区域地质矿产中矿床类型的确定及其主要依据

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1、区域地质矿产调查中矿床类型的确定及其主要依据一、区域地质矿产调查工作中矿产研究工作的特点二、区域地质矿产调查工作中矿床类型的确定及其主要依据三、铜、钼、铅锌、银矿床主要类型及其基本地质特征综述四、现代矿床成因理论研究进展及其对矿床类型划分的影响 1.造山型金矿床2.热水喷流沉积矿床一、区域地质矿产调查工作中矿产研究工作的特点区调工作中的矿产研究与已知矿床研究存在明显的不同,主要表现为: 已知矿床研究是对已发现或已开采矿床,通过矿区地层、构造、岩浆岩及其与矿体时、空关系研究,查明主要控矿因素、分析和总结矿床成因成矿机制及成矿规律,建立成矿模式,进而为矿区及外围或条件相似地区找矿工作提供参考和依据

2、,所以它是一类高度综合性及专门性的研究工作。区调工作中的矿产研究:往往是在新区、矿产研究工作程度低、已知成形矿床较少或没有的地区开展的基础性矿产地质研究工作;多以1/50万、1/100万或1/20万区调成果为基础,以查明区域地层、构造、岩浆岩时空分布特征、可能存在矿产类型、分布、规模及潜在工业价值为目的公益性矿产地质研究工作;矿产研究以已知矿化线索检查、追索,或通过地质、遥感解译、配合物化探工作发现异常、检查评价异常并进一步研究评价其成矿及找矿潜力的工作;矿产成因理论等方面综合性研究程度要求不高;以提供进一步有成矿远景和找矿潜力的地段为主要目的,为下一步找矿勘查工作提供战略选区。需要对所发现矿

3、产地的进一步找矿工作前景作出相对客观的肯定或否定回答。二、区调工作中矿床类型的确定及其主要依据1.确定矿床类型的重要性开展不同比例尺的区域地质矿产调查工作是找矿勘查工作不可缺少的重要环节和先行步骤。通过小中大比例尺系统区调工作,发现有进一步工作价值的成矿远景区,以便指导进一步矿产勘查工作是找矿勘查工作所遵循的重要原则。这里,对区调工作中发现的矿床类型进行分析和确定具有十分重要的意义:矿床类型往往在一定程度上反映着矿床的可能规模;矿床的规模与矿床类型有一定的关系:金:世界上较大规模的金矿床主要有兰德式砾岩型金矿床,太古代绿岩带型金矿床,卡林型金矿床,浅成低温热液金矿床等几个类型;我们国内规模较大

4、的金矿床类型有:绿岩带型,斑岩型,类卡林型等;铜:世界范围内规模较大的主要为斑岩型,岩浆铜-镍硫化物型,喷流沉积块状硫化物型;我们国内主要有斑岩型,矽卡岩型等;铅-锌:世界范围内规模较大的铅-锌矿床主要有沉积型层状铅-锌矿床,喷流沉积块状硫化物型等;国内则有沉积型层状铅-锌矿床,喷流沉积块状硫化物型,沉-热液叠生型(层控型矿床),部分的热液脉状矿床等;矿床类型决定着矿床勘查方法选择及具体的工程布置;现今的找矿勘查工作,都十分强调综合方法的运用。但在找矿勘查过程中究竟使用什样的方法和技术手段,需要结合矿床类型加以确定;而具体探矿工程的布置则更与矿床类型有直接关系。矿床类型决定着找矿工作的方向;不

5、同类型矿床形成条件、控矿因素不同,矿体形态、产出空间部位、展布规律不同,因此,找矿方向存在差异;同时,考虑到经常存在不同类型矿床共生发育的事实,一类矿床的发育经常可以作为同地区寻找它类矿床的依据。2.矿床类型确定的主要依据 区调工作中由于矿产综合性研究程度相对较低,对所发现矿(化)点及物化探异常等的揭露及工程控制程度较为有限,故我们很难较清楚的了解矿化的全貌特征。在这种情况下,要正确确定其矿床类型有时相对较为困难。因此,区调工作中,对所发现的矿化体,在确定其矿床类型时,应注意遵循如下一些基本原则: 不同类型的矿床常常形成于不同的区域地质构造背景环境,认真分析填图区(或勘查区)大的地质构造背景环

6、境,有助于帮助分析和确定勘查区可能出现的矿床的类型。图1 不同类型金矿大地构造分布模型矿床是各种地质作用的产物,“相似的地质环境发育相似类型的矿床”。从世界范围看,一些与成矿作用有关的重要地质事件其影响范围往往是区域性的,甚至是全球性的,因此在世界或区域性范围内形成了大小规模不同的成矿省、成矿带及矿化集中区,其内往往以发育一种或少数几种矿床类型为主。因此,根据所发现矿(化)点所属成矿区带内发育的矿床类型特点,可以帮助分析确定其可能的矿床类型; 图2 黑矿型矿床、低硫与高硫型浅成低温热液金矿床不同类型矿床形成地质条件不同,具体控矿因素不同,所形成矿体形态产状、矿石组成、结构构造及围岩蚀变特征各异

7、。因此,通过对所发现矿(化)点自身地质及矿化特征研究,包括所处区地层、构造、岩浆岩、矿化体(带)产状、矿石组成、结构构造、围岩蚀变特征等的分析,可以初步判断其可能所属的矿床类型; 根据所发现矿(化)点地质矿化特征,与所属成矿区带及其它地质条件相似地区已知矿床特征进行进行对比分析,可以帮助我们判断其所属矿床类型。 在确定矿床类型时,应充分考虑到矿床类型的共生性(成矿或矿床系列的问题),因此,一种矿床类型附近可能存在其它矿床类型。三、铜矿床主要类型及其地质特征国内外比较重要的铜矿床主要可以划分为岩浆型铜-镍硫化物矿床、接触交代(矽卡岩型)铜矿床、斑岩型铜矿床、火山岩型(喷流沉积)铜矿床、沉积型层状

8、铜矿床及热液脉状铜矿床等六大类,各类铜矿床主要地质特征如下:1.岩浆型铜镍硫化物矿床这类矿床常以镍、铜共生矿化为主,是金属镍的主要来源,也是铜的重要来源之一,同时还常伴生有铂族金属、钴、金、银、硫、硒、碲等有用组分。我国比较著名的此类型矿床有甘肃金川、吉林红旗岭、四川力马河等。地质特征:大地构造位置通常产于地台边缘或地台内部构造活动带(如深大断裂带);矿化与基性超基性杂岩体有密切的时空及成因关系;含矿岩体及其内矿化常沿深大断裂带状展布;主要含矿岩石有纯橄岩、橄榄岩、辉橄岩和辉石岩;含矿岩体规模一般不大(13Km2),故常有“小岩体成大矿”之说;含矿岩体产状常呈陡倾斜的脉状和缓倾斜的盆状等类型;

