脉岩型矿床（热液矿床）.ppt

脉岩型矿床 特指热液型脉岩型矿床 脉状矿床因有特殊的成矿特征和一定的成矿属性保留的 按形态分类时提出 脉状矿床一般认为是热液沉淀物的充填或者是沿裂隙交代形成的 矿脉产状 形态变化大 延伸 宽窄 陡缓 稳定 膨缩 尖灭再现 延伸方向的转折 分枝等变化 组合有单脉 复脉 网脉 复脉的并列 交切 分枝 复合 矿物组合多样 常见以某种脉石矿物为主体含有一定的金属硫化物或氧化物的石英脉 碳酸盐脉以及重晶石脉 常有一定的金属组合 W Sn Mo Bi Pb Zn Ag Hg Sb As Au Ag Co Ni Ag Bi U等组合 1 花岗岩及其围岩中的黑钨矿 石英脉矿床 这是华南地区钨成矿区内最重要的矿床类型 矿床分布遍及于江西南部的十几个县 并扩展到赣中 湖南 粤北等地区 在赣南有著名的西华山 大吉山 岿美山 盘古山等重要矿床 矿床均产于中生代燕山期花岗岩体及其侵入的古生界浅变质碎屑岩系中 无论在岩体中还是在变质沉积岩中矿床都成脉组或脉群产出 例如西华山所在地区为一个约20kn12的复式花岗岩岩体 西华山矿床产在岩体南端斑状细粒黑云母花岗岩株的顶部 在4 skn产范围内有近东西向矿脉约400多条 在复式岩体的西北部和东北部也有相似的含钨石英脉组分布 图5一18 在大吉山和盘古山等矿区含钨石英脉组则主要产在寒武纪变质岩系和泥盆纪石英砂岩中 矿脉产状相似 有的延深很大 深部有花岗岩体 每一个矿区内一般有数十条到上百条矿脉 它们有的互相平行构成脉组 一个矿区内往往有两三个脉组 脉组的延展方向有的相同或相近 有的则以一定角度交切 主要矿床沿走向长达200一600m 最长达1500nl 延深200一300m 最深也可达千米 厚度变化从0 2一lm 在末端常变薄分叉而尖灭 脉侧围岩发生云英岩化 下部也常见钾长石化 脉内矿物组成一般较简单 石英占体积的90 一95 金属矿物不均匀分布其中 主要有黑钨矿 锡石 辉钥矿 辉秘矿 白钨矿 少量黄铁矿 黄铜矿 闪锌矿 方铅矿 非金属矿物有白云母 钾长石 少量电气石 黄玉 绿柱石 锉云母 童石等 矿石中叽含量可达1 左右 有的矿床中SnBi Be等可综合利用 本区钨矿与燕山期花岗岩有明显的时空和成因关系 岩体侵位时间在180 130Ma内 成矿溶液主要来源是岩浆水 含钨石英脉流体包裹体测得 D为 33 36 89 41 18O为4 18 9 51 的数据 矿床形成温度在250 350 范围内 现在认为江西南部及邻区处于华南早古生代褶皱系的加里东后隆起区 成矿作用与中生代特殊的陆内构造 岩浆活动环境有关 在赣南钨矿进行长期的勘查开采工作中 不断加深了黑钨磷石英脉矿床从浅部到深部矿化特征变化规律的认识 矿床工作者提出了一个从上到下的 五层楼 分带模式 1 微脉带 蚀变岩石中有一系列云母一石英微细脉 脉幅宽0 1 1cm 此带不具开采价值 但可作为深部存在隐伏矿的标志 2 密集细脉带 细脉宽1 5cm 少数达10cm 含矿率10 以上 构成工业矿体的上部 3 中脉带 脉幅宽5 10cm 个别可达50cm 脉平行排列成组 脉带宽度和WO3品位达最高值 延深深度也大于上面两带 具有重要工业价值 4 大脉带 脉幅大于50cm 有的1m以上 