第五章岩浆热液钨锡矿床

第五章岩浆热液钨锡矿床（MagmaticHypothermalWandSnDeposits）,.概念及某些专业词汇,岩浆热液（MagmaticHypothermal）W-Sn矿床通常由与酸性花岗岩类有关的岩浆期后热液形成。形成深度相对较大（3-8公里），处于相对封闭或半封闭环境。因此，其形成温度较高，可达300to500.由于此类矿床往往形成强烈的硅化和云英岩化，故有时也称为“脉状和云英岩型钨锡矿床（VEINANDGREISENSNANDWDEPOSITS）,.成矿地质背景,1.多形成于板块碰撞带或大陆活动带，如Himalayans,AmericanCordillera,Appalachians，安第斯造山带（continentalarcs：Bolivia-Peru,Burma-Thailand);2.大陆热点地区（Continentalhotpoint），如玻利维亚北部，中国华南地区，尼日利亚等,W-Sn,W-Sn,.岩浆热液钨锡矿床形成的地质条件,构造条件:形成于造山带中褶皱与断裂发育地段，且构造交汇地段有利于含矿花岗岩类岩浆的侵位和热液汇聚与成矿作用。,2.岩浆岩条件:锡钨矿床在空间上往往与花岗岩侵入体有密切的关系，特别是多期次侵位形成的复式岩体。成矿主要与晚阶段侵位的黑云母或二云母花岗岩或碱性花岗岩类(S-typeorA-type)有关。小到中等大小的塔状侵入体最有利于成矿；此类岩浆岩多来源于下地壳重熔或上地幔与下地壳同熔混合岩浆；有利的赋矿围岩有二长花岗岩到黑云母花岗岩体，砂岩、页岩和变质细碎屑显晶质岩浆岩、细晶岩结构和细斑结构花岗岩岩石.,3.围岩条件:矿床可以形成于岩体的内外接触带内。外接触带往往是泥质或砂泥质沉积岩或变质岩。在岩体周围由于岩体的热力和高温热液蚀变作用，往往形成较大的蚀变晕带。大多数钨锡矿床的矿体都分布于岩体的顶部、突出部位的内外接触带附近，或呈脉状，或形成面状的浸染状矿化（云英岩型）,江西西华山和漂塘钨矿的剖面图.Otherveinsystemsareindicatedbyheavylines.I,upperlimitsoforezones;II,lowerlimitsoforezones.,4.围岩蚀变,与成矿有关的蚀变包括：greisenization,SilicificationKaolinization、albitization,and(or)tourmalinization.云英岩（Greisen）是一种热液与围岩作用形成含Li-F云母、黄玉、电气石、萤石和石英的蚀变矿物组合；高岭土化（Kaolinization）是一种粘土矿物组成的蚀变，主要分布于岩体上部；硅化（Silicification）是钨锡热液矿床中最重要的蚀变，可以形成脉状，也可以形成团块状，多在岩体顶部或接触带附近。其他蚀变类型还有microclinization,chloritization,andhematization.,在许多大型热液型钨锡矿床中，围岩蚀变类型在空间上常有明显的分带性。如西华山钨矿，其上带常有发育的云英岩化带，向下出现强硅化的云英岩化，再向下是富钾长石的云英岩化带。高品位钨矿化主要赋存于中上带中；,MapsandsectionsofWveindepositsillustratingmineralandalterationzoning.A,ChicoteGrandedeposit,Bolivia.B,Xihuashandeposit,China.,矿体形状与产状大多数脉状钨锡矿主要由石英大脉或脉组构成，每条脉就构成一个矿体；有些矿床可由上百条石英大脉构成。如西华山钨矿床中就有650多条含钨石英脉构成，这些石英脉大多呈直立平行排列；脉宽0.103.6米不等，长度从几十米到上千米不等。