热液矿床各论(火山次火山热液矿床)
第六章热液矿床各论
四火山-次火山热液矿床
（一）概述
1、概念：在火山喷发作用的晚期或间歇期，喷气和热液活动非常强烈，气液中通常含有大量的重金属化合物，在一定的地质条件和物化条件下，这些气液与围岩、与海水或气液之间发生作用，使其中的有用组分聚集和沉淀，形成火山热液矿床。
2、火山-次火山热液矿床的特点：
（1）矿床常产于火山岩地区，在矿区内或其附近常有同期的火山岩、次火山岩或侵入体分布，矿化主要发生于火山活动的晚期或间歇期；
（2）矿化主要发生于地表、海底或地下浅处（＜1～2km＝，成矿温度范围较大（50-500℃）；
（3）成矿介质复杂多样，有喷气、热液，或火山口附近被烤热的湖水、地表水、海水等；
（4）火山机构控矿明显，如火山口、火山颈、角砾岩筒、环状裂隙、放射性裂隙等，因此矿体常具复杂独特的形态和产状特征；
（5）多数矿床围岩蚀变强烈，既有高温蚀变（如钾化、云英岩化、黑云母化、钾长石化等），又有中低温蚀变（如硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等），蚀变范围广，与矿化关系密切；
（6）矿石物质成分复杂，组构多样，主要的金属矿物主要有元素单质（Cu、Ag、Au 等）、氧化物（磁铁矿、锡石、黑钨矿等）、金属硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等）。
3、火山-次火山热液矿床的工业意义：
火山-次火山热液矿床分布很广，规模较大，矿种多，矿石质量好。主要矿产有Fe、Cu、Mo、Sn、Pb、Zn、Au、Ag、U等金属矿产、稀有分散元素（Be）以及萤石、明矾石、硫等非金属矿产。
（二）火山热液矿床的成矿作用和主要类型矿床的地质特征
火山热液矿床的成矿作用有三：（1）火山喷气作用（2）火山热液作用（3）次火山热液作用。据此，并根据产出的环境，将该类矿床分为四个亚类：（1）陆相火山喷气矿床（2）陆相火山热液矿床（3）陆相次火山热液矿床（4）海相火山热液－沉积矿床。
1、陆相火山喷气矿床
此类矿床仅限于火山活动区，数量不多，规模有限，形成温度高（600～1100℃）。矿体呈似层状，与火山岩互层产出，或呈脉状或似脉状充填于火山通道的裂隙中。有关矿产主要为自然硫、雄黄（AsS）、雌黄(As2S3)、萤石和硼矿等。典型矿床有我国台湾和日本的自然硫矿床和黄铁矿矿床。
2、陆相火山热液矿床
陆相火山活动中，在地表或近地表，由于火山热液中成矿物质直接晶出或经化学反应形成的矿床，称为陆相火山热液矿床。
此类矿床主要产于基性、中性、酸性火山岩及火山碎屑岩中。矿产由火山喷发产生的热液交代火山岩或其它岩石，或充填于火山岩喷气孔和裂隙中形成，矿体产状复杂多样，有层状、似层状，也有巢状、脉状及不规则状。
矿石中以中低温矿物组合为主，主要为硫盐、硫酸盐、铁的氧化物、明矾石等。围岩蚀变发育，常见有青盘岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、泥化、明矾石化等。矿石品位富、
矿床规模不等，主要矿产有：
（1）玄武岩中的自然铜－沸石矿床
自然铜充填于玄武岩、玢岩等岩石的气孔之中或在火山碎屑岩中以胶结物的形式存在，共生矿物有沸石、葡萄石、石英、方解石等矿物。此类矿床规模不大，分布不广，以美国元古代苏比利尔湖铜矿床和我国四川二叠系玄武岩中的自然铜矿床为代表。
（2）安山岩中的金－铜石英脉型金－铜矿床
以我国台湾的金瓜石为典型代表，矿床中的大部分矿体产在以英安岩为主的第三纪火山岩中，受构造裂隙控制，呈脉状，主要矿脉长1500m，厚5-10m，延深700m以上。矿体围岩蚀变发育，主要有青盘岩化、硅化、黄铁矿化、明矾石化及粘土化等。矿石矿物组合为：金属矿物－黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金、银金矿、金银矿等；非金属矿物－石英、方解石、重晶石、明矾石等。矿石中金品位2-10g/t，银10-40g/t，深部以铜为主，品位0.7-0.8%。此矿床是世界著名的超大型金矿床之一。
江苏的铜井金－铜矿床也属此类
（3）火山岩中的金－银碲化物矿床
矿床与白垩纪－第三纪的安山岩、英安岩和粗面岩具密切的时间、空间及成因联系中，矿体呈脉状、复脉状成群产于火山岩系中的角砾岩管内及四周的放射状裂隙或其它裂隙中。矿石矿物以金银的碲化物为主，如碲金矿、碲金银矿、碲银矿，此外尚有硒银矿和极少的自然银；脉石矿物为石英、冰长石、菱铁矿和萤石等。金的品位很高，平均75-130×10-6，有的可达几kg/t。
以美国的克里普尔－克里克金矿最为典型，这类矿床在环太平洋的许多国家都有分布。
（4）火山岩中的铅锌多金属矿床
矿床发育于凝灰岩或其它火山岩中，常伴有次火山岩，矿体，分布于火山沉积岩层背斜核部或两翼的层间破碎带中，呈鞍状、层状、透镜状，也有脉状者。矿石矿物成分有菱铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及银矿物和金矿物、方解石、重晶石。如我国云南的老银厂、江西德兴及东南沿海中生代火山岩中都有这种矿床分布。
（5）汞和汞锑矿床
与火山作用有关的汞矿床约占世界汞矿床的一半以上。矿床主要分布在环太平洋及地中海的新生代火山活动带，多数产在玄武岩、安山岩和流纹岩中，少数产于碱性岩、粗面岩中，矿体呈脉状、网脉状产于火山喷出岩和沉积岩中。矿石矿物主要为辰砂和辉锑矿，其它金属矿物有白铁矿和黄铁矿等。意大利的阿米阿塔矿床即属此类。
（6）萤石矿床
火山岩中的萤石矿床是最主要的类型之一，我国浙江省中生代建德系火山岩中的萤石矿床，质好量大，是我国最主要的萤石产区
火山岩系主要为流纹岩、凝灰岩、凝灰角砾岩和集块岩，矿体呈脉状，矿石属萤石－石英建造。围岩蚀变有硅化、高岭土化和绢云母化。
（7）明矾石矿床
明矾石矿床产于中酸性蚀变岩中，如流纹岩、安山岩及凝灰岩中，附近常有次火山岩，明矾石矿床石明矾石化蚀变岩组成的。
我国浙江（平阳矾山）和安徽（庐江地区）明矾石矿床质高量大，是明矾石的重要产地。
3、陆相次火山热液矿床
根据赋矿围岩岩性，可分为斑岩型矿床和玢岩铁矿床两类。
“玢岩铁矿”是我国地质工作者首先提出，其涵义类似斑岩铜矿的概念，用来代表在特定地质条件下具有统一成因的一组矿床。具体是指产在陆相安山质火山岩分布区，与辉石闪长玢岩次火山岩、火山－侵入岩体在时间、空间及成因上有联系的一组以铁为主的矿床。江
苏宁芜火山岩区的铁矿是此类矿床较全面、较有代表性的实例。
铁矿化往往围绕一个火山－侵入活动中的次火山岩（辉石闪长玢岩－辉石闪长岩）分布，受各种构造（角砾状构造、原生裂隙、接触带构造、围岩中的断裂裂隙及层间裂隙构造等）控制明显由岩体内部－接触带－围岩，常出现几种矿化类型
（1）陶林式：岩体中心浸染状和细脉状矿化－岩浆熔离成因；
（2）凹山式：岩体顶部、边部的脉状、网脉状、角砾状矿化－伟晶高温气液充填～交代成因；
（3）梅山式(凤凰山式)：岩体与安山岩、凝灰岩(灰岩、砂岩)接触带上的块状、角砾状矿化－接触交代型矿化；
（4）龙虎山式：岩体附近火山岩中的脉状、网脉状矿化－中温热液充填型矿化：
（5）龙旗山式：岩体附近火山沉积岩中的层状（赤铁矿）铁矿化－火山沉积矿化。
除火山－沉积型矿体外，其余各类型围岩都有不同程度的蚀变现象，时间上可分为三期，早期以钠长石化、钠柱石化、透辉石化、石榴石化，中期以阳起石化、绿帘石化、绿泥石化、金云母化和碳酸盐化为特征，晚期蚀变主要有黄铁矿化、硅化、水云母化、高岭土化等；空间上，围岩蚀变常具有分带现象，一般分为：A、岩体下部浅色蚀变带――主要由早期蚀变产物辉石、钠长石构成；B、岩体上部至接触带附近安山岩中的深色蚀变带――主要由早期蚀变产物石榴石、辉石及中期蚀变的绿帘石、绿泥石组成；C、接触带之上的上部浅色蚀变带――主要由黄铁矿化、硅化、石膏化和泥化带组成。上述蚀变分带可作为直接找矿标志。
