第八章热液矿床

第八章：热液矿床 主要内容： 一、概念、特征及工业意义 二、矿床分类 三、侵入岩浆热液矿床 四、地下水热液矿床 五、火山热液矿床 六、变质热液矿床 七、思考题与单元实习8.1概念、特征及工业意义（一）热液矿床的概念：热液矿床是由含矿热液在有利构造及岩石中通过充填及交代作用使有用组分富集而形成的矿床。（二）矿床特征：热液矿床一般具有如下共同特征：1、均属后生矿床：因此，矿体往往不受原生构造控制，围岩往往有不同程度的蚀变。2、矿体受构造控制明显。矿体形状与构造和成矿方式有关，充填矿床的矿体多为脉状、网脉状；交代矿床的矿体多为不规则状、凸镜状、似层状。3、矿床多为多期多阶段形成的。4、矿石的金属矿物主要是硫化物、氧化物、砷化物、含氧盐；常见的有用非金属矿物及脉石矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。矿石多具栉状、对称带状、角砾状、晶洞状、皮壳状，也可见浸染状及块状构造。5、成矿温度较低（一般多400C）。（三）工业意义 热液矿床是一个重要的矿床类型，矿种多，工业价值大。有重要价值的矿种包括：有色金属Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Ni、Co等；贵金属Au、Ag；黑色金属Fe；稀有及分散元素Li、Be、Ga、Ge、In、Cd等；放射性元素U；非金属矿产硫、石棉、萤石、水晶、明矾石、重晶石、菱镁矿、滑石、叶腊石、高岭土、膨润土等。其中一些矿种主要产于热液矿床，如Au、Ag、Hg、Sb等。8.2矿床分类依据不同的分类原则可将热液矿床划分为不同的成因类型，较通用的分类如下：（一）成矿深度分类：依据矿床形成时成矿位置距地表的深度将热液矿床分为表成、浅成、中深成和深成矿床。表成及浅成矿床的矿体延深小，向下多急剧尖灭；矿化元素垂直分带不明显，矿石成分复杂，多阶段矿石常叠加在一起，高、中、低温矿物组合常混在一起；矿化程度及矿石品位的分布多不均匀。中深和深成矿床的矿体常延深较大，不同元素及矿物组合垂向分带明显；矿石成分简单，品位较均匀，矿石结构较粗。（二）成矿温度分类：依据矿床的形成温度常将热液矿床分为高温热液矿床、中温热液矿床和低温热液矿床。 1、高温热液矿床：高温热液矿床具有如下特征：a、成矿温度：300Cb、矿石的矿物组合：常为黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、磁铁矿、镜铁矿、绿柱石、锂云母、黄玉、铌（钽）铁矿、萤石等矿物某些矿物。c、围岩蚀变：常见钾长石化、钠长石化、云英岩化、电气石化、硅（石英）化等。2、中温热液矿床：中温热液矿床具有如下特征：a、成矿温度：200300C。b、矿石的矿物组合：常为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。c、围岩蚀变：常见绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、硅（石英）化等。3、低温热液矿床：低温热液矿床具有如下特征：a、成矿温度：200C。b、矿石的矿物组合：常为辉锑矿、辉铜矿、辰砂、雄黄、雌黄、金银的硒化物及碲化物等。c、围岩蚀变：常见高岭石化、白云石化、明矾石化、玉髓化及蛋白石化。（三）形成环境及热液来源分类：依据矿床的形成环境和热液来源将热液矿床分为侵入岩浆热液矿床、地下水热液矿床、火山热液矿床和变质热液矿床。8.3侵入岩浆热液矿床（一）侵入岩浆热液矿床的概念侵入岩浆热液矿床是与侵入体具有密切时、空及成因关系的热液矿床。矿床分布于侵入体顶部、边部及其周围，一般是在岩浆侵入-结晶晚期及期后主要由岩浆结晶过程中分馏出来的气液形成的，但不排除岩浆热动力作用下地下水热液参与成矿的可能性。（二）矿床特征侵入岩浆热液矿床常具如下特征：1、矿床与侵入体空间关系密切 矿体产于侵入岩体的顶部、边部、内外接触带及其附近，由于含矿热液从岩体向上、向外运移时温度随之降低，可出现有高温热液矿床到温热液矿床再到低温热液矿床有规律的分带。如英国康瓦尔地区围绕成矿岩体有Sn、W、Bi、As、Cu、Pb、Zn、Ag和Sb的矿脉呈带状分布。2、成矿时间与岩体侵入成岩时代近于一致或稍晚。3、成矿物质与岩体关系密切表现在：a、矿种与岩体也可显示一定程度的成矿专属性（同矽卡岩矿床）；b、成矿热液主要是岩浆热液，因而热液H2O的氢氧同位素接近岩浆水的特征（18=（6-9）D=（-4880）4、矿体（脉）受构造控制明显。（三）成矿地质条件1、成矿大地构造环境侵入岩浆热液矿床主要与中、酸性侵入岩体有关。因此，中酸性构造-岩浆活动强烈的大地构造环境有利成矿。此种构造单元主要是各地质时期的大陆边缘弧及岛弧，其次是大陆板块内部的构造-岩浆活动带。2、岩浆岩条件与侵入岩浆热液有关的岩浆岩主要是酸性、中-酸性、中性岩浆岩及碱性岩类。与接触交代矿床相比，侵入岩浆热液矿床的矿种与岩浆岩之间也显示类似的成矿专属性（参阅第七章），这是因为这两种矿床的成矿物质来源相同只是围岩条件和成矿方式的差异。