《礦床學(xué)》課件-第六章 熱液礦床【中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)】.ppt

1、第六章 熱液礦床,一、概 念,各種成因的含礦熱水溶液，在各種有利的構(gòu)造和圍巖中，在一定的物理化學(xué)條件下，通過交代作用和充填作用造成有用礦物的沉淀堆積所形成的礦床，稱為熱液礦床。 熱液礦床分布廣，類型眾多、產(chǎn)出礦種最多（有色金屬、貴金屬、稀有分散元素，還有非金屬等），大型礦床多，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；同時(shí)，由于熱液的來源十分復(fù)雜，成礦時(shí)間及成礦作用的復(fù)雜性，因此這類礦床又具有十分重要的理論研究意義。,1、熱液礦床的形成條件 （1）熱液礦床形成的溫度一般50050（有時(shí)高600），礦床形成的深度1.54.5km（屬深-中深度）；有時(shí)小于1.5km（淺成-超淺成環(huán)境）。 （2）受構(gòu)造控制十分明顯。

2、各種構(gòu)造既是礦液運(yùn)輸?shù)耐ǖ?，又是礦液進(jìn)行交代、充填形成有用礦物堆積的空間場(chǎng)所。另外，構(gòu)造活動(dòng)往往是多期次發(fā)生，這也導(dǎo)致熱液活動(dòng)的多次發(fā)生。 （3）成礦圍巖既可以是有利于交代的碳酸鹽巖石，也可以是不利于交代的硅鋁質(zhì)巖石（巖漿巖、硅質(zhì)巖、泥質(zhì)巖等）,二、熱液礦床的特點(diǎn),2、礦體的形成時(shí)間晚于圍巖，屬后生礦床。礦體與圍巖的界線可以是清楚截然的，也可以是過渡的。3、礦體形狀：復(fù)雜多樣，多呈脈狀、網(wǎng)脈狀、透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀、似層狀等。,4、礦石物質(zhì)成分 礦石物質(zhì)成分復(fù)雜，與圍巖的成分明顯不同。 金屬礦物：以硫化物數(shù)量最多，其次是氧化物和含氧鹽；以及砷化物和自然元素礦物 金屬硫化物（Cu.Pb.Zn.

3、Hg.Sb.Ag.Bi.Co.Mo） 金屬氧化物和含氧鹽(W.Sn.U)； 非金屬礦物： 石英； 碳酸鹽類礦物，如方解石、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(zhǎng)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,5、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 礦石結(jié)構(gòu)細(xì)粒粗粒，自形、半自形、它形。礦石構(gòu)造有角礫狀、晶洞狀、對(duì)稱條帶狀、梳狀、皮殼狀，也可見浸染狀及塊狀構(gòu)造等。種類多。 6、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。近礦

4、體蝕變強(qiáng)，遠(yuǎn)礦體蝕變?nèi)酢?7、成礦作用過程具多期多階段性。礦床的原生分帶明顯。8、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(shí)，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(shí)，成礦作用則以充填方式為主。9、礦床類型多，礦產(chǎn)種類多（有色金屬、貴金屬、稀有分散元素和非金屬等），工業(yè)意義大。,三、熱液礦床的分類,（一）按成礦深度分類： 1、表成礦床：成礦深度數(shù)百m。 2、淺成礦床：成礦深度數(shù)百m1.5km。 3、中深礦床：成礦深度1.5km3km。 4、深成礦床：成礦深度3km。 表成及淺成礦床的礦體延深

5、小，向下多急劇尖滅；礦化元素垂直分帶不明顯，礦石成分復(fù)雜，多階段礦石常疊加在一起，高、中、低溫礦物組合?；煸谝黄?；礦化程度及礦石品位的分布多不均勻。 中深和深成礦床的礦體常延深較大，不同元素及礦物組合垂向分帶明顯；礦石成分簡(jiǎn)單，品位較均勻，礦石結(jié)構(gòu)較粗。,（二）按成礦溫度分類,依據(jù)礦床的形成溫度常將熱液礦床分為高溫?zé)嵋旱V床、中溫?zé)嵋旱V床和低溫?zé)嵋旱V床。,（三）按形成環(huán)境及熱液來源分類,根據(jù)熱液礦床產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境和熱液來源，分為4類礦床 1、巖漿氣液礦床； 2、非巖漿熱液礦床； 3、火山-次火山熱液礦床； 4、變質(zhì)熱液礦床。,（一）概念與特征 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

6、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(shí)空關(guān)系上均與巖漿巖有密切的關(guān)系，成礦流體與成礦的物質(zhì)主要來自巖漿。,四、巖漿氣液礦床,1、與巖漿巖的關(guān)系密切： 空間關(guān)系：這些礦床產(chǎn)出的地區(qū)，均可見到巖漿巖的分布，與巖漿巖關(guān)系極為密切，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(duì)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。 時(shí)間關(guān)系：同位素年齡研究指出，礦體形成時(shí)間晚于或稍晚于巖漿巖的侵入冷凝時(shí)間。,物質(zhì)成分： 地球化學(xué)研究證實(shí)成礦物質(zhì)主要來自巖漿活動(dòng)，主要由巖漿析出的氣水熱