4、海相火山热液－沉积矿床
以火山成因的块状硫化物矿床（VMS-V olcanogenic Massive Sulfide Deposit）最为典型。块状硫化物矿床，又称黄铁矿型矿床，是指与海底火山活动有关的，矿体呈层状、似层状和透镜状，矿石中硫化物(黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等)体积大于50%，具有典型的块状构造的硫化物矿床。矿石中金属硫化物以黄铁矿、磁黄铁矿为主（占金属硫化物的50%以上）。此类矿床是铜的主要来源(第三位)，铅、锌的重要来源。
VMS型矿床是一种非常重要的矿床类型。主要形成于海底或接近海底的条件下，成矿温度介于50-400℃，与海相火山喷发晚期或间歇期火山气液作用有关，往往围绕火山喷发中心成群成带出现，如日本和我国甘肃白银厂等地。其地质特征主要表现在：（1）这类矿床多产在不同岩相、不同岩性火山岩的接触部位，火山熔岩、火山碎屑岩的顶部或附近，矿化多发生于火山活动的末期或间歇期，成因上与火山沉积作用密切相关，实际上是热液矿床与沉积矿床的一种过渡类型，因此有人将其归为火山沉积矿床；
（2）矿体多呈与火山岩整合产出的层状、似层状、凸镜状以及交错的脉状、网脉状，矿体与围岩形成于时间上相近的连续的地质过程中，全部或部分具同生性；
（3）矿体的顶底板发育较强烈的围岩蚀变现象，常见的蚀变类型有硅化、绢云岩化、青盘岩化、黄铁矿化、重晶石化、石膏化、泥化等，有时围岩蚀变具分带现象；
（4）矿床的成矿元素主要是亲铜元素和部分铁族元素，常见矿物有黄铁矿、磁黄铁矿以及铜、铅、锌的硫化物、金银矿物等；矿石构造多呈块状，其次为层纹状、条带状、浸染状、角砾状构造，矿石结构以均匀的结晶粒状结构为主，次为胶状、变胶状和各类交代结构。
（5）Sawkins(1976)按成矿构造背景、元素共生组合将此类矿床分为四种亚类。
一斑岩型矿床
（一）概述
1、概念：斑岩型矿床（Porphyry Deposit），又叫“细脉浸染状矿床”。二十世纪初（1905 年）美国发现了第一个斑岩型铜矿床，即著名的宾厄姆矿床(Bingham),之后又在附近几个洲相继发现了一些同样矿床。由于此类矿床的矿体主要产于斑岩里，便称之为斑岩铜矿（1942年，贝特曼），而类似矿床统称为斑岩型矿床。随后加拿大、墨西哥、智利、秘鲁、前苏联等许多国家找到了此类矿床。
同时越来越多的矿床资料表明，此类矿床的矿体并不完全限定在斑岩体里，可产在围岩中。但与斑岩体存在着成因联系是此类矿床的共同特征，因此人们仍之为斑岩型矿床。前苏联人称之为“细脉浸染状矿床”，比较突出地反映了这类矿床的矿化特点。
因此，所谓斑岩型矿床就是在分布和成因上与一些弱酸性的斑岩类小侵入体有关的，规模巨大的，低品位的细脉浸染型矿床，其矿体可以产在斑岩体内部，也可以产在围岩中。
2、斑岩型矿床的工业意义
以往认为以Cu、Mo为主，近几年来，又发现斑岩型W、Sn、Au、Ag、Pb、Zn等矿床。据统计，1/3的斑岩型钼矿床中含有钨，所有斑岩钨矿中均含钼。此类矿床工业意义表现在：
（1）规模大――如斑岩Cu矿占世界已探明的铜储量的一半以上，单个矿床的矿石量一般都在1000万吨以上，甚至达几亿、几十亿吨；有些矿床的含铜量超过1000万吨，我国德兴铜矿铜储量830万吨；钼矿储量的2/3来自斑岩钼矿床；
（2）埋藏浅，易开采――很适合大规模机械化开采，降低开采成本，降低了工业品位；
（3）矿石品位低，但矿化均匀――开采品位与开采规模、开采条件、可综合利用组分等密切相关，最早开采铜矿石品位2%，1945年1.3%，1970年0.65%，1985年含铜0.4-0.8%，现在0.2%左右；
（3）矿石成分简单，易选；
（4）可供综合利用的矿种多，除铜、钼、钨、锡、金、铅、锌外，尚有银、硒、碲、铼等。
（二）斑岩型矿床的地质特征和成因――以斑岩型铜（钼）矿床为例
1、斑岩型铜（钼）矿床地质特征
（1）时空分布特征，从世界各地斑岩型铜矿的分布来看，绝大多数产于不同时代的褶皱带或褶皱带边缘与地台区结合地带,地理位置上主要集中在四个成矿带，即太平洋东岸铜矿带(矿床最多、储量最丰富，加拿大、美国、墨西哥、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、智利、阿根廷)、西南太平洋斑岩铜矿带(台湾、菲律宾、巴布亚新几内亚)、阿尔卑斯-喜马拉雅斑岩铜矿带(西班牙、南斯拉夫、罗马尼亚、保加利亚、土耳其、亚美尼亚、伊朗、阿富汗、巴基斯坦、西藏、缅甸、马来西亚、印尼)、苏联-蒙古-中国北部海西期斑岩铜矿带；从形成时代上看，主要属于中生代和新生代。
（2）时间上、空间上及成因上矿床与中酸性钙碱性浅成或超浅成的小型斑岩体（如花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩等）密切相关，而且斑岩体又与火山岩相关联。岩体规模较小，出露面积一般小于1-2km2，个别达10余km2，美洲27个斑岩型矿床的岩体出露面积平均1.96 km2，我国11个斑岩型矿床的9个含矿岩体出露面积小于1 km2（江西德兴朱砂红岩体仅为0.02 km2）；岩体的形成时代以中―新生代为主；含矿斑岩侵入体的化学成分以富钾为特征（K2O>Na2O）,岩体的酸性程度影响矿化类型，据统计SiO262-68%的斑岩主要形成铜矿床，SiO2＞68%的斑岩主要形成以钼为主的矿床。
（3）矿床受区域断裂构造带控制，空间分布均与深大断裂有关，但很少直接分布在深断裂带上，而多数分布在深断裂两侧的次级断裂工作系统中，呈带状分布；而矿体则受次级构造，即岩体和围岩中的微细裂隙控制或受斑岩体中角砾岩体控制。
（4）矿化多集中在岩体的顶部或附近围岩中，同一矿区，由于围岩岩性不同，可出现不同的矿化类型，如斑岩型（细脉浸染型）、接触交代型（与碳酸盐岩或凝灰岩接触）、次火山热液脉型（围岩中断裂发育）。矿体形态主要受复杂地质条件控制，斑岩型（全岩矿化）矿体呈柱状、筒状；接触交代型矿体呈环状、似层状；次火山热液脉型矿体则主要呈脉状。
（5）矿石的矿物组合中以金属硫化物为主，有黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿、黝铜矿、辉铋矿、金、银等矿物，伴有黄铁矿，此外尚有石英和重晶石等，矿化具有元素的分带性和矿石构造的分带性，一般由中心向外：Mo-－Mo、Cu-－Cu-－Cu、S-－Au、Pb、Zn、Ag
(浸染状)(细脉浸染状)(细脉状)(脉状)
（6）围岩蚀变广泛而发育，蚀变范围可达几百米至几千米。具有明显的水平和垂直分带性，一般自沿体中心向外可分为：
①钾化带：钾长石化和黑云母化，矿物为钾长石、黑云母、石英；
②似千枚岩化带：绢云岩化、黄铁绢云岩化，主要矿物为石英、绢云母和少量黄铁矿；
③泥化带：粘土化，矿物组成有高岭土、绢云母、石英、绿泥石，此带一般不发育；
④青磐岩化带：矿物组合为绿帘石、绿泥石、碳酸盐、黄铁矿，该带呈面型分布，是重要的找矿标志。
斑岩铜矿床的热液蚀变分带研究具重要的理论和找矿意义，首先，它是寻找斑岩铜矿床的主要标志，常为找矿勘探提供有益的线索和明确的方向，而且已经取得了显著的找矿效果，如美国的克拉马祖矿床；其次，斑岩铜矿床热液蚀变特点也可以用来帮助判断矿床的侵蚀深度；此外，对热液蚀变矿物组合及各矿物中所含流体包裹体的研究，还可以提供成矿热液的性质、成矿温度、盐度以及热液来源等成矿理论信息。