与成矿有关的岩浆岩一般都富含相关元素.例如，不含锡的花岗岩其Sn的丰度一般小于510-6,含锡花岗岩其Sn的丰度可达（10-60）10-6；不含钼的花岗岩其Mo的丰度一般小于210-6,含钼花岗岩其Mo的丰度可达（4-14）10-6。3、构造条件侵入岩浆热液矿床受构造控制明显，各种破裂性构造均可能构成热液活动的通道和沉淀成矿的场所。控制矿体分布的构造主要是断裂、破碎带、裂隙及侵入体的原生节理、接触带构造、围岩中的褶皱、层间滑动带等。4、围岩条件与侵入岩浆热液矿床有关的侵入体围岩及矿体围岩一般都是化学性质不很活泼的非碳酸盐类的岩石。这并不是因为碳酸盐岩不利于成矿，而是此种围岩存在时多形成接触交代矿床。当侵入体与两种不同性质的围岩接触时可能形成接触交代型和侵入岩浆热液型两种矿床的成矿系列,如瑶岗仙钨矿床。此外裂隙发育、渗透性较好的围岩有利于成矿。8.3侵入岩浆热液矿床（四）、矿床类型及成矿作用（模式）侵入岩浆热液矿床按其成矿作用及矿床特征可再划分为两个类型，即岩浆气液交代（岩浆自变质）矿床及岩浆气液充填交代矿床。 1、岩浆气液交代矿床（岩浆自变质矿床）a、概念岩浆气液交代矿床又称岩浆自变质矿床，是岩体在自身气液交代作用下形成的矿床。因此，矿化与蚀变主要发生在岩浆岩中，多见于侵入体的顶部及边部，成矿元素与围岩蚀变常有明显的分带。b、有关矿产与岩浆气液交代矿床有关的矿产主要有如下几种：（a）与碱性-次碱性花岗岩、碱性岩等侵入体有关的稀有及稀土元素矿床。（b）与花岗岩侵入体（包括顶部围岩）云英岩化有关的钨、锡、钼、铋等矿床。 （c）与镁质超基性岩有关的蛇纹岩、石棉、滑石及菱镁矿等矿床。（？更多的研究表明形成这些矿床的热液并非来自超基性岩，因此不应属于岩浆自变质矿床。）b、花岗岩类的气液交代成矿作用模式：(见图8-1)图8-1 花岗岩类岩浆自变质及矿化作用 在岩浆侵入和上部基本冷凝结晶后，深部岩浆气液向上运移（见图8-2）。初始热液具有较高的温度，富含钾、钠离子和氟化氢、氯化氢等挥发性气体，偏碱性，携带了稀土、稀有元素及钨、锡等成矿元素的挥发性化合物（SnF4）和络合物。由于钾的活动性受温度的影响比钠更敏感，因此，热液上升过程中随温度降低首先钾长石化，形成钾长石化带。斜长石被钾长石交代使斜长石晶格中的稀土元素活化进入热液，暗色矿物被交代释放出原晶格中的钨、锡等元素。向上运移的热液随钾的含量不断降低逐渐转变为钠长石化，形成钠长石化带。随着钾化和钠化的进行热液中碱金属离子含量降低，ph值下降，使稀土元素和稀有元素的络合物失去稳定性而逐渐交代成矿，自下而上依次发生稀土元素的矿化、NbZr、TaBe等元素的矿化。到达岩体顶部的酸性热液交代花岗岩及部分顶部围岩形成云英岩化带，并发生BeTa、WSn的矿化。 图8-2 云英岩型锡（钨）矿床模式图（据Bruce L.Reed，1986）1-长英质岩及砂、泥质板岩；2-黑云母花岗岩；3-蚀变花岗岩；4-钠长石化淡色花岗岩（特殊相）；5-伟晶岩；6-矿脉及云英岩化；7-块状云英岩；8-早期云英岩至于镁质超基性岩的石棉、滑石及菱镁矿等矿床的成矿热液可能比较复杂，一般不是基性、超基性岩浆的热液，而是在成岩后的漫长地质时期中受包括地下水热液、侵入岩浆热液交代形成的。2、岩浆气液充填交代矿床：a、概念： 指除岩浆自变质矿床外，产于岩体内外接触带及其附近主要由岩浆热液以充填及交代作用形成的热液矿床。这是最常见的侵入岩浆热液矿床类型。b、成矿作用模式BH鲁缅采夫认为，岩浆侵入以后随温度降低首先从岩体的顶部及边部开始冷凝结晶（见图8-3）。先行结晶的岩浆岩壳起到了岩浆气液的屏蔽作用，使壳下以H2O为主的含矿挥发组分不断积聚，水分压不断升高（降低岩浆结晶温度）导致结晶作用中断。当断裂等构造切穿上部岩壳时含矿热液上升并且经充填、交代作用成矿，同时也可能有部分岩浆上升形成岩脉。由于挥发组分被释放水分压降低，岩浆结晶温度升高，于是开始了第二次岩浆结晶含矿挥发组分汇聚构造破裂充填交代成矿。如此往复形成多期多阶段成矿。 侵入岩浆充填交代矿床类型很多，高温、中温及低温热液矿床均可形成，但最常见的还是以高、中温热热矿床为主，如钨、锡、钼、铜、铅锌等矿床。8.4地下水热液矿床（一）概念：由地下水热液形成的矿床。（二）矿床特征：1、矿床多产于沉积岩区，矿田（床）范围内没有侵入体或岩体与成矿无关。2、矿床受地层、岩相、岩性控制明显。3、矿体多呈似层状、凸镜状及脉状产于特定的地层层位，常沿一定的岩性层、层理、层间构造及断裂、裂隙分布。4、矿石的矿物成分简单，有用矿物种类较少。5、成矿温度多属中、低温。围岩蚀变较弱，多见硅化、白云石化、粘土化、重晶石化、退色化等。6、H2O的氢氧同位素值接近大气降水线，34S多为高负值或高正值，显示硫属非岩浆成因。（三）重要的矿床类型：1、砂（页）岩型铜（铅锌、铀）矿床；2、卡林型金矿床；3、碳酸盐岩中的脉状铅锌矿床（密西西比河谷型）；4、以沉积岩为容岩的喷气沉积（sedex）型铅锌矿床；1、砂（页）岩型铜矿床：a、工业意义：常可构成大型、特大型矿床，矿石品位高，多伴有Pb、Zn、Ag、Co、U（占世界铜储量的30%）。