氣水熱液礦床概論

1、氣水熱液礦床氣水熱液礦床概論概論斑巖斑巖火山角礫巖火山角礫巖火山巖火山巖碎屑巖碎屑巖泥化泥化黃鐵礦化帶黃鐵礦化帶淺成低溫帶淺成低溫帶中溫帶中溫帶斑巖帶斑巖帶 大量的地質(zhì)資料表明，在內(nèi)生成礦作用大量的地質(zhì)資料表明，在內(nèi)生成礦作用過(guò)程中，除了有在巖漿結(jié)晶的主要階段形成的過(guò)程中，除了有在巖漿結(jié)晶的主要階段形成的巖漿礦床在巖漿結(jié)晶之后形成的偉晶巖礦床之巖漿礦床在巖漿結(jié)晶之后形成的偉晶巖礦床之外，在地殼中還有另一大類礦床，即與各種成外，在地殼中還有另一大類礦床，即與各種成因的氣水熱液有關(guān)的因的氣水熱液有關(guān)的“氣水熱液礦床氣水熱液礦床”。 一、一、氣水熱液及其在內(nèi)生礦床中的意義氣水熱液及其在內(nèi)生礦床中的意

2、義 1.1.氣水熱液的概念氣水熱液的概念“氣水熱液氣水熱液”是指在一定深度下形成的，具有一定是指在一定深度下形成的，具有一定溫度和壓力的溫度和壓力的含多種揮發(fā)組分和成礦元素的氣態(tài)含多種揮發(fā)組分和成礦元素的氣態(tài)或液態(tài)水溶液（簡(jiǎn)稱熱液）。或液態(tài)水溶液（簡(jiǎn)稱熱液）。定義定義 a a、主要成份：、主要成份：H H2 2O O（鹽度一般為幾（鹽度一般為幾%幾十幾十% %）；）； b b、其他揮發(fā)組分：、其他揮發(fā)組分：HClHCl、HFHF、H H2 2S S、COCO2 2、B B、（、（AsAs）；）； c c、主要金屬元素：、主要金屬元素：K K、NaNa、CaCa、MgMg； d d、常見成礦金屬

3、元素：黑色金屬元素、常見成礦金屬元素：黑色金屬元素FeFe、MnMn，有色金屬，有色金屬元素元素CuCu、PbPb、ZnZn、W W、SnSn、MoMo、SbSb、HgHg，貴金屬元素，貴金屬元素AuAu、AgAg，稀有金屬元素，稀有金屬元素LiLi、BeBe、NbNb、TaTa，放射性元素，放射性元素U U、ThTh。成分成分 a a、溫度變化范圍：、溫度變化范圍：50-80050-800C C，一般成礦溫度：，一般成礦溫度：100-600100-600C;C;鹽度：鹽度：5%-40%5%-40%；壓力：；壓力：40-2500atm40-2500atm。 b b、狀態(tài)：氣態(tài)（高溫低壓條件）、

4、液態(tài)（高壓中、狀態(tài)：氣態(tài)（高溫低壓條件）、液態(tài)（高壓中低溫條件）、超臨界狀態(tài)（高溫高壓條件）低溫條件）、超臨界狀態(tài)（高溫高壓條件）在成礦作用過(guò)程中，熱液能把深部的礦質(zhì)以及分在成礦作用過(guò)程中，熱液能把深部的礦質(zhì)以及分散在巖石中的成礦元素萃取出來(lái)，初步集中，把它們散在巖石中的成礦元素萃取出來(lái)，初步集中，把它們攜帶到一定的構(gòu)造攜帶到一定的構(gòu)造- -巖石中，通過(guò)充填、交代等成礦方巖石中，通過(guò)充填、交代等成礦方式，把礦質(zhì)沉淀下來(lái)，形成礦床。式，把礦質(zhì)沉淀下來(lái)，形成礦床。 通過(guò)含礦流體通過(guò)含礦流體( (包括氣相、液相、超包括氣相、液相、超臨界流體臨界流體) )作用而生成的后生礦床稱作用而生成的后生礦床稱熱

5、液熱液礦床或氣化熱液礦床。礦床或氣化熱液礦床。2.2.氣水熱液的成礦意義氣水熱液的成礦意義形成的礦床主要有：形成的礦床主要有：接觸交代礦床和熱液礦床接觸交代礦床和熱液礦床 溫度及物理溫度及物理 狀態(tài)狀態(tài)有關(guān)礦種：有關(guān)礦種： a a、主要金屬礦產(chǎn)：、主要金屬礦產(chǎn)：FeFe、MnMn，CuCu、PbPb、ZnZn、W W、SnSn、MoMo、SbSb、HgHg，AuAu、AgAg，LiLi、BeBe、NbNb、TaTa，U U、ThTh b b、非金屬礦產(chǎn)：、非金屬礦產(chǎn)：云母、石棉、螢石、水晶、明礬石、葉臘云母、石棉、螢石、水晶、明礬石、葉臘石、蛇紋巖，硫鐵礦、重晶石、天青石、滑石、菱鎂礦等。石、

6、蛇紋巖，硫鐵礦、重晶石、天青石、滑石、菱鎂礦等。 二、二、熱液的成因（類型）熱液的成因（類型）氣水熱液的來(lái)氣水熱液的來(lái)源是這類礦床的一源是這類礦床的一個(gè)重要問(wèn)題。由于個(gè)重要問(wèn)題。由于其來(lái)源十分復(fù)雜，其來(lái)源十分復(fù)雜，因此人們?cè)岢鲞^(guò)因此人們?cè)岢鲞^(guò)多種看法，爭(zhēng)議較多種看法，爭(zhēng)議較大。這個(gè)問(wèn)題，也大。這個(gè)問(wèn)題，也是人們目前大力研是人們目前大力研究的一個(gè)課題。氣究的一個(gè)課題。氣水熱液的來(lái)源可分水熱液的來(lái)源可分為四種基本來(lái)源，為四種基本來(lái)源，五種類型。五種類型。 資料表明，成資料表明，成礦的熱水溶液是多礦的熱水溶液是多組分體系，其來(lái)源組分體系，其來(lái)源是多途徑，類型是是多途徑，類型是多種多樣的，而且多種

7、多樣的，而且不同來(lái)源和成因的不同來(lái)源和成因的溶液常常是相互摻溶液常常是相互摻雜混合，它們的形雜混合，它們的形成常常有一個(gè)漫長(zhǎng)成常常有一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。的發(fā)展過(guò)程。 1 1、成因：、成因：巖漿熱液是巖漿中所含的巖漿熱液是巖漿中所含的H H2 2O O及其他揮發(fā)組分在及其他揮發(fā)組分在巖漿上侵和冷凝結(jié)晶過(guò)程中，由于溫度、壓力和成分的變巖漿上侵和冷凝結(jié)晶過(guò)程中，由于溫度、壓力和成分的變化與其所溶解的化學(xué)成分一起被析出形成的?；c其所溶解的化學(xué)成分一起被析出形成的。（一）巖漿熱液（一）巖漿熱液 2 2、特征：、特征：巖漿熱巖漿熱液液H H2 2O O的氫氧同位的氫氧同位素值一般變化范圍素值一般變化范圍

8、是是1818HH2 2O=6-O=6-99，D=-48-D=-48-80,80,此外多有高此外多有高鹽度、富鹽度、富K K的特的特征。征。 很多證據(jù)表明巖漿很多證據(jù)表明巖漿中有水存在，快速冷卻中有水存在，快速冷卻的火山巖含水一般為的火山巖含水一般為0.2%5%，最高可達(dá)，最高可達(dá)12(如某些松脂巖如某些松脂巖)；另外；另外巖漿巖中大量的含水硅巖漿巖中大量的含水硅酸鹽礦物也是巖漿含水酸鹽礦物也是巖漿含水的最好證明。的最好證明。 按按Holland的實(shí)驗(yàn)，只有當(dāng)與硅酸鹽熔漿共存的蒸氣相的實(shí)驗(yàn)，只有當(dāng)與硅酸鹽熔漿共存的蒸氣相中中H2O分壓超過(guò)分壓超過(guò)4.94107Pa時(shí)，黑云母和角閃石才可從英時(shí)，黑