7、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，表現(xiàn)了熱液礦床的成礦專屬性。 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（18=（6-9），D=（-4880） 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。,2、控礦構(gòu)造 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(dòng)帶等。 3、賦礦圍巖 與巖漿氣液礦床有關(guān)的圍巖一般都是化學(xué)性質(zhì)不很活潑的非碳酸鹽類的巖石（如硅鋁質(zhì)沉積巖或變質(zhì)巖等）。這并不是因?yàn)樘妓猁}巖不利

8、于成礦，而是此種圍巖存在時(shí)多形成接觸交代礦床。,二、巖漿氣液礦床的主要類型及其特點(diǎn),按成礦溫度、成礦方式： 巖漿高溫氣液礦床 巖漿高溫氣液交代礦床 巖漿高溫?zé)嵋撼涮畹V床 巖漿中溫?zé)嵋旱V床 巖漿低溫?zé)嵋旱V床,指在巖漿期后氣水溶液作用下，侵入體本身遭受蝕變作用或交代作用，使礦質(zhì)富集而形成的礦床。 這類礦床是在巖漿結(jié)晶晚期，形成大量富含揮發(fā)份的殘余氣液和早結(jié)晶的礦物發(fā)生交代反應(yīng)，引起侵入體蝕變（自變質(zhì)作用），促使某些成礦元素自硅酸鹽礦物中析出和參加到氣水溶液中去，并順著巖體內(nèi)的微裂隙廣泛蔓延和擴(kuò)展，在蝕變帶中成礦。因此，礦化與蝕變主要發(fā)生在巖漿巖中，多見于侵入體的頂部及邊部，成礦元素與圍巖蝕變常有明

9、顯的分帶。 主要礦床： （1）與蝕變花崗巖有關(guān)的鈉長(zhǎng)巖型稀有稀土元素礦床。 （2）與蝕變花崗巖有關(guān)的云英巖型鎢、錫礦床。,（一）巖漿高溫氣液交代礦床,在巖漿侵入和上部基本冷凝結(jié)晶后，深部巖漿氣液向上運(yùn)移。初始熱液具有較高的溫度，含鉀、鈉離子和氟化氫、氯化氫等揮發(fā)性氣體，偏堿性，攜帶了稀土、稀有元素及鎢、錫等成礦元素的揮發(fā)性化合物（SnF4）和絡(luò)合物。由于鉀的活動(dòng)性受溫度的影響比鈉更敏感，因此，熱液上升過程中隨溫度降低首先鉀長(zhǎng)石化，形成鉀長(zhǎng)石化帶。 斜長(zhǎng)石被鉀長(zhǎng)石交代使斜長(zhǎng)石晶格中的稀土元素活化進(jìn)入熱液，暗色礦物被交代釋放出原晶格中的鎢、錫等元素。向上運(yùn)移的熱液隨鉀的含量不斷降低逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殁c長(zhǎng)石

10、化，形成鈉長(zhǎng)石化帶。 隨鉀化和鈉化的進(jìn)行，熱液中堿金屬離子含量降低，ph值下降，使稀土元素和稀有元素的絡(luò)合物失去穩(wěn)定性而逐漸交代成礦。 隨著交代作用的進(jìn)行，溶液酸度增加，發(fā)生云英巖化。,自下而上依次發(fā)生稀土元素的礦化、NbZr、TaBe等元素的礦化。到達(dá)巖體頂部的酸性熱液交代花崗巖及部分頂部圍巖形成云英巖化帶，并發(fā)生BeTa、WSn的礦化。,成礦作用機(jī)理,與蝕變花崗巖有關(guān)的鈉長(zhǎng)巖型稀有及稀土元素礦床,礦床常位于花崗巖體上部的蝕變花崗巖內(nèi)。礦床主要的圍巖是鈉長(zhǎng)石化花崗巖。 鈉長(zhǎng)石化花崗巖形成深度較淺，含礦巖體多為復(fù)式巖體，這類巖體的Si02含量明顯偏高，一般在7475之間。其中鹼質(zhì)含量高，K20

11、+Na2O常大于75，巖體中Fe、Mg、Ca、Ti等基性組份含量明顯偏低，而氟的含量明顯偏高。 礦化主要受巖體的微細(xì)構(gòu)造及后生構(gòu)造裂隙所控制。礦化的分布主要集中在巖體的頂部和邊部。 礦石呈浸染狀分布。主要的礦石礦物有鉭鐵礦、鈮鐵礦、鈮-鉭鐵礦、鋰云母和細(xì)晶石等，伴生金屬礦物有鋯石、磷釔礦、獨(dú)居石、釷石、氟碳鈣釔礦、褐釔鈮礦、黑稀金礦等。礦床中的有用元素除Nb、Ta、W、Sn、Be外，常有Li、Rb、Cs、Zr、Hf、（Th）、（U）等。,與花崗巖有關(guān)的鎢、錫、鈹、鈮、鉭和稀土的一種重要成礦模式 一鉀化帶；一鈉化帶；一云英巖帶；一似偉晶巖帶， 石英殼； 鎢、錫、鈹石英脈,交代蝕變普遍而強(qiáng)烈，多為