按含矿岩相可分为海相砂（页）岩型铜矿和陆相砂岩型铜矿两种类型，前者工业意义巨大，如（赞比亚）Roan Antelope（页岩型）矿床、Mufulira(砂岩型)矿床、（扎伊尔）Kamoto、（俄）乌多坎、（德）曼斯费尔德。我国同类矿床多属后者，如（云南）郝家河、六苴砂岩铜矿床。b、有利的大地构造环境： 海相砂页岩型铜矿产于被动大陆边缘及边缘凹陷；陆相砂岩型铜矿产于大陆板块内部的裂谷、（断陷）山间盆地。c、含矿岩系特征： 海相砂（页）岩型铜矿的含矿岩系为海侵岩系，自下而上依次为红色三角洲相砾岩、砂岩、粉砂岩、浅海相（黑色）页岩、白云岩。砂岩型铜矿产于岩系下部的砂岩相（部分产于砾岩相），页岩型铜矿产于中部（黑色）页岩相；陆相砂岩型矿床的含矿岩系为河流冲积相及湖相红色碎屑岩系，矿体产于分选较好的砂岩相。岩系上部常可见蒸发岩系，红层之下常为含煤岩系。d、矿床特征： 此类矿床的砂岩型矿体位于红（紫）色岩石（层）与灰色岩石（层）的过渡带上。矿体呈层状、似层状、凸镜状顺层产出（界线可穿层理，也可见脉状者）。围岩蚀变有退色化、白云石化、粘土化、重晶石化等。矿石中主要金属矿物为辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿和黄铁矿，多呈浸染状分布于主岩中。从灰色层边部向内部常依次出现辉铜矿带、斑铜矿带、黄铜矿带和黄铁矿带的规律性分带。(见图8-5)图8-5 滇中砂岩铜矿床冲面图1灰色层边界；2红色层；3粉砂及粉砂质泥岩；4含砾中粗砂岩；5中细砂岩；6混合矿带；7黄铁矿带；8辉铜矿带e、成因及成矿机理此类矿床的成因观点较多，大致可分为同沉积成因、沉积成岩成因、地下水热液成因等。对于海相砂（页）岩型铜矿，同沉积观点认为来自风化源区的成矿元素进入缺氧环境后以硫化物的形式沉积成矿。该模式解释页岩型铜矿较有说服力。（见图8-6）图8-6 赞比亚页岩型铜矿床的矿物和金属分带的立体图解（据Fleischer等，1976） 但是砂岩型矿体产于渗透性好（分选好）的碎屑岩层中，而且红色与浅色岩石界线、矿体界线常有穿层现象以及矿体内部的分带特征显示其形成于成岩期或成岩以后。我国的地质工作者用如下模式解释砂岩型铜矿的成因：（见图8-7）来自风化源区的铜等成矿元素与碎屑物质一起沉积形成红色碎屑岩系；沉积物中的有机质分解产生的（包括下伏煤系中上升的）富甲烷及硫化氢的还原性气液向渗透性好的沉积层聚集、运移，同时还原其中的三价铁而发生退色化形成黄铁矿；沉积物粒间（包括来自上覆蒸发岩系的）富氯化钠的卤水使沉积物中的铜等元素活化，当其运移至以被还原的渗透层时交代黄铁矿而形成矿体，并且因同交代程度不同而产生有规律的矿物分带。8.4地下水热液矿床2、卡林型金矿床卡林型金矿是金矿床的一个重要类型，国内外已知矿床如（贵州）板其、丫它、（湖南）石峡、（宁夏）中卫、（四川）东北寨、（美）卡林、金坑。a、地质构造背景卡林型金矿有利成矿大地构造环境是大陆板块的盖层沉积区和岛弧（地槽褶皱带）晚期阶段沉积岩系发育区。含矿岩系为含炭质或泥质的条带状或角砾状的不纯碳酸盐岩、含炭质粉砂岩、泥质岩及凝灰岩等，显示其形成于相对缺氧的环境。矿床形成于较浅的部位，与地下热卤水有关，成矿温度一般属中、低温。b、矿床特征卡林型金矿的矿体特征常见平行围岩层理的板状、似层状、凸镜状矿体和（或）斜交围岩层理的脉状和筒状矿体。矿体与围岩呈渐变关系。矿石金属矿物常见微粒自然金、黄铁矿、白铁矿、雄黄、雌黄、毒砂、辰砂、辉锑矿，还可见少量闪锌矿、方铅矿、黄铜矿。脉石矿物常见萤石、重晶石、石英、方解石、水云母、高岭石等。矿石结构构造主要是呈自形及半自形结构、交代结构，浸染状、角砾状构造。自然金呈极微细的颗粒分布于蚀变岩中，常被硫化物包裹或被炭质及水云母等矿物吸附。常见的围岩蚀变是硅化（似碧玉岩）、高岭土化、碳酸盐化、白铁矿化、毒砂化。c、矿床成因 此类型矿床的成矿流体为地下热卤水，是大气降水下渗、增温和溶解了地层中的成矿物质形成的。（图8-8）岩浆活动和高角度张性断裂带有助于为驱动热卤水循环提供热能和通道。在成矿热卤水上升至不纯碳酸盐岩及含炭细碎屑岩时，通过交代作用而成矿。就成矿热液和成矿物质而言可与侵入体无关，但是深部有岩浆活动则可能有利于成矿流体的热对流循环。8.4地下水热液矿床3、碳酸盐岩型铅锌矿床 此类矿床成矿时代多见于古生代及中生代，矿床规模较大，常伴生同类型的黄铁矿矿床、沉积菱铁矿矿床、重晶石-萤石-闪锌矿矿床等。已知矿床如（广东）凡口、（广西）泗顶、（美）密苏里的Viburnum、田纳西的Mascott-Jefferson、（加拿大）Robb Lake、（波兰）Upper Silesia。（1）地质构造背景 有利于形成此类矿床的大地构造环境是稳定的大陆板块、大陆边缘坳陷、裂谷。含矿岩系为以浅海相碳酸岩盐为主，可夹有砂岩、页岩及砾岩的沉积建造。碳酸盐岩包括生物礁相、潮坪相灰岩、白云岩、礁角砾岩及崩塌角砾岩等。矿床形成于主岩成岩之后，与低温含矿卤水活动有关，成矿温度一般在70-200C之间。