熱液礦床的資料

熱液礦床的資料第1頁/共105頁2005-11-042（二）熱液礦床的特點

1、熱液的性質(zhì)與來源：

熱液是一種溫度較高、活動力強、多來源、多成因、以水為主的、可進行遠距離遷移的流體，因此成礦地區(qū)廣泛，礦床成因復(fù)雜，礦床類型較多。其來源主要有巖漿熱液、熱鹵水循環(huán)的大氣降水，海水）、地層水（囚水、封存水、同生水）、變質(zhì)水、火山次火山熱液、初始水、混合型熱液。第2頁/共105頁2005-11-0432、礦體形狀：脈狀與浸染狀

由于礦液是以水為主的流體，因此它不僅能沿著巖石的裂隙、片理面、層面流動，也可以沿著巖石中極細小的孔隙、裂紋滲流，因此所形成的礦床形狀是多種多樣，極為復(fù)雜。但在第一種情況下，往往形成脈狀礦床；而在第二種情況下則多為浸染狀礦床。

也因為礦液性質(zhì)不同，礦液不僅能在巖石的裂隙中直接沉淀出礦質(zhì)，形成“充填式礦床”，也能與圍巖發(fā)生交代反應(yīng)，形成“交代式礦床”。第3頁/共105頁2005-11-0443、成分

由于熱液礦床主要通過礦液的充填、交代作用形成，因此其成礦物質(zhì)與圍巖明顯不同；

⑴金屬礦物：

金屬硫化物（Cu.Pb.Zn.Hg.Sb.Ag.Bi.Co.Mo…）

金屬氧化物和含氧鹽(W.Sn.U…)；⑵非金屬礦物：石英；碳酸鹽類礦物方解石、白云石、鐵白云石；含鐵白云石、菱鐵礦。

含水和揮發(fā)份的硅酸鹽礦物，如絹云母、綠泥石 高嶺石。

巖漿巖中的常見礦物除石英外，基本上見不到（橄欖石、角閃石、 輝石），而長石、黑云母極為少見。

硫酸鹽礦物的大量出現(xiàn)，如石膏，硬石膏

第4頁/共105頁2005-11-0454、成礦的物化條件

熱液礦床形成的溫度一般500℃～50℃（有時高600℃），礦床形成的深度1.5～4.5km，屬深-中深度；有時小于1.5km，為淺成-超淺成環(huán)境?？傮w說來，其形成的深度及溫度條件要比巖漿礦床，偉晶巖礦床淺得多。第5頁/共105頁2005-11-0465、圍巖蝕變熱液礦床的圍巖蝕變十分發(fā)育，類型較多，不同類型的熱液礦床，所伴隨的圍巖蝕變各有不同。圍巖蝕變的重要性要比巖漿礦床及偉晶巖礦床重要得多。第6頁/共105頁2005-11-0476、構(gòu)造控制

熱液礦床在形成過程中，各級各類型的構(gòu)造的重要性要比巖漿礦床和偉晶巖礦床具體得多，重要得多。各種構(gòu)造既是礦液運輸?shù)耐ǖ溃质堑V液進行交代，充填而形成有用礦物堆積的空間場所。另外，構(gòu)造活動往往是多期次發(fā)生，這也導(dǎo)致熱液活動的多次發(fā)生，結(jié)果形成成礦作用的多期多階段性。

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7、成礦方式

成礦方式主要有交代作用和充填作用兩種。當(dāng)含礦熱液溫度較高，并且礦體圍巖為化學(xué)性質(zhì)活潑的巖石時，成礦作用多以交代方式為主，當(dāng)含礦熱液溫度較低，礦體圍巖為化學(xué)性質(zhì)不活潑的巖石時，成礦作用則以充填方式為主。因此，熱液礦床中常形成典型的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點：如梳狀、角礫狀、晶洞狀、對稱帶狀…。第8頁/共105頁2005-11-049（三）工業(yè)意義

熱液礦床是一個重要的礦床類型，礦種多，工業(yè)價值大。有重要價值的礦種包括：有色金屬Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Ni、Co等；貴金屬Au、Ag；黑色金屬Fe；稀有及分散元素Li、Be、Ga、Ge、In、Cd等；放射性元素U；非金屬礦產(chǎn)硫、石棉、螢石、水晶、明礬石、重晶石、菱鎂礦、滑石、葉臘石、高嶺土、膨潤土等。其中一些礦種主要產(chǎn)于熱液礦床，如Au、Ag、Hg、Sb等。第9頁/共105頁2005-11-0410二、礦床分類（一）成礦深度分類：第10頁/共105頁2005-11-0411（二）成礦溫度分類1、高溫?zé)嵋旱V床：

a、成礦溫度：＞300oCb、礦物組合：黑鎢礦、錫石、輝鉬礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、磁 鐵礦、鏡鐵礦、綠柱石、鋰云母、黃玉、鈮 （鉭）鐵礦、螢石等。

c、圍巖蝕變：鉀長石化、鈉長石化、云英巖化、電氣石化、硅石英）化等。第11頁/共105頁2005-11-04122、中溫?zé)嵋旱V床：a、成礦溫度：200—300oC。b、礦物組合：黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等。c、圍巖蝕變：絹云母化、黃鐵礦化、綠泥石化、硅（石英）化等。第12頁/共105頁2005-11-04131、低溫?zé)嵋旱V床：a、成礦溫度：＜200oC。b、礦物組合：輝銻礦、輝銅礦、辰砂、雄黃、雌黃、金銀的硒化物及碲化物等。c、圍巖蝕變：高嶺土化、白云石化、明礬石 化、玉髓化及蛋白石化。第13頁/共105頁2005-11-0414