垂向延深可达千米；部分石英-云英岩型矿床由石英细脉-网脉构成，矿体多呈似层状、团囊状或透镜体状；,.矿体特征,1-砂岩、粉砂岩、变质砂岩、板岩；2-花岗岩；3-石英脉型矿床；4-伟晶岩型矿床；5-云英岩型矿床；6-花岗岩型矿床；7-“五层楼”结构（A-1线脉带；A-2细脉带；A-3细-大脉带；A-4大脉带；A-5尖灭带）；8-“三层楼”结构（“三层楼”结构（B-1线细脉带；B-2大（细）脉带；B-3尖灭带）,(1)钨矿:脉状矿石组成比较简单，有些几乎都由石英和黑钨矿组成。有些还包含有许多热液矿物晶体，如molybdenite,bismuthinite,pyrite,pyrrhotite,arsenopyrite,bornite,chalcopyrite,scheelite,cassiterite,beryl,mica,andfluorite.,2.矿石矿物及分带,(2)锡矿:含锡的石英脉矿物组成通常要复杂的多，除了石英和锡石外，常见的矿石矿物还有cassiterite,wolframite,arsenopyrite,molybdenite,hematite,scheelite,galena,chalcopyrite,sphalerite,stannite,andbismuthinite脉石矿物有beryl,电气石、黄玉、钠长石、萤石等,3.矿石结构构造含钨锡的石英脉型矿石一般都是自形-半自形的粗粒结构，颗粒可达几个厘米，有些黑钨矿板状晶体可达1米。而在云英岩型矿石中，矿石矿物和脉石矿物均为细粒状，它形,4.成矿时代:主要形成在晚古生代到中生代，其他时代也有。,在空间和成因上有一定联系的其他类型矿床tinskarn,tungstenskarn,tinreplacementdeposits,complextin-silver-sulfideveins,Climax-typemolybdenumdeposits,andmolybdenumveinandgreisendeposits,不同类型矿床的关系,岩浆热液钨锡矿床的成矿元素主要来自于岩浆同源的岩浆热液，成矿热源则来自于岩浆岩本身。当然，在成矿的晚阶段，由于地下水的参与，大量碳酸盐矿物形成，改变了热液的性质和pH值，形成了某些混合热液成因的浸染状和网脉状矿化，成矿温度也大大降低。主要形成铅锌钼矿化。,.矿床成因模式,典型矿床实例,行洛坑,柿竹圆,锯板坑,大厂,个旧,大明山,几个重要的成矿地质特征,华南地区广泛分布着数十个大型、超大型钨锡多金属矿床，数百个中小型矿床脉状钨锡矿床(如西华山、邓埠仙、浒坑等)斑岩型钨锡矿床(如莲花山、银岩等)矽卡型钨锡矿床(如柿竹园，香花岭、瑶岗仙）其金属矿量聚集规模之大，矿床密度及矿化强度之高，在世界上也是极为罕见的，是世界最大的多金属矿集区之一。柿竹圆WSnMoBi超大型矿床：70万吨W，40万吨Sn，20万吨Bi，10万吨Be,5亿吨F。其他Pb、Zn、Ag等都达到大型，是世界最大的钨锡多金属矿床。,成岩成矿时代：,根据华南钨锡成矿域中1000多个矿床(点)的同位素定年资料统计，有75.3的钨锡矿床(点)和86.5的储量形成于燕山早一中期，绝大部分集中于18090Ma（马东升，1999)，钨早锡晚，钨多在160130Ma，锡多在140110Ma之间；而铀矿床成矿时代较钨锡更晚，主要集中在9630Ma之间；前人对华南火成岩各种放射性同位素年代数据已多达8000余件。杜国云（1989）根据其中中生代以来的近千个数据所进行的年代统计学分析。发现岩浆活动的高峰期是在16080Ma，最高峰在145Ma左右，这与大规模成矿钨锡多金属成矿作用时间是基本吻合的。