9、云母和角閃石才可從英安質(zhì)熔體中析出，形成斑晶。這些水可以構(gòu)成巖漿流體的安質(zhì)熔體中析出，形成斑晶。這些水可以構(gòu)成巖漿流體的主要來(lái)源。對(duì)熱液礦床中礦物及其中流體包裹體氫氧同位主要來(lái)源。對(duì)熱液礦床中礦物及其中流體包裹體氫氧同位素成分的分析結(jié)果，也證實(shí)部分熱液礦床形成的早期，確素成分的分析結(jié)果，也證實(shí)部分熱液礦床形成的早期，確有巖漿流體存在。有巖漿流體存在。 Bumham(1979)實(shí)實(shí)驗(yàn)表明，巖漿中溶解的驗(yàn)表明，巖漿中溶解的H2O重量百分比隨壓力重量百分比隨壓力的升高而加大。的升高而加大。影響巖漿流影響巖漿流體從巖漿析體從巖漿析出的過(guò)程和出的過(guò)程和數(shù)量的因素?cái)?shù)量的因素巖漿結(jié)晶的深度巖漿結(jié)晶的深度初始

10、含水量初始含水量圍巖滲透性圍巖滲透性裂隙系統(tǒng)發(fā)育程度裂隙系統(tǒng)發(fā)育程度1 1、成因：、成因：變質(zhì)熱液是巖石變質(zhì)熱液是巖石在變質(zhì)過(guò)程中隨變質(zhì)溫度和在變質(zhì)過(guò)程中隨變質(zhì)溫度和壓力不斷增加依次釋放出來(lái)壓力不斷增加依次釋放出來(lái)的粒間水、礦物的結(jié)晶水和的粒間水、礦物的結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水溶解了成礦物質(zhì)形成結(jié)構(gòu)水溶解了成礦物質(zhì)形成的。如沉積巖（含水的。如沉積巖（含水202030%30%）綠片巖相（一般含綠片巖相（一般含水水6%6%）角閃巖相（含水角閃巖相（含水1 12%2%）麻粒巖相（含水麻粒巖相（含水0.5%0.5%），可見變質(zhì)過(guò)程中可），可見變質(zhì)過(guò)程中可產(chǎn)生大量的變質(zhì)熱液。產(chǎn)生大量的變質(zhì)熱液。（二）變質(zhì)熱液（二

11、）變質(zhì)熱液2 2、特征：、特征：變質(zhì)熱液變質(zhì)熱液H H2 2O O的的1818O=5O=52525，D=-D=-2020-65-65，多富，多富COCO2 2。指直接來(lái)源于上地幔指直接來(lái)源于上地?！叭庾饔萌庾饔谩?（“脫氣脫氣”，“除氣除氣”）所形成的氣水熱液。）所形成的氣水熱液。 這種氣液從未參加過(guò)水循環(huán)作用，在地球形成時(shí)這種氣液從未參加過(guò)水循環(huán)作用，在地球形成時(shí)期就已存在。期就已存在。 一般通過(guò)測(cè)量上地幔硅酸鹽的一般通過(guò)測(cè)量上地幔硅酸鹽的H-O同位素組成來(lái)同位素組成來(lái)推斷推斷“初生水初生水”的組成。的組成。 其氫氧同位素為其氫氧同位素為: D=-48（或（或-70-30），）， 18O

12、H2O=7（或（或68.5） 成分中成分中CO2含量很高，可達(dá)含量很高，可達(dá)78.54%，且常見純，且常見純CO2（占（占100%）的包裹體，其中金屬元素以富含）的包裹體，其中金屬元素以富含F(xiàn)e，Mg，Mn為特征。為特征。 （三）初生水，或原生水，或（三）初生水，或原生水，或“地幔熱液地幔熱液”（四）地下水熱液（四）地下水熱液又可分成兩個(gè)亞類：同生沉積溶液和后生下滲溶液。又可分成兩個(gè)亞類：同生沉積溶液和后生下滲溶液。 同生沉積溶液同生沉積溶液 又叫同生水；又叫同生水； 建造水（地層水）：建造水（地層水）： 是指在沉積物形成時(shí)一起被埋入在沉積物中或在是指在沉積物形成時(shí)一起被埋入在沉積物中或在成巖

13、過(guò)程中產(chǎn)生的溶液，這些溶液在沉積物固結(jié)成巖成巖過(guò)程中產(chǎn)生的溶液，這些溶液在沉積物固結(jié)成巖之后或成巖期后的擠壓作用而匯集在一起形成之后或成巖期后的擠壓作用而匯集在一起形成“囚囚水水” ，“封存水封存水” ，“建造水（地層水）建造水（地層水）”。 按照沉積背景的不同，又可分為海成溶液和陸成按照沉積背景的不同，又可分為海成溶液和陸成溶液。溶液。 后生下滲溶液后生下滲溶液 指由地表大氣降水和指由地表大氣降水和海水沿著巖石的裂隙或海海水沿著巖石的裂隙或海底裂隙、間隙、孔洞等下底裂隙、間隙、孔洞等下滲到地殼不同的深度形成滲到地殼不同的深度形成的溶液。的溶液。 大氣水熱液及其成礦模式大氣水熱液及其成礦模式（

14、斯米爾諾夫）（斯米爾諾夫） 大氣降水可下滲到大氣降水可下滲到深約深約1215km處。這些水加熱升處。這些水加熱升溫，以至其溫度達(dá)到溫，以至其溫度達(dá)到300400 。 水的密度小，巖石的滲水的密度小，巖石的滲透率減弱，地下水熱液便不透率減弱，地下水熱液便不再向下滲透。于是向著上昂再向下滲透。于是向著上昂的方向，或沿著斷層，向著的方向，或沿著斷層，向著減溫減壓的方向循環(huán)流動(dòng)。減溫減壓的方向循環(huán)流動(dòng)。這種地下水熱液在這種地下水熱液在循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，不斷循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，不斷發(fā)生發(fā)生“水水-巖反應(yīng)巖反應(yīng)”，從圍巖，礦源層，甚至從圍巖，礦源層，甚至從已形成的礦床中溶解從已形成的礦床中溶解萃取大量成礦物質(zhì)以

15、及萃取大量成礦物質(zhì)以及鹽類，形成含礦熱鹵水鹽類，形成含礦熱鹵水或含礦熱液：或含礦熱液：水水熱水熱水熱鹵水熱鹵水含礦熱液（含礦熱鹵水）含礦熱液（含礦熱鹵水）大氣水熱液及其成礦模式大氣水熱液及其成礦模式（斯米爾諾夫）（斯米爾諾夫）海水海水 海水也屬于大海水也屬于大氣降水一大類，但氣降水一大類，但海水中的化學(xué)組成海水中的化學(xué)組成顯然與地表的大氣顯然與地表的大氣降水不完全一樣。降水不完全一樣。海水的含鹽度約為海水的含鹽度約為3.5%NaCl3.5%NaCl，海水沿，海水沿著海底的深大斷裂著海底的深大斷裂下滲到洋殼深處，下滲到洋殼深處，形成環(huán)流熱液。形成環(huán)流熱液。海水熱液及其成礦模式海水熱液及其成礦模式

16、海水可以在海底巖石海水可以在海底巖石中下滲幾公里，甚至十幾中下滲幾公里，甚至十幾公里，然后變成上昂熱液，公里，然后變成上昂熱液，在深部的環(huán)流過(guò)程中，可在深部的環(huán)流過(guò)程中，可以與所途徑的巖石發(fā)生水以與所途徑的巖石發(fā)生水巖反應(yīng)，變成含礦熱鹵水，巖反應(yīng)，變成含礦熱鹵水，然后沿著海底斷裂上升至然后沿著海底斷裂上升至海底，形成海底噴發(fā)和海海底，形成海底噴發(fā)和海底底“煙囪煙囪”。 近代海水的近代海水的DD和和1818OHOH2 2O O都近于都近于00（或均（或均為為1155）含）含SOSO4 42-2-，鹽，鹽度度3.5%3.5%。黑礦型礦床簡(jiǎn)要橫剖面圖黑礦型礦床簡(jiǎn)要橫剖面圖特征特征：大氣降水的同位素大