（三）地質(zhì)環(huán)境和熱液來源1、巖漿氣液礦床2、非巖漿熱液礦床3、火山-次火山氣液礦床4、變質(zhì)熱液礦床第14頁/共105頁2005-11-0415三、巖漿氣液礦床

1、概念：在巖漿結(jié)晶冷凝分異過程中析出的含礦氣水熱液，在巖體中及巖體附近的圍巖中經(jīng)過交代、充填作用形成的礦床叫巖漿氣液礦床。這類礦床不論在其成因上，成礦時空關(guān)系上均與巖漿巖有密切的關(guān)系，成礦的物質(zhì)來自巖漿。第15頁/共105頁2005-11-0416

1）、與巖漿巖的關(guān)系：

①巖性關(guān)系：與礦化有關(guān)的巖體多為中酸性、酸性及堿性（復(fù)式）小巖體。

②空間關(guān)系：礦床或是直接產(chǎn)于巖體之中、頂部，或巖體附近的圍巖中，某些類型的礦床與侵入深度之間表現(xiàn)了明顯的對應(yīng)關(guān)系，如：圍繞巖體，熱液礦床成帶狀分布，呈溫度梯度由內(nèi)向外逐漸降低。

③時間關(guān)系：同位素年齡研究指出，礦體形成時間晚于或稍晚于巖漿巖的侵入冷凝時間。2、礦床特征第16頁/共105頁2005-11-0417華南地區(qū)含鎢石英脈組合形式示意圖

第17頁/共105頁2005-11-0418④物質(zhì)成分地球化學(xué)研究證實成礦物質(zhì)主要來自巖漿活動，主要由巖漿析出的氣水熱液攜帶。并且不同類型的巖漿巖，都與一定類型的熱液礦床有明顯的成因聯(lián)系，體現(xiàn)了熱液礦床的成礦專屬性。因此，巖漿熱液礦床不論是從其產(chǎn)出位置、其內(nèi)部的礦物組成、礦物共生組合、分帶性，還是從巖漿巖的成礦專屬性等方面，都說明這類礦床與巖漿關(guān)系密切。第18頁/共105頁2005-11-0419⑤、成礦熱液主要是巖漿熱液，因而熱液H2O的氫氧同位素接近巖漿水的特征（δ18Ο=（6～9）‰,δD=（-48～

80）‰）第19頁/共105頁2005-11-04202）、

礦體（脈）受構(gòu)造控制明顯。主要是侵入體的原生構(gòu)造：接觸帶構(gòu)造和斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造的控制。第20頁/共105頁2005-11-0421石英脈型鎢礦“五層樓”式成礦綜合模式圖第21頁/共105頁2005-11-04223）、礦床與圍巖的關(guān)系：高溫巖漿氣液礦床大多產(chǎn)于巖體內(nèi)及其附近的硅鋁質(zhì)沉積巖和變質(zhì)巖系中；中低溫巖漿氣液礦床大則多產(chǎn)于鈣鎂質(zhì)巖或火山巖中。巖石物理性質(zhì)：脆性大的巖石：有利于礦液的流通和沉淀；塑性大的巖石：起蓋層作用，使熱液中的成礦物質(zhì)在其下伏巖石富集。第22頁/共105頁2005-11-04233、成礦地質(zhì)條件1）、成礦大地構(gòu)造環(huán)境侵入巖漿熱液礦床主要與中、酸性侵入巖體有關(guān)。因此，中酸性構(gòu)造-巖漿活動強烈的大地構(gòu)造環(huán)境有利成礦。此種構(gòu)造單元主要是各地質(zhì)時期的大陸邊緣弧及島弧，其次是大陸板塊內(nèi)部的構(gòu)造-巖漿活動帶。侵入巖漿熱液礦床受構(gòu)造控制明顯，各種破裂性構(gòu)造均可能構(gòu)成熱液活動的通道和沉淀成礦的場所。控制礦體分布的構(gòu)造主要是斷裂、破碎帶、裂隙及侵入體的原生節(jié)理、接觸帶構(gòu)造、圍巖中的褶皺、層間滑動帶等。第23頁/共105頁2005-11-04242）、巖漿巖條件與侵入巖漿熱液有關(guān)的巖漿巖主要是酸性、中-酸性、中性巖漿巖及堿性巖類。與接觸交代礦床相比，侵入巖漿熱液礦床的礦種與巖漿巖之間也顯示類似的成礦專屬性，這是因為這兩種礦床的成礦物質(zhì)來源相同只是圍巖條件和成礦方式的差異。與成礦有關(guān)的巖漿巖一般都富含相關(guān)元素。例如，不含錫的花崗巖其Sn的豐度一般小于5×10-6，含錫花崗巖其Sn的豐度可達（10～60）×10-6；不含鉬的花崗巖其Mo的豐度一般小于2×10-6，含鉬花崗巖其Mo的豐度可達（4～14）×10-6。第24頁/共105頁2005-11-04253）、圍巖條件與侵入巖漿熱液礦床有關(guān)的侵入體圍巖及礦體圍巖一般都是化學(xué)性質(zhì)不很活潑的非碳酸鹽類的巖石。這并不是因為碳酸鹽巖不利于成礦，而是此種圍巖存在時多形成接觸交代礦床。當(dāng)侵入體與兩種不同性質(zhì)的圍巖接觸時可能形成接觸交代型和侵入巖漿熱液型兩種礦床的成礦系列,如瑤崗仙鎢礦床。此外裂隙發(fā)育、滲透性較好的圍巖有利于成礦。第25頁/共105頁2005-11-04263、成礦過程

