矿床成因类型评价.doc

热液矿床成因分类和成因类型模糊评价法郑有业，金明秀摘要：任何矿床都是由地质作用形成的产于某种地质环境的与周围岩石具有成分差异的特殊地质体。热液成矿的形成是一个长期复杂的过程，其影响因素甚多。热液成矿过程受构造、岩浆、地层、流体等多种地质因素的制约，矿床产出形式多种多样，加之一般在一个矿化区域几个矿化作用一起发生，而且由于热液矿化作用所生成的矿体内岩浆热液成矿作用和变质热液成矿作用重叠发生的情况并不少见。岩浆热液成矿作用和变质热液成矿作用之间存在着模糊关系。本文采用比较矿床学研究思路,将热液矿床划分为浅成热液、变质热液和岩桨热液等3个成因端员，运用模糊关系合成理论，模糊子集理论和数理统计方法解决矿床成因类型的评价问题。关键词:热液矿床，成因类型,模糊解释1.热液成矿系统的新分类明确了浅成作用的特征及其与变质和岩浆作用的差异之后，我们即可将热液成矿系统简单地划分为与普通地质学、矿床学和岩石学等教材内容相一致的3个端员性的类型或系列，即浅成热液、变质热液和岩浆热液矿床，简单说明如下。(1)岩浆热液矿床(magmatic hydrothermal deposit)。该类矿床包括文献中常见的斑岩型、爆破角砾岩型、夕卡岩型、铁氧化物型或IOCG型( ironoxide copper-gold system)、云英岩型、碳酸岩型和脉型矿床(intrusion-related vein)。此类矿床的突出特点就是产于岩浆侵人体内部或侵人体附近的围岩中，初始成矿热液来自岩浆热液，后演化为岩浆热驱动的大气降水热液，通常早阶段成矿温度较高(350 )，也称“浆控高温热液型(intrusion-relatedhypothermal type) 7，相关研究工作较多，认识较为深人。其中，脉型矿床的典型代表有华南的钨锡石英脉、东秦岭的辉钥矿石英脉8和辉铝矿萤石脉9以及一些含金石英脉10-11。值得说明，无论岩浆热液矿床形成深度如何，岩浆及岩浆热液的起源深度都是较大的，一般大于12 km。岩浆热液盐度高、CO2含量变化范围大,岩浆热液矿床大量发育高盐度的含子晶包裹体，特别是含CO2的多子晶包裹体，甚至出现熔融包裹体。(2)变质热液矿床(metamorphic hydrothermaldeposit)，又称造山型矿床(orogenic-type deposit)。该类矿床系由造山型金矿概念和成因模式拓展而来12，缘于派生成矿热液的区域变质作用总是伴随于造山作用(包括俯冲增生造山、大陆碰撞造山、陆内走滑造山和陆内挤压造山)。造山型金矿是指由变质热液形成的构造控制的脉状金矿床，在时间和空间上与造山作用有关，包括了文献中常见的石英脉型、韧性剪切带型、构造蚀变岩型、绿岩带型、浊积岩型等金矿床12-13，涵盖了23个储量500 t的金矿床，是最重要的黄金资源14。变质热液盐度低、富CO2，变质热液矿床大量发育低盐度的富CO2包裹体，但流体沸腾或相分离之后可出现含子晶包裹体发育。 (3)浅成热液矿床(epizonogenic hydrothermal deposit)。该类矿床包括了3种情况:产于陆相火山岩、次火山岩中，由岩浆驱动的循环大气降水热液作用形成的后生低温热液型的金、银、铅锌、铜、铀等金属元素矿床和一些非金属矿床，惯称浅成低温热液型(epithermal )，本文称为火山容矿浅成热液型(volcanic-hosted epithermal/epizonogenic hydrothermal，简称为VHE或VHEH)，可进一步划分为高硫型和低硫型。产于沉积建造中的由循环大气降水热液或活化盆地卤水作用形成的后生低温热液矿床，可称为沉积容矿浅成热液型( sedimentaryhosted epithermal/epizonogenic hydrothermal，简称为SHE或SHEH)，包括了文献中常见的卡林型金矿、MVT型铅锌矿、砂岩型铜矿、砂岩型铀矿、汞锑矿床和一些低温分散元素矿床。由海底热液喷流沉积作用(发生在岩石圈一水圈界面)形成的同生热液矿床，常称热水沉积矿床或块状硫化物矿床，根据容矿地层中火山岩的多寡区分为VMS或VHMS型(volcanogenic massive sulfide或volcanic-hostedmassive sulfide)和SEDER型(sedimentary exhalation)。很明显，热水沉积作用是介于内生与外生之间的成矿地质作用，即沉积成矿作用发生在地壳表面，具有外生作用的特征，但由地球内部能量驱动。浅成热液的盐度低、贫CO2，浅成热液矿床只发育低盐度、贫CO2的水溶液包裹体，罕见CO2包裹体或含子晶包裹体。 事实上，它们之间的过渡和叠加现象是难免甚或常见的。过渡于岩浆热液与变质热液之间的可能就是混合岩化热液矿床，火山岩中过渡于岩浆热液与浅成热液之间的矿床可能是高硫型浅成低温热液矿床，沉积岩中过渡于变质热液与浅成热液之间的可能是类卡林型金矿、部分MVT型铅锌矿等。2.模糊数学模型设论域之一为区内所有综合异常:H=h1，h2，hn则泛指诸矿化的综合矿化模糊集u为H的模糊子集，诸矿化类型。均为以的模糊子集，即: (1)设某论域Pi为某矿化类型子集的K个因素，第K个因素为Pik，Pikj为综合异常hi中第K个因素对某矿化类型的隶属度，则某矿化类型的诸因素Pi与诸异常H对某矿化的隶属度关系为: (2)设gik为因素Pik对某矿化类型ui的权重，则某矿化类型ui与诸因素Pi的权重关系为: 其中 (3)某矿化类型与诸异常的关系模糊集为: (4)某异常hj对某矿化类型ui的隶属度uij可以用式 (5) 来计算。