矿床学06热液矿床（中南大学+地质工程专业A方向）77

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1、矿床学中南大学地质工程专业A方向第六章热液矿床6.1概念、特点及工业意义6.1.1概念热液矿床是指含矿热水溶液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等成矿方式形成的有用矿物堆积体。6.1.2主要特点热液矿床的主要特点如下：1）形成矿床的含矿热液是多来源的：成矿地质环境不同，因而形成众多的矿床类型，其矿床地质特征也各不相同；2）含矿热液的成分是复杂的：物质成分比较复杂，因而形成的矿床种类多，常可以综合利用；3）形成温度和深度较其它内生矿床低和浅：矿床形成的温度，一般在400℃以下，最高在500－600℃，最低在50℃

2、左右。矿床形成的深度：深－中深（4.5－1.5km），或浅到超浅（1.5km－近地表），甚至在地表形成；4）构造控制作用极为显著：各种构造空隙既是含矿热液运移的通道，又常是成矿物质沉淀的场所；5）成矿时间一般晚于围岩：属后生矿床。由于含矿热液作用于围岩，因而常具不同程度的围岩蚀变，有的矿床围岩蚀变十分显著；6）成矿方式：以充填作用和交代作用为主。7）矿石物质成分复杂：金属矿物以硫化物、氧化物、砷化物及含氧盐等为主，非金属矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。8）矿床的形成过程的多期多阶段性：热液矿床的成矿过程往往是长期而复杂的，常具明

3、显的多期性和多阶段性。不同的成矿期和成矿阶段，形成不同的矿物共生组合。6.1.3工业意义热液矿床类型众多，工业价值巨大。它包括大部分有色金属矿产（W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、As…等），一些对尖端科学有特殊意义的稀有和分散元素矿产（Li、Be、Ga、Ge、In、Cd…等）以及放射性元素（U）矿产。此外，还有Fe、Ni、Co和许多非金属矿产：硫、石棉、重晶石、萤石、水晶、明矾石、菱镁矿、冰洲石等。这些矿产在国民经济和国防工业中都是极为重要的。6.2热液矿床的分类热液矿床的形成，是一个长期复杂的过程，其影响因素甚多。多

4、年以来，很多学者对热液矿床进行过研究，提出了各种不同的分类方案。Ⅰ．岩浆气液矿床1）岩浆气液交代矿床：①与蚀变花岗岩有关的钠长岩化稀有、稀土元素矿床。②与蚀变花岗岩有关的云英岩化钨、锡矿床。③与蚀变基性－超基性岩有关的蛇纹石石棉－滑石矿床。2）岩浆热液充填－交代矿床：①高温热液矿床：W、Sn、Mo等。②中温热液矿床：Cu、Pb、Zn等。③低温热液矿床：Hg、Sb、As等。Ⅱ．非岩浆热液矿床1）碳酸盐岩层中的脉状铅、锌矿床。2）碳酸盐建造中的金矿床。3）砂页岩中的脉状铜矿床。4）砂岩中的铀－钒矿床。5）碳酸盐岩、砂岩中的脉状水晶矿床。6.3

5、岩浆气液矿床岩浆气液是指由岩浆结晶分异过程中分出的气水溶液，由它所形成的矿床即为岩浆气液矿床。6.3.1岩浆气液矿床成矿作用简述岩浆气液矿床一般认为是由岩浆分泌出来的含矿气水溶液，在侵人体内及其附近围岩中，以交代和充填的成矿方式，将有用物质聚集起来而形成的。⑴热液的形成在深部高温高压下，由于岩浆的演化，导致超临界流体的分离，当冷却至临界点以下就变成热液。当内压力超过外压力时，它们就可从岩浆房分出。由于大量挥发组份的存在，提高了金属在溶液中的溶解度。这些金属在溶液中主要呈硫化物、氧化物、氟化物、氯化物等络合物形式被搬运。⑵高温气液矿床的形成

6、在岩浆气液作用的早期，由于F、Cl阴离子大量存在，溶液pH值低，多呈酸性、弱酸性。此时，大量的W、Sn等矿物在合适的地质条件下富集形成高温热液脉状矿床。高温热液矿床的形成温度一般>300ºC。该类矿床所处的围岩多是一些非钙质岩石，如酸性岩浆岩或硅铝质岩石。当溶液分出后，未经长距离的搬运，即在酸性岩体的顶部或其上覆围岩中沉淀成矿。由于处在较深的环境下，降温缓慢，其它物理化学条件的变化也不显著，酸性溶液不易被中和，因而有利于高温矿物的沉淀。由于这种作用进行得很缓慢，因此往往能形成粗大的矿物晶体。它是本类矿床的显著特征之一。由于酸性围岩受到高温

7、气水溶液的交代作用，使长石水解为粗－中粒的石英和白云母，产生典型的云英岩化。3KAlSi3O8+2H+→KAl2(AlSi3O10)(OH)2+钾长石白云母+6SiO2＋2K+例如：高温气液钨矿床以黑钨矿石英脉产出，沿裂隙充填而成，属岩浆期后气化－热液矿床。一般来说矿化是晚期花岗岩演化的产物，绝大多数分布在复式岩体的边部，主要充填在早期花岗岩及围岩的裂隙中。⑶中温热液矿床的形成岩浆热液作用的中期，即在中温（200-300℃）、中深（1-3km）的条件下，则形成以硫化物、复硫盐类为主的多金属矿床，它们虽然与侵入体关系较密切，但在空间上有一定

8、距离。由于热液的温度降低，硫化物开始相对聚集，在向构造裂隙或减压部位运移过程中，特别是流经灰岩、泥灰岩和其它碳酸盐岩石时，溶液很快被中和，使原来酸性一弱酸性含矿溶液变为中性溶液，甚至呈弱硷性的