（2）矿床特征此类矿床的矿体多为不规则状、似层状、凸镜状产于白云岩中，产出部位多为碎屑沉积盆地的边缘、沉积基底突起部位、砂岩尖灭部位、岩屑堆积层及其尖灭部位、生物礁、断裂扩容部位、不整合面及其附近的岩溶崩塌角砾岩。 矿石的主要金属矿有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、白铁矿、（黄铜矿）等。常见脉石矿物为白云石、方解石、菱铁矿、重晶石、萤石、胶状二氧化硅等。矿石多具交代结构、粒状结构、草莓状结构及团粒状结构，浸染状、细脉浸染状、角砾状、条纹及条带状、胶状构造。矿体的围岩蚀变微弱，常见白云岩化、硅化、方解石化及退色化。（3）矿床成因 参与深部循环的地下水或盆地沉积物封存的卤水受地热增温的影响溶解了地层中的盐分、铅等成分形成含矿的低温热卤水（见图8-9）。此种热卤水沿断裂、不整合面、砂岩及角砾岩等渗透性层运移并在有利的部位沉淀成矿。 图8-9 碳酸盐岩型铅锌矿床模式（据Joseph A.Briskey，1986的图修改）4、以沉积岩为容岩的喷气沉积（sedex）型铅锌矿床目前已发现的矿床多形成于中元古代和古生代，品位高，规模大，常可构成中-大型或超大型矿床，并且常与层状重晶石矿床，沉积型菱铁矿矿床伴生。如（陕西）铅硐山、桐木沟、银硐子，（甘肃）厂坝-李家沟、毕家山，（加拿大）沙利文、塞尔温盆地，（澳大利亚）芒特艾萨、麦克阿瑟，（德）腊梅尔斯伯格、麦根，（南非）布罗肯希尔。（1）地质构造背景有利于形成此类矿床的大地构造环境是大陆裂谷或被动大陆边缘长期沉陷的断陷盆地。盆地长期沉陷，接受了巨厚的陆源碎屑沉积物。矿床形成于同沉积断裂附近或由同沉积断裂控制的二级及三级盆地中。 赋矿岩石以含有机质的黑色页岩、粉砂岩及细砂岩、碳酸盐岩、燧石岩等为主的细碎屑及化学的宁静海相沉积岩。一些矿床中还可见蒸发岩、凝灰岩。 成矿流体属弱酸性中低温热卤水，至少沉积成矿的盆底局部水体为还原环境。（2）矿床特征Sedex矿床的矿体可分为喷流-沉积成因和热液充填-交代成因两类。前者为主要矿体，呈层状、似层状、凸镜状整合地产于上述容矿岩层中。热液充填交代成因的矿体仅在部分矿床中可见，为沿热液上升通道分布的不整合矿体。 矿石的主要金属矿物是黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿，次为黄铜矿，还可见少量其他一些铁、铜、铋、钼的硫及硫砷化物等矿物。主要脉石矿物是石英、方解石、铁白云石、重晶石、白云石及菱铁矿等。 矿石多为细粒结构、次可见交代结构、固溶体分离结构，条带及条纹状构造、浸染状构造、块状构造、角砾状构造、细脉及网脉状构造。 常见的矿体围岩蚀变有硅化、电气石化、钠长石化、白云石化及铁白云石化、重晶石化、菱铁矿化及绿泥石化。（3）矿床成因（见图8-10）此类矿床的成矿流体源于巨厚的沉积地层。封存于沉积物中的地层水随埋藏深度增加而增温和压实脱水，这些水溶解了沉积物中的盐分而使其盐度增高，密度增大，化学活动性增强。同时在膨胀粘土矿物向云母类矿物的转变过程中可有大量金属析出，其中的铁、铜、铅、锌及钡等元素均可以硫氢络合物和氯络合物的形式溶于温度和盐度较高的弱酸性地层水而形成成矿的热卤水。当成矿热卤水沿同生断裂上升到浅部时会因减压沸腾卸载而形成细脉及网脉状、浸染状不整合矿体，甚至冲破盖层形成角砾岩。当其冲出海底时会因较大的密度流向洼地构成热卤水池并形成局部的强还原环境，在此中环境中形成铁、（铜）铅、锌的层状矿体及富含有机质的沉积层。因强还原的热卤水池内缺乏硫酸根离子，因而只有当钡离子游离到热卤水池顶部及边部时才能与海水中的硫酸根离子结合形成重晶石的沉淀，因此层状的重晶石总是分布于铅锌矿体的旁侧或上部。 8.5火山热液矿床（一）概念、特点及分类1、概念：火山热液矿床是指在火山喷发区由于火山及次火山活动有关的气液形成的矿床。矿床形成于火山喷发晚期、间歇期(喷发后热液活动可延续数百万年)。成矿热液水的来源包括岩浆水、地下水及海水，成矿物质主要来自岩浆、熔岩及火山碎屑岩。成矿多发生于地壳的浅表部位，也可发生于海底。成矿方式包括充填、交代以及喷流-沉积作用。2、矿床特征：a、火山热液矿床产于火山喷发区，与火山活动大致为同一时代或稍晚，多形成于火山喷发间歇期及喷发期后。b、矿体产于火山岩、火山碎屑岩、次火山岩体及其围岩中，多受火山口及破火山口、环状断裂及裂隙、放射状断裂及裂隙等火山机构控制。c、一些浅成热液矿床矿石矿物分带往往不明显，多见不同温度的矿物组合重叠现象。d、虽然不同类型的火山热液矿床围岩蚀变类型不同，但一般都具有强烈的围岩蚀变并且常可见蚀变分带现象。3、矿床分类：火山热液矿床依据地质环境的差异进一步划分为如下几个类型：陆相火山热液矿床；陆相次火山热液矿床（斑岩型及玢岩型矿床）；海相火山（次火山）热液矿床。8.5火山热液矿床（二）陆相火山热液矿床1、概念及工业意义：陆相火山热液矿床是指在陆相火山活动中由火山热液于火山岩及火山碎屑岩内通过充填或交代而形成的矿床。此类矿床多形成于浅表部位，且多为中低温，因而又常称为浅成低温热液矿床。