低温热液矿床低温热液矿床概述.ppt

低 温 热 液 矿 床 低 温 热 液 矿 床 概 述 v概念：指形成温度在20050左右，形成深度 大多在2km至地表范围内，矿体主要受各种断裂系统 、角砾岩筒、层间破碎带等构造控制的热液矿床 v 矿体形态：复杂多样 充填作用脉状、透镜状和似层状等 交代作用囊状、似层状和层状浸染体等 v 围岩蚀变：高岭土化、明矾石化、硅化、绢云 母化、青磐岩化、碳酸盐化、重晶石化、石膏化等 v矿物组合：金属矿物有辰砂、辉锑矿、雌黄，雄 黄、自然金、自然银、自然铜、黝铜矿、黄铜矿、斑 铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、白铁矿等；非金属 矿物有石英、冰长石、萤石、重晶石、明矾石、高岭 石、沸石以及碳酸盐类矿物等 v矿石组构：结构细粒结构、胶状结构等 构造脉状、条带状、浸染状、角砾 状、皮壳状、梳状、环状及晶洞构造 低 温 热 液 矿 床 概 述 v 热液来源：不完全与岩浆活动有关。近年来对 碳、氢、氧、硫等稳定同位素地球化学的研究表明， 携带成矿物质的热液主要来自环流的地下水热液 v 分类：浅成低温热液型矿床、卡林型金矿床、 密西西比河谷型铅、锌矿床以及似层状汞、锑矿床 低 温 热 液 矿 床 概 述 低 温 热 液 矿 床 v浅成低温热液型矿床 v卡林型金矿床 v密西西比河谷型铅、锌矿床 v似层状汞、锑矿床 浅 成 低 温 热 液 型 矿 床 v浅成低温热液型矿床的分类 v成矿条件 v高硫化型浅成低温热液矿床 v低硫化型浅成低温热液矿床 v浅成低温热液型矿床的成因机制 概念：指产于陆相火山岩系中或相邻岩石中，形成温度为1300t Au）和 波格尔（Porgera）金矿（560t Au） 斐济的恩派尔（Emperor）金矿（310t Au） 日本的菱刈金矿（265t Au） 印度尼西亚的凯连（Kelian）金矿（240tAu） 美国的科里普柯里可（Cripple Creek）金矿 （700t Au）等 浅成低温热液型矿床低硫化型 图6-23 菱刈矿区地质简图（左）和矿区剖面图（右） （据Hosono等，2004） v 浅成低温热液型矿床形成于相对较低温度（ 95%），硅化的范围小于去碳酸盐化的范围 低温热液型矿床卡林型金矿床 3. 矿石特征 矿石矿物黄铁矿、毒砂、辉锑矿、雄黄、雌黄及辰砂等，缺少其它贱金 属硫化物 脉石矿物石英、方解石，重晶石和伊利石、高岭石、蒙脱石、绢云母、 明矾石等粘土类矿物 金与砷黄铁矿、黄铁矿及毒砂紧密相关，以次显微金存在。雄黄、雌黄等砷 硫化物形成于较晚阶段，重晶石、辉锑矿和晚期方解石形成于最晚阶段张开裂 隙中。氧化带中出现明矾石、黄钾铁矾以及其他氧化物，北美卡林型金矿床氧 化带深部局部超过700 低温热液型矿床卡林型金矿床 3. 矿石特征 金微细浸染型，金颗粒呈显微和亚显微级（几微米到 0.5微米，很少达0.1毫米），称为微细浸染型 金主要以固溶体类质同象形式进入黄铁矿和毒砂晶格 中，固溶体分解时金析出，肉眼和普通显微镜下不能见 到 还可能存在化合物金，以金的独立矿物或有机化合物 形式存在。原生矿石中偶尔见到自然金微粒是含砷黄铁 矿晶格出溶的结果 低温热液型矿床卡林型金矿床 3. 矿石特征 As呈三种矿物形式存在，它们与金矿化关系又有差别，如细粒毒 砂、含As黄铁矿与金矿化关系密切，而雄黄、雌黄这两种砷矿物 虽分布在金矿区，但都晚于金矿化；辰砂、辉锑矿与雌黄、雄黄 相似，其矿化也晚于金矿化 低温热液型矿床卡林型金矿床 4. 矿床成因 （1）岩浆成因说，认为主要由浅成侵入体提供矿源和热源，在 岩浆热液系统的远端（以大气降水为主）交代成矿，以Sillitoe（ 1990）为代表 （2）沉积成因说，认为矿源主要来自地层(或浅变质地层)，以 A.S. Radtke（1980，1985）为代表 低温热液型矿床卡林型金矿床 4. 矿床成因 成矿物质主要来自地层，热液以天水和建造水为主，热源与中- 新生代火山-侵入活动有关 卡林型金矿床的规模大，形成许多大型和超大型金矿床，卡林金 矿带中有4个矿床的金储量超过100吨，其中，Gold Stike金矿 床的储量达到627吨 低温热液型矿床卡林型金矿床 密西西比河谷型铅、锌矿床（简称MVT），以其品位低、规 模大、地质构造比较简单、埋藏较浅和易于开采为特点 美国中部密西西比河流域的层状铅、锌矿床是这类矿床的代 表。