2、斑岩铜（钼）矿床成因
关于斑岩铜矿床的成因问题，一直存在许多不同观点，大多数矿床学家认为斑岩铜矿床是岩浆-热液过程中形成的，它们与斑岩类侵入体有密切的成因联系。然而，对其形成过程、含矿热液及成矿物质来源、斑岩的形成深度及与火山岩和深成岩的关系等许多具体问题仍存在着不同观点。有关斑岩铜矿床成因的主要观点有：
（1）热液作用成矿观点
上世纪二十年代由Lindgren提出，认为斑岩型铜矿是深成岩浆热液在中温条件下形成的。单就成矿温度而言，斑岩型铜矿可以属于中温热液矿床，但由于斑岩型铜矿产生的地质条件、热液蚀变特征、矿化作用方式、矿物组合及组构等均与深成岩浆中温热液矿床不同，所以简单地划归中温热液矿床难以解释这类矿床的全部特征及其形成过程。
（2）“正岩浆”成矿观点
布尔赫姆(Burnham)和奈尔森（Nielsen）提出，认为成矿热液来自斑岩体内部，是由岩浆中所含的挥发分演变而成的，并且是由岩体中心向外和向上扩展的，随着温度的降低，便形成了相应的蚀变和矿化作用，该观点无疑解释了斑岩铜矿的一些蚀变和矿化作用的特点，但很难想象一个规模不大的斑岩侵入体能够含有那么大量的挥发份演变成热液，而形成规模巨大的矿体和广泛的蚀变作用。另外，流体包裹体测试表明，斑岩矿床成矿热液具岩浆热液和大气降水双重特征，说明成矿过程中有大气降水的参与，因此该观点是不全面的。
之后，又相继有人提出原生水与天水成矿观点、卤水成矿观点、岩浆水与天水混合热液成矿观点等。
越来越多的矿床资料表明，斑岩铜矿的下列特征有助于研究其成因和成矿作用过程：（1）根据近年来矿物包裹体测定结果，斑岩型矿床中黑云母600－700℃；绢云母－石英420℃；硫化物300－200℃，斑岩型铜矿的形成经历了高、中温热液阶段；
（2）硫同位素：分布范围窄，接近零值，-6.3--+3.6‰，接近陨石硫，因此成矿物质主要来自深部地壳或上地幔；
（3）与矿床有关的斑岩都与深大断裂有关；
（4）氢/氧同位素：成矿热液除来自岩浆外，部分可能来自下降的天水。
R.H.Sillitoe（1972）提出了板块构造成因模式，其成因机制是：大洋板块向大陆板
块俯冲，导致了富含硫化物深海沉淀物重熔和部分上地幔（大陆板块）物质重熔，重熔熔体上升，形成火山岩－次火山岩，含矿流体随之（次火山岩）上升，对已形成的次火山岩体进行交代，并充填裂隙之中，形成斑岩型铜矿床。
R.H.Sillitoe成因模式的理论依据是，环太平洋两岸的俯冲带上有许多大规模的斑岩型铜矿床出现。
另一种观点是“双层结构模式”，认为成矿的次火山岩体其深部有大型的矿源岩体，为其提供成矿物质，即深部矿源、浅部成矿的双层结构模式。
（三）斑岩矿床的其它主要类型
1、斑岩型金矿床
在我国，斑岩型金矿床是仅次于中深脉状和浅成脉状型金矿的第三种重要金矿床类型（刘连登等，1996）。依据斑岩型金矿床的共生元素或组合及矿石类型，斑岩型金矿床可分为三个亚类，伴生伴岩型金矿、共生斑岩型金矿和独立斑岩型金矿。
伴生型金矿是指：金为次要组份（金品位小于0.4g/t），不据单独回收价值，而以副产品形式综合回收的伴岩型矿床，如江西德兴、西藏玉龙等斑岩型铜（金）矿床；共生斑岩型金矿指金品位大于0.4g/t，能以金为主或金与主金属并重回收的斑岩型矿床，如福建省紫金山、山东七宝山等斑岩型铜－金矿床；独立斑岩型金矿指以金为唯一或主要组分回收的斑岩型矿床，如河北峪耳崖、黑龙江团结沟金矿等
2、斑岩型钨矿床――广东莲花山钨－金矿床
3、斑岩型锡矿床
4、斑岩型铀矿――江西、浙江等地
5、斑岩型铅锌矿床
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（200～300℃）、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。 （一）云英岩型钨、锡石英脉矿床
矿床学复习资料 - 7热液矿床
热液矿床概述 一、概念： 热液矿床：指在地壳中各种成因的矿液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造或围岩中通过充填和交代作用形成的矿床。 二、特点： 1、矿床产于早先形成的岩石（可以是沉积岩、岩浆岩和变质岩）或矿化体中，属后生矿床； 2、矿床或矿体具明显的分带性即带状分布. 如水口山铅锌矿床自下而上为Py-Sph-Gal； 3、矿体多呈脉状、透镜状或不规则状、似层状等。与围岩产状多不一致（似层状矿体可与围岩产状一致）。 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、似层状；交代矿床的矿体多为不规则状、凸镜状。 4、矿石组构： 矿石构造多呈脉状、网脉状、对称带状、角砾状、条带状、晶洞状、皮壳状、浸染状和块状等； 矿石结构主要有晶粒结构，由交代作用形成的浸蚀结构、残余结构、骸晶结构、假象结构等。 5、矿石组份： 物质组成复杂，金属矿物以硫化物、氧化物及含氧盐等为主，非金属矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。 多数热液矿床尤其是脉状矿床的矿石物质组份与围岩是基本物质组份有明显的差异。 不同温度形成的的热液矿床具有不同的矿物共生组合。常伴生有益组份可综合利用. 6、具有明显的围岩蚀变，不同温度形成的的热液矿床具有不同类型的围岩蚀变。成矿温度较低 （一般多＜400oC） 7、成矿作用方式以充填作用和交代作用为主，常具明显的多期多阶段性。 三、研究意义： 1、重要的工业价值 热液矿床中包括大部分有色金属（W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Hg、As、Sb…）、一些具科学研究意义的稀有、稀土元素矿产（Li、Be、Ga、Ge、In、Cd…）、及放射性元素（U）等；非金属矿产如硫、石棉、重晶石、萤石、水晶、菱镁矿等。 2、理论上 对于研究成矿流体及其演化有重要意义。 四、矿床分类： 1、按成矿作用： A、岩浆气液交代矿床 a、钠长石型 b、云英岩型 c、蛇纹石型 B、热液充填－交代矿床★ 2、按热液来源分类： 成因类型： a、岩浆热液矿床 b、地下水热液矿床 c、海水热液矿床 d、变质热液矿床
层控热液矿床
层控热液矿床 一、概述： 在自然界除上述与岩浆明显有关的热液矿床外，还有相当一部分与岩浆活动无直接关系的热液矿床，它们主要产在沉积岩地区，矿石建造与沉积岩类型和岩性有密切的相关性，我们暂统称其为层控热液矿床。 如卡林型金矿、密西西比河谷型（ＭＶＴ）铅锌矿、喷流沉积型（ＳＥＤＥＸ）铅锌矿、砂页岩型铜矿、砂岩型铀矿、黑色碎屑岩型金矿和金、铂矿以及碳酸盐岩中的汞锑矿床、水晶矿床等。 二、形成的条件及作用 这类矿床主要产于地壳浅部和表层，包括造山带的地热异常和断裂、裂谷带内的地热异常区。同时，地热增温率也是成矿所需热能的一个经常来源。 构造运动形成的各种断裂、裂隙、孔隙空洞常是热液运移的通道及矿石堆积的场所。 各种地层和岩性，既可是这类热液矿床的矿石物质来源（矿源层），又是矿石的堆积地（储矿层），热液总是通过与岩石的相互作用（化学的、物理的）以交代或充填的方式而将有用组分聚集起来的。 层控热液矿床的形成温度较低，一般在２００～５０℃之间，过去一般将这类矿床归入低温热液矿床或远温热液矿床。 主要的金属矿产有Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｕ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔｌ等。