《新礦床學》第六章-2 低溫熱液礦床

第六章-2-低溫熱液礦床低溫熱液礦床在低溫度（200℃～50℃），一般是淺成（成礦深度1.5公里—近地表，大多在幾百米—地表，成礦壓力小于1×107Pa，)條件下形成的熱液礦床。主要礦產有Hg、Sb、As、Au、Ag、螢石等。低溫熱液礦床的特征礦體主要受各種斷裂系統(tǒng)、角礫巖筒、層間破碎帶等構造控制。礦體形態(tài)復雜多樣，由充填作用形成的礦體主要呈各種脈狀、透鏡狀和似層狀等。由交代形成的礦體主要呈囊狀、似層狀和層狀浸染體等。礦石組成礦石常由一系列的低溫礦物組成金屬礦物有辰砂、輝銻礦、雌黃，雄黃、自然金、自然銀、自然銅、黝銅礦、黃銅礦、斑銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銀礦、白鐵礦等；非金屬礦物有石英、冰長石、螢石、重晶石、明礬石、高嶺石、沸石以及碳酸鹽類礦物等；礦石結構構造礦石一般具細粒結構、膠狀結構等，礦石構造包括脈狀、條帶狀、浸染狀、角礫狀、皮殼狀、梳狀、環(huán)狀及晶洞構造等。脈狀方鉛礦石角礫狀閃鋅礦石膠狀構造圍巖蝕變高嶺土化、明礬石化、硅化、絹云母化、青磐巖化、碳酸鹽化、重晶石化、石膏化等。低溫熱液礦床據研究，低溫熱液礦床的熱液來源比較復雜，不完全是與巖漿活動有關。近年來對碳、氫、氧、硫等穩(wěn)定同位素地球化學的研究，表明攜帶成礦物質的熱液主要來自循環(huán)的大氣水熱液。低溫熱液礦床的分類淺成低溫熱液型礦床卡林型金礦床密西西比河谷型鉛鋅礦床似層狀汞、銻礦床淺成低溫熱液礦床淺成低溫熱液型礦床產于陸相火山巖系中或相鄰巖石中，絕大多數(shù)情況下成礦溫度小于150℃，極少情況下可達300℃，礦床的形成深度主要集中在地表到地下1km，個別情況下可達2km，成礦流體主要為大氣降水與巖漿水的混合熱液（多數(shù)以大氣降水為主）的一類金、銀（多金屬）礦床。工業(yè)意義巴布亞新幾內亞拉杜拉姆金礦床（金儲量1300噸，低硫化型）波格爾金礦床(金560噸，低硫化型)斐濟的恩派爾金礦床（金儲量310噸，低硫化型），秘魯雅那考查金-銀礦床（金，1200噸，銀，10850噸，高硫化型）阿根廷的費拉德洛金礦床（金400噸,銀6700噸，高硫化型）日本的菱刈金礦床（金265噸，低硫化型）印度尼西亞的凱連金礦（金240噸，低硫化型）美國的科里普柯里可金礦床（金700噸，低硫化型）富銅-金-鉍角礫巖含多金屬硫化物玉髓脈巴布亞新幾內亞凱連金礦床斐濟米尼非金礦床含金-銀石英脈中國主要淺成熱液金礦床(Qiuetal.,2008)引自聶鳳軍中國主要淺成熱液金礦床(Qiuetal.,2008)淺成低溫熱液型礦床的分類Heald等（1987）劃分出了明礬石-高嶺石型（酸性硫酸鹽型）和冰長石-絹云母型2種類型。Hendenquist（1994）根據礦床特征和成礦流體的特點也將淺成低溫熱液型礦床分成2個亞類：一類是高硫化型（highsulphidation，簡稱HS），相當于Heald等（1987）劃分的明礬石-高嶺石型，由酸性、氧化的熱流體形成（高硫化作用）；另一類為低硫化型（lowsulphidation，簡稱LS），相當于上述的冰長石-絹云母型，由近中性、還原的熱流體（低硫化作用）形成。成礦構造環(huán)境淺成低溫熱液型金礦床主要形成于板塊俯沖帶上盤大陸邊緣及島弧的巖漿弧和弧后張裂帶，礦體一般受火山口或者破火山口構造控制。地質特征礦床類型低硫化型(LS)