9、矿体主要产于杂岩体的底部,呈层状或似层状,并和一定的岩相相伴,常见的含矿岩相为辉石橄榄岩;图3 甘肃白家咀子铜镍硫化物矿床一矿区10线地质剖面示意图矿体底部与围岩界限清楚,上部与围岩渐变过渡;围岩蚀变作用较弱;矿石组成主要有磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿,次要的有方黄铜矿、黑铜矿、含镍黄铜矿等;矿石呈浸染状及块状构造;矿床属岩浆熔离分异成因。2.接触交代型(矽卡岩型)铜矿床矽卡岩型铜矿床在我国分布较为广泛,其储量在铜的总储量中占第二位,富矿中占第一位,一般具有品位高(一般含铜11.5%,个别达4%)、伴生有用组分多(铁、金、银、钴、铋、钼、铅、锌、硫、硒)等特点。在国内,矽卡岩型铜矿床主要沿六个矿

10、带分布:燕辽铁-铜-钼成矿带;长江中下游铁-铜成矿带;祁连东秦岭铁-铜-钼成矿带;中朝准地台内北东向铁-铜成矿带;南岭钨锡多金属成矿带;吉黑铁-铜-钼多金属成矿带;地质特征: 大地构造位置通常产于不同构造单元边缘褶皱构造带;矿床主要产于岩浆侵入体与碳酸盐类地层接触带及其部位;侵入体类型:辉石闪长岩花岗闪长岩石英闪长岩花岗岩,其中以石英闪长岩、花岗闪长岩等中酸性岩为主;岩体成分与矿化类型有一定的专属性:一般随岩体酸性程度增高,矿化类型由铜铁铜铜钼铜铅锌铜锡变化;侵入相的深浅与矿化类型也有一定关系:产铜、锡、钨矿床岩体多为中深相,产铜钼和铜铅锌矿床岩体多为超浅成的斑岩相;围岩:主要为碳酸盐岩,少数

11、为钙质火山岩;与成矿有关侵入体形成时代自海西到燕山期,以燕山期最为重要;围岩时代以震旦纪、寒武纪、石炭三叠纪最为重要;其中,华北陆台以上元古和古生界地层为主;长江中下游则主要为石炭三叠系;华南多为古生界;与铜矿化有关的岩层常有较多的白云岩、白云质灰岩;围岩蚀变以矽卡岩化为主,矽卡岩分为钙矽卡岩及镁矽卡岩两类,后者主要产于中酸性侵入岩与白云岩的接触带,它们空间上均呈一定的蚀变分带现象:钙质矽卡岩:透辉石化岩浆岩透辉石矽卡岩石榴石矽卡岩(硅灰石矽卡岩)大理岩; 镁质矽卡岩:透辉石化岩浆岩方柱石矽卡岩透辉石矽卡岩粒硅镁石矽卡岩蛇纹石化白云质大理岩大理岩;铜及多金属化的形成时间通常滞后于矽卡岩化,且多

12、数叠加于矽卡岩的外带。矿化一般经历五个成矿演化阶段:早期矽卡岩化氧化物(磁铁矿等)晚期矽卡岩化硫化物碳酸岩; 矽卡岩形成温度一般为500-350,成矿温度一般400-200;矽卡岩矿床矿体可以直接产于接触带内,也可以产于岩体内及围岩中。矿体形态一般呈囊状、透镜状、似层状和脉状等;矿石矿物组成主要有黄铜矿和斑铜矿,主要伴生矿物有磁铁矿和黄铁矿,次要矿物有磁黄铁矿、辉钼矿、方铅矿及闪锌矿等;图4 产在侵入岩体内矽卡岩中的铜矿体图5 产在接触带矽卡岩中的矿体图6产在碳酸盐岩层间的矽卡岩中的铜矿体矽卡岩型矿化空间上常与斑岩型矿床相伴发育,构成斑岩矽卡岩型矿床成矿系列。矿床成因属岩浆热液交代成因。 3.

13、斑岩型铜矿床 斑岩铜矿又称为细脉浸染型铜矿,其探明储量占世界铜储量的一半以上,我国铜矿探明储量的1/4来源于斑岩铜矿,因此,是铜矿床中最重要的类型。 斑岩铜矿具有一系列较独特的特征:规模大、品位低(一般0.40.8%)、伴生有用元素多,埋藏浅(适合露天开采)等。地质特征:大地构造位置多产于活动大陆边缘及岛弧区; 成矿岩体主要为中酸性钙碱性侵入体,侵入体规模一般较小(1几Km2),呈岩株、岩瘤或岩枝状等形态;岩石类型主要有石英闪长斑岩,二长斑岩,石英二长斑岩,花岗闪长斑岩等;铜矿体主要产于斑岩体内,或沿接触带两侧的岩体及围岩中,少数矿床矿体产于围岩中;矿体与围岩界限不清,主要靠品位圈定,因此,矿

14、体形态比较复杂,主要基本形态有柱状、筒状、似层状及带状等;图7 朱砂红、铜厂、富家坞矿床矿体形态图矿石矿物组成较为复杂,最广泛发育的为黄铁矿,其次为黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、黝铜矿、砷黝铜矿等,伴生矿物有方铅矿、闪锌矿及金、银、铋的矿物等;不同金属元素分布呈现分带规律;矿石发育典型的细脉浸染状构造;围岩蚀变十分发育,并呈现出带状分布规律:钾化带:发育于矿化岩体的中心部位,由次生正长石和黑云母组成;似千枚岩化带:由石英、绢云母、少量绿泥石,有时有叶腊石和硫酸盐矿物等组成,此带含大量浸染状黄铁矿,常是矿化最富集的蚀变带;泥(岩)化带:由高岭石等粘土矿物组成,黄铁矿化普遍,但少于似千枚岩

15、化带;青盘岩化带:主要为绿泥石,伴生有方解石、绿帘石和黄铁矿,含铜低,但铅、锌和金、银等伴生元素含量较高;斑岩铜矿常与其它类型,如矽卡岩型铜矿;若斑岩体侵位于硅酸盐类或泥质岩石中,则与脉状铜矿和脉状铅、锌矿床伴生。4.火山岩型铜矿床(喷流沉积铜矿床)泛指赋存于海相和陆相火山岩系内的铜矿床,但最主要的是与海底火山作用有关,且含有大量黄铁矿和一定数量铜、铅、锌的块状硫化物矿床。有时这类矿床以铅锌为主,伴生有铜;有时以黄铁矿和黄铜矿为主,因此又称为黄铁矿型铜矿床。我国祁连山绵延二百多公里的火山岩系中已发现十多个此类矿床,另外三江地区近年来也发现较多的块状硫化物矿床。图8 与斑岩侵入体有关的铜矿床“多

