深部矿床成矿作用和金属分带性

张荣华，胡书敏，张雪彤，王勇

中国地质科学院矿产资源研究所，地球化学动力学实验室，北京市百万庄26号，100037

摘要：

大多数热液金属氧化物矿石形成于中地壳。地壳深部水岩相互作用及其成矿流体性质决定了矿石的性质。大区域地球化学和成矿规律研究发现：矿床成因类型和金属矿石具有大区域分带性和不同尺度的分带性及分布规律的自相似性。水岩相互作用的流动反应实验发现：有时物质迁移出现周期振荡和空间的周期性分布。巨大规模的区域金属分带说明了它是由深部的地幔流体物质的活动引起的。现代的地面发现的巨大地球化学块体和跨越若干地质单元的金属异常，也说明了现代的地幔流体物质的活动。从地面的金属异常性质和金属分带性分布规律可以判断深部埋藏的金属矿石分布。多次岩浆活动带来大规模流体活动和多次水岩相互作用，随后的多次成矿作用，会出现水热蚀变和金属矿化的叠加。需要认识多次分带性的叠加过程。

关键词：中地壳，金属分带性，周期性分布，自相似性。

一、序

各种不同类型矿床的形成深度和温度压力条件是可以根据矿物的填充流体包体性质来确定的。同时，实验研究也可以帮我们判断矿石形成深度。现在，提出深部矿床成矿理论和找矿问题，其原因之一是为了找寻深埋的金属矿石的问题。深部成矿作用主要有三个问题：金属深部来源，金属在深部的迁移和堆积过程。

一个成矿的热液系统，在流动过程中不断与围岩反应，一面沉淀金属矿物，一面改变流体的性质，可以形成空间的金属分带性（Barnes，1979；）。判断更深的地段有没有矿石始终是一个大问题。长时间以来的国内外的许多科学家关于金属成矿省，成矿时代和金属空间分带性的研究的经验值得我们借鉴。

目前，我国有大范围地质和地球化学填图，提供了深部矿床作用的研究背景。水岩相互作用的实验和流体动力学研究的新结果，也提供了我们洞察深部矿床成因的新窗口。本文从化学动力学角度叙述深部成矿和找矿的理论和实际问题，提成一些概括性意见。

二、重要热液矿石形成于中地壳

热液矿床的矿物流体包体研究提供了丰富的成矿流体性质数据，如温度、压力、盐度和溶解的多种化学组分，如图1。这些数据可以用于推测矿床形成的深度与矿石共生的热液性质。如我国斑岩铜矿（玉龙），长江中下游火山岩区铁铜矿，长江中下游矽卡岩铜矿和南岭的钨锡钼铋和稀土稀有金属矿床，基本是在350-450oC和中等盐度的流体里沉淀的。根据与矿石共存的流体--NaCl浓度－温度关系图，可以看出：实际观测大多数热液矿床，都是在跨越NaCl溶液临界线，在水的临界点附近时才形成矿石的沉淀。于是，可以引出一个结论，大部分热液矿床形成于中地壳的温度压力下。各种不同类型硫化物矿石形成于上中地壳至地表的热泉的各种不同环境。深部地壳和上地幔可能发生与中-基性岩浆岩石有关的矿石。

矿物在水中溶解反应动力学实验模拟了上中地壳的水/岩相互作用。深部岩石圈上升的热液，在通过中-深地壳时会迁到一个机会-跨越水的临界态。这时，水性质的变化会强烈影响矿物溶解作用，会出现矿物与水反应速率的涨落（Zhang et al.2000；张荣华胡书敏2002）

图1 含矿溶液的温度－盐度图解（Zhang et al, 2000;

张荣华胡书敏，2001）

1.罗德西亚铜矿带，

2.与U±Ni±Co有关的不整合界面类

型；3.阿森耐型脉状Ni、Co、Ag多金属矿床；4.密西西

比铅锌矿；5.日本黑矿矿床；6.塞普路斯型矿床；7.我国

斑岩铜矿（玉龙）；8.长江中下游火山岩区铁铜矿（罗河

铁矿）；9.长江中下游矽卡岩铜矿；10.滇东北细脉型铜矿；

11.蚀变类型金矿；12.黔西南金矿。另外，有Co Fe Cu Ni

四条曲线（三实一虚）表示二价离子的八面配合体（与

Cl-化合），四面体配合物的转变线，左侧八面体配合物，

右侧四面体配合物（按Pr, D. Crerar, 1987 年资料，作者

增加内容并改动）

硅酸盐矿物(钠长石、辉石、阳起石)在水中溶解在多数温度条件下是不一致溶解过程。钠长石(或透辉石、阳起石)的不一致溶解表现为在25～300℃范围Na和Al(或Ca、Mg、Fe、Al)比Si溶解更快，更容易进入溶液。硅的溶解速率低于其它金属元素Na、Mg、Ca、Al 等。在温度上升在300～400℃范围，硅比其它元素容易进入溶液。但是，在22MPa 300℃时，变为一致溶解过程。矿物的最大溶解速率(硅的释放速率)发生在22MPa 300℃条件下，这时候，硅酸盐矿物骨架会崩塌。

继续升温，300～400℃的升温会导致硅酸盐矿物溶解反应速率逐步降低。同时，会更有利金属矿物沉淀。从300℃至400℃，水性质变化导致硅酸盐溶解速率的变化。根据热力学实验和理论预测：在50 MPa-100 MPa条件，硅酸盐矿物与水反应的最大溶解度的温度出现在300～400℃。在300～500℃范围内，继续升温促使石英溶解度下降（降级溶解）。进入临界态，各种金属矿物的溶解速率也下降，会使大量金属氧化物矿石沉淀。这是在中地壳出现的蚀变或变质性质转变的原因，也是矿石出现在中深地壳的原因。中地壳水/岩相互作用会有一个大变化。从这一个意义看，矿床的出现在中深地壳主要是选择了物理化学条件。中深地壳条件下，矿床应该是广泛分布的。

三、金属的分带性

1．金属分带性

成矿带和矿床都存在金属矿床类型和矿石的带状分布。许多人总结出“几层楼”或者各种模式。例如，最简单的表达方式：内带为W-Sn-Mo-Bi-Mo-REE-（BeNbTa）；中带为Cu-Zn-Pb-Ag；外带As-Au-Sb-Hg和W。每一个带还可以仔细划分。各地的地质情况不同：主要是物质来源，流体运动形式不同，因此哪些金属矿石出现并不一样。金属矿物的性质，前人有很丰富的经典总结：在同一温度压力下，各种金属的溶解度，或溶解（或沉淀）的速率不同。在一个含金属流体，从高温、高于水的临界态的流体中沉淀金属矿物时，首先沉淀金属氧化物。在减低温度过程中依次为金属硫化物，碳酸盐矿物。另一种影响因素是元素的丰度（化学上，有时称质量作用定律）。从图1也可看出：降温时，矿床类型的改变。这也是金属分带性。

从溶解反应动力学来说，低温时，离子键化合物容易溶解，升温以后，变为极性键化合物容易溶解。反过来，从高温条件下降温，首先沉淀是离子键氧化物，再降温才沉淀极性键的硫化物。同时金属氧化物的金属-氧之间的键性不同，决定它们的不同沉淀次序。在南岭地区容易发现；一个金属矿床的内带（常是岩体的接触带）是磁铁矿/铁钨/Sn矿石。在外带，在离开一定距离上出现脉状硫化物（Pb/Zn/Ag）。在很远的地方有Au、As、Sb等。在长江

中下游，内到外：磁铁矿-磁黄铁矿-黄铁矿矿石分带，外带有金矿化及Pb/Zn矿石。金属的性质可以简化地表达为：金属的电负性，或者Z/r（电价/半径比）。Z/r从~10→<2，依次为Si，Mo，W，Al，Sn，（Fe），Cu，Zn，Fe，Mg，Mn，Pb，Ca，Sr，Ba，Na。这是一种金属与氧（或其它阴离子）之间的键性的次序，可以用于理解金属分带性，或理解金属原生晕（共价键的半径数据有争议）。