12、面型交代蝕變，蝕變分帶明顯，在發(fā)育完整的情況下，自下而上依次為鉀化帶鈉化帶云英巖化帶似偉晶巖帶石英殼。 在鉀化帶的中、下部，明顯地表現(xiàn)出成礦元素貧化或活化轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。鈉化帶是Nb、Ta的富集成礦帶，特別是其上部強(qiáng)鈉化帶和鈉化帶向云英巖化帶的過渡帶， Ta 、Nb具有最明顯的富集。,鉀化帶,鈉化帶,云英巖化,與蝕變花崗巖有關(guān)的云英巖型鎢、錫、礦床,由花崗巖在高溫?zé)嵋鹤饔孟拢l(fā)生交代作用，形成云英巖，其中可以伴有W、Sn等有用組分富集形成礦床，稱為云英巖型礦床。 云英巖是由石英、白云母及少量黑云母組成的一種蝕變巖石。由高溫?zé)嵋航淮◢弾r形成。在交代過程中，主要是長(zhǎng)石發(fā)生水解： 3KAlSi3O8（

13、長(zhǎng)石）+H2OKAl2Si3AlO10OH2（白云母）+6SiO2（石英）+2KOH 3NaAlSi3O8（長(zhǎng)石）+H2OKAl2Si3AlO10OH2（白云母）+6SiO2（石英）+3Na+,云英巖型礦床特征,云英巖礦床產(chǎn)在花崗巖體的內(nèi)外接觸帶，但主要產(chǎn)在巖體中，少量產(chǎn)在淺變質(zhì)巖和砂巖中。 礦體形態(tài)復(fù)雜多樣，有脈狀、囊狀、似層狀、筒狀等。 礦物組合，除石英、云母外，常有含揮發(fā)分的礦物如電氣石、螢石、黃玉、綠柱石、鋰云母、鐵鋰云母；金屬礦物有黑鎢礦、錫石、輝鉬礦等，還含有交代殘余的鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石等。還有后期形成的碳酸鹽類礦物。 云英巖礦床的形成是多期多階段的。常與其它蝕變伴生，云英巖化常與鉀長(zhǎng)

14、石化、鈉長(zhǎng)石化共生，有的與矽卡巖化復(fù)合。如湖南柿竹園鎢礦是云英巖型與矽卡巖的復(fù)合礦床，矽卡巖形成早，后有云英巖的疊加。,云英巖型錫（鎢）礦床模式圖,1-長(zhǎng)英質(zhì)巖及砂泥質(zhì)板巖；2-黑云母花崗巖；3-蝕變花崗巖；4-鈉長(zhǎng)石化淺色花崗巖（特殊相）；5-偉晶巖；6-礦脈及云英巖化；7-塊狀云英巖；8-早期云英巖,到達(dá)巖體頂部的酸性熱液交代花崗巖及部分頂部圍巖形成云英巖化帶，并發(fā)生BeTa、WSn等的礦化。,（二）巖漿高溫?zé)嵋撼涮畹V床,1、概念 指含礦熱液在巖體內(nèi)外接觸帶及其附近的巖石裂隙中，在高溫和一般是深成條件下，由充填作用形成的熱液礦床。,巖漿侵入以后隨溫度降低首先從巖體的頂部及邊部開始冷凝結(jié)晶。

15、先結(jié)晶的巖漿巖殼起到了巖漿氣液的屏蔽作用，使殼下以H2O為主的含礦揮發(fā)組分不斷積聚，水分壓不斷升高（降低巖漿結(jié)晶溫度）導(dǎo)致結(jié)晶作用中斷。 當(dāng)斷裂等構(gòu)造切穿上部巖殼時(shí)，含礦熱液上升并且經(jīng)充填（交代）作用成礦，同時(shí)也可能有部分巖漿上升形成巖脈。 由于揮發(fā)組分被釋放水分壓降低，巖漿結(jié)晶溫度升高，于是開始了第二次巖漿結(jié)晶含礦揮發(fā)組分匯聚構(gòu)造破裂充填（交代）成礦。如此往復(fù)形成多期多階段成礦。,巖漿氣液充填成礦模式,2、礦床特征,形成溫度500300，溫度可高達(dá)600；形成深度14.5公里。 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(yè)巖、板巖、千枚巖等 一般與深成巖漿巖關(guān)系密切。與礦化有關(guān)的

16、巖體多為中酸性、酸性及堿性（復(fù)式）巖體，礦種與巖體也可顯示一定程度的成礦專屬性， ?？娠@示與巖體間成礦物質(zhì)上的聯(lián)系（含錫巖體Sn10ppm，含鉬巖體Mo4ppm）。 H2O的氫氧同位素特征：18=（6-9）D=（-4880） 礦體（脈）產(chǎn)于巖體的頂部、邊部、內(nèi)外接觸帶及其附近，受裂隙構(gòu)造控制明顯?？沙霈F(xiàn)有規(guī)律的分帶（順向和逆向） 成礦時(shí)間與巖體侵入成巖時(shí)代近于一致或稍晚。但礦體（脈）形成明顯晚于圍巖。 近礦圍巖和巖體內(nèi)部有圍巖蝕變。云英巖化、鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、黃玉化、電氣石化等,3、主要礦床類型,主要礦產(chǎn)：W-Sn-Mo-Bi-Be 黑鎢礦-石英脈礦床：是我國(guó)最主要的鎢礦類型，常伴生Sn-M

