熱液礦床各論巖漿熱液礦床

第六章熱液礦床各論

第二節 產于巖體內或附近圍巖中的巖漿熱液礦床

一、概述

1

、概念：由巖漿結晶分異過程中分出的氣水溶液,在侵入體內部及附近圍巖的有利構造中,通 過充填和交

代的方式形成的礦床,稱為巖漿熱液礦床.

2WSnMoCuPbZn

、工業意義：巖漿熱液礦床類型眾多,包括大局部有色金屬礦產〔、、、、、、

HgSbAs〕AuAg

、、、貴金屬〔、〕和重晶石、螢石、硫、水晶、菱鎂礦等非金屬礦產,其中不乏大 型、超大

型礦床,價值巨大.

二、巖漿熱液礦床的成礦作用概述

1

、巖漿熱液的產生與運移

在深部高溫高壓條件下〔溫壓條件為由于巖漿的演化,導致超臨界流

600-300 C> 8 —4km〕,

體的別離,當冷卻至臨界點之下就變成熱液.當內壓大于外壓時,它們就從巖漿房分出.由于大量 揮發份的存在,

提升了金屬在溶液中的溶解度.金屬離子在溶液中主要呈硫化物、氧化物、氟化物、 氯化物等形式被搬運.

2

、巖漿熱液的早期成礦作用

在巖漿氣液作用早期,由于 、陰離子大量存在,溶液 值低,多呈酸性、弱酸性.假設圍 巖是非鈣質

F-Cl-pH

巖石酸性巖漿巖或硅鋁質巖石的情況下,當溶液分出后,未經長距離的搬運,即在酸性 巖體的頂部或其上覆圍巖

中沉淀成礦.由于所在較深的環境下,降溫緩慢,其它物理化學條件的變 化也不顯著,酸性溶液不易被中和,因而

有利于高溫礦物的沉淀；蝕變是長石水解為粗一中粒的石 英和白云母一典型的云英巖化,伴隨大量的 、等

WSn

礦物結晶、富集形成高溫熱液脈狀礦床,即云 英巖型鴇、錫石英脈礦床.

3

、巖漿熱液的中期成礦作用

即在中溫〔、中深〔的條件下,由于熱液的溫度降低,金屬硫化物開始 相對聚集,

200?300C〕1?3km〕

在向構造裂隙或減壓部位運移過程中,特別是流經灰巖、泥灰巖和其它碳酸鹽巖石時, 溶液很快被中和,使原來

酸性一弱酸性含礦溶液變為中性溶液,甚至呈弱磴性的,不能在酸性溶液 中沉淀的硫化物開始沉淀；如礦液具有

足夠的溫度和相當的活潑性,溶液和圍巖那么可發生交代作用,

形成交代礦床.伴隨綠泥石化、絹云母化、黃鐵絹英巖化、硅化、碳酸鹽化以及蛇紋石化,形成以 硫化物、復硫

鹽類為主的多金屬礦床.它們雖然與侵人體關系較密切,但在空間上仍有一定距離.

4

、晚期巖漿熱液作用

熱液溫度在 成礦壓力小于

200?50C,1X10

7

Pa 〔0-0.5km〕,

含礦溶液多變成弱酸性為主,某 些金屬那么

以碳酸鹽形式從熱液中沉淀出來,形成菱鐵礦、菱鎰礦、菱鎂礦等礦床.此外,還可形成 滑石、纖維蛇紋石石棉等

非金屬礦床.

三、巖漿熱液礦床的分類及主要類型礦床特征

根據成礦溫度和壓力〔深度〕,可將巖漿熱液礦床分為三類：

〔1〕300-600C,2X 10

高溫熱液礦床：成礦溫度成礦壓力

78

-10Pa 〔1-4.5km〕

〔淺成高溫礦床成

礦深度小于如石英脈型鴇、錫礦床；

1km〕,

〔2〕200-300C,1 x 10-5X 10

中溫熱液礦床：成礦溫度成礦壓力

7

8

Pa 〔0.5-2.5km

土〕,如自然金

-多金屬礦床、鉛鋅礦床、一些非金屬礦床〔石棉、水晶、螢石礦床〕 、放射性鈾礦床等；

〔3〕50-200 C ,1X10

低溫熱液礦床：成礦溫度成礦壓力小于

7

Pa 〔0-0.5km〕,

如菱鐵礦、菱鎰

礦、菱鎂礦等礦床.