大脉旁侧时有少数平行或斜向分布的细脉 此带发育在花岗岩体接触面以上100一200M区间内 有最重要工业价值 5 稀疏大脉带 矿脉减少 发育深度100 250M 个别更大些 向下进入花岗岩体内逐渐缩小尖灭 2 含金石英脉矿床 这类矿床多产于太古宙或下元古代古老变质岩系中 其中常有不同时代的花岗岩侵入 最重要的是中生代燕山期花岗岩类 矿床主要呈含金石英脉产出 有的地区还伴有构造蚀变岩型金矿床 我国胶东 小秦岭 辽吉地区金矿床多属这一类型 世界各地这类余矿也具有相似特点 山东玲珑矿床是典型一例 在矿区75Km2范围内有金矿脉500多条 产在侵入于古老变质岩系中的中生代花岗岩体中 受NE和NNE向断裂裂隙带控制 图5 20 主要矿脉长100一5000m 宽1 10m 深600 7000m 按脉内矿物成分可分为含金黄铁矿石英脉和含金铜铅锌硫化物石英脉 脉侧围岩发育硅化及黄铁绢英岩化 金矿物为自然金 银金矿 呈显微粒状 主要赋存在黄铁矿中 矿石品位3 32g t 另一类金矿是以焦家为代表的构造蚀变岩型金矿 分布在花岗岩与变质岩接触带附近的花岗岩中 花岗岩已碎裂至糜棱岩 并遭受强烈黄铁绢英岩化和钾化 金富集部位可见深灰色石英黄铁矿细脉呈矿脉带产出 石英脉型金矿床位置在上 构造蚀变岩型金矿位置相对在下 现在认为 这类金矿的最初矿源层是具绿岩性质的古老变质岩 即胶东群 花岗岩是中生代时绿岩系发生深熔作用的产物 其侵位时间在160 135Ma 金矿是主要来自花岗岩的热液作用形成的 主要成矿期在100 90Ma 豫陕交界小秦岭地区的金矿产于太古宙太华群深变质岩系中 其中也有不同时代的花岗岩体 金矿床主要为巨大的石英脉型 近期研究揭示的成矿裂隙构造与韧性剪切带发展过程有关 关于这类矿床的矿源 成矿机制和成矿演化的研究也有新的进展 3 网脉状锡石硫化物型矿床 矿床与花岗岩类有关 但多产在外接触带 有时距岩体甚远 矿床多产于泥质沉积岩或喷发岩中 以锡石与铁硫化物和铅锌硫化物共生或与含铁硅酸盐矿物 如电气石 绿泥石 共生为特征 中国这类矿床中以产于碳酸盐岩层中的矽卡岩型和层状脉带型最为重要 广东海丰地区有产子非碳酸盘围岩中的典型例子 广东海丰长埔锡矿床所在地区内主要分布着中生代的沉积岩和火山岩系 燕山期花岗岩也有广泛出露 矿区地层呈北东一南西走向的带状分布 包括下侏罗统条带状碳泥质页岩 粉砂岩互层 石英岩和砂岩粉砂岩页岩互层带 其上为中上侏罗统的流纹质凝灰岩 角砾岩及流纹斑岩 岩石陡倾并普遍片理化 上述互层带岩石中发育平行走向方向延长达千米以上的破裂裂隙带 锡矿产于此种裂隙带中 图5一21 矿化沿裂隙带中各裂隙组发育 形成网脉 并列细脉带及较大的脉体 并在整体上也构成和岩层走向基本一致的脉状体 先后形成的多种矿物组合沿含矿裂隙带走向依次分布形成特征的矿化分带 在水平方向上从东北向西南依次为锡石 电气石 石英网脉带 锡石 石英细薄脉带 外侧锡石 毒砂 黄铁矿大脉带和西南边缘磁黄铁矿 闪锌矿 方铅矿大脉及细脉带 在垂直方向上也见到电气石 石英网脉向下变为硫化物带 含铁硫化物变为铅锌硫化物带 根据裂隙带内裂隙组产状 构造透镜体产状及小型逆断层及劈理发育特点 可知裂隙带是由挤压和剪切作用形成的 上述矿化分带表明构造裂隙带的生成和扩大是成矿溶液演化各阶段溶液依次进入裂隙带有序配合的结果 