MVT矿床金属量(Pb+Zn)从几千吨到几百万吨不等，一般成 群成带分布，密西西比河谷地区就有近400个矿床。加拿大、苏 联、中欧阿尔卑斯地区以及北非等地都有这类矿床产出 我国湘、黔、桂、粤、川西、辽宁以及秦岭等地也有这类矿 床分布，其储量居我国铅锌矿床的首位 低温热液型矿床密西西比河谷型铅锌矿床 v矿床地质特征 v我国和美国密西西比河谷型铅、锌矿床特征的 差异 v成因机制 低温热液型矿床密西西比河谷型铅锌矿床 （一）矿床地质特征 （1）矿床产于地台边缘的沉积盆地中，含矿岩系成带状沿盆地边缘分布，一般 都含海相蒸发岩，盆地中央有时产石油 （2）矿床产于一定层位地层中。就世界范围而言，含矿层位多，成矿时间长。 就一个矿床而言，成矿时间短而集中，矿化限于12个层位。容矿岩层以厚层 白云岩为主，次为石灰岩，矿体常产于岩层界面附近。矿区范围内一般不出露 火成岩 （3）MVT矿体大多以开放空隙充填方式形成，具后生成矿特征。矿体有似整 合和不整合两类：似整合矿体层状、似层状，与地层产状一致；不整合矿 体脉状、网脉状，受断裂和裂隙控制 （4）金属矿物闪锌矿(含铁较低)、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿，呈浸染状沿 岩层微层理分布。矿石品位低，但储量大。MVT矿床从富铅到富锌皆有，绝大 多数的锌高于铅。大部分MVT矿床具银异常，许多还具经济意义，如密西西比 河谷地区 低温热液型矿床密西西比河谷型铅锌矿床 （一）矿床地质特征 （5）脉石矿物主要有萤石、重晶石、白云石、方解石和石英等 （6）围岩蚀变以硅化、白云岩化为主 （7）成矿流体为地下热卤水。如盆地卤水，“同生”建造水等 。成矿温度50150（200 ），成矿溶液盐度15- 20wt%NaCl（高的可达30%），包裹体液相成分Na+、Ca2+、 Cl-为主 （8）硫化物的34S为8.03 +31.36，认为矿床的硫主要来 源于海相蒸发岩，如膏盐层，由蒸发岩的硫酸盐转变为MVT矿 床中硫化物的还原态硫的还原机制可能为热化学还原作用 低温热液型矿床密西西比河谷型铅锌矿床 （二）我国和美国密西西比河谷型铅、锌矿床特征的差异 美国的MVT矿床成矿流体的流动在大面积分布的透水层中进行的，我国西南 地区的MVT矿床成矿流体的流动受断裂的控制。 （1）形成温度不同：美国中部的MVT矿床形成温度比较低，为80170， 且在矿田甚至矿带范围内各矿床的形成温度相差不大；中国川、滇、黔交界的 MVT矿床形成温度相对要高一些，为100300，且不同地区矿床成矿温度 相差比较大 （2）矿床受断裂控制的程度不同：空间上我国西南地区的MVT矿床更多地受 断裂构造的控制。矿体则往往定位于次级断裂的交汇部位或断裂与褶皱的交切 处；而美国的MVT矿床主要受层间破碎带、岩相变化、基底隆起及喀斯特溶 洞的控制，受断裂的影响相对较弱 （3）蚀变带的规模不同: 美国的MVT矿床常伴随有大面积的热液蚀变，如热 液白云石化等。我国的矿床蚀变范围较小，多局限于断裂带附近 低温热液型矿床密西西比河谷型铅锌矿床 （三）成因机制 矿床中的铅、锌矿化在沉积和成岩时已初步富集，后经地下热卤 水对富含铅、锌的沉积层进行溶滤和搬运，在有利的地层和构造 环境中充填、交代而成矿床 美国中部地区的MVT铅锌矿床成矿流体的主要通道是含矿层 之下的砂岩含水层，我国西南地区矿床成矿流体的流动受震旦系 碎屑岩含水层和区域性大断裂的联合控制 典型矿例：美国密西西比河谷地区的该类矿床外，加拿大的派 因波因特、中欧的东阿尔卑斯、波兰的上西里西亚-克拉科夫等 。我国云南金顶铅锌矿床等也属典型的密西西比河谷型铅、锌矿 床 低温热液型矿床密西西比河谷型铅锌矿床 图 云南金顶铅锌矿地质剖面图 l-细砂岩；2-灰岩角砾岩；3-粉砂岩；4-灰岩、白云岩；5-矿体；6-断层 铅锌矿化产于断裂上、下盘的景星组和上云龙组两套地层中(图) 低温热液型矿床密西西比河谷型铅锌矿床 金顶铅锌矿床 于1957年被发 现，Pb+Zn控 制储量1500万 吨(平均品位 Pb1.29%， Zn6.08%)，总 金属量大于 2200万吨，是 目前中国最大 铅、锌矿床 矿床赋存在横断山中段、兰 坪盆地北端、新生代金顶穹 隆构造中。