矿床学第六章-气水热液矿床.ppt

第六章气水热液矿床,一、气水热液及其性质二、成矿流体与成矿物质来源三、成矿物质运移、沉淀四、热液矿床的成矿方式五、气水热液矿床的围岩蚀变六、矿物共生组合、成矿期及成矿阶段七、气水热液矿床的分类,2005-11-04,2,大量的地质资料表明，在内生成矿作用过程中，除了有在岩浆结晶的主要阶段形成的岩浆矿床、和在岩浆结晶期后形成的伟晶岩矿床之外，在地壳中还有另一大类矿床，即与各种成因的气水热液有关的“气水热液矿床”。（一）气水热液的概念：气水热液：存在于地下一定深度、处于较高温度（50）和压力的气态液态以及超临界状态的稀薄流体。,一、气水热液概念、性质以及意义,2005-11-04,3,1、化学组成载体成分（主要成份）：H2O（盐度一般为几%几十%）基本成分：阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Si4+阴离子：Cl-、F-、SO42-、CO32-,（二）气水热液的性性质,2005-11-04,4,成矿组分：主要金属元素：K、Na、Ca、Mg常见成矿金属元素：黑色金属元素：Fe、Mn，有色金属元素：Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，贵金属元素：Au、Ag，稀有金属元素：Li、Be、Nb、Ta，放射性元素：U、Th气体成分：HCl、HF、H2S、CO2、B、（As）其他：Li、Rb、Cs、Br、I、Se、Te,2005-11-04,5,2、几种组分的重要性质H2O：弱电解质H2O=H+OH-1）、水解：某一个分子或离子由于水的加入分解成二个（或二个以上）分子或离子的反应，以及环状化合物由于水的加入引起的开裂反应，一般称为水解反应。2）、H+置换金属阳离子3）、水合：将H2O或OH-结合到矿物的晶格中CaSO4+2H2O=CaSO42H2O,2005-11-04,6,Sa、氧化态为SO42-，与Cl-性状相似，影响热液的ph值和有助于大部分金属元素的迁移，也可形成难溶硫酸盐而沉淀成矿，如重晶石（BaSO4）。b、还原态为H2S，是弱电解质和重要的矿化剂，性状如下：（a）温度400C时，H2S为中性分子，不电离，或分解为S和H2。H2S=H2+S(b)温度400C，H2S开始电离，H2S=H+HS-HS-=H+S2-S2-+Me=sulfide,2005-11-04,7,HS-常可与多种金属元素结合形成易溶络合物，有助于元素在热液中迁移。S2-常与金属阳离子结合形成难溶的硫化物而沉淀成矿。上式可见，影响H2S解离的因素是热液中H2S的浓度和pH值：H2S的溶解度又与压力呈正相关，与温度呈负相关；pH值低溶液中HS-高，有利于矿质的迁移，pH值高溶液中S2-高，有利于硫化物的沉淀）。,2005-11-04,8,故气液矿床中，大量硫化物沉淀于中低温阶段，当溶液为碱性时，H+溶度降低，有利于形成金属硫化物。,2005-11-04,9,OO在地壳表层呈O2，溶于水则称O2-，一般来说，距地表越深，O越少。所以，深部形成硫化物，浅部常形成氧化物。当然，这还与氧化还原剂有关。也与元素本身性质有关，如亲硫与亲氧元素有关。如铁：可以形成黄铁矿、白铁矿、磁铁矿、赤铁矿铜可形成黄铜矿、赤铜矿、黑铜矿等。,CO2高温条件下为中性分子，温度降低水合为H2CO3并解离，H2CO3=H+HCO3-(利于矿质迁移)，HCO3-=H+CO32-（有利于形成难溶碳酸盐沉淀成矿）与H2S性状相似，HCO3-和CO32-与热液的温度、压力和pH值有关，温度降低和pH值升高有利于成矿元素以碳酸盐沉淀。,卤族元素热液中主要卤族元素是F和Cl。a、卤族元素的化合物（尤其是氯化物）是强电解质，电解后强烈影响热液的pH值；b、大部分金属元素的卤化物都有较大的溶解度，很多金属元素均可与卤族元素形成易溶络合物，还有部分卤化物高温时具有挥发性质。卤族元素的这些重要性质有助于热液中有用组分的迁移。