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文檔簡介

第七章熱液礦床一、概念、特征及工業(yè)意義(一)概念含礦熱液在有利構造及巖石中通過充填及交代作用使有用組分富集而形成的礦床。(二)礦床特征1.礦體與圍巖關系屬后生礦床,礦體不受原生構造控制,圍巖往往有不同程度蝕變。2.成礦作用特征大多數(shù)礦床為多期多階段形成。3.礦體特征礦體受構造控制,礦體形狀與構造和成礦方式有關,充填礦床礦體為脈狀、網(wǎng)脈狀;交代礦床礦體為不規(guī)則狀、凸鏡狀、似層狀。4.礦石特征礦石中金屬礦物:主要是硫化物、氧化物、砷化物、含氧鹽;常見的有用非金屬礦物及脈石礦物:碳酸鹽、硫酸鹽、含水硅酸巖、石英等。礦石多具櫛狀、對稱帶狀、角礫狀、晶洞狀、皮殼狀,也可見浸染狀及塊狀構造。

5.成礦溫度形成溫度較低,一般多<400oC。(三)工業(yè)意義1黑色金屬礦產(chǎn):Fe、Ni、Co等2有色金屬礦產(chǎn):Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、W、Sn、Mo、Bi等3貴金屬礦產(chǎn):Au、Ag等4稀有、分散和放射性礦產(chǎn):Li、Be、Ge、Ga、In、Cd等5非金屬礦產(chǎn):硫、石棉、重晶石、螢石、水晶、明礬石、冰洲石等二、礦床分類熱液脈型礦床的情況較為復雜,許多礦床的成因存在較大爭論。因此,其分類的認識也不盡一致。(一)成礦深度分類

表成:形成深度為0m~n×100m淺成:形成深度為n×100m~1.5km中深:形成深度為1.5km~3km深成:形成深度>3km(二)成礦溫度分類

1.高溫熱液礦床成礦溫度:>300oC礦物組合:黑鎢礦、錫石、輝鉬礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、鏡鐵礦、綠柱石、鋰云母、黃玉、鈮(鉭)鐵礦、螢石等。圍巖蝕變:鉀長石化、鈉長石化、云英巖化、電氣石化、硅化等。

2.中溫熱液礦床成礦溫度:200~300oC。礦物組合:黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等。圍巖蝕變:絹云母化、黃鐵礦化、綠泥石化、硅化等。3.低溫熱液礦床成礦溫度:<200oC。礦物組合:輝銻礦、輝銅礦、辰砂、雄黃、雌黃、金銀的硒化物及碲化物等。圍巖蝕變:高嶺土化、白云石化、明礬石化、玉髓化及蛋白石化。(三)根據(jù)形成的地質環(huán)境及熱液來源進行分類形成深度和形成溫度分類方案的不足:1)深度和溫度不是確定礦床成因的主要因素;2)精確確定深度和溫度較為困難;3)沒有考慮熱液的不同來源來源。考慮成礦地質條件和成礦熱液來源的情況下,熱液脈型礦床較為合理的分類如下:

巖漿熱液礦床由巖漿結晶分異過程形成的汽水熱液作用形成的礦床,主要有巖漿氣液交代礦床和巖漿熱液充填-交代礦床

地下水熱液礦床碳酸鹽巖層中的脈狀鉛-鋅礦床、碳酸鹽建造中的金礦床、砂頁巖中的脈狀銅礦床、砂巖中的鈾-釩礦床、碳酸鹽巖和砂巖中的脈狀水晶礦床

噴流沉積型礦床又稱為SEDEX礦床,由海底噴流沉積-成礦作用形成的鉛-鋅礦床,成礦模式主要有盆地壓實鹵水模式和海底熱液對流模式

火山熱液礦床與火山活動有關的熱液的成礦作用形成的礦床

變質熱液礦床變質過程形成的熱液,通過萃取、遷移成礦物質而形成的礦床三、巖漿熱液礦床(一)概念:

由巖漿結晶過程中分餾出來的氣液形成的熱液礦床。與侵入體具有密切時、空及成因關系,熱液來源于巖漿,但不排除地下水參與。(二)礦床類型及成礦作用1.巖漿氣液交代礦床(巖漿自變質礦床)(1)概念