早期：熱液中含有揮發(fā)組分，形成高溫?zé)嵋旱V床，圍巖主要為硅鋁質(zhì)巖（板巖、砂巖、花崗巖、千枚巖）。若圍巖有碳酸鹽巖，則可以產(chǎn)生矽卡巖。礦體主要產(chǎn)于巖體內(nèi)部或圍巖旁，圍巖蝕變主要為高溫蝕變，礦物結(jié)晶粗大，，巖體大多具有多期次活動的特點，礦體形成與巖漿晚期小巖體關(guān)系緊密。第26頁/共105頁2005-11-0427中期：以硫化物為主，溫度為300～200℃，在空間上與侵入體之間有一定距離，，圍巖主要為硅質(zhì)、變質(zhì)巖和碳酸鹽巖，形成交代礦床；其他非鈣質(zhì)成分的圍巖中則形成充填礦床。晚期（T＜200℃）：金屬以碳酸鹽形式從熱液中沉淀出來，形成碳酸鹽礦床；另外，還可以以硫化物形式出現(xiàn)。第27頁/共105頁2005-11-0428

4、巖漿氣液礦床的主要類型及其特點（1）巖漿高溫?zé)嵋旱V床①形成的物化條件：形成溫度500℃～300℃，溫度可高達600℃；形成深度3～4.5公里，屬深成高溫?zé)嵋旱V床。

第28頁/共105頁2005-11-0429②與侵入體的關(guān)系

極為密切，礦體直接產(chǎn)于有關(guān)巖體的內(nèi)部（主要在巖體的頂部），巖漿巖主要為花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖等中-酸性侵入體，或巖體附近的外接觸地圍巖中，但距巖體很少超過1～1.5公里。

第29頁/共105頁2005-11-0430

③礦體的圍巖一般為化學(xué)性質(zhì)不活潑的非鈣質(zhì)巖石，如巖漿巖、砂巖、頁巖、板巖、千枚巖等。高溫?zé)嵋旱V床一般不能產(chǎn)于碳酸鹽巖石中。因此從這點上說，高溫?zé)嵋旱V床與矽卡巖所處的圍巖條件是不相同的。因為具有較高溫度的礦液，一旦作用于鈣質(zhì)圍巖（如石灰?guī)r），便往往與圍巖發(fā)生交代反應(yīng)，形成矽卡巖礦床。如在湖南遙崗仙鎢礦區(qū)，屬同一成礦作用形成高溫?zé)嵋盒秃阪u礦-石英脈礦床，而在鈣質(zhì)圍巖中則發(fā)生交代作用，形成矽卡巖型白鎢礦礦床。

第30頁/共105頁2005-11-0431

④圍巖蝕變：

這類礦床形成時由于成礦溫度較高，而且熱液中富含揮發(fā)份，因此在成礦過程中，含礦的氣水熱液對圍巖，包括對先期結(jié)晶的母巖巖體（如花崗巖，基性，超基性巖體）進行強烈的交代，使近礦圍巖發(fā)生強烈的蝕變作用。圍巖蝕變廣泛發(fā)育，為本類礦床的特征之一，而典型的高溫?zé)嵋何g變是尋找這類礦床的重要標(biāo)志。高溫?zé)嵋旱V床的圍巖蝕變種類很多，主要有以下幾種：第31頁/共105頁2005-11-0432云英巖化：當(dāng)?shù)V體圍為花崗巖巖石時，在巖體的頂部花崗巖中長石發(fā)生水解形成新的白云母及石英，構(gòu)成云英巖化：3KAlSi3O8（長石）+H2O→KAl2〔Si3AlO10〕〔OH〕2（白云母）+6SiO2↓（石英）+K2O;

云英巖化常形成云英巖型W－Sn礦床。如我國贛南鎢礦。第32頁/共105頁2005-11-0433鈉長石化：含礦熱液中如果含有大量鈉質(zhì)，與花崗巖圍巖中的長石交代，形成鈉長石，甚至構(gòu)成鈉長巖，這類蝕變與稀土稀有元素有關(guān)：Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Zr等，獨居石、磷釔礦、褐簾石、氟碳鈰礦、褐釔鈮礦、細晶石、燒綠石。第33頁/共105頁2005-11-0434黃玉化、電氣石化：黃玉：Al2〔SiO4〕〔F.OH〕2

鋰云母:KLiAl(AlSi3O10)(OH.F)

