矿床学6-热液概述.ppt

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1、第六章：气水热液矿床概　论斑岩火山角砾岩火山岩碎屑岩泥化黄铁矿化带浅成低温带中温带斑岩带大量的地质资料表明，在内生成矿作用过程中，除了有在岩浆结晶的主要阶段形成的岩浆矿床在岩浆结晶之后形成的伟晶岩矿床之外，在地壳中还有另一大类矿床，即与各种成因的气水热液有关的“气水热液矿床”。一、气水热液及其在内生矿床中的意义1.气水热液的概念“气水热液”是指在一定深度下形成的，具有一定温度和压力的含多种挥发组分和成矿元素的气态或液态水溶液（简称热液）。定义a、主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%）；b、其他挥发组分

2、：HCl、HF、H2S、CO2、B、（As）；c、主要金属元素：K、Na、Ca、Mg；d、常见成矿金属元素：黑色金属元素Fe、Mn，有色金属元素Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，贵金属元素Au、Ag，稀有金属元素Li、Be、Nb、Ta，放射性元素U、Th。成分a、温度变化范围：50-800ºC，一般成矿温度：100-600ºC;盐度：5%-40%；压力：40-2500atm。b、状态：气态（高温低压条件）、液态（高压中低温条件）、超临界状态（高温高压条件）在成矿作用过程中，热液能把深部的矿质以

3、及分散在岩石中的成矿元素萃取出来，初步集中，把它们携带到一定的构造-岩石中，通过充填、交代等成矿方式，把矿质沉淀下来，形成矿床。通过含矿流体(包括气相、液相、超临界流体)作用而生成的后生矿床称热液矿床或气化热液矿床。2.气水热液的成矿意义形成的矿床主要有：接触交代矿床和热液矿床温度及物理 状态有关矿种：a、主要金属矿产：Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、Ta，U、Thb、非金属矿产：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

4、、滑石、菱镁矿等。二、热液的成因（类型）气水热液的来源是这类矿床的一个重要问题。由于其来源十分复杂，因此人们曾提出过多种看法，争议较大。这个问题，也是人们目前大力研究的一个课题。气水热液的来源可分为四种基本来源，五种类型。资料表明，成矿的热水溶液是多组分体系，其来源是多途径，类型是多种多样的，而且不同来源和成因的溶液常常是相互掺杂混合，它们的形成常常有一个漫长的发展过程。1、成因：岩浆热液是岩浆中所含的H2O及其他挥发组分在岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由于温度、压力和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析出

5、形成的。（一）岩浆热液2、特征：岩浆热液H2O的氢氧同位素值一般变化范围是δ18ΟH2O=6‰-9‰，δD=-48‰--80‰,此外多有高盐度、富K＋的特征。很多证据表明岩浆中有水存在，快速冷却的火山岩含水一般为0.2%~5%，最高可达12％(如某些松脂岩)；另外岩浆岩中大量的含水硅酸盐矿物也是岩浆含水的最好证明。按Holland的实验，只有当与硅酸盐熔浆共存的蒸气相中H2O分压超过4.94×107Pa时，黑云母和角闪石才可从英安质熔体中析出，形成斑晶。这些水可以构成岩浆流体的主要来源。对热液矿床中矿物及

6、其中流体包裹体氢氧同位素成分的分析结果，也证实部分热液矿床形成的早期，确有岩浆流体存在。Bumham(1979)实验表明，岩浆中溶解的H2O重量百分比随压力的升高而加大。影响岩浆流体从岩浆析出的过程和数量的因素岩浆结晶的深度初始含水量围岩渗透性裂隙系统发育程度1、成因：变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压力不断增加依次释放出来的粒间水、矿物的结晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。如沉积岩（含水20～30%）→绿片岩相（一般含水6%）→角闪岩相（含水1～2%）→麻粒岩相（含水0.5%），可见变质过程中可产

7、生大量的变质热液。（二）变质热液2、特征：变质热液H2O的δ18O=5‰～25‰，δD=-20‰～-65‰，多富CO2。指直接来源于上地幔“去气作用”（“脱气”，“除气”）所形成的气水热液。这种气液从未参加过水循环作用，在地球形成时期就已存在。一般通过测量上地幔硅酸盐的H-O同位素组成来推断“初生水”的组成。其氢氧同位素为:——δD=-48‰（或-70‰～-30‰），——δ18OH2O=7‰（或6‰～8.5‰）成分中CO2含量很高，可达78.54%，且常见纯CO2（占100%）的包裹体，其中金属元素以富含

8、Fe，Mg，Mn为特征。（三）初生水，或原生水，或“地幔热液”（四）地下水热液又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶液。①同生沉积溶液——又叫同生水；——建造水（地层水）：是指在沉积物形成时一起被埋入在沉积物中或在成岩过程中产生的溶液，这些溶液在沉积物固结成岩之后或成岩期后的挤压作用而汇集在一起形成“囚水”，“封存水”，“建造水（地层水）”。按照沉积背景的不同，又可分为海成溶液和陆成溶液。②后生下渗溶液指由地表大气降水和海