,华南中生代火成岩放射性同位素年代数据统计分析（近正态分布）（据杜国云，1989）,第一峰期,第二峰期,112Ma,华南中生代火成岩放射性同位素年代数据一次趋势分析图,与成矿有密切时空和成因关系的花岗岩成因,与钨锡矿床有关的侵入岩多属中酸性-超酸性花岗岩类，包括“陆壳改造型”和“同熔型”（徐克勤，1982），前者是岩体内浸染型、细脉浸染型、矽卡岩型和石英脉型钨锡矿的母岩，后者则主要形成斑岩型矿床，其中大多数钨矿与前者有关；张理刚（1994）对华南25个含钨锡花岗铅Sr、Nd、O）同位素组合特征模式分析，证明含钨锡花岗岩源岩为浅变质泥砂质高级上地壳多次重熔形成；其他如花岗岩的矿物学、岩石化学、稀土元素配分模式及微量元素地球化学特征都充分表明，华南含钨锡花岗岩主要是富含钨锡的上地壳基底岩石经强烈混合岩化或重熔作用而形成的；（刘英俊，1983，康永孚等，1993；,钨锡成矿物质来源问题,1、钨的来源钨的丰度从地幔到地壳是逐渐增多的，反映钨是随地球演化而逐渐向地壳富集的。（据黎丹值）,下地幔上地幔洋壳陆壳沉积岩0.10.30.91.11.6（106）,加里东期海西印支期燕山期花岗岩(康永孚，1993）1.33-2.42.8010.20（106）,前震旦系浅变质岩条带混合岩均质混合岩重熔再生花岗岩（成矿）7.7-15.219.743.764.6（106）(江西901队，1982）,钨可能来自于地壳（元古界变质的沉积建造）,2、锡的来源锡的来源有两个观点：幔源和多旋回地壳富集；我国地质学家大多数经过研究认为，华南锡矿床的锡主要来自上地壳，是由上地壳富含锡的沉积建造和某些早期形成的火成岩建造经重熔-再生而富集的；这与钨的情况类似；如,下元古宙（四堡群）中元古宙（昆阳群）震旦系+寒武系7.812.617.3(106）（康永孚，1993）,锡也来自于地壳（元古界早古生代变质的基底岩系）,含矿花岗岩体与钨锡矿床的构造控制,华南不同级别的构造控制了钨锡成矿带和矿集区、矿田和矿床的定位。一般级断裂构造（岩石圈断裂）控制了整个钨锡成矿区带的边界，-级断裂（壳断裂）控制了构造-岩浆带及大型矿集区，级断裂及褶皱构造控制了大型复式岩体和矿田的就位；大型-超大型矿床多就位于北东向和近东西向深大断裂的交汇部位附近，这是岩浆及高温气液含矿流体上涌的主要通道；浅层次的网络状断裂构造体系及褶皱构造的低应力部位是最有利的成矿物质汇集部位，矿床类型在很大程度上取决于容矿围岩的构造特征；,瑶岗仙石英脉型钨矿床,瑶刚仙石英脉型钨矿床的基本地质特征,ToliedinnorthernmarginoftheSouthHunan-NouthGuangdong,theJialidongfoldsystemofSouthChina;Threetectoniclayers:Jialidongtectoniclayer:light-metamorphicsandstoneandslateofCambrian;Haixitectoniclayer:D2sandstone,shale;D3limestone,shale,C1+2limestone,sandstoneandshale;Yanshaniantectoniclayer:J1quartzsandstone,feldsparsandstone,shale;,faultgroupsofdifferentdirection:NNW,NW,NWWYaogangxiangranitecomplexstock:1.2km2,longaxisNW,isotopicage169-178Ma.Rareearthelementdistributionofthegraniteinoredeposit,majorminerals:tungstenite,cassiterite,scheelite,arsenopyrite,chlacopyrite,sphalerite,galenaandmolybdenite