16、位一体”成矿模式地质特征:大地构造位置多处于洋中脊、大陆裂谷或大洋板块俯冲消亡带及褶皱造山带等构造部位;矿床形成与裂陷带发育早期阶段火山活动有关,赋矿围岩为一套富钾、钠,且分异演化良好的火山杂岩:下部为以玄武岩为主的厚层熔岩流,具枕状及多孔特点;中部为以安山岩为主的熔岩、熔结角砾岩和凝灰岩;上部主要为英安岩、流纹岩及其碎屑岩;容矿火山岩系多遭受绿片岩相变质作用;矿体多整合产出于火山杂岩上部酸性火山岩及碎屑岩相中;按矿石组成及围岩特点,可分为三个亚类:锌-铜型矿床:矿物组成以黄铁矿、闪锌矿及黄铜矿为主,围岩由玄武岩 图9 太古代诺兰达型块状硫化物矿床产状剖面示意图图10 铅锌铜型块状硫化物矿床形

17、成环境示意图流纹岩,因富纳而成为细碧角斑岩和石英角斑岩;黄铁矿-多金属矿床:矿石成分以铅、锌为主,含一定量的铜,围岩为中性到酸性火山岩,夹复理石建造(日本 黑矿);黄铁矿型铜矿床:矿石组成以黄铁矿、黄铜矿为主,一般不含铅,但可含有锌,且含金较高;赋矿围岩以玄武质枕状熔岩为主;矿化存在着明显的空间分带现象矿床围岩蚀变作用较强,蚀变类型多样。最常见的蚀变为绢云母化、硅化、绿泥石化和泥化。一般情况下,围岩蚀变存在者空间分带现象,表现为自矿体向围岩:硅化硅化、绢云母化绢云母、绿泥石化青盘岩化;矿石组成较复杂多样,常见硫化物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿,其次有磁黄铁矿、方铅矿、斑铜矿、黝铜矿和磁铁矿等,有时

18、见辉钼矿、镍黄铁矿、硫钴矿、自然金、碲金矿、碲银矿等;矿床成因属海底热水喷流沉积成因。5.沉积型层状铜矿床指与岩浆及火山活动无关,而由正常沉积作用形成的铜矿床。国外这类铜矿床占铜矿总储量的28%,国内该类矿床相对较少,主要分布于中条山、云南等地。地质特征:构造位置多处于隆起区边缘凹陷或褶皱带的山间凹陷内,形成于浅海相环境;隆起区长期剥蚀或海底火山喷发,源源不断的提供成矿物质;凹陷盆地提供了矿质聚集和保存条件;赋矿岩层往往由多种岩石类型构成,常见的有砂岩、泥岩、白云岩等。铜矿产出具一定的层位性,一个地区常发育多层矿化;矿体呈层状,与围岩整合产出;矿石成分较为简单,主要有黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉

19、铜矿等,有时含自然铜、铜蓝,部分矿床铅、锌、金、铂、铀、银等伴生元素可综合利用;矿石主要呈浸染状,金属矿物均匀散布于含矿地层中;矿石发育特征的条纹状构造;矿区围岩热液蚀变不甚发育;一般认为矿床属沉积成因,局部受变质作用的改造。图11 波兰前苏台德单斜层地质略图图12 东川式铜矿矿体产出的层位及产状示意图6.热液脉型铜矿床热液脉型铜矿床分布较为广泛,但规模一般较小。它们产于多种地质构造环境、赋矿岩石类型多样,成因多样,但矿体主要以脉状形式产出。地质特征:已知的该类矿床多产于火山断陷盆地构造环境,如我国宁芜火山盆地;矿体主要产于中酸性侵入体附近硅铝质岩石或火山岩之中;其产出及空间展布严格受断裂构造

20、的控制;矿化类型以石英脉型为主;矿体形态一般呈较规则的板状,沿走向、倾向具膨大狭缩现象;矿石矿物组成较为简单,主要金属矿物为黄铜矿,次为硫砷铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿等,常伴生有黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂等;脉石矿物为石英;围岩蚀变一般有硅化、白云母化、钠长石化、绢云母化、绿泥石化、高龄石化及蒙脱石化等;常与铅、锌、银或金矿化共生而形成铜-铅-锌或金-铜矿脉(如台湾的金瓜石矿床,江苏的铜井矿床等;矿床常与斑岩型铜矿(含角砾岩筒型铜矿)、或脉状铅锌矿床空间上相伴生。如美国宾厄姆斑岩铜矿就是通过开采脉状铅锌矿及脉状铜矿而发现的一个超大型斑岩铜矿;美国的Butte 矿床

21、最早是世界有名的脉状铜矿床,后来发现矿脉之间发育浸染及细脉浸染状矿化,从而成为一个巨大的斑岩型铜矿床。图13 铜井金铜矿区地质图图14 铜井铜矿铜坑山工区-20米中段平面图我国黑龙江东宁县金厂金-铜矿床存在四种类型矿化伴生发的特点。图2-1 金厂矿区地质简图(据贾国志,2005)1第四系;2第三系;3印支期闪长岩;4印支期文象花岗岩;5印支期花岗岩;6燕山期花岗斑岩脉;7燕山期闪长玢岩脉;8下侏罗统地层;9断层;10地质界线;11矿脉及编号;12角砾岩型矿体及编号四、铅-锌矿床主要类型及其地质特征国内外重要铅锌矿床主要可以划分为热液脉状铅锌矿床、矽卡岩型铅锌矿床、火山岩型铅锌矿床、沉积型层状铅

22、锌矿床及沉积-热液叠生型铅锌矿床等五大类,各类型铅锌矿床地质特征如下:1.热液脉状铅锌矿床该类矿床在我国分布较为广泛,其储量占我国铅锌总储量的1/4以上,矿床规模多以中-小型为主,少量可以达到大型超大型规模。地质特征:产出的地质构造背景环境:褶皱构造带及火山断陷盆地内中酸性侵入岩发育地区;赋矿围岩可以为花岗岩、变质岩及古生界或元古界沉积地层;矿体呈脉状或网脉状形式产出,其产状、分布受断裂构造控制;矿石组成比较简单,金属矿物以方铅矿、闪锌矿为主,伴生有黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿等;脉石矿物主要有石英、萤石、方解石和重晶石等;根据矿物共生组合,矿石可分为铅-锌、铅-锌-钨-锡、铅-锌-金-银、铅-锌-