非金属矿产有水晶、冰洲石、石棉、蛇纹石、重晶石等。 层控热液矿床的成矿作用有下列几种： 压实热液作用岩石在压实过程中，岩层中的孔隙水受压而被释放出来。如原为海相沉积物在成岩压实过程中，可释放出以卤化物为主的热卤水。在这些热液的作用下，可形成后生的金属和非金属矿床，如某些泥质岩中的铅锌矿脉可能是这种成因造成的。 下渗水环流热液作用下渗水沿断裂、裂隙带循环过程，经过加温，能使围岩中有用组分活化转移，并在有利的岩相岩性条件下，通过沉积作用或充填交代作用富集成矿，如卡林型金矿、ＭＶＴ型铅锌矿床、ＳＥＤＥＸ型铅锌矿床等。 热泉堆积作用一般发生在年轻和正在进行矿化作用的地区。热泉水基本上是大气降水，一般含有较高的Ｈｇ、Ａｓ、Ｆ等元素。 侧分泌作用指成矿组分从附近围岩中被析出。热液可能是大气降水、原生水，或结晶时的释放水。矿质被热液带到附近地层岩石中沉淀富集成矿。 近年研究表明，层控热液矿床主要由下渗环流的地下水、海水热液等形成，主要产生在大陆地区和海洋环境。在大陆边缘及海洋的岛屿地区，也有下渗的海水与地下水相混合。循环热液作用在大型、超大型热液矿床（如卡林型金矿、ＭＶＴ型铅锌矿床、ＳＥＤＥＸ型铅锌矿床等）形成中起主要作用。 三、层控热液矿床的特点 层控热液矿床的特点如下： 矿床受地层、岩性（岩相）控制矿床常产于一定时代的地层层位中。矿体常集中在某些岩性地段，主要的赋矿层位有：①海相、 湖相碳酸盐岩，往往与白云质碳酸盐岩和礁相杂岩有联系；②红色碎屑岩系中的浅色带及其接触带；③黑色页岩。 矿体受构造控制明显岩层的层间构造带、褶皱、断裂及裂隙对成矿有利。 多为二向至三向延伸的矿体矿床在空间上沿一定层位呈带状展布，呈凸镜状、囊状或 脉状。
热液矿床常见围岩蚀变解读
常见围岩蚀变 热液蚀变：在热液成矿作用下，近矿围岩与热液发生反应，而产生的一系列旧物质被新物质所替代的交代作用。围岩蚀变可产生在矿石沉淀之前、同时或之后，其结果使得围岩的化学成分、矿物成分以及结构、构造等均遭受到不同程度的改变，甚至面目全非。决定蚀变围岩的类型和蚀变作用强度的因素有：①围岩的性质，包括围岩的化学成分、矿物成分、粒度、物理状态（如是否受力破碎）、渗透性等；②热液的性质，包括热液的化学成分、浓度、pH、Eh、温度和压力条件，以及它们在热液作用过程中的变化。 主要围岩蚀变类型与矿化种类的关系 一．矽卡岩化 夕卡岩主要是由石榴子石（钙铝石榴子石-铁铝石榴子石）、辉石（透辉石-钙铁辉石）及其他一些钙、铁、镁的铝硅酸盐矿物所组成的岩石。它主要产生在中酸性侵入体与碳酸盐类岩石的接触带或其附近，在中等深度条件下，经气水热液的高温交代作用形成的。 在矽卡岩中常有一些含挥发份的矿物，如方柱石、萤石、斧石、电气石等，以及如绿泥石、石英及钙、铁、镁的碳酸盐等热液矿物，金属矿物则以磁铁矿、白钨矿、锡石、黄铁矿及铜、铅、锌的硫化物等为主。与夕卡岩有关的矿产主要有：钨、锡、钼、铁、铜、铅-锌等。 （1）矿物组成 矽卡岩矿物主要有钙、铁、镁的硅酸盐矿物。从矿物族来看，主要有石榴子
石族、辉石族、硅灰石族和蔷薇灰石族等。而这些矿物中，石榴子石和辉石最为常见和重要，它们常可以单独组成矽卡岩，其中以石榴子石矽卡岩最为常见，其次是透辉石矽卡岩，钙铁辉石矽卡岩以及石榴子石-透辉石矽卡岩等。在矽卡岩中常见一些含挥发分的矿物，如方柱石、萤石、斧石、电气石等。此外，还常发育典型的热液阶段形成的矿物，如绿泥石，石英，萤石，含钙铁镁的碳酸盐类矿物，以及硫酸盐矿物（如硬石膏）等。 由于矽卡岩矿床是在成矿流体对碳酸盐围岩交代蚀变的，因此许多金属的氧化物，含氧盐和硫化物也包括在其中，主要有：磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、白钨矿、锡石、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿辉钼矿。 （2）简单矽卡岩矿物成分较为简单，主要为无水的岛状和单链状硅酸盐，他们常组成矽卡岩的主体，为主要的特征矿物岩。 石榴子石矽卡岩：矿物成分是钙铝石榴子石Ca3Al2 (SiO4) 3和钙铁石榴子石Ca3Fe2 (SiO4)3的类质同像系列组成的。一般来说，内矽卡岩对为钙铝石榴子石，外矽卡岩多为钙铁石榴子石。多数是半自形粒状，环带状结构。在成矿的矽卡岩中，石榴子石矽卡岩常呈大小不同的不规则脉状交代体。 透辉石和钙铁辉石矽卡岩：单独的透辉石矽卡岩较为常见，特别当围岩是白云质灰岩或白云岩时，更为常见。颜色多为浅绿，深绿，褐绿色居多，柱粒状结构。而单独由钙铁辉石矽卡岩组成的矽卡岩较少见，但也有存在。 硅灰石矽卡岩：通常为白色，有时呈丝绢状光泽，分布范围一般比较小，局部地方出现。 符山石矽卡岩：符山石是含水的岛状硅酸盐Ca10 (Mg,Fe)2Al4 (Si2O7)[SiO4]5(OH,F)4为晚期矽卡岩。在与钨锡矿有关的改造型花岗岩接触带中常出现符山石。符山石矽卡岩常在中泥盆世泥灰岩中发育，为黄绿，褐绿以及灰绿色，呈放射状，柱状集合体。 黑柱石矽卡岩：主要产与铁，铜等矿床有关的矽卡岩中，其有关的围岩主要为火山沉积岩系，在纯的碳酸盐岩中不易发育。黑柱石 CaFe22+Fe3+ [Si2O7]O[OH] 。 (3)复杂矽卡岩 1.矽卡岩时期：在超临界的气化-高温热液条件下进行，主要特征是形成各
低温热液矿床
低温热液矿床 低温热液矿床是指形成温度低于200℃的各种热液矿床，形成深度大多在2km至地表范围内。矿体主要受各种断裂系统、角砾岩筒、层间破碎带等构造控制。矿体形态复杂多样，由充填作用形成的矿体主要呈各种脉状、透镜状和似层状等。由交代形成的矿体主要呈囊状、似层状和层状浸染体等。 围岩蚀变有高岭土化、明矾石化、硅化、绢云母化、青磐岩化、碳酸盐化、重晶石化、石膏化等。 矿石常由一系列的低温矿物组成，金属矿物有辰砂、辉锑矿、雌黄，雄黄、自然金、自然银、自然铜、黝铜矿、黄铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、白铁矿等。非金属矿物有石英、冰长石、萤石、重晶石、明矾石、高岭石、沸石以及碳酸盐类矿物等。 矿石结构一般具细粒结构、胶状结构等，矿石构造包括脉状、条带状、浸染状、角砾状、皮壳状、梳状、环状及晶洞构造等。 据研究，低温热液矿床的热液来源比较复杂，不完全是与岩浆活动有关。近年来对碳、氢、氧、硫等稳定同位素地球化学的研究，表明携带成矿物质的热液主要来自循环的大气水热液。 低温热液矿床主要包括浅成低温热液型贵金属矿床、卡林型金矿床、密西西比河谷型铅、锌矿床以及似层状汞、锑矿床等四大类。 一、（一浅成低温热液型贵金属矿床 浅成低温热液型矿床（epithermal deposits）最初由林格伦（1933）将其定义为形成深度小于1km 和温度低于200℃的一类矿床。但现在这个概念的内涵已经发生了变化，目前主要特指产于陆相火山岩系中或相邻岩石中，绝大多数情况下成矿温度小于150℃，极少数情况下可达300℃，矿床的形成深度主要集中在地表到地下1km，个别情况下可达2km。成矿流体主要为大气降水与岩浆水的混合热液（多数以大气降水为主）的一类金、银（多金属）矿床。形成于拉张构造动力学背景条件下，与中温热液脉型金矿形成的挤压背景条件存在显著区别。 该类矿床工业意义很大，包含许多世界级的超大型金银矿床，并伴生有较多的铜、铅、锌等金属。 ）浅成低温热液型矿床的分类 浅成低温热液型矿床是最近三十多年来在找矿和矿床学研究方面不断取得重要进展的一类矿床。对这类矿床的称谓较多，国内20世纪80年代的文献中称其为火山岩型或火山热液型金矿，但现在已很少有人使用。后来国际上把部分浅成低温热液型金矿称为热泉型金矿，这种叫法一度很流行，目前虽然仍有人使用，但已经不很普遍。直到Heald等（1987）划分出了明矾石-高岭石型（酸性硫酸盐型）和冰长石-绢云母型两种类型，在国内外得到较为广泛的应用。Hendenquist（1994）根据矿床特征和成矿流体的特点也将浅成低温热液型矿床分成两个亚类：一类是高硫化型（high sulphidation，简称HS），相当于 Heald等（1987）划分的明矾石-高岭石型，由酸性、氧化的热流体形成（高硫化作用）；另一类为低硫化型（low sulphidation，简称LS），相当于上述的冰长石-绢云母型，由近中性、还原的热流体（低硫化作用）形成。虽然Heald等的分类曾在矿床学界得到较为广泛的应用，但目前国际上已经更多是应用高硫化型和低硫化型这类术语。鉴于此，为便于国际对比，本教材采用Hendenquist的分类，其主要特征见表6-3。