2．不同尺度的金属分带的自相似性

在南岭、长江中下游、华北地台的中生代的金属成矿带和秦岭古生代成矿带，我们常发现金属分带在不同尺度上出现自相似性。例如，我们在显微镜下或手标本上看到：一个金属氧化物（磁体矿/黑钨矿）细脉的两侧是硫化物（Pb/Zn或黄铁矿），这时候尺度为2cm。在2米、10米到百米矿体里，氧化物（磁体矿/黑钨矿）脉体的外测有是硫化物（Pb/Zn或黄铁矿）脉。在2-3公里范围内，氧化物（磁体矿/黑钨矿）矿体和硫化物（Pb/Zn或黄铁矿）矿体分开出现。如单一铁矿种，会出现磁铁矿→磁黄铁矿→黄铁矿连续分布。在矿田的十几或近百公里范围，如一个火山盆地（庐枞，宁芜），盆地中心是铁矿，边缘是Pb/Zn或黄铁矿床。在长江中下游四省范围的800公里的成矿带内，西有铁铜，中有金，东有Pb-Zn-Ag矿及萤石矿。南岭的七省区域的金属也是不同尺度具自相似性。由东到西，绵延几千公里的金属分带，东部是金属氧化物矿石的大矿床；西部，金属氧化物矿床伴随Pb-Zn-Ag矿石；然后是大面积低温矿床。南岭南北两侧的Pb/Zn/Ag或黄铁矿矿带。更外侧的Sb/Au/Hg矿带。金属分带和不同尺度的自相似性表明：控制几百到千公里的金属分布是来自地球的深部物质运动，流体的活动，至少是百公里深部的物质活动。

大区域的地球化学探测，也发现不同尺度的金属分布（异常形式）的自相似性。

金属分带性是我们在深部找矿的依据。实际上，矿石、矿床、矿田、矿带在几个不同尺度上具有自相似的金属分带性。大区域的自相似的金属分带性说明了成矿作用深部来源和深部物质迁移过程。大规模的区域金属分带说明了它是由深部的地幔流体物质的活动引起的。现代的地面的巨大地球化学块体和跨越若干地质单元的金属异常，也说明了现代的地幔流体物质的活动。从地面的金属异常性质和金属分带性分布规律可以判断深部金属矿石分布。

四、金属周期性迁移

1．多期成矿作用

中国大陆内的成矿过程与大规模岩浆活动有关。同时，多期岩浆活动又对应多次成矿过程。最近几年，成矿年龄的测试表明了多期成矿作用。受地壳活动影响，在不同期的成矿过程不一定发生于同一位置，可以存在于不同的地区或不同深度。上世纪，美国人发现在克来梅克斯斑岩矿床有多次钼矿化的叠加，后期矿化的深度越来越大。从一次上升的巨大岩浆房的冷却过程看，后期活动的岩浆的深度要大。它伴随后期的矿化地段，要深。这种情况下，深部可能发生有晚期的矿体。研究后期构造和岩浆活动，也可以引导我们找另一期矿化。

2．水岩反应的周期振荡

同一次流体迁移与岩石反应会出现水岩反应的周期振荡，及随后的金属周期性迁移。国际地学界已经研究过许多不同尺度的地质作用的周期性振荡现象。我们实验研究了开放流动体系的固液反应过程。长期实验发现了在叠层反应器里萤石-水溶液反应的化学振荡，和不同尺度不同层次的非线性动力学分布。实验表明：如外界诱导的一次水岩相互作用，它的反应产物会以化学振荡方式，或复杂周期振荡方式向外传播。图2。

从89年开始到93年，连续发现在开放－流动体系内矿物－流体相间反应（萤石－HCl-H2O系统）非线性动力学现象。对这样一个非均相固／液体系，在稳定外部条件时，长时间观察发现：输出溶液电导率的实时记录显示溶液化学成分波动，自发地波动（涨落），暂时混沌，多重态，孤立波，自发跃迁，激发等现象。输入溶液成分变化的扰动也会出现非

线性响应（或其它外界扰动也出现非线性响应）。

图2，萤石-HCl-H2O体系，自发出现的复杂振荡。用全部计算机自动记录的电导率变化。对应的化学分析确定是自发性的涨落。并，对外界诱导的变化而出现非线性响应。

根据这一实验可以对推论：水岩相互作用可能发生一种反应产物向外传输的周期涨落。于是，可以预测一些含金属的热液活动可能一周期振荡方式传输。金属矿石的形成是周期性向外传输。回顾上世纪，一些科学家曾提出过成矿的“脉动”学说。在地质观测中，我们发现过矿石或矿体多次重复出现的现象。根据这个道理，我们可以寻找深部的多层次成矿带。

五、金属的深部来源

深部的成矿作用问题之一是金属来源。大量的同位素研究提供了矿石里的许多流体物质来自深源，如C，H，He，等。许多金属也来自地幔。我们从地球化学动力学实验获得证据。

玄武岩与水反应实验使用叠层反应器流动体系：水流速0.5～2.5ml/min，压力22MPa，温度25～400℃。实验是按一个恒压的升温过程进行操作。选用20～40目岩石样品进行反应实验。实验结果发现造岩元素、成矿元素和痕迹元素，在由低温至水临界态的升温过程中溶解在水中的浓度不断变化，或者说，溶解速率不断变化。大致情况是：在400℃有最大溶解浓度是铬；在374℃有最大溶解浓度是银、铜等；在350℃有最大溶解浓度是钠、铝、镍、钡、铅等；在300℃有最大溶解浓度是硅、钾、铁、锰、钛、钒、钼、锌、硼等。其中，反应后输出的浓度：硅最大浓度为247ppm，钾28ppm，钠22ppm，铝17.3ppm，钙为9.55ppm，钒0.22ppm，钛0.05ppm，铬0.32ppm，镍26ppm，钼为0.8ppm，铜为0.473ppm，锌为0.49ppm，银0.029ppm，铅0.009ppm。实验证明地球深部的玄武岩与水反应能够提供金属来源。

结束语：深部成矿作用对于金属来源、迁移和矿石堆积起了关键作用(张荣华等2006)。大规模的流体活动导致了金属分带规律性。金属分带的规律性可用于找寻深部另一种类型矿石，或者另一次成矿作用的同类型矿石。不同尺度金属分带的自相似性反映了地球深部流体活动的自组织过程。若对岩石的元素地球化学分带性深入研究（空间/时间分布特征比较，用数学模型研究），能够预测深部矿石矿体，解析/反演地面元素异常和深部地球化学探测数据。

致谢：本文得到国土资源部项目20010302, 科技部项目2001DEA20023, 2001DEA30041，2003DEA2C021, G1999043212 及自然科学基金项目 4003011，49473196, 20373064的资助。文献：

Barnes H.L., 1979, ed: Geochemistry of hydrothermal ore deposits, A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons

Brimhail G.H., and DA.Crerar (1987)"Ore Fluids:magmatic to supergene".ln Reviews in Mineralogy, I.S.E Carmichael and H.P.Eugster,Eds.,Vol-17. Mineralogical Society of America.

张荣华胡书敏，2001，地球深部流体演化与矿石成因，地学前缘，v.8, no. 4, p297-310。

Zhang. R. Hu, S.，and Zhang X., 2000. Kinetics of hydrothermal reactions of minerals in near-critical and supercritical water. Acta Geologica Sinica 74(2): 400-405.