巖體在自身氣液交代作用下形成的礦床。(2)有關礦產(chǎn)與酸性、堿性巖體有關的稀有及稀土元素礦床。與酸性巖(包括頂部圍巖)云英巖化有關的鎢、錫、鉬、鉍等礦床。與鎂質超基性巖有關的蛇紋巖、石棉、滑石及菱鎂礦等礦床。(3)成礦作用模式富含揮發(fā)分的巖漿演化(結晶分異):超臨界流體分離,萃取巖漿中成礦物質;巖漿氣液作用早期(>300oC):形成W、Sn礦化;巖漿氣液作用中期(300~200oC):形成多金屬礦化;巖漿氣液作用晚期(50~100oC):形成菱鐵礦、菱錳礦、菱鎂礦化和非金屬礦化。成礦作用可分為巖漿結晶作用和熱液交代作用?;◢弾r類的氣液交代成礦模式及空間分帶:(圖7-1)晚期鈉長石、鉀長石化→Mo云英巖化→Ta、Li、Be、W早期鈉長石化→Be、Nb、(Ta)、Zr、REE早期鉀長石化→Nb、REE圖7-1花崗巖類自變質及礦化分帶示意圖

2.巖漿氣液充填交代礦床(1)概念指產(chǎn)于巖體內外接觸帶及其附近,由巖漿分泌出來的含礦熱液以充填交代方式形成的礦床。(2)成礦作用B.H魯緬采夫的成礦模式(圖7-2)(三)礦床特征

1.與巖體的關系(1)與礦化有關的巖體多為中酸性、酸性及堿性(復式)小巖體(2)礦體(脈)產(chǎn)于巖體的頂部、邊部、內外接觸帶及其附近,可出現(xiàn)有規(guī)律的分帶(正向和逆向)。(3)成礦時間與巖體侵入成巖時代近于一致或稍晚。圖7-2巖漿充填交代礦床成礦模式示意圖(魯緬采夫)

(4)礦種與巖體顯示一定程度的成礦專屬性(同矽卡巖礦床),常顯示與巖體間成礦物質上的聯(lián)系(含錫巖體:Sn>10ppm,含鉬巖體:Mo>4ppm)(5)成礦流體的氫氧同位素特征:δ18Ο=(6-9)‰;δD=(-48?-80)‰2.礦化特征(1)礦體

由于受構造控制明顯;礦體多呈不規(guī)則的脈狀、串珠狀等,常沿一個方向呈燕行排列,也可見扁豆狀或似層狀礦體;

(2)礦石多具粗粒結構,帶狀或對稱帶狀構造;礦石成分主要是氧化物和含氧鹽類,其次為硫化物;富含礦化劑的礦物:主要有電氣石、黃玉、云母等,金屬礦物:磁鐵礦、磁黃鐵礦、錫石、白鎢礦、黑鎢礦、赤鐵礦、輝鉬礦、輝鉍礦、閃鋅礦、毒砂、自然金等。非金屬礦物:主要有石英、長石、角閃石等。3.圍巖特征(1)高溫熱液礦床的圍巖多為化學性質不活潑的巖石,并多以充填礦床為主;(2)中-低溫熱液礦床多為化學性質活潑的圍巖,充填作用及交代作用形成的礦床均可見;(3)滲透性好的圍巖對礦化有利。四、地下水熱液礦床(一)概念由地下水(大氣降水和部分建造水)熱液形成的礦床。形成深度大多為2km~0m礦體受構造控制,形態(tài)復雜多樣。(二)礦床特點

1.礦床多產(chǎn)于沉積巖區(qū),成礦通常與巖漿巖無直接關系。

2.礦床受地層、巖相、巖性控制明顯。3.礦體多呈似層狀、凸鏡狀及脈狀產(chǎn)于特定的地層層位,常沿一定的巖性層、層理、層間構造及斷裂、裂隙分布。4.礦石的礦物成分簡單,有用礦物種類較少。5、成礦溫度多屬中、低溫。圍巖蝕變較弱,多見硅化、白云石化、粘土化、重晶石化、退色化等。6、H2O的氫氧同位素值接近大氣降水線,δ34S多為高負值或高正值。(三)重要的礦床類型砂(頁)巖型銅(鉛鋅、鈾)礦床卡林型金礦床碳酸鹽巖中的脈狀鉛鋅礦床(密西西比河谷型)硅酸鹽巖及砂巖中的水晶礦床(四)砂(頁)巖型銅礦床1、工業(yè)意義常構成大型、特大型礦床礦石品位高多伴有Pb、Zn、Ag、Co、U(占世界儲量的30%)礦化。2、大地構造環(huán)境海相-被動大陸邊緣及邊緣凹陷(被動大陸邊緣:構造上長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的大陸邊緣。其地殼是洋殼到陸殼的過渡,大陸和海洋位于同一剛性巖石圈板塊內的過渡帶。它沒有海溝俯沖帶,早期裂開階段位于板塊內部,隨后被動地隨著裂開的板塊而移動,故無強烈地震、火山和造山運動);陸相-大陸板塊內部的裂谷、(斷陷)山間盆地。3、含礦巖系