17、o-Bi礦產(chǎn)，如江西西華山、湖南瑤崗仙 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(guó)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。,4、黑鎢礦-石英脈型礦床,黑鎢礦-石英脈型礦床具有重要工業(yè)意義，在南方（華南地區(qū)）分布廣泛。主要與燕山期花崗巖有關(guān)，圍巖主要是淺變質(zhì)巖石（板巖、千枚巖、砂頁(yè)巖等），礦體（脈）產(chǎn)于花崗巖體接觸帶內(nèi)外。 主要特征： （1）礦體形態(tài)以脈狀為主，部分為細(xì)脈狀、網(wǎng)狀脈等，礦體與圍巖的界線清楚截然。礦脈厚度十幾5

18、0Cm（一般1000m；礦脈延深一般與長(zhǎng)度相似，在淺變質(zhì)巖石中延深較大，而在花崗巖中延深小一些。 （2）礦脈常成群成帶出現(xiàn)，空間上組合形式多，如平行脈、雁行排列脈等。,（3）含鎢石英脈的礦石成分：主要是石英、黑鎢礦。還有錫石、輝鉬礦、輝鉍礦、白鎢礦、毒砂、磁黃鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等（最主要是W、Sn、Mo、Bi的礦物）；非金屬礦物有黃玉、電氣石、綠柱石、方柱石、白云母、絹云母、黑云母、鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、金云母、螢石等 （4）圍巖蝕變：在花崗巖體中主要是云英巖化、硅化、鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化等；在淺變質(zhì)巖中為黑云母化、黃玉化、電氣石化、硅化、螢石化等。 （5）成礦多期多階段。成

19、礦溫度主要450200，嚴(yán)格說為高中溫?zé)嵋旱V床。 （6）礦脈具有分帶性。,“五層樓”分帶模式,一微脈帶（1cm，多為3mm，礦化標(biāo)志帶）； 一密集細(xì)脈帶（15 cm為主，少量達(dá)10cm，工業(yè)礦體頂部）； 一密集中脈帶（ 510cm為主，個(gè)別1m，工業(yè)礦體）； 一大脈帶（ 10cm為主，常出現(xiàn)1m，主要礦體）； 一稀疏大脈帶（根部帶，發(fā)育巖體頂部，有工業(yè)價(jià)值）。,“五層樓”脈帶形態(tài)示意圖 1一花崗巖；2一變質(zhì)砂巖及板巖；3一礦脈,西華山鎢礦床的“五層樓”垂直分帶,江西西華山鎢礦地質(zhì)略圖 1-含鎢石英脈；2-黑云母花崗巖；3-砂巖、千枚巖； 4-第四系沉積巖,西華山鎢礦為一大型礦床，礦區(qū)面積4.5

20、km2，有寬10cm以上的礦脈400余條。礦脈分布于花崗巖體內(nèi)的橫節(jié)理裂隙中。,石英脈型鎢礦床模式圖,1-砂巖、粉砂巖、變質(zhì)砂巖、板巖；2-花崗巖；3-石英脈型礦床；4-偉晶巖型礦床；5-云英巖型礦床；6-花崗巖型礦床；7-“五層樓”結(jié)構(gòu)（A-1線脈帶；A-2細(xì)脈帶；A-3細(xì)-大脈帶；A-4大脈帶；A-5尖滅帶）；8-“三層樓”結(jié)構(gòu)（“三層樓”結(jié)構(gòu)（B-1線細(xì)脈帶；B-2大（細(xì)）脈帶；B-3尖滅帶）,該類礦床是指在中溫（300200），中深淺成環(huán)境下（成礦壓力11075107Pa，深度20.5km）形成的熱液礦床。 成礦方式有交代、充填或充填交代。成礦與巖漿巖的時(shí)、空關(guān)系比較明顯，礦床中有大量

21、硫化物出現(xiàn)，它在礦物組合、圍巖蝕變及礦床類型上與高溫?zé)嵋旱V床均有所不同。 本類礦床的主要礦床有Cu、Pb、Zn、Au、Ag，石棉、黃鐵礦、菱鎂礦、滑石、螢石和水晶等，,（三）中溫?zé)嵋旱V床,中溫?zé)嵋旱V床的特征,（1）與侵入體的關(guān)系 受侵入體控制比較明顯，與中小型中深成侵入體有成因聯(lián)系。礦體主要產(chǎn)于巖體外接觸帶圍巖中（沉積巖、變質(zhì)巖、火山巖等），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(yuǎn)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，以酸性、中酸性侵入巖為主。,（2）礦體圍巖： 由于此類礦床形成的溫度已大大低