,andetc.wallrockalterations:silicification,arsenopyritization,pyritization,geinesition,muscovitization,carbonation,chloritizationandtopazition;mineralizationtemperature:ore240283，skarn400mineralizationpressure:361-720105Pa,1-3kmdeep.,石英脉型钨矿床模式,西华山钨矿,1.地理位置及历史,西华山钨矿位于江西大余南安古筝西北部，西华山花岗岩体的南部。全矿占地6.48平方公里。该矿发现开采于1907年，有98年开采历史，为“一五”期间重点工程之一。1956年由苏联援建，1960年全面建成投产。,西华山钨矿,西华山钨矿的地理位置,2.地质背景,西华山钨矿的原始地质体为一同源5期相继侵入的花岗岩体。区内的花岗岩呈岩株状产出，大致南北向分布，属于燕山期。矿区内构造以断裂为主，南部变质岩发育有许多正断层。花岗岩中节理发育。,矿体由各期次花岗岩组成，化学成分基本一致，为硅高，钾钠较高，属于超酸性、铝过饱和、富碱性的岩石类型。矿体主要呈脉状分布。矿脉中矿物以石英、黑钨矿和白云母为主。有些地段中有锡石、辉铋矿、绿柱石等副产品。矿脉不同位置上的矿石产量有所不同。矿脉上部锡石、绿柱石较多，中部黑钨矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿较多，下部多为白钨矿、方解石。脉带以五层楼形态成矿。,“五层楼”脉带形态示意图,1.花岗岩；2.变质砂岩及板岩；3.矿脉；.微脉带；密集细脉带；.密集中脉带；.大脉带；.稀疏大脉带,西华山钨矿围岩蚀变以云英岩化和碱性长石化为主，沿矿脉两侧发育，接近地表的矿脉上部发育最强，往下则逐渐减弱。脉旁围岩蚀变有明显的分带规律，下部为碱性长石化带,上部为云英岩化带,它们的界线基本上和工业矿体的下限一致。矿石结构较复杂，有自形、半自形、他形粒状等结构，构造有矿状、浸染状、条带状及对称带状等。,表1西华山62号脉不同位置各蚀变带宽度(),云英岩化过程中带入的SiO2和石英脉中的SiO2基本上来自于碱性长石化带;碱性长石化过程中带入的K2O、Na2O、Al2O3远比云英岩化过程中带出的多,说明初始溶液中就富含这些组分;碱性长石化过程中带出的Fe2O3、FeO、MnO2比云英岩化中带入的多,所以在矿脉中形成了黄铁矿、毒砂、云母、黑钨矿等矿物。,表262号脉各蚀变围岩及未蚀变中粒黑云母花岗岩的化学成份(%),5.包裹体,对西华山钨矿床似伟晶岩边壳及钨、锡、铍主要成矿阶段和晚期梳状石英脉的石英流体包裹体进行-等时线测年,其年龄为(139.84.5),十分接近中-细粒黑云母花岗岩的时代,可能与“似伟晶岩壳”的时代一致。,西华山钨矿床在不同成矿作用阶段,流体包裹体的形态、大小、组成相态、形成温度及包裹体成分等均表现出规律性的变化。似伟晶岩阶段石英流体包裹体形态较规则,一般为浑圆形、椭圆形、石英负晶形,填充度较小,气相占40%50%,并出现少量气体包裹体,形成温度410460。西华山黑钨矿-长石-石英脉中黑钨矿包裹体爆裂温度为345,晶洞中黑钨矿包裹体爆裂温度为331.,6.成矿流体,西华山钨矿床早期成矿阶段的石英、黑钨矿中流体包裹体水的平均值-60.8,晚期无矿石英脉2平均值-57.5。西华山钨矿床182值分别为+7.6-8.8和+7.5-6.8,似伟晶岩阶段182值很稳定，为+5.0+7.5。成矿作用早期及,和主要成矿阶段的成矿流体为岩浆水,而成矿晚期阶段成矿流体则以大气降水为主。