海相:為海侵巖系,自下而上依次為紅色三角洲相礫巖、砂巖、粉砂巖、淺海相(黑色)頁巖、白云巖。

陸相:河流沖積相及湖相紅色碎屑巖系,巖系上部常見蒸發(fā)巖系,紅層之下常為含煤巖系。4、礦體特征呈層狀、似層狀、凸鏡狀順層產(chǎn)出(界線可穿層理,也可見脈狀者);圍巖蝕變有退色化、白云石化、粘土化、重晶石化。5、礦石及其分帶主要金屬礦物輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦和黃鐵礦。礦體位于紅(紫)色巖石(層)與灰色巖石(層)的過渡帶上,從灰色層邊部向內部,上述礦物依次分帶(圖7-3):灰色層+黃鐵礦帶→混合礦帶→輝銅礦帶→紅色層6、成因及成礦機理海相:以贊比亞頁巖型銅礦床為例(圖7-4)成礦物質通過陸殼風化進入地表水→地表水匯入海洋→沿大陸坡沉積含礦巖系→由大陸向海洋方向,沉積環(huán)境由氧化變?yōu)檫€原,形成輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦分帶。陸相:圖(7-5)圖7-3滇中砂巖銅礦床剖面圖1-灰色層邊界;2-紅色層;3-粉砂巖及粉砂質泥巖;4-含礫中粗砂巖;5-中細砂巖;6-混合礦帶;7-黃鐵礦帶;8-輝銅礦帶圖7-4贊比亞頁巖型銅礦床的礦物和金屬分帶的立體圖解圖7-5一個陸相砂巖銅礦的成礦模式1-紅色泥質粉砂巖及泥巖;2-紅色滲透性砂巖;3-紅色砂礫巖;4-淺(灰、灰白或灰綠)色層(退色帶);5-輝銅礦帶;6-斑銅礦帶;7-黃銅礦帶;8-黃鐵礦帶(非礦化的退色帶)

(五)卡林型金礦床20世紀60年代,美國內華達州卡林地區(qū)發(fā)現(xiàn),主要產(chǎn)于碳酸鹽巖建造中的微細浸染型金礦床。礦床特征:

1)礦石品位低,礦床規(guī)模大;2)礦體與圍巖無截然的界線,呈現(xiàn)逐漸過渡關系;3)礦石的金主要呈顯微-次顯微形式賦存在載金硫化物中(如黃鐵礦、毒砂等);4)普遍發(fā)育中低溫熱液礦物組合,以及Au、As、Hg、Sb、Tl等元素對地球化學異常。中國的卡林型金礦床主要分布在滇黔桂、川甘陜這兩個“金三角”地區(qū)。1、大地構造環(huán)境卡林型金礦床產(chǎn)出的構造環(huán)境主要為裂谷帶和弧后盆地,這些地區(qū)多是地幔柱活動區(qū)。太平洋東岸的卡林型金礦床位于美國西部的新生代弧(陸緣?。┖笈鑾X式裂谷帶內。中國目前發(fā)現(xiàn)的卡林型金礦床大多分布在揚子地塊周緣的古裂谷帶和弧后盆地。如:滇黔桂地區(qū)的卡林型金礦床位于揚子地塊西南緣的晚加里東-海西期右江裂谷帶;川陜甘地區(qū)的卡林型金礦床與揚子地塊西北緣加里東-印支期秦嶺陸間裂谷活動有關。地幔柱觀點認為,美國卡林型金礦區(qū)域成礦構造背景(黃石公園地幔柱活動區(qū))與中國滇黔桂、川陜甘地區(qū)(峨眉山地幔柱活動區(qū))基本類似。2、巖漿巖條件位于較大規(guī)模巖漿活動區(qū)(地幔柱活動區(qū))的邊緣和鄰區(qū)。礦區(qū)僅見少量以巖脈或巖墻產(chǎn)出的中酸-酸性(花崗閃長質-花崗質)侵入體和輝綠巖、煌斑巖等。有研究認為,這些淺成侵入體可能為金礦成礦作用提供了熱源,甚至提供部分成礦流體。以美國卡林型金礦床為例。礦集區(qū)的巖漿作用分三期:1)43~34Ma,大量中性到富硅、高鉀鈣堿性熔巖和凝灰?guī)r噴發(fā);2)34~18Ma,長英質巖漿侵入作用;3)18~6Ma,典型的雙峰式火山作用。其中,43~34Ma的火山活動及其關聯(lián)的張性構造、金成礦作用與黃石地區(qū)的地幔柱活動(熱點)關系密切。3、含礦巖系特征含礦地層的形成時代廣泛。美國卡林型金礦床含礦圍巖時代從寒武紀到三疊紀。中國卡林型金礦床含礦圍巖時代從元古宙到中生代都有。巖系主要為海相沉積巖。