张荣华、胡书敏、苏艳丰，张雪彤，2006，重要金属矿来源迁移堆积过程和化学动力学，科学出版社，北京。

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

斑岩型矿床

1.1 斑岩型矿床研究现状斑岩型矿床最早源于“斑岩铜矿”一词，由于上世纪初美国西南部亚利桑那州和新墨西哥州斑岩铜矿带的发现而得名，原意是指产于强烈绢云母化和石英化中酸性斑岩中的细脉浸染型铜矿（芮宗瑶等，1984）。因为斑岩型矿床在共生火成岩组合、蚀变特征、矿化类型等方面具有全球性的广泛一致性，所以具有相似特征的钼矿床被称之为斑岩型钼矿床。经过一个多世纪的发展演化，斑岩型矿床的概念业已逐步得到完善。综合前人研究成果，可对斑岩型矿床作如下定义：斑岩型矿床系指与斑岩体（高位侵入体）有关的、以Cu、Mo、Au为主的多金属矿床，是热液矿床或岩浆－热液矿床的组成部分（芮宗瑶等，1984，2006）；斑岩型矿床可以产出在不同的构造环境（Sillitoe, 1972；安三元等，1984；Hou et al., 2003，2004；Cooke et al., 2005），其成因与大规模流体活动和钙碱性岩浆活动（Sillitoe, 1972；Dilles, 1987；Cline et al., 1991）有关；斑岩型矿床的典型特征是伴随有同心（环）带状蚀变及相应的细脉状和（或）浸染状金属矿化（Lowell and Guilbert，1970），矿体全部或部分产于中酸性（斑）岩体内。典型的斑岩型矿床产出于岩浆弧环境（Hedenquist et al.，1998；Richards，2003），板片俯冲作用及其相关的地质过程被认为具有决定性的意义。但这并不是说，斑岩型矿床产出的构造环境就只是单纯的俯冲和挤压。以下构造条件也是斑岩型矿床的形成前提：（1）上地壳处于较长时期挤压状态后的应力松驰期；（2）成矿域存在早期深大断裂，而且这些断裂在应力松驰期活化张开（Richards, 2001），即斑岩型矿床常形成于构造机制的转化阶段，特别是挤压向伸展环境的转变。由此，近年来研究认为斑岩型矿床不仅产生于岛弧及陆缘弧环境，成矿作用与大洋板片的俯冲有关（Sillitoe, 1972），也可以产出于碰撞造山环境（Hou et al., 2003，2004）及板内造山环境（安三元等，1984；罗照华等，2007a）。目前，关于斑岩型矿床的研究主要集中在斑岩浆的性质与起源，成矿流体及成矿金属的来源及沉淀机制和矿床蚀变分带等方面，以及建立在此基础上的矿床成矿模式等。下面分别简要阐述几方面的研究现状。（1）斑岩浆的性质与起源 Sillitoe（1972）在总结斑岩铜矿的分布规律和岩浆岩地球化学特征后认为，俯冲环境下斑岩铜矿主要与钙碱性中酸性火成岩有关，岩性变化于石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、花岗岩之间（Misra, 2000）。板内造山环境下，主要与高钾钙碱性岩石有关（Hou et al., 2003, 2004）。随着埃达克岩概念的提出（Defant et al., 1990）和研究的升温，国内外很多与斑岩铜矿密切相关的斑岩被归入埃达克岩的研究范畴（张旗等，2001，2002；曲晓明，2001；侯增谦等，2003），并认为世界级斑岩型矿床多与O型埃达克岩有关，其成因与大洋板块的消减作用或玄武质岩浆的底侵作用相联系；中国的德兴和西藏玉龙斑岩铜矿则被认为与C型埃达克岩有关，成矿母岩可能是玄武质岩浆底侵到加厚下地壳底部导致下地壳中基性物质部分熔融的产物（张旗等，2001）。通常认为，斑岩型矿床的相关斑岩浆是一定构造环境中花岗质岩浆晚阶段的演化产物或是它们高侵位的衍生物（芮宗瑶等，1984）。如俯冲环境下，俯冲的大洋板片直接熔融（Sillitoe, 1972）或俯冲大洋板片在一定深度发生相变，大规模脱水交代上地幔楔部分熔融均可产生含矿斑岩岩浆（Richards, 2003）。板内造山带环境下，斑岩是区域地质发展末期特定的产物（安三元等，1984），特别是新生下地壳的部分熔融可能是最重要的成岩机制，这已被越来越多的证据所证明（侯增谦等，2005；Hou et al., 2008；杨志明等，2008）。近年来，在成矿斑岩中发现发育有中基性深源包体（王晓霞等，1986）或暗色微粒包体（曹殿华等，2009），指示斑岩岩浆起源较深，直接来自下地壳或下地壳底部，甚至发生过与来自幔源基性岩浆的混合作用，因而斑岩型矿床的相关斑岩浆具有深源浅成的特点（卢欣祥等，2002）。从岩浆起源的热体制角度，不论在何种环境下，壳源岩浆的产生都需要有深部热能的注

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海底火山喷流沉积矿床研究现状鉴于海底火山喷流沉积矿床巨大的经济价值及其对成矿理论研究的重要意义，近40年来，该类矿床一直是国际成矿学界的研究热点。该类矿床根据其赋矿围岩及成矿背景的不同，可进一步划分为沉积喷流型矿床（SEDEX）和火山岩有关的块状硫化物矿床（VMS），前者赋矿围岩主要为沉积岩，多形成于远离弧后的陆内裂陷盆地，研究区重晶石矿床属于该类型；后者赋矿围岩主要为火山岩，多形成于岛弧/弧后盆地裂谷。两者存在众多相似之处，例如成矿流体动力来源、形成的矿产类型、时空性等。现阶段，对于海底火山喷流沉积矿床的研究主要集中在矿床矿化结构、成矿流体来源以及成矿模式三个方面。对于矿化结构，该类矿床具有“双层结构”，上部为块状硫化物的层状透镜体，下部为不整合的网脉型硫化物矿化带，其中层状透镜体构成矿床的主体，网脉型矿化带中含有经过热液蚀变的底板岩石。此外，矿体矿物及共生元素也具有明显的分带性，其中自下而上矿物分带依次为黄铁矿带→“黄矿”→“黑矿”→重晶石，黄铁矿带几乎全部由黄铁矿组成，“黄矿”主要由黄铜矿和黄铁矿组成，“黑矿”主要由闪锌矿、方铅矿和重晶石组成；共生元素分带为Ni-Co-Cu-Au-Zn-Pb-Ag-Ba。对于成矿流体来源，争论的焦点在海水来源和岩浆来源论之间，目前较为普遍的认为同一矿床中与Cu、Ba矿化有关的流体主要来自岩浆，而与Pb、Zn、Au、Ag等矿化有关的流体主要来自于海水，岩浆流体与海水混合是金属析出的重要机制。对于成矿模式，目前存在有对流循环模式、岩浆热液模式、含水层模式，现在比较认同的为双扩散对流模式，即海底热液活动区有两个对流圈，下方为来源于岩浆和海水的高盐度卤水，顺层分布并对流；上方为低温低盐度的海水对流圈，下渗海水在岩浆热源的驱动下产生对流，沿其渗透和流动通道从岩石中淋滤出含矿物质形成热液，热液返回海底形成海底火山喷流型矿床。