23、铜等几种主要类型;该类矿床矿石品位一般较高,铅一般可达820%;锌可达1225%;伴生银可达几十数百g/t,因此该类矿床也是银的重要来源之一;围岩蚀变:硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化、萤石化、黄玉化等;典型矿例:湖南桃林,江西银山等。 图15 江西银山铅锌矿床地质示意图图 16 江西银山铅锌矿床地质剖面示意图2.矽卡岩型铅锌矿床 这类矿床分布较为广泛,储量占我国铅锌总储量的11%左右,在世界范围内,该类型矿床储量占铅锌总储量的6%左右;故其规模多以中小型为主,少量可达大型。地质特征:矿床主要中酸性小侵入体与碳酸岩类岩石接触带或邻近围岩中;侵入体岩性以黑云母二长花岗岩、花岗斑岩、二长斑岩及花

24、岗闪长岩等类型为主;岩体规模一般不大,多为12Km2,个别可达10Km2;围岩地层以不纯的灰岩、大理岩等为主;矽卡岩化为该类矿床的标志性特征;铅锌矿化产于矽卡岩体内或围岩中,少数赋存于岩体内;矿体形态成脉状、透镜状或似层状,规模相差悬殊;矿石成分比较复杂,金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿,经常伴生有辉银矿、砷黝铜矿,偶见白钨矿、辉钼矿等;矿石品位一般较高,铅+锌可达820%;围岩蚀变除矽卡岩化外,还常发育硅化、绿泥石化及碳酸岩化等;典型矿例:湖南水口山。图17 水口山铅锌矿区地质略图3.火山岩型铅锌矿床(热水沉积块状硫化物型) 火山岩型铅锌矿床依其产出环境可分为两个亚类,即:产于海

25、相火山岩系中的铅锌矿床及产于陆相火山岩系中的铅锌矿床,其中以前者最为重要,后者数量较少,且规模一般相对较小。现仅对前者作一简要介绍:海相火山岩型铅锌矿床地质特征:大地构造位置多处于洋中脊、大陆裂谷带及洋壳俯冲消减带等构造部位;矿床主要产于海底火山活动中心附近的熔岩丘附近; 赋矿围岩主要为一套分异较良好的富钾、钠火山杂岩:下部为以玄武岩为主的厚层熔岩流,具枕状及多孔特点;中部为以安山岩为主的熔岩、熔结角砾岩和凝灰岩;上部主要为英安岩、流纹岩及其碎屑岩;容矿火山岩系多遭受绿片岩相变质作用;矿体多整合产出于火山杂岩上部酸性火山岩及碎屑岩相中;矿物组成以黄铁矿、闪锌矿及黄铜矿为主,围岩由玄武岩流纹岩,

26、因富纳而成为细碧角斑岩和石英角斑岩;矿化常常存在着明显的空间分带现象;矿床围岩蚀变作用较强,蚀变类型多样。最常见的蚀变为绢云母化、硅化、绿泥石化和泥化。一般情况下,围岩蚀变存在者空间分带现象,表现为自矿体向围岩:硅化硅化、绢云母化绢云母、绿泥石化青盘岩化;矿石组成较复杂多样,常见硫化物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿,其次有磁黄铁矿、方铅矿、斑铜矿、黝铜矿和磁铁矿等,有时见辉钼矿、镍黄铁矿、硫钴矿、自然金、碲金矿、碲银矿等;矿床成因属海底热水喷流沉积成因。 4.沉积型层状铅锌矿床这类矿床是世界铅、锌的重要来源,也是我国铅锌矿床的主要类型之一。根据沉积作用类别及其含矿岩系的特征,可进一步分为三个亚类:碳

27、酸盐类岩层中的层状铅锌矿床;泥岩细碎屑岩系中的层状铅锌矿床及砂岩砾岩中的层状铅锌矿床。碳酸盐类岩层中的层状铅锌矿床:这类矿床以产于美国密西西比河谷地区的最为典型,因此又称为密西西比式铅锌矿床,其主要地质特征表现为:大地构造位置多分布于地台区或冒地槽区;矿体产出具有一定的层位性,构造作用简单,矿区或更大范围内无侵入体;含矿岩系和具体赋矿岩层多数为白云岩,有时夹有泥岩或细碎屑岩夹层,单纯的石灰岩很少含矿;矿体呈层状与围岩整合产出,矿化多呈浸染状分散于碳酸盐层中,厚度可达数十米;个别矿层附近因受后期改造,可发育次要的脉状矿体;矿石成分比较简单,主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,有时有少量的黄铜矿,一般不

28、含金,银含量也较低; 矿石常发育较为典型的浸染状、胶状、草莓状、结核状结构构造,并由此组成矿层特征的薄层状、纹层状、条带状构造;矿石铅品位一般为2.95%、锌品位一般为312%;矿床围岩蚀变作用较弱,有时可见白云石化、硅化及重晶石化等;一般认为该类矿床形成以海相沉积作用为主,并不同程度的遭受后期改与叠加成矿作用。典型矿例:云南东川;贵州松桃;甘肃厂坝等(?)。图18 厂坝-李家沟铅锌矿床典型地质物化探综合剖面图泥岩碎屑岩系中的层状铅锌矿床:又称为砂页岩型铅锌矿床,其主要地质特征表现为:该类矿床一般多产于长期剥蚀的隆起区边缘坳陷带和褶皱区的山间盆地;含矿岩石主要有砂岩、粉砂岩、沥青质页岩,有时也

29、有泥灰岩、白云岩等;部分矿区含矿地层中含有少量的凝灰岩夹层;矿体产出有一定的层位性,其形态呈似层状或透镜体状断续却又稳定地沿一定层位延伸;局部可见次要的分枝脉状矿体;矿石矿物组成主要方铅矿、闪锌矿和黄铁矿,有时可含较多的黄铜矿,甚至能圈出独立的铜矿体;脉石矿物主要为方解石、石英和重晶石;矿石呈浸染状构造,部分发育致密块状构造,铅品位一般为1.55%、锌品位一般1.54%、铜最高可达2%;矿床围岩蚀变不发育,在碳酸盐岩可见有硅化作用;矿床成因一般认为属同沉积成因,围岩成岩作用中使铅锌得到进一步富集;典型矿例:河北高板河(?)、甘肃厂坝(?)等。砂砾岩中的层状铅锌矿床:可分为陆相砂砾岩型铅锌矿床与

