高中温热液脉型矿床PPT课件.ppt

高 中温热液脉型矿床 一 高温热液脉型矿床 一 云英岩型钨 锡石英脉矿床 二 钠长岩型稀有 稀土元素矿床二 中温热液脉型矿床 一 中温热液脉型金矿床 二 中温热液脉型铅锌多金属矿床 1 高温热液脉型矿床概述 概念高温热液脉型矿床是指形成温度约为600 300 主要受断裂构造控制的热液矿床蚀变类型由于成矿时温度较高 且矿液中富含挥发份 因而在近矿围岩和岩体内部都发生强烈蚀变 云英岩化 钠长石化 钾长石化 电气石化 黄玉化等 2 高温热液脉型矿床概述 矿物成分氧化物和含氧盐类 其次是硫化物 含有较多的含矿化剂的矿物 如电气石 黄玉 云母等矿物组合金属矿物有磁铁矿 磁黄铁矿 锡石 白钨矿 黑钨矿 赤铁矿 辉钼矿 辉铋矿 铁闪锌矿 毒砂 自然金等 非金属矿物有石英 长石 锂云母 角闪石等 3 高温热液脉型矿床概述 矿石组构 粗粒结构 带状或对称带状构造成矿方式 充填方式 交代方式矿体形态 不规则的脉状 串珠状等 常沿一个方向呈雁行状排列 也见沿层面交代形成扁豆状或似层状矿体矿床的规模 中小型为主 少数规模很大重要的矿床类型 如钨矿的储量可达几万 几十万吨 4 高温热液脉型矿床概述 工业意义有色金属 W Sn Mo Bi Cu Pb Zn贵金属 Au Ag稀有 稀土金属 Nb Ta Be放射性金属 U非金属 重晶石 萤石 硫 水晶 菱镁矿不乏大型 超大型矿床 价值巨大 5 高温热液脉型矿床概述 云英岩型钨 锡石英脉矿床钠长岩型稀有 稀土元素矿床 6 在成因和空间上与花岗岩类有关 花岗岩的特征元素W Sn Be Nb Ta V Th Li Rb Cs等均有较高的丰度岩体规模 较小的岩株或岩钟状钨矿化与晚期旋回形成的花岗岩株 岩枝具更为密切的时空关系围岩 轻微变质的砂岩 板岩 千枚岩等硅铝质岩石 云英岩型钨 锡石英脉矿床 形成条件 7 8 云英岩型钨 锡矿床模式 云英岩型钨 锡矿床模式图 据BruceL Reed 1986 1 长英质岩及砂 泥质板岩 2 黑云母花岗岩 3 蚀变花岗岩 4 钠长石化淡色花岗岩 特殊相 5 伟晶岩 6 矿脉及云英岩化 7 块状云英岩 8 早期云英岩 9 云英岩型含钨石英脉矿床多分布于岩体顶部 边部或距接触带不远的围岩中 1 5km 江西西华山钨矿地质略图1 含钨石英脉 2 黑云母花岗岩 3 砂岩 千牧岩 4 砂 砾石 云英岩型钨 锡石英脉矿床 形成条件 10 断裂 裂隙构造控矿特征明显 矿脉多充填于剪切裂隙 张剪复合裂隙中 成矿方式以充填作用为主云英岩型黑钨矿矿床往往和矽卡岩型白钨矿矿床共生 两种类型的钨矿在同一矿区出现 经研究认为成矿作用是统一的 只是由于围岩性质不同而引起的差异 在石灰岩中形成白钨矿矿床在硅铝质岩石中则形成黑钨矿矿床 云英岩型钨 锡石英脉矿床 形成条件 11 矿床典型的围岩蚀变为云英岩化 具体可分为电气石云英岩 电气石 Na K Ca Al Fe Li Mg Mn 3 Al Cr Fe V 6 BO3 3 Si6O18 OH F 4 萤石 CaF2 云英岩黄玉 Al2 F OH 2 SiO4 云英岩据统计 钨 钼多和含萤石的云英岩伴生锡则多和含电气石 黄玉的云英岩有关 云英岩型钨 锡石英脉矿床 围岩蚀变 12 矿床主要由充填作用形成 黑钨矿石英脉都呈脉状产出 成带 成群出现 按形态和产状 矿体可分三种类型 1 大脉型矿体 