(冰長石-絹云母)高硫化型(HS)

(酸性硫酸鹽)礦石類型脈型為主,網脈狀常見，浸染狀和交代狀礦石少見浸染狀礦石為主，脈狀礦石為輔,交代狀礦石常見，網脈狀礦石少見結構構造脈狀,孔洞充填狀(條帶,膠狀,晶簇狀),角礫狀圍巖交代狀,角礫狀,脈狀礦石礦物黃鐵礦,銀金礦,自然金,閃鋅礦、方鉛礦、毒砂黃鐵礦,硫砷銅礦,黃銅礦,砷黝銅礦,銅藍,自然金,碲化物脈石礦物石英,玉髓,方解石,冰長石,伊利石,碳酸鹽石英,明礬石,重晶石,高嶺石,葉臘石金屬元素組合以Au,Ag,Zn,Pb

為主，Cu,Sb,As,Hg,Se為輔以Cu,Au,Ag,As為主，Pb,Hg,Sb,Te,Sn,Mo,Bi為輔成礦流體特征以大氣降水為主，含巖漿揮發(fā)分S和C，pH值近中性，鹽度小于3.5wt%NaCl

equi.以巖漿水為主，流體的pH值<2，鹽度小于5wt%NaClequi.成礦時代淺成低溫熱液型金礦床的形成深度一般均小于1km，因此，在其形成后要長期保存下來，勢必要求礦床所在的地殼非常穩(wěn)定，剝蝕較淺，這樣才能在漫長的地質演化歷史中保存下來。由于地殼處于不斷的運動當中，因此時代越老的淺成低溫熱液金礦床，其能夠保存下來的數(shù)量就越少。高硫化型淺成低溫熱液礦床福建紫金山金銅礦床From:Google鑒定性特征蝕變高硅蝕變（多孔狀石英/殘留石英）–黃鐵礦高級泥化蝕變（AA)：深成石英

–明礬石組合–黃鐵礦礦石礦物硫砷銅礦–四方硫砷銅礦，深成銅藍高硅蝕變Arribasetal.,2000經常是多孔狀的，如果原巖有斑晶或角礫SummitvillePierinaSummitvilleMatrixalsochanged;finequartznow基質也已改變?yōu)闃O細粒石英From:Changzhaoshan

高級泥化蝕變的結構特征Originaltexturepreserved保留原巖結構Openspacefilling充填開放空間Vug-filling充填孔洞Quartz–alunite石英–明礬石Alunite明礬石Alunite明礬石Alunite明礬石From:Changzhaoshan高級泥化蝕變的結構特征Quartz石英Alunite明礬石Intergrowthofquartzandalunite石英和明礬石交生From:Changzhaoshan高級泥化蝕變的結構特征Breccia角礫狀AluniteAlunite,pyrophyllite,diaspore,topaz明礬石，葉臘石，水鋁石，黃玉Patchy–wormy(Gusano)斑雜狀－蠕蟲狀Wormy蠕蟲狀From:Changzhaoshan高級泥化蝕變的結構特征Alunite明礬石Massivesilicic致密硅質Vein脈狀Plumosealunitevein