各类热液矿床流体包裹体特征
各类热液矿床流体包裹体特征 1.造山型—变质热液成矿系统 包裹体主要为3中类型：（1）富CO2包裹体，（2）含CO2水溶液包裹体和（3）水溶液包裹体。其中（1）富CO2包裹体包括纯CO2包裹体和CO2体积在50%以上的CO2-H2O包裹体，后者可有两相（LCo2+LH2O）或三相（所谓的双眼皮）；（2）含CO2包裹体：CO2含量小于30%的包裹体，可有两相和三相，见于成矿早阶段和中阶段，晚阶段不发育；（3）水溶液包裹体：即单相或两相的水溶液，多称为NaCl-H2O包裹体。 温度200-500℃，盐度通常低于10%。低盐度富CO2的流体包裹体是造山型矿床或变质热液矿床区别于其他类型矿床的重要标志。 2.浆控高温热液型—岩浆热液成矿系统 矿床类型主要包括斑岩型、爆破角砾岩型、夕卡岩型和铁氧化物型（IOCG型）。 包裹体类型：（1）CO2-H2O型包裹体，两相或三相，温度大于300℃。（2）水溶液包裹体，成矿晚阶段普遍发育，均一温度基本低于250°。（3）含多类子晶包裹体（4）含盐类子晶包裹体，盐类子矿物多为钠盐，流体相可为富/含CO2，但多为水溶液，均一温度250-500，盐度23%-50%，含子晶的富/含CO2包裹体为浆控高温热液型矿床所特有。 3.浅成低温热液矿床—火山岩容矿的改造热液成矿系统 主要发育水溶液包裹体，偶尔可见含子晶的水溶液包裹体，缺乏H2O-CO2包裹体。水溶液包裹体温度100-280，盐度低于10% 4.微细粒浸染型—沉积岩容矿的改造热液成矿系统 微细粒浸染型金矿。即卡林型和类卡林型金矿床。已发现的包裹体类型（1）水溶液包裹体，为富气相，富液相和纯液相的水溶液包裹体，均一温度一般低于250，盐度一般小于10%。（2）石油包裹体，均一温度一般不超过250。（3）富/含CO2包裹体。盐度低于8%，温度在200以上，最高达350或更高，捕获压力达200MPa或更高。发育此类包裹体的一般视为卡林型和造山型的过渡类型。 总之，徽细粒浸染型金矿的成矿流体系统为低温、浅成的水溶渡，包裹体均一温度一般低于300，估算包裹体捕获压力一般低于60MPa。 5.热水沉积型—水底喷出的改造热液成矿系统，即VMS和SEDEX型。该类矿床主要发育水溶液包裹体，温度集中在100-350，盐度多变化与3.5-15%，当水深小于1.5km时，常有沸腾现象。另外含NaCl子晶的包裹体和富/含CO2包裹体极罕见。 参考文献：陈衍景，2007，不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征，岩石学报，23（9）
第六章 矿床开采技术条件
第六章矿床开采技术条件 第一节水文地质 一、区域水文地质概况 （一）自然地理 地形地貌：该区属低山丘陵区，标高在1613～1761.3m，相对高差约150m，地势总体呈北西西—南东东向延伸，单个山体多为东西向，南高北低，最高峰为马沟山，海拔1761.3m，其南部为低缓的丘陵地形。矿区内季节性洪流沟谷较为发育，一般规模小、流程短，最终呈散流消失于山前山间戈壁。 气候：该区处内陆腹地，属典型的干燥大陆性气候。降水稀少，蒸发强烈，干燥多风，温差变化大，年度最高气温35°C，最低气温-,20℃，平均气温6-8.5°C。年最大降水量一般集中在6—9月份，且占全年的80%以上为110mm左右，最低降水量90mm左右，平均约94.9mm。蒸发量大是本区气候的显著特点。多年平均蒸发量约为4000mm左右。其中4—9月蒸发量占全年的80%，蒸发量主要受气温控制，一般随气温升高而增加。4—6月份以西北风为主，5月份开始出现东南风及东风，最大风速27m/s，最小风速3.57m/s。冬季日照率约71%，冻土层最大厚度约132cm。 （二）区域水文地质 该区属内蒙古高原西部水文地质区，低山丘陵贫水地段。含水岩系主要为中生界变质岩、火成岩，白垩系碎屑岩及第四系松散岩类。
依据地下水赋存条件和水力性质不同将区内含水层划分为第四系松散岩类孔隙含水层、碎屑岩裂隙孔隙含水层和基岩裂隙含水层三大类。 1、第四系松散岩类孔隙含水层：松散岩类孔隙水分为沟谷潜水和山前山间戈壁含水组两个亚类。 <1>沟谷潜水主要为全新统冲积、洪积砂砾碎石组成，地下水分段赋存。较大沟谷在低山丘陵区均有第四系潜水赋存。富水性受地形、含水层厚度、汇水面积等因素控制。沟谷上游地形坡度大，侵蚀性作用较强，第四系沉积厚度小，一般水量较小；大沟下段，汇水面积大，第四系较厚，沟宽坡小，富水性较好。一般含水层厚度0.82-2.94m，水位埋深1.5-2.8m，单井涌水量10-30m3/d，矿化度2.6-7.4g/l，水化学类型属Cl·SO4—Na型。 <2>山前山间戈壁均为上更新统洪积砂碎石所覆盖。山前带，一般第四系覆盖厚度小，地形坡度大，基本为透水不含水，只有一些古洼地或古沟槽内，第四系沉积厚度较大，地下水得以富集。 2、碎屑岩裂隙孔隙含水层：主要赋存于白垩系下统下岩组，岩性为接触式泥、钙质胶结砂砾岩，补给条件差，水量较为贫乏或极贫乏。 主要含水段在13.38m以上，以风化裂隙含水为主，水位埋深2-3m，单井涌水量均小于5m3/d，矿化度1-4.1g/l，水化学类型属SO4·Cl— Na型。 3、基岩裂隙含水层：以华力西中期火成岩、变质岩块状硬脆岩
热液矿床各论(火山次火山热液矿床)
第六章热液矿床各论 四火山-次火山热液矿床 （一）概述 1、概念：在火山喷发作用的晚期或间歇期，喷气和热液活动非常强烈，气液中通常含有大量的重金属化合物，在一定的地质条件和物化条件下，这些气液与围岩、与海水或气液之间发生作用，使其中的有用组分聚集和沉淀，形成火山热液矿床。 2、火山-次火山热液矿床的特点： （1）矿床常产于火山岩地区，在矿区内或其附近常有同期的火山岩、次火山岩或侵入体分布，矿化主要发生于火山活动的晚期或间歇期； （2）矿化主要发生于地表、海底或地下浅处（＜1～2km＝，成矿温度范围较大（50-500℃）； （3）成矿介质复杂多样，有喷气、热液，或火山口附近被烤热的湖水、地表水、海水等； （4）火山机构控矿明显，如火山口、火山颈、角砾岩筒、环状裂隙、放射性裂隙等，因此矿体常具复杂独特的形态和产状特征； （5）多数矿床围岩蚀变强烈，既有高温蚀变（如钾化、云英岩化、黑云母化、钾长石化等），又有中低温蚀变（如硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等），蚀变范围广，与矿化关系密切； （6）矿石物质成分复杂，组构多样，主要的金属矿物主要有元素单质（Cu、Ag、Au 等）、氧化物（磁铁矿、锡石、黑钨矿等）、金属硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等）。 