熱液活動(dòng)有關(guān)。每一個(gè)礦化階段代表一次構(gòu)造-熱液活動(dòng),不同礦化階段的產(chǎn)物可以產(chǎn)于同一裂隙系統(tǒng)中,也可出現(xiàn)于不同方向的裂隙系統(tǒng)中。第七節(jié)礦化期、礦化階段和礦物的生成順序2.礦化階段劃分礦化階段的主要標(biāo)志:①交截礦脈:早階段生成的礦脈被晚階段礦脈所交截,并使早階段礦脈錯(cuò)動(dòng);②晚階段生成的礦物集合體構(gòu)成細(xì)脈,穿切了早階段礦物組成的脈體,產(chǎn)生不同程度的交代作用;③早階段生成的礦物或礦物集合體破碎成角礫,并被晚階段生成的礦物集合體所膠結(jié);④晚階段生成的礦物集合體交代早階段形成的礦物集合體;⑤礦脈內(nèi)或礦體內(nèi)出現(xiàn)不對(duì)稱條帶狀或條紋狀平行礦脈或交切礦脈,條帶或條紋中礦物屬于晚階段產(chǎn)物。第七節(jié)礦化期、礦化階段和礦物的生成順序2.礦化階段劃分礦化階段的其它標(biāo)志:不同礦化階段的礦物或礦物集合體的成分、結(jié)構(gòu)、晶型、顏色、分布規(guī)律或其他特征、圍巖蝕變有一定的差別;不同礦化階段含礦裂隙的力學(xué)性質(zhì)、分布、產(chǎn)狀也可有一定差別,不同礦化階段元素對(duì)的相關(guān)性和特征的元素組合亦可有所不同;不同成礦階段有用元素的富集程度往往有很大差別;礦化階段的正確劃分對(duì)于查明有用組分的分布規(guī)律、預(yù)測(cè)深部礦體、認(rèn)識(shí)成礦條件和成礦過程等很重要,是野外和室內(nèi)進(jìn)行礦床研究的主要工作內(nèi)容之一,具有較大的理論和實(shí)際意義。第七節(jié)礦化期、礦化階段和礦物的生成順序3.礦物的生成順序礦物的生成順序(parageneticsequence)——同一礦化階段中不同礦物結(jié)晶的先后順序在熱液礦床中礦物沉淀的先后順序從屬于地球化學(xué)的規(guī)律性。在一般情況下,生成順序符合晶格能降低的順序,但此順序也可被其他因素如濃度、pH值和Eh值等所影響:脈石礦物的結(jié)晶順序,首先是硅酸鹽.然后是石英,最后是碳酸鹽和硫酸鹽類礦物(如方解石、天青石和硬石膏等)。礦石礦物形成的次序也有規(guī)律:首先形成高價(jià)離子的氧化物和含氧鹽。如黑鎢礦、錫石、獨(dú)居石、黃綠石、磁鐵礦等;其次是鐵、鎳、鈷、銅、鉛、鋅等二價(jià)元素的硫化物和砷化物,如磁黃鐵礦、毒砂、黃鐵礦、針鎳礦、砷鎳礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等;再次為砷、銻的硫化物以及金、銀的硒化物和碲化物。第七節(jié)礦化期、礦化階段和礦物的生成順序3.礦物的生成順序確定礦物生成順序的主要標(biāo)志:①穿插:一礦物穿插另一礦物或礦物組合,被穿插者生成較早;②交代:先成的礦物被后成的礦物所交代,常顯交代殘余結(jié)構(gòu);③包圍:先成礦物的全部或一部分被后成礦物所包圍;④粒間位置:后成礦物生成于先成礦物的顆粒之間;⑤假象:先成礦物被后成礦物交代后,尚保留其原來晶形。如磁鐵礦變成假象赤鐵礦后仍保留其等軸晶系的晶形;⑥構(gòu)造:在對(duì)稱帶狀構(gòu)造中,外層礦物早于內(nèi)層礦物,晶洞構(gòu)造中的礦物一般晚于洞壁的礦物。由于熱液礦床形成過程多比較復(fù)雜,研究礦物的生成順序時(shí),要全面、綜合考慮以上標(biāo)志,并根據(jù)具體情況加以確定,因礦物生成順序不是固定不變的,可出現(xiàn)反常現(xiàn)象。第七節(jié)礦化期、礦化階段和礦物的生成順序第八節(jié)熱液礦床的分帶性熱液礦床的分帶(zoning)——指與單一礦床或一定區(qū)域內(nèi)的一組礦床有關(guān)的礦物或元素在空間上的有序分布形式。熱液礦床的分帶現(xiàn)象十分普遍,不同類型的熱液礦床分帶規(guī)律常常有很大差別。一般從分帶的規(guī)模等級(jí)和分布樣式兩個(gè)基本方面來描述和識(shí)別熱液礦床的分帶性。1.分帶規(guī)模等級(jí)

按規(guī)模和級(jí)別,礦床的分帶性可分為區(qū)域分帶、礦田分帶、礦床或礦體分帶。(1)區(qū)域分帶指在較大范圍的構(gòu)造單元或構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶中,在成因上有聯(lián)系的礦床或礦床類型在空間上的分帶性。這種分帶一般范圍較大,以礦種或礦床類型作為分帶指標(biāo)。如秦嶺造山帶中心地

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