与海底火山（次火山）热液有成因联系的块状硫化物矿床

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与海底火山（次火山）热液有成因联系的
块状硫化物矿床

海洋调查发现此类矿床产于大洋中脊和亲弧（裂谷）盆地，海水深度较大（＞1km）。此类矿床共同特征是一般都具有喷流-沉积和充填交代两种成因的矿体。喷流-沉积矿体呈层状顺层产出，其下为火山熔岩及火山碎屑岩，可有强烈的蚀变；其上为（含铁）硅质岩、重晶石岩、（含炭）硅质页岩等，无蚀变或蚀变微弱。矿石多为块状、角砾状构造及层理构造。充填交代矿体位于沉积矿体之下，呈筒状、凸镜状穿层产出。围岩为火山熔岩及火山碎屑岩，蚀变强烈。矿石呈浸染状及细脉浸染状构造，主要有用矿物为黄铁矿、黄铜矿。因此此类矿床的成矿作用可用同一模式表述：向下渗透的海水受到深部岩浆热能的影响温度升高、化学活动性增强，不断从火山熔岩及火山碎屑岩中溶解成矿组分形成含矿热液，这些含矿热液连同岩浆热液一起沿火山机构或其他构造上升。由于上覆海水压力大，上升的成矿热液直至接近海底时才因减压卸载形成充填交代矿体及围岩蚀变。大量热液冲出海底与海水混合并迅速降温而沉积形成喷流沉积矿体。
1、塞浦路斯型块状硫化物矿床
（1）地质构造背景
矿床形成于洋中脊附近枕状熔岩上发育的海底热液喷流场，空间分布可能与枕状玄武岩中的高角度正断层有关。一般成矿场所有较大的海水深度。由于板块运动的结果，矿床最终分布于不同地质时期的板块缝合带上残留的蛇绿岩带。含矿岩系属蛇绿岩套上段的辉绿岩的席状岩墙、枕状拉斑玄武岩和其上的燧石岩、千枚岩等。
（2）矿床特征
矿体可分为喷流-沉积成因和热液充填-交代成因两类。喷流-沉积成因的矿体呈凸镜状、似层状整合地产于两层枕状拉斑玄武岩之间或拉斑玄武岩顶部，其上常为有石英和针铁矿组成的赭石层（可见燧石岩、千枚岩等），其下为蚀变枕状拉斑玄武岩。热液充填-交代成因的矿体呈筒状、漏斗状不整合地产于蚀变玄武岩中。
整合状喷流-沉积矿体的上部围岩一般无蚀变或蚀变微弱，其下部围岩蚀变明显，主要是硅化、绿泥石化、绿帘石化，而且从柱状不整合矿体向外蚀变依次减弱。
（3）矿床成因
在扩张洋脊裂谷环境中玄武质岩浆活动频繁。洋底向下循环的海水接受了深部岩浆及熔岩的热能温度升高、化学活动性增强，并且不断溶解镁铁质熔岩中的铁、铜、硫等成矿物质而转变为成矿流体。当此种成矿流体沿平行洋脊轴的正断层及转换断层上升到浅部时因减压卸载而形成网脉状、浸染状矿化和蚀变带。当其冲出海底时即产生海底热液喷流场形成块状硫化物矿体。
2、黑矿型块状硫化物矿床
此类矿床的主要有用金属为铜、锌、铅，伴生贵金属银。矿床规模以中小型为主，可构成大型矿床。常与火山成因的锰矿床、重晶石矿床伴生。
（1）地质构造背景
有利成矿的大地构造位置是弧后裂谷、弧间裂谷等亲弧裂谷。矿床产于岛弧带中拉张裂谷内的断陷-沉陷盆地，形成于拉张期英安-流纹质火山岩或其与玄武质火山岩构成的双峰式火山活动的末期。多见于英安-流纹质熔岩及火山碎屑岩丘的一侧或岩丘间的凹地中。赋矿岩石为海相流纹岩、英安岩及其火山碎屑岩，次为富含有机质的页岩、硅质页岩及硅质岩。
（2）矿床特征