则H中某异常hj对综合矿化u的隶属率为： (6)总体H中的综合矿化模糊集u可以用式来表示，当时，异常对应的矿化类型为ui 。3.实 例在某区域Pb-Zn矿床内选择9个标本，设定2个标准矿床成因类型，然后评价每个标本归属哪一类型。矿床成因类型一是岩浆热液矿床，二是变质热液矿床。通过选择标准对象，依据二态可能性线性回归或逻辑信息法求得该区诸矿床成因类型对应的因素及权重。 G1 = (0.23/Ni, 0.77/As) G2 = (0.62/A, 0.38/B)其中 A = (Ag+Hg+As+Sb)/4, B=(Cu+Zn+Pb+Cd+In)/5每个标本的隶属率用式 来计算。每个标本对岩浆热液矿床成因类型的隶属度关系为： (0.23, 0.77) 每个标本对岩浆热液矿床成因类型的隶属度关系为： (0.62, 0.38) 总体矿床成因类型模糊集为 据可得每个标本的矿床成因类型。看表1。因为，这个区域的矿床成因类型是变质热液矿床成因类型。将此评价结果与已知情况比较，相当一致。表1.矿床成因类型评价结果No标本序号隶属度矿床成因类型140.99变质热液成矿类型280.98变质热液成矿类型330.83变质热液成矿类型490.83变质热液成矿类型570.70变质热液成矿类型620.61变质热液成矿类型710.60变质热液成矿类型860.58变质热液成矿类型950.30变质热液成矿类型4.结 语(1)热液矿床可划分为3个成因端员，即浅成热液、变质热液和岩浆热液。浅成热液以低盐度、贫CO2为特征，变质热液以低盐度、富CO2为特征，而岩浆热液则以高盐度、CO2含量变化大为特征。岩浆热液矿床发育含多种子晶包裹体和高盐度富CO2的包裹体，变质热液矿床发育低盐度富CO2包裹体，浅成热液矿床只发育水溶液包裹体，缺乏含子晶包裹体和富/含CO2包裹体。(2)岩浆热液矿床和变质热液矿床的元素分布特征不一样，运用模糊数学方法定量评价矿床成因类型。参考文献1 贺仲雄，1983, 模糊数学及其应用，天津科学技术出版社。2 何进中，1995，区化综合异常模糊评序法，物探化探计算技术，No.1。3 徐守礼 等，1993，模糊数学在金矿预测中的应用，有色金属矿产与勘查，No.3。4 H. L. HARNES主编，周树强等译,1887,热液矿床地球化学(下册)，地质出版社，1-555 陈衍景，倪培，范洪瑞，等.不同类型热液金矿床的流体包裹体特征J.岩石学报，2007, 23(9):2085-2108. 6 陈衍景.初论浅成作用和热液矿床成因分类,地学前缘，2010，17(2),27-347 陈衍景，李诺.大陆内部浆控高温热液矿床成矿流体性质及 其与岛弧区同类矿床的差异J.岩石学报，2009, 25(10): 2477-2508.8 邓小华，陈衍景，姚军明，等.河南省洛宁县寨凹铝矿床流体包裹体研究及矿床成因【JJ.中国地质，2008, 35(6):1250-1266.9 邓小华，糜梅，姚军明.河南土门萤石脉型钥矿床流体包裹体研究及成因探讨J.岩石学报，2009, 25(10): 2537-2549.10 Baker T. Emplacement depth and carbon dioxide-rich fluid inclusions in intrusion-related gold depositsJ. Economic Geology, 2002, 97: 1111-1117.11 Mernagh T P, Bastrakov E N, Zaw K, et al. Comparison of fluid inc-lusion data and mineralization processes for Australian orogenic gold and intrusion-related gold systemsJ.Acta Petrologica Sinica, 2007, 23(1):21-32 12陈衍景.造山型矿床、成矿模式及找矿潜力J.中国地质，2006, 33: 1181-1196. 13 Groves D I, Goldfarb R J, Gebre-Mariam M, et al. Orogenic Au deposits; A proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other Au deposit types J. Ore Geology Reviews, 1998: 13: 7-27,14 Bierlein F P, Groves D I, Goldfarb R J, et al. Lithospheric cont-rols on the formation of provinces hosting giant orogenic gold depositsJ. Mineralium Deposita, 2006, 40: 874-886.genetic classification of hydrothermal deposits and Fuzzy rowing method of genetical type of ore deposite AbstractThis paper, In correspondence, hydrothermal deposits are classified into three end-members, nam