巖性為含炭質或泥質碳酸鹽巖,主要包括含炭質粉砂質灰?guī)r、白云質灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r及角礫巖等。次為鈣質粉砂巖、泥質粉砂質凝灰?guī)r、角礫巖。美國卡林型金礦帶含礦巖系:1)原地的大陸架碳酸鹽巖和碎屑巖層序;2)外來的主要為硅質碎屑巖的層序;3)密西西比紀晚期的超覆層序。滇黔桂、川甘陜含礦巖系主要是含鈣碎屑巖和碳酸鹽巖。4、控礦構造構造是卡林型金礦床重要的成礦地質條件,對金礦化的控制作用甚至強于地層。在不同的礦帶或礦集區(qū),構造控礦作用有不同的表現(xiàn)。美國卡林型金礦區(qū):區(qū)域上,金礦床分布在與大陸邊緣構造有關的推覆體構造的內部或其附近。礦區(qū)內,礦體由受高角度斷層控制的強烈蝕變帶和上部的層狀礦化組成。脆性巖石中,礦體可賦存于高角度斷層或其次級斷裂中。化學性質活潑的巖石中,形成較大的似層狀礦體。一般情況下,礦床中既有似層狀礦體、也有受斷層控制的礦體。中國卡林型金礦床主要受壓性或壓扭性斷裂帶、區(qū)域不整合面、巖性差別大接觸面、層間滑脫等構造控制(圖)。卡林型金礦床斷裂控礦示意圖5、礦體特征一般呈不規(guī)則的似層狀、凸鏡狀礦體產(chǎn)于一定的層位,這類礦體與圍巖界線不清晰,與圍巖呈漸變關系。此外,也有呈脈狀、條帶狀產(chǎn)出的礦體。美國卡林型金礦帶的三種礦化類型:1)粉砂質碳酸鹽巖層中的層狀交代礦體礦體一般呈似層狀與地層近于整合;2)脈狀礦體礦石品位較高,礦化與蝕變局限于斷裂構造中;3)網(wǎng)脈狀礦體形成于構造交叉部位,含礦巖石強烈變形和破碎,礦石具有浸染狀構造。中國卡林型金礦:受有利巖性和斷層控制,很大一部分受層間斷層的控制。6、圍巖蝕變

常見去碳酸鹽化、硅化、硫化物化(黃鐵礦化、毒砂化等)、高嶺土化、重晶石化等。金礦化與去碳酸鹽化、硅化的時間最為接近,因此礦化在去碳酸鹽化和中等硅化的巖石中最強烈。典型卡林型金礦床熱液蝕變時空構架(空間上遠→近,時間上早期→晚期):去碳酸鹽化→硅化→泥化去碳酸鹽化:分布廣泛,以圍巖中方解石/白云石部分或完全淋濾為特征,一般發(fā)育在深部,淺部發(fā)育方解石脈。硅化:形成似/碧玉巖,從網(wǎng)脈狀交代到完全交代圍巖,范圍一般小于去碳酸鹽化,金礦化重要指示標志。7、礦石特征共生礦物復雜,常見金屬礦物是黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、辰砂、雄黃和雌黃等,其中黃鐵礦和毒砂是主要載金礦物;脈石礦物主要為石英、方解石/白云石、重晶石和粘土類礦物。黃鐵礦和毒砂形成于主成礦期,金多為肉眼不可見的顯微-次顯微金形式賦存于其中;或吸附于炭質礦物和粘土礦物上。主成礦期形成含鉈礦物是重要礦石特征。雄黃和雌黃等形成于成礦晚期階段;重晶石、輝銻礦和晚期方解石形成于成礦最晚階段。Au-As-Sb-Hg-(Tl)是典型的“卡林型”地球化學組合。中國的卡林型金礦床中,Tl(鉈)的地球化學異常大多不明顯或根本不存在,金以自然金形式包裹在黃鐵礦、毒砂、炭質和粘土礦物中。