,2005-11-04,12,3、气水热液的物理性质a、状态：气态（高温低压条件）、液态（高压中低温条件）、超临界状态（高温高压条件）b、温度变化范围：50800C，一般成矿温度：100600C,2005-11-04,13,1、有关矿床的成因类型：a、热液矿床W-Sn-Mo-Bi，Cu-Pb-Zn，Hg-Sb-Au-Ag-As，b、接触交代矿床2、有关矿种：a、主要金属矿种：Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、Ta，U、Thb、非金属矿产：云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、叶腊石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、天青石、滑石、菱镁矿等,（二）气水热液的意义,2005-11-04,14,（一）、成矿流体来源成矿流体（气水热液）的来源是这类矿床的一个重要问题。由于其来源十分复杂，因此人们曾提出过多种看法，争议较大。这个问题，也是人们目前大力研究的一个课题。资料表明，成矿的热水溶液是多组分体系，其来源是多途径，类型是多种多样的，而且不同来源和成因的溶液常常是相互掺杂混合，它们的形成常常有一个漫长的发展过程。总括起来成矿成矿流体的来源主要有以下6种类型：,二、成矿流体与成矿物质来源,2005-11-04,15,1、岩浆水：1）、成因：岩浆热液是岩浆中所含的H2O及其他挥发组分在岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由于温度、压力和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析出形成的。这种气液是岩浆结晶期后作用的产物。它一方面可能形成伟晶岩和伟晶岩矿床，另一方面，也可以形成气水热液矿床。,2005-11-04,16,2）、特征：人们不可能直接得到岩浆水，但通过氢-氧同位素的计算可以确定岩浆水的参与：D=4080（矿床地球化学P481.1997）（或D=5080，流体包裹体地质学P206），18OH2O=5.59.5（或18OH2O=+6+8）。H-O同位素与初生水相似，CO2、Na+、K+、Si4+、Al3+、SO42-、Cl-有所增加。,2005-11-04,17,2005-11-04,18,2、地下水1）、成因：地下水热液是大陆地区向下渗透的地下水及沉积物中的封存水因地热梯度的影响和（或）受深部岩浆的烘烤，温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。,2005-11-04,19,2005-11-04,20,2）、特征：地下水热液H2O的氢氧同位素接近大气降水线，温度多属中、低温，多富Ca2、Na。,2005-11-04,21,3、海水海水热液是向下渗透的海水受深部岩浆的烘烤和地热梯度的影响，温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。此种热液多形成于洋中脊及岛湖环境，热液H2O的氢氧同位素接近海水的标准值。,2005-11-04,22,2005-11-04,23,4、变质水：1）、成因：变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压力不断增加依次释放出来的粒间水、矿物的结晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。如沉积岩（含水2030%）绿片岩相（一般含水6%）角闪岩相（含水12%）麻粒岩相（含水0.5%），可见变质过程中可产生大量的变质热液。2）、特征：变质热液H2O的18O=525，D=2065，多富CO2。,2005-11-04,24,5、建造水(封存水、地层水)与沉积物同时保存的盆地水、颗粒间隙中的孔隙水。6、油田水为一种建造水，富含有机质流体，一般具溶解成矿物质的能力，从而变成含矿流体。