17、氣降水的同位素組成隨海拔高度、緯度、組成隨海拔高度、緯度、溫度的變化有規(guī)律地改變，溫度的變化有規(guī)律地改變，一般說(shuō)來(lái)，大氣降水的同一般說(shuō)來(lái)，大氣降水的同位素組成位素組成 D=-340+50， 18O=-44+10。 接近大氣降水線，溫接近大氣降水線，溫度多屬中、低溫，多富度多屬中、低溫，多富CaCa2 2、NaNa）（五）混合水（五）混合水指上述各種水溶液不同程度、不同比例的混合。指上述各種水溶液不同程度、不同比例的混合。由于水、巖石間的同位素交換反應(yīng)，水的由于水、巖石間的同位素交換反應(yīng)，水的D和和18O均有變化。均有變化。 三、三、熱液中主要揮發(fā)組分的性狀及其影響熱液中主要揮發(fā)組分的性狀及其影

18、響 1 1、鹵族元素：熱液中主要鹵族元素是、鹵族元素：熱液中主要鹵族元素是F F和和ClCl。 熱液中揮發(fā)組分對(duì)成礦物質(zhì)活化、搬運(yùn)和沉熱液中揮發(fā)組分對(duì)成礦物質(zhì)活化、搬運(yùn)和沉淀都有重要影響，所以這些組分在熱液中的化學(xué)淀都有重要影響，所以這些組分在熱液中的化學(xué)性質(zhì)和存在狀態(tài)是值得我們探討的。性質(zhì)和存在狀態(tài)是值得我們探討的。 a a、鹵族元素的化合物（尤其是氯化物）是強(qiáng)電解質(zhì)，、鹵族元素的化合物（尤其是氯化物）是強(qiáng)電解質(zhì)，電解后強(qiáng)烈影響熱液的電解后強(qiáng)烈影響熱液的pHpH值；值； b b、大部分金屬元素的鹵化物都有較大的溶解度，很、大部分金屬元素的鹵化物都有較大的溶解度，很多金屬元素均可與鹵族元素形成

19、易溶絡(luò)合物，還有部多金屬元素均可與鹵族元素形成易溶絡(luò)合物，還有部分鹵化物高溫時(shí)具有揮發(fā)性質(zhì)。鹵族元素的這些重要分鹵化物高溫時(shí)具有揮發(fā)性質(zhì)。鹵族元素的這些重要性質(zhì)有助于熱液中有用組分的遷移。性質(zhì)有助于熱液中有用組分的遷移。 2 2、硫：、硫： a a、氧化態(tài)為、氧化態(tài)為SOSO4 42-2-，與，與ClCl- -性狀相似，影響熱液的性狀相似，影響熱液的pH值和有值和有助于大部分金屬元素的遷移，也可形成難溶硫酸鹽而沉淀助于大部分金屬元素的遷移，也可形成難溶硫酸鹽而沉淀成礦，如重晶石（成礦，如重晶石（BaSOBaSO4 4）。）。 b b、還原態(tài)、還原態(tài)H H2 2S S，是弱電解質(zhì)和重要的礦化劑，

20、性狀如下：，是弱電解質(zhì)和重要的礦化劑，性狀如下：(a)(a)400400C C，H H2 2S S為中性分子，不電離，或分解為為中性分子，不電離，或分解為S S和和H H2 2。 (b)(b)400400C C，H H2 2S S開始電離，開始電離， H H2 2S=HS=H+ +HS+HS- -，k k1 1=H=H+ +HSHS- -/H/H2 2S=8.4S=8.41010-8-8 HS HS- -?？膳c多種金屬元素結(jié)合形成絡(luò)合物，有助于元?？膳c多種金屬元素結(jié)合形成絡(luò)合物，有助于元素在熱液中遷移。素在熱液中遷移。 HS-=H+S2-，k2=H+S2-/HS-=1.210-15 S2-常與

21、金屬陽(yáng)離子結(jié)合形成難溶的硫化物而沉淀成礦。常與金屬陽(yáng)離子結(jié)合形成難溶的硫化物而沉淀成礦。 上式可見，影響上式可見，影響H2S解離的因素是熱液中解離的因素是熱液中H2S的濃度的濃度和和pH值：值：H2S的溶解度又與壓力呈正相關(guān)，與溫度呈負(fù)的溶解度又與壓力呈正相關(guān)，與溫度呈負(fù)相關(guān)；相關(guān)； pH值低，溶液中值低，溶液中HS-高，有利于礦質(zhì)的遷移，高，有利于礦質(zhì)的遷移，pH值高溶液中值高溶液中S2-高，有利于硫化物的沉淀。高，有利于硫化物的沉淀。3 3、COCO2 2高溫條件下為中性分子，溫度降低水合為高溫條件下為中性分子，溫度降低水合為H H2 2COCO3 3并解離，并解離， H H2 2COCO

22、3 3 =H =H+ +HCO+HCO3 3( (利于礦質(zhì)遷移利于礦質(zhì)遷移) ) HCO HCO3 3=H=H+ +CO+CO3 32 2（有利于形成難溶碳酸鹽（有利于形成難溶碳酸鹽沉淀成礦）沉淀成礦）, , 與與H H2 2S S性狀相似，性狀相似，HCOHCO3 3 和和COCO3 32 2 與熱液與熱液的溫度、壓力和的溫度、壓力和pHpH值有關(guān)，溫度降低和值有關(guān)，溫度降低和pHpH值升高值升高有利于成礦元素以碳酸鹽沉淀。有利于成礦元素以碳酸鹽沉淀。 在巖漿結(jié)晶過(guò)程中，巖漿中的成礦物質(zhì)隨著巖漿熱在巖漿結(jié)晶過(guò)程中，巖漿中的成礦物質(zhì)隨著巖漿熱液的析出，以各種形式進(jìn)入熱液，形成含礦熱液。液的析出

23、，以各種形式進(jìn)入熱液，形成含礦熱液。 FeFe2+2+、FeFe3+3+、CuCu+ +、CuCu2+2+、PbPb2+2+、ZnZn2+2+等，易形成氯絡(luò)等，易形成氯絡(luò)合物，因此熱液和巖漿中合物，因此熱液和巖漿中ClCl- -的濃度高低與熱液形成礦床的濃度高低與熱液形成礦床的能力有一定關(guān)系。的能力有一定關(guān)系。 其他揮發(fā)性組分，如其他揮發(fā)性組分，如COCO2 2、COCO、H H2 2S S、SOSO2 2、HFHF等與巖等與巖漿熱液的含礦性也有關(guān)系。漿熱液的含礦性也有關(guān)系。 四、成礦物質(zhì)的來(lái)源四、成礦物質(zhì)的來(lái)源 1 1巖漿熔體巖漿熔體 不同來(lái)源的熱液，在其源區(qū)或其運(yùn)移過(guò)程中與不同來(lái)源的熱液，

24、在其源區(qū)或其運(yùn)移過(guò)程中與不同類型的地殼巖石發(fā)生反應(yīng)，從而捕獲其中的成不同類型的地殼巖石發(fā)生反應(yīng)，從而捕獲其中的成礦物質(zhì)，形成含礦熱液，進(jìn)而成礦。礦物質(zhì)，形成含礦熱液，進(jìn)而成礦。 2 2地殼巖石地殼巖石 幾個(gè)因素決定了地殼巖石對(duì)熱液成礦作用過(guò)程中成礦幾個(gè)因素決定了地殼巖石對(duì)熱液成礦作用過(guò)程中成礦物質(zhì)的供應(yīng)：物質(zhì)的供應(yīng)： 巖石中成礦組分的最初含量；巖石中成礦組分的最初含量； 熱液流體循環(huán)過(guò)程中所影響的巖石的體積熱液流體循環(huán)過(guò)程中所影響的巖石的體積( (范圍范圍) )； 巖石和所流經(jīng)的熱液之間發(fā)生水巖反應(yīng)的強(qiáng)度；巖石和所流經(jīng)的熱液之間發(fā)生水巖反應(yīng)的強(qiáng)度； 水水- -巖比值巖比值( (即參與反應(yīng)的流體