(一)云英巖型鴇、錫石英脈礦床

成因和空間上與云英巖化蝕變圍巖有關的礦床稱為云英巖型礦床.含鴇、錫石英脈礦床是最主 要的云英巖

型礦床,也是鴇礦的最主要礦床類型.此類礦床以產鴇為主,伴生錫、鋁,可綜合利用, 有些還伴有被、銅、鉛、鋅

等.我國鴇礦極其豐富,儲量和產量都占世界首位,它們大多屬于云英 巖型礦床.礦床規模一般為中小型,少數規

模很大,為重要的礦床類型,如鴇礦的儲量可以到達幾 一幾十萬噸.

(1)

礦床成因和空間上都和花崗巖類有關,特別是規模較小的巖株狀、巖枝狀和鐘狀花崗巖體 和成礦的關

系更為密切.規模巨大的巖基狀花崗巖多為多期形成的復式巖體,其中的鴇礦化都與晚 期旋回的花崗巖有關.

(2)1.5km),

含鴇石英脈多分布于巖體頂部、邊緣或距接觸帶不遠的圍巖中(<圍巖成分主要

為稍微變質的砂巖、板巖、千枚巖等.

(3)

裂隙構造控礦特征明顯,成礦方式以充填作用為主；

(4)

礦體多呈脈狀、網脈狀充填于剪切裂隙和張剪復合裂隙中,當這些裂隙和巖體的原生裂隙 重迭時,往

往擴大和加深了原生裂隙,含礦熱液充填于這類裂隙時,可以形成形態規那么、規模巨大 的脈狀礦體或礦脈群,

礦體規模大小不等,根據礦脈的形態和產狀,可分為大脈型礦體(脈寬 、中-薄脈帶型礦體(脈寬

30-50cm)10cm

土)、網脈型礦體(細脈寬 少數

1-2cm,5cm);

(5)

礦石中的金屬礦物主要為氧化物(黑鴇礦、錫石、赤鐵礦、磁鐵礦),其次為金屬硫化物

(磁黃鐵礦、輝鋁礦、輝鈿礦、毒砂等),非金屬礦物有石英、長石、鋰云母、角閃石等.礦床主要

由充填作用形成,所以礦石常具有對稱條帶狀構造、梳狀構造、晶洞狀構造等特征.在網脈型礦體 中常可見到浸

染狀構造的礦石,金屬礦物多呈自形晶散布于石英脈或云英巖中.

(6)

由于成礦溫度高,且礦液中富含揮發份,因而近礦圍巖和巖體內部經常發育強烈的蝕變現 象,重要蝕變

類型主要有云英巖化,其次為鈉長石化、電氣石化、鉀長石化、黃玉化等；

(7)

近年來發現,云英巖型含鴇、錫石英脈礦床和花崗巖中的鋁、鋁、皺等稀有元素礦床之間 經常出現明

顯的垂直分帶現象,鴇錫礦床往下為花崗巖中的鋸鋁被礦床所替代,兩種礦床類型構成 一個成礦系列；

在垂直方向上,大多數礦區錫石在上,黑鴇礦在下,有的礦區表現有相反的規律.硫化物一般 都分布在黑鴇礦

和錫石之下,少數與之共生或分布在黑鴇礦、錫石之上.黑鴇礦和錫石是同一階段 形成的,硫化物那么為晚期階段

產物.礦石中的脈石礦物主要為石英,構成含礦石英脈的主體,有時 伴生有黃玉、電氣石、螢石,個別礦脈中還有

石榴石和鉀長石等出現

目前認為含鴇花崗巖是深部硅鋁層重熔的重熔巖漿侵入而成,鴇、錫等成礦物質來自重熔前的 礦源層.通常

認為礦床形成于高溫熱液階段,揮發分在成礦過程中起著一定作用.

典型礦床：江西西華山鴇礦床

(二)脈狀多金屬礦床

分布十分廣泛,與之有關的礦產主要有、、、、等,除、外,大型礦床少

SnCuPbZnAuAuSn

見,多以中小型為主.這類礦床的地質特征主要表現為：

(1)

這類礦床多與中酸性巖漿巖有一定的空間和成因聯系,礦區附近一般都有花崗巖、花崗閃 長巖等中深

成巖漿巖出露,巖體以中小型規模居多,常成巖株狀產出,出露面積多為數十平方公里, 少數成巨大的巖基狀產

出.礦脈很少直接產于巖漿巖體內,大多分布在巖漿巖附近的圍巖中.