工业意义较大的相关矿床有金（银）矿床、汞锑矿床、铅锌矿床、明矾石矿床、萤石矿床、叶腊石及高岭土矿床。2、陆相火山热液（浅成低温热液）型金矿床： 浅成低温热液型金矿是一个重要的金矿床类型，在世界范围内已发现了许多大型及特大型金矿床。（见图8-11）（1）地质构造背景有利于矿床形成的大地构造环境是岛弧及活动大陆边缘弧。含矿岩系为粗面玄武质、安山玄武质、安山质火山岩及火山碎屑岩和英安质、粗面质火山岩及火山碎屑岩。前者主要产于岛弧环境，多形成以金为主的金碲型矿床；后者主要产于活动大陆边缘弧，多形成以银为主的金银型矿床。此类矿床成矿深度小，后期易被剥蚀，因而已发现的多为中、新生代矿床。（2）矿床特征此类矿床的矿体产出部位浅，多呈脉状、网脉状、细脉浸染状受断裂、环状及放射状断裂、裂隙及爆破角砾岩筒控制。 矿石主要有用矿物是自然金、银金矿、自然银、碲金矿、碲金银矿、碲银矿、硒银矿等。金碲型矿石Au/Ag=101，金银型矿石Au/Ag=11/20。常见硫化物为黄(白）铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿，常见脉石矿物为石英、方解石、白云石、菱铁矿、菱锰矿、镜铁矿、重晶石、绿泥石、蛋白石、玉髓、雄黄、雌黄等。 浅成低温热液型金矿的围岩蚀变强烈并有明显分带，深部为冰长石化，向上渐变为硅化、伊利石-绢云母化、粘土化。金银矿化通常与硅化关系密切。图8-11 加里曼丹的凯利安金矿床a矿带位置及其地质概况；b凯利安矿床的剖面图显示有该矿床地质、矿化及蚀变带后退 前进8.5火山热液矿床（三）陆相次火山热液矿床：1、概念：a、次火山岩：是指与火山岩具有同区、同期、同源关系的浅成及超-浅成侵入体。b、陆相次火山热液矿床：与陆相次火山气液有成因联系的热液矿床。因次火山岩多具斑状构造，此类矿床又称斑岩型矿床。2、重要的陆相次火山热液矿床有： a、与中性及中酸性次火山岩有关的斑岩型铜矿床、斑岩型铜钼矿床、斑岩型金矿床； b、与（中酸性-）酸性次火山岩有关的斑岩型钼(铜)矿床、斑岩型钨矿床、斑岩型锡矿床、斑岩型铅锌矿床； c、与中性、中-基性次火山岩（安山玢岩、闪长玢岩、玄武-安山玢岩）有关的玢岩型铁矿床。3、斑岩型铜（钼）矿床斑岩型铜矿是最重要的铜矿床类型，在世界铜的探明储量中居首位，具有规模大、品位较低、多适于露天开采等特征。a、地质构造环境：岛弧，特别是活动大陆边缘火山岩浆弧环境钙碱系列的安山岩带有利于斑岩型铜矿的形成。矿床多分布于不同大地构造单元过渡带相对隆起的一侧，一般为深-大断裂带及其上盘。b、成矿岩体的特征：为钙碱系列的小型（多1km2)中性及中酸性(闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩、石英斑岩、花岗斑岩)复式岩体。岩体形状为岩株状、岩筒状、岩墙状、脉状。c、矿化与围岩蚀变分带：斑岩型铜（钼）矿床的矿化类型、成矿元素和围岩蚀变都具有明显的分带规律，一般从斑岩中心 接触带 围岩：（见图8-12）蚀变：核心带钾化带石英绢云母化带泥化带青盘岩化带；矿化： 钼（铜）矿化铜（钼）矿化铅锌矿化金矿化；矿化类型：浸染状 细脉浸染状 细脉状 脉状图8-12 斑岩型铜（钼）矿床矿化及蚀变分带示意图d、矿体的产状与形态受侵入体的形状、接触带的情况、角砾岩筒、构造裂隙带等因素控制。e、矿石为细脉浸染状构造（浸染状、角砾状），主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿 、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿。f、成矿作用：当岩浆侵位于地壳浅部时快速冷凝结晶而形成斑状中酸性次火山岩体。随后，深部岩浆房中析出的含矿流体迅速上升至次火山岩体的上部，并因减压沸腾形成细脉浸染状矿化或发生隐爆形成角砾岩筒。在有化学性质活泼的围岩时也可形成矽卡岩型矿化。岩浆和气液流体的上升可引发地下水的对流循环，使围岩中的矿质及硫活化并参与成矿。（见图8-13） 8.5火山热液矿床4、斑岩型钼矿床此类矿床往往有重要工业意义，具有品位低、规模大的特征，在世界钼的探明储量中居首位。（1）地质构造背景有利成矿的大地构造环境是活动大陆板块边缘弧内侧的构造岩浆活动带、亲弧裂谷及大陆裂谷。成矿区域有较厚的陆壳，张性构造发育。矿床与钙碱质及次碱质酸性及中酸性岩浆活动有关。含矿岩体多为具斑状结构的浅成-超浅成酸性小型（多1km2)侵入体。其岩石类型多为花岗斑岩、二长花岗斑岩及花岗闪长斑岩，多具有高硅、高碱的特征。岩体多呈岩株状及岩筒状。（2）矿床特征钼的矿体多成环状、锅状、筒状、似层状、凸镜状、脉状产于岩体的上部、顶部、爆破角砾岩筒、接触带及裂隙带中。矿石主要金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿，常可见黄铜矿、黑钨矿、白钨矿、锡石、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿等。