25、質(zhì)量和發(fā)生反應(yīng)的巖即參與反應(yīng)的流體質(zhì)量和發(fā)生反應(yīng)的巖石質(zhì)量之比石質(zhì)量之比) )的大小。的大小。 同生熱液同生熱液可以把原來(lái)沉積物中所含的鉛、鋅，在可以把原來(lái)沉積物中所含的鉛、鋅，在建造水釋放過(guò)程中帶出，某些含鉛、鋅較高的油田鹵建造水釋放過(guò)程中帶出，某些含鉛、鋅較高的油田鹵水即可能屬于這種成因。水即可能屬于這種成因。 變質(zhì)熱液變質(zhì)熱液可以從變質(zhì)原巖中帶出或從所流經(jīng)的巖可以從變質(zhì)原巖中帶出或從所流經(jīng)的巖石中萃取成礦物質(zhì)。石中萃取成礦物質(zhì)。 巖漿熱液巖漿熱液除了可以把巖漿中的成礦組分帶出外，除了可以把巖漿中的成礦組分帶出外，由于其高溫特點(diǎn)所決定的高搬運(yùn)能力，往往會(huì)捕獲所由于其高溫特點(diǎn)所決定的高搬運(yùn)能

26、力，往往會(huì)捕獲所流經(jīng)的巖石中的成礦物質(zhì)而成礦。流經(jīng)的巖石中的成礦物質(zhì)而成礦。 不斷加熱的不斷加熱的大氣水熱液大氣水熱液在其循環(huán)過(guò)程中，會(huì)淋濾在其循環(huán)過(guò)程中，會(huì)淋濾所接觸的地殼巖石中的成礦物質(zhì)，形成熱液礦床。所接觸的地殼巖石中的成礦物質(zhì)，形成熱液礦床。 針對(duì)地殼巖石對(duì)成礦的物質(zhì)貢獻(xiàn)，礦床學(xué)家提出針對(duì)地殼巖石對(duì)成礦的物質(zhì)貢獻(xiàn)，礦床學(xué)家提出了了“礦源層礦源層”(source bed)(source bed)的概念。的概念。 這一概念最初是由澳大利亞人這一概念最初是由澳大利亞人C.L.Knight)C.L.Knight)于于19571957年首先提出的，其出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為許多重要礦床和年首先提出的，其出發(fā)

27、點(diǎn)是認(rèn)為許多重要礦床和侵入巖之間并不存在成因聯(lián)系。相反，這些礦床的產(chǎn)侵入巖之間并不存在成因聯(lián)系。相反，這些礦床的產(chǎn)出卻與某一特殊的沉積層顯示出重要關(guān)系，它們是成出卻與某一特殊的沉積層顯示出重要關(guān)系，它們是成礦物質(zhì)的提供者。礦物質(zhì)的提供者。 目前目前包括能夠提供礦質(zhì)的所有巖石，都稱之為包括能夠提供礦質(zhì)的所有巖石，都稱之為“礦源巖礦源巖” (source rock)。 地幔流體的活動(dòng)可以把分散在上地幔中的成礦物質(zhì)地幔流體的活動(dòng)可以把分散在上地幔中的成礦物質(zhì)活化、遷移到地殼中成礦?；罨?、遷移到地殼中成礦。 3 3上地幔上地幔 如膠東半島金礦、四川大水溝碲如膠東半島金礦、四川大水溝碲金礦以及河北東坪金

28、礦以及河北東坪金礦等，已經(jīng)有不同的研究者相繼提出地幔流體和地幔物金礦等，已經(jīng)有不同的研究者相繼提出地幔流體和地幔物質(zhì)參與成礦的認(rèn)識(shí)。質(zhì)參與成礦的認(rèn)識(shí)。 由于受技術(shù)條件的限制，對(duì)參與熱液成礦作用的地幔由于受技術(shù)條件的限制，對(duì)參與熱液成礦作用的地幔成礦物質(zhì)的識(shí)別，目前尚處在不斷的探索之中。成礦物質(zhì)的識(shí)別，目前尚處在不斷的探索之中。 五、含礦五、含礦熱液的運(yùn)移熱液的運(yùn)移（一）運(yùn)移的動(dòng)力（一）運(yùn)移的動(dòng)力 內(nèi)壓力內(nèi)壓力： 溶液依靠自身的力量，打開通道而發(fā)生上升運(yùn)移，溶液依靠自身的力量，打開通道而發(fā)生上升運(yùn)移，即處入地下較深處的礦液由于其本身的內(nèi)壓力推動(dòng)，即處入地下較深處的礦液由于其本身的內(nèi)壓力推動(dòng)，熱液

29、沿著各種大小裂隙、破碎帶運(yùn)動(dòng)。熱液沿著各種大小裂隙、破碎帶運(yùn)動(dòng)。1.1.壓力梯度：壓力梯度： 外壓力：外壓力： 當(dāng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)則可產(chǎn)出大量斷層，勾通了地當(dāng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)則可產(chǎn)出大量斷層，勾通了地殼深處巖漿活動(dòng)的地區(qū)或地下深處匯集在一起的熱液殼深處巖漿活動(dòng)的地區(qū)或地下深處匯集在一起的熱液區(qū)，促使深處的熱液在地表不同部位壓力差的驅(qū)使下區(qū)，促使深處的熱液在地表不同部位壓力差的驅(qū)使下向減壓方向運(yùn)移。向減壓方向運(yùn)移。 虹吸作用：虹吸作用：當(dāng)構(gòu)造形成大量裂隙時(shí)，尤其是那些隱伏于地下當(dāng)構(gòu)造形成大量裂隙時(shí)，尤其是那些隱伏于地下并未與地表勾通的裂隙，開始形成張口，此時(shí)裂隙中并未與地表勾通的裂隙，開始形成張口，

30、此時(shí)裂隙中處于真空狀態(tài)，產(chǎn)生負(fù)壓力，從而能吸取周圍的含礦處于真空狀態(tài)，產(chǎn)生負(fù)壓力，從而能吸取周圍的含礦熱液（虹吸作用熱液（虹吸作用)。這實(shí)質(zhì)上也是壓力差所產(chǎn)生的運(yùn)移，。這實(shí)質(zhì)上也是壓力差所產(chǎn)生的運(yùn)移，大多數(shù)盲礦脈，如阿爾卑斯型大多數(shù)盲礦脈，如阿爾卑斯型Pb-Zn礦脈，被認(rèn)為是這礦脈，被認(rèn)為是這樣形成的。樣形成的。局部熱源，如地殼深部的巖漿熱能或變質(zhì)熱局部熱源，如地殼深部的巖漿熱能或變質(zhì)熱能，地幔梯度等能造成含礦熱液的密度差，引起能，地幔梯度等能造成含礦熱液的密度差，引起對(duì)流循環(huán)，從而使密度小的上升。對(duì)流循環(huán)，從而使密度小的上升。 原始成因的多種溶液，若它的密度不同，產(chǎn)原始成因的多種溶液，若它的

31、密度不同，產(chǎn)生密度差引起物質(zhì)的對(duì)流。生密度差引起物質(zhì)的對(duì)流。含鹽度很高的含礦溶液因密度較大而下沉，含鹽度很高的含礦溶液因密度較大而下沉，驅(qū)使密度小的流體上升。這樣產(chǎn)生的密度差也能驅(qū)使密度小的流體上升。這樣產(chǎn)生的密度差也能推動(dòng)含礦熱液的運(yùn)移。推動(dòng)含礦熱液的運(yùn)移。2.2.熱力引起的對(duì)流（密度差）熱力引起的對(duì)流（密度差）熱液運(yùn)移的通道是巖石中的裂隙和孔隙，按成因可熱液運(yùn)移的通道是巖石中的裂隙和孔隙，按成因可分為如下三類：分為如下三類：以上三種孔隙中，構(gòu)造裂隙對(duì)熱液運(yùn)移和礦質(zhì)沉以上三種孔隙中，構(gòu)造裂隙對(duì)熱液運(yùn)移和礦質(zhì)沉淀成礦更具重要意義。依據(jù)對(duì)熱液成礦的控制作用將淀成礦更具重要意義。依據(jù)對(duì)熱液成礦的控