脉宽30 50厘米 脉带成组平行排列 延长延深都较大 有时一个矿脉就可独立进行开采 2 中 薄脉带型矿体 单脉宽10厘米左右 脉带宽可达数十米 长断续可达千米 矿体由产状近似的中 薄脉群构成 3 网脉型矿体 由细小的含钨 锡石英脉交织而成 细脉宽1 2厘米 少数可达5厘米 网脉型矿体的形态甚为复杂 局部地区可形成囊状富矿 云英岩型钨 锡石英脉矿床 矿体地质特征 13 黑钨矿 石英脉在垂直剖面上可以看到明显的规律性变化 我国钨矿工作者总结出了脉状钨矿的 五层楼 垂直分布规律 矿脉自上而下可分五个带 图 微脉带 细脉带 中脉带 大脉带 稀疏大脉带钨矿脉的 五层楼 概念对找矿工作具有一定指导意义 图钨矿床的 五层楼 分带图l 花岗岩 2 围岩 3 含钨石英脉 微脉带 又称线脉带 由一系列微细裂隙组成的蚀变带 此带由宽小于1厘米的云母 石英细脉组成 本身不具工业价值 是深部存在隐伏矿体的标志 细脉带 位于微脉带之下 系由微脉合并而成 脉宽l 5厘米 少数可达10厘米 具有一定的工业价值 中脉带 由细脉带往下进一步合并而成 脉幅宽10厘米 个别宽可达50厘米 脉成组平行排列 具有重要的工业价值 大脉带 由中脉进一步合并而成 单脉宽数十厘米 常出现宽超过1米的巨脉 是最有工业价值的矿体 稀疏大脉带 又称尖灭带 分布于花岗岩中 矿脉不仅稀疏 而且随幅宽变小而逐渐尖灭 云英岩型钨 锡石英脉矿床 矿体地质特征 14 矿物组成金属矿物 黑钨矿 锡石 少量辉钼矿 辉铋矿 毒砂只以伴生矿物出现 硫化物在某些矿区较为富集 主要为黄铜矿 黄铁矿和磁黄铁矿等 它们常常是晚期矿化阶段的产物非金属矿物 石英 萤石 电气石 黄玉 长石 锂云母矿石组构粗粒自形晶结构脉状 对称带状 晶洞状 梳状 浸染状等构造 云英岩型钨 锡石英脉矿床 矿石特征 15 锡石 带双锥的短柱体 黑钨矿 呈板状或柱状 膝状双晶 16 此类矿床矿化常具明显的水平和垂直分带现象矿化垂直分带现象锡石在上 黑钨矿在下 少数矿区则相反硫化物一般都分布在黑钨矿和锡石之下云英岩型钨 锡石英脉矿床和花岗岩中的铌 钽 铍等稀有元素矿床之间常出现明显的垂直分带现象 上部为脉状钨锡矿床 往下为花岗岩中的铌钽铍矿床 两种矿床类型构成一个成矿系列黑钨矿中都含有一定数量的Nb205和Ta205 其含量随黑钨矿产出的深度增加而增加 云英岩型钨 锡石英脉矿床 矿石特征 17 1 成矿与花岗岩具密切的时空关系 2 华南地区与成矿相关燕山期花岗岩中W Sn Nb Ta Be丰度是普通花岗岩几倍 十几倍 3 H O同位素表明成矿流体以岩浆水为主目前认为 含钨花岗岩是深部硅铝层重熔岩浆侵入而成 钨 锡等成矿物质来自重熔前的矿源层 矿床形成于高温热液阶段 形成温度约在550 300 成矿深度约为4 5 1 5km 成矿方式以充填方式为主 成矿过程中挥发性组份起着一定作用典型矿例 我国西华山钨矿床 云英岩型钨 锡石英脉矿床 矿床成因 18 华南云英岩型钨矿床的成因 矿质来源 19 矿区面积约4 5km2 有宽10cm以上的矿脉400余条 矿床规模巨大 为世界所罕见西华山黑云母花岗岩呈岩株状产出围岩为前泥盆系浅变质的千枚岩 板岩及石英砂岩等 构成向西倾伏的背斜 断裂构造发育 以NEE向的正断层为主 走向80 倾向NNW 倾角50 60 云英岩型钨 锡石英脉矿床 西华山钨矿床 矿脉主要分布在花岗岩体内NEE向裂隙中 