热水沉积矿床研究

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’ ( 喷气 火 山 成 因 类+ % a 7 L / 6* H L %原始型’ > ( * 多 金 属 型 ’ 即 黑 矿 型 " * ( * H 6 a 7 L Z C L / 6 H L H 6 & > 即塞 浦 路 斯 型 " * / 6" H 6( ’ 含铜黄铁矿型 ’ (铜 锌 黄铁矿型 ’ 即别子型 " ( ! / 6 L a 7 L H 6 ’ ( 喷气 沉 积 成 因 类 + 即 ! % 以 碎 屑 岩 为 围 岩" 沙利文型 " Z C L a 7* 7 L Z C! & 以碳酸盐为围岩 a ’ 根据容矿岩系及成矿环 +. G. 3 ; 7 5 8 , = % X S "( > 境将矿床分为 R 大类 + ’ ( 产于火山岩为主环境的矿床 ! % ( 产于沉积岩为主环境的矿床 ! ’ ! ’ ( R 产于火山 沉积环境中的矿床 !
第! "卷 第#期 ! $ $ #年 % !月
地球科学与环境学报
’ 6 = 7 ; ( ’ D2 ; = 8 93 4 , 7 , 5; 7 <2 7 B 4 = ’ 7 E , 7 8! !\
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热水沉积矿床研究的现状与趋势
王 ! 涛，刘淑文，隗合明，薛春纪
矿床分为两大类 " 又按大地构 造环 境 和 矿 石 组 分 的 不同分出 " 个亚类 + ( 与火 山 岩 有 关 的 海 底 喷 气 沉 积 矿 床 + ’ % %与 蛇绿岩套有关的含 / 6" a 7" / ’硫 化 物 矿 床* &与拉 斑基性火山岩 系 有 关 的 含 / 6 硫 化 物 矿 床* ’与拉 斑 钙碱性分异火山 岩 系 有 关 的 / 6" Z C" a 7硫化物 矿床 * C" a 7" / 6硫化 ( 与双模式火山岩 系 有 关 的 Z 物矿床 ! ’ ( 与沉 积 岩 有 关 的 海 底 喷 气 沉 积 矿 床 + ! %与 黑色碎屑岩系有关的 Z C" a 7 重晶石硫化物矿床 * & 与碳酸盐岩系有关的 Z C" a 7 硫化物矿床 ! 5. C! 矿质来源和水的性质 至于成矿物 质 的 来 源 " 一 般 认 为" 成矿的金属 主要来自矿体以下沉积柱岩 石或 基 底 岩 石 的 淋 滤 ! 对现代海洋热水流体的同 位素 研 究 表 明 " 大洋热水 流体主要是 海 水 下 渗 与 玄 武 岩 在 高 温 下 发 生 水 岩
#% 炽$ 认为 & 热水沉水沉积成矿 ! 5. 5! 矿床分类 对于热水沉积矿床类型 的 划 分 " 目前的分类方 法主要有 R 种 +
$% 根据容矿围岩的不同把 N 6 8 9 4 7 5 ’ 7S ’ % X S R( 矿床分成以下两大类 +
水# 热泉等 " 水温在S 形成的矿 $ f "R I $ f 或更高 ( 床" 矿床主体以沉积方式形 成于水 岩 界 面 之 上 的 水 体中 " 但也包括在此界面之下可 能 存 在 的 以 交 代 和 充填方式形 成 的 筒 状 # 锥 状 或 面 型 含 矿 蚀 变 体" 而 这可共生 或 分 别 出 现 ) " 陈先沛 ’ 认为热水 % X X $( 沉积是 & 壳内释热造成的热水溶液在 地 表 或 近 地 表
现代热液 活 动 的 资 料 % 结 合 对 热 水 沉 积 矿 床 地 质 特征以及对现代海洋热液成矿 作 用 考 察 和 认 识 " 人 们更新了对热液成矿作用 过程的 认 识 " 提出了热水
第 # 期 !!!!!!!!!!!!!!! 王 ! 涛 " 等+ 热水沉积矿床研究的现状与趋势
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沉积成矿理论 ! 热水沉积成 矿 是 在 一 种 特 殊 的 热 水 沉 积 环 境 当中 " 地壳中的物质以流体 的形式 通 过 构 造 作 用 到 达地表发生沉积为主的并伴 有 结 晶 # 沸 腾# 重 结 晶# 角砾化作 用 的 成 矿 作 用 ! 它 的 主 要 产 物 包 括 硫 化 物# 碳酸盐 # 硫酸盐 # 硅酸 盐 # 氯 化 物# 氧 化 物!涂 光
底层水金属含量研究得知 " 底 层水 金 属 含 量 高 于 表 层水 %"! 底 层 岩 石 间 隙 水 高 出 表 面 层 !"I $ 倍" 个数量级 " 也证明了洋底水岩 作用 是 热 水 成 矿 物 质 的来源 !
$ % % $ ’ ( 曾归 纳 有 " 种 水 为 热 水 来 源+ @9 4 8 , % X S # 大气降水 # 海水 # 原生水 # 变 质 水# 岩 浆 水 和 初 生 水!