32、制作用將相關(guān)構(gòu)造分為：導(dǎo)礦構(gòu)造、配礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造。相關(guān)構(gòu)造分為：導(dǎo)礦構(gòu)造、配礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造。（二）運(yùn)移的通道：（二）運(yùn)移的通道：導(dǎo)礦、配礦容礦、構(gòu)造關(guān)系圖a、導(dǎo)礦構(gòu)造：導(dǎo)礦構(gòu)造：是把深部含礦熱是把深部含礦熱液引入礦田及礦帶的構(gòu)造，一般液引入礦田及礦帶的構(gòu)造，一般為深斷裂、陡傾斜的滲透性巖層為深斷裂、陡傾斜的滲透性巖層，控制礦田及成礦帶的分布。，控制礦田及成礦帶的分布。b、配礦構(gòu)造：配礦構(gòu)造：是把熱液從導(dǎo)礦是把熱液從導(dǎo)礦構(gòu)造引入成礦地段的構(gòu)造，通常構(gòu)造引入成礦地段的構(gòu)造，通常是與導(dǎo)礦構(gòu)造相通的斷裂、裂隙是與導(dǎo)礦構(gòu)造相通的斷裂、裂隙帶、滲透性好的巖層，控制礦床帶、滲透性好的巖層，控制礦床的分布

33、。的分布。c、容礦構(gòu)造：容礦構(gòu)造：是熱液礦質(zhì)沉淀是熱液礦質(zhì)沉淀成礦時(shí)所在的構(gòu)造，即沉淀成礦成礦時(shí)所在的構(gòu)造，即沉淀成礦的場(chǎng)所，一般是與配礦構(gòu)造相通的場(chǎng)所，一般是與配礦構(gòu)造相通的次級(jí)斷裂、裂隙、層間剝離構(gòu)的次級(jí)斷裂、裂隙、層間剝離構(gòu)造、滲透性好的巖層，控制礦體造、滲透性好的巖層，控制礦體形狀和分布形狀和分布南明水49號(hào)金礦的容礦構(gòu)造與卡拉麥里韌性剪切帶的關(guān)系東準(zhǔn)噶爾地區(qū)金礦點(diǎn)分布與構(gòu)造關(guān)系圖東準(zhǔn)噶爾地區(qū)金礦點(diǎn)分布與構(gòu)造關(guān)系圖11第四系；第四系；22侵入巖體環(huán)形構(gòu)造；侵入巖體環(huán)形構(gòu)造；33火山火山沉積巖相帶環(huán)形構(gòu)造；沉積巖相帶環(huán)形構(gòu)造；44火山機(jī)構(gòu)環(huán)形構(gòu)造；火山機(jī)構(gòu)環(huán)形構(gòu)造；55遙感解譯的深大斷裂

34、；遙感解譯的深大斷裂；66遙感解譯的韌性強(qiáng)遙感解譯的韌性強(qiáng)應(yīng)變構(gòu)造帶；應(yīng)變構(gòu)造帶；77金礦床、金礦（化）點(diǎn)金礦床、金礦（化）點(diǎn)深斷裂和韌性剪切帶是金的導(dǎo)礦構(gòu)造，控制了金礦帶的分布；與之相交的北西向斷裂是配礦構(gòu)造，控制了礦點(diǎn)（床）群的分布；韌性剪切帶中的次級(jí)斷裂、節(jié)理是容礦構(gòu)造，控制了金礦脈的分布和產(chǎn)狀 六、六、成礦元素在熱液中的遷移形式成礦元素在熱液中的遷移形式 氣水熱液中成礦元素的搬運(yùn)形式是現(xiàn)代礦床學(xué)和氣水熱液中成礦元素的搬運(yùn)形式是現(xiàn)代礦床學(xué)和地球化學(xué)的重要研究課題之一，它對(duì)于研究熱液礦床地球化學(xué)的重要研究課題之一，它對(duì)于研究熱液礦床的成礦條件，元素和礦物的共生關(guān)系，礦床的分帶以的成礦條件，

35、元素和礦物的共生關(guān)系，礦床的分帶以及成礦專屬性等等都有直接的聯(lián)系。及成礦專屬性等等都有直接的聯(lián)系。 關(guān)于氣水熱液中成礦元素（主要是金屬元素）的關(guān)于氣水熱液中成礦元素（主要是金屬元素）的搬遷運(yùn)移形式主要有以下幾種假說(shuō)：搬遷運(yùn)移形式主要有以下幾種假說(shuō)：由于在氣水熱液礦床中，礦物大多以硫化物的由于在氣水熱液礦床中，礦物大多以硫化物的形式出現(xiàn)，因此人們?cè)缇驼J(rèn)為成礦物質(zhì)是以簡(jiǎn)單硫形式出現(xiàn)，因此人們?cè)缇驼J(rèn)為成礦物質(zhì)是以簡(jiǎn)單硫化物的真溶液的形式被搬運(yùn)的?；锏恼嫒芤旱男问奖话徇\(yùn)的。 1.1.硫化物真溶液的形式硫化物真溶液的形式這種看法很快能為人們所否定這種看法很快能為人們所否定,因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)重金屬硫重金

36、屬硫化物在水中的溶解度極小?；镌谒械娜芙舛葮O小。 例如銅的溶解度：例如銅的溶解度：1010-62.310-24摩爾摩爾/升。升。 有人估算過(guò)要想沉淀幾噸硫化銅礦石，就需要整個(gè)有人估算過(guò)要想沉淀幾噸硫化銅礦石，就需要整個(gè)地中海那么多的海水，這當(dāng)然是不可能的。地中海那么多的海水，這當(dāng)然是不可能的。 人們更多地認(rèn)為熱液礦床中的礦物大多數(shù)是各種人們更多地認(rèn)為熱液礦床中的礦物大多數(shù)是各種化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所形成的不易溶解的化合物沉淀的結(jié)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所形成的不易溶解的化合物沉淀的結(jié)果，也即礦石的形成是熱液搬運(yùn)的后期或最后的現(xiàn)象，果，也即礦石的形成是熱液搬運(yùn)的后期或最后的現(xiàn)象，而不是它們?cè)跓嵋褐械淖畛跣问?/p>

37、。而不是它們?cè)跓嵋褐械淖畛跣问健?由于在熱液礦床中，發(fā)現(xiàn)有礦石的膠狀構(gòu)造，因由于在熱液礦床中，發(fā)現(xiàn)有礦石的膠狀構(gòu)造，因此此許多地質(zhì)學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)在熱液中是呈膠體狀態(tài)許多地質(zhì)學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)在熱液中是呈膠體狀態(tài)被搬運(yùn)的。被搬運(yùn)的。同時(shí)實(shí)驗(yàn)證明，金屬硫化物在膠體溶液中同時(shí)實(shí)驗(yàn)證明，金屬硫化物在膠體溶液中的含量比它在真溶液中的溶解度大的含量比它在真溶液中的溶解度大100100萬(wàn)倍。而且膠萬(wàn)倍。而且膠體溶液的形成條件，幾乎可以在任何溫度、壓力條件體溶液的形成條件，幾乎可以在任何溫度、壓力條件下產(chǎn)生。下產(chǎn)生。2.2.膠體溶液的形式膠體溶液的形式在氣水熱液成礦過(guò)程中，在氣水熱液成礦過(guò)程中，SiOSiO2

38、 2，F(xiàn)e(OH)Fe(OH)3 3，AuAu，AgAg，PbPb，ZnZn等硫化物或其它化合物均能以膠體狀等硫化物或其它化合物均能以膠體狀態(tài)遷移。態(tài)遷移。 但但膠體溶液運(yùn)移成礦組分的論點(diǎn)也沒(méi)有被人們普膠體溶液運(yùn)移成礦組分的論點(diǎn)也沒(méi)有被人們普遍接受。遍接受。原因有三：原因有三：（1 1）熱液礦床中出現(xiàn)膠狀構(gòu)造的現(xiàn)象畢竟不多，它熱液礦床中出現(xiàn)膠狀構(gòu)造的現(xiàn)象畢竟不多，它主要出現(xiàn)在一些淺成礦床中。主要出現(xiàn)在一些淺成礦床中。（2 2）膠體的粘度較大，不易于長(zhǎng)距離搬運(yùn)，無(wú)法解膠體的粘度較大，不易于長(zhǎng)距離搬運(yùn)，無(wú)法解釋由大量滲透、交代作用形成的熱液礦床。釋由大量滲透、交代作用形成的熱液礦床。（3 3）通過(guò)