30、海相砂砾岩型铅锌矿床两种。陆相砂砾岩型铅锌矿床常与红层伴生,它们多产于中新生代断陷盆地中的河流相、三角洲相沉积地层中,含矿岩系除砾岩、砂岩及长石砂岩外,有时还有陆相的泥岩;有时含矿岩系中见有石膏及天青石夹层;典型矿例:云南金顶铅-锌矿床;海相砂砾岩型铅锌矿床主要产于滨海相或海陆交互相的砂砾岩中,矿体主要分布于海浸岩系的底部不整合面上或与之相距图19 云南金顶铅锌矿区地质示意图图20 云南金顶矿区P14地质剖面示意图不远;主要含矿岩性类型有石英砂岩及由石英砂粒胶结的砾岩,其下多为遭长期风化的花岗岩类几地基底。典型矿例:广西保安铅矿。5.沉积热液叠生型矿床该类矿床是我国铅锌矿床的重要类型,一般多产

31、于碳酸盐类地层分布区。赋矿地层主要为一套泥岩、泥灰岩、页岩、白云岩,同巨厚的单一碳酸盐层相比,泥灰岩、页岩互层的中厚层灰岩、白云岩及薄层或条带状灰岩更易于成矿;矿化沿一定层位发育,一个地区常常有几个含矿层位;矿区附近有时并无岩体出露,但热液交代蚀变现象明显,常见蚀变类型有硅化和白云石化等;矿体分层状及脉状两类,在矿化较富部位,常见层间脉、层上脉及交叉脉型矿体叠加发育于层状矿体之上;矿石矿物组成较为简单,以方铅矿、闪锌矿及黄铁矿等为主;矿床成因:先期沉积形成层状、似层状铅锌矿化;后期热液作用或使矿质重新转移聚集,或再次叠加矿化使之变富。因此,此类矿床兼具沉积成矿和热液成矿双重特征。 典型矿例:辽

32、宁青城子;广东凡口等。图21 凡口铅锌矿床-203线剖面图六、银矿床主要类型及其地质特征目前,世界上的银主要来自于有色金属矿床(如铅锌矿、铜矿等),而独立的银矿床为数较少,也不占银储量的主导,所以,银矿的分类及其地质特征研究相对其它矿种而言较为薄弱。我们这里初步把主要银矿床划分为四类:热液脉状银矿床;斑岩型银(铅 -锌)矿床、沉积变质型银矿床及碳酸盐地层中的似层状银矿床。1.热液脉状银矿床泛指各种热液成因、但以脉状形式产出的银矿床。地质特征:大地构造位置多发育于不同构造单元交接部位、褶皱带和火山断陷地之中;矿床产出空间上与中酸性侵入体、次火山岩有密切关系;赋矿围岩类型多样,可以是岩浆侵入体、各

33、类变质岩、及中酸性火山岩地层等;矿体产出受断裂构造控制,主要矿体多分布于岩体内及其近旁围岩中发育的断裂构造带内;矿体形态呈脉状、透镜体状;矿化类型可以是石英脉型,也可能是蚀变岩型;矿石矿物组成复杂,主要金属矿物金银矿、螺状硫银矿、辉银矿、砷红银矿、银黝铜矿,伴生有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等;脉石矿物石英、绢云母、萤石、重晶石及钾长石等;矿床围岩蚀变与围岩类型有关:产于岩体及变质地层中的矿床,其热液蚀变以硅化及绢云母化等为主;而发育于火山岩中的矿床,则以青盘岩化、硅化等类型蚀变为主;矿床成因:一般认为属岩浆或次火山热液成因。典型矿例:广西庞金硐银(金)矿;浙江大岭口银(铅锌)矿。图22 庞西硐银矿

34、地质图图23 浙江天台大岭口银铅锌矿床剖面图2.斑岩型银矿床地质特征:大地构造位置多处于不同构造单元交接部位及火山断陷盆地范围;矿床形成与浅成超浅成中酸性侵入斑岩体密切相关;岩体类型主要有花岗斑岩、二长斑岩、花岗闪长斑岩等;围岩以变质岩、中酸性火山岩等为主; 矿体主要产于斑岩体与围岩接触带附近,部分产于岩体内及围岩地层中;矿体形态呈似层状、透镜体状;矿石矿物组成主要有辉银矿、自然银等,伴生有闪锌矿、方铅矿、黄铜矿及黄铁矿等;脉石矿物主要有绢云母、绿泥石、菱铁矿等;矿石呈典型的浸染状、细脉浸染状构造;近矿围岩蚀变有绿泥石化、黄铁矿化、绢云母化,矿体外围发育碳酸岩化等;矿床成因:次火山热液银矿床。

35、典型矿例;江西冷水坑银矿床图24 江西冷水坑铅锌矿床地质略图图25 江西冷水坑铅锌矿区第36勘探线剖面图3.沉积变质银矿床主要指产于中深变质岩系中,受变质地层控制,并与变质作用有成因联系的一类银矿床。地质特征:大地构造位置多分布于褶皱造山带;赋矿地层变质程度较深,达角闪岩相,岩性以片岩、片麻岩、斜长角闪岩等;其原岩包含沉积岩及火山岩;矿体顺层展布,初始的沉积成矿作用大体控制了矿体的分布与形态;层状矿体之间发育一定的网脉状矿化,表明变质过程中动力变质及变质热液使原生矿化组分产生了进一步活化和重新聚集;矿化形式有:沿岩石片理、裂隙分布的石英细脉、网脉和石英-方解石脉;沿变余微层理分布的细微粒状含金

36、银硫化物;变粒岩或硅化岩石中的斑点状、团块状或浸染状矿化;片岩裂隙内石英晶洞和晶族中的树枝状自然银;矿石矿物组成主要有自然银、金银矿、辉银矿、硫铜银矿、深红银矿、淡红银矿、银黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等;围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化等;矿床成因:沉积+变质热液改造;典型矿例:河南破山银矿。图26 河南桐柏破山银矿区地质略图4.碳酸盐地层中的似层状银矿床矿例:辽宁高家堡子大型独立银矿床七、钼矿床主要类型及其地质特征目前,已知有工业价值的钼矿床主要分为四类:斑岩型、矽卡岩型、石英脉型及沉积型钼、铀、钒、镍矿床;斑岩型钼矿床具有全球意义,矽卡岩型钼矿床在我国十分重要,石英脉型

