矿床学第五章气水热液矿床

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1、第五章气水热液矿床矿床学2第五章气水热液矿床概论第一节概述第二节气水热液第三节成矿作用第四节围岩蚀变3第一节概述一、概念二、矿床特征三、研究意义4一、概念1、气水热液指形成于地壳一定深度的，具有一定的温度、压力的气液两相体系，称为气水热液，简称热液气水热液是富含挥发组份（H2O、F、Cl、B、S、P等）的热水（500-50℃）溶液。52、含矿气水热液含矿气水热液是指含有用组分的气水热液，简称含矿热液。3、气水/气化热液矿床在地壳岩石中由各种来源的含矿气水热液通过交代、充填等作用而形成的矿床，称为气水热液矿床，又称气化热液矿床。6二、矿床特

2、征1、矿床产于已固化的岩石中，即成矿晚于围岩，属于后生矿床；2、矿体主要呈透镜状、囊状、不规则状，有时也呈似层状；3、矿石组构：具充填和交代形成的结构构造，如脉状、网脉状、浸染状、块状构造，侵蚀、残余、骸晶结构等；4、矿石组份：构成矿床的金属矿物以金属硫化物（Cu、Mo、Pb、Zn、Hg、Sb、Ag）为主，另外有部分金属氧化物和含氧盐（W、Sn、U……）5、具有明显的围岩蚀变。8三、研究意义1、工业意义矿产类型繁多主要金属矿种如Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、Ta，U、Th；非金属矿

3、产如云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、叶腊石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、天青石、滑石、菱镁矿等；2、理论意义如成因（如现代地热系统）、矿床分类目前尚存在诸多问题，有待进一步探讨。9第二节气水热液一、气水热液的成分二、气水热液来源三、气水热液的运移四、热液中矿质的搬运五、热液中矿质的沉淀10一、气水热液的成分1、一般组份情况1）最主要的组份——H2O2）基本组份——Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、Al、Si及Cl-、F-、SO42-等3）溶解气体——H2S、CO2、O2、HCl等4）成矿元素及微量元素类11重要组份水硫氧二氧化碳……121）水

4、——H2O是热液中最主要的成分，其主要作用在于（1）作为搬运成矿物质的介质；374℃,22Pa——水的临界点（2）由于H2O就部分电离为H+和OH-，有助于热液中的化学作用和影响溶液的酸碱度，从而影响成矿物质的搬运与沉淀。132）硫——S主要以H2S形式存在。但硫的状态随温度不同而发生改变（1）超高温（T>400℃）时，H2S发生分解；T>1500℃时，则全部分解为气体分子H2S=2H2+S2随着温度下降，H2和S2结合成H2S。（2）高温热液阶段（T=300-400℃），未分解的H2S以中性分子存在，很少形成硫化物，或只形成低硫的硫化物

5、如磁黄铁矿（FeS）、毒砂（FeAsS）、辉钼矿（MoS）等。14（3）中温热液阶段（T=300-200℃），H2S在弱碱—碱性环境易分解成离子状态H2S——HS-+H+HS-——S2-+H+可形成高硫的硫化物如黄铁矿、胶黄铁矿等。（4）低温热液阶段（T<200℃），SO42-可形成硫酸盐矿物如石膏、重晶石等。随着温度下降，H2S在水中的溶解度逐渐增大，故在低温-中温阶段易于形成大量的硫化物堆积沉淀。153）氧——O2主要是氧化作用。氧的状态随空间不同而发生改变（1）在深部，气水热液中含氧较少，有利于形成硫化物和元素低价离子的化合物；（2

6、）在浅部，气水热液中游离氧浓度增加，形成高价元素离子的氧化物和硫酸盐矿物。有些元素具有显著亲氧性，如铀和钨等，在自然条件下并不形成硫化物，直到热液中足够的氧离子浓度才沉淀。有些元素如金、银、铋等在热液中又不能形成氧化物，在还原条件下可形成自然元素沉淀。164）二氧化碳——CO2CO2可溶于水，形成H2CO3，并离解成HCO3-、CO32-。（1）在溶液中CO32-的含量与CO2溶解量成正比，且与pH值的变化有关：pH值减小，CO32-的浓度减小；pH值增大，CO32-的浓度增加。（2）由于CO2溶解度与温度成反比，因此高温阶段，在溶液中成

7、中性分子；中温及低温阶段，则可形成大量的碳酸盐矿物和碳酸盐化围岩蚀变。17二、气水热液来源热液来源岩浆热液地下水热液变质热液海水热液热液成因类型1、岩浆热液指与岩浆处于平衡或从岩浆中分出的气水溶液。据A.卡迪克等计算，基性岩浆含水不少于1%，有的可达5-6%；酸性岩浆含水不少于2%，有的可达10%。水从岩浆中分出的主要因素是由于温度和压力的降低。如岩浆上升到浅部，因压力较低而使岩浆分馏，水可呈蒸气状态逸出，然后再聚集成热水溶液；若深度较大、压力较高，则岩浆分馏作用可形成超临界溶液，冷却时直接转变成热水溶液。192、变质热液通过变质作用从受

8、变质的围岩中析出后汇集而成的热水溶液。据A.萨乌科夫计算，密度为2.5×103（kg/m3）的泥质沉积岩，变质时将失水5-1%；若以4%计，则1km3的沉积物中将释放出1亿t水。矿质来源：从变