8、礦床成因由于控礦地質條件(巖漿巖、含礦建造和構造)與成礦要素(礦源、熱源和水源)之間關系的復雜性,成因問題存在爭論。根據(jù)對礦源的認識,可分:1)巖漿成因說淺成侵入體提供礦源和熱源,在巖漿熱液系統(tǒng)的遠端(大氣降水為主)交代成礦。2)沉積成因說成礦物質來自地層。目前研究進展(巖石學、REE、同位素和包裹體資料):成礦物質來自地層,流體以大氣降水和建造水為主,熱源與巖漿體系的火山-侵入活動有關。兩種成因認識的關鍵差別:巖漿說認為金來自巖漿熱鹵水,沉積說認為金在地層中被活化、遷移。微細浸染型金礦床的成礦模式(據(jù)Giles和Nelson)(六)碳酸鹽巖型鉛鋅礦床該類型礦床在全球許多地區(qū)均有分布,但最典型的礦集區(qū)則位于美國中部的密西西比河流域。以規(guī)模大、發(fā)現(xiàn)早、研究程度深而著稱。此類礦床稱為“密西西比河谷型”或“密西西比型”礦床,簡稱MVT礦床。在20世紀30~40年代,被稱作遠溫礦床。20世紀中葉,在擺脫巖漿熱液論的束縛后,建立了MVT礦床的分類概念,盆地流體側向運移機制成為該類礦床形成機制的新論斷。1、MVT礦床的分布1)全球分布

北美洲最為發(fā)育,包括美國田納西州、密蘇里州、俄克拉何馬州、堪薩斯州、密蘇里州、威斯康星-伊利諾伊州的礦集區(qū),加拿大西北地區(qū)、不列顛哥倫比亞省、新斯科舍省、紐芬蘭省的礦集區(qū)或礦床。

歐洲比較發(fā)育,波蘭的上西里西亞、愛爾蘭、奧地利、法國南部、西班牙北部、南斯拉夫、意大利等地均有產(chǎn)出。其他大陸也存在一些MVT礦床,如亞洲伊朗、大洋洲澳大利亞、南美洲巴西和秘魯、非洲納米比亞和摩洛哥等。全球MVT礦床分布示意圖(Leach,2008年來華講學資料)2)中國分布

主要集中在揚子地臺及其周緣地區(qū):西緣的川滇黔交界地區(qū)(云南會澤、茂租,四川大梁子、天寶山、赤普等)北緣的秦嶺南部地區(qū)(陜西馬元,湖北竹溪—古城、神農架等礦區(qū))中部的湘鄂地區(qū)(湖南李梅、董家河、白云鋪等)南緣的桂粵地區(qū)(廣東凡口,廣西泗頂、后江橋、北山等)。此外,塔里木盆地西南邊緣發(fā)育有塔木-古蘭卡鉛鋅礦帶等。川滇黔交界地區(qū)是中國MVT礦床最為集中的地區(qū)。中國MVT礦床分布示意圖2、地質背景1)大地構造環(huán)境有利大地構造環(huán)境為俯沖碰撞環(huán)境靠近克拉通一側的部位:通常產(chǎn)于造山帶前陸相對平坦的、未發(fā)生后期變形的巖石中,位于克拉通邊緣沉積盆地內古隆起帶之上或附近(距造山帶600km以內),與板塊俯沖形成的局部伸展環(huán)境有關;另有一些礦床產(chǎn)于前陸逆沖推覆帶環(huán)境,這些礦床的容礦巖石發(fā)生了后期變形作用。少數(shù)礦床則產(chǎn)于大陸伸展的裂谷或裂谷環(huán)境附近,在這些地區(qū)沉積地層受到一期或者多期正斷層的控制,表現(xiàn)出一系列的不整合接觸。