2

這類蝕變是泥質(zhì)沉積巖和變質(zhì)巖經(jīng)高溫?zé)嵋鹤饔媒淮桑渲谐S玉和電氣石化外，常含石英、白云母和絹云母。與黃玉化有關(guān)的礦床是W、Sn、Nb、Ta、Be；與電氣石化有關(guān)的礦床有W、Sn、B、Co、Fe礦床等。第34頁/共105頁2005-11-0435霞石化、鈉長石化、鈉輝石化：與堿性巖、超基性巖的蝕變有關(guān)，有關(guān)礦產(chǎn)如Nb、Zr.稀土、釷Th、Ti、Fe、U等。電氣石：(NaCa)(MgFeLiAl)3(AlMg)6Si6O18〕〔BO3〕3(OH)4

總之，高溫?zé)嵋旱V床的圍巖蝕變特點主要是生成的新礦物有大量的白云母、黑云母、鋰云母、黃玉、電氣石等富含揮發(fā)份的礦物，其結(jié)構(gòu)也常是粗、中粗粒的。

第35頁/共105頁2005-11-0436⑤礦物共生組合：

這類礦床的礦物成分，主要是氧化物和含氧鹽類，其次為硫化物類。礦物組分中反映出較多的含有礦化劑（揮發(fā)份）的礦物，是典型的高溫礦物共生組合：

金屬礦物：磁鐵礦、白鎢礦、黑鎢礦、錫石、輝鉬礦、輝鉍礦、毒砂、磁黃鐵礦、赤鐵礦；

非金屬礦物：黃玉、電氣石、綠柱石、方柱石、黑云母、白云母、鈉長石、鉀長石、金云母、石英、螢石第36頁/共105頁2005-11-0437⑥礦體形態(tài)

高溫?zé)嵋旱V床主要以脈狀礦床為主，也常為珠狀脈、羽狀脈、網(wǎng)狀脈，因為這類礦床主要產(chǎn)于非鈣質(zhì)的圍巖中，又以交代和充填作用為主，因此礦體形狀主要受到圍巖中裂隙性質(zhì)的控制。在這些礦脈中，礦物顆粒結(jié)晶粗大。第37頁/共105頁2005-11-0438華南地區(qū)含鎢石英脈組合形式示意圖第38頁/共105頁2005-11-0439⑦

礦產(chǎn)類型：W-Sn-Mo-Bi-Be

黑鎢礦-石英脈礦床：是我國最主要的鎢礦類型，常伴生Sn-Mo-Bi礦產(chǎn)，如江西西華山。

錫石-石英脈礦床：與黑鎢礦-石英脈共生，但以錫石為主，或W-Sn共有。如廣西珊瑚W-Sn礦脈。

輝鉬礦-石英脈礦床：除輝鉬礦外，常伴生W、Sn、Bi等礦物，我國華南地區(qū)廣泛分布。

鈹?shù)V床：又可分為綠柱石-石英脈型，含綠柱石花崗巖型兩種，在華南地區(qū)廣泛分布。

此外，還有稀土，Nb-Ta、U-Th、Li-Be、Bi、毒砂(As)礦床。第39頁/共105頁2005-11-0440（2）巖漿中溫?zé)嵋旱V床：

①成礦的物化條件：成礦溫度為300～200℃，深度3～1.5km，屬中深中溫礦床。

第40頁/共105頁2005-11-0441②與侵入體的關(guān)系

受侵入控制比較明顯，與中小型中深成侵入體有成因關(guān)系，礦體產(chǎn)于巖體頂板附近的沉積巖、變質(zhì)巖、巖漿巖等圍巖中，少數(shù)產(chǎn)于侵入體頂部。

中溫?zé)嵋旱V床一般代表著高溫?zé)嵋旱V床較晚期的成礦階段。因此，從總的方面來看，礦床在離開母巖體稍遠些的圍巖中

與礦床形成有關(guān)的巖漿巖種類較多，從酸性-基性都有。第41頁/共105頁2005-11-0442③礦體圍巖：由于此類礦床形成的溫度已大大低于前者，因此其圍巖性質(zhì)種類較多，且控礦作用明顯。若圍巖為化學(xué)性質(zhì)活潑的巖石如含鈣質(zhì)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交代型脈礦；若圍巖為惰性的化學(xué)性質(zhì)不活潑的硅質(zhì)、砂質(zhì)巖石時，此時交代作用不重要，只形成充填式礦脈，如綠泥石片巖中的Pb-Zn礦脈。第42頁/共105頁2005-11-0443

④圍巖蝕變： 典型的有

綠泥石化、

絹云母化、

黃鐵礦化、

黃鐵長絹英巖化、

硅化、

蛇紋石化、

滑石菱鎂片巖化等。

第43頁/共105頁2005-11-0444

⑤礦物共生組合：

由于礦床形成溫度在水的臨界溫度374℃以下，因此出現(xiàn)大量硫化物，如黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦。另外也出現(xiàn)含硫鹽礦物如黝銅礦、砷黝銅礦，含Co、Ni、Fe的砷化物如紅砷鎳礦等。非金屬礦物有絹云母、綠泥石、蛇紋石、石棉、滑石、水晶等。碳酸鹽類礦物如方解石、白云石、鐵白云石、菱鐵礦等大量出現(xiàn)。氧化物，含氧鹽以及電氣石、黃玉、角閃石、黑云母、白云母、輝石、鈉長石等在高溫?zé)嵋簵l件下的常見礦物已基本消失。