39、礦物氣液包裹體成分的研究，還發(fā)現(xiàn)熱液）通過(guò)礦物氣液包裹體成分的研究，還發(fā)現(xiàn)熱液中含多量的電解質(zhì)，這進(jìn)一步說(shuō)明了呈膠休狀態(tài)運(yùn)移中含多量的電解質(zhì)，這進(jìn)一步說(shuō)明了呈膠休狀態(tài)運(yùn)移成礦組分的可能性是極小的。成礦組分的可能性是極小的。3.3.鹵化物的形式鹵化物的形式 這個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為，溶液中搬運(yùn)的成礦物質(zhì)不是現(xiàn)在礦石這個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為，溶液中搬運(yùn)的成礦物質(zhì)不是現(xiàn)在礦石中所見到的礦物，礦石中的金屬礦物在其形成以前是呈鹵中所見到的礦物，礦石中的金屬礦物在其形成以前是呈鹵化物形式在溶液中被搬運(yùn)的?；镄问皆谌芤褐斜话徇\(yùn)的。依據(jù)：依據(jù)： 礦物中氣液包裹體礦物中氣液包裹體( (代表著含礦氣水熱液的母液代表著含礦氣水熱液的母液

40、) )的含鹽度很高，甚至有的含鹽度很高，甚至有NaClNaCl晶體出現(xiàn)；晶體出現(xiàn)； 火山噴出物中有砷、鐵、鋅、錫、鉛和銅等的可火山噴出物中有砷、鐵、鋅、錫、鉛和銅等的可溶性氯化物和氟化物；溶性氯化物和氟化物； 有的熱液礦床中可見到含氯或氟的礦物，如氯化有的熱液礦床中可見到含氯或氟的礦物，如氯化鉛鉛(PbCl(PbCl2 2) )、氯銅礦、氯銅礦(CuCl(CuCl2 23C3Cu (OH)(OH)2 2) )、螢石、黃玉等。、螢石、黃玉等。 金屬鹵化物在水中的溶解度是較大的。金屬鹵化物在水中的溶解度是較大的。 多數(shù)研究者認(rèn)為，成礦物質(zhì)呈鹵化物溶液運(yùn)移多數(shù)研究者認(rèn)為，成礦物質(zhì)呈鹵化物溶液運(yùn)移的情

41、況是存在的。不過(guò)主要出現(xiàn)于溫度較高的熱液的情況是存在的。不過(guò)主要出現(xiàn)于溫度較高的熱液礦床中，如云英巖型鎢、錫礦床可能就是以這樣的礦床中，如云英巖型鎢、錫礦床可能就是以這樣的形式運(yùn)移和成礦的。形式運(yùn)移和成礦的。 當(dāng)溫度降低，當(dāng)溫度降低， H H2 2S S在熱水溶液中的溶解度增加，在熱水溶液中的溶解度增加，溶液中溶液中S2-增高，增高，金屬鹵化物就極易形成硫化物沉淀。金屬鹵化物就極易形成硫化物沉淀。所以當(dāng)溶液中存在數(shù)量較多的所以當(dāng)溶液中存在數(shù)量較多的H H2 2S S，在溫度較低的情，在溫度較低的情況下，成礦組分是難以成鹵化物搬運(yùn)的。況下，成礦組分是難以成鹵化物搬運(yùn)的。目前，成礦物質(zhì)在熱液中以絡(luò)

42、合物形式搬運(yùn)的假說(shuō)，目前，成礦物質(zhì)在熱液中以絡(luò)合物形式搬運(yùn)的假說(shuō)，獲得最為廣泛的支持。氣水熱液可以呈絡(luò)合物形式從巖獲得最為廣泛的支持。氣水熱液可以呈絡(luò)合物形式從巖石，礦物中萃取金屬元素。石，礦物中萃取金屬元素。4.4.絡(luò)合物的形式絡(luò)合物的形式依據(jù)：依據(jù)：（1）大多數(shù)絡(luò)合物的溶解度很大，如）大多數(shù)絡(luò)合物的溶解度很大，如AgSH比比Ag的溶解的溶解度大度大1091012倍。倍。（2）絡(luò)合物還具有很大的穩(wěn)定性，在溶液中能長(zhǎng)距離搬）絡(luò)合物還具有很大的穩(wěn)定性，在溶液中能長(zhǎng)距離搬運(yùn)，而不致于在中途發(fā)生水解和沉淀。運(yùn)，而不致于在中途發(fā)生水解和沉淀。（3）金屬絡(luò)合物還可溶于氣體中，使許多成礦元素以氣）金屬絡(luò)合

43、物還可溶于氣體中，使許多成礦元素以氣體狀態(tài)遷移。體狀態(tài)遷移。（4）實(shí)驗(yàn)證明，許多金屬如）實(shí)驗(yàn)證明，許多金屬如Nb、 Ta、W、Sn、Be、Fe、Cu、 Pb、Zn、Au、Ag、Hg、Sb、U 等均能以絡(luò)合物等均能以絡(luò)合物形式在熱液中遷移。形式在熱液中遷移。由一個(gè)簡(jiǎn)單的離子和幾個(gè)中性分子（或在溶液由一個(gè)簡(jiǎn)單的離子和幾個(gè)中性分子（或在溶液中能獨(dú)立存在的離子）結(jié)合而成的復(fù)雜離子叫絡(luò)陰中能獨(dú)立存在的離子）結(jié)合而成的復(fù)雜離子叫絡(luò)陰離子，含有絡(luò)陰離子的化合物叫絡(luò)合物。離子，含有絡(luò)陰離子的化合物叫絡(luò)合物。外配位體外配位體配位體配位體中心陽(yáng)離子中心陽(yáng)離子什么叫絡(luò)合物什么叫絡(luò)合物? 如：如： 3NaCl+FeC

44、l3=Na3FeCl6 式中的式中的Na3FeCl6即為絡(luò)合物。即為絡(luò)合物。 在自然界中可構(gòu)成絡(luò)合物的元素在自然界中可構(gòu)成絡(luò)合物的元素: : 某些離子電位高的某些離子電位高的金屬陽(yáng)離子金屬陽(yáng)離子(Fe(Fe2+2+，F(xiàn)eFe3+3+，BeBe2+2+，NbNb5+5+，TaTa5+5+，W W6+6+，SnSn4+4+，MoMo6+6+，MoMo4+4+等等) )構(gòu)成中心陽(yáng)離構(gòu)成中心陽(yáng)離子子( (或稱絡(luò)合物形成體或稱絡(luò)合物形成體) )； 一些一些陰離子或離子團(tuán)陰離子或離子團(tuán)( (如如F F- -，ClCl- -，HSHS- -，HCOHCO- -，OHOH- -，O O2-2-，S S2-2-

45、，SOSO4 42-2-，COCO3 32-2-等等) )構(gòu)成配位體構(gòu)成配位體， 堿金屬陽(yáng)離子堿金屬陽(yáng)離子則構(gòu)成外配位體則構(gòu)成外配位體。 一些有關(guān)的成礦實(shí)驗(yàn)和化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果也一些有關(guān)的成礦實(shí)驗(yàn)和化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果也支持金屬成礦物質(zhì)主要呈絡(luò)合物形式被搬運(yùn)的觀點(diǎn)，支持金屬成礦物質(zhì)主要呈絡(luò)合物形式被搬運(yùn)的觀點(diǎn)，并且還提供了金屬元素絡(luò)合物穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。并且還提供了金屬元素絡(luò)合物穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。 一般認(rèn)為，熱液中一般認(rèn)為，熱液中硫化物、硫氫化物絡(luò)合物硫化物、硫氫化物絡(luò)合物和和氯氯化物絡(luò)合物化物絡(luò)合物最重要。最重要。 熱液中硫含量豐富就可形成像熱液中硫含量豐富就可形成像Zn(HS)3-、Fe(HS)3-

