热液矿床

谢远亮 · 发表于 2012-2-25 11:24

热液矿床

§1 概述

一、定义

各种成因的含矿热液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造与围岩中，通过充填或交代作用的方式形成的矿床。

二、基本特点

1、矿床形成温度一般<400℃，少数可达500~600℃，尤其是与火山活动有关的气液矿床。最低可达50℃±。形成深度范围变化较大，可为深~中深（4.5~1.5km）也可为浅—超浅（1.5~近地表或地表）。地表以下4.5km—近地表。

2、矿床受构造控制明显，各种构造既是矿液的通道，又是沉淀场所。矿体的形成一般晚于围岩，属后生矿床。

3、含矿热液作用于围岩，常使矿体附近的围岩发生强烈的蚀变。

4、成矿方式：以充填作用和交代作用为主。

5、矿石成分以金属硫化物（和砷化物）为主，其次有金属氧化物和含氧盐类等，脉石矿物除石英外，还有碳酸盐类，硫酸盐类矿物及少量的含水硅酸盐矿物。多数矿床中矿石成份与围岩成分有明显的差异。

6、矿床的形成是多期、多阶段的。整个成矿过程较为复杂。

7、是有色金属矿产的主要来源，可提取呈类质同象存在的分散元素（Ge、Ga、In、Cd）及Co、Ni、Fe等。还有许多非金属矿产。

§2 岩浆热液充填—交代矿床

与侵入岩浆有关的一类矿床，矿床与侵入体有空间和时间，成因上的联系。有人又称为“岩浆期后期热液矿床”。习惯上根据成矿温度将其分为：高温、中温、低温热液矿床。其意义并非只反映温度。

一、高温热液矿床

1、形成条件

① 形成温度：400~300°，大部分矿物在400℃以下形成，其中石英主要是α石英。矿石中有时可见到形成于300℃以下的硫化物，这些矿物是后期迭加上去的。

② 深度：有深也有浅，一般以深—中深为多（4.5~1.5公里），少数可形成于地下1km±以至更浅（高温浅成矿床）。

③ 与侵入体关系：一般与深成相的酸性侵入体有关，侵入体常呈岩基、岩株或岩瘤。矿体常产在侵入体的顶部或侵入体与围岩的接触带；及附近围岩中最远离侵入体不超过1km。侵入常常是矿床的母岩。

④ 围岩条件：高温热液矿床的围岩常是化学性质不活泼的硅铝质岩石。若围岩是含Ca的碳酸盐时，热液若为酸性将形成矽卡岩，但如果热液为碱性时，即使围岩是碳酸盐也不会形成矽卡岩矿床。

⑤ 构造条件：区域性深大断裂常是母岩体侵位的通道，与侵入体裂隙系统（岩体的原生裂隙）（深大断裂旁的次一断裂）为空矿构造。

成矿作用及方式：充填作用为主。围岩以Al2O3、Fe2O3为主，惰性不利于交人，但碎性。早期的岩浆热液含量F、Cl的阴离子，多为酸性，W、Sn的氧化物多在酸性介质中生成。所处围岩多为Si、Al质岩石，不易长距离搬运，以充填作用为主在裂隙中成矿。

2、矿床特点

① 矿体形态：由于成矿方式以充填为主，其矿体形态常为脉状、扁豆状、串珠状，常沿一个方向呈雁行状排列。矿体大的可长达几km，裂隙中的矿脉一般宽10cm~1~2m，延深可由几m~几百m甚至上千米。

② 矿石成分：主要是金属氧化物、含氧盐类，其次有高温硫化物及少数自然元素典型的矿物共生组合：Fe3O4-Fe2O3-FeS-SnO2-黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、自然金等。

脉石矿物：主要有石英、长石、含水硅酸盐及少量挥发分矿物（电气石、黄玉、云母类。）

③ 结构、构造：形成的温度较高，矿物结晶颗粒粗大为特点，以粗粒结构为主。常出现对称带状构造。块状构造。

④ 围岩蚀变：高温蚀变，蚀变的种类因围岩的成分而异。

花岗岩→云英岩化。泥质岩、粘土岩时→电气石化、黄玉化。另外常常还出现钠长石化、阳起石化、方柱石化。

3、矿床类型

黑钨矿~石英脉矿床

锡石~石英脉矿床

辉钼矿~石英脉矿床

含金~石英脉矿床（山东招远）

二、中温热液矿床

1、形成条件

① 温度：主要矿物形成温度为300~200℃，很海风了高温硅酸盐矿物，可有低温矿物的迭加。

② 深度：一般为中深条件（2~0.5km）

③ 侵入体关系：常与中小型、中深成相的酸性=中酸性侵入体有关，少数与中性、基性岩有关。矿体产出位置较高温热液矿床离岩体远，矿体常产在侵入体附近的围岩中。

④ 围岩性质：围岩既可是硅铝质的，也可是碳酸盐岩。围岩的性质不同常影响矿床的成矿方式。当围岩是硅铝质时，主要以充填方式成矿，碳酸盐围岩时以交代作用方式成矿。

⑤ 构造条件：多数产在地壳活动区，主要受深大断裂的次一级构造单元控制，导矿配矿及容矿构造常常都是围岩中的裂隙构造。

2、矿床特点

① 矿体形态：矿体形态较为复杂，因成矿作用方式不同而异。充填作用形成的矿体为脉状。交代作用形成的矿体常为不规则状，与围岩常呈渐变过渡关系。

② 矿石成分：以复杂的矿物组合为特征，主要是金属硫化物部分氧化物硫酸盐及自然元素。典型矿物组合：自然金、自然银、赤铁矿、菱铁矿、黄铜矿、斑铜矿、黔铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿。

