吉林大学矿床学讲义第五章 热液矿床各论(岩浆热液矿床)

第五章　热液矿床各论－岩浆热液矿床 第五章 热液矿床各论 三 岩浆热液矿床 （一）概述 1、概念：由岩浆结晶分异过程中分出的气水溶液，在侵入体内部及附近围岩的有利构造中，通过充填和交代的方式形成的矿床，称为岩浆热液矿床。 2、工业意义：岩浆热液矿床类型众多，包括大部分有色金属矿产（W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、As）、贵金属（Au、Ag）和重晶石、萤石、硫、水晶、菱镁矿等非金属矿产，其中不乏大型、超大型矿床，价值巨大。 （二）岩浆热液矿床的成矿作用概述 1、岩浆热液的产生与运移 在深部高温高压条件下（温压条件为600－300℃、8－4km），由于岩浆的演化，导致超临界流体的分离，当冷却至临界点之下就变成热液。当内压大于外压时，它们就从岩浆房分出。由于大量挥发份的存在，提高了金属在溶液中的溶解度。金属离子在溶液中主要呈硫化物、氧化物、氟化物、氯化物等形式被搬运。 2、岩浆热液的早期成矿作用 在岩浆气液作用早期，由于F-、Cl-阴离子大量存在，溶液pH值低，多呈酸性、弱酸性。若围岩是非钙质岩石酸性岩浆岩或硅铝质岩石的情况下，当溶液分出后，未经长距离的搬运，即在酸性岩体的顶部或其上覆围岩中沉淀成矿。由于所在较深的环境下，降温缓慢，其它物理化学条件的变化也不显著，酸性溶液不易被中和，因而有利于高温矿物的沉淀；蚀变是长石水解为粗一中粒的石英和白云母—典型的云英岩化，伴随大量的W、Sn等矿物结晶、富集形成高温热液脉状矿床，即云英岩型钨、锡石英脉矿床。 3、岩浆热液的中期成矿作用 即在中温（200一300℃）、中深（1－3km）的条件下，由于热液的温度降低，金属硫化物开始相对聚集，在向构造裂隙或减压部位运移过程中，特别是流经灰岩、泥灰岩和其它碳酸盐岩石时，溶液很快被中和，使原来酸性一弱酸性含矿溶液变为中性溶液，甚至呈弱硷性的，不能在酸性溶液中沉淀的硫化物开始沉淀；如矿液具有足够的温度和相当的活泼性，溶液和围岩则可发生交代作用，形成交代矿床。伴随绿泥石化、绢云母化、黄铁绢英岩化、硅化、碳酸盐化以及蛇纹石化，形成以硫化物、复硫盐类为主的多金属矿床。它们虽然与侵人体关系较密切，但在空间上仍有一定距离。 4、晚期岩浆热液作用 热液温度在200～50℃，成矿压力小于1×107Pa（0-0.5km），含矿溶液多变成弱酸性为主，某些金属则以碳酸盐形式从热液中沉淀出来，形成菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿等矿床。此外，还可形成滑石、纤维蛇纹石石棉等非金属矿床。 （三）岩浆热液矿床的分类及主要类型矿床特征 根据成矿温度和压力（深度），可将岩浆热液矿床分为三类: （1）高温热液矿床：成矿温度300-600℃,成矿压力2×107-108Pa（1-4.5km）（浅成高温矿床成矿深度小于1km），如石英脉型钨、锡矿床； （2）中温热液矿床：成矿温度200-300℃,成矿压力1×107-5×108Pa（0.5-2.5km±），如自然金－多金属矿床、铅锌矿床、一些非金属矿床（石棉、水晶、萤石矿床）、放射性铀矿床等； （3）低温热液矿床：成矿温度50-200℃,成矿压力小于1×107Pa（0-0.5km），如菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿等矿床。 1、云英岩型钨、锡石英脉矿床 此类矿床以产钨为主，伴生锡、钼，可综合利用，有些还伴有铍、铜、铅、锌等。我国钨矿极其丰富，储量和产量都占世界首位，它们大多属于云英岩型矿床。矿床规模一般为中小型，少数规模很大，为重要的矿床类型，如钨矿的储量可以达到几－几十万吨。 （1）矿床成因和空间上都和花岗岩类有关，特别是规模较小的岩株状、岩枝状和钟状花岗岩体和成矿的关系更为密切。规模巨大的岩基状花岗岩多为多期形成的复式岩体，其中的钨矿化都与晚期旋回的花岗岩有关。 （2）含钨石英脉多分布于岩体顶部、边缘或距接触带不远的围岩中（＜1.5km），围岩成分主要为轻微变质的砂岩、板岩、千枚岩等。 （3）裂隙构造控矿特征明显，成矿方式以充填作用为主； （4）矿体多呈脉状、网脉状充填于剪切裂隙和张剪复合裂隙中，当这些裂隙和岩体的原生裂隙重迭时，往往扩大和加深了原生裂隙，含矿热液充填于这类裂隙时，可以形成形态规则、规模巨大的脉状矿体或矿脉群，矿体规模大小不等，根据矿脉的形态和产状，可分为大脉型矿体（脉宽30-50cm）、中-薄脉带型矿体（脉宽10cm±）、网脉型矿体（细脉宽1-2cm，少数5cm）； （5）矿石中的金属矿物主要为氧化物（白钨矿、黑钨矿、锡石、赤铁矿、磁铁矿），其次为金属硫化物（磁黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂等），非金属矿物有石英、长石、锂云母、角闪石等，矿石多呈粗粒自形晶结构，脉状、浸染状、梳状构造、晶洞状、带状或对称带状构造； （6）由于成矿温度高，且矿液中富含挥发份，因而近矿围岩和岩体内部经常发育强烈的蚀变现象，重要蚀变类型主要有云英岩化，其次为钠长石化、电气石化、钾长石化、黄玉化等； （7）近年来发现，云英岩型含钨、锡石英脉矿床和花岗岩中的铌、钽、铍等稀有元素矿床之间经常出现明显的垂直分带现象，钨锡矿床往下为花岗岩中的铌钽铍矿床所替代，两种矿床类型构成一个成矿系列； 在垂直方向上，大多数矿区锡石在上，黑钨矿在下，有的矿区表现有相反的规律。硫化物一般都分布在黑钨矿和锡石之下，少数与之共生或分布在黑钨矿、锡石之上。黑钨矿和锡石是同一阶段形成的，硫化物则为晚期阶段产物。矿石中的脉石矿物主要为石英，构成含矿石英脉的主体，有时伴生有黄玉、电气石、萤石，个别矿脉中还有石榴石和钾长石等出现 目前认为含钨花岗岩是深部硅铝层重熔的重熔岩浆侵入而成，钨、锡等成矿物质来自重熔前的矿源层。通常认为矿床形成于高温热液阶段，挥发分在成矿过程中起着一定作用。 典型矿床:江西西华山钨矿床 2、脉状多金属矿床 分布十分广泛，与之有关的矿产主要有Sn、Cu、Pb、Zn、Au等，除Au、Sn外，大型矿床少见，多以中小型为主。这类矿床的地质特征主要表现为： （1）这类矿床多与中酸性岩浆岩有一定的空间和成因联系，矿区附近一般都有花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩等岩浆岩出露，岩体以小型规模居多，常成岩株状产出，出露面积多为数十平方公里，少数成巨大的岩基状产出。矿脉很少直接产于岩浆岩体内，大多分布在岩浆岩附近的围岩中。 （2）含矿围岩主要为化学性质比较稳定的铝硅酸盐岩石，如板岩、千枚岩、片岩、页岩、石英砂岩等，当围岩是碳酸盐岩时，脉状多金属矿床往往和接触交代矿床伴生。 （3）断裂构造对这类矿床的产出位置、矿脉的形态、规模有重要影响，矿脉可分三种类型： ①单脉：主要受张扭性的断裂控制，与围岩界线清晰，围岩破碎不明显厚度一般可达十几米至数十米；长数百米至上千米不等，矿化带的整体形态规则而简单； ②薄脉带：受平行断裂组控制，矿化带内的矿体形态复杂多变，有呈分枝、复合的脉状，也有不很规则的透镜状，在断裂带中或断续出现或斜列分布，每一单脉厚度不超过1-2米； ③网脉带：主要受压扭性的断裂破碎带控制，由数条至数十条相互交织的单脉构成。 除脉状外，有时尚有似层状、透镜状、柱状矿体。 （4）矿床的围岩蚀变多样，常见硅化、绢云母化、绢英岩化、黄铁绢英岩化、钾化、碳酸盐化、绿泥石化等。 （5）由于构造断裂的多期活动和矿化的多期作用，矿石构造比较复杂，在一个矿床中经常同时出现多种矿石构造类型，常见的有块状构造、角砾状构造、脉状构造，网脉状构造、条带状构造和晶洞状构造。 —般认为脉状多金属硫化物矿床的成矿物质主要来自岩浆或深部岩石，与围岩的成分无多大关系，矿床是区内花岗岩类演化、分异的产物，属于岩浆中温热液矿床。 根据矿物组合和矿产类型，脉状多金属矿床可进一步划分为若干矿床类型，其中主要的有两类： （1）脉状金矿床:我国北东部及西部大多数金矿床均属此类，如胶东、辽南、冀东、内蒙、小秦岭地区、新疆等地的金矿床； （2）脉状铅锌矿床：湖南桃林铅锌矿床是此类矿床的典型代表。 PAGE 2