第五章 气水热液矿床总论

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1、第五章　气水热液矿床总论第五章气水热液矿床总论本章主要讲述气水热液矿床概念、工业意义；含矿气水热液的来源、成分组成、性质；成矿元素在气水热液中的搬运方式及沉淀原因；气水热液的运移、成矿方式；气水热液矿床的围岩蚀变现象；气水热液矿床成矿温压条件测定；气水热液矿床在时间和空间上的演化规律；气水热液矿床的分类等。为不同类型气水热液矿床的研究奠定理论基础。关键词：含矿气水热液；气水热液矿床；搬运形式；成矿方式；成矿期次；围岩蚀变；第一节含矿气水热液与气水热液矿床一、基本概念1、含矿气水热液：在一定深度下形成的，主要由水和挥发性组分（F、Cl、S、B、P等）组成的，有一定温度、压力的溶

2、液，称之为气水热液。如果气水热液中含有一定量的成矿物质，则称为含矿气水热液。由于气水热液主要由水组成，呈液态，故可简称为“热液”。（1）含矿气水热液由成矿物质（Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等）和介质（水、挥发性组份）两部分组成，二者可同源，也可异源；（2）温度600～50℃、压力最多可达几亿Pa。临界温度以上是气态，降到临界温度以下呈液态（纯水临界温度374℃，如溶有其他物质时，其临界温度可提高到400℃）；（3）高温情况下，气、液两相并存，故称之为“气水溶液”或“气－水热液”，中低温情况下（临界温度以下）则呈液态出现，故统称为热水热液或热液。2、热液矿床：含

3、矿气水热液在一定的地质构造中运移时，由于温度、压力、组分浓度、物理化学条件等发生变化，其中的某些成矿物质通过充填和（或交代）的方式在一些有利的部位发生沉淀、聚集，形成的矿床称为气水热液矿床。二、气水热液矿床的工业意义气水热液矿床在矿床学领域中占着十分重要的地位，这是由于：（1）矿床类型繁多，产有许多专业矿产。如亲硫组分矿产（W、Sn、Bi、Mo、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Be、Hg、Fe）、贵金属和放射性金属矿床（Au、Ag、U等）、稀有和稀土元素矿产（Li、Be、Ga、Ge、In、Cd等）及非金属矿产（萤石、石棉、重晶石、冰洲石、硫等）；（2）丰富和发展了成矿理论。自二

4、十世纪中叶以来，特别是二十世纪末期，由于科学技术的不断发展与研究手段进步，热液矿床由单一的岩浆热液一元成矿论发展成由岩浆水、地下水、海水、变质水等多源的多源成矿说，同时促进了成矿物质来源向多源论发展。此外，研究表明，热液运移方向已由单一的由下向上发展为可以环流，不仅可以单独成矿，而且可以组合形成矿床。第二节含矿气水热液的来源、组成和性质含矿气水热液的来源问题，实际上包括气水热液的产生和成矿物质来源两方面内容，该问题也是矿床学领域的基础理论之一，人们对该问题的争议很大。目前，由于科学技术的进步和相关学科的发展，特别是同位素地质学、成岩成矿实验以及气液包裹体测定在矿床学中的广泛应

5、用，大量的研究资料表明，气水热液是多源的，介质和矿质既可是同源的，也可是异源的。一、含矿热液的来源（一）成矿介质（水）的来源根据多种数据、资料的综合研究结果，可以确定参与热液成矿作用的成矿介质（水）的来源有以下五种：1、岩浆水（原生岩浆水）与岩浆处于平衡状态的、包含在岩浆中的水，是岩浆体系的重要组成部分，在岩浆结晶过程中释放出的水。常含有H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N211第五章　气水热液矿床总论，具有很强的搬运金属络合物的能力。岩浆热液包括深成岩浆热液和火山－次火山热液。认为热液来自岩浆的主要依据有：（1）大量的气水热液矿床的实例表明，它们与岩浆侵入体

6、之间存在着密切关系。空间上矿床分布于侵入体内部、接触带或附近围岩中，不同类型矿床或矿种常围绕侵入体呈水平或垂直分带；时间上与侵入体有关的脉岩与矿体有相互穿插关系，表明二者形成时间相近；（2）成矿专属性，如W、Sn矿床与花岗岩有关；Fe、Cu矿床与中酸性花岗闪长岩和中性山长岩有关；斑岩Cu（Mo）矿床主要与中酸性－酸性斑岩体有关；（3）矿石的微量元素组成与岩体中的微量元素及副矿物具一致性。（4）实验研究：葛朗松（1937年）、肯尼迪（1962年）关于水在二氧化硅熔融体中溶解度的实验研究表明，水在岩浆中可溶解，而且当达到上临界点时，其溶解是无限的，不存在独立的水相，当含水的岩浆温

7、度、压力降低，达到临界点之下时，含水的硅酸盐熔融体可分离出一个富水相和一个富硅酸盐相，各自沿着结晶曲线演化，最终都可形成气水热液；岩浆含水资料表明，酸性岩浆含水2-10%，基性岩浆含水1-6%，因此酸性岩浆可分离出更多的水。（5）同位素地质研究、包裹体成分、温度的测定都表明了热液是来自岩浆的。2、地下水包括任何地质时期的天水、冰川水、河水、湖水、海水和浅部地下水。地表水（大气降水）、地下水沿构造裂隙可渗透到地下深处（可达10公里以上），由于地热梯度、岩浆烘烤、放射性元素衰变以及与岩浆热液的混合等，均可使