(2)

含礦圍巖主要為化學性質比擬穩定的鋁硅酸鹽巖石,如板巖、千枚巖、片巖、頁巖、石英 砂巖等,當

圍巖是碳酸鹽巖時,脈狀多金屬礦床往往和接觸交代礦床伴生.

(3)

斷裂構造對這類礦床的產出位置、礦脈的形態、規模有重要影響,礦脈可分三種類型：

①單脈：主要受張扭性的斷裂限制,成礦作用方式以充填為主.與圍巖界線清楚,圍巖破碎不 明顯,厚度一般

可達十幾米至數十米；長數百米至上千米不等,礦化帶的整體形態規那么而簡單；

②薄脈帶：受平行斷裂組限制,礦化帶內的礦體形態復雜多變,有呈分枝、復合的脈狀,也有

不很規那么的透鏡狀,在斷裂帶中或斷續出現或斜列分布,每一單脈厚度不超過米；

1-2

③網脈帶：主要受壓扭性的斷裂破碎帶限制,由數條至數十條相互交織的單脈構成.

除脈狀外,有時尚有似層狀、透鏡狀、柱狀礦體.

(4)

礦床的圍巖蝕變多樣,常見硅化、絹云母化、絹英巖化、 黃鐵絹英巖化、鉀化、碳酸鹽化、

綠泥石化等.

(5)

礦石的礦物成分復雜,以各種金屬的硫化物和硫鹽為主,脈石礦物以石英和碳酸鹽類礦物 為主.主要的

金屬礦物有：黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銀礦、赤鐵礦、 自然金、自然銀、自然

鎖等；主要的非金屬礦物：石棉、滑石、菱鎂礦、螢石、水晶、石英、方解 石、白玄石、綠泥石、絹玄母等.

由于構造斷裂的多期活動和礦化的多期作用,礦石構造比擬復雜,在一個礦床中經常同時出現 多種礦石構

造類型,常見的有塊狀構造、角礫狀構造、脈狀構造,網脈狀構造、條帶狀構造和晶洞 狀構造.

一般認為脈狀多金屬硫化物礦床的成礦物質主要來自巖漿或深部巖石,與圍巖的成分無多大關 系,礦床是

區內花崗巖類演化、分異的產物,屬于巖漿中溫熱液礦床.

根據礦物組合和礦產類型,脈狀多金屬礦床可進一步劃分為假設干礦床類型,其中主要的有三類：

(1)

脈狀金礦床：我國北東部及西部大多數金礦床均屬此類,如膠東、遼南、冀東、內蒙、小 秦嶺地區、新

疆等地的金礦床.

礦石成分復雜,以金-黃鐵礦型礦石最常見,科生科生中除自然金、黃鐵礦外,經常伴生有方 鉛礦、閃鋅礦、

黃銅礦、輝銅礦等.脈石礦物為石英以及相當數量的碳酸鹽類礦物和重晶石等.常 見圍巖蝕變為絹云母化、綠泥

石化、硅化等.

(2)

脈狀鉛鋅礦床：湖南桃林鉛鋅礦床是此類礦床的典型代表.

此類礦床可產于各類巖石中,在碳酸鹽類中常見以交代作用為主形成的部規那么透鏡狀、筒狀、 板狀、巢

狀礦體；在硅質巖石(砂頁巖、酸性噴出巖、花崗巖、變質巖等)的裂隙和破碎帶中常見 以充填作用為主的礦脈

和礦帶.礦石成分主要是方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦；脈石礦物為方解石、石 英,有時見螢石和重晶石等.圍巖蝕變

為硅化、絹云母化、綠泥石化和碳酸鹽化.

(3)

錫石多金屬硫化物礦床

礦產在成因上與中酸性花崗巖類巖石有關.礦體形態復雜,對為脈狀、網脈狀和透鏡狀,也有

似層狀.礦石成分復雜,錫石與鐵的硫化物(磁黃鐵礦和黃鐵礦)、鐵鋁硅酸鹽礦物及鐵的氧化物(磁 鐵礦)共生,

在某些礦區也廣泛發育銅、鉛鋅的硫化物和錫的硫鹽礦物.圍巖蝕變以硅化為主.此 類礦床是錫礦床的重要類

型,我國廣西、云南等省有此類礦床.

除了上述幾個礦床類型外,常見的巖漿熱液礦床類型還有五元素( 、、、、建造 礦床、含銅

UNiCoBiAg)

石英脈礦床、滑石和菱鎂礦礦床、石棉礦床和水晶礦床等.