3、火山-次火山热液矿床的工业意义： 火山-次火山热液矿床分布很广，规模较大，矿种多，矿石质量好。主要矿产有Fe、Cu、Mo、Sn、Pb、Zn、Au、Ag、U等金属矿产、稀有分散元素（Be）以及萤石、明矾石、硫等非金属矿产。 （二）火山热液矿床的成矿作用和主要类型矿床的地质特征 火山热液矿床的成矿作用有三：（1）火山喷气作用（2）火山热液作用（3）次火山热液作用。据此，并根据产出的环境，将该类矿床分为四个亚类：（1）陆相火山喷气矿床（2）陆相火山热液矿床（3）陆相次火山热液矿床（4）海相火山热液－沉积矿床。 1、陆相火山喷气矿床 此类矿床仅限于火山活动区，数量不多，规模有限，形成温度高（600～1100℃）。矿体呈似层状，与火山岩互层产出，或呈脉状或似脉状充填于火山通道的裂隙中。有关矿产主要为自然硫、雄黄（AsS）、雌黄(As2S3)、萤石和硼矿等。典型矿床有我国台湾和日本的自然硫矿床和黄铁矿矿床。 2、陆相火山热液矿床 陆相火山活动中，在地表或近地表，由于火山热液中成矿物质直接晶出或经化学反应形成的矿床，称为陆相火山热液矿床。 此类矿床主要产于基性、中性、酸性火山岩及火山碎屑岩中。矿产由火山喷发产生的热液交代火山岩或其它岩石，或充填于火山岩喷气孔和裂隙中形成，矿体产状复杂多样，有层状、似层状，也有巢状、脉状及不规则状。 矿石中以中低温矿物组合为主，主要为硫盐、硫酸盐、铁的氧化物、明矾石等。围岩蚀变发育，常见有青盘岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、泥化、明矾石化等。矿石品位富、
矿床学A复习2014
第一章绪论 1、矿产的概念 2、矿产的性质和用途分类（分类、具体矿产的类型） 3、国内外矿产资源形势（急需短缺矿种）（了解性知识，“形势”是可变的） 4、矿床学的研究任务与研究内容 研究任务：一是矿床形成（地质特征、形成条件、成因机制等）；二是地质找矿（成矿规律、指导找矿等） 第二章矿床学的基本概念 一、有关矿石的基本概念 1、矿石 注意矿石与岩石的区别，岩石是自然形成的矿物集合体，矿石强调是含有有用矿物资源。 2、脉石与夹石 3、矿石矿物与脉石矿物 4、共生组分与伴生组分 共生组份：可单独利用，圈定矿体，但工业价值低于有用组分。有些铜矿中的金达到最低更有品位，铅锌矿中的银超过50g/t； 伴生有益组分：单独无利用价值，但可以与有用组分回收利用； 伴生有害组分：影响环境、加工性能等。 5、矿石组构（矿石结构与矿石构造） 6、矿石品位及其表示方法 矿石品位：是有用组分的自然含量，不是人为规定的，是自然形成的。 7、边界品位与工业品位 边界品位：强调单个品位；最低工业品位强调矿段或矿体的平均品位。 8、工业品位的决定因素 二、有关矿体的基本概念 1、矿体与围岩 2、矿体按形态可分为几类？各有哪些特征 3、矿体的产状包括哪几方面内容？（侧伏） 4、矿源层与成矿母岩 三、有关矿床的基本概念 1、矿床及其属性 矿床与矿产的区别：矿产强调自然属性，而不强调是否能被开发利用，即经济属性；矿床强调自然属性的同时，强调经济属性，即是否能开发利用 2、矿床的成因类型与工业类型 工业类型：以成因类型为基础，按工业价值划分 3、同生矿床、后生矿床与叠生矿床 四、成矿作用与矿床成因分类 1、克拉克值、浓度克拉克值与浓度系数 2、成矿作用及其类型（按能量来源） 3、不同成矿作用的成矿方式 4、矿床成因分类（理解内容） 第三章岩浆矿床
详解海底热液矿床
立志当早，存高远 详解海底热液矿床 ，并且由政府出面，制订了中长期开发计划。 美国国家海洋大气局制订了1983～1988 年的5 年计划，把处在美国200 海里专属经济区内的胡安德富卡海脊作为海底热液矿床的重点研究和开发对象。1983 年，美国海洋地质专家们用阿尔文森号潜艇对东太平洋海隆上北纬 10°～13°的海域进行了调查。1984 年夏天，又调查了胡安德富卡海脊。1988 年，斯克里普斯海洋研究所又对东太平洋一块新海域进行调查，发现了24 个热液涌出口，并在一海山的南坡水深2440 米～2620 米处，发现一个南北长500 米，东西宽200 米的硫化矿物沉积层。此外，美国还与法国合作进行海洋调查，并计划合作开采海底热液矿床。日本投资75 亿日元，建造了能下 潜2000 米的深海2000 号深潜器，专门用于海底热液矿物的调查。从1983 年开始，日本的海洋地质专家们对马里亚纳海槽、四国海盆等地的热液矿床进行调查。日本地质调查所还执行了一个新的5 年计划，对伊豆一小笠原岛弧、四国海盆等处的热液矿床进行调查。日本海洋开发中心用7 年时间，投资220 亿～230 亿日元，建造能下潜6000 米的深潜器6500 号，用于海底热液矿床的调查。与此同时，日本还积极研制从勘探到开采海底矿床的各种技术设备，计划在2000 年之前，开始商业性采矿和试生产。1985 年初，加拿大多伦多大学的斯科特教授领导的一个调查队乘潘德拉2 号潜艇，对温哥华岛以西约200 千米的海脊进行了调查。他们共发现了17 个海底热液矿床沉积层，有3 个沉积带的宽度超过了150 米，厚度超过了7 米，据估计，其总量可能超过150 万吨。 远在东太平洋上执行第20 航次科考任务的大洋一号传来好消息。科考船于 东太平洋海隆赤道附近发现两处海底热液活动区，这是我国继2007 年在西南
热液矿床中成矿热液的来源
热液矿床中成矿热液的来源、运移以及沉淀 摘要：气水热液广泛存在于各类成矿作用中，在地质研究中具有重要的意义，他是岩浆矿床和伟晶岩矿床演化到一定阶段的产物。是接触交代矿床和热液矿床的主要含矿介质，对矿质携带、搬运和沉淀起主要作用。同时成矿热液对火山成因矿床和某些沉积矿床的形成具有一定影响，也对变质矿床形成中矿质的迁移、沉淀具重要作用。因此，弄明白热液矿床中成矿热液的来源、运移以及沉淀方式具有十分重要的意义。 关键词： 气水热液是指地一定深度（几十～几十公里）下形成的，具有一定温度（几十～几百度）和前文：一定压力（几十～几百～几千巴）的气态和液态的溶液，其成分以H2O为主，并含有F 、Cl、Br、S、C等多种挥发成分，以及W 、Sn 、Mo、Nb、Ta、TR、Cu、Pb、Zn 、Ag、Hg等成矿元素，因此成分以H2O为主，并主要呈液态，故称为气水热液或简称为热液。成矿作用过程中，热液能把深部的矿质以及分散在岩石中的成矿元素萃取出来，搬运到一定部位，以充填、交代等方式使矿质沉淀，形成矿床。 正文：一。热液矿床中成矿热液的来源： 1．岩浆热液：各种岩浆均含一定量的水，如:P＝9.7Kb, T=1080C时，出现上临界点，水在SiO2熔体中的溶解度达25%（重量），高于此临界点，水在硅酸熔体中可以无限溶解，只存在一个统一的熔体相；低于上临界点时，含水硅酸盐熔体可分为一个富水相和一个富硅酸盐相，最终都可分出热液。 2．地下水热液：1）下渗：在大陆区，一定的水文条件下（主要是构造裂隙带），地下水可下渗到地下几百米～几公里深处。 2）升温： 地下水深循环的过程中会升温。其热源有： a．地热梯度：地热增温率0.6―0.150C/m, 500m处形成3000C。 b．岩浆烘烤。 c．放射性元素蜕变。 d．与高温火成热液的混合。 3）盐度增加：地下水循环过程中，水－岩作用及其他因素导致其成分和性质发生变化。流经含盐类沉积物较多的地层时，可溶解盐类，形成地下热卤水。 4）含矿热液的形成：深循环的地下水与岩浆接触，地下水受热和矿化，并增加萃取金属的能力。 3．海水热液：由下渗的海水形成，主要产生在海洋环境。在海洋底部，海水可沿岩隙，构造变动带下渗到地壳的深部，在地下热能的影响下，受热形成热液环流，并可以流经的围岩中萃取成矿物质，然后通过断裂，火山口或爆破带，再流入海中，与海水作用形成火山－沉积矿床。 4．变质热液：在变质作用（主要是含水矿物的脱水作用）中与变质的岩石平衡的，或从中分出的水溶液，叫做变质热液。（1）变质水的来源：含水矿物，成岩原生水，岩石中埋藏水，以前者为主。（2）变质作用能产生大量的变质水：1Km3沉积物变质，能释放出约1亿吨水。（3）变质热液受原始地质体的成因，变质作用的强度和类型（接触变质和区域变质）控制。一般变质程度增加，产生变质热液越多。 5．其它来源热液建造水（Formation water）地幔热液(Mantle fluid) 二、含矿气水热液的运移：（一）气水热液运移的原因： 1、由于渗流作用引起热液的运移；高水源存在，引起压力差，促使渗流。