常见脉石矿物有石英、长石、萤石、云母、黄玉等。 矿石常见片状、自形-半自形粒状结构、交代结构，浸染状、细脉浸染状、细脉及网脉状构造。围岩蚀变常见钾化、硅化、绢云母化、青盘岩化等，并且有从中心向外依次分带规律，但因岩浆的多次侵入和多期次矿化、蚀变的叠加使蚀变分带复杂化。（3）矿床成因 斑岩型钼矿床的成因与板块俯冲作用和裂谷活动有关。当洋壳以较低的角度俯冲于有较厚陆壳的大陆板块边缘之下因俯冲减速或拆沉作用，或在大陆裂谷早期因镁铁质岩浆上升并释放热能，导致下地壳发生小规模的部分熔融形成富含成矿元素的流纹质岩浆（一般高硅富碱）。当此种岩浆侵位于大陆边缘地壳浅部时快速冷凝结晶形成斑状酸性次火山岩体。随后，深部岩浆房中析出的含矿流体迅速上升至次火山岩体的上部，并因减压沸腾形成细脉浸染状矿化或发生隐爆形成角砾岩筒。在有化学性质活泼的围岩时也可形成矽卡岩型矿化。岩浆和气液流体的上升可引发地下水的对流循环，使围岩中的矿质活化并参与较晚阶段的成矿（见图8-14）。 图8-14 斑岩型钼矿床的成矿模式（据黄典豪（1995）原图修改）1-钾化带；2-绢英岩化带；3-矽卡岩化带；4-青盘岩化带；5-成矿流体运移方向，6-花岗斑岩或斑状花岗岩8.5火山热液矿床5、斑岩型锡矿床此类矿床工业意义较大，多形成中、大型及特大型矿床，常与斑岩型钨（钼）矿床、脉状锡及锡多金属热液矿床、石英脉型黑钨矿矿床伴生。（1）地质构造背景有利形成斑岩型锡矿床的大地构造环境是活动大陆板块边缘火山-深成弧内侧，深大断裂旁侧的次级断裂带。矿床一般形成于中性至酸性火成岩带中的浅成-超浅成次火山岩岩株上部或火山口内。成矿侵入体多为斑状结构的小型（1-2km2)次火山岩体，岩石类型可见花岗斑岩、石英安粗岩等，多成岩株、岩漏斗、岩筒、岩枝等。（2）矿床特征矿体产于斑岩体的上部及顶部，往往全岩矿化，因此矿体形状取决于岩体形态，呈倒置杯状、脉状、凸镜状等。矿石常见金属矿物为锡石、黝锡矿、黄锡矿、辉铋矿、黑钨矿、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、黄铜矿等，脉石矿物常见石英、长石、黄玉、萤石、云母、电气石等。矿石常见半自形-它形粒状结构、交代结构，浸染状、细脉浸染状、细脉状构造。围岩蚀变从含矿斑岩中心向外可依次出现钾化带、（黄玉或电气石）云英岩化带、绢英岩化带、青盘岩化带，在蚀变带的上部可出现硅化核或泥化带。（3）矿床成因此类矿床的成因与板块俯冲作用有关。俯冲至较深部位的洋壳部分熔融产生的岩浆上升至大陆板块陆壳，并引起陆壳部分熔融产生中酸性及酸性岩浆。此种岩浆上升到中间岩浆房后分异出富含挥发组分和锡等成矿元素的长英质岩浆，当其侵位于地壳浅部时上部冷凝结晶，随后上升的流体发生减压沸腾使已结晶的岩体及其围岩蚀变并以充填-交代方式成矿，也可能发生隐爆而形成爆破角砾岩筒。成矿物质主要来自岩浆热液，晚阶段也可能有循环大气降水的混合。（见图8-15） 图8-15 斑岩型锡矿床的模式 A与酸性侵入岩有关的斑岩锡矿模式（据芮宗瑶等人，1995）；B与石英安粗岩有关的斑岩锡矿模式（据Sillitoe等人，1975） 6、玢岩型铁矿床此类矿床规模不很大，但矿体集中，品位高，据较高的经济价值。（1）地质构造背景有利形成玢岩型铁矿床的构造位置是活动大陆边缘内侧受洋壳俯冲作用影响形成的陆相断陷火山岩盆地。成矿的断陷盆地内富碱偏基性的中性火山活动强烈，主要岩石类型为辉石闪长玢岩、闪长玢岩、钠长斑岩、辉石粗安岩、玄武粗安岩、粗面岩等。成矿主要与次火山岩有关，成矿作用跨越了岩浆阶段和热液阶段。与矿化有关的岩体主要为辉石闪长玢岩、辉石闪长岩和辉石粗安斑岩等次火山岩体，其浅部多成岩钟、岩瘤、岩舌及岩枝产出。（2）矿床特征矿体可分如下类型： a、产于岩体中的凸镜状、囊状、网脉状及脉状矿体（陶村式）； b、产于岩体顶部及边部的脉状、筒状矿体（凹山式）； c、产于接触带附近的似层状、凸镜状矿体（梅山式、凤凰山式、向山式、姑山式、）； d、产于远离次火山岩体的层状、似层状矿体（龙旗山式、竹园山式）及脉状矿体（龙虎山式）。矿石矿物组合及结构构造因不同成因的矿体而异：陶村式为钠柱石-透辉石-磷灰石-磁铁矿组合，浸染状、细脉状、网脉状构造；凹山式为阳起石（透辉石）-磷灰石-磁铁矿组合，伟晶结构，脉状、 网脉状及角砾状构造；梅山式为透辉石-石榴石-磷灰石-磁铁矿组合，自形、半自形粒状交代结构、块状及脉状构造、凤凰山式为透辉石（阳起石、碱性长石）-金云母-磷灰石-磁铁矿组合，块状、角砾状、网脉状构造；龙旗山式及龙虎山式为石英-赤铁矿-镜铁矿组合，块状、条带状、角砾状、脉状构造。矿体围岩蚀变强烈，通常由次火山岩体向上、向外可分为以岩体边部钠长石化为主的下部浅色蚀变带，接触带附近以方柱石化、透辉石化、石榴石化、绿帘石化、阳起石化为主的深色蚀变带，远离接触带火山岩中以硬石膏化、硅化、泥化、黄铁矿化、次生石英岩化为主的上部浅色蚀变带。