第44頁/共105頁2005-11-0445⑥礦體形態(tài)：

由于這類礦床是由中溫?zé)嵋航?jīng)過交代、充填作用形成的，因此礦體形態(tài)多樣：有充填作用形成的礦體，形態(tài)簡單，多呈單脈狀、平行脈群；交代作用形成的礦體多呈似層狀、囊狀、透鏡狀、扁豆?fàn)?、柱狀等，較為復(fù)雜。

第45頁/共105頁2005-11-0446⑦

礦產(chǎn)類型：Cu-Pb-Zn-Au-石棉-菱鎂礦-滑石-水晶

（含金石英脈)：95%為石英，構(gòu)成各種脈體，金屬礦物占5%左右，主要有Cu、Pb、Zn、Fe等的硫化物，如黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦，還有方解石、綠泥石等，自然金呈細小顆粒產(chǎn)于金屬硫化物中，呈“晶隙金”、“晶間金”、以及“包體金”。

如山東招遠玲瓏。第46頁/共105頁2005-11-0447晶間金第47頁/共105頁2005-11-0448包體金第48頁/共105頁2005-11-0449

鉛鋅銅礦床：方鉛礦、閃鋅礦、石英、重晶石、白云石、絹云母、黃鐵礦、黃銅礦。圍巖蝕變主要有硅化、綠泥石化、絹云母化。如湖南臨湘桃林鉛鋅礦床。

錫石硫化物多金屬礦床：錫石、硫化物、石英等，廣東海豐錫石-硫化物礦床。

五元素NiCoAgBiU礦床：可同時利用5種元素：斜方砷鎳礦、輝鈷礦、輝銀礦、自然銀、自然鉍、非晶質(zhì)鈾礦、瀝青鈾礦、石英等，如加拿大熊湖。第49頁/共105頁2005-11-0450

石棉礦床：產(chǎn)于超基性巖、基性巖中，蛇紋石石棉、角閃石棉、方解石、橄欖石等。

菱鎂礦礦床：產(chǎn)于變質(zhì)的白云巖、大理巖、灰?guī)r中?；V床：產(chǎn)于含高的巖石如超基性巖、基性巖、白云巖中。

黃鐵礦礦床：硫鐵礦礦床、廣東云浮、化工用硫酸。

水晶礦床：壓電石英、光學(xué)水晶、熔煉水晶、琢磨水晶。第50頁/共105頁2005-11-0451（3）巖漿低溫?zé)嵋旱V床這類礦床的成因爭議性最大，其最大的特點是，與高、中溫?zé)嵋旱V床相比，這類礦床距巖體較遠，相互關(guān)系極不明顯?；蛘哌@類礦床與高、中溫?zé)嵋旱V床共生，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。也就是說，當(dāng)這類礦床單調(diào)出現(xiàn)時，其成因要特別注意。第51頁/共105頁2005-11-0452

礦床特點

①成礦物化條件：成礦溫度為200℃～50℃，常溫，形成深度1.5公里至地面以下數(shù)百米，屬淺成低溫?zé)嵋旱V床。

②與侵入體的關(guān)系：礦床距巖體較遠，或在礦區(qū)周圍一帶廣大地區(qū)內(nèi)無火成巖的出露。與成礦作用有關(guān)的多是一些酸性、中酸性小型侵入體，常呈巖脈，巖瘤，侵入體常具斑狀、似斑狀結(jié)構(gòu)（侵入深度小，規(guī)模?。?。低溫?zé)嵋旱V床代表著侵入巖漿熱液活動的最晚的礦化階段。

第52頁/共105頁2005-11-0453

因此礦床均產(chǎn)于巖體附近的圍巖中。這時，應(yīng)該利用穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究方法，確定礦物包裹體中的同位素的組成，達到辨別巖漿水的目的，

各種水溶液的穩(wěn)定同位素地球化學(xué)參數(shù)

δ18OH2O

δDCO2初生水：+6‰～+8.5‰-70‰～-30‰高達78.54‰巖漿水：+6‰～+8‰-50～-80‰較初生水稍低大氣水：-44‰～+10‰-340‰～+50‰較低海水：1‰（±5‰）1‰（±5‰）同生水與海水相似，但隨鹽度的增高而增加變質(zhì)水：+5‰～+25‰-20‰～-65‰較高第53頁/共105頁2005-11-0454③圍巖：巖漿低溫?zé)嵋旱V床產(chǎn)于各類沉積巖、噴出巖及變質(zhì)巖中，很少產(chǎn)在侵入體內(nèi)。④圍巖蝕變：石髓化，蛋白石化，粘土化，明礬石化，泡沸石化，重晶石化，石膏化，冰長石化，高嶺石化。第54頁/共105頁2005-11-0455⑤