大兴安岭热液矿床成矿时代
矿床地质 2002年MINERAL DEPOSITS 第21卷增刊 大兴安岭热液矿床成矿时代? On Metallogenetic Epoch of Hydrothermal Deposits in Da Hinggan Area 张炯飞1, 2朱群1, 2武广1, 3邵军1, 3祝宏臣1金成洙2 （1 沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳 110033；2 东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳 110004； 3 吉林大学，吉林长春 130026） Zhang Jiongfei1, 2, Zhu Qun1, 2, Wu Guang1, 3, Shao Jun1, 3, Zhu Hongchen1 and Jin Chengzhu2 (1 Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources, Shenyang 110033, Liaoning, China; 2 Institute of Resources and Civil Engineering, Northeast University, Shenyang 110004, Liaoning, China; 3 Jilin University, Changchun 130026, Jilin, China) 摘要本文汇集了大兴安岭地区18个热液金属矿床的同位素年代学资料，据此提出该地区热液矿床的形成时代具有从南向北逐渐变新的特点，并进一步论证了该地区热液矿床的形成时代从南向北变新的实质是大兴安岭晚中生代岩浆活动从南向北迁移的结果。 关键词大兴安岭热液矿床成矿时代岩浆活动构造迁移 大兴安岭地区是我国重要的有色、贵金属矿床成矿区之一，广大地质学界学者对其矿床特征、成因类型、成矿模型等方面曾有过大量精辟的论述。 本文依据大兴安岭地区热液矿床的同位素年代学资料，论述该地区热液矿床从南向北在成矿时代上的演化特征，并进一步探讨其内在原因。 1 地质概况 大兴安岭地区北部为额尔古纳地块，南部为古生代华北板块北缘增生带；南侧为华北板块，北侧为鄂霍次克构造带。 大兴安岭地区在古亚洲洋构造域演化阶段之后，在中生代中、晚期又经历了较为强烈的构造-岩浆活动，形成了著名的大兴安岭火山岩带。岩浆活动的强烈时期为晚侏罗世－早白垩世。 2 成矿时代 大兴安岭地区热液矿床主要形成于晚侏罗世－早白垩世，其类型主要有斑岩型、夕卡岩型、热液脉型、火山热液型（赵一鸣等，1997）和同韧性剪切斑岩型（张炯飞等，1999）、蚀变二长岩型（张炯飞等，1998）、浅成低温热液型和蚀变砂岩型（Quan et al，1998）等。斑岩型、夕卡岩型、同韧性剪切斑岩型、蚀变二长岩型等热液矿床的形成均明显与晚侏罗世－早白垩世中、酸性侵入岩有关。而浅成低温热液型、火山热液型热液矿床的形成明显与火山活动关系密切，它们常形成于火山机构之中。蚀变砂岩型热液矿床的形成也与晚中生代岩浆活动关系密切。大兴安岭地区晚中生代岩浆活动不但为该地区热液矿床的形成提供了热源，而且还提供了热液源和矿源（张德全等，1990；赵一鸣等，1997；Quan et al., 1998；）。因此，可以将它们称为广义的岩浆热液矿床。 ?本文由中国地质调查局项目（编号：200110200018）资助 第一作者简介张炯飞，男，1963年生，副研究员，博士研究生，主要从事区域成矿学方面的研究工作。
矿床地球化学
矿床学 1，矿床地质学； 2，矿床地球化学； 3，矿床（田）构造学； 4，包裹体地质学及包裹体地球化学； 5，生物成矿及矿床有机地球化学； 6，实验矿床学； 7，矿产经济学； 8，矿产资源的可持续发展。 《矿床地球化学》 中国科学院矿床地球化学开放研究实验室著 1997年地质出版社 全书共分20章，538页，总计82，7万字，售价60元 图书馆编号：P61 4 第一部分：阐述矿床地球化学的研究内容和研究动向 由绪论、第一章和第二章组成； 第二部分：论述矿床地球化学各个领域的基本理论及其在矿床研究中的应用 由第三章--第十四章组成； 第三部分：介绍矿床地球化学的研究方法及相应实例 由第十五章--第二十章组成； 绪论： (作者：涂光炽) 地球化学是研究地球和部分天体化学组成、化学作用和化学演化的科学，矿床地球化学为成矿作用的地球化学。 1，矿床地球化学发展的国际概况： ①深钻和超深钻所揭示的若干与成矿作用有关的重要成果：原苏联在其北缘科拉半岛打了一口世界已知最深的井，深12km，论证了此区太古宇在变质时，古地温梯度为现在的5-7倍，即为150-210℃/km ，这无疑对当时的成矿作用有影响； ②洋底现代成矿作用观察：70年代后，通过深海潜水器在红海、太平洋中脊、大西洋中脊、印度洋中脊和冲绳海槽直接观察到了洋底现代进行的成矿作用—烟囱—热水沉积矿床； ③成矿理论对发现超大型矿床所起的作用：奥林匹克坝④新矿床类型的发现：南澳奥林匹克坝铜金矿床新类型； ⑤对若干矿床类型进行了系统深入的地球化学研究： 2，矿床地球化学的若干重要生长点： 学科生长点指带有突破性的新的理论或见解。生长点的提出可以带动整个学科向前发展。每个学科在其向前迈进的过程中都会提出若干有别于其他学科的生长点。 ①多成因论：指矿床在成矿物质来源、成矿作用和成矿过程等方面不是单一的，而是多种的； ②金属、非金属和盐类矿床、煤、石油、天然气等矿产资源之间的有机联系； ③成矿作用的演化：成矿作用的时间、空间演化。 3，矿床地球化学近期开展的的若干重大科研课题：
矿床学思考题
《矿床学》思考题 第一章绪论 1．矿产和矿床； 2．我国矿产资源的形势和对策； 3．矿床学的发展阶段； 4．现代矿床学的基本特点； 5．矿床学的研究任务。 第二章有关矿床的基本概念 1．同生矿床，后生矿床，叠生矿床。 2．矿体的形态有那些？ 3．矿体产状包括那些内容？ 4．矿脉； 5．隐伏矿与露天矿； 6．围岩和母岩； 7．矿石和脉石； 8．矿石矿物和脉石矿物； 9．矿石品位、边界品位及工业品位的概念及应用。10、矿石品位的表示方法有那些？11．如何评价矿床的工业价值。 12．矿石的结构和构造各表示矿石的哪些特征？研究它们有何意义？ 13．矿石的有益组分和有害组分。 14．一般影响矿石品级的因素有哪些？ 第三章成矿作用总论 1．简述成矿作用及其类型。 2．克拉克值和浓度克拉克值。 3．何谓浓集系数？ 4．元素的丰度与成矿有和关系？ 5．成矿元素在不同岩石中的分布有何规律性？ 6．评述矿床成因分类。