( !) ! # 报道 " 热水沉积型 ! 铅锌矿床储 量 % X X # 3 2 + 2 K# 和产量占铅 锌 矿 总 储 量 和 产 量 的 % * ! 左 右% 热 水
沉积形成的 3 2 + 2 K 型铅锌矿仅澳大利亚的资源量
P 就达 %. " 中国的秦岭泥盆纪热水沉积巨型 !d% $ 8
铅锌 矿 带 已 探 明 的 储 量 数 千 万 吨% 受 ! $世纪S $ 年代后在多 处 洋 底 直 接 观 察 热 液 成 矿 作 用 及 推 论 的启发 " 人们对热水沉积形成的矿床有了新的认识 % 因此 " 研究热水沉积形成的矿床对沉积学 $ 成矿理论 以及超大型矿床的研究具有十分重要的意义 %
到! 斯考 特 ! # 等已收集到% $ $ $年" 3 ’ 8 8 I $处海底
收稿日期 ) $ $ R L % ! L $ R !( !! 基金项目 ) 中国地质 !( !教育 部 优 秀 青 年 教 师 资 助 计 划 项 目’ 调查局综合研究项目 ! # ! $ $ R % $ ! $ $ $ # $ 万方数据
X% 作用的结 果 ! 单 连 芳 等 $ ’ 对东太平洋海盆 % X X %(
!! 关于热水沉积矿床的一般认识
5. B! 热水沉积成矿构造背景 热水沉积矿床在时间上 主 要 形 成 于 元 古 代 # 晚 古生代和现代 " 而古生代又集 中 于 泥 盆 纪 ! 矿 床 在 空间上主要分布于世界上 I 个地 区 + %东澳大利亚 北部地区 * 南 &北 美 西 部* ’ 西 北 欧* ( 非 洲 南 部+ 非和津巴布韦 * ) 中国北方 ! 矿床形成的 构 造 环 境 " 一 般 认 为" 地质历史中 的热水沉积成矿作用主要 发生在 拉 张 的 构 造 环 境 ! 具体构造背 景 则 为 受 裂 谷 控 制 的 克 拉 通 内 部 及 其 边缘沉降盆地或拉张的裂 谷 # 地堑 和 大 陆 边 缘 或 拗
! 长安大学 地球科学与国土资源学院 " 陕西 西安 S # % $ $ I #
［摘要］ 它是地球内部物质和能量释放到 近 地 表 至 地 表 所 发 生 ! 热水沉积是一种非常重要的地质作用 " 的以沉积为主 " 包括复杂的结晶 $ 交代 $ 充填等作用 及 其 形 成 物 的 总 称 % 热 水 沉 积 矿 床 在 时 间 上 主 要 形 成于元古代 $ 晚古生代和现代 " 而古生代又集中于泥盆纪 % 成矿金属主要来自矿体以下沉积柱岩石或 基 底岩石的淋滤 % 热水沉积成矿流体的水主要来自于 海 水 和 大 气 降 水 " 成矿模式主要是盆地压实卤水模 式和海底热液对流模式 % 目前热水沉积矿床研究存 在 这 样 一 些 问 题 & 热水沉积成矿作用在地球上是否 具普遍性 " 热水沉积成矿作用中的物质来源 " 整个热 水 沉 积 成 矿 作 用 的 驱 动 力 是 什 么 " 成矿流体的来源 和如何运移等 " 这些问题至今还没有得到令人信服的解释 % 因此 " 今后的研究趋势是加强对热水沉积 矿 床的地质环境和深部背景 $ 对成矿流体地球物理化学界面 $ 对热水沉积盆地尤其是热水沉积盆地中热 水 沉积矿床岩相的研究以及利用先进的计算机技术进行建模研究 % ［关键词］ 成矿作用 ’ 研究趋势 ’ 水热矿床 ! 热水沉积 ’ ［中图分类号］ ［文献标识码］ ［文章编号］ ! # " % %. ! !! " S ! L " I " % ! $ $ # $ # L $ $ $ " L $ I !Z !H! !% ［作者简介］ " 男" 山东威海人 " 硕士研究生 " 研究方向为金属矿床学 % % X " P‘ # ! 王涛 !
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& % 沉积于异常地热背景控 制下的海 底 热 泉 活 动 造 成的温热卤化水体中 * 矿( 物质来自盆地巨 &成岩’ 厚沉积柱及基底一定深处 ’ 不排除海 底 热 液 活 动 期 间歇期水成沉积的掺合 ( * 包括在海底 ’ 沉积 作 用 ’ 热液上升通道中的结晶 # 到达海底 对 先 期 沉 积 物 的 同生蚀变和沉积 R 种作用 ( 主要受控 于 海 底 同 生 断 裂带上的热水活动 ! ) 由此可见 " 热水沉积是一种中 低温 地 球 化 学 作 用 " 热液的温度很少超过R I $ f" 主要是在地 球 水 圈 内 或 者 水 圈 沟 通 构 成 循 环 系 统 异常水体 的 成 矿 作 用 ! 热 水 成 矿 作 用 可 以 发 生 在 地表形成喷流沉积矿床 " 可以 发生 在 地 下 形 成 热 液 渗透或爆破充填矿床 " 也可以形成交代矿床 !
而 这 几 乎 包 括 了 地 球 所 有 水 来 源 的 种 类" 过于宽 泛" 不利于对热水沉积成矿作 用中 水 来 源 的 判 定 和