矿床学9-热水.ppt

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1、第九章热水喷流沉积矿床热水喷流成矿作用是近代成矿理论研究的重大发展，该类矿床地史上分布广泛、规模大，形成了大量的大型和超大型矿床，具有重要的工业价值，热水喷流成矿作用已经成为当前矿床学、地球化学研究的热点课题之一。概述起源：20世纪50年代以前提出。认识：20世纪60年代初，在红海中发现热卤水和多金属软泥。发展：Rider(1973)将假说上升到理论。动发展力：1976年和1979年，相继在东太平洋Galapagos扩张中心和EPR21°N的大洋中脊分别发现了低温海底热水喷流活动和正在形成硫化物矿床的黑烟囱。1986年的第七届国际矿床成因会议上，M.J.Russell正式将这类矿床称为SE

2、DEX型矿床。研究过程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”。概念这类矿床的其他名称：“喷气矿床”、“喷流矿床”、“喷流沉积矿床”、“喷流热水沉积矿床”、“热水沉积矿床”和“块状硫化物矿床”等。（1）矿床伴有典型的喷流岩。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

3、。（2）矿床具有层控及时控特征。（3）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，反映了同生沉积的特征。（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。在补给通道中充填交代成矿，在海底以上沉积成矿。（同生与后生统一）热水喷流矿床的特征：第一节现代热水喷流成矿作用现代热水喷流活动的大地构造背景分为4类：大洋中脊洋内弧后(Lau盆地型)陆内弧后(Okinawa海槽型)陆内裂谷(红海AtlantisⅡ海渊型)。这类现代热水体系包括2种：①红海和美国Salton海的热卤水；②洋底热水喷流体系。1964年，在红海发现

4、高热卤水与AtlantisⅡ海渊多金属软泥。沉积物平均20m厚，面积50km2，一些富含金属的样品中，含有高达21％的ZnO，4％的CuO，0.8％的Pb，8.5％的Fe203和5.7％的Mn3O4成因:背景:裂谷模式:一、热卤水成矿作用1.红海热卤水成矿盐度:大约为26％矿质来源:对流水流经岩石搬运机制:氯络合物沉淀机制:不同性质水的混合成矿温度:大于200度岩浆海水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11.6km3，水深达3km。据White(1981)的研究，其中含Zn：5X106t，Pb：9X105

5、t，As：l.2X105t，Cu：6X104t，Cd：2X104t和Ag：lX104t。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％。2．Salton海热卤水成矿成因模式同红海二、现代洋底热水喷流成矿作用目前，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。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。北纬21ºN东太平洋中脊热液排放场素描图（据D.F.Sangster）Ronaetal.,1993

6、A:py-cp烟囱的水平切面TAG1986KremlinWhitesmokerTAG1991MIRZoneCentralMIRZoneSideB:中央为黄铜矿(cp)＋闪锌矿(sp)边的白烟囱水平切面C:死亡烟囱顶部的纵切面，外壁为枝状构造的py＋ma，中央为近块状－粗粒cp通道D:遗留的py-白铁矿(ma)烟囱壁活动烟囱①②Ronaetal.,1993缺少象烟囱一样垂直紧闭管道是弥散式喷射与烟囱最主要的区别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。热水喷流的类型主要有两种：高温的集中喷流形式；低温的渗流作用。前者以黑烟囱为代表，形成各类硫化物的沉积；后者则可能形

7、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。(一)现代洋底喷流作用特征1.喷流作用的构造背景及类型（1）pH值和酸碱度：所有取样获得的喷流流体都是酸性的。有利于淋滤、萃取成矿物质；可蚀变玄武岩形成绿帘石；有助于在喷流口使金属以硫化物沉淀（海水略偏碱性）。（2）硫、硒、砷：硫在酸性喷流流体中以H2S形式存在。当热流体接近或到达海底并与周围海水混合时，H2S被氧化，pH值升高，导致硫化