第五章__热水喷流沉积矿床(08).ppt

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1、第七章热水喷流沉积矿床第一节现代热水喷流成矿作用一、热卤水成矿作用二、现代洋底热水喷流成矿作用第二节热水喷流矿床的类型及特征一、热水喷流沉积矿床分类二、与火山岩有关的块状硫化物矿床（VMS）三沉积岩中的块状硫化物矿床（SMS）热水喷流成矿作用是近代成矿理论研究的重大发展，已经成为当前矿床学、地球化学研究的热点课题之一。20世纪50年代以前，有些学者曾经提出过与热水喷流沉积成矿作用有关的看法，甚至提出过海底喷气-沉积成矿的假说,由于受当时的技术条件和人们对成矿作用认识的限制，虽然引起了一定的反响，但并未得到普遍的认可。随着20世纪60年代初

2、，在红海AtlantisⅡ海渊中发现热卤水和多金属软泥，揭开了现代海底热水活动与金属硫化物沉积成矿研究的序幕，海底热水喷流沉积成矿作用的研究也开始得到普遍重视。热水喷流沉积矿床历史沿革Rider（1973）把海底喷气-沉积成矿由假说上升到理论，引起了世界大多数相关学者的共鸣。1976年和1979年，相继在东太平洋Galapagos扩张中心和EPR21°N的大洋中脊分别发现了低温海底热水喷流活动和正在形成硫化物矿床的黑烟囱——高温洋底热水喷流系统。这些发现使喷流成矿作用的研究达到新的高潮，使喷流成矿理论和块状硫化物成矿作用研究取得了长足的进

3、展。1986年的第七届国际矿床成因会议的召开是一个重要的标志，当时M.J.Russell正式将这类矿床称为SEDEX(sedimentaryexhalativedeposit)型矿床。喷流沉积矿床定义海底考察和研究表明，现代洋底高温喷流成矿作用具有两套成矿系统，即喷口以下的热水补给系统和喷口以上的喷流沉积系统。热水喷流沉积成矿作用泛指不同成因的（含矿）热水在喷溢出海底的过程中，在喷流口以下的热液通道中通过充填、交代作用，在喷流口以上的海底则通过与冷海水之间的相互作用，使热水中所携带的物质组分分别在热液通道和海底沉淀下来而富集成矿的过程。这

4、种作用使热水中的矿质富集并形成的矿床，称之为“喷流沉积矿床”。矿床特征（1）矿床伴有典型的喷流岩（热水沉积岩），以此区别于其他类型矿床。这些岩石主要是硅质岩、条带状含电气石岩或电气石岩、条带状含长石岩或富长石岩、透辉岩与透闪岩（或双透岩）、重晶石或石膏层等。（2）矿床具有层控及时控特征。在某一地区内矿体往往赋存于一定层位，如长江中下游断裂拗陷带中铁、铜矿床多产于中石炭统黄龙灰岩下部。（3）这类矿床的矿体往往呈层状、似层状或透镜状产于地层中，且矿体一般随地层褶皱而褶皱。部分矿床具典型的“双层”构造，上部为层状矿体，下部为细脉状、筒状含矿蚀变

5、体。（4）矿体和矿石具有微层理甚至微细沉积韵律，反映了同生沉积的特征。（5）具有与现代海底热水喷流成矿作用相似的两套成矿系统。需要强调指出的是，热水喷流成矿作用的研究应包括现代海底热水喷流作用和古老热水喷流矿床两大部分，可以说前者是后者的重要基础，后者是前者的应用和深化，这两个方面的共同研究正促进着热水喷流沉积成矿理论的发展。岩石圈板块边界与现代海底已知热水喷流系统（黑实心圆）（据Herzig等，1995）陆内弧后（Okinawa海槽型）洋内弧后（Lau盆地型）大洋中脊陆内裂谷（红海AtlantisⅡ海渊型）现代热水喷流活动的大地构造背景

6、分为四类：大洋中脊、洋内弧后（Lau盆地型）陆内弧后（Okinawa海槽型）、陆内裂谷（红海AtlantisⅡ海渊型）（一）红海热卤水成矿红海热水系统是一个与裂谷作用有关的、受岩浆热驱动的热水对流体系，是现今已知的通过同生作用使硫化物堆积，且局部达到工业品位的最著名的实例。红海中目前至少已发现13个热卤水池，最大、热流体活动最强的当属最早发现的AtlantisⅡ海渊，这里有5km3盐度大约为26%的热卤水，其中溶解了大量的各类金属组分。在大约50km2的范围内，形成了微细（大多数颗粒小于2μm）、薄层的氧化物、硅酸盐、硫化物、硫酸盐和碳酸

7、盐组成的多金属软泥，其中的孔隙流体含量可达95%。据大多数学者的研究，AtlantisⅡ海渊中的富硫化物沉积物在许多方面与火山块状硫化物矿床相似。（二）Salton海热卤水成矿同样与裂谷作用有关的Salton海的热水对流体系，被认为是沉积岩中古老块状硫化物矿床的最好的现代实例。Salton海位于美国加利福尼亚南部，热卤水温度最高可达360℃，具高盐度的特点，可达25%-30%。估计热卤水的体积为11.6km3，水深达3km。据White（1981）的研究，其中含Zn5×106t，Pb9×105t,As1.2×105t，Cu6×104t，C

8、d2×104t，和Ag1×104t。沉淀在卤水排泄口附近的富硫化物硅质沉积物中，经分析含有多种硫化物，且Cu和Ag的含量极高，分别可达20%和8%。Salton海中流体系统的氢、氧同位素显示，