羽狀明礬石脈Quartz-alunite石英-明礬石Vein脈狀From:Changzhaoshan礦床特征圍巖主要是流紋英安巖、鈣堿性安山巖、英安巖，偶見低硅流紋巖。在空間上與礦床共生的侵入巖是斑巖，這些斑巖、中酸性火山巖通常構成流紋-英安巖穹隆。Lepanto,PhilippinesColquijirca,Peruenargiteandpyrite硫砷銅礦和黃鐵礦luzonite-cementedbreccia四方硫砷銅礦膠結角礫巖PuebloViejo,DominicanRepublicColloformandbrecciatedsphaleriteveins膠狀和碎裂化的閃鋅礦脈礦石礦物From:Changzhaoshan角礫狀礦石最常見。膠結物為礦石礦物角礫強烈硅化Quartz–pyrophyllite–diaspore石英-葉臘石-水鋁石Enargite-pyrite硫砷銅礦-黃鐵礦Covellite-dominant銅藍為主Covellite-dominant銅藍為主礦石結構構造Zijinshan紫金山Tantahuatay,Peru秘魯From:ChangzhaoshanBrecciaore角礫狀礦石Enargite–luzonite–pyrite硫砷銅礦-四方硫砷銅礦-黃鐵礦Silicicclast致密硅質角礫Enargite–luzonite–pyrite硫砷銅礦-四方硫砷銅礦-黃鐵礦Lepanto,Philippines菲律賓From:ChangzhaoshanVeinVug-fillingDisseminated脈狀孔洞充填浸染狀Enargite-pyrite硫砷銅礦-黃鐵礦Enargite硫砷銅礦Enargite硫砷銅礦礦石結構構造Tantahuatay,Peru秘魯Tantahuatay,Peru秘魯Yanacocha,Peru秘魯圍巖蝕變發(fā)育，是由酸性、氧化流體形成；核部為遭受強烈酸淋濾的殘余多孔狀硅核，它是主要的賦金巖石；其外為高級泥化帶（主要由明礬石和高嶺石組成、還有迪開石、葉蠟石等）；再向外為泥化帶（伊利石化、蒙脫石，少量絹云母化）；最外帶為青磐巖化。圍巖蝕變淺成低溫熱液型礦床紫金山銅金礦田成礦模式（閩西地質大隊）上部淺成低溫熱液型礦中部中低溫熱液型礦下部斑巖型礦蝕變上部石英—明礬石—地開石帶中部石英—地開石—絹云母帶下部石英—絹云母帶低硫化型淺成低溫熱液礦床新疆阿西金礦工業(yè)意義巴布亞新幾內亞里爾（Lihir）島上的拉杜拉姆（Ladolam）金礦（>1300tAu）、波格爾（Porgera）金礦（560tAu）斐濟的恩派爾（Emperor）金礦（310tAu），日本的菱刈金礦（265tAu）印度尼西亞的凱連（Kelian）金礦（240tAu）美國的科里普峰（CrippleCreek）金礦（700tAu）我國內蒙額仁陶勒蓋銀礦、吉林刺猬溝金礦等都屬于這種類型。