46、、Hg(HS)3- 熱液中氯含量豐富就可形成像熱液中氯含量豐富就可形成像ZnCl3-、FeCl63-、CuCl32- 此外，還有碳酸鹽絡(luò)合物、有機(jī)物絡(luò)合物等。此外，還有碳酸鹽絡(luò)合物、有機(jī)物絡(luò)合物等。 絡(luò)合物在水溶液中的穩(wěn)定性的影響因素：絡(luò)合物在水溶液中的穩(wěn)定性的影響因素：主要取決主要取決子絡(luò)陰離子離解能力的大小子絡(luò)陰離子離解能力的大小。 絡(luò)合物在溶液中的穩(wěn)定程度，用絡(luò)合物不穩(wěn)定常絡(luò)合物在溶液中的穩(wěn)定程度，用絡(luò)合物不穩(wěn)定常數(shù)數(shù)k k表示，如下列絡(luò)合物分解的反應(yīng)式：表示，如下列絡(luò)合物分解的反應(yīng)式： PbClPbCl4 4 2-2-PbPb2-2-+4Cl+4Cl- - K=PbC1 K=PbC14

47、 4PbClPbCl4 4 K K值越大，則絡(luò)陰離子越不穩(wěn)定；反之，則越穩(wěn)定。值越大，則絡(luò)陰離子越不穩(wěn)定；反之，則越穩(wěn)定。 用絡(luò)合物的穩(wěn)定性可以解釋熱液礦床中成礦元素用絡(luò)合物的穩(wěn)定性可以解釋熱液礦床中成礦元素分帶性：分帶性： 在一定的熱液體系中，由于各種元素絡(luò)合物在在一定的熱液體系中，由于各種元素絡(luò)合物在熱液中穩(wěn)定性不同，是導(dǎo)致礦床形成過(guò)程中不同元素?zé)嵋褐蟹€(wěn)定性不同，是導(dǎo)致礦床形成過(guò)程中不同元素分別析出，產(chǎn)生各種分帶性的原因之一。分別析出，產(chǎn)生各種分帶性的原因之一。 1溫度溫度2pH值值 有些絡(luò)合物只在較高溫度下穩(wěn)定，而在低溫下分解，有些絡(luò)合物只在較高溫度下穩(wěn)定，而在低溫下分解，例例PbCl4

48、，當(dāng)溫度從，當(dāng)溫度從200降低到降低到100時(shí)，其穩(wěn)定性變化時(shí)，其穩(wěn)定性變化不大，而從不大，而從100降至降至90時(shí)，可導(dǎo)致時(shí)，可導(dǎo)致510-6的的Pb沉淀析沉淀析出：出： 七、七、成礦元素的沉淀因素成礦元素的沉淀因素 H2S濃度不變，濃度不變，NaCl=3/L，t=100，pH=5：PbS的溶解度為的溶解度為1.4710-6；pH=3，為，為14710-6 Na3AsS3在堿性條件下穩(wěn)定；在堿性條件下穩(wěn)定； UO2（CO3）34-只在只在pH=7.2時(shí)穩(wěn)定。時(shí)穩(wěn)定。 3壓力變化壓力變化 通常，當(dāng)熱液體系的壓力降低時(shí)，通常，當(dāng)熱液體系的壓力降低時(shí)，H H2 2S S，COCO2 2等揮發(fā)分等揮

49、發(fā)分在熱液中的溶解度減小，從而降低體系中在熱液中的溶解度減小，從而降低體系中S S2-2-，COCO3 32-2-的濃度，的濃度，促使含有促使含有S S2-2-， COCO3 32-2-等的絡(luò)合物穩(wěn)定性降低，使金屬陽(yáng)離等的絡(luò)合物穩(wěn)定性降低，使金屬陽(yáng)離子析出。子析出。4 4、EhEh值的變化值的變化 EhEh值對(duì)變價(jià)元素（如值對(duì)變價(jià)元素（如S S、U U、V V）有重要影響。如）有重要影響。如EhEh值升值升高可引起高可引起H H2 2S S在熱液中濃度降低，導(dǎo)致硫氫絡(luò)合物分解沉淀在熱液中濃度降低，導(dǎo)致硫氫絡(luò)合物分解沉淀成礦；可引起易溶的二價(jià)鐵氧化為難溶的三價(jià)鐵，導(dǎo)致鐵成礦；可引起易溶的二價(jià)鐵氧

50、化為難溶的三價(jià)鐵，導(dǎo)致鐵沉淀成礦。沉淀成礦。EhEh值降低可使易溶的高價(jià)值降低可使易溶的高價(jià)U U、V V還原為低價(jià)的難還原為低價(jià)的難溶的溶的U U、V V，導(dǎo)致它們沉淀成礦。，導(dǎo)致它們沉淀成礦。氧化：氧化： NaNa2 2HgSHgS2 2+H+H2 2O+OHgS+2NaOH+(S) O+OHgS+2NaOH+(S) Fe Fe2+2+FeFe3+3+( (磁鐵礦、黃鐵礦磁鐵礦、黃鐵礦褐鐵礦，赤鐵礦褐鐵礦，赤鐵礦) ) 還還 原：原： U U6+6+UU4+4+ +O +O2 2（變成（變成UOUO2 2非晶質(zhì)鈾礦）非晶質(zhì)鈾礦） 如以如以U6+為中心陽(yáng)離子的絡(luò)合物與圍巖中的為中心陽(yáng)離子的絡(luò)

51、合物與圍巖中的Fe2+作用，作用，被還原為被還原為U4+時(shí)，絡(luò)合物分解產(chǎn)生晶質(zhì)鈾礦：時(shí)，絡(luò)合物分解產(chǎn)生晶質(zhì)鈾礦： 5與圍巖反應(yīng)與圍巖反應(yīng) 如如W6+為中心陽(yáng)離子的絡(luò)合物與圍巖反應(yīng)，生成鈣鎢為中心陽(yáng)離子的絡(luò)合物與圍巖反應(yīng)，生成鈣鎢礦，因此，白鎢礦經(jīng)常生成于碳酸鹽圍巖中。礦，因此，白鎢礦經(jīng)常生成于碳酸鹽圍巖中。 6不同來(lái)源熱液的混合不同來(lái)源熱液的混合S7水解水解 一些高價(jià)陽(yáng)離子絡(luò)合物在較高溫度下，常發(fā)生水解一些高價(jià)陽(yáng)離子絡(luò)合物在較高溫度下，常發(fā)生水解反應(yīng)，生成氧化物或氫氧化物的沉淀；反應(yīng)，生成氧化物或氫氧化物的沉淀；8沸騰沸騰 在沸騰過(guò)程中，氣相組分大量析出，將促使殘留液在沸騰過(guò)程中，氣相組分大量

52、析出，將促使殘留液相的相的pH升高，氣相的酸度增加，引起溶液鹽度變化，溫升高，氣相的酸度增加，引起溶液鹽度變化，溫度和壓力也可發(fā)生較大變化，這些都可能導(dǎo)致熱液礦物沉度和壓力也可發(fā)生較大變化，這些都可能導(dǎo)致熱液礦物沉淀、析出。淀、析出。八、熱液的成礦方式八、熱液的成礦方式由于各種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，促使礦物在圍巖中大量由于各種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，促使礦物在圍巖中大量沉淀析出形成礦床。沉淀析出形成礦床。 1充填作用和充填礦床充填作用和充填礦床 當(dāng)含礦熱液在化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖中流動(dòng)時(shí)，因當(dāng)含礦熱液在化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖中流動(dòng)時(shí)，因物理化學(xué)條件的改變，使熱液中成礦物質(zhì)沉淀于已有的物理化學(xué)條件的改變，使熱液中

53、成礦物質(zhì)沉淀于已有的各種裂隙和孔隙中，這種作用稱為各種裂隙和孔隙中，這種作用稱為充填作用充填作用，以這種方，以這種方式形成的礦床即為式形成的礦床即為充填式礦床。充填式礦床。充填礦床的特征充填礦床的特征 a. a.充填礦床是典型的充填礦床是典型的后生礦床后生礦床，因?yàn)榈V體比圍巖，因?yàn)榈V體比圍巖形成時(shí)間要晚得多（注意與巖漿礦床中的形成時(shí)間要晚得多（注意與巖漿礦床中的“貫入式貫入式”區(qū)別）。區(qū)別）。b.b.礦體形狀：礦體形狀：決定于原來(lái)裂隙的形狀，多呈脈狀，決定于原來(lái)裂隙的形狀，多呈脈狀，如我國(guó)南嶺地區(qū)的含如我國(guó)南嶺地區(qū)的含W W石英脈、含石英脈、含CuCu石英脈、螢石脈、石英脈、螢石脈、方解石脈、