,2005-11-04,25,（二）成矿物质来源（1）上地幔源（或“硅镁质岩浆源”）：这主要是指由硅镁质岩浆源自上地幔携带而来的成矿元素所形成的矿床，其中最主要的有：与镁铁质、超镁铁质岩和部分碱性岩有关的岩浆结晶分异、熔离分异矿床与镁铁质火山作用有关的矿床：块状硫化物矿床MSD（MassiveSulphideDeposits）金伯利岩中的金刚石矿床、碳酸岩中的稀有元素矿床、安山岩中的磁铁矿矿床,2005-11-04,26,(2)地壳深部来源（花岗岩类来源，或“硅铝质岩浆重熔混浆源”）：这主要是指在地壳的深部（一般大于15公里，温度600-700以上，压力大于200MaPa），发生硅铝质地壳的改造、变质和重熔，产生花岗岩。（3）地壳表层来源：指来源于含矿建造（或矿源层）、与岩浆或混浆作用无关的、由地下水或上升的非岩浆热液溶解萃取的物质.,2005-11-04,27,（4）地面来源：即指暴露于地球表面的原岩或原生矿床，经过表生风化等外生作用，其中的成矿元素形成了风化矿床和沉积矿床。（5）宇宙来源：指从宇宙空间直接降落到地球表面的陨石、宇宙尘埃等物质，形成矿床，如现在有争议的加拿大肖德贝里铜-镍硫化物矿床。,2005-11-04,28,（三）判断成矿物质来源的方法1、地球化学示踪有关地质体含矿性的研究地球化学异常的研究2、年代学方法3、稳定同位素方法4、地质方法,2005-11-04,29,三、成矿物质运移、沉淀,（一）、气水热液运移的原因大多数热液矿床是自下而上运移的热液形成的。引起气液上升的原因，主要有以下几种：,2005-11-04,30,1、压力差：内压力：溶液依靠自身的力量(含挥发性组分)，打开通道而发生上升运移，即处入地下较深处的矿液由于其本身的内压力推动，热液沿着各种大小裂隙、破碎带运动。,2005-11-04,31,外压力当构造运动发生时则可产出大量断层，勾通了地壳深处岩浆活动的地区或地下深处汇集在一起的热液区，促使深处的热液在地表不同部位压力差（构造挤压、重力、静压力）的驱使下向减压方向运移。,2005-11-04,32,虹吸作用当构造形成大量裂隙时，尤其是那些隐伏于地下并未与地表勾通的裂隙，开始形成张口，此时裂隙中处于真空状态，产生负压力，从而能吸取周围的含矿热液（虹吸作用），并产生沉淀。这实质上也是压力差所产生的运移，大多数育矿脉，如阿尔卑斯型Pb,Zn矿脉，被认为是这样形成的。,2005-11-04,33,2、密度差原始成因的多种溶液，若它的密度不同，产生密度差引起物质的对流。另外，局部热源，如地壳深部的岩浆热能或变质热能，地幔梯度等能造成含矿热液的密度差，引起对流循环，从而使密度小的上升。另外，含盐度很高的含矿溶液因密度较大而下沉，驱使密度小的流体上升。这样产生的密度差也能推动含矿热液的运移。,2005-11-04,34,(二)、气水热液中成矿物质的搬运方式气水热液中成矿元素的搬运形式是现代矿床学和地球化学的重要研究课题之一，它对于研究热液矿床的成矿条件，元素和矿物的共生关系，矿床的分带以及成矿专属性等等都有直接的联系。关于气水热液中成矿元素（主要是金属元素）的搬迁运移形式主要有以下几种假说,2005-11-04,35,成络合物的形式目前，成矿物质在热液中以络合物形式搬运的假说，获得最为广泛的支持。气水热液可以呈络合物形式从岩石，矿物中萃取金属元素。大多数络合物的溶解度很大，如AgSH比Ag的溶解度大1091012倍。络合物还具有很大的稳定性，在溶液中能长距离搬运，而不致于在中途发生水解和沉淀。金属络合物还可溶于气体中，使许多成矿元素以气体状态迁移。实验证明，许多金属如Nb、Ta、W、Sn、Be、Fe、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Hg、Sb、U等均能以络合物形式在热液中迁移。,2005-11-04,36,由一个简单的离子和几个中性分子（或在溶液中能独立存在的离子）结合而成的复杂离子叫洛阴离子，含有络因离子的化合物叫络合物，如：3NaCl+FeCl3=Na3FeCl6,式中的Na3FeCl6即为络合物。