论述玢岩型矿床

论述玢岩型矿床资源一班黄永龙20114495 摘要：本文结合前人工作成果，重点论述玢岩型矿床的成矿模式，矿体形态以及围岩蚀变等。关键词：玢岩型矿床、矿化类型、前文：玢岩型矿床是我国地质工作者所确定和命名的一种矿床类型，其类似于斑岩型铜矿床的概念，是指产于录像火山岩分布区域内，与玄武质、安山质岩浆的火山—侵入活动有关的一组矿床。这种矿床具有晚期岩浆，高温气液交代、接触交代、中低温热液交代—充填及火山沉积等一系列的成矿作用特点。我国宁芜地区铁矿床是其典型代表。宁芜地区断陷盆地中，晚侏罗世—早白垩世火山活动十分强烈，盆地内发育一套火山—侵入杂岩。火山岩的总厚度达到2500米，火山旋回(由老到新)可分为：龙王山－大王山－姑山－娘娘山。四个旋回的每个旋回以强烈、较强烈爆发开始→较宁静的喷溢活动结束；各旋回末期均有次火山岩产出。其中，铁矿均与大王山旋回末的富钠辉长岩、闪长玢岩、辉石安山岩、粗面岩的次火山岩体有关。矿化围绕火山中心分布。正文：一、玢岩型矿床矿化类型：由岩体内部到接触带再到围岩中，出现下列几种类型的铁矿化：（1）产于辉长闪长玢岩岩体中部的铁矿化（陶村式）：铁矿化呈浸染状或细脉浸染状，矿石组合为钠柱石-透辉石-磷灰石-磁铁矿，属晚期岩浆-高温热液交代矿床。（2）产于辉长闪长玢岩顶部或边部的铁矿化（凹山式）：部分矿体进入安山岩，凝灰岩等围岩中。矿化呈脉状、网脉状、角砾状和块状。矿石以透辉石-磷灰石-磁铁矿组合为特征，成因上属伟晶-高温气成热液充填矿床。（3）产于接触带上的铁矿化：围岩为安山岩、凝灰岩时，矿石组合主要为透辉石-石榴石-磷灰石-磁铁矿（梅山式）；围岩为灰岩、砂页岩时，矿石组合主要为透辉石-金云母-磷灰石-磁铁矿（凤凰山式）。两类矿石的构造均以块状、角砾状为主，偶有条带状，成因上属矽卡岩型矿床。（4）产于岩体附近火山岩中的脉状、似层状铁矿化（龙虎山式）：围岩为安山岩及凝灰角砾岩，矿体受围岩中的断裂构造、火山沉积岩中的层理控制，围岩蚀变为高岭土化和硅化。矿石矿物主要由镜铁矿组成，属中低温热液充填矿床。（5）产于火山沉积岩中的层状铁矿床（龙旗山式）：矿体的围岩为沉凝灰岩、沉凝灰角

矿床学实习报告(修改 2)

实验五岩浆熔离矿床一、目的要求 1.掌握岩浆熔离矿床形成地质条件及矿床特点。 2.分析岩浆熔离矿床的成矿作用过程，加深对矿床形成机理的理解。 3.了解岩浆熔离矿床的分布规律，以便指导找矿和矿床评价。二、实验内容甘肃金川铜镍硫化物矿床标本：1-混合岩（围岩）2-蛇纹石化大理岩（围岩）3-条带状片麻岩（围岩）4-贫镍矿（矿石）5-铜镍矿（矿石）6-花岗岩（围岩） 7-大理岩（围岩）图件：1-《金川铜镍矿床区域地质略图》、2-《金川矿区主要矿体示意剖面图》、3-《I矿区东部1640中段矿体分布图》三、实习要点 1.区域地层分层、构造特点及其与岩体分布的关系； 2.岩体产状、规模、岩相特点及其与矿化的关系； 3.矿体的类型、形态、产状、规模及其分布； 4.矿石的主要矿物成分及结构构造特点； 5.矿床成因。四、思考题 1．岩浆矿床的共同特征是什么? 2．岩浆成岩作用与岩浆成矿作用有什么联系和区别? 五、分析讨论甘肃金川铜镍硫化物矿床几种不同类型矿体的产出条件及成因

六、实验报告

实验六岩浆热液矿床一、目的要求 1.初步掌握岩浆热液矿床的成矿机理和地质特点。 2.加深对该类矿床成矿多阶段性的理解，并掌握其划分标志。 3.熟悉脉型钨矿床的蚀变与矿化模式（如五层楼模式）。二、实验内容江西大余西华山钨矿床标本：1.中粒黑云母花岗岩（围岩） 2.寒武系浅变质岩、石英砂岩（围岩） 3.石英（脉石矿物） 4.黑钨矿（矿石矿物） 5.辉钼矿（脉石矿物，含矿层） 6.黄铜矿（脉石矿物，含矿层） 7.云英岩化花岗岩（含矿层下部围岩）8.云英岩（含矿层下部围岩）图件：1.《西华山钨矿床地质示意图》、2.《西华山640、644中段某矿脉形态》、《西华山钨矿床围岩蚀变垂直分带与矿物分布关系示意图》三、实习要点 1.本区地层、构造特征； 2.西华山花岗岩体的产状、侵入时代、期次及其与构造的关系； 3.围岩蚀变类型、分带性及其与矿化的关系； 4.矿化富集的部位及其在水平和垂直方向的分带性； 5.矿体形态、产状、分布规律及其与控矿构造的关系。四、思考题 1．热液矿床有哪些共同特点？ 2．热液矿床与岩浆矿床、伟晶岩矿床的主要区别是什么？ 3．研究围岩蚀变有什么意义？ 4．热液矿床有哪些主要矿产？在国民经济中的意义如何？五、分析讨论江西大余西华山钨矿床地质特点及矿化模式。

石灰岩矿床开采技术条件编写范例

石灰岩矿床开采技术条件编写范例第一节水文地质一、区域水文地质矿区位于低山区，最高海拔标高1080m，最低标高620m，相对高差460m，该区年平均降水量在350-500mm，年蒸发量1750mm, 蒸发量远大于降雨量。矿区地处西辽河水系老哈河流域锡泊河支流，矿区内无地表水体分布。锡泊河发源于喀喇沁旗西部，近几年由于干旱成为间歇性季节河流，丰水期最大流速 3.0m/s，流量随枯、丰水期变化而变化，呈北东流向流经矿区西北部约13km处，对矿区无直接影响。（一）、地下水分布特征根据含水层结构等特征，将地下水类型分为；松散岩孔隙水和基岩裂隙水两大类。 1、松散岩类孔隙水：该类地下水主要分布于山间河谷中砂砾松散层、山前裙裾、黄土丘陵区中，含水岩性以第四系砂砾卵石为主，地下水多赋存于上述层位的孔隙中，为孔隙水。山前裙裾及平缓丘陵地区赋水量小，一般单井涌水量小于50m3 /d，水化学类型为HCO3-Ca·Na为主，矿化度小于1g/L。 2、基岩裂隙水：依据含水岩性的赋水条件的差异，分为风化裂隙水和构造裂隙

水。风化裂隙水：风化带网状裂隙水，此类岩石由于长期接受风化剥蚀，因此其裂隙比较发育，一般裂隙宽3～5mm，密集成带，赋水条件比较优越。构造裂隙水：主要分布在基岩节理和裂隙构造断裂破碎带中。断裂规模较小，多为闭合型逆掩断裂，赋水条件差、富水性弱。一般水位埋深10～15m，在矿区的下部河谷中有小的间歇泉，泉流量均小于5m3/d, （二）、地下水补给、径流、排泄条件地下水的补给来源于大气降水的渗透及地下水侧向径流补给，补给期多集中于每年的7～8月份的降水期和每年的4～5月份冰雪融化期。本区属半干旱气候区，历年平均降水量350-500mm，年蒸发量1750mm,湿润度>0.3。基岩裂隙水受气候影响明显。矿区内植被不发育，大气降水多半被地表吸收。地表水不发育。因此基岩裂隙富水性极弱。区域上地下水均以径流方式流向中间冲积沟谷中，再以地下径流的方式向锡泊河排泄。地下水位的变化受气候、地貌及含水层埋藏深度等因素影响。二、矿区水文地质矿区位于低山区，最高海拔标高1080m，最低标高620m，相对高差460m，该区年平均降水量在350-500mm，年蒸发量1750mm, 蒸发