进入变质围岩后变小或尖灭 岩体内的矿脉大致构成南 中 北三个平行密集排列的组群 其中以北组规模大 含钨也较富矿脉长以100米 300米者居多 最长的可达900余米 脉宽以10至30厘米为最常见 最宽的可达3 6米 平均为30厘米 矿脉在垂直方向上呈一不对称的纺缍体 在地表出露略小 延深至数十米处膨大 再往深部又渐次变小 20 矿物组合矿物有30种以上 以石英 黑钨矿 白云母为主 其它矿物含量较少矿石组构矿石结构复杂 有自形 半自形 它形粒状结构等构造有块状 浸染状 条带状等 云英岩型钨 锡石英脉矿床 西华山钨矿床 21 矿化分布规律上部锡石 绿柱石较多中部以黑钨矿 辉钼矿 辉铋矿 黄铜矿和毒矿为主下部则以白钨矿 方铅矿较多矿区内元素组合表现出明显的水平分带特征即自岩体中心向外依次为W Be带 W Mo带 W Sn硫化物带工业意义矿脉中除钨外 锡 钼 铋和绿柱石可综合利用 云英岩型钨 锡石英脉矿床 西华山钨矿床 22 围岩蚀变以云英岩化和硅化为主 多沿矿脉两旁发育 尤以上部最为强烈 云英岩的类型和矿化的垂直分带有一定的依存关系 图 云英岩宽数厘米至三十厘米不等 多成不规则的囊状 其中也分布有浸染状黑钨矿 锡石 白钨矿及辉钼矿 蚀变强烈处 钨 锡矿化有时也可达到工业要求 云英岩型钨 锡石英脉矿床 西华山钨矿床 图西华山钨矿床围岩蚀变垂直分带与矿物分布关系示意图1 变质岩 2 花岗岩 3 石英脉 4 富云母云英岩 5 正常云英岩 6 富石英云英岩 7 钾 钠化 8 黑钨矿 9 锡石 10 绿柱石 11 硫化物 l2 稀土矿物 23 矿床成因据气液包裹体测温结果 矿脉中石英的形成温度为260 325 属高 中温热液的产物氢 氧同位素测试结果显示成矿流体主要来自岩浆水 据同位素年龄测定 成矿年龄为141 13lMa 岩体形成年龄为185 140Ma 矿体是在复式花岗岩体的晚期侵入相形成之后产生的 云英岩型钨 锡石英脉矿床 西华山钨矿床 24 概念指与花岗岩有关的Li Be Nb Ta Rb Cs Zr及稀土元素的各类矿床围岩蚀变十分发育且普遍 主要为钠长石化 钠长石化的结果使花岗岩变成一种中 细粒的浅色岩石 钠长岩 其矿物成分主要为钠长石 微斜长石和石英钠长石化花岗岩特征形成深度较浅 含矿岩体多为复式岩体 这类岩体的SiO2含量明显偏高 常大于73 其中碱质含量高 K2O Na2O常大于7 5 岩体中Fe Mg Ca Ti等基性组份含量明显偏低 钠长岩型稀有 稀土元素矿床 25 矿化特征主要受岩体的微细构造 原生节理 矿物颗粒间的空隙 解理 双晶结合面等 及后生裂隙所控制矿化主要集中在岩体的顶部和边部 矿石呈浸染状矿物组合矿石矿物 钽铁矿 铌铁矿 铌 钽铁矿 细晶石和锂云母等 伴生矿石矿物有独居石 磷钇矿 锆石 褐帘石 硅铍钇矿 氟碳铈矿 氟铈镧矿 褐钇铌矿 褐钇钽矿 富钽易解石 黑稀金矿 烧绿石等 钠长岩型稀有 稀土元素矿床 26 这类矿床常和云英岩型钨 锡矿床共生蚀变分带 以钠长石化为主的蚀变现象普遍而发育 钠长岩 自下而上 钾化带 钠化带 云英岩化带 似伟晶岩带 石英壳矿化分带 Nb Ta主要富集于钠化带上部云英岩带中则富集W Sn 下有Nb Ta和稀土 上有W Sn Be 钠长岩型稀有 稀土元素矿床 27 矿床成因前人成因认识很不一致强调岩浆硅酸盐结晶作用和以后的残余气液交代作用是一个统一持续的发展过程 