礦床特征強硅化礦體與脈狀、網脈狀礦體的過渡關系網脈狀礦體與強硅化礦體之間的接觸關系圍巖是典型的鈣堿性安山巖、英安巖、流紋英安巖或流紋巖。低硫化型淺成低溫熱液金礦的礦區(qū)內總存在流紋巖，盡管流紋巖作為含礦圍巖目前還沒有明確的成因意義，但人們仍注意到了流紋質火山作用與低硫化型貴金屬礦床之間存在的密切空間關系。該類礦床的礦石形成于開放的充填空間內，礦體以脈狀為主（石英脈），還有網脈狀。礦石構造以脈狀、網脈狀構造為主，可見孔洞充填狀（條帶、膠狀、晶簇狀）和角礫狀構造。礦石礦物主要有黃鐵礦、銀金礦、自然金、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂等；氧化礦體中的黃鐵礦脈中灰色硅質沿脈穿過黑色硅質巖脈脈石礦物有石英、玉髓、方解石、冰長石、伊利石、碳酸鹽等；圍巖蝕變圍巖蝕變發(fā)育，由近中性還原的熱液形成，主要包括冰長石化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化、泥化和青磐巖化等。蝕變分帶現(xiàn)象明顯，在靠近礦脈壁的圍巖中發(fā)育冰長石、硅化（石英和玉髓）和綠泥石化，向外為絹云母化、伊利石化，再向外為泥化蝕變礦物（高嶺石和蒙脫石），最外帶為青磐巖化。成礦流體成礦流體以大氣降水為主，含有來自巖漿的揮發(fā)分S和C，屬還原、近中性流體，鹽度多小于3.5wt%NaCl。MVT型鉛鋅礦床美國中部密西西比河流域的層狀鉛、鋅礦床是這類礦床的代表，密西西比河谷型鉛、鋅礦床因而得名。赤普鉛鋅礦似層狀礦體工業(yè)意義礦床規(guī)模較大，常伴生同類型的黃鐵礦礦床、沉積菱鐵礦礦床、重晶石-螢石-閃鋅礦礦床等。已知礦床如（廣東）凡口、（廣西）泗頂、（美）密蘇里的Viburnum、田納西的Mascott-Jefferson、（加拿大）RobbLake、（波蘭）UpperSilesia。MVT礦床金屬量（Pb+Zn）從幾千噸到幾百萬噸不等，并且一般成群成帶分布，密西西比河谷地區(qū)就有近400個礦床。礦石特征From:gsc.nrcan.gc.caFrom:中國MVT礦床分布示意圖1—仁化凡口鉛鋅礦;2—會東大梁子鉛鋅礦;3—南京棲霞山鉛鋅礦;4—曲靖會澤鉛鋅礦;5—花垣李梅鋅礦;6—環(huán)江北山鉛鋅硫鐵礦;7—會理天寶山鉛鋅礦;8—臨湘桃林鉛鋅礦;9—蒙自百牛廠銀多金屬礦白羊礦段;10—南丹芒場大山錫多金屬礦;11—道縣后江橋鐵錳鉛鋅礦;12—沅陵董家河黃鐵鉛鋅礦;13—巧家茂租鉛鋅礦;14—建水荒田鉛鋅礦;15—開原柴河鉛鋅礦;16—新邵白云鋪鉛鋅礦;17—融安泗頂鉛鋅礦;18—硯山鉛廠鉛鋅礦;19—會理小石房鉛鋅礦;20—陽新銀山鉛鋅礦;21—南鄭馬元鉛鋅礦From:張長青地質構造背景有利的大地構造環(huán)境是穩(wěn)定的大陸板塊、大陸邊緣拗拉古、裂谷。上揚子地塊鉛鋅礦床和油氣礦藏分布位置示意圖（根據馬力等2004年資料和中國地質調查局宜昌地調中心2008年資料修編）