矿区地层由中、 新生代地层组成，中生代地 层倒转并被推覆逆掩于新生 代地层之上，构成金顶逆冲 推覆构造。 矿石分为砂岩型和灰岩型。砂岩型矿石 构造-浸染状构造，胶结结构。灰岩型矿 石构造复杂，有脉状、块状、条带状及 胶状构造。结构也较复杂，有同心环带 结构、鲕粒结构等。金属矿物闪锌矿、 黄铁矿、方铅矿等。非金属矿物方解石 、重晶石、石英、石膏 矿床受地层和断裂构造双重控制，矿体既有层状又有脉状 和网脉状。方铅矿的年龄为2283Ma，和地层时代大致 相当。34S在-1.7l30.43 。 中生代晚期至新生代早期沉积时，铅、锌已初步富集，后 期受热卤水作用，铅、锌硫化物富集 v是汞、锑的最重要矿床类型，我国湘黔一带的汞、锑矿床都属于 这一类型 v矿区内一般无岩浆岩出露 v矿体产于薄-中厚层灰岩、白云岩中，矿体之上常常是页岩、泥 灰岩和泥质白云岩等。在成矿过程中起着明显的遮挡层作用 v结晶灰岩及白云岩中的角砾岩与矿床的形成有密切关系。角砾岩 大多是由层间断裂造成的。统计，矿化和中等程度的角砾岩化（ 砾间空隙占1025）关系最为密切，砾间空隙过多或过少者含 矿性都较差 v矿体多为层状、似层状、透境状，沿层断续分布，以褶皱轴部或 层间剥离处矿化最厚，向两侧逐渐变薄而尖灭。矿体的产状和围 岩基本一致。在一个区域内常有几个含矿层位，每个层位都有几 层汞、锑矿体 低温热液型矿床似层状汞、锑矿床 v 围岩蚀变比较简单，以硅化和碳酸盐化为主。硅化与矿化关 系尤为密切。当其叠加有碳酸盐化时含矿性都较好，大多成为富 矿地段 v锑矿床辉锑矿，很少见有其它金属矿物伴生。矿石的锑品位 一般为5左右，富的可达20以上 v汞矿床中的金属矿物辰砂，闪锌矿、辉锑矿、黄铁矿、雌 黄和雄黄。矿石中汞品位一般可达O.2左右，某些矿床的富矿 段含汞可达57。脉石矿物主要为石英、白云石和方解石，偶 尔可见萤石和重晶石 v 矿石构造以角砾状、晶洞状为主，辉锑矿大多晶形良好，他 形晶较为少见。辰砂大多呈他形晶产出，只有晶洞中的辰砂可出 现极完美的晶形 低温热液型矿床似层状汞、锑矿床 对汞矿进行了气液包裹体测定，汞矿石内白云石的形成温度为 120250，石英为70110。辰砂为50130 。 沉积地层中汞的初步富集，后期的构造和热液使矿化得到聚集 和富化，矿床具有明显的层控特征，属地下水热液矿床 典型矿例：贵州万山汞矿床 湖南锡矿山锑矿床，是世界上最大的锑矿床 低温热液型矿床似层状汞、锑矿床 贵州万山汞矿床：位于贵州东部，矿区内主要出露有寒武纪地层，岩性为 灰岩、白云岩及泥灰岩等。岩层产状平缓，几乎水平产出 断层发育，多为北东东和北北东向断距不大的正断层。矿体多发育在区内主要 断裂万山正断层百米以外的穹窿状褶皱鞍部和角砾破碎带中。汞矿化主要位 于中、下寒武纪地层中，占总储量的91.5，含矿围岩以灰岩、白云岩为主，矿 体几乎都由岩性致密的岩层作为盖层，其中以泥质白云岩为主 低温热液型矿床似层状汞、锑矿床 根据控矿构造和产状特征，矿体可分三种类型： （1）层状、似层状矿体：是最主要的矿体类型，约占总储量的 75% （2）脉状矿体：矿体沿断裂分布，这类矿化规模较小 （3）复合型矿体：这类矿体占全区储量的22% 图 万山汞矿床含矿层综合剖面图 l-上部泥质白云岩、泥灰岩、页岩；2-条带状白云岩；3-下部泥质白云岩、泥 灰岩、页岩；4-含石英的白云石脉带；5-汞矿体 v围岩蚀变硅化、白云石化为主 v金属矿物辰砂、黑辰砂、自然汞、辉锑矿、闪锌矿、黄铁 矿及雄黄 v非金属矿物石英、白云石，方解石、重晶石和沥青 v矿体中部的辰砂晶形完好，常具双晶，产于矿体上部的辰砂多 成粉末状，辉锑矿出现于辰砂富集地段，闪锌矿分布于矿体外围 v矿石构造条带状、角砾状、浸染状，脉状、粉末状和皮膜 状 v矿石品位深部高，浅部低，全区构成一巨大的汞矿田 v硫同位素测定表明，硫来自海水沉积的蒸发硫酸盐类 v矿床属地下水热液矿床 低温热液型矿床似层状汞、锑矿床 I7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A- w*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A- 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