第四章岩浆矿床 1．岩浆成矿作用类型。 2．结晶分异成矿作用及其矿床地质特点。 3．何谓岩浆分结矿床？如何区分早期岩浆矿床和晚期岩浆矿床？ 4．何谓岩浆熔离矿床？常见相关矿种有哪些？矿床有和特征？ 5．举例说明熔离成矿作用及其矿床地质特点。 6．贯入矿体是如何形成的？有何鉴定特征？常可见于哪些类型的矿床中？ 7．火成堆积作用及其意义。 8．金伯利岩及其岩浆来源。 9．试述金刚石矿床形成条件及矿床特点。 10．科马提岩。 11．试述火成岩浆矿床的类型及其特征。 12. 举例说明岩浆成因铬铁矿的类型及矿床地质特点。 13．岩浆挥发组分及同化作用对岩浆成矿有何影响？ 14．岩浆矿床的概念及其特点。 15．何谓岩浆成矿专属性？铬铁矿、钒钛磁铁矿、铜镍硫化物及金刚石等矿床各产于何种大地构造环境？相关岩体及岩性有何特征？ 16．试述岩浆矿床的形成条件。 第五章伟晶岩矿床 1．伟晶岩矿床的形成条件？主要矿产？ 2．伟晶岩矿床多形成于何种大地构造环境？其分布有何规律？多受何种构造控制？ 3．挥发组分在伟晶岩矿床成矿中的作用。 4．伟晶岩矿床成因的几种假设要点。主要依据及其评价。 5．伟晶岩矿床的分类方案. 6．花岗伟晶岩的演化阶段，各阶段元素―矿物组合及含矿性。 7．分异完全的花岗伟晶岩内部常可分为哪些带？各带的矿物组合及结构构造有何特征？8．伟晶岩矿床的组构特征。 9. 含矿的伟晶岩多具哪些特征？常见相关矿种多产于伟晶岩的何种部位？ 第六章气水热液矿床概论 1．气水热液和成矿物质几种来源、形成方式和确定来源的主要依据？ 2．热液中卤族元素、硫、二氧化碳等挥发组分的性状及其对成矿元素迁移和沉淀有何影响？3．气水热液搬运成矿物质方式，各方式主要依据是什么？
第六章热液矿床各论(地下水热液矿床)
第六章热液矿床各论 三地下水热液矿床 （一）概述 一、1、地下水热液矿床：与岩浆活动无直接关系，在地壳浅部和表层的地热异常区，由地热或地热增温率导致的岩层内同生水或循环地下水活动性增强，萃取围岩中的成矿物质形成的含矿溶液，称为地下水含矿热液，当地下水含矿热液运移到有利构造和围岩中，通过充填和交代的成矿方式形成的矿床称为地下水热液矿床。 2、工业意义：主要金属矿产有Pb、Zn、Hg、Sb、As、Au、Ag、U、Ni、Mo等；非金属矿产有水晶、冰洲石、石棉、蛇纹石、重晶石等，有些矿床可以称为大型、超大型矿床（MVT 型铅锌矿床、贵州万山汞矿床） （二）地下水含矿热液的形成作用 1、侧分泌作用：热液可能是大气降水、原生水、或结晶时的释放水。热液流经围岩时，成矿组份从附近围岩中析出进入热液，形成含矿气水热液，矿质被热液带到附近有利空间沉淀成矿。 2、压实热液作用：岩石在压实过程中，岩层中的孔隙水受压而被释放出来。如原为海相沉积物在成岩、压实过程中，可释放出以卤化物为主的热卤水。在这些热液的作用下，可形成后生的金属和非金属矿床，如某些泥质岩中的铅锌矿脉可能是这种成因造成的。 3、下渗水环流热液作用：下渗水沿断裂、裂隙带循环，通过加温，使围岩中有用组份活化转移，进入热液，并在有利的岩性条件下富集。 4、热泉堆积作用：一般发生在年轻和正在进行矿化的地区。热泉水基本上是大气降水，一般含有较高的Hg、As、F等元素，随着温度下降，有用组分沉淀堆积可形成矿床，如美国加利福尼亚州的汞矿床就是一例。 （三）地下水热液矿床的特征 其总体特征与岩浆热液矿床大体相似，但还有自己的特点，主要表现在： （1）矿床及其附近一般无岩浆岩体出露，即使有，也与矿床无直接直接关系； （2）矿化明显受一定地层、岩性（岩相）控制，矿床常产于一定层位中，矿体常集中在某些岩性段：ⅰ）海相、泻湖相碳酸盐岩（多与白云质碳酸盐岩和礁相杂岩）；ⅱ）红色碎屑岩系中的浅色带及接触带；ⅲ）黑色页岩； （3）矿床受构造控制明显，主要是褶皱、断裂、裂隙、及岩层的层间构造带，矿体多为两向至三向延长过渡的凸镜状、囊状或脉状矿体，在空间上沿一定层位呈带状分布； （4）矿石成分简单，与围岩成分基本相似，金属矿物常为方铅矿、闪锌矿、自然金、辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿等，矿物颗粒较大，并呈带状分布，有时晶体生长完好； （5）围岩蚀变弱，主要为低温蚀变，如硅化、碳酸盐化、粘土化、重晶石化等； （6）成矿温压低（T50-200℃，P＜3×107-5×107Pa，D＜1.5km），同位素变化大（δ34S 变化范围-12.2-+36.1‰），矿石年龄可大于围岩，也可小于围岩。 （四）地下水热液矿床的主要类型 1、碳酸盐建造中的金矿床 此类矿床主要由地下水沿碳酸盐地层层间破碎带、断裂和裂隙运移过程中，萃取围岩中的成矿物质，以充填和交代的方式在有利的地层和构造部位富集成矿。 矿床产于碳质薄层砂泥质碳酸盐岩中（灰岩或白云岩），金矿体或呈浸染状分布于蚀变岩中，或以石英脉的形式出现。矿石矿物除金矿物外，还有黄铁矿、雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂等；
层控热液矿床找矿方法(标志)总结
一．海底喷流沉积型（SEDEX型）铅锌矿找矿方法（标志） 1 地质填图找矿方法 构造、沉积相和热液蚀变的地质填图法很重要。通过详细的地质填图识别出一、二、三级盆地可了解矿床可能成矿区域位置；识别同生断层：同沉积断层，是含金属流体的通道；识别盆地内古生代或元古宙的细碎屑沉积岩区、碳酸盐岩沉积岩区和角闪岩、麻粒岩相变质岩区，这是sedex铅锌矿最常见的容矿岩石。识别可能含矿的地层、层位、岩相以及特有的标志层；识别热液燧石层，有助于发现喷发中心和伴生的硫化物矿床；识别常见围岩蚀变如硅化、电气石化、绿泥石化、绢云母化、白云母化等等。 2地球化学找矿方法 岩石地球化学找矿法：SEDEX型矿床含有一套成矿元素组合，通常包括Fe、Mn、P、Ba、Ca、Mg、Hg、Cd、As、Sb、Se、Sn、In、Ga、Bi、Co、Ni、T。离开喷口杂岩Zn/Pb比率增加，是sedex铅锌矿最显著的特征之一。用于新鲜露头和钻孔岩心样品的岩石地球化学方法，可为找隐伏矿指出方向。容矿沉积岩中具Zn、Fe、Mn、Tl异常，容矿碳酸盐岩在近矿更富Fe和Mg.矿床常含金属分带异常。 土壤地球化学找矿法：矿床附近的岩屑和土壤样品有异常的贱金属值，黑色页岩的背景值高，土壤地球化学Pb、Zn有助于确定钻探目标。 水系沉积物地球化学找矿法：河流沉积物和水系样品有成矿元素和伴矿元素异常。 3地球物理找矿方法 重力测量：矿石和围岩的密度差可以通过详细的重力测量识别，详细的重力测量可确定几百米深处有无铅锌矿的存在。 磁法：航空和地面电磁测量可圈定炭质和含黄铁矿容矿沉积相的位置。 4,遥感找矿方法 环形和线性构造解译：遥感物探数据有利于解释盆地构造和掩埋于沉积盖层之下的其他类型岩石的分布；经处理的区域势场数据可以用来确定基底构造、盆地边缘、盆地充填物的性质和厚度，以及生长断层等其他构造。 二．密西西比河谷型（MVT型）铅锌矿找矿方法（标志） 1.地质填图找矿方法 大地构造环境：稳定的克拉通 区域基地构造、基地隆起和断裂、断层和破碎带：为矿床重要控矿因素。 巨大的沉积盆地：MVT矿床通常产在盆地的边缘。 地台碳酸盐岩系：构成MVT矿床的常见容矿岩石。 成矿时代：奥陶纪-第三纪之间，多形成于泥盆-二叠或白垩-第三纪时期。 不整合面：在碳酸盐岩地层中，不整合为岩溶构造、溶解角砾岩等的生成创造了条件，这些构造常构成容矿空间。 存在蒸发岩:对形成卤水方面有重要意义。 地层：常产在碳酸盐岩系的白云岩中，少量在灰岩和砂岩中，白云岩化、有机质、浸染状硫化物的出现为良好的标志。