礦物共生組合：Hg、Sb、As、Au、Ag、Te

辰砂、輝銻礦、雄黃、雌黃、自然金、自然銀、碲金礦、碲金銀礦、深紅銀礦、淡紅銀礦。

石英、石髓、蛋白石、方解石、白云石、高嶺石…

其次，還有黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，少量見到。

但是，在高溫?zé)嵋旱V床中的常見礦物如W、Sn、Mo、Bi及磁鐵礦、毒砂等幾乎見不到。第55頁/共105頁2005-11-0456

⑥

礦體形態(tài)：形成這類礦床的含礦熱液因其溫度低，交代作用微弱，主要以充填作用為主，因此構(gòu)造裂隙對礦體形態(tài)影響極大，常為脈狀、透鏡狀礦體。礦石具特征的角礫狀、膠狀、晶簇、晶洞等結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

第56頁/共105頁2005-11-0457⑦

礦產(chǎn)類型：

雄黃-雌黃礦床：As,常有Au、Ag、Se、Hg伴生。如湖南慈利，云南南化；

菱鐵礦礦床：貴州觀音山；

銻礦床：輝銻礦Sb，湖南新化冷水江“錫礦山”銻礦床；

螢石礦床：CaF2浙江武義，諸暨，嵊縣一帶。第57頁/共105頁2005-11-0458

1、定義由地表下滲的雨水、海水、或者沉積巖內(nèi)部的同生水、封存水、囚水等所形成的含礦熱液，在有利的構(gòu)造及巖石中經(jīng)過交代、充填作用形成的礦床。

四、非巖漿熱液礦床第58頁/共105頁2005-11-04592、礦床特點總體說來，這類礦床除了與巖漿巖無直接的成因關(guān)系外（如成分上、同位素、空間、時間等方面均無關(guān)系）。其它特征均與巖漿熱液礦床中的巖漿中-低溫?zé)嵋旱V床相同。第59頁/共105頁2005-11-0460

礦床產(chǎn)于一定的地層層位中，其延伸展布均受一定地層層位控制。也就是說非巖漿熱液礦床均產(chǎn)于層狀巖石中，如沉積巖、火山-沉積巖中或沉積-變質(zhì)巖中。在橫向上一般分布面積較大，因此這類礦床常構(gòu)成廣泛分布的大-特大型礦床。①與地層的關(guān)系第60頁/共105頁2005-11-0461

除了可能有巖漿熱能的烘烤加溫作用外，這類熱液礦床不論從物質(zhì)來源，形成的時間、空間關(guān)系，均與巖漿巖無關(guān)。因此在礦區(qū)相當(dāng)大的范圍內(nèi)，或在較深的部位，均見不到與之有聯(lián)系的侵入體。

②與巖漿的關(guān)系第61頁/共105頁2005-11-0462

這類礦床受構(gòu)造控制極為明顯，如褶皺、斷裂、斷層、節(jié)理，在成礦過程中以及充填作用為主，因此礦體多呈二向或三向延長的形狀，如囊狀、柱狀、透鏡狀、脈狀，在空間上沿一定層位呈帶狀分布。③礦體的形狀第62頁/共105頁2005-11-0463

十分微弱，或者不明顯，這一類型有輕度的硅化，粘土化、重晶石化、碳酸鹽化。④圍巖蝕變第63頁/共105頁2005-11-0464

礦床中硫化物的硫同素組成δ34S值多為負值，與隕石硫有很大的差別，說明硫不是來源于巖漿，而是富含輕硫δ32S，與生物作用有關(guān)。礦石中鉛的同位素年齡可以比圍巖年青，也可以比圍巖更老，反映成礦物質(zhì)可能來自上部更年青的地層，也可能來自下部更老的巖石。而C-H-O同位素測定值也反映熱液與地下熱鹵水有關(guān)。⑤同位素特點第64頁/共105頁2005-11-0465

含鹽度很高，可達10～20%，主要有Na、Ca、K、Cl，有時還出現(xiàn)NaCl、KCl的晶體以及石油成分。這些都反映了成礦熱液不是來自巖漿活動，而與地下水活動有關(guān)。因為巖漿成因的包裹體中NaCl＜5%，也不會含有石油。⑥礦物流體包裹體第65頁/共105頁2005-11-0466

具體在一個礦床中，礦石組成簡單，礦物顆粒細小，金屬礦物主要是金屬硫化物及硫酸鹽礦物：黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黝銅礦、辰礦、自然金、碲金礦、碲銀礦、輝鉍礦。非金屬礦物有石英、碳酸鹽類礦物、雄黃、雌黃、石棉、水晶、重晶石等。因此從礦物共生組合及礦產(chǎn)種類，與巖漿氣液礦床中的中-低溫?zé)嵋旱V床相同。⑦礦石組成第66頁/共105頁2005-11-04673、非巖漿熱液礦床的成礦物質(zhì)來源

①礦源層：即由沉積作用或火山沉積作用初步富集了某種有用組分并在后期的地下水熱液活動中能提供成礦物質(zhì)的地層層位，叫礦源層。第67頁/共105頁2005-11-0468

②地表或近地表處的圍巖和礦床

在風(fēng)化作用過程中被地表水溶解萃取，并轉(zhuǎn)入地下，形成含有一定成礦物質(zhì)的地下水。

第68頁/共105頁2005-11-0469③含鹽地層；

④火山沉積巖地層；

⑤各類火成巖體和基底巖石；第69頁/共105頁2005-11-0470一個陸相砂巖銅礦的成礦模式

1-紅色泥質(zhì)粉砂巖及泥巖；2-紅色滲透性砂巖；3-紅色砂礫巖；4-淺（灰、灰白或灰綠）色層（退色帶）；5-輝銅礦帶；6-斑銅礦帶；7-黃銅礦帶；8-黃鐵礦帶（非礦化的退色帶）