2)含礦巖系以碳酸鹽巖建造為特色,主要為白云巖、交代灰?guī)r或白云巖的白色亮晶白云巖,完全產(chǎn)于灰?guī)r中的礦床相對較少。雖然在部分礦區(qū)沉積相(如生物礁相、潮坪相等)控制著礦體的展布,但是,也有一些礦床不受這些沉積相的控制,如中國川滇黔礦集區(qū)等。因此,相對于沉積相而言,圍巖地層的巖性(或滲透性)對礦體的展布起著更為重要的作用

3)成礦時代全球MV礦容礦巖石的時代范圍從元古宙到白堊紀,主要形成于古生代的寒武紀-奧陶紀、泥盆紀-石炭紀,少數(shù)形成于志留紀和二疊紀,元古代地層中很少發(fā)育MVT礦床。在中國,晚震旦世地層是MVT礦床較為發(fā)育的地層之一。礦床形成于圍巖成巖作用之后,為后生礦床。雖然圍巖的年齡可以確定,但是礦化的時間卻很難肯定,目前僅有少數(shù)幾個礦床獲得了成礦年齡。Leach等(2001)總結了全球幾個典型礦床的形成時代,主要形成于泥盆紀-三疊紀早期和白堊紀-第三紀2個階段,認為該類礦床和全球大尺度收縮匯聚構造之間存在著直接聯(lián)系.3、礦集區(qū)規(guī)模和多樣性1)國外礦集區(qū)規(guī)模

在沉積盆地邊緣常呈群分布,形成MVT礦集區(qū),礦集區(qū)分布面積一般為數(shù)百,甚至數(shù)千平方公里。每個礦集區(qū)中又包含有幾十至數(shù)百個礦床,如:Pinepoint礦集區(qū)包括80多個礦床,單個礦床儲量大多變化于20~200萬噸,最大的礦床儲量為1800萬噸;UpperMississippi河谷礦集區(qū)包括將近400個礦床,單個礦床儲量變化于10~50萬噸,最大礦床儲量可高達300萬噸2)中國礦集區(qū)規(guī)模中國存在幾個MVT礦集區(qū),每個礦集區(qū)含有1到200多個礦床不等,如:川滇黔礦集區(qū)分布面積14.6km2,包含40多個鉛鋅礦床,單個礦床儲量大多變化于1~200萬噸。

3)礦集區(qū)多樣性每個礦集區(qū)內,各個礦床顯示出相似的特征,包括礦物組合、同位素組成以及礦石結構、構造。不同礦集區(qū)之間存在差異性,主要表現(xiàn)在每個MVT地區(qū)有著自己獨特的礦物共生組合、成礦控制機制、圍巖等。如:美國的OldLead礦帶礦石礦物以方鉛礦為主,鉛含量遠大于鋅含量,北阿肯色州區(qū)、密蘇里中部地區(qū)以閃鋅礦為主,同時方鉛礦和重晶石并重;控礦因素也各不相同,如Pinepoint礦區(qū),礁組合控制著礦體的展布,UpperMississippi礦區(qū)基底隆起和斷裂構造是主要的控礦因素,中國的川滇黔地區(qū)地層和斷裂系統(tǒng)是主要的控礦條件4、礦床特征1)含礦地層MVT鉛鋅礦床一般分布于固定的含礦層位,在同一礦集區(qū)內,往往出現(xiàn)多個層位的礦化,但是僅有一個或少數(shù)幾個主要的含礦層位地層層序中的下部透水層和上部隔擋層(頁巖或灰?guī)r)對礦床的形成起著重要作用,白云巖具較高的孔隙度或滲透率,可能是礦體賦存于白云巖的主要原因,也可能是導致白云巖中MVT礦床規(guī)模相對較大,Pb、Zn、Ag品位較高的原因之一

2)礦體特征就礦集區(qū)尺度,MVT鉛鋅礦床的礦體通常具有層控特征;就單個礦床尺度來看,礦體形態(tài)極不規(guī)則,可為順層產(chǎn)出的似層狀、板狀、線狀等,亦可為穿層的筒狀、柱狀、團塊狀、脈狀、透鏡狀、不規(guī)則狀等;受地層控制的礦體在順層方向可以延伸幾十米到幾百米,而礦體厚度一般為幾分米至幾十米,各礦體彼此相連,也可有尖滅再現(xiàn)的特征;受斷裂控制的礦體的形態(tài)和大小變化很大,可從厚度較小的透鏡狀、囊狀、脈狀(陡傾裂隙控制的),到厚度較大的筒狀礦體,礦體與圍巖之間界線清楚;受古巖溶控制的礦體往往呈不規(guī)則狀;這3種類型的礦體可共存于同一礦區(qū)內。

