海底喷流成矿讲座

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1、海底喷流成矿作用杨合群2010年3月矿产讲座我认为：大区地调中心矿产资源领域的主要研究方向—将成矿理论转化为找矿理论,指导找矿预测及勘查评价。今天讲座：对古海底喷流成矿作用形成的铜、铅、锌等矿床进行分类，对比其共性与差异，探讨古海底水-岩反应、喷流作用与地质信息间的关联，融合成因理论，优化找矿标志。第一部分基本理论体系1、喷流矿床相关概念“喷流矿床”过去称为“喷气矿床”(Exhalationdeposits).“Exhalation”[ekshə‘leɪʃən]在英汉地质词典中词义:喷气。地学中最早用来描述火山活动,指火山气体逸出。随着研究深入，人们认识到，气

2、相很难搬运众多的金属，海底的喷气实际上是一种富含金属的液体。因此许多学者提出海底喷流成矿。国内所称“热水沉积矿床”,强调“热水”溶液,不是“冷水”溶液,全称应该是“热水溶液沉积矿床”。由于纯净的热水沉淀不出固体物质，所以热水溶液还是简称热液比较恰当。因此，以往“喷气矿床”、“热水沉积矿床”的资料均可以继承到现在所说“喷流矿床”。Hutchinson(1973)对喷气矿床分类Hutchinson(1988)总结的喷气矿床特征Hutchinson(1988)总结的喷气矿床时代分布2、现代海底喷流成矿作用“白烟囱”含重晶石和/或碳酸盐微粒，“黑烟囱”含硫化物微粒，均

3、为多相流。喷流更恰当地体现了成矿作用的实质。“喷流型矿床”的提法概括程度更高一些。3、海水在成矿中的作用H2O海水下渗加热成为成矿溶液中水的主要来源；Cl-海水中Cl-对于形成金属络合物，提高溶解度起重要作用；SO42-还原后可为形成硫化物提供S2-；对于形成重晶石矿层则直接提供阴离子。4、主要金属来源海水下渗加热成为热卤水，水-岩作用使其演变为含矿热液，成矿金属来源于下伏火山系或沉积岩系。Rona（1983）曾对洋底热泉进行分析，并用海水在350°与玄武岩反应，将与玄武岩反应的热水同普通海水对比表明，Si、Fe、Cu、Zn、H2S、Mn等发生强烈富集。。细碧

4、角斑岩系就是海水与火山岩作用的结果，水化+Na化。Cu、Zn、Pb、Au的氯络合物饱和度曲线图(据Davidson,1992)条件：PH=4.5.NaCl=3M，[SO4]/[H2S]=0.01，∑S=0.001M根据已有实验资料，Si、Fe、Cu、Zn、Pb等元素氯络合物的溶解度均与温度成正比，因此富含NaCl的海水渗滤加热后，可以有效地萃取矿质。SiO2和Fe的饱和度轨迹图(据Davidson,1992)条件：NaCl=3M,∑S=0.001M,P=200ba5、喷流岩（exhalite）喷流岩是海底喷流热液流体或多相流沉积的岩石含铁（锰）硅质岩、（正常热

5、液沉积岩石）重晶石岩（正常热液沉积岩石）铁镁碳酸盐岩例如铁白云石岩等（热效应沉积岩石）钠长石岩（热液交代岩石）6、海底喷流矿床分类（1）海相火山岩有关喷流矿床：成矿金属来源于下伏火山系。①基性火山岩有关喷流矿床，成矿金属组合主要为Cu或Cu-Zn；②酸性火山岩有关喷流矿床，成矿金属组合主要为Cu-Pb-Zn。（2）海相沉积岩有关喷流矿床：成矿金属来源于下伏沉积岩系，成矿金属组合主要为Pb-Zn。喷流岩实例在北山麻黄沟发现的喷流岩系的上部以碧玉条带碳酸盐岩为主，宽度一般20-60米；下部以碧玉岩为主，局部夹薄层基性凝灰岩，出露宽度一般40-95米。碧玉条带碳酸盐

6、岩层理非常清楚，产状陡立，大部分地段向南陡倾，层理产状为220º∠78º—210º∠81º，局部也有向北陡倾的现象。碧玉岩碧玉条带碳酸盐岩碧玉条带灰岩具条带状构造，粒状结构，经显微鉴定矿物组成为白云石、方解石、铁白云石、菱铁矿、石英、玉髓碧玉岩具块状构造，粒状结构，经显微鉴定矿物组成以玉髓、石英为主，次有白云石、方解石、赤铁矿7、海底喷流矿床典型实例（1）火山有关喷流矿床甘肃石居里铜矿（蛇绿岩套之基性火山岩有关）；青海红沟铜矿（双峰式火山岩套之基性火山岩有关）；甘肃白银厂铜多金属矿（双峰式火山岩套之酸性火山岩有关）。（2）沉积有关喷流矿床甘肃厂坝铅锌矿床（碳酸

7、盐岩-细碎屑岩有关）甘肃花牛山铅锌矿床（碳酸盐岩-细碎屑岩有关）陕西银硐子银铅矿床（细碎屑岩有关）陕西大西沟铁-重晶石矿床（碳酸盐岩-细碎屑岩有关）新疆乌拉根铅锌矿床(砂砾岩有关)8、海底喷流沉积-再造矿床典型实例甘肃桦树沟铜矿陕西穆家庄铜矿9、海底喷流沉积–捕获侵位矿床典型实例青海德尔尼铜矿第二部分典型实例分析1石居里式海相火山喷流型铜矿床(据杨合群李文渊赵东宏宋忠宝等)北祁连山错沟-寺大隆铜矿带错沟地区北南矿大岔牧场地区北带南石居里大岔牧场错沟—寺大隆矿带可划分为两个矿化亚带）：（1）北矿化亚带，长约120Km，铜矿化密集区和铜异常沿错沟—石居里—长干河—

8、桦木沟分布，带内已发现矿床有错沟小型铜