37、钼矿床规模一般不大,但分布较广,沉积型钼矿适合开发利用的较少。1.斑岩型钼矿床斑岩型钼矿床是钼的重要矿床类型,在西方国家,斑岩型钼矿占钼储量的90%以上;在我国,斑岩型钼矿床也是最主要的矿床类型。地质特征:大地构造位置主要分布于板块俯冲消亡带、不同构造单元交接部位;矿床产出多与中新生代火山侵入活动有关;控制矿体产出的岩体主要为小的岩株状、岩筒状中酸性浅成超浅成侵入体;侵入体岩石类型多为钙碱性的花岗斑岩、石英斑岩、花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩等;岩石化学成分以高硅、富钾为特征,SiO2含量在7077%,K2O+Na2O大于8%,而且K2ONa2O;钼矿化赋存于斑岩体内外接触带的蚀变围岩中,垂向上矿

38、化发育于岩体顶部和上部;平面上矿化发育于岩体内部和外部接触带;图27 美国克莱梅克斯钼矿床地质略图矿体形态呈似层状、柱状、筒状及带状等;围绕含矿岩体发育特征的热液蚀变及空间分带现象,由岩体内部向外依次是钾化带石英绢云母化带泥化带青盘岩化带;矿体主要产于钾化带和石英绢云母化带范围;图28 豫西某地斑岩型钼矿床围岩蚀变剖面略图矿石矿物组成主要有辉钼矿、黄铁矿,次为黄铜矿及少量的磁铁矿、方铅矿、闪锌矿;矿石发育网脉、细脉及细脉浸染状构造;品位一般较低,Mo含量一般在0.3%以下;斑岩钼矿区还常发育有爆破角砾岩筒型矿化,以钼为主或钼钨、钼铜共生,形成伴生矿体。典型矿例:陕西金堆城、吉林大黑山、河南小寺

39、沟等。2.矽卡岩型钼矿床在前苏联及我国境内最为发育,矿床一般能达到大型规模;地质特征:大地构造位置多分布于褶皱造山带、不同构造单元交接部位;矿床的形成与分布主要与花岗岩类杂岩体有关,特别是岩浆活动晚期形成的小型侵入体对形成此类矿床最为有利;成矿岩体类型有黑云母花岗闪长岩、二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩等;矿体产在岩体与碳酸盐类地层接触带部位,也可产在接触带之外的碳酸盐地层中,形成层状矽卡岩型矿体;有利形成矽卡岩型钼矿的碳酸盐地层主要为不纯的灰岩、或灰岩与页岩互层岩性;辉钼矿呈浸染状和细脉状交代矽卡岩或充填在矽卡岩裂隙中,矿化时间明显晚于矽卡岩;组成矽卡岩的矿物成分主 要为石榴石,次

40、为透辉石、符山石等; 矿石矿物组成以辉钼矿为主,常有白钨矿伴生,其次有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等;矿石中常含钨,品位一般钼0.10.3%;WO30.31%;矽卡岩型钼矿常与斑岩型钼矿共生发育,有时甚至与同一岩体有关;如围岩中存在砂岩类地层,其内可形成脉状钼矿体。典型矿例:河南南泥湖、辽西杨家杖子等。图29 杨家杖子钼矿床地质略图图30 南泥湖-三道庄钼钨矿床横剖面的矿体形态略图3.石英脉型钼矿床地质特征:大地构造位置多分布于褶皱构造带多产于花岗岩类侵入体分布区;围岩类型多样,主要有浅变质的砂岩、板岩、千枚岩及少量的碳酸盐类地层;矿化多发育于岩体及围岩构造裂隙发育部位,矿脉常成群产出;按其

41、规模,矿脉可分为大脉型及复脉型;矿脉一般具有一定的垂向分带性,表现为自上而下由大脉细薄脉带细脉带;有时也有相反的分带性;矿石矿物组成较为复杂,主要矿物有辉钼矿、黑钨矿、白钨矿、辉铋矿、锡石、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等;脉石矿物除石英、长石、云母外,还常发育有黄玉、电气石、绿柱石等;按主要矿物组合,矿石可分为钨-钼-铋型、钨-钼-硫化物型、钼-黄铁矿型、锡-钨-钼型,这些矿物组合都发育于长石石英矿脉中;矿石构造以致密块状、梳状为主,辉钼矿在矿脉中主要呈浸染状、或薄膜状、鳞片状产于石英脉内裂隙中;沿矿脉多发育线型蚀变,主要蚀变类型有云英岩化、绢云母化、硅化、电气石化等;典型矿例:浙

42、江石平川、江西大龙山等。八、现代矿床成因理论研究进展及其对矿床类型划分的影响1.造山型金矿床造山带型金矿床的概念系由澳大利亚D.J.Groves等人于二十世纪90年代率先提出,其目的是想使用统一术语,来描述一组产于各时代变质岩中,构造位置及成因上与陆-陆、洋-陆碰撞、增生造山作用有直接关系且具相似矿化特征的石英-碳酸盐型脉状金矿床。它包括我们所熟知的太古代绿岩带型脉状金矿床、浊积岩型金矿床等。造山型金矿床具有如下一些基本特征:赋矿围岩不同时代的变质地体,变质程度从低绿片岩相-麻粒岩相,主要为绿片岩相,原岩为玄武岩、长英质-铁质火山-侵入岩及正常沉积岩;在一些由沉积碎屑岩变成的杂砂岩、片岩等地层

43、中,则产有一些时代较新的此类型金矿床。矿化特征以石英为主的脉系,硫化物含量3-5%,碳酸盐5-15%;钠长石、绢云母、绿泥石、白钨矿、电气石少量;Au:Ag为101,Au品位:5-30g/t;变沉积岩容矿的矿石中常见毒砂;变火山岩容矿的矿石中多为黄铁矿、磁黄铁矿;微量元素As、B、Bi、Hg、Sb、Te、W富,Cu、Pb、Zn仅略高于背景值。热液蚀变碳酸化、黄铁矿、磁黄铁矿(毒砂)化;碱交代以绢云母化为主,钠长石、黑云母、钾长石化次之,以铁为主的蚀变以绿泥石化为主,产出较深情况下可见角闪石、辉石化,但碳酸盐矿物较少,蚀变过程中带入成分为CO2、S、K、H2O、SiO2、Na等;成矿流体低盐度、