22、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(shí)不能形成矽卡巖，如灰?guī)r中的Pb-Zn交代型礦脈； 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(shí)，此時(shí)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。,（3）成礦受構(gòu)造控制明顯，礦體經(jīng)常產(chǎn)于各種斷裂中，而褶皺構(gòu)造有局部斷裂伴生時(shí)才是重要的控礦構(gòu)造。 如湖南桃林鉛鋅礦床，受斷裂帶控制，含礦斷裂帶寬200-300m，沿北北東方向延伸20-30km。礦體沿?cái)嗔褞Мa(chǎn)出，斷續(xù)延伸7-8km，礦體長(zhǎng)500-1000m，厚數(shù)十米。,湖南桃林鉛鋅礦床 地質(zhì)剖面圖,1-第三系砂礫巖

23、；2-含礦角礫巖帶；3-蝕變帶；4-板溪群千枚巖板巖；5-鉛鋅礦脈；6-花崗巖。,（4） 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(jiǎn)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)睢⒅鶢畹?，較為復(fù)雜。 礦體與圍巖界線有清楚的，也有過渡的。,山東玲瓏大開頭金礦脈剖面圖 1-礦脈；2-煌斑巖；3-閃長(zhǎng)玢巖；4-花崗巖；5-坑道；6-鉆孔,（5） 礦物共生組合： 由于礦床形成溫度在水的臨界溫度以下，因此出現(xiàn)大量硫化物，如黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦；也出現(xiàn)含硫鹽礦物如黝銅礦、砷黝銅礦，含CoNiFe的砷化

24、物如紅砷鎳礦等；自然元素，如自然金、自然銀；少量氧化物。 非金屬礦物有絹云母、綠泥石、蛇紋石、石棉、滑石、水晶、石英等。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(zhǎng)石等在高溫?zé)嵋簵l件下的常見礦物已基本消失。,（6）圍巖蝕變發(fā)育，種類多。 典型的有綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、黃鐵長(zhǎng)英巖化、硅化、蛇紋石化、滑石化、菱鎂礦化、碳酸鹽化等。 類似高溫?zé)嵋旱V床中的圍巖蝕變?nèi)琰S玉化、電氣石化、鈉長(zhǎng)石化等已不出現(xiàn)。 交代酸性、中酸性巖：黃鐵長(zhǎng)英巖化、絹云母化、硅化等； 交代基性、超基性巖：蛇紋石化、滑石化、菱鎂礦化等。,（7

25、）主要礦床類型： 含金石英脈（石英脈型金礦）：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(xì)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(yuǎn)玲瓏。,晶間金,自然金,包體金,黃鐵礦,自然金,碳酸鹽礦物, 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：

26、可同時(shí)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。, 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。 滑石礦床：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。,（四）低溫?zé)嵋旱V床,這類礦床是指在低溫度（20050），一般是淺成（成礦深度1.5公里近地表，大多在幾百米地表，成礦壓力小于1107Pa，)條件下形成的熱液礦床.屬淺成低溫?zé)嵋旱V床。 主要礦產(chǎn)有Hg.Sb.

27、As.Au.Ag，螢石等。 這類礦床的成因爭(zhēng)議大，其最大的特點(diǎn)是，與高、中溫?zé)嵋旱V床相比，這類礦床距巖體較遠(yuǎn)，相互關(guān)系極不明顯。 這類礦床可以在區(qū)域上與高、中溫?zé)嵋旱V床連續(xù)演化分帶，代表含礦巖漿熱液由高向低溫逐漸演化過程中的晚期產(chǎn)物。 但當(dāng)這類礦床單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)，其成因值得進(jìn)一步研究。,低溫?zé)嵋旱V床礦床特點(diǎn), 與侵入體的關(guān)系： 礦床距巖體較遠(yuǎn)，或在礦區(qū)周圍一帶廣大地區(qū)內(nèi)無(wú)火成巖體的出露；礦區(qū)內(nèi)有巖脈產(chǎn)出。 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(dòng)的最晚的礦化階段。 圍巖： 巖漿低溫?zé)嵋旱V床產(chǎn)

28、于各類沉積巖、噴出巖及變質(zhì)巖中，基本不產(chǎn)在侵入體內(nèi)。 礦體主要受各種斷裂裂隙控制。礦體形態(tài)為脈狀、似層狀、透鏡狀以及復(fù)雜的網(wǎng)脈狀、囊狀等。,因?yàn)榈V床均產(chǎn)于巖體附近的圍巖中。這時(shí)，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(dá)到判別巖漿水的目的，巖漿水的氫-氧同位素測(cè)定比值為： 各種水溶液的穩(wěn)定同位素地球化學(xué)參數(shù) 18OH2O D CO2 初生水+6+8.5 -70-30 高達(dá) 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 -20-6

29、5 較高,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(zhǎng)石化，高嶺石化。 礦物共生組合：以Hg.Sb.As.Au.Ag.Te的 礦物為主。 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。 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：粒度一般細(xì)小，角礫狀構(gòu)造很普遍，此外尚有膠狀、皮殼狀、梳妝、環(huán)狀及晶洞構(gòu)造。 分帶不明顯，礦體延深不大。, 主要礦床類型： 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