,什么叫络合物：,2005-11-04,37,以卤化物的形式我们在许多矿床的矿石矿物中常见到的硫化物，氧化物，如方铅矿，闪锌矿，黄铁矿，黄铜矿，锡石，黑钨矿，赤铁矿，磁铁矿等，它们的溶解度很小，表明热液矿床中的矿物，绝大多数是成矿作用过程中形成不易溶解的化合物沉淀的结果，而不表示这些矿物即是以这种方式搬运的。考虑到一些火山喷出物中含有大量的HCl、HF等气体.火山热泉中常含有高盐度的氯化物溶液及含丰富的Pb、Zn、Cu、Fe、Ag、W、Mo等成矿元素。,2005-11-04,38,一些高温热液矿床，矽卡岩矿床中含有多量F、Cl等气成矿物。矿物气液包裹体的研究表明，含矿热液是一种含盐度较高的K、Na氯化物溶液。重金属的简单卤化物具有高挥发性和溶解度。因此有人认为许多金属元素呈卤化物形式搬运的。,2005-11-04,39,以胶体的形式由于在热液矿床中，发现有矿石的胶状构造，因此许多地质学者认为成矿物质在热液中是呈胶体状态被搬运的。同时实验证明，金属硫化物在胶体溶液中的含量比它在真溶液中的溶解度大100万倍。而且胶体溶液的形成条件，几乎可以在任何温度、压力条件下产生。在气水热液成矿过程中，SiO2、Fe(OH)3、Au、Ag、Pb、Zn等硫化物或其它化合物均能以胶体状态迁移。金矿：黄铁矿型金矿，石英多金属脉型金矿，斑岩型金矿，矽卡岩型金矿，石英脉金矿中均有产出。石英，硫化物，硅酸盐，碳酸盐，铁的氧化物等均可作为胶体金的载体矿物。,2005-11-04,40,呈真溶液的形式由于在气水热液矿床中，矿物大多以硫化物的形式出现，因此人们早就认为成矿物质是以简单硫化物的真溶液的形式被搬运的。但是这种看法很快能为人们所否定。因为发现重金属硫化物在水中的溶解度极小，例如铜的硫化物在不同温度（25400）和不同的PH值（713）的溶液中，溶解度变化范围为1010-62.310-24克分子/升。此外，矿物中的其它金属矿物如赤铁矿、锡石、黑钨矿等基本上也是不溶于水的。那么，要形成硫化物矿床，就需要多得不可估量的海水，例如有人估算过要想沉淀几吨硫化铜矿石，就需要整个地中海那么多的海水，这当然是不可能的。,2005-11-04,41,因此，人们更多地认为热液矿床中的矿物大多数是各种化学反应过程中所形成的不易溶解的化合物沉淀的结果，也即矿石的形成是热液搬运的后期或最后的现象，而不是它们呈真溶液在热液中的最初形式，或说明它们就是呈真溶液形式搬运的。,2005-11-04,42,(三)、气水热液运移的通道气水热液的运移通道主要是岩石中的区域性大断层、区域性大裂隙，以及巨大的渗水层。,2005-11-04,43,1、非构造孔隙：晶间及粒间孔隙、原生节理、层间孔隙等。2、构造裂隙：断裂、节理、劈理、片理等。依据对热液成矿的控制作用分为：a、导矿构造：把深部含矿热液引入矿田及矿带的构造，控制矿田及成矿带的分布。b、配矿构造：把热液从导矿构造引入成矿地段的构造，控制矿床的分布。c、容矿构造：热液矿质沉淀成矿时所在的构造（沉淀成矿的场所），控制矿体形状和分布。,2005-11-04,44,导矿、配矿、容矿构造关系示意图,2005-11-04,45,（四）、气水热液中成矿物质沉淀的原因,成矿物质在气水热液中经过一定距离搬迁之后，如果环境的物理-化学条件发生变化，气水热液体系的化学平衡就会被破坏，因而其中被携带的成矿物质就会呈各种形式沉淀集中，形成各种金属硫化物及氧化物等。引起成矿物质沉淀富集的原因有：,2005-11-04,46,1、由于简单离子交换反应，破坏了络合物而形成沉淀：,如当钨的易溶络合物与灰岩相遇，常发生离子交换形成白钨矿：R2WO4+CaCO3CaWO4（白钨矿）+R2CO3式中，R为碱金属K.Na阳离子，故常伴生有钾长石化，钠长石化，云母化。