3)礦物組合特征MVT礦床的礦物組合簡單,原生礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鐵礦等,脈石礦物主要為白云石、方解石、石英等,一般不含黃銅礦、斑銅礦、自然銅等;在個別礦集區(qū)中螢石、重晶石較為發(fā)育,常伴生有含Ag、Cd、Ge、Ga、Ni等元素的礦物;通常銀的含量比較低,但個別礦床的銀含量可以很高;大多數(shù)MVT礦床金屬元素分布形式單一,僅少數(shù)礦集區(qū)有礦化分帶現(xiàn)象。

4)礦石組構主要結構有粒狀、交代、交代殘余、膠狀、包含、溶蝕、穿插、草莓狀及團粒狀等;構造主要有塊狀、角礫狀、浸染狀、網(wǎng)脈狀、脈狀、條帶狀等。開放孔隙充填形成的礦石,硫化物和脈石礦物主要以粒狀、溶蝕、樹枝狀和膠狀結構形式存在;但構造有所區(qū)別,硫化物以塊狀、角礫狀、網(wǎng)脈狀構造為主,脈石礦物以條帶狀、脈狀構造為主。溶解坍塌角礫巖化形成的礦石,以溶蝕、交代、穿插結構為主,構造則以角礫狀、網(wǎng)脈狀、鑲嵌狀、膠結狀、脈狀和韻律層構造為主。沉積作用下形成粒狀結構,層狀和浸染狀構造發(fā)育,硫化物的粒度變化較大,從細粒到粗粒,沉積順序通常為黃鐵礦(白鐵礦)→閃鋅礦→方鉛礦

5)圍巖蝕變

MVT礦床的圍巖蝕變通常與碳酸鹽巖的溶解、重結晶、熱液交代和角礫巖化作用形成的碳酸鹽化有關,此外,還伴有硅化和粘土化。熱液白云巖是MVT礦床的顯著特征,通過熱液交代作用往往在礦體周圍形成明顯的白云巖蝕變暈;硅化的發(fā)育與否在很大程度上依賴于礦石沉淀溫度和成礦流體規(guī)模;蝕變粘土礦物僅在部分礦區(qū)的局部地段發(fā)育,不能作為MVT礦床的標志蝕變礦物。

5、控礦地質因素1)斷層和破碎帶斷層和破碎帶是MVT地區(qū)重要的控礦因素,許多礦體集中產(chǎn)于張性斷層帶內及其附近。2)溶解坍塌角礫巖在大多數(shù)的MVT礦區(qū)內,先存的溶解坍塌角礫巖和與之有關的碳酸鹽溶解對礦石的沉淀起著重要控制作用。3)巖性邊界頁巖不透水層,對流體遷移起到隔擋作用。4)礁組合礁和障壁沉積是地層層序的一部分,沉積相突然變化產(chǎn)生了強烈的滲透率反差,是導致礦物沉淀的有利條件。5)基底隆起一些礦床產(chǎn)于基底隆起之上或附近,而基底隆起控制著沉積相、角礫巖化、斷裂作用和砂巖含水層的尖滅。6、成礦模式1)流體運移模式

地形或重力驅動模式其過程為流體在重力的驅動下,在盆地邊緣造山隆起區(qū),在頁巖地層的阻隔下,沿碳酸鹽巖或砂巖等透水層運移。沉積和壓實作用模式驅使流體發(fā)生運移的原動力為沉積壓實作用和成巖過程中孔隙度變化引起的壓力梯度。

熱-鹽對流循環(huán)模式主要是鹽度、溫度差異導致的對流循環(huán)。2)金屬沉淀機制還原硫模式金屬離子和還原硫共存于同一流體體系,這一低pH值流體如在運移過程中發(fā)生物理化學條件改變則發(fā)生金屬沉淀。硫酸鹽還原模式成礦流體中的硫酸鹽在成礦地點經(jīng)還原劑的還原作用(比如有機質)轉變?yōu)镠S-或H2S,再與成礦流體中的金屬離子發(fā)生反應,沉淀成礦。