30、礦床：輝銻礦Sb，湖南新化冷水江“錫礦山”銻礦床； 汞礦床：辰砂Hg，貴州萬(wàn)山汞礦床 螢石礦床：CaF2 浙江武義，諸暨一帶。,貴州萬(wàn)山汞礦,汞礦床主要位于古陸外圍。礦體多產(chǎn)在中、下寒武統(tǒng)條帶狀白云巖及泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r中，為多層成礦。礦體呈扁豆?fàn)?、似層狀、脈狀及鞍狀，大多發(fā)育在萬(wàn)山主斷層百米以外的穹窿狀褶皺鞍部和角礫破碎帶中。受層位與角礫破碎帶控制。 圍巖蝕變以硅化、白云石化為主，金屬礦物主要為辰砂及少量的自然汞、輝銻礦、閃鋅礦、黃鐵礦及雄黃。非金屬礦物以石英、白云石為主，次為方解石、重晶石等。 礦床的形成過程分為兩階段，早階段形成礦源層，晚階段經(jīng)熱液疊加改造成礦。,萬(wàn)山汞礦含礦層綜合剖

31、面圖,1-上部泥質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r、頁(yè)巖； 2-條帶狀白云巖； 3-下部泥質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r、頁(yè)巖； 4-含石英的白云巖脈帶； 5-礦體,三、非巖漿熱液礦床,（一）定義： 非巖漿熱液主要指由地表下滲的雨水、海水、或者沉積巖內(nèi)部的同生水、封存水、熱鹵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。 從水溶液的來源來看，不是巖漿在冷凝結(jié)晶過程中釋放出來的水溶液。 這類水溶液在地下循環(huán)過程中其溫度不斷升高，其能量的來源仍然來自地球內(nèi)部：或是地?zé)嵩鰷匾?，或是有巖漿烘烤提供熱能。這樣，這些被加熱了的熱水溶液在循環(huán)過程中與巖石發(fā)生水巖反應(yīng)，萃取溶解了巖石中的成礦物質(zhì)，變成了含礦熱水溶

32、液。,（1）礦床多產(chǎn)于沉積巖區(qū)，礦田（床）范圍內(nèi)沒有侵入體或巖體與成礦無(wú)關(guān)。（例關(guān)門山鉛鋅礦，含礦地層12-15億年，花崗巖為燕山期，鉛年齡為21億年） （2）礦床受地層、巖相、巖性控制明顯。（例，貴州鉛鋅礦多產(chǎn) 于C、T ，湘西則多產(chǎn)于下寒武；湘黔的汞礦多產(chǎn)于寒武系，鄂西則多產(chǎn)于震旦系。） （3）礦體多呈似層狀、凸鏡狀及脈狀產(chǎn)于特定的地層層位，常沿一定的巖性層、層理、層間構(gòu)造及斷裂、裂隙分布。 （4）礦石的礦物成分簡(jiǎn)單，與中-低溫?zé)嵋旱V床相同。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

33、、雄黃、雌黃、石棉、水晶、重晶石等 （5）成礦溫度多屬中、低溫。圍巖蝕變較弱，多見硅化、白云石化、粘土化、重晶石化、退色化等。,（二）礦床特點(diǎn),（6） H2O的氫氧同位素值接近大氣降水線； 34S多為高負(fù)值或高正值。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 32S，與生物作用有關(guān)。 （7）礦物流體包裹體：含鹽度很高，可達(dá)1020%，主要有Na、Ca、K、Cl，有時(shí)還出現(xiàn)Na、Cl、K、Cl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(dòng)，而與地下水活動(dòng)有關(guān)。因?yàn)閹r漿成因的包裹體中NaCl5%，也不會(huì)含有石油。,（三）非巖漿熱液礦床的成礦物質(zhì)來源 礦源層： 即由沉積作用

34、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(dòng)中能提供成礦物質(zhì)的地層層位，叫礦源層。 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。 含鹽地層； 火山沉積巖地層； 各類火成巖體和基底巖石；,1、碳酸鹽巖地層中的鉛鋅礦床 密西西比河谷（MVT）型鉛鋅礦床 2、卡林型（微細(xì)浸染型）金礦床 3、砂（頁(yè)）巖型銅（鉛鋅、鈾）礦床 4、以沉積巖為容巖的噴流沉積（sedex）型鉛鋅礦床,（四）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 Mississippi Valley-type Pb-Zn deposits （MVT

35、）,此類礦床成礦時(shí)代多見于古生代及中生代，礦床規(guī)模較大，常伴生同類型的黃鐵礦礦床、沉積菱鐵礦礦床、重晶石-螢石-閃鋅礦礦床等。已知礦床如（廣東）凡口、（廣西）泗頂、（美）密蘇里的Viburnum、田納西的Mascott-Jefferson、（加拿大）Robb Lake、（波蘭）Upper Silesia。 美國(guó)中部密西西比河流域的層狀鉛、鋅礦床是這類礦床的代表，密西西比河谷型鉛、鋅礦床因而得名。MVT礦床金屬量（Pb+Zn）從幾千噸到幾百萬(wàn)噸不等，并且一般成群成帶分布，密西西比河谷地區(qū)就有近400個(gè)礦床。,(1)地質(zhì)構(gòu)造背景,有利于形成此類礦床的大地構(gòu)造環(huán)境是穩(wěn)定的大陸板塊、大陸邊緣拗拉古、裂