含礦巖系為以淺海相碳酸巖鹽為主，可夾有砂巖、頁巖及礫巖的沉積建造。碳酸鹽巖包括生物礁相、潮坪相灰?guī)r、白云巖、礁角礫巖及崩塌角礫巖等。From:DavidLeach地質構造背景礦床形成于主巖成巖之后，礦區(qū)范圍內一般不出露火成巖，少數(shù)礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有火成巖，經證實也和成礦無關。礦體多為不規(guī)則狀、似層狀、凸鏡狀產于白云巖中，產出部位多為碎屑沉積盆地的邊緣、沉積基底突起部位、砂巖尖滅部位、巖屑堆積層及其尖滅部位、生物礁、斷裂擴容部位、不整合面及其附近的巖溶崩塌角礫巖；MetalineMVTDeposit,Washington,USAZiegetal,2000From:DavidLeach巖溶角礫巖：A-裂紋角礫巖；B-鑲嵌角礫巖；C-坍塌角礫巖（破碎角礫巖）(J.C.Touray，1990；J.C.Samamma，1991)美國田納西州Jefferson礦山MVT型鉛鋅礦床巖溶構造控礦（素描圖）（ErnestL.Ohle1985年根據Crawfordetal.,1969資料修改）礦床成因成礦流體源自沉積建造水，成礦過程中演化為含礦熱鹵水，成礦溫度50~150℃（<200℃），成礦溶液鹽度（15-20）wt%NaCl（高的可達30%）。硫化物的δ34S為8.03‰~31.36‰，且一般認為礦床的硫主要來源于海相蒸發(fā)巖，如膏鹽層。蒸發(fā)巖中的硫酸鹽轉變?yōu)镸VT礦床中硫化物的還原態(tài)硫的機制可能是通過熱化學還原作用實現(xiàn)的。近年來，多數(shù)人傾向于認為，這類礦床中的鉛、鋅礦化在沉積和成巖時已初步富集，后經地下熱鹵水對富含鉛、鋅的沉積層進行溶濾和搬運，在有利的地層和構造環(huán)境中充填、交代而成礦床?？中徒鸬V床卡林型金礦床卡林型金礦床（Carlin-typegolddeposits）是20世紀60年代初期在美國西部內華達州的卡林鎮(zhèn)被發(fā)現(xiàn)而得名的，是一種主要產于碳酸鹽巖建造中的微細浸染型金礦床。該類型金礦床具有品位低、規(guī)模大、礦體與圍巖界限不明顯，金主要呈顯微-次顯微形式分散產出，普遍發(fā)育中低溫熱液礦物組合以及Au、As、Hg、Sb、Tl等微量元素組合?？中徒鸬V床卡林型金礦床主要分布于美國內華達州和猶他州及中國的滇黔桂和川陜甘兩個“金三角”內，在東南亞以及南美洲的秘魯也有分布?？中徒鸬V是金礦床的一個重要類型，在我國發(fā)現(xiàn)于80年代，已知礦床如（貴州）板其、丫它、（湖南）石峽、（寧夏）中衛(wèi)、（四川）東北寨、拉爾瑪?shù)取５V石特征礦石金屬礦物常見微粒自然金、黃鐵礦、白鐵礦、雄黃、雌黃、毒砂、辰砂、輝銻礦，還可見少量閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦。脈石礦物常見螢石、重晶石、石英、方解石、水云母、高嶺石等。礦石結構構造主要是呈自形及半自形結構、交代結構，浸染狀、角礫狀構造。自然金呈極微細的顆粒分布于蝕變巖中，常被硫化物包裹或被炭質及水云母等礦物吸附。常見的圍巖蝕變是硅化（似碧玉巖）、高嶺土化、碳酸鹽化、白鐵礦化、毒砂化。成礦溫度為180~245℃。卡林型金礦床地質構造背景金牙礦區(qū)地質圖（據廣西第二地質隊）1-中三疊統(tǒng)河口組一段；2-中三疊統(tǒng)百逢組三段；3-中三疊統(tǒng)百逢組二段；4-中三疊統(tǒng)百逢組一段；5-下三疊統(tǒng)邏樓組；6-上二疊統(tǒng)；7-下二疊統(tǒng)茅口組；8-地層界線；9-斷層；10-巖層產狀；11-構造破碎帶；12-金礦體及編號;13-公路有利成礦大地構造環(huán)境是大陸板塊的蓋層沉積區(qū)和島弧（地槽褶皺帶）晚期階段沉積巖系發(fā)育區(qū)卡林型金礦床地質構造背景金牙礦區(qū)地質圖（據廣西第二地質隊）1-中三疊統(tǒng)河口組一段；2-中三疊統(tǒng)百逢組三段；3-中三疊統(tǒng)百逢組二段；4-中三疊統(tǒng)百逢組一段；5-下三疊統(tǒng)邏樓組；6-上二疊統(tǒng)；7-下二疊統(tǒng)茅口組；8-地層界線；9-斷層；10-巖層產狀；11-構造破碎帶；12-金礦體及編號;13-公路含礦巖系為含炭質或泥質的條帶狀或角礫狀的不純碳酸鹽巖、含炭質粉砂巖、泥質巖及凝灰?guī)r等，顯示其形成于相對缺氧的環(huán)境?？中徒鸬V床地質構造背景金牙礦區(qū)地質圖（據廣西第二地質隊）1-中三疊統(tǒng)河口組一段；2-中三疊統(tǒng)百逢組三段；3-中三疊統(tǒng)百逢組二段；4-中三疊統(tǒng)百逢組一段；5-下三疊統(tǒng)邏樓組；6-上二疊統(tǒng)；7-下二疊統(tǒng)茅口組；8-地層界線；9-斷層；10-巖層產狀；11-構造破碎帶；12-金礦體及編號;13-公路礦床形成于較淺的部位，與地下熱鹵水有關，成礦溫度一般屬中、低溫?？氐V構造構造是重要的控礦因素，對金礦化的控制作用甚至強于地層。構造控礦作用在不同的礦區(qū)有不同的表現(xiàn)。我國黔西南卡林型金礦床主要形成于壓性或壓扭性斷裂帶、區(qū)域不整合面和假整合面、兩套差別較大的巖性接觸面，層間虛脫和張裂部位是金礦體賦存的重要部位。金牙礦區(qū)第3勘探線礦體形態(tài)特征圖