,2005-11-04,47,2、由于水解作用一些高价阳离子Fe3+、Sn4+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、Ta5+、等的络合物，当其分解后常发生水解，形成氧化物或硫化物：2Na3FeCl6+3H2OFe2O3+6NaCl+6HCl,2005-11-04,48,3、由于温度、压力及组分浓度的变化，破坏了体系的化学平衡,如Pb、Zn等的硫化物在热液中与其氢氧化物和硫化氢H2S的平衡是与压力、温度相关联的：Pb(OH)2+H2SPbS+2H2O（降温向右，升温向左）Zn(OH)2+H2SZnS+2H2O（降温向右，升温向左）温度、压力对于这几个平衡式有很大的影响，当温度降低时反应向右进行，形成硫化物沉淀。升温时反应向左进行。,2005-11-04,49,4、由于氧化还原反应,氧化：Na2HgS2+H2O+OHgS+2NaOH+(S)Fe2+Fe3+(磁铁矿、黄铁矿褐铁矿，赤铁矿)还原：U6+U4+O2（变成UO2非晶质铀矿），氧化还原反应尤其对金属硫化物矿床的形成具有很大意义：硫酸盐S6+O42-H2S2-或HS-，而H2S2-和HS-都是对金属硫化物的形成沉淀不可缺少的物质。,2005-11-04,50,5、由于含矿溶液PH值的变化,许多易溶的络合物或其它化合物，只是溶液在一定的pH值范围内才处于稳定状态，而当pH值超出这个范围时，就可能使溶液体系失去平衡，产生化合物的分解或沉淀。,2005-11-04,51,6、由于不同成因的溶液的互相混合，或者溶液与岩石发生化学反应,由于不同成因的溶液的互相混合，或者溶液与岩石发生化学反应都会改变溶液的成分，破坏溶液的化学平衡。例如，含有金属阳离子的热液，与含H2S的热液汇合就会发生反应生成金属的硫化物沉淀。,2005-11-04,52,7、由于胶体的凝聚（胶体的破坏）,人们认为胶体是成矿物质搬运的一种方式，因此当胶体在下述情况下将会产生凝聚而使成矿物质沉淀集中：a.胶体遇到电解质；b.胶体过饱和；c.PH值的变化;d.遇到带有相反电荷的另一种胶体；e.胶体的浓度加大。,2005-11-04,53,四、热液矿床的成矿方式,由于各种化学反应的结果，促使矿物在围岩中大量沉淀析出形成矿床。这些化学反应可以直接在母岩体顶部或接触带附近，或在远离母岩体的裂隙空洞中，或在任何岩石的裂隙中，沉淀析出的矿物充填在裂隙内，成为充填矿床。也可以与围岩发生置换化学反应，交代围岩，形成交代矿床。因此，气水热液矿床成矿方式可以分为两种，即充填作用和交代作用。,2005-11-04,54,1、充填作用和充填矿床定义含矿气水热液在化学性质不活泼的围岩中流动时，由于气液的物化条件的改变，使其中的成矿物质直接沉淀于各种裂隙，空隙中而与围岩之间没有明显化学反应和物质交换，这种成矿作用称为充填作用，由充填作用形成的矿床叫充填矿床。,2005-11-04,55,特点a.充填矿床是典型的后生矿床，因为矿体比围岩形成时间要晚得多（注意与岩浆矿床中的“贯入式”区别）b.矿体形状：决定于原来裂隙的形状，多呈脉状，如我国南岭地区的含W石英脉、含Cu石英脉、萤石脉、方解石脉、铅锌矿脉。而脉体的大小、规模、形态、组合特主要取决于各种裂隙、节理、破碎带、角砾岩体、多孔性岩层、层面、不整合面等的产状，因此种类很多：微脉、细脉、小-中-大脉以及单脉、复脉、平行脉、网状脉、穿层脉等。,2005-11-04,56,c.接触关系：矿体与围岩接触关系明显，规则，二者界线截然。d.矿石组构：具有充填作用的特殊组构，其中有：梳状构造-晶体垂直脉壁生长，又称对带状。晶洞构造：晶簇构造；角砾状构造。e.在宏观上，交代作用的标志不明显或不存在，或者说交代作用不重要。脉体中常有围岩的残留体，碎块。它们还保留原岩的特征，如层理，化石，而并不显示被交代的迹象。,2005-11-04,57,2、交代作用和交代矿床概念交代作用即置换作用。指含矿气水热液与化学性质活泼的围岩发生化学反应，生成新矿物的作用叫交代作用。由交代作用形成的矿床叫做交代矿床。,2005-11-04,58,一般说来，交代作用是早期形成的岩石或矿床，在气水热液作用下，发生物质的带进带出，一系列的旧矿物为新矿物所取代。