36、谷。含礦巖系為以淺海相碳酸巖鹽為主，可夾有砂巖、頁(yè)巖及礫巖的沉積建造。碳酸鹽巖包括生物礁相、潮坪相灰?guī)r、白云巖、礁角礫巖及崩塌角礫巖等。礦床形成于主巖成巖之后， 礦區(qū)范圍內(nèi)一般不出露火成巖，少數(shù)礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有火成巖，經(jīng)證實(shí)也和成礦無(wú)關(guān)。 MVT礦體大多以開放空隙充填方式形成，具后生成礦特征。礦體有似整合和不整合兩類。似整合礦體為層狀、似層狀，與地層產(chǎn)狀一致；不整合礦體呈脈狀、網(wǎng)脈狀，受斷裂和裂隙控制。,（2）礦床特征,此類礦床的礦體多為不規(guī)則狀、似層狀、凸鏡狀產(chǎn)于白云巖中，產(chǎn)出部位多為碎屑沉積盆地的邊緣、沉積基底突起部位、砂巖尖滅部位、巖屑堆積層及其尖滅部位、生物礁、斷裂擴(kuò)容部位、不整合面及其附近

37、的巖溶崩塌角礫巖。 礦石的主要金屬礦有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、白鐵礦、（黃銅礦）等。常見脈蝕礦物為白云石、方解石、菱鐵礦、重晶石、螢石、膠狀二氧化硅等。 礦石多具交代結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、草莓狀結(jié)構(gòu)及團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)，浸染狀、細(xì)脈浸染狀、角礫狀、條紋及條帶狀、膠狀構(gòu)造。 礦體的圍巖蝕變微弱，常見白云巖化、硅化、方解石化及退色化。,產(chǎn)于白云巖中呈浸染狀似層狀交代的鉛鋅礦體剖面圖,（3）礦床成因,成礦流體源自沉積建造水，成礦過程中演化為含礦熱鹵水，成礦溫度50150（200 ），成礦溶液鹽度（15-20）wt%NaCl（高的可達(dá)30%）。 硫化物的34S為8.0331.36，且一般認(rèn)為礦床的硫主要來源于海相蒸

38、發(fā)巖，如膏鹽層。蒸發(fā)巖中的硫酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)镸VT礦床中硫化物的還原態(tài)硫的機(jī)制可能是通過熱化學(xué)還原作用實(shí)現(xiàn)的。 近年來，多數(shù)人傾向于認(rèn)為，這類礦床中的鉛、鋅礦化在沉積和成巖時(shí)已初步富集，后經(jīng)地下熱鹵水對(duì)富含鉛、鋅的沉積層進(jìn)行溶濾和搬運(yùn)，在有利的地層和構(gòu)造環(huán)境中充填、交代而成礦床。,碳酸鹽巖型鉛鋅礦床成礦模式,成礦模式 參與深部循環(huán)的地下水或盆地沉積物封存的鹵水受地?zé)嵩鰷氐挠绊懭芙饬说貙又械柠}分、鉛等成分形成含礦的低溫?zé)猁u水。此種熱鹵水沿?cái)嗔?、不整合面、砂巖及角礫巖等滲透性層運(yùn)移并在有利的部位沉淀成礦。,2、卡林型金礦床,卡林型金礦床（Carlin-type gold deposits）是20世紀(jì)60

39、年代初期在美國(guó)西部?jī)?nèi)華達(dá)州的卡林鎮(zhèn)被發(fā)現(xiàn)而得名的，是一種主要產(chǎn)于碳酸鹽巖建造中的微細(xì)浸染型金礦床。 該類型金礦床具有品位低、規(guī)模大、礦體與圍巖界限不明顯，金主要呈顯微-次顯微形式分散產(chǎn)出，普遍發(fā)育中低溫?zé)嵋旱V物組合以及Au、As、Hg、Sb、Tl等微量元素組合。 卡林型金礦床主要分布于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州和猶他州及中國(guó)的滇黔桂和川陜甘兩個(gè)“金三角”內(nèi)，在東南亞以及南美洲的秘魯也有分布。 卡林型金礦是金礦床的一個(gè)重要類型，在我國(guó)發(fā)現(xiàn)于80年代，已知礦床如（貴州）板其、丫它、（湖南）石峽、（寧夏）中衛(wèi)、（四川）東北寨、拉爾瑪?shù)取?（1）卡林型金礦床地質(zhì)構(gòu)造背景,卡林型金礦有利成礦大地構(gòu)造環(huán)境是大陸板塊的蓋

40、層沉積區(qū)和島?。ǖ夭垴薨檸В┩砥陔A段沉積巖系發(fā)育區(qū)。 含礦巖系為含炭質(zhì)或泥質(zhì)的條帶狀或角礫狀的不純碳酸鹽巖、含炭質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)巖及凝灰?guī)r等，顯示其形成于相對(duì)缺氧的環(huán)境。礦床形成于較淺的部位，與地下熱鹵水有關(guān)，成礦溫度一般屬中、低溫。 構(gòu)造是重要的控礦因素，對(duì)金礦化的控制作用甚至強(qiáng)于地層。構(gòu)造控礦作用在不同的礦區(qū)有不同的表現(xiàn)。我國(guó)黔西南卡林型金礦床主要形成于壓性或壓扭性斷裂帶、區(qū)域不整合面和假整合面、兩套差別較大的巖性接觸面，層間虛脫和張裂部位是金礦體賦存的重要部位。 在卡林型金礦區(qū)內(nèi)或者其附近一般都存在有以巖墻和巖脈形式產(chǎn)出的長(zhǎng)英質(zhì)侵入體，花崗斑巖、石英斑巖、輝綠巖、煌斑巖等脈巖。有些研究者認(rèn)