斑岩型矿床精编版

斑岩型矿床公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

第一章斑岩型矿床 1．斑岩矿床和玢岩铁矿的概念、地质特征、矿床特征。斑岩矿床：指在空间上和成因上与中酸性斑状岩浆侵入体有密切的关系、产于侵入体及其内外接触带的矿床，叫斑岩型矿床。地质特征：（1). 矿床产出的地质构造条件：斑岩型矿床绝大多数分布于地槽褶皱区，受区域性深大断裂－构造带控制，常呈带分布。据统计，世界上中－新生代以来的斑岩铜矿，90%以上分布在大陆边缘或地台活化区中。（2）含矿岩体：岩石系列：钙碱性为主；岩性：中性－中酸性－酸性；岩石类型：酸性：二长花岗斑岩为主，次为花岗斑岩；中酸性：花岗闪长斑岩，少量斜长花岗斑岩；中性：石英闪长斑岩，次为闪长玢岩。（3）含矿构造存在断裂、裂隙和角砾岩体；（4）矿体围岩：①围岩的构造：构造发育对成矿有利，但不发育时，阻塞作用亦可成矿。②围岩的岩性：岩性不同，矿化不同，岩石化学性质对成矿具两方面影响。 (5）围岩蚀变: ①出现面型蚀变，范围几百－几千米。②蚀变分布具规律性，呈带分布、主要有五带。 (6）矿体特征: A. 矿体产出部位，有3种：①产于围岩中：沿围岩层间及裂隙充填、交代而成，有时进入围岩的角砾岩中。形态：脉状、板状、似层状。②产于岩体中：岩体全部或大部分矿化，主要产于角砾岩筒－原生裂隙中。形态：等轴状、柱状、脉状等。③既产于岩体内中又产于围岩中：呈带状、环状，最常见。B．矿化的明显分带性：矿物组合（元素）分带：自中心向外：Mt + Py + Cp →、Cp + Py +斑铜矿→、Cp +MoS → Py →、Au、Ag、Pb、Zn 多金属；

沉积型砂金矿床

沉积型砂金矿床我国砂金矿分布较广，储量和产量占有重要位置，据不完全统计，大、中、小型砂金矿632处，其中86％集中分布在黑龙江、吉林、内蒙、河北、湖南、陕西、江西、甘肃青海、新疆、云南、四川、广东、广西等省（区）本类型可分五个亚类。（一）冲积砂金矿床冲积砂金矿为河流营力所形成，包括河床、河各、河漫滩和阶地砂矿。较大型砂金矿有陕西月河、黑龙江桦南、吉林珲春河、青海天朋河等。大型冲积砂金矿连续矿化长达几千米，甚至十几千米，宽几十米至百米，冲积层厚数米至十儿来。含矿层不止一层、单层厚1一2均具有二元结构。自然金赋存于砂砾层的底部，甚至基岩的裂隙中。品位变化大，自然金的形态多种多样，粒级大部分在0．25一2 mm之间。陕西月河砂金矿床实例：该区地处秦岭与巴山之间，为一狭长状断陷盆地。献匕两侧为褶皱山地，中部开阔平坦，月河的河水自西向东流，两侧支流发育，南岸支流短而陡，多为间歇性水流，北岸支流长而缓，为常年性流水。盆地内新构造运动明显，周期性升降运动形成1一4级阶地。共圈定表内矿体五个Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、号矿体位于汉阴阴矿床、Ⅳ、Ⅴ号矿体位于恒口矿床，Ⅳ号矿体规模最大，Ⅴ号矿体规模最小。Ⅳ号矿体位于恒口矿床（图2-18），东起长松岭，西至铁岭关，呈北西西向展布于月河Ⅰ级阶地及河漫滩，在平面上呈长条状，时有膨缩分枝，剖面上近水平层状（图2-19）全长2 4699m，宽54-1207 m,平均593m，厚一般2．6—6. 83m,平均厚4．42m,，品位一般为0．135-0.803g/m3平均品位0．242g/m3.，总储量占矿床70%,品位变化系数为119％，比较均匀；厚度变化系数为42％，属均匀型的。矿层与顶，底板界线一般较清楚。底板的控矿作用明显，个别老基岩板，者裂碱发育时含金1.043g/m3.矿层顶底板在纵横向上均有起伏，一般横向坡降大于纵向坡降；并有小凹槽，对砂金富集十分有利。自然金以圆板状、片状为主，磨蚀程度较高，颜色较深，石英连生体和不规则状金少见。自然金一般粒级0．1— 1 mm,探矿工程最大粒径为5．5mm，恒口后头沟坡积层中群采的最大粒径为16.3mm，重 4.2085g，外形为三角形厚板状。自然金成色为1000。月河砂金矿按自然类型属河漫滩，阶地砂金矿的综合类型。（二）洪积砂金矿床洪积砂金矿是由季节性水流洪水造成的含金堆积物。由于山洪暴发，把山上的含金碎屑连同砂泥一起倾泻于冲沟、峡谷及季节性河流中，形成勺、锥形、扇形砂金矿。这种砂金具有快速搬运、快速沉积特点，砾石与泥砂混杂，分选不良。一般含金较贫且不均匀，有时在壶穴形成富矿窝。洪积砂金与冲积砂金相互过渡，形成洪冲积砂金矿。这类矿床主要分布于北方干早地区及隆起丘陵区边缘地带，代表性矿床有内蒙金盆大沟及胶东诸流河砂金矿等，规模小至中型。（三）岩溶砂金矿床主要分布于我国南方石灰岩发育地区的暗河、溶洞及河床的岩溶漏斗中。沉积堆积物可以是冲积啊或冲洪积物。砂金常富集干低洼部，矿体形态极不规则，随岩溶漏斗或暗河形态而异，可成层状、巢状等。晶位变化大，但一般较富，有时可达数百g/ir"如广西上林镇墟砂金矿，最高品位192g/m3。湖南白竹坪岩溶砂金矿实例：本区属湘中丘隆地区，亚热带湿润多雨季风气候。岩溶地形及流水地形发育。矿区水系在北部近南北向，汇集于白竹坪岩溶洼地中。然后自白竹坪落水洞流入地下，成为地下河，

有色金属矿成矿地质特征分析

有色金属矿成矿地质特征分析摘要：在资源紧缺的形势下寻找矿产资源已成为资源勘查的首要任务，而成矿地质特征与成矿模式研究成为矿床勘查的热点问题，并对勘探隐伏矿床有重要指导意义。有色金属工业是以开发利用矿产资源为主的基础性行业，能否科学合理、有效地探测和开采有色金属，关乎国民经济的持续发展。基于此，研究分析有色金属成矿的地质特征和找矿的前景，以期为相关工作的深入开展提供一定的参考。关键词：有色金属；地质环境状况；成矿特征；找矿前景前言随着社会经济的快速发展，人类需求有色金属的量逐渐增大，但是有色金属又属于不可再生资源，所以在勘探开采中必须坚持科学合理的原则，利用先进的技术方法，采取有效的措施，保证矿产的开产率切实提高，才能满足经济社会发展的需求。目前出露地表和地球浅部易识别的矿床已非常少，而地球深部矿床的找矿难度又非常大，如果没有有效的找矿方法和先进的成矿模式理论及成矿预测理论，寻找新矿床将成为一项无法完成的任务。成矿模式是对同一类矿床的地质、构造、地球物理、地球化学和其它基本特征进行概括，是反映对矿床规律的认识。成矿预测则是在成矿模式的指导下，根据一定的成矿地质理论、成矿地质环境、成矿条件、控矿因素和找矿标志对潜在的矿床做出推断、解释和评价并提出矿床发现的途径，从而对矿床进行定量评价的过程。在当前找矿难度大的形势下，利用先进的地球物理理论和科学方法做指导来建立成矿模式指导找矿工作，不仅能克服以前找矿的盲目性还能提高找矿的科学性和精确性，并取得更好的经济效益。成矿模式的研究和预测利于成矿理论、矿床分类、矿床成因规律的研究发展，使矿床研究方法理论化、系统化，并且对寻找地球深部隐伏的矿产资源有非常重要。鉴于复杂的地质条件，笔者就某地的有色金属成矿，在以往的找矿实践经验和地区地质环境的基础上，深入研究分析区域成矿的特征和矿区分布，以期提供科学的信息和依据，从而促进在新的区域勘察发现新的有色金属矿产资源。 1 有色金属的广义概念有色金属广义的概念是指除黑色金属矿产以外的所有金属矿产，它包括铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、铋、钼、锑、汞等重金属矿产，铝、镁等轻金属矿产，金、银、铂族等贵金属矿产以及稀有金属矿产、稀土金属矿产、分散金属矿产等金属矿产。 2 成矿模式的内容及发展成矿模式是在四维空间内对形成矿床的成矿作用的高度概括，最终用不同的