第70頁/共105頁2005-11-04711）、側(cè)分泌作用：物質(zhì)成分來源于附近圍巖，大氣降水下到地面后，被加溫形成熱液2）、壓實熱液作用：沉積地層經(jīng)壓實作用釋放出熱液，使圍巖中的物質(zhì)壓濾出來；3）、下滲循環(huán)熱液作用：大氣降水到地下加熱之后，攜帶游泳組分向上運移，在有利地方富集成礦。一般運移距離較長，所以物質(zhì)成分比較復(fù)雜。4）、熱泉堆積作用：流出地表的地下熱水帶有有用組分在有利部位富集成礦，主要為年青和正在進行礦化的地區(qū)。4、形成作用第71頁/共105頁2005-11-04725、非巖漿熱液礦床的主要類型①碳酸鹽巖地層中的鉛鋅礦床：密西西比河谷型（MVT）鉛鋅礦床（有爭議，也屬層控礦床）第72頁/共105頁2005-11-0473MVT型礦床特征A、多數(shù)礦床主要產(chǎn)于碳酸鹽地層中，尤以白云巖地層常見；B、成礦時代：前寒武到白堊除志留外均有發(fā)育；C、礦區(qū)分布范圍大；D、多數(shù)礦區(qū)見不到巖漿巖的出露；E、大多數(shù)礦床中礦物成分較簡單，主要有PbS、ZnS有時伴有FeS2及其他金屬硫化物，其他礦物有：重晶石、螢石。其中PbS含Ag低，ZnS含F(xiàn)e較低.第73頁/共105頁2005-11-0474F、礦床按金屬比值不同分為；富Pb型、富Zn型或者富Pb、Zn型，礦體中Pb+Zn品位8～10%；G、成礦溫度較低，200℃～80℃，一般100℃～150℃，含礦流體多是富Na、Ca的熱鹵水；H、具有特殊的礦石構(gòu)造“屋頂落雪”第74頁/共105頁2005-11-0475碳酸鹽巖型鉛鋅礦床成礦模式第75頁/共105頁2005-11-0476②碳酸鹽巖地層中的金礦床

產(chǎn)于碳酸鹽巖地層中的石英-硫化物型金礦床和方解石型金礦床；

卡林型金礦床：中國有滇、黔、桂地區(qū)的板其、金牙、高龍等，還有陜、甘、川地區(qū)的東北寨、拉爾瑪?shù)冉鸬V床。第76頁/共105頁2005-11-0477卡林型金礦是指，產(chǎn)于碎屑巖及碳酸鹽巖類、沉積巖及淺變質(zhì)巖中，顯示中低溫的礦物共生組合和圍巖蝕變特點，金的粒度主要為次顯微-顯微級的淺成中低溫?zé)嵋航鸬V床。第77頁/共105頁2005-11-0478上述定義包括了三個方面的涵義：

①金礦床的容礦圍巖為未經(jīng)變質(zhì)或變質(zhì)程度極淺的沉積巖，主要為細碎屑巖和碳酸鹽類巖石；

②金礦中礦石礦物的共生組合和圍巖的熱液蝕變，均具有中低溫?zé)嵋撼傻V作用的特點；

③金礦物及載金礦物都顯示了微細粒結(jié)構(gòu)的特點，礦石同以浸染狀構(gòu)造為主。

以上三個特點不僅是卡林型金礦的本質(zhì)特征，而且是鑒別某個礦床能否歸入卡林型金礦的主要標(biāo)志。第78頁/共105頁2005-11-0479人們曾提出過多種觀點解釋卡林型礦床的成因，這些觀點概括起來有以下四種：

A．淺成低溫?zé)崛傻V說：

認為卡林型金礦與火山熱泉型金礦床有相似的特征，都屬于淺成低溫?zé)嵋旱V床，只是一個產(chǎn)于火山巖中，一個產(chǎn)于沉積巖中，是兩個重要的分支。這種觀點強調(diào)金礦的形成與中新生代熱泉活動有關(guān)。第79頁/共105頁2005-11-0480B．地層改造成礦說：

這是目前國內(nèi)外許多研究者比較能認同的觀點、如劉東升（1985，1994）、龍伯格（1986）、拉德克（1987）等人，這種成因觀點的中心思想是：地層是金的礦源層，含礦熱液從地層中萃取了金、砷、汞、銻、鋇等元素，再在斷裂構(gòu)造的有利部位使礦質(zhì)沉淀形成礦床。對于這種觀點的人們來說，他們在成礦作用過程中的熱性質(zhì)與來源、熱事件的性質(zhì)以及礦源層等重大問題上又都存在不同的看法第80頁/共105頁2005-11-0481C．巖漿熱液成礦說：

A.潘捷列夫（1986）、H.西里托（1990）等人認為，卡林型金礦的礦源和熱源均來自巖漿活動，而賦礦的沉積巖系地層僅僅是有利于成礦的容礦層位，卡林型金礦是巖漿熱液體系的遠源低溫產(chǎn)物。第81頁/共105頁2005-11-0482D．多源成礦說