这一作用无论是在内生条件下，还是在外生条件下都能广泛发育。它是许多气水热液矿床的重要成矿方式。交代作用是当含矿气水热液在原岩或矿床的各种裂隙、孔隙中流动渗透时，由于围岩和气液是两种不同的物-化体系，因此当它们构成一个体系时，或者在空间上共生，必然力图达到化学平衡，于是就发生各种类型的化学反应。这种交代作用，对于成矿物质的活化转移及集中、矿体的形成及围岩的蚀变，都具有十分重要的意义。,2005-11-04,59,特点a.同时性：旧矿物的消失或解体和新矿物的形成几乎是同时形成的。b.固态性：交代作用是成矿溶液与固体岩石直接发生作用，被交代的岩石始终保持固体状态，因此有时可以保存原岩的组构，矿物的假象，甚至生物遗迹等。例如硅化木的年轮。c.等体积性：交代过程中一般不发生体积的改变，即交代作用是受等体积定律支配的，交代作用前后岩石的体积相等。否则就有很多事情不好办，说不清。比如古生物中的化石：应该是原生生物的体积与化石的体积未变，否则麦粒蜓是否原为潜水艇般大小？三叶虫是否原为飞机般大小？,2005-11-04,60,d.特殊的组构：交代作用形成的矿石，矿物组合都有一定的特征。（如P90-91）所形成的矿体外形不规则，与围岩多呈逐变过渡关系。由于交代作用强弱程度不同，有些地方还可见到未交代的残余围岩。交代作用可形成完好的变斑晶，它们可以切割围岩的原生构造生长。交代作用形成的矿体中常保存原岩的结构构造，如层理、交错层、片理、化石。,2005-11-04,61,交代作用的方式交代作用分为“渗滤交代的作用”和“扩散交代作用”两种。a.渗滤交代作用：在岩石较大的孔隙中或裂隙中，由于压力差而发生流动的气水热液，与岩石之间发生组分交换的交代作用，叫渗滤交代作用。这也就是说，气水热液由于压力差的驱使，在岩石中发生流动，而在流动过程中与周围的岩石发生化学反应。在交代过程中，岩石与热液之间组分的带入带出，主要是靠流经岩石中的溶液完成的。这种交代作用的范围往往很大，可达几百公里。,2005-11-04,62,b.扩散交代作用：气水热液由于浓度差引起组分扩散而与围岩发生物质交换，这种交代作用称为扩散交代作用。这也就是说，这种交代作用是通过组分在岩石的粒间溶液的扩散作用来实现的，并不是靠溶液的流动来实现的。这时的溶液基本上处于静止状态，而由于两部分岩石之间的组分存在着浓度梯度，于是引起了物质的扩散。在浓度梯度的作用下，某种组分总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散的。相比较之下，扩散交代作用范围较小，作用的规模也小。,2005-11-04,63,影响、决定交代作用进行的因素a.组分的活动性及其浓度：一般说来，化学性质越活泼，浓度越大，交代作用就越强烈。按照体系活动性，气水热液中的组分可以分为两类：惰性组分：指围岩与热液接触时不发生显著交代作用的那些组分，即不易为热液带入带出的那些组分。活动性组分：在交代作用中易为热液带入带出的那些组分。按其相对活动性由大到小排列为：最活动的：H2O，CO2多数情况下活动的：S，SO2，Cl，K2O，Na2O，F在强交代中活动的：O2，CaO，MgO，FeO，SiO2一般最不活动的：P2O5，Al2O3，TiO2.,2005-11-04,64,b.温度和压力：含矿的气水热液在高温条件下具有很大的扩散能力和化学活动性，因此容易与围岩发生强烈的交代作用。在高压条件下，几乎所有的岩石都可以与热液发生交代反应。因此，温度和压力是影响交代作用进行的重要外部因素。当然，有些类型的反应如那些其生成物中有气体产生的交代作用，压力太大反而不利于气体生成物的逸出，因而不利于反应的进行。,2005-11-04,65,c.围岩的性质和构造由于围岩的化学活泼性有很大的差别，因此成矿气液对不同化学成分和性质的围岩所发生的交代作用常有很大的差别。例如化学性质活泼的灰岩远比页岩和砂岩更易遭受交代。同样，碳酸盐质胶结的砂岩（钙质砂岩），远比硅质胶结的砂岩易于交代。