矿床学基础知识

一、有关矿床的基本概念（一）矿产的种类矿产的分类有多种方式，如按产出状态可分为气体矿产、液体矿产、固体矿产三种；按矿产的性质及其主要工业用途，又可分为金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿产和地下水资源四类。 1、金属矿产是从中可提取金属元素的矿物资源，按工业用途又分为：（1）黑色金属：铁、锰、铬、钒、钛等。（2）有色金属：铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等。（3）轻金属：铝、镁等。（4）贵金属：金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等。（5）放射性金属：铀、钍、镭等。（6）稀有、稀士和分散金属，可分为三类。 ①稀有金属：钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶等。

（4）压电及光学原料：如压电石英、光学石英、冰洲石、和粘土等。（5）工业制造业原料：如石墨、金刚石，云母、石棉、重晶石、刚玉等。（6）化学工业原料：如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石等。（7）冶金辅助原料：如萤石、菱镁矿、耐火粘土等。3、可燃有机矿产是指可为工业或民用提供能源的地下资源。按产出状态可分为三类：（1）固体的可燃有机矿产：如煤、油页岩、地蜡、地沥青等。（2）液体的可燃有机矿产：如石油。（3）气体的可燃有机矿产：如天然气等。 4、地下水资源包括地下饮用水、技术用水、矿泉水、地下热水和卤水

等。（二）同生矿床和后生矿床 1、同生矿床是指矿体与围岩在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的矿床。如由沉积作用形成的沉积矿床，由岩浆结晶分异作用形成的岩浆矿床等。 2、后生矿床指矿体的形成明显晚于围岩的一类矿床。例如某些热液矿床，其矿脉切穿围岩，其形成时间明显晚于围岩。（三）矿体的形状和产状矿体是矿床的主要组成部分，是开采和利用的对象。一个矿体往往是由多个矿体组成，矿体具有一定的形状和产状。 1、矿体的形状按矿体在三度空间长度比例的不同，可将矿体的形状分为三种最基本的类型：

热水喷流沉积矿床

热水喷流沉积矿床热水喷流成矿作用是近代成矿理论研究的重大发展，该类矿床地史上分布广泛、规模大，形成了大量的大型和超大型矿床，具重要的工业价值，热水喷流成矿作用已经成为当前矿床学、地球化学研究的热点课题之一。 20世纪50年代以前，有些学者曾经提出过与热水喷流沉积成矿作用有关的看法，甚至提出过海底喷气-沉积（exhalative sedimentary）成矿的假说，这已经很接近目前流行的海底热水喷流沉积成矿理论了。由于受当时的技术条件和人们对成矿作用认识的限制，虽然引起了一定的反响，但并未得到普遍的认可。随着20世纪60年代初，在红海AtlantisⅡ海渊中发现热卤水和多金属软泥，揭开了现代海底热水活动与金属硫化物沉积成矿研究的序幕，海底热水喷流沉积成矿作用的研究也开始得到普遍重视。随后，Rider（1973）把海底喷气-沉积成矿由假说上升到理论，引起了世界大多数相关学者的共鸣。之后的1976年和1979年，相继在东太平洋Galapagos扩张中心和EPR21°N 的大洋中脊分别发现了低温海底热水喷流活动和正在形成硫化物矿床的黑烟囱——高温洋底热水喷流系统。这些发现使喷流成矿作用的研究达到新的高潮，并依此为基础开始更加深入地研究古老的块状硫化物矿床的形成机制，使喷流成矿理论和块状硫化物成矿作用研究取得了长足的进展。1986年的第七届国际矿床成因会议的召开是一个重要的标志，当时M.J.Russell 正式将这类矿床称为SEDEX (sedimentary exhalative deposit)型矿床。我国学者对这类矿床的研究也非常重视。涂光炽等（1988）为喷流沉积矿床给出了详细的定义：“热水沉积矿床（即喷流沉积矿床）是指在水温70~350℃或更高的热水介质（海水、湖水、热泉水等）中形成的，主体以沉积方式形成于水-岩石界面之上水体中之层状、似层状矿体，但也包括此界面之下可能存在的以充填和交代形成的筒状、锥状或面型热液含矿蚀变体，两者可共生或分别出现”。韩发等（1989a，1989b，1990）在研究广西大厂锡矿时首次提出了该矿床为热水喷流成因。徐克勤等（1996）强调指出，自20世纪60年代联合国“深海钻探计划”以来的深海考察，在大洋扩张脊附近海底发现了黑烟囱、白烟囱和热泉喷涌，并有生物、微生物活动及硫化物堆积等现代海底喷流成矿作用，这些发现极大地推动了海底热水喷流沉积成矿理论的发展。陈毓川（1997）指出在原来的3个矿床系列组合之外（沉积、变质和岩浆成矿系列组合），还存在第四个成矿系列组合，即地壳含矿热水成矿系列组合。海底考察和研究表明，现代洋底高温喷流成矿作用具有两套成矿系统，即喷口以下的热水补给系统和喷口以上的喷流沉积系统。补给系统在海底以下的通道中形成网脉状矿化和强烈蚀变，矿化明显晚于周围的围岩，属后生成矿作用；而喷流沉积系统则在海底以上形成层状、似层状或透镜状矿体，与其围岩近于同时形成，属于典型的同生成矿作用。显示出热水喷流矿床与其他类型矿床的重要区别。由此可知，热水喷流沉积成矿作用泛指不同成因的（含矿）热水在喷溢出海底的过程中，在喷流口以下的热液通道中通过充填、交代作用，在喷流口以上的海底则通过与冷海水之间的相互作用，使热水中所携带的物质组分分别在热液通道和海底沉淀下来而富集成矿的过程。这种作用使热水中的矿质富集并形成的矿床，称之为“喷流沉积矿床（Exhalative sedimentary deposit）”。以往，对这类矿床的称谓还不统一，不同的学者曾冠以“喷气矿床”、“喷流矿床”、“喷流沉积矿床”、“喷流热水沉积矿床”、“热水沉积矿床”和“块状硫化物矿床”等名称，为统一起见，本书将这类矿床统一定名为“热水喷流沉积矿床”，简称“热水喷流矿床”。一般热水喷流矿床具有以下几个方面的特征：（1）矿床伴有典型的喷流岩（exhalite，热水沉积岩），以此区别于其他类型矿床。这