44、近中性、H2O-CO2-CH4流体,CO2含量5mol%,太古代绿岩带金矿床流体18O为5-8per ml;而显生宙同类矿床成矿流体18O为2per ml;控矿构造大型(超壳)挤压构造的二、三级派生构造,具韧-脆性变形特征,从韧剪带脆性断裂网状裂隙、角砾岩带及褶皱倾伏带、片理化域;成矿构造背景板块增生造山带(洋-陆)及陆-陆碰撞造山带均是该类矿床形成的有利空间位置,矿床形成与造山作用有直接关系。洋壳的俯冲重熔岩浆作用在这类矿床形成中具有重要意义。成矿的地壳深部环境及与它类金矿关系 该类矿床可产于地壳一定深度的连续范围内,从控矿构造具有的韧性变形、脆性变形及Fe硫化物-碳酸盐-绢云母-钠长石蚀变

45、组合看,成矿环境为T:30050;P:1-3kbar,近年研究此条件已拓宽为T:180-700;P:1-5kbar;表明矿床垂向分布范围20km,不同深度范围矿化特征略有差异,总体构成一连续陆壳成矿系列模式。成因模式2.热水喷流沉积矿床热水喷流沉积成矿作用及其所形成的矿床是近年来矿床学研究领域所取得的重要进展,也是当前矿床学研究的热点课题之一。这一概念的提出主要基于对当代热卤水及海底热液成矿现象的观察与研究结果。图31 21N东太平洋中脊热液排放场素描图喷流沉积矿床定义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。显示出热水喷流

46、矿床与其他类型矿床的重要区别。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;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。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)”。矿床特征:(1)矿床

47、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。这些岩石主要是硅质岩、条带状含电气石岩或电气石岩、条带状含长石岩或富长石岩、透辉岩与透闪岩(或双透岩)、重晶石或石膏层等。(2)矿床具有层控及时控特征。在某一地区内矿体往往赋存于一定层位;(3)这类矿床的矿体往往呈层状、似层状或透镜状产于地层中,且矿体一般随地层褶皱而褶皱。部分矿床具典型的“双层”构造,上部为层状矿体,下部为细脉状、筒状含矿蚀变体。(4)矿体和矿石具有微层理甚至微细沉积韵律,常具有顺层条带状、顺层揉皱等构造以及显微球粒状、同心环带、生物和鲕状等结构,反映了同生沉积的特征。此外,矿石中常广泛发育胶黄铁矿。(

48、5)具有与现代海底热水喷流成矿作用相似的两套成矿系统。Hutchison(1988)认为热水通道周围有明显的蚀变,层状矿的下盘也具有蚀变,而上盘一般不具有蚀变现象,并称之为不对称蚀变作用(底蚀构造)。Large(1992)的研究指出上盘也有微弱的蚀变现象。芮宗瑶(1989)指出,在火山岩容矿的热水喷流沉积矿床(VMS)中,喷流通道常见明显的绿泥石化、硅化,有时还能见到钠长石化以及铁镁碳酸盐化。在喷口以上的层状矿体的下盘可见到明显的黄铁绢英岩化;在沉积岩容矿的喷流热水沉积矿床(Sedex)中,喷流通道中常见的蚀变是硅化,有时也还有电气石化、钠长石化,在沉积的层状矿的下盘仅见到白云石化、电英岩化和

49、绿泥石化。现代热水喷流成矿作用例证:目前世界范围内,已发现许多正在形成金属硫化物的热水体系(图7-1)。这类现代热水体系包括2种: 红海和美国Salton海的热卤水; 洋底热水喷流体系。(一)红海热卤水成矿1964年在红海发现高温热卤水与Atlantis海渊多金属软泥,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。红海热水系统是一个与裂谷作用有关的、受岩浆热驱动的热水对流体系,高密度热卤水覆盖在尚未固结的含金属软泥上,是现今已知的通过同生作用使硫化物堆积,且局部达到工业品位的最著名的实例。红海中目前至少已发现13个热卤水池,最大、热流体活动最强的当属最早发现的Atlantis海渊,这里

50、5立方公里、盐度大约为26%的热卤水,其中溶解了大量的各类金属组分。 Atlantis海渊中的含金属沉积物平均20m厚,在大约50平方公里的范围内,形成了微细(大多数颗粒小于2m)、薄层的氧化物、硅酸盐、硫化物、硫酸盐和碳酸盐组成的多金属软泥,其中的孔隙流体含量可达95%。 据大多数学者的研究, Atlantis海渊中的富硫化物沉积物在许多方面与火山块状硫化物矿床相似,这些相似性包括与火山活动的关系、形成的构造背景、磁黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿之间的分带性、金属的含量、沉积组构以及流体的大多数特点等。(二) Salton海热卤水成矿同样与裂谷作用有关的Salton海的热水对流体系,被认为是沉积岩中

51、古老的块状硫化物矿床的最好的现代实例。Salton海位于美国加利福尼亚南部,热卤水温度最高可达360,具高盐度的特点,可达25%30%。估计热卤水的体积为11.6 km3,水深达3 km。据White(1981)的研究,其中含Zn5106t,Pb9105t,As1.2105t,Cu6104t,Cd2104t,和Ag1104t。沉淀在卤水排泄口附近的富硫化物硅质沉积物中,经分析含有多种硫化物,且Cu和Ag的含量极高,分别可达20%和8%。Salton海中流体系统的氢、氧同位素显示,这里的热卤水以大气水为主。(三)、现代洋底热水喷流成矿作用现代洋底喷流成矿作用的发现和研究明显晚于红海热卤水成矿作用

52、的研究。1976年,在东太平洋赤道附近的Galapagos扩张中心,在以Fe蒙脱石和Mn氧化物组成的隆起上,发现了密度较低、温度13的热水喷流口。但更壮观的是1979年在东太平洋洋隆21N的地方,发现了贱金属和贵金属硫化物-硫酸盐组成的“黑烟囱”。目前,已经在不同的构造环境中发现了100个以上的地方,有的温度高达405,它们主要分布在太平洋,在大西洋、印度洋和地中海也有少量分布(Rona and Scott,1993)。较大的喷流作用已经形成了直径超过几百米、高数十米的热液构造,它们在延伸数公里的喷流区内分布。(1)现代洋底喷流作用特征 喷流作用的构造背景及类型全球范围内,正在形成多金属硫化物

53、和富Fe、Mn沉积物的最壮观的现代洋底喷流作用发生在大洋扩张中心的洋中脊,还有少量的喷流系统发生在中等到快速扩张的弧后盆地以及海山上。热水喷流的类型主要有两种,一是高温的集中喷流形式;二是低温的渗流作用。高温的集中喷流形式以黑烟囱为代表,形成各类硫化物的沉积;低温的渗流作用则可能形成了广泛分布的硫酸盐、铁的氧化物-硅酸盐-锰的氧化物,以及可能的含钴的锰氧化物结壳。低温渗流作用虽然温度较低,但由于发育广泛,估计这种流体活动占洋壳总对流热流的90%,且把大量的物质从洋壳带到海底。 热水流体的化学性质研究热水流体的性质对分析喷流作用、了解成矿机理具有重要意义。目前通过在典型的黑烟囱的中部取流体样,并