故认为是岩浆矿床分类中的岩浆自变质矿床从交代作用及矿化与花岗岩的密切关系出发 将本类矿床与伟晶岩矿床并列 命名为稀有金属花岗岩型矿床斯米尔诺夫根据典型的围岩蚀变特征将它划为钠长岩型矿床 矿床学教程 认识由于钠长岩型稀有 稀土元素矿床和云英岩型钨 锡矿床存在的密切联系 认为其成因和后者存在必然的联系 属于高温热液矿床这类矿床在我国南方 广东 广西 江西 湖南 分布广泛 钠长岩型稀有 稀土元素矿床 28 中温热液脉型金矿床中温热液脉型铅锌多金属矿床 中温热液脉型矿床 29 概念 形成温度约300 200 受断裂构造控制的热液脉型矿床主要指热液脉型多金属硫化物矿床大多与中酸性岩有空间和成因上的联系 矿脉大多分布在岩浆岩附近的围岩中含矿围岩主要为化学性质比较稳定的铝硅酸盐岩石 当围岩是碳酸盐岩时 往往和矽卡岩型矿床伴生分布十分广泛 主要矿产有Cu Pb Zn Sn Au等除Au Sn外 大型矿床少见 中温热液脉型矿床概述 30 矿体形态矿体经常赋存于各种断裂构造中 形态一般为脉状由充填作用形成的矿体 主要呈简单的比较规则脉状 但也常呈复脉状以及网脉状 梯状和鞍状矿脉由交代作用形成的矿体 以网脉状 似层状为最常见 其次为扁豆状 囊状 柱状等围岩蚀变主要为硅化 绢云母化 绿泥石化 碳酸盐化等 中温热液脉型矿床概述 断裂构造对脉状矿体的产状 矿脉的形态 规模有重要影响 矿脉可分两种类型 1 单脉2 网脉带还可呈似层状 透镜状 柱状等 31 矿物组合金属矿物 自然金 赤铁矿 菱铁矿 黄铁矿 毒砂 黄铜矿 斜方硫砷铜矿 斑铜矿 黝铜矿 方铅矿 闪锌矿 红砷镍矿 辉砷钴矿 沥青铀矿 辉钼矿和自然铋等等非金属矿物 石棉 萤石 滑石 菱镁矿 石英 方解石 白云石 重晶石等矿石构造主要为块状 角砾状 脉状 网脉状 条带状和晶洞状构造分类根据矿物组合和矿产种类分 其中主要的有 中温热液脉型金矿床中温热液脉型铅锌多金属矿床 中温热液脉型矿床概述 32 特征与分布中温热液脉型金矿床 Mesothermalgolddeposits 出露广泛 经常成群 成组产出 构成金矿集中区国外太古代绿岩带型 加拿大赫姆洛 Hemlo Abitibi绿岩带的Timmins 印度科拉尔 Kolar 澳大利亚金哩 GoldenMile 等浊积岩型 乌兹别克斯坦的穆龙套 Muruntao 我国山东招液地区 吉林夹皮沟地区和秦岭东端的小秦岭地区等地球动力学背景脉状金矿床大多产于挤压地球动力学背景下 含矿围岩多数为前寒武纪变质岩及各类混合岩 区内不同程度地分布有各类花岗质岩石和脉岩 矿床严格受断裂构造控制 中温热液脉型金矿床 33 分类按矿体形态和成矿作用的方式不同 可分为石英脉型和蚀变岩型两种类型石英脉型矿体多数为简单的含金硫化物石英脉 与围岩界线清楚 以充填作用方式成矿为主 脉宽由数十厘米至1 2米不等 很少有超过5米的 脉长为数十至数百米 最长可达5公里典型矿例 山东招远玲珑金矿床 中温热液脉型金矿床 34 分类蚀变岩型矿体和围岩呈渐变过渡关系 含金硫化物充填交代断裂破碎带而成 以交代作用方式成矿为主 含金硫化物呈细脉状或浸染状分布于蚀变岩中 也可由一系列平行的含金硫化物细脉或网脉构成 一般宽数米 少数可达二十余米 延长一般为数百米 少数达一公里以上典型矿例 山东新城金矿床石英脉型矿体内矿化一般很不均匀 有的地段矿化富集 