,西华山钨矿田地表水和成矿流体-18图,似伟晶岩阶段;2黑钨矿-长石石英脉、黑钨矿-绿柱石石英脉和黑钨矿-辉钼矿石英脉阶段;3硫化物-石英脉阶段;4晚期梳状无矿石英脉阶段;荡坪钨铍矿床:5似伟晶岩;6黑钨矿-绿柱石石英脉阶段;7晚期梳状无矿石英脉阶段,7.成矿作用,西华山杂岩体是三次成岩一次成矿,而且是杂岩体演化晚期集中成矿。杂岩体成岩成矿的演化顺序一般是:早期侵入体形成主侵入体形成附加侵入体形成脉岩活动与岩浆晚期钨的初始矿化热液活动与钨的集中成矿。上述成岩成矿的演化规律证明,成矿与成岩是不能截然分开的,成矿是花岗岩形成作用一脉相承连续演化的产物。,西华山钨矿成矿模式示意图,.钾化带.钠化带.云英岩带.似伟晶岩带.石英壳石英脉,西华山钨矿床模式,1-砂岩、粉砂岩、变质砂岩、板岩；2-花岗岩；3-石英脉型矿床；4-伟晶岩型矿床；5-云英岩型矿床；6-花岗岩型矿床；7-“五层楼”结构（A-1线脉带；A-2细脉带；A-3细-大脉带；A-4大脉带；A-5尖灭带）；8-“三层楼”结构（“三层楼”结构（B-1线细脉带；B-2大（细）脉带；B-3尖灭带）,脉钨矿床的一般模式,湖南柿竹园钨多金属矿床,柿竹园钨多金属矿床,以其巨大的金属储量、充足的矿源补给及完善的成矿机制在华南钨、锡成矿区域湘南钨、锡、多金属富集区中脱颖而出,成为目前世界上首屈一指的超大型钨多金属矿床.这一超大型矿床的形成,主要取决于以下成矿有利条件。,一、区域地质背景,湖南柿竹园钨多金属矿床位于华南褶皱系、湘东南加里东褶皱带与湘中湘南印支褶皱带的衔接处。与成矿有关的地层为泥盆系碳酸盐岩和震旦系、寒武系碎屑岩。矿田内近SN和NE向的两组断裂很可能是钨多金属成矿热液的通道。燕山期复式岩体的酸性千里山花岗岩是矽卡岩和钨、钼、锡、铋矿床形成密切相关的侵入岩。,二主要地质特征Primarygeologicalfeatures,矿床产于东坡-月枚倾伏复式向斜的东部的次级小褶皱中，千里山复式向斜轴部侵入，柿竹园矿区产在千里山岩体东南缘接触带；矽卡岩岩体产状大体上南北向分布，略东倾，岩体底部与岩浆岩接触，接触面为波浪形；钨多金属矿体多呈舌状或似层状，矿床规模大小与矽卡岩一致，矿化程度与矽卡岩和云英岩发育程度密切相关；与成矿相关的地层及花岗岩W、Sn、Mo、Bi等元素高出元素地壳克拉克值及同类岩石平均值几十倍；,湖南柿竹园矿床元素含量对比,从右图可以看出钨铋钼等金属矿产在该矿区含量高。高出相同类岩层及花岗岩岩体许多。,富挥发分和成矿元素的岩浆-热液,即具有熔-流体系统，具有合适的成矿流体柿竹园钨多金属矿床主要流体含CaNaKMgF等，千里山花岗岩同时含高量F、Cl、B.直接与矿脉过渡的岩体岩脉则更高.资料表明,本区成矿的岩浆岩其石英均一温度大多在200450,与矿床形成温度(200350)相近。,各种成矿流体不仅供给热源也供给主要成矿物质.巨量成矿物质是由特别富含,2等挥发分的岩浆、热液和气体及少量固体的混合体,即是熔-流体系搬运和聚集成矿的.矿石平均含19.96%,换算成为972%,从熔-流体输入到矿体及其外接触带的就达22亿吨.,达46亿吨,为所有输入矿体的造岩造矿元素金属总量的36倍.,矿区内具有有利与成矿构造现象，特别是大量的断裂构造；该地区是断裂构造高度集中的地区,柿竹园钨多金属矿床矿区处于,及向陡倾断裂的交叉结点附近,当它们与层状岩浆房相通时,便加速岩浆层分异作用,上部的不相容组分和富矿岩浆则沿交叉断裂上侵,最后定位在碳酸盐层中，有利于矿产富集.,极优的运矿与聚矿地层介质环境本区岩浆热液的运移在下古生界及中、晚元古代碎屑岩中进行,细碎屑岩成分与岩浆成分相近,在较高温高压的深部,不至于发生大规模的混合交代,从而有利于岩浆热液在运移过程中的分异作用,在浅部,有利于在减压、降温条件下进行不混熔相分离.岩浆热液的聚矿与定位却在具相对封闭的碳酸盐层大理岩和矽卡岩中.有利于矿质聚集。,四主要