第六章热液矿床各论(岩浆热液矿床)

第六章热液矿床各论第二节产于岩体内或附近围岩中的岩浆热液矿床一、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600300C、84km）,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一典型的云英岩化，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（200300C）、中深（13km）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20050C，成矿压力小于1X107Pa（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300-600C，成矿压力2X107-10sPa（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200-300C,成矿压力1X107-5X108Pa（0.5-2.5km土），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50-200C,成矿压力小于1X107Pa（0-0.5km）,如菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿等矿床。(一)云英岩型钨、锡石英脉矿床成因和空间上与云英岩化蚀变围岩有关的矿床称为云英岩型矿床。含钨、锡石英脉矿床是最主要的云英岩型矿床，也是钨矿的最主要矿床类型。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(V1.5km),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土)、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(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。矿床主要由充填作用形成,所以矿石常具有对称条带状构造、梳状构造、晶洞状构造等特征。在网脉型矿体中常可见到浸染状构造的矿石,金属矿物多呈自形晶散布于石英脉或云英岩中。(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(二)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、花岗闪长岩等中深成岩浆岩出露，岩体以中小型规模居多，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： 单脉：主要受张扭性的断裂控制，成矿作用方式以充填为主。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； 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； 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）矿石的矿物成分复杂，以各种金属的硫化物和硫盐为主，脉石矿物以石英和碳酸盐类矿物为主。主要的金属矿物有：黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、赤铁矿、自然金、自然银、自然铋等；主要的非金属矿物：石棉、滑石、菱镁矿、萤石、水晶、石英、方解石、白云石、绿泥石、绢云母等。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，其中主要的有三类：（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。矿石成分复杂，以金黄铁矿型矿石最常见，科生科生中除自然金、黄铁矿外，经常伴生有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿等。脉石矿物为石英以及相当数量的碳酸盐类矿物和重晶石等。常见围岩蚀变为绢云母化、绿泥石化、硅化等。（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。此类矿床可产于各类岩石中，在碳酸盐类中常见以交代作用为主形成的部规则透镜状、筒状、板状、巢状矿体；在硅质岩石（砂页岩、酸性喷出岩、花岗岩、变质岩等）的裂隙和破碎带中常见以充填作用为主的矿脉和矿带。矿石成分主要是方铅矿、闪锌矿、黄铁矿；脉石矿物为方解石、石英，有时见萤石和重晶石等。围岩蚀变为硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化。（3）锡石多金属硫化物矿床矿产在成因上与中酸性花岗岩类岩石有关。矿体形态复杂，对为脉状、网脉状和透镜状，也有似层状。矿石成分复杂，锡石与铁的硫化物（磁黄铁矿和黄铁矿）、铁铝硅酸盐矿物及铁的氧化物（磁铁矿）共生，在某些矿区也广泛发育铜、铅锌的硫化物和锡的硫盐矿物。围岩蚀变以硅化为主。此类矿床是锡矿床的重要类型，我国广西、云南等省有此类矿床。除了上述几个矿床类型外，常见的岩浆热液矿床类型还有五元素（U、Ni、Co、Bi、Ag）建造矿床、含铜石英脉矿床、滑石和菱镁矿矿床、石棉矿床和水晶矿床等。3