41、為，這些淺成侵入體可能為卡林型金礦成礦作用熱源，也有可能提供熱液流體。,（2）礦床特征,卡林型金礦的礦體特征常見平行圍巖層理的板狀、似層狀、透鏡狀礦體和（或）斜交圍巖層理的脈狀和筒狀礦體。礦體與圍巖呈漸變關(guān)系。 礦石金屬礦物常見微粒自然金、黃鐵礦、白鐵礦、雄黃、雌黃、毒砂、辰砂、輝銻礦，還可見少量閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦。脈石礦物常見螢石、重晶石、石英、方解石、水云母、高嶺石等。 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造主要是呈自形及半自形結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，浸染狀、角礫狀構(gòu)造。自然金呈極微細(xì)的顆粒分布于蝕變巖中，常被硫化物包裹或被炭質(zhì)及水云母等礦物吸附。 常見的圍巖蝕變是硅化（似碧玉巖）、高嶺土化、碳酸鹽化、白鐵礦化、毒砂化

42、。 成礦溫度為180245。,卡林型金礦床的成礦模式 Carlin-type gold deposit,（3）礦床成因 此類型礦床的成礦流體為地下熱鹵水，是大氣降水下滲、增溫和溶解了地層中的成礦物質(zhì)形成的。 巖漿活動(dòng)和高角度張性斷裂帶有助于為驅(qū)動(dòng)熱鹵水循環(huán)提供熱能和通道。在成礦熱鹵水上升至不純碳酸鹽巖及含炭細(xì)碎屑巖時(shí)，通過交代作用而成礦。 就成礦熱液和成礦物質(zhì)而言可與侵入體無(wú)關(guān)，但是深部有巖漿活動(dòng)則可能有利于成礦流體的熱對(duì)流循環(huán)。,3、砂（頁(yè)）巖型銅礦床,是指賦礦巖系為砂頁(yè)巖的熱液層狀銅礦床。又稱紅層銅礦、層狀銅礦。 常可構(gòu)成大型、特大型礦床，礦石品位高，多伴有Pb、Zn、Ag、Co、U（占世

43、界銅儲(chǔ)量的30%）。按含礦巖相可分為海相砂（頁(yè)）巖型銅礦和陸相砂巖型銅礦兩種類型，前者工業(yè)意義巨大，如（贊比亞）Roan Antelope（頁(yè)巖型）礦床、Mufulira(砂巖型)礦床、（扎伊爾）Kamoto、（俄）烏多坎、（德）曼斯費(fèi)爾德。我國(guó)同類礦床多屬后者，如（云南）郝家河、六苴砂巖銅礦床。,礦床地質(zhì)特征,（1）有利的大地構(gòu)造環(huán)境： 海相砂頁(yè)巖型銅礦產(chǎn)于被動(dòng)大陸邊緣及邊緣凹陷；陸相砂巖型銅礦產(chǎn)于大陸板塊內(nèi)部的裂谷、（斷陷）山間盆地。 （2）含礦巖系特征： (a)海相砂（頁(yè)）巖型銅礦的含礦巖系為海侵巖系，自下而上依次為紅色三角洲相礫巖、砂巖、粉砂巖、淺海相（黑色）頁(yè)巖、白云巖.砂巖型礦產(chǎn)于

44、巖系下部的砂巖相（部分產(chǎn)于礫巖相），頁(yè)巖型銅礦產(chǎn)于中部（黑色）頁(yè)巖相； （b）陸相砂巖型礦床的含礦巖系為河流沖積相及湖相紅色碎屑巖系，礦體產(chǎn)于分選較好的砂巖相中。巖系上部?？梢娬舭l(fā)巖系，紅層之下常為含煤巖系。,（3）礦體特征：此類礦床的砂巖型礦體位于紅（紫）色巖石（層）與灰色巖石（層）的過渡帶上。礦體呈層狀、似層狀、凸鏡狀順層產(chǎn)出（界線可穿層理，也可見脈狀者）。 （4）圍巖蝕變：有退色化、白云石化、粘土化、重晶石化等。 （5）礦石：主要金屬礦物為輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦和黃鐵礦，多呈浸染狀分布于主巖中。從灰色層邊部向內(nèi)部常依次出現(xiàn)輝銅礦帶、斑銅礦帶、黃銅礦帶和黃鐵礦帶的規(guī)律性分帶。,砂巖銅礦（紅層銅礦）,滇中砂巖銅礦床剖面圖 1灰色層邊界；2紅色層；3粉砂及粉砂質(zhì)泥巖；4含礫中粗砂巖；5中細(xì)砂巖；6混合礦帶；7黃鐵礦帶；8輝銅礦帶,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）,砂巖型銅礦的成因： 礦床的形成與滲透性高且較富銅的沉積物（紅色層）及賦礦地段具低