常见典型矿床特征及成因背景

VMS矿床特征及成因 ①定义：指存在于海相火山岩系中，通过海底热液喷流作用形成的，主要由块状黄铁矿和贱金属的硫化物组成的矿床。 ②地质背景：分布范围很广，不同的VMS型矿床有着不同的有利构造位置。 ③成矿时间：时控性也比较明显，其成矿主要时代为太古宙、元古宙、古生代、中新生代。 ④容矿岩石：不同类型的海相火山岩中均可以产出VMS型矿床，如富钠镁铁质和长英质岩石的双峰式火山岩组合或称细碧角斑岩系列产出含铜、铅、锌的和含铜的矿床；正常钙碱性系列火山岩系列中产铅、锌、铜的矿床;镁铁质火山岩的蛇绿岩中产的铜矿床。 ⑤形态与产状：似层状、透镜状。 ⑥围岩蚀变：VMS型矿床围岩蚀变发育，尤其是下盘绿泥-绿帘石化、绢云母化、黄铁矿化较显著。 ⑦主要矿物：矿物组合较简单，黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿、黄铜矿和少量的毒砂，偶尔可见金、银。 ⑧矿床规模：一般规模较小，品味较低。 ⑨矿物组构：块状、密集条带状 ⑩成矿温度：温度较低，50-140℃。 SEDEX矿床特征及成因 ①定义：通过海底热液喷流作用形成的，主要呈整合的层状赋存于正常的沉积岩系中的，已发育条带状和纹层状的富硫化物矿石为特征的一类矿床。 ②地质背景：多产于大西洋被动大陆边缘或克拉通内部裂陷盆地边缘。 ③成矿时间：具有较强的时控性，成矿年代集中在元古代及古生代早期、中期。 ④容矿岩石：含矿岩系多为海相的、远洋或半远洋深水静水环境还原条件下沉积的黑色页岩、细碎屑岩、碳酸盐岩。 ⑤形态与产状：常具有“上层下脉”的结构特点，具体形状取决于距热液通道口的远近和海底地形，以层状、似层状为主。 ⑥围岩蚀变：围岩具有不同程度的蚀变，不对称蚀变。主要为硅化、硅铁碳酸盐化。 ⑦主要矿物：矿物组合较简单，主要为金属硫化物。黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和少量黄铜矿。 ⑧矿物组构：不同位置具有不同的组构特征。主要为条带状构造。 ⑨矿床规模：一般规模巨大,品味较高。 ⑩成矿温度：140-280℃。 MVT铅锌矿床特征及成因 ①定义：指产于碳酸盐中的，受地层层位控制并具有显著的后生特征的，以铅锌为主要矿物的一类矿床，因密西西比河流域汇水盆地发育该类型矿床而得名 ②地质背景：一般形成于稳定的克拉通边缘或浅水碳酸盐岩台地中，构造环境常是大型盆地的边缘或盆地间的隆起带的边部。控矿构造主要为张性断裂带及破碎带 ③成矿时间：古生代晚期、中生代晚期 ④容矿岩石：矿床的形成于演讲活动无明显的成因关系，主要受一定的层位控制，产于生物礁岩溶溶洞、岩溶角砾岩、不整合面及断裂带中，含矿主要为碳酸盐岩，少量为硅质岩、泥岩粉砂岩 ⑤形态与产状：矿体取决于溶洞、中间破碎带等空间形态，主要形态为层状、桶状、透镜状不规则状等。 ⑥围岩蚀变：典型的后生矿床，围岩蚀变较弱，白云石化、硅化 ⑦主要矿物：矿物是硫化物在溶洞、晶洞、角砾碎屑间充填而成，物质成分简单，主要为闪

全国重要矿产和区域成矿规律研究进展综述_王登红

第８　８卷　第１　２期２　０　１　４年１　２月地　质　学　报ＡＣＴＡ　ＧＥＯＬＯＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．８８　Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．　２　０　１　４注：本文为中国地质大调查“我国重要矿产和区域成矿规律研究”项目（编号１２１２０１０６３３９０３）和“中国矿产地质与区域成矿规律综合研究（中国矿产地质志）”项目（编号１２１２０１１２２０３６９）、“中国分矿种（组）矿产地质总结研究”项目（编号１２１２０１１４０３９６０１）、“中国区域成矿规律研究与总结”项目（编号１２１２０１１４０３９７０１）等联合资助的成果。收稿日期：２０１４－０８－３０；改回日期：２０１４－１１－２１；责任编辑：周健。作者简介：王登红，男，１９６７年生。研究员，博士生导师，现主要从事成矿规律和矿产资源潜力评价方面的研究工作。通讯地址：１０００３７，北京市百万庄路２６号；电话：０１０－６８９９９０４８；Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｄｅｎｇｈｏｎｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。全国重要矿产和区域成矿规律研究进展综述王登红１），徐志刚１），盛继福１），朱明玉２），徐珏１），袁忠信１），白鸽１），屈文俊３），李华芹４），陈郑辉１），王成辉１），黄凡１），张长青１），王永磊１），应立娟１），李厚民１），高兰１），孙涛１），付勇１），李建康１），武广１），唐菊兴１），丰成友２），赵正１），张大权５）１）中国地质科学院矿产资源研究所，北京，１０００３７；　２）中国地质科学院，北京，１０００３７；３）国家地质实验测试中心，北京，１０００３７；　４）中国地质调查局武汉地调中心，武汉，４３０２０５；５）中国地质调查局，北京，１０００３７内容提要：对重要矿产开展全国性的资源潜力评价，是国情调查的重要组成部分，而开展重要矿产和区域成矿规律的研究，又是矿产资源潜力评价的基础性工作。自２００６～２０１３年的８年间，通过对４００多个典型矿床的野外调查，开展了典型矿床和区域成矿规律的全面研究，编制了成矿规律研究的技术要求，组织了全国性的技术培训，指导了大区和省级项目成矿规律研究工作，完成了大区和省级项目典型矿床和成矿规律研究成果的验收、汇总和综合，编制了全国单矿种（组）成矿规律相关专题图件，建立了相应的数据库，提出了一系列新认识、新技术和新方法，包括同位素定年的方法和成矿规律编图方法，为矿产资源潜力评价奠定了扎实了理论基础，有效地指导了潜力评价和地质找矿工作，培养了人才，锻炼了队伍，取得了良好的经济效益，显著地提升了我国成矿学的研究水平。关键词：矿种成矿规律；区域成矿规律，潜力评价；成矿预测；研究进展作为“ 全国重要矿产资源潜力评价”计划项目中的重要组成部分，“全国重要矿产和区域成矿规律研究”工作项目旨在根据现有资料、系统总结全国重要矿种、成矿区带的成矿规律，并以此指导矿产资源潜力评价和矿产勘查。项目的总体目标任务为：通过开展全国典型矿床和区域成矿规律研究，编制成矿规律研究技术要求，开展技术培训；指导大区和省级项目成矿规律研究工作；负责大区和省级项目典型矿床、成矿规律成果的验收、汇总和综合；编制和完成全国矿种（组）成矿规律相关专题图件及其数据库建设；组织开展全国典型矿床野外调查。自２００６～２０１３年，以中国地质科学院矿产资源研究所为首的研究集体野外调查矿产地共４５３处，采集各类样品数千件，新测定同位素年龄数据４００多个，编制了１６个矿种的１∶５００万全国性图件４类６４种，建设分矿种的数据库１６个，汇总数据库１个，发表论文１６８篇，已出版专著８部、全国性成矿规律图１套，取得了一系列研究进展。１　研究方法方面的新进展成矿规律的研究是一项主观能动性很强的工作，由于研究人员对客观事物的认识千差万别，采取什么样的方法至关重要（王登红，２０１１）。以往没有一套规范性的技术要求来表达对成矿规律的认识，尤其是如何编制成矿规律图，学者们认识各异，编出的图件也各不相同，影响到对成矿规律的认识和表达。在项目实施之初，项目负责人就认识到编制统一技术规范的重要性，组织相关人员编制了全国统一的技术要求（陈毓川等，２０１０ａ），有效地推动和促进了重要矿产和区域成矿规律的研究。例如，为编好省级的、大区的和全国的单矿种成矿规律图和综合矿种成矿规律图，项目有关人员研读并吸取了国内外的一些成矿（规律）图和“国标ＧＢ９５８－９９”之长处，设计出了一套新的图例（图１、２、３）。该套图例