54、通过对烟囱内的堆积体和网脉体中矿物的流体包裹体进行补充研究,已经积累了一定的资料,包括:pH值和酸碱度;硫、硒、砷;碳;硅质;碱土元素;碱金属元素;B;(8)Al;稀土元素;贱金属和黑色金属;金(2)现代洋底喷流成矿作用机理流体与热源热液流体本质上是海水,可被加热到350(或许在某些情况下会更高),通过水-岩反应,使其发生了化学成分变化。其中所含的金属主要是Fe、Mn,少量的Cu、Zn及微量的其他金属。与正常的海水相比,金属元素富集程度很高。大多数情况下,流体中还原硫的含量高,使金属以硫化物的形式沉淀出来,但某些流体还原硫的含量低,而沉淀出氧化物。循环的海水通过在海底以下与堆积很厚的玄武岩相互

55、反应,会形成含矿的热卤水,此时其中溶解的金属含量可达几个mg/g。与流体活动有关的热源是一个洋壳内的岩浆房或新结晶的岩浆地质体。通过地震勘探,已经在东太平洋洋中脊以下1.22.4km的深度上和在Lau弧后盆地之下3km处发现了岩浆作用。在作为热源的地质体的上部会形成高温反应带,向下循环的海水被加热,并与洋壳玄武岩反应。这种反应带很少能在现代洋底出露,但可在古老的地质体中见到,如塞浦路斯的特若多斯蛇绿岩中,循环流体在大范围内从玄武岩中带走了金属和碱质,留下了称做“绿帘石岩”的耐火残留,由绿帘石和石英组成。与流体活动有关的热源是一个洋壳内的岩浆房或新结晶的岩浆地质体。一个玄武质岩浆体,当从700开

56、始冷却时,会使同样体积或其1/3质量的海水形成高温(300)流体(Cathles,1981,1993)。因此,有人计算认为,要从含10010-6金属(主要是Fe)和足够的还原S(10010-6)的喷流流体中,形成一个1Mt硫化物矿床的话,在沉淀出所有的金属的前提下,将需要大约5109t(大约6109m3)的300海水(密度为0.8g/cm3),这就要求存在一个质量大约为15109吨或体积大约为5109 m3(密度为 2.8g/cm3)的侵入体作为驱动热液循环体系的动力。该侵入体的范围可以是10km2500m,这与在古老地体中观测到的以及在现今洋中脊之下地震探测到的情况相一致。 流体通道与盖层要

57、使海水在几公里深的洋壳中发生大规模的循环,流体运移通道是必须的。一是使海水在洋壳内向下循环;二是使被加热、富含金属元素的热流体集中向海底排泄,以保证集中富集成矿。在大洋中脊、弧后盆地和海山附近,有利于热液流体循环的高渗透率可通过熔岩的高孔隙度和强烈的断裂作用得以实现。熔岩形成枕状和舌状熔岩,孔隙度可达20%40 %。正如在古老的块状硫化物矿体下部见到的情况一样。深穿透性的断裂为流体的补充和排泄提供了通道,这种构造把热液流体排泄在一个局限的范围内,对形成大型矿床非常有利。热液流体向上运移的通道在古老的块状硫化物矿床中普遍存在,以近直立的、切穿地层的绿泥石、石英-绢云母蚀变“管”为标志。现代海底虽

58、然很难观察到,但直接和间接证据仍表明相似的构造控制了流体向上运移和排泄。在某些地段对洋壳钻探时,见到了矿化脉体和蚀变玄武岩。在Galapagos洋中脊硫化物矿床之下,断裂作用暴露了温度达350的蚀变带和网脉状矿化。盖层岩石作为不渗透层,起阻隔高温反应带流体渗漏,并圈闭含金属热液使其集中排泄到海底的作用。盖层岩可以是厚的沉积物,块状熔岩,或者正常的空洞被新生矿物充填的多孔熔岩。总体讲,沉积物是最有效的盖层,因此已知的现代洋底和古老的多金属硫化物矿床都产在沉积物中。盖层使流体在高温反应带中保持较长的时间,以便有效地把金属从源区汲取出来。同时,它也阻止了热液流体的渗透散失,而有利于富集形成大型矿床。

59、 矿质来源及沉淀机制资料表明,现代洋底喷流成矿作用的成矿物质主要来自于洋壳玄武岩,由循环的海水与之反应,并萃取其中的金属。此外,可能有少量矿质由岩浆活动提供。影响喷流沉淀的机制主要有2个:热水流体的沸腾作用和排泄出的流体与周围冷的海水的混合。海底流体混合引起的矿质的快速沉淀有助于在喷流口附近形成近距离硫化物矿床,而在相对浅的海水中发生的沸腾作用,会形成密度大、向海底下沉的热卤水,从而由其沉淀出远离喷流口的硫化物矿床。 生物媒介作用相对于正常深海底的缺乏生物的状况,现代喷流场所可以说是动物群的天堂。Tunnicliffe(1991)发现喷流口存在大型动物群236个种,其中223是生物学上的新种,

60、许多都是化学自营养的。此外,还存在大量的显微动物群,包括喜高温的细菌。细菌非常普遍,可以与大型动物群一起完全覆盖一个矿床。动物群在矿化中的作用正被不断认识到。矿物可围绕管虫的外侧沉淀。另外,当一个动物死掉后,保留下来的孔洞,可作为后期喷流的通道。生物产生的黏液能够通过改变局部的氧化还原条件,以及提供高吸附接触表面积,而形成大的金属和其他元素的富集体。在Fe-Si-Mn氧化物矿床中,非晶质的铁氢氧化物和硅质常具有独特的分枝结构,可能是以细菌为基础沉淀形成的。热水喷流沉积矿床分类热水喷流沉积矿床划分为块状硫化物型矿床和贫硫化物型喷流矿床两个大类。(一)块状硫化物矿床分类Misra(2000)在前人分类的基础上,按容矿岩石将块状硫化物矿床分为两类:一类主要产在火山岩中,称为与火山岩有关的块状硫化物矿床(volcanic-associated massive sulfide deposits,简称VMS型);另一类主要产在沉积岩中,称为以沉积岩为容矿岩石的块状硫化物矿床(sediment-hosted massive sulfide deposits,简称S

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