（3）矿床成因 此类矿床由一系列不同因的矿体构成，但主要与次火山热液活动有关，其中包括： a、火山喷发间歇期形成的沉积型矿体（龙旗山式）； b、火山热液充填型矿体（龙虎山式）； c、次火山岩体上部的热液充填交代型矿体（陶村式）； d、岩体顶部形成的高温伟晶交代-充填矿体（凹山式）； e、岩体与火山岩和沉积岩接触带上形成的接触交代型矿体（梅山式和凤凰山式）及矿浆贯入型矿体（？姑山式）。（见图8-16）8.5火山热液矿床（四）海相火山（次火山）热液矿床 海相火山（次火山）热液矿床是一个重要的矿床类型，具有重要工业意义的矿床主要矿床有块状硫化物矿床，流纹-安山岩建造中的菱铁矿矿床，基性-中性火山岩建造中的磁铁矿-赤铁矿矿床。以下介绍块状硫化物矿床。海底火山（次火山）热液有成因联系的块状硫化物矿床。 海洋调查发现此类矿床产于大洋中脊和亲弧（裂谷）盆地，海水深度较大（1km）。此类矿床共同特征是一般都具有喷流-沉积和充填交代两种成因的矿体。喷流-沉积矿体呈层状顺层产出，其下为火山熔岩及火山碎屑岩，可有强烈的蚀变；其上为（含铁）硅质岩、（重晶石岩）、（含炭）硅质页岩等，无蚀变或蚀变微弱。矿石多为块状、角砾状构造及层理构造。充填交代矿体 位于沉积矿体之下，呈筒状、凸镜状穿层产出。围岩为火山熔岩及火山碎屑岩，蚀变强烈。矿石呈浸染状及细脉浸染状构造，主要有用矿物为黄铁矿、黄铜矿。因此此类矿床的成矿作用可用同一模式表述：向下渗透的海水受到深部岩浆热能的影响温度升高、化学活动性增强，不断从火山熔岩及火山碎屑岩中溶解成矿组分形成含矿热液，这些含矿热液连同岩浆热液一起沿火山机构或其他构造上升。由于上覆海水压力大，上升的成矿热液直至接近海底时才因减压卸载形成充填交代矿体及围岩蚀变。大量热液冲出海底与海水混合并迅速降温而沉积形成喷流沉积矿体。（见图8-17） 图8-18 北纬21N东太平洋中脊热液排放场素描图（据D.F.Sangster） 依据成矿地质背景和矿床特征可将此类硫化物矿床分为塞浦路斯型、细碧角斑岩型和黒矿型等三个类型。8.5火山热液矿床1、塞浦路斯型块状硫化物矿床（1）地质构造背景 矿床形成于洋中脊附近枕状熔岩上发育的海底热液喷流场，空间分布可能与枕状玄武岩中的高角度正断层有关。（见图8-18）一般成矿场所有较大的海水深度。由于板块运动的结果，矿床最终分布于不同地质时期的板块缝合带上残留的蛇绿岩带。含矿岩系属蛇绿岩套上段的辉绿岩的席状岩墙、枕状拉斑玄武岩和其上的燧石岩、千枚岩等。（2）矿床特征矿体可分为喷流-沉积成因和热液充填-交代成因两类。喷流-沉积成因的矿体呈凸镜状、似层状整合地产于两层枕状拉斑玄武岩之间或拉斑玄武岩顶部，其上常为有石英和针铁矿组成的赭石层（可见燧石岩、千枚岩等），其下为蚀变枕状拉斑玄武岩（见图8-19）。热液充填-交代成因的矿体呈筒状、漏斗状不整合地产于蚀变玄武岩中。图8-19 特罗多斯蛇绿岩的地层柱状简图（据Donald A.Singer，1986）矿石的主要金属矿物为黄铁矿，次为黄铜矿、闪锌矿，可见白铁矿、磁黄铁矿。喷流-沉积成因的矿石主要呈块状构造，充填交代成因的矿石主要成浸染状、细脉浸染状。整合状喷流-沉积矿体的上部围岩一般无蚀变或蚀变微弱，其下部围岩蚀变明显，主要是硅化、绿泥石化、绿帘石化，而且从柱状不整合矿体向外蚀变依次减弱。（3）矿床成因在扩张洋脊裂谷环境中玄武质岩浆活动频繁。洋底向下循环的海水接受了深部岩浆及熔岩的热能温度升高、化学活动性增强，并且不断溶解镁铁质熔岩中的铁、铜、硫等成矿物质而转变为成矿流体。当此种成矿流体沿平行洋脊轴的正断层及转换断层上升到浅部时因减压卸载而形成网脉状、浸染状矿化和蚀变带。当其冲出海底时即产生海底热液喷流场形成块状硫化物矿体。（见图8-20）图8-20 塞浦路斯型块状硫化物矿床成矿模式图（据Adamides，1980）；图面垂直于扩张轴。1-泥岩及凝灰岩；2-燧石、长英岩+黄铁矿沸石粘土碳酸盐赤铁矿；3-重晶石；4-黑色矿石：黄铁矿+闪锌矿黄铜矿方铅矿重晶石磁黄铁矿石英；5-黄色矿石：黄铁矿+黄铜矿+石英闪锌矿磁铁矿；6-蚀变火山岩；7-未蚀变海相长英质-中性火山岩；8-次火山长英质侵入体8.5火山热液矿床2、黑矿型块状硫化物矿床此类矿床的主要有用金属为铜、锌、铅，伴生贵金属银。矿床规模以中小型为主，可构成大型矿床。常与火山成因的锰矿床、重晶石矿床伴生。（1）地质构造背景有利成矿的大地构造位置是弧后裂谷、弧间裂谷等亲弧裂谷。矿床产于岛弧带中拉张裂谷内的断陷-沉陷盆地，形成于拉张期英安-流纹质火山岩或其与玄武质火山岩构成的双峰式火山活动的末期。多见于英安-流纹质熔岩及火山碎屑岩丘的一侧或岩丘间的凹地中。 赋矿岩石为海相流纹岩、英安岩及其火山碎屑岩，次为富含有机质的页岩、硅质页岩及硅质岩。（2）矿床特征矿体可分为喷流-沉积成因和热液充填-交代成因两类。喷流-沉积成因的矿体呈凸镜状、似层状整合地产于长英质火山碎屑之上（部分矿床其下或旁侧可见石膏及硬石膏岩），其上常为（重晶石岩）、红色硅质岩、富有机质硅质页岩等，其中由上部黑矿带和下部黄矿带组成。热液充填-交代成因的矿体（即硅矿带）呈筒状、漏斗状不整合地产于黄矿带之下的长英质火山碎屑岩中。