54、鉛鋅礦脈。方解石脈、鉛鋅礦脈。脈狀構(gòu)造脈狀構(gòu)造而脈體的大小、而脈體的大小、規(guī)模、形態(tài)、組合特規(guī)模、形態(tài)、組合特主要取決于各種裂隙、主要取決于各種裂隙、節(jié)理、破碎帶、角礫節(jié)理、破碎帶、角礫巖體、多孔性巖層、巖體、多孔性巖層、層面、不整合面等的層面、不整合面等的產(chǎn)狀，因此種類很多：產(chǎn)狀，因此種類很多：微脈、細(xì)脈、小微脈、細(xì)脈、小- -中中- -大脈以及單脈、復(fù)脈、大脈以及單脈、復(fù)脈、平行脈、網(wǎng)狀脈、穿平行脈、網(wǎng)狀脈、穿層脈等。層脈等。c.c.接觸關(guān)系：接觸關(guān)系：成礦溶液與圍巖間化學(xué)反應(yīng)較弱，形成礦溶液與圍巖間化學(xué)反應(yīng)較弱，形成深度一般較淺。成深度一般較淺。礦體與圍巖接觸關(guān)系明顯，規(guī)則，二礦體與圍巖

55、接觸關(guān)系明顯，規(guī)則，二者界線截然，者界線截然，礦脈兩壁平直或相互吻合。礦脈兩壁平直或相互吻合。 。d.礦石組構(gòu)：礦石組構(gòu)：具有充填作具有充填作用的特殊組構(gòu)，其中有：梳狀用的特殊組構(gòu)，其中有：梳狀構(gòu)造構(gòu)造-晶體垂直脈壁生長(zhǎng)，又稱晶體垂直脈壁生長(zhǎng)，又稱對(duì)帶狀；晶洞構(gòu)造；晶簇構(gòu)造；對(duì)帶狀；晶洞構(gòu)造；晶簇構(gòu)造；角礫狀構(gòu)造；角礫狀構(gòu)造；雞冠狀構(gòu)造雞冠狀構(gòu)造。e.e.在宏觀上，交代作用的在宏觀上，交代作用的標(biāo)志不明顯或不存在，或標(biāo)志不明顯或不存在，或者說(shuō)交代作用不重要。脈者說(shuō)交代作用不重要。脈體中常有圍巖的殘留體，體中常有圍巖的殘留體，碎塊。它們還保留原巖的碎塊。它們還保留原巖的特征，如層理，化石，而特征

56、，如層理，化石，而并不顯示被交代的跡象。并不顯示被交代的跡象。 2交代作用和交代礦床交代作用和交代礦床交代作用交代作用系指改變巖石化學(xué)成分的各種置換作系指改變巖石化學(xué)成分的各種置換作用，其特點(diǎn)是原有組分的溶解、帶出與新組分的替用，其特點(diǎn)是原有組分的溶解、帶出與新組分的替代同時(shí)進(jìn)行；在交代過(guò)程中被交代部分的體積基本代同時(shí)進(jìn)行；在交代過(guò)程中被交代部分的體積基本上不發(fā)生變化；上不發(fā)生變化； 由交代作用生成的礦床由交代作用生成的礦床稱交代式礦床。稱交代式礦床。 一般說(shuō)來(lái)，交代作用是早期形成的巖石或礦床，一般說(shuō)來(lái)，交代作用是早期形成的巖石或礦床，在氣水熱液作用下，發(fā)生物質(zhì)的帶進(jìn)帶出，一系列的在氣水熱液作

57、用下，發(fā)生物質(zhì)的帶進(jìn)帶出，一系列的舊礦物為新礦物所取代。這一作用無(wú)論是在內(nèi)生條件舊礦物為新礦物所取代。這一作用無(wú)論是在內(nèi)生條件下，還是在外生條件下都能廣泛發(fā)育。它是許多氣水下，還是在外生條件下都能廣泛發(fā)育。它是許多氣水熱液礦床的重要成礦方式。熱液礦床的重要成礦方式。 交代作用是當(dāng)含礦氣水熱液在原巖或礦床的各種交代作用是當(dāng)含礦氣水熱液在原巖或礦床的各種裂隙、孔隙中流動(dòng)滲透時(shí)，由于圍巖和氣液是兩種不裂隙、孔隙中流動(dòng)滲透時(shí)，由于圍巖和氣液是兩種不同的物同的物-化體系，因此當(dāng)它們構(gòu)成一個(gè)體系時(shí)，或者化體系，因此當(dāng)它們構(gòu)成一個(gè)體系時(shí)，或者在空間上共生，必然力圖達(dá)到化學(xué)平衡，于是就發(fā)生在空間上共生，必然力

58、圖達(dá)到化學(xué)平衡，于是就發(fā)生各種類型的化學(xué)反應(yīng)。各種類型的化學(xué)反應(yīng)。 這種交代作用，對(duì)于成礦物質(zhì)的活化轉(zhuǎn)移及集中、這種交代作用，對(duì)于成礦物質(zhì)的活化轉(zhuǎn)移及集中、礦體的形成及圍巖的蝕變，都具有十分重要的意義。礦體的形成及圍巖的蝕變，都具有十分重要的意義。交代作用的特點(diǎn)交代作用的特點(diǎn) a. 同時(shí)性：同時(shí)性：舊礦物的消失或解體和新礦物的形成幾舊礦物的消失或解體和新礦物的形成幾乎是同時(shí)形成的。乎是同時(shí)形成的。 c. 等體積性：等體積性：交代過(guò)程中一般不發(fā)生體積的改變，交代過(guò)程中一般不發(fā)生體積的改變，即交代作用是受等體積定律支配的，交代作用前后巖石即交代作用是受等體積定律支配的，交代作用前后巖石的體積相等。

59、的體積相等。否則就有很多事情不好辦，說(shuō)不清。比如否則就有很多事情不好辦，說(shuō)不清。比如古生物中的化石：應(yīng)該是原生生物的體積與化石的體積古生物中的化石：應(yīng)該是原生生物的體積與化石的體積未變，否則麥粒蜓未變，否則麥粒蜓是否原為潛水艇般大??？三葉蟲是否原為潛水艇般大??？三葉蟲是否原為飛機(jī)般大??？是否原為飛機(jī)般大?。?b. 固態(tài)性：固態(tài)性：交代作用是成礦溶液與固體巖石直接發(fā)交代作用是成礦溶液與固體巖石直接發(fā)生作用，被交代的巖石始終保持固體狀態(tài)，因此有時(shí)可生作用，被交代的巖石始終保持固體狀態(tài)，因此有時(shí)可以保存原巖的組構(gòu)，礦物的假象，甚至生物遺跡等。以保存原巖的組構(gòu)，礦物的假象，甚至生物遺跡等。例例如硅化木

60、的年輪。如硅化木的年輪。 d. d.特殊的組構(gòu)：特殊的組構(gòu)： 交代作用形成的交代作用形成的礦石，礦物組合都有礦石，礦物組合都有一定的特征。所形成一定的特征。所形成的礦體外形不規(guī)則，的礦體外形不規(guī)則，與圍巖多呈逐變過(guò)渡與圍巖多呈逐變過(guò)渡關(guān)系。由于交代作用關(guān)系。由于交代作用強(qiáng)弱程度不同，有些強(qiáng)弱程度不同，有些地方還可見到未交代地方還可見到未交代的殘余圍巖。的殘余圍巖。 交代作用可形成完好的變斑晶，它們可以切割圍巖交代作用可形成完好的變斑晶，它們可以切割圍巖的原生構(gòu)造生長(zhǎng)。交代作用形成的礦體中常保存原巖的的原生構(gòu)造生長(zhǎng)。交代作用形成的礦體中常保存原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如層理、交錯(cuò)、片理、化石結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如層