矿体可分为喷流-沉积成因和热液充填-交代成因两类。喷流-沉积成因的矿体呈凸镜状、似层状整合地产于长英质火山碎屑之上（部分矿床其下或旁侧可见石膏及硬石膏岩），其上常为（重晶石岩）、红色硅质岩、富有机质硅质页岩等，其中由上部黑矿带和下部黄矿带组成。热液充填-交代成因的矿体（即硅矿带）呈筒状、漏斗状不整合地产于黄矿带之下的长英质火山碎屑岩中。不同矿石带矿物组合有明显差异，黑矿主要由方铅矿、闪锌矿及重晶石组成，次为黄铁矿、黄铜矿，可见磁黄铁矿及其他含铜矿物；黄矿主要由黄铁矿、黄铜矿组成，可见闪锌矿、磁黄铁矿、磁铁矿；硅矿主要由石英、黄铁矿、黄铜矿组成。黑矿及黄矿具块状、角砾状、胶状、层状及纹层状构造；硅矿具细脉状、网脉状、浸染状构造。层状喷流-沉积矿体的上部围岩一般无明显蚀变，下部围岩（火山碎屑岩）蚀变明显，蚀变以硅矿带为中心向外依次减弱而形成分带：硅化带→绢云母化带→绿泥石化带→蒙托石-沸石带。
（3）矿床成因
成矿流体的水主要来源于海水，部分源于岩浆水。成矿物质主要源于火山岩及火山碎屑岩。在亲弧裂谷盆地长英质火山活动末期，下渗的循环海水吸收了部分原生水受热并从流经的火山岩系中不断溶解有用组分而形成成矿流体。这些成矿流体沿断裂及火山机构上升至浅部时因减压卸载而形成网脉状、浸染状矿化并引起围岩强烈蚀变。当其冲出海底时即产生海底热液喷流场形成块状硫化物矿体。
3、细碧角斑岩型块状硫化物矿床
此类型矿床主要形成于古生代，矿层稳定，矿床规模大，矿石品位高，可利用的金属主要是铜、铅、锌，次为金、银。
（1）地质构造背景
此类矿床的大地构造位置为火山岛弧及亲弧裂谷、裂陷槽。区域内双峰式火山喷发活动强烈，在生长性断裂与火山构造的联合作用下形成的堑垒式海底地形是此类矿床的成矿环境。成矿区的海水深度约在500—800m以上。含矿岩系为细碧角斑岩建造，矿体主要赋存于偏碱质钙碱性火山岩建造。主要为石英角斑质凝灰岩、石英钠长斑岩、细碧玢岩，次为含凝灰质、泥钙质及泥硅质千枚岩。
（2）矿床特征
呈凸镜状、似层状整合地产于长英质火山-沉积岩中的喷流-沉积成因的整合矿体、呈筒状、漏斗状产于长英质火山碎屑岩中的喷气-热液充填-交代成因的不整合矿体（蚀变筒）和次火山岩体隐爆角砾岩型矿体。矿体大小悬殊，成群分带排列。
矿石的主要金属矿物是黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿，可见磁铁矿、磁黄铁矿、毒砂、斑铜矿及其他铜、铅硫化物及砷化物等矿物、金及银的矿物。脉石矿物主要是石英、绢云母、绿泥石、重晶石等。
矿石多为细粒结构、压碎结构、充填-溶蚀交代结构、乳滴状结构、变晶-变型结构。在整合矿体中矿石多具块状构造、浸染状构造、条纹——条带状构造、胶状构造。在不整合矿体中矿石多具细脉-网脉状构造、浸染状构造、角砾状构造、斑杂状构造。
强烈的围岩蚀变主要发生于整合层状矿体的下盘长英质火山碎屑岩中，从蚀变中心向外蚀变强度依次降低并可出现逐渐过渡的分带：次生石英岩带→石英-绢云母带→绢云母-绿泥石带→青盘岩带。此外还有与铅锌矿化关系密切的重晶石化。
（3）矿床成因
矿床形成于强烈的酸性火山喷发之后。成矿流体由海水、原生水和岩浆水三者组成。矿质源于火山沉积层。在深部岩浆房和浅部火山机构热能的驱动下，上述流体形成对流循环并且从火山碎屑沉积层中溶解了成矿物质构成成矿热液，当成矿流体沿生长性断裂及火山机构上升至浅部时以充填-交代形式形成不整合矿体及围岩蚀变（蚀变筒），当其喷出海底时即形成喷气-沉积型整合矿体。