流體混合模式含有金屬和還原硫的流體各自按照不同的途徑運移至成礦地點混合成礦。

碳酸巖型鉛鋅礦床成礦模式五、噴流沉積型(SEDEX)礦床(一)概念熱水噴流沉積成礦作用是近代成礦理論的重大進展,礦床學、地球化學研究的熱點課題。20世紀60年代,隨著紅海發(fā)現(xiàn)熱鹵水和多金屬軟泥,揭開現(xiàn)代海底熱水活動與金屬沉積成礦作用研究的序幕。隨后在東太平洋中脊正在形成硫化物礦床的“黑煙囪”,使噴流沉積成礦作用達到高潮。1987年,第七屆國際礦床成因會議正式將此類礦床稱為:SEDEX型礦床(SedimentaryExhalative)。涂光熾給出的定義:指水溫在70o~350oC或更高的熱水介質(海水、湖水熱泉水)中形成的,主體以沉積方式形成于水-巖石界面之上水體中之層狀、似層狀礦體,但也包括此界面之下可能存在的以充填和交代形成的筒狀、錐狀或面型熱液含礦蝕變體,兩者可共生或分別出現(xiàn)。1、噴流成礦作用的兩套成礦系統(tǒng)

1)熱水補給系統(tǒng):噴口以下的補給系統(tǒng)在海底以下的通道中形成網(wǎng)脈狀礦化和強烈蝕變,礦化明顯晚于圍巖,屬于后生成礦作用。2)噴流沉積系統(tǒng):噴口以上的噴流沉積成礦系統(tǒng)在海底以上形成層狀、似層狀或透鏡狀礦體,與圍巖近于同時形成,屬于典型的同生成礦作用。2、SEDEX型礦床特征1)礦床具有典型的噴流巖石建造。主要為硅質巖、條帶狀含電氣石巖或電氣石巖、條帶狀含長石巖或富長石巖、透輝巖與透閃巖(雙透巖)、重晶石或石膏層構成。2)礦床具有層控與時控特征。3)礦體呈層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)于地層中,一般隨地層褶皺而褶皺,部分礦床具有雙層構造:上部層狀礦體、下部脈狀含礦蝕變體。4)礦體具有微層理甚至微細沉積韻律,礦石通常具有反映同生沉積的構造和結構(如:順層條帶狀、順層揉皺、同心環(huán)帶等構造,生物和鮞狀結構)。5)與兩套成礦系統(tǒng)對應的礦化蝕變。補給相礦化和層狀礦體下盤有明顯蝕變,上盤一般不具有蝕變現(xiàn)象(不對稱蝕變作用形成的底蝕構造)。但一些研究也發(fā)現(xiàn)上盤有微弱的蝕變。沉積巖容礦的噴流沉積礦床中,補給相中常見蝕變?yōu)楣杌?,有時可見電氣石化和鈉長石化。(二)現(xiàn)代熱水噴流成礦作用目前發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代熱水體系:1)紅海和美國Sulton海熱鹵水;2)洋底熱水噴流體系。現(xiàn)代熱水噴流活動的四類大地構造背景:大洋中脊、洋內弧后、陸內弧后、陸內裂谷。1、熱鹵水成礦作用1)紅海熱鹵水成礦作用與裂谷作用有關,受巖漿熱驅動的熱水對流體系,高密度熱鹵水覆蓋在尚未固結的含金屬軟泥上;熱水溫度在60oC左右,但熱鹵水底部沉積物礦物組合顯示這些礦物從200oC以上的流體中沉積出來;普遍認為,熱鹵水來自正常海水,高鹽度是是海水與含蒸發(fā)鹽沉積物發(fā)生反應的結果,成礦金屬來自下伏火山巖和沉積巖。巖石圈板塊邊界與現(xiàn)代海底已知熱水噴流體系(黑實心圈)2)Sulton海熱鹵水成礦作用位于美國加利福尼亞南部,熱鹵水溫度最高可達360oC,鹽度可達25%~30%,水深達3km,富含Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成礦元素;H-O同位素顯示,熱鹵水以大氣水為主,高鹽度是幾種作用綜合的結果:古湖水的蒸發(fā)作用、地下水對湖相蒸發(fā)鹽的溶解作用、

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