各阶段矿物组合中均有不同世代的锡石形成 而以裂隙带扩大和重复张开部位锡石 石英和锡石铁硫化物组合中最为富集 4 脉状铅锌 铜 矿床 脉状铅锌矿床是很常见的类型 湖南桃林是有特色的例子 桃林铅锌矿床产于元古界板溪群千枚岩 板岩与中生代花岗岩体间的断裂带内 断裂带平行接触面分布 延伸2 30Km 宽2 300米 铅锌矿体由含矿断裂角砾岩带内的矿化富集部分构成 断续分布成大致平行的不规则脉及透镜体 厚几米至几十米 图5 22 矿体围岩包括千枚岩 石英岩 绢云母绿泥石片岩 石英片岩 绿泥石化绢云母化及硅化显著 矿石具特征的角砾状 细脉状 条带状和晶洞状构造 可以划分出不同矿化阶段矿物组合 方铅矿 暗色闪锌矿 黄铜矿 石英 萤石 重晶石 浅色闪锌矿 方铅矿 利用硫化物对测温 黄铜矿 方铅矿获得344 299 闪锌矿 方铅矿获得215 229 的成矿温度数据 石英 重晶石 方解石包裹体水的 D 31 69 脉石英 18O为7 0 1 8 认为成矿溶液早期为岩浆水 后期有大气降水参加 矿石品位一般较低 可分为铅矿石 锌矿石及铅锌矿石三类 锌多铅少 铜 银 稼 萤石可综合利用 三 成矿作用和矿床成因 脉状矿床形成的地质环境极其宽广 从岩浆岩内外接触带到几乎没有明显岩浆活动迹象的沉积岩区都可能有矿床产出 直接围岩 可以是侵入岩体或其所侵入的围岩 也可以是与岩浆活动无关的各种类型的层状岩石 成矿作用都是与岩石经受构造变形以至破坏产生的破裂裂隙有关 不同的岩石构造环境中有不同的含矿破裂裂隙构造型式 并控制了矿床的产状 形态与分布 在矿床构造研究中已注意了成矿前 成矿期和成矿后构造的区分 成矿前的构造可以为成矿作用所利用 成矿期间的构造与含矿溶液活动的配合对成矿作用最为有利 这两种构造既可作为溶液活动的通道 又可提供矿石沉淀的空间 成矿后的构造则主要是导致矿体的破坏 岩石在发生构造变形和发展到破坏的过程中所形成的裂隙服从固体力学应力分布的一般规律 成矿方式充填作用和交代作用在脉状矿床中都有表现 充填作用是溶液进入岩石中现成的开放空间时发生的 即溶液随着温度下降及环境条件的改变把所携带的成矿物质沉淀在开放裂隙空隙中的过程 充填作用总是从附着在裂隙壁开始直到把整个裂隙空间填满结束 充填作用因此常见到平行裂隙壁的条带状构造 梳状构造 如果是在角砾带不规则空间中发生 即形成环带状构造 当裂隙未被沉淀出来的矿物完全填满时则出现晶洞构造和晶簇构造等 交代作用一般也是从岩石中各种裂隙孔隙空洞开始的 活动性成矿溶液在沿着这些空隙流动时溶解裂隙旁围岩物质而同时又沉淀出溶液中某些矿物组分即发生了组分的置换或交代作用 识别交代作用的标志 矿体形态不规则 与围岩界线不平整或呈锯齿状 在交代完善的块状矿石外围有浸染状矿石外缘 矿体内部常有未被交代完的残留围岩团块 从这些残留体内的层理产状可看出它们没有移动过而是保存在原来位置上 交代作用形成的矿体成分改变了 但常常保留或继承下来原岩中的层理 条带以及褶皱了的面状构造 在各种岩石组合的层序中表现出对不同岩性的选择交代特点 在许多热液脉状矿床中 充填作用为主的矿床也常伴有一定程度的交代作用 脉状矿床中围岩蚀变 主要表现为脉侧蚀变形式 一般宽几厘米到几米 