所以成矿气液在流经各种围岩时，会发生十分明显的选择性交代。碳酸盐类岩石-凝灰岩-基性喷出岩-基性侵入岩-酸性侵入岩-酸性喷出岩-泥质岩（千枚岩、板岩）,2005-11-04,66,另外，围岩裂隙的发育程度和破碎对于交代作用的进行也有很大影响，裂隙越发育，破碎越厉害，越有利于气液的流动和集中，反应作用的表面积就越大，岩石与热液之间的反应机会就越多，交代作用也越彻底。,2005-11-04,67,1、定义在气水热液矿床的形成过程中，由于交代作用，使矿体的围岩发生物理-化学以及矿物成分上的种种变化叫做围岩蚀变。发生蚀变作用的岩石叫做蚀变围岩。（重结晶作用形成的大理岩、角岩均不是围岩蚀变）。,五、气水热液矿床的围岩蚀变,2005-11-04,68,2、围岩蚀变的命名围岩蚀变有多种命名方法：根据蚀变岩石所生成的重要矿物（云母化、绿泥石化、钠长石化、钾长石化）根据形成的蚀变围岩云英岩化、矽卡岩化、青盘岩化以蚀变过程中从热液中转入的元素如硅化、钾化、钠化用蚀变岩石的颜色或颜色的变化(thecolour)红色蚀变、深色蚀变、浅色、褐色总之，围岩蚀变的命名是多种多样的，上述几种都是通用的，流行的。,2005-11-04,69,3、各种气水热液矿床的蚀变类型矽卡岩型矿床：矽卡岩化、方柱石化、阳起石化、绿帘石化、黝帘石化、石榴石化、闪石化。气成高温热液矿床：云英岩化、电气石化、黄玉化、黑云母化、钠长石化、钾长石化、萤石化、钠闪石、霞石化、霓石化。,2005-11-04,70,中-低温热液矿床：绢云母化、绿泥石化、硅化（玉髓化、蛋白石化）、黄铁矿化、白云石化、青盘石化、高岭石化、明矾石化、重晶石化、蛇纹石化、叶腊石化、碳酸盐化（方解石化、白云石化、铁白云石化、含铁白云石化）。,2005-11-04,71,值得重视的是，在热液矿床形成过程中，碱金属（K,Na）往往起着十分重要的作用。这种交代作用不仅对许多成矿元素的活化转移、搬运和集中起着重要作用，而且对围岩蚀变也起着主要的影响。在碱质的交代中，形成碱质长石（即钾长石和钠长石类）、碱质角闪石、碱质辉石、云母、方柱石等等由碱质硅酸盐矿物组成的蚀变岩石。,2005-11-04,72,钠质交代包括钠质辉石化、角闪石化、钠长石化、方柱石化。碱质交代代表了明显的成矿专属性与K质交代最密切的矿床是:W、Sn、Mo、Cu、Nb、Ta、钇族、稀土、硼。与Na质交代最密切的有:Fe、鈰族，Zr、Nb、Au、Be等。,2005-11-04,73,1）、重要的找矿标志A、围岩的蚀变作用与成矿作用在成因上有密切联系，它们在空间上又共生在一起，并且蚀变的范围往往要比矿化范围大得多。B、某种类型的成矿作用与一定类型的蚀变作用有一定的对应关系C、有时蚀变围岩本身就是一种可供开采利用的矿床，如重晶石化（重晶石矿床）、滑石化（滑石矿床）、明矾石化（明矾石矿床）、沸石化（沸石矿床）。,4、研究围岩蚀变的重要意义,2005-11-04,74,2）、推断矿床成因A、推断当时成矿流体的成分：蚀变增加的组分是热液富有的组分B、判断流体的性质：叶腊石化、明矾石化、高岭石化，为酸性条件下的产物；绢云母化、碳酸盐化是碱性条件下的产物C、分析原来成矿温度：矽卡岩化、云英岩化等为高温产物；绢云母化、绿泥石化为中温条件的产物；黏土化、玉髓化为低温条件的产物D、推断当时的Eh：重晶石化、石膏化Eh高黄铁矿化、碳酸岩化Eh低,2005-11-04,75,在实际工作中，许多矿床的发现都是与深入研究围岩的蚀变性质分不开的。例如，我国江西素有“世界钨都”之称，其中的大余县，更是集中有许多大型的钨矿床，著名的有西华山、漂塘、大龙山、荡萍等。这些钨矿床均产于黑云母花岗岩体的顶部，上部，与云英岩化有关。云英岩化强烈者，往往矿化明显，矿体之上部称为“云母线”，逐渐往下，便出现矿体，因此人们长期工作，总结出该地矿床的围岩-矿化“五层楼结构”找矿标志。这种模式对今后的找钨工作有极大的指导意义。,2005-11-04,76,六、矿物共生组合、成矿期及成矿阶段1、矿物共生组合在矿床中，由同一种成矿作用所形成的一群矿物，其彼此之