脉石矿物主要为碳酸盐、硫酸盐、及石英。含挥发分矿物显著减少。

③ 结构构造

由于形成温度降低，主要矿物一般是中粒结构，还有交代熔、蚀结构和固熔体分离结构。

矿石构造：充填作用常形成梳状、晶簇状、角砾状构造。交代作用则形成细脉浸染状构造。

④ 围岩蚀变：种类较多，高温蚀变消失，有典型的：绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化。

成矿方式：充填及交代作用均有，视围岩性质不同而定。

3、矿床类型：多金属脉状铅、锌矿床（湖南桃林）

锡石—硫化物矿床
广西大厂（是我国Sn主要来源之一）

五元素（Ni、Co、Ag、Bi、U）建造矿床（加拿大大熊湖、捷克矿石山）

非金属矿床：石棉、萤石、重晶石

三、低温热液矿床

1、形成条件

① 温度：大约200~50℃，早阶段矿化可超过200℃。

② 深度：多数为浅成矿床，形成在地表以下1公里范围内。

③ 与侵入体关系：多数情况下与岩浆岩的关系不明确，矿床一般远离岩浆岩侵入体，矿区附近常见不到大规模的侵入体。或仅见少数岩脉、岩瘤等小型侵入体。

④ 与围岩性质关系

可产在各类围岩中，但以碳酸盐及火山岩中较多。

⑤ 构造条件：受多种因素控制，区域断裂的次一级断裂常作为导矿构造，褶皱核部（地层整合面）。层间裂隙及破碎带常是容矿构造。

2、矿床特点

① 矿体形态：

火山岩为围岩时矿体呈脉状，碳酸盐围岩时呈层状或似层状

② 矿物成分

以硫化物为主，其次有碲化物（Te）、硒（Se）、砷化物及自然元素。

典型矿物组合：辰砂、辉锑矿、雄黄、雌黄、自然金、Ag、Cu、碲金矿、硒银矿、辉银矿。中温矿床中的矿物在此可见

脉石矿物：石英、玉髓、蛋白石、方解石、高岭石、沸石、水长石、萤石等。

③ 构造构造：

细粒结构—非晶质结构为主。

构造主要反映充填作用特征，晶洞构造，条带状构造，角砾状构造及特有的胶状构造。

④ 围岩蚀变：明矾石化、粘土化、蛋白石化、青盘岩化

3、成矿方式：以充填作用为主，当围岩为碳酸盐时可发生部分交代作用。

4、主要矿床类型：雄黄—雌黄矿床、湖南、蓟利、菱铁矿矿床、贵州观音山

四、地下水热液矿床（非岩浆热液矿床）

1、概念

当地下热卤水（地下水热液）在地壳中流动时，从地层中，矿源层中或早期形成的矿床中淋滤出有用矿质，使之发生迁移、富集，并在利岩层或构造部位沉淀成矿床，（与岩浆岩无关）地下水的来源具有普遍性：最主要的是大气降水，地层水。

地下热卤水是具有一定含盐度的（35%）。

类型：SO4超浅成，HCO3-型，浅成，Cl-深成卤水。

2、矿床特点

① 主要成矿温度200~50℃，形成于地表以下1.5km范围内。

② 矿床产于一定的地层中，具有一定的层位。矿床受岩性控制（Pb、Zn、Hg矿多产于碳酸盐中，层状Cu矿多产于砂岩中）。

③ 矿床在空间上呈带状分布，矿体主要呈似层状、层状、透镜状、脉状，具有多层的特点。

④ 矿石成分简单，主要是金属硫化物（少数氧化物的含氧盐类）。

矿石以浸染状构造为主，矿物形成温度50~150℃。

⑤ 矿体附近有强度不大的围岩蚀变，硅化、碳酸盐化、粘土化、重晶石化。

⑥ 矿床与岩浆没有明确的关系。

⑦ 常受褶皱控制，并与元素化学活泼性有关。一般规律是活动性较差的铁常集中在向斜核部，相对活泼的元素（Pb、Zn、Hg、Sb、As……）常集中在背斜的核部。此外，一般断裂构造控制脉状矿体、褶皱控制层状、似层状矿体。

3、成矿过程

① 沉积阶段：通过沉积作用，在一定层位中使金属物质得到初步的富集，既形成矿源层的过程，为矿床形成提供物质来源。

② 后期改造阶段：加热成有利层位地下热卤水淋滤成矿物质地下热水深部热源地下水。

地下水的来源主要是天水，及岩体封存水，油气田水等，由于地下深部热源的影响，将地下水变为地下热水，使活动性及溶滤围岩中物质的能力相应增大。将围岩中的成矿物质带入溶液，因而提高了热液的盐度和矿化度。变为地下热卤水。当其向温度、压力减小的方向移动时，达到一定的有利层位和构造部位时将发生卸载，这环境总是还原条件，将热卤水中的矿质以硫化物的形式沉淀出来。

定过程也就是沉积一再造过程，其成矿作用的独特性表现在，① 首先是成矿介质（溶液）与火成岩无关，它们为各种类型的地下水。② 再者成矿物质来源于各种围岩。

围岩：地表或近地表的各种矿床及含矿围岩

矿源层：含盐地层（含盐类的沉积地层）

火山岩地层

4、矿床类型

碳酸盐地层中：汞矿床（湘西、贵州）

锑矿床（湖南锡矿山）

铜矿床（砂岩）