不同矿石带矿物组合有明显差异，黑矿主要由方铅矿、闪锌矿及重晶石组成，次为黄铁矿、黄铜矿，可见磁黄铁矿及其他含铜矿物；黄矿主要由黄铁矿、黄铜矿组成，可见闪锌矿、磁黄铁矿、磁铁矿；硅矿主要由石英、黄铁矿、黄铜矿组成。黑矿及黄矿具块状、角砾状、胶状、层状及纹层状构造；硅矿具细脉状、网脉状、浸染状构造。层状喷流-沉积矿体的上部围岩一般无明显蚀变，下部围岩（火山碎屑岩）蚀变明显，蚀变以硅矿带为中心向外依次减弱而形成分带：硅化带绢云母化带绿泥石化带蒙托石-沸石带。（3）矿床成因成矿流体的水主要来源于海水，部分源于岩浆水。（见图8-21）成矿物质主要源于火山岩及火山碎屑岩。在亲弧裂谷盆地长英质火山活动末期，下渗的循环海水吸收了部分原生水受热并从流经的火山岩系中不断溶解有用组分而形成成矿流体。这些成矿流体沿断裂及火山机构上升至浅部时因减压卸载而形成网脉状、浸染状矿化并引起围岩强烈蚀变。当其冲出海底时即产生海底热液喷流场形成块状硫化物矿体。图8-21 黑矿型块状硫化物矿床的示意剖面图（据Franklin 等，1961修改）1-泥岩及凝灰岩；2-燧石、长英岩+黄铁矿沸石粘土碳酸盐赤铁矿；3-重晶石；4-黑色矿石：黄铁矿+闪锌矿黄铜矿方铅矿重晶石磁黄铁矿石英；5-黄色矿石：黄铁矿+黄铜矿+石英闪锌矿磁铁矿；6-蚀变火山岩；7-未蚀变海相长英质-中性火山岩；8-次火山长英质侵入体8.5火山热液矿床3、细碧角斑岩型块状硫化物矿床此类型矿床主要形成于古生代，矿层稳定，矿床规模大，矿石品位高，可利用的金属主要是铜、铅、锌，次为金、银。（1）地质构造背景此类矿床的大地构造位置为火山岛弧及亲弧裂谷、裂陷槽。区域内双峰式火山喷发活动强烈，在生长性断裂与火山构造的联合作用下形成的堑垒式海底地形是此类矿床的成矿环境。成矿区的海水深度约在500800m以上。含矿岩系为细碧角斑岩建造，矿体主要赋存于偏碱质钙碱性火山岩建造。主要为石英角斑质凝灰岩、石英钠长斑岩、细碧玢岩，次为含凝灰质、泥钙质及泥硅质千枚岩。（2）矿床特征矿体可分为三种成因类型：呈凸镜状、似层状整合地产于长英质火山-沉积岩中的喷流-沉积成因的整合矿体、呈筒状、漏斗状产于长英质火山碎屑岩中的喷气-热液充填-交代成因的不整合矿体（蚀变筒）和次火山岩体隐爆角砾岩型矿体。矿体大小悬殊，成群分带排列。矿石的主要金属矿物是黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿，可见磁铁矿、磁黄铁矿、毒砂、斑铜矿及其他铜、铅硫化物及砷化物等矿物、金及银的矿物。脉石矿物主要是石英、绢云母、绿泥石、重晶石等。矿石多为细粒结构、压碎结构、充填-溶蚀交代结构、乳滴状结构、变晶-变型结构。在整合矿体中矿石多具块状构造、浸染状构造、条纹-条带状构造、胶状构造。在不整合矿体中矿石多具细脉-网脉状构造、浸染状构造、角砾状构造、斑杂状构造。强烈的围岩蚀变主要发生于整合层状矿体的下盘长英质火山碎屑岩中，从蚀变中心向外蚀变强度依次降低并可出现逐渐过渡的分带：次生石英岩带石英-绢云母带绢云母-绿泥石带青盘岩带。此外还有与铅锌矿化关系密切的重晶石化。（3）矿床成因 矿床形成于强烈的酸性火山喷发之后(见图8-22)。成矿流体由海水、原生水和岩浆水三者组成。矿质源于火山沉积层。在深部岩浆房和浅部火山机构热能的驱动下，上述流体形成对流循环并且从火山碎屑沉积层中溶解了成矿物质构成成矿热液，当成矿流体沿生长性断裂及火山机构上升至浅部时以充填-交代形式形成不整合矿体及围岩蚀变（蚀变筒），当其喷出海底时即形成喷气-沉积型整合矿体。图822细碧角斑岩型块状硫化物矿床模式图（据邬介人，1995）1-酸性熔岩；2-酸性火山碎屑岩；3-基性熔岩；4-基性火山碎屑岩；5-火山粗碎屑岩；6-硫化物沉积层；7-矿化石英钠长斑岩8.6变质热液矿床 变质热液矿床是指变质作用过程中释放出来的热液经充填及交代作用形成的矿床。 变质热液矿床一般分布于区域变质岩区，如古老的大陆板块结晶基地分布区（地轴、地盾）、各地质时期的岛弧、裂谷及板块碰撞（缝合）造山带（地槽褶皱带）等。矿床的分布与侵入体无明显的时、空关系或经稀土元素、微量元素及同位素研究证明与侵入体无成因关系。一些变质热液矿床与区域混合岩化作用有密切的时空分布关系，属混合岩化热液矿床。变质热液矿床H2O的氢氧同位素变化范围大，18O=525，D=-20-65。思考如下问题1、如何识别高、中、低温热液矿床？2、侵入岩浆热液矿床具有哪些识别特征？相关矿种常有哪些？3、地下水热液矿床有何特征？4、砂（ 页）岩型铜矿床产于何种地质构造环境？含矿岩系及矿床有何特征？5、微细浸染（卡林）型金矿床产于何种地质构造环境？含矿岩系及矿床有何特征？6、碳酸盐型铅锌矿床产于何种地质构造环境？含矿岩系及矿床有何特征？7、火山气液矿床有何特征 ？有哪些重要矿床类型？8、陆相火山（浅成低温）热液型金矿床产于何种地质构造环境？含矿岩系及矿床有何特征？9、斑岩型铜矿床产于何种地质构造环境？含矿岩体及矿床有何特征？10、海相火山（次火山）热液型块状硫化物矿床有何共同特征？可进一步分为哪些类型？地质构造环境及特征有何不同？实习单元五：:热液矿床