脉侧围岩蚀变与脉内矿物沉淀是同时发生的 表明热液在形成矿脉时曾在裂隙内长时间流动也曾渗透到一定范围内的围岩中 并与围岩发生了交代反应 一定类型的矿物组合常伴有一定类型的围岩蚀变 它们都与成矿溶液的温度 酸碱性和组分有关 例如在花岗岩中的含钨石英脉侧发育了云英岩化 云英岩中还可能生成少量锡石 辉铂矿 黄铜矿等金属矿物 在含金石英脉侧发育绢英岩化 在绢英岩化带中常会有黄铁矿 黄铜矿 方铅矿等浸染体以及相伴的金银矿化 因此 矿体的边界有时也把部分蚀变围岩包括在内 脉状矿床的矿物组成 多种多样 考虑到成矿溶液的温度是确定矿脉中金属组合的原因 划分出高温的w Sn Mo Bi 中温的Cu Pb Zn 低温的Hg Sb As等矿物和金属组合 例如 钨锡矿床中少量长石 云母等硅酸盐类矿物较早形成并可能有含锂 铍矿物伴随 石英 黑钨矿在成矿的主期形成 而更晚一些的形成物中出现铜 铅 锌硫化物 例如 含金石英脉矿床中也常见早期从无矿石英开始 随后为金一黄铁矿一石英 后为金一铜铅锌硫化物一石英 最后为石英一铁碳酸盐类这样一个相当普遍的发展过程 锡石硫化物矿床中不仅有锡石 电气石 锡石 石英 锡石 铁 铅锌硫化物 石英 绿泥石的多阶段的矿物组合 而且它们可以形成沿走向和倾向方向的矿化分带 根据金属络合物的稳定性得到了上面一个顺序 该顺序与一般矿物组合出现的顺序一致从许多矿床中总结出来的6个依次出现的矿物组合是 硅酸盐类矿物 长石 白云母 绿泥石等及少量金属矿物 磁铁矿一赤铁矿 锡石一黑钨矿一辉钼矿 磁黄铁矿 斜方砷铁矿 毒砂 黄铁矿 钴镍硫化物 黄铜矿 斑铜矿 闪锌矿 方铅矿 黝铜矿 铅的硫酸盐 蹄化物 辰砂 影响矿物分 四 勘查评价要点 脉状矿床的形态产状受断裂裂隙构造的控制 有的矿床直接产于大的断裂带中 更多的矿床产于大断裂旁侧的次级断裂裂隙中 断裂裂隙的性质和规模在相当程度上影响着矿床的开采条件和价值 应用构造解析方法和显微构造分析方法研究脉状矿床成矿构造控制 深部矿体预测以及断失矿体寻找等方面 研究矿物组成 共生顺序 划分成矿阶段也是研究脉状矿床的基础工作 这些研究对探讨矿床中是否存在矿化分带和分带的特点以及找寻富矿体都是必需的 关于脉状矿床形成的物化条件 特别是温度和深度一直在研究工作中受到重视 因为成矿温度和深度关系到金属共生类型和矿化延深规模等问题 一般深成 中深成矿床与相应深度相岩浆岩间有空间关系 矿床有稳定和较大的延伸 矿物组成在不同探度变化 表现为显著的分带 有典型高 中温矿物共生组合 矿石具粗晶结构 矿化总体上较均匀 浅成到超浅成矿床则与小侵入体 次火山岩伴生 矿体延深方向尖灭迅速 矿体内矿物成分较复杂 高中低温矿物可在短距离内更替叠置 分带不明显 出现含硫锑砷盐类矿物和碲 硒矿物 矿物具细晶结构 有角砾状构造 晶洞构造 矿化不均匀 可有极富的部分 第六章盆地沉积环境中的热水成因矿床 第一节火山块状硫化物 VMS 矿床 一 概述这类矿床在世界上一些地方很早就被作为铜和黄铁矿的资源开采利用而受到了重视 矿床产在海相火山岩 火山沉积岩系中 矿体常呈与围岩层状构造大体整合一致的似层状或透镜状 成群成带集中分布 矿石中金属硫化物特别富集 含量常可达到60 以上 构成块状 密集条带状矿石 金属硫化物主要包括