构成富矿体 有的地段矿化较弱 达不到工业要求 蚀变岩型矿体内矿化都较均匀 品位较低 但矿体连续性强 常构成巨型矿体 中温热液脉型金矿床 35 围岩蚀变比较发育 主要为绢云母化 硅化 钾化和绿泥石化矿物组合石英脉型矿体的主要成分是自然金 银金矿 石英 硫化物有黄铁矿 黄铜矿 方铅矿 闪锌矿 磁黄铁矿 个别矿床中可见有毒砂 白钨矿和辉钼矿 矿体中含金不均匀 高的可达500 10 6以上蚀变岩型矿体主要由网脉状含硫化物石英细脉和浸染状硫化物构成 硫化物以黄铁矿为主 黄铜矿 方铅矿 闪锌矿次之 矿体中含金均匀 但品位较低 一般为l0 10 6以下 金矿物大多包含于黄铁矿或黄铜矿中 呈包含金产出 粒径为0 001 0 5mm 金矿物主要为银金矿 中温热液脉型金矿床 36 成矿阶段 经历了多次成矿阶段形成的 其形成顺序由早到晚一般为 石英脉充填 含稀疏硫化物 块状黄铁矿铜 铅 锌硫化物 含黄铁矿 碳酸盐各阶段都有金的聚集 但以块状黄铁矿和铜 铅 锌硫化物两个阶段最为集中 中温热液脉型金矿床 37 矿床成因成因尚有很多争论 长期以来认为属于岩浆热液矿床 近年来有些研究者认为含矿围岩为金的矿源层 关于金从矿源层中活化转移和富集成矿的过程 目前主要有三种意见 矿源层经重熔形成再生岩浆 金矿是再生岩浆热液充填交代围岩而成的金矿是区域变质热液形成的金矿是混合岩化作用末期产生的混合岩化热液的产物 中温热液脉型金矿床 38 矿床成因国外的中温热液脉状金矿床主要是指 太古代 绿岩带型 脉状金矿床 和 浊积岩型金矿 它们都和我国中生代形成的中温热液脉型金矿床具有类似的特点 这些矿床与各时代变质地体有关 矿床形成于增生和碰撞造山带的汇会聚板块边界上的挤压和压扭作用过程中 Groves等 1998 目前研究认为 中温热液 Mesothermal 已不能适应这类矿床了 因为前人已分别在次绿片岩相区和高级变质区发现了低温热液金矿 180 C左右 和高温热液金矿 700 C左右 中温热液脉型金矿床 39 矿床成因Groves等 1998 认为这类矿床与造山作用之间独特的时 空关系 因此建议将所谓的 中温热液脉型金矿床 称为 造山型金矿床 Orogenicgolddeposits 并认为这类矿床可形成于上地壳中很大的深度范围内 近地表到 25km 表现为地壳连续成矿模式造山带型金矿用深度对该类金矿进行分类 浅成 epizonal 6km 150 300 中成 mesozonal 6 12km 300 475 深成 hypozonal 12km 475 中温热液脉型金矿床 40 41 42 山东招远玲珑金矿床 矿区大面积出露斑状花岗岩 其中有花岗片麻岩的捕虏体脉岩 矿区及外围常普遍发育各类岩脉 且与矿化具有密切的时间 空间及成因联系矿体类型 石英脉型 矿脉主要为裂隙充填而成 交代作用轻微 含金石英脉有五六十条 走向北东 矿脉规模大小不一 最长的超过2000m 厚度变化大 10cm到10m不等围岩蚀变 硅化 绢云母化 绢英岩化 黄铁绢英岩化 钾化 碳酸盐化 和绿泥石化等 玲珑大开头复合脉矿体剖面图1 矿脉 2 煌斑岩 3 闪长玢岩 4 混合花岗岩 5 坑道 6 钻孔 43 44 山东招远玲珑金矿床 矿物组合金属矿物主要为自然金 含金黄铁矿 含金黄铜矿 磁黄铁矿 方铅矿和闪锌矿等非金属矿物主要为石英 其次石方解石和白云石成矿阶段黄铁矿