這種觀點認為卡林型金礦的成礦流體以大氣降水（即天水）為主，但成礦物質(zhì)是多源的（張貽俠等人，1996），其中主要有巖漿來源、地層來源、深部來源以及地殼表層來源，在成礦過程中都可能提供了部分成礦物質(zhì)，而不可能具單一的來源。賦礦地層也可能提供了一定量的成礦物質(zhì)，也有可能是成礦的有利聲場所。第82頁/共105頁2005-11-0483

卡林型金礦床中的金礦物，主要是自然金，其次有銀金礦和金銀礦，按其粒度大小可分為兩種賦存狀態(tài)：即顯生粒級和次顯微粒級。其中次顯微級的金主要與主礦物同時沉淀，而粗粒的金則在主礦物之后形成。 按照金的賦存方式與載金主礦物的共生關(guān)系又可分為四種形式：

即“晶隙金”，

“晶間金”，

“晶格金”，

“包體金”。第83頁/共105頁2005-11-0484

卡林型金礦床的礦石中有數(shù)十幾種礦物，各個礦床的主要礦物組成基本相同，但又有各自的特殊性。而且，卡林型金礦床中金的產(chǎn)出狀態(tài)與其中的幾種主要載金礦物有關(guān)。 卡林型金礦石中的金屬和非金屬礦物除了自然金之外，主要還有黃鐵礦、砷黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、白鐵礦、辰砂、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、雄黃、雌黃、砷黝銅礦、石英、粘土類礦物、方解石、白云石、含鐵白云石、重晶石、碳質(zhì)（有機質(zhì)類）等等。第84頁/共105頁2005-11-0485

金粒與石英、白云石、重晶石、伊利石粘土礦物、黃鐵礦和有機質(zhì)接觸，但與辰砂、自然砷、雄黃、雌黃、輝銻礦等未見有與金有接觸共生關(guān)系。

第85頁/共105頁2005-11-0486礦床特點：品位低、產(chǎn)量不很大，單儲量很大A、大地構(gòu)造環(huán)境：大陸板塊（地臺蓋層及褶皺帶晚期）沉積巖系。B、含礦巖系特征：（a）含炭質(zhì)或泥質(zhì)碳酸鹽巖，包括含炭質(zhì)粉砂質(zhì)灰?guī)r、 白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r及角礫巖等。（b）鈣質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂質(zhì)凝灰?guī)r、角礫巖。第86頁/共105頁2005-11-0487C、受一定巖性控制明顯（薄層粉砂質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r或者鈣質(zhì)頁巖），巖石中含豐富的炭（表面有吸附金的性質(zhì)；是金的良好沉淀劑）；D、礦體受地層層間裂隙、破碎帶或其他裂隙構(gòu)造控制；E、礦物成分：金的顆粒很細，小于0.2微米，伴生的礦物為低溫礦物；F、圍巖蝕變較弱，常見有：硅化、泥化、白云石化。第87頁/共105頁2005-11-0488③層狀銅礦床——砂巖銅礦（紅層銅礦）：如滇中銅礦?！~頁巖：贊比亞銅礦帶?！~碳酸鹽巖：曼斯費爾德銅礦帶。

第88頁/共105頁2005-11-0489贊比亞頁巖型銅礦床的礦物和金屬分帶的立體圖解（據(jù)Fleischer等，1976）

第89頁/共105頁2005-11-0490

④碎屑巖中的鉛鋅礦床（有爭議，也屬層控礦床）：云南金頂；

⑤砂巖釩-鈾礦床：美國科羅拉多高原鈾礦。

⑥碳酸鹽巖中的汞銻礦床（有爭議）：湘黔汞礦。

⑦水晶礦床：阿爾卑斯脈，我國首次發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖中的石英脈礦床。

⑧地下水、熱泥、熱氣礦床。

第90頁/共105頁2005-11-0491

目前已發(fā)現(xiàn)的此類礦床多在中元古代和古生代，礦床規(guī)模巨大，常伴生層狀重晶石礦床，沉積型菱鐵礦礦床。以沉積巖為容巖的噴氣沉積型鉛鋅礦床（sedex）第91頁/共105頁2005-11-0492（1）地質(zhì)構(gòu)造背景a、構(gòu)造位置大陸裂谷或被動大陸邊緣長期沉陷的斷陷盆地。b、成礦環(huán)境盆地接受了巨厚的陸源碎屑沉積物。礦床形成于同沉積斷裂附近或由同沉積斷裂控制的二級及三級盆地中。成礦流體屬弱酸性中低溫?zé)猁u水，至少沉積成礦的盆底局部水體為還原環(huán)境。c、賦礦巖石以含有機質(zhì)的黑色頁巖、粉砂巖及細砂巖、碳酸鹽巖、燧石巖等為主的細碎屑及化學(xué)的寧靜海相沉積巖。一些礦床中還可見蒸發(fā)巖、凝灰?guī)r。第92頁/共105頁2005-11-0493a、礦體特征

礦體可分為噴流-沉積成因和熱液充填-交代成因兩類。前者為主要礦體，呈層狀、似層狀、凸