矿体开采技术条件介绍

宝山矿西部2号砂岩矿体采矿技术研究摘要：介绍了宝山矿西部2号砂岩难采矿体采矿所取得的成功经验，这些实践经验可为类似条件的矿山所借鉴。关键词：上向分层采矿井下废石破碎高压泵输送废石胶结充填我矿西部现已开拓到－150m中段，其开采深度为622米。从近几年探明的资料要采到-800m，同时砂岩矿体占60%。砂岩矿体的特点：品位高，厚度、倾角变化大，矿体和下盘围岩中等稳固，上盘围岩极不稳固。我矿以前使用空场法采矿嗣后废石充填，曾经在多个采场试验均未采矿成功。主要是上盘冒顶片帮造成矿石无法采出。针对这种难采矿体，我矿与湖南有色冶金劳动保护研究院经过几年的国内外考察学习和现场试验，现已取得了一些实践经验，为我矿进入深井开采奠定了良好的技术基础。 1 西部2号砂岩矿体地质概况宝山矿西部50中段以下2号砂岩矿体为铅锌矿，品位高，工业价值大。2号矿岩矿体赋存于宝山矿西部宝岭北倒转向斜的次级小背斜中，成矿区域主要在西部10中段以下的161线与165线之间，F21与F0-1断层间向斜的测水组地层的一次级背斜的翼部，矿体在-30m的标高以上，为北倒南倾，东西走向，倾角60°，-30m标高以下扭转为南北走向，东倒西倾，且-40m标高以下矿体倾角变缓，倾角约40°。该矿体上延伸到-5m标高，下延伸到-70m标高以下。F21断层位于宝岭北倒转向斜北翼，走向65°—75°，倾向北西，倾角60°—70°，是2号砂岩矿体的控矿断层。F0-1位于西部矿区中段，为成矿前压扭性

逆断层，断层走向约100°，倾向北东，倾角35°—50°，断层西端呈小角度与F21相交，是2号砂岩矿体的导矿、容矿断层。 2 2号砂岩矿体开采技术条件西部矿床按成因属热液型矿床。根据-30m—-50m（腰中段）、-70m 中段坑道揭露的2号矿体情况及2号矿体地质剖面图分析，该范围矿体产状、厚度变化较大，矿体形态复杂；-70m—-50m（腰中段）中段矿体呈倾斜产状，角度为35°—45°，厚度4—10m，平均为6—7m；-50m（腰中段）—-30m中段倾角为45°—90°，矿体厚度为1—8m，矿体在0m标高尖灭。2号矿体走向长约100m，此矿段为铅锌银富集带，铅+锌品位约20%左右，有很好的开采价值。 2号砂岩矿体上、下盘围岩主要为测水组碳质灰岩、碳质页岩、泥质砂岩、石英砂岩。其中上盘围岩为碳质灰岩、碳质页岩，稳固性很差，坚固性系数为4-6，即使是较完整的岩样，抗拉、抗剪强度也较低，巷道掘进常有冒顶、片帮及塌落事件发生。下盘围岩为白云石灰岩、石英砂岩，稳固程度为中等。矿石中等稳固。矿区水文地质条件简单，同时西部上部中段已开采完毕，空区连续性不强，且空区基本上予以废石充填。

表生风化矿床、沉积矿床

第七章表生环境中的风化-沉积矿床第一节风化(壳)矿床和原生矿床的表生变化一、概述地壳最表层的岩石或矿石，在大气、水、生物等营力长时期的作用下，遭受破坏并引起矿物成分和化学成分变化，即发生风化作用。风化作用的结果，使岩石或矿石被分解为3种主要组分：①溶解在地表水体等溶液中的物质；②原岩中化学性质较稳定的矿物；③形成新矿物。这3种主要组分，即风化产物，可以在原地或附近富集形成风化壳，也可被水介质等地表营力搬运较远距离而发生沉积作用。风化（壳）矿床指地表在风化作用下形成的，质和量都能满足工业要求的有用矿物堆积的地质体。换言之，由风化壳中的风化产物所形成的矿床称为风化矿床。按风化作用的性质不同，一般可将风化矿床分为机械风化矿床和化学风化矿床。机械风化矿床包括残积及坡积矿床，是裸露于地表的岩石或矿石主要遭受物理风化作用，形成单矿物和含矿岩石的碎屑物，其中可溶物质和较轻的物质被地表水、地下水或风力带走，而大量较重的难溶物质、岩块或矿块则残留下来，当其中有用物质的含量和规模达到工业利用价值时，便成为残积矿床。当那些残积的有用物质由于剥蚀作用和重力作用沿山麓斜坡向下移动并在山坡上积聚起来时，便形成坡积矿床。在多数情况下，残积矿床和坡积矿床之间逐渐过渡，因此，又可统称为残坡积砂矿床。这类矿床的组分主要是原岩分解后留下来的化学性质稳定的有用矿物和岩石碎屑，多呈棱角状，无分选或分选很差；矿石呈松散状，无明显层理，且品位多较高。主要的残积和坡积矿床有砂金、砂锡、铌钽砂、金刚石砂、独居石砂、钛铁矿砂矿床等，工业价值较高，其中残积铌钽砂矿床是目前铌、钽的重要来源。此外，残积、坡积砂矿床还是寻找原生矿床的有用标志。化学风化矿床包括残余矿床和淋积矿床。出露地表的岩石和矿床经受化学风化作用或生物风化作用后，易溶组分被地表水或地下水带走，难溶组分在原地彼此相互作用，或者单独地从溶液中沉淀出来，形成一些表生难溶的矿物残留在原地表部，其中有用组分达到工业要求时，即为残余矿床；如果风化壳中某些易溶物质被带到风化壳下部的潜水面附近沉淀下来，或通过地下水与岩石或矿石的相互作用形成的矿床称为淋积矿床。残余矿床主要有残余型粘土（高岭土、蒙脱土）矿床、残余型（红土型）铝土矿床、残余型（红土型）铁矿床、残余型锰矿床、残余型稀土矿床和红土型金矿床等；淋积型镍矿床和淋积型铀矿床等具有重要意义。残余型和淋积型风化矿床具有重要的工业意义。例如，随着红土型镍矿床的发现和利用，镍金属储量迅速增长了4倍多。目前，这类巨型的风化镍矿床占全部镍储量的50%以上。再如，红土型铁矿不但规模大，矿石品位高，埋藏浅，而且矿床中还

斑岩型矿床：分类、分布、动力学背景和侵入体

Porphyry Deposits –Characteristics 斑岩矿床的特征 Large tonnage and low grade bulk mineable deposits 大吨位低品位适于规模开采 Large volumes of hydrothermal alteration 大规模的热液蚀变 Stockwork and breccia-hosted ore 网脉状和角砾状矿石 Related to porphyritic intrusions 与斑状侵入体相关 Supergene enrichment 表生富集 E27 Cu-Au porphyry, NSW

Cu Mo (*10) Au (*10,000) 钙碱性碱性高K 钙碱性岩浆中SiO2增加 ?早期形成的矿脉和蚀变矿物组合中磁铁矿含量递增 ?侵位深度的递减陆缘弧环境根据金属含量的分类 Modified from Kesler (1973) and Thompson (1994)

Modified from Blevin, 2003 Magma Chemistry 岩浆化学 Cu -Au Sn ±W Mo W W -Mo Cu -Mo Sn Increasing Fractionation 结晶分异作用增强 Increasing Oxidation 氧化性增加 Rb/Sr Fe 2O 3 /FeO 101 100 10-1 10-1 10-2 10-3 102 101 100 103 Metal endowment of intrusion-related deposits controlled by the magma’s: ?oxidation state ?compositional evolution ? silica content Anhydrite phenocryst with apatite inclusions, North Parkes, NSW 与侵入岩有关矿床中金属总量受岩浆以下条件的控制?氧化态?成分演化?SiO 2含量