矿床学课件第五章气水热液矿床

1、矿床学矿床学 n一、概念一、概念 n二、矿床特征二、矿床特征 n三、研究意义三、研究意义 n1、气水热液、气水热液 n指形成于地壳一定深度的，具有一定的温度、指形成于地壳一定深度的，具有一定的温度、 压力的气液两相体系，称为气水热液，简称热压力的气液两相体系，称为气水热液，简称热 液液 n气水热液气水热液是是富含挥发组份（富含挥发组份（H H2 2O O、F F、ClCl、B B、S S、 P P等）的热水（等）的热水（500-50500-50）溶液。）溶液。 n2 2、含矿气水热液、含矿气水热液 n含矿气水热液是指含矿气水热液是指含有用组分含有用组分的气水热液，简的气水热液，简 称含矿热液。

2、称含矿热液。 n3 3、气水、气水/ /气化热液矿床气化热液矿床 n 在在地壳岩石中地壳岩石中由各种来源的含矿气水由各种来源的含矿气水热液热液通通 过过交代、充填交代、充填等作用而形成的矿床，称为气水等作用而形成的矿床，称为气水 热液矿床，又称气化热液矿床。热液矿床，又称气化热液矿床。 n1 1、矿床矿床产于已固化的岩石中，即成矿晚于产于已固化的岩石中，即成矿晚于 围岩，属于后生矿床；围岩，属于后生矿床； n2 2、矿体矿体主要呈透镜状、囊状、不规则状，主要呈透镜状、囊状、不规则状， 有时也呈似层状；有时也呈似层状； n3 3、矿石组构矿石组构：具充填和交代形成的结构构：具充填和交代形成的结构

3、构 造，如脉状、网脉状、浸染状、块状构造，造，如脉状、网脉状、浸染状、块状构造， 侵蚀、残余、骸晶结构等；侵蚀、残余、骸晶结构等； n4 4、矿石组份矿石组份：构成矿床的金属矿物以金属：构成矿床的金属矿物以金属 硫化物（硫化物（CuCu、MoMo、PbPb、ZnZn、HgHg、SbSb、AgAg）为）为 主，另外有部分金属氧化物和含氧盐（主，另外有部分金属氧化物和含氧盐（W W、 SnSn、U U） n5 5、具有明显的、具有明显的围岩蚀变围岩蚀变。 n1 1、工业意义工业意义 n矿产类型繁多矿产类型繁多 n主要主要金属金属矿种如矿种如FeFe、MnMn，CuCu、PbPb、ZnZn、W W、

4、SnSn、MoMo、 SbSb、HgHg，AuAu、AgAg，LiLi、BeBe、NbNb、TaTa，U U、ThTh； n非金属非金属矿产如云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、矿产如云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、 叶腊石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、天青石、滑叶腊石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、天青石、滑 石、菱镁矿等；石、菱镁矿等； n2 2、理论意义理论意义 n如成因如成因（如现代地热系统）、（如现代地热系统）、矿床分类矿床分类目前尚存目前尚存 在诸多问题，有待进一步探讨。在诸多问题，有待进一步探讨。 气水热液气水热液 n一、气水热液的成分一、气水热液的成分 n二、气水热液来源二、气水热液来源 n

5、三、气水热液的运移三、气水热液的运移 n四、热液中矿质的搬运四、热液中矿质的搬运 n五、热液中矿质的沉淀五、热液中矿质的沉淀 n1、一般组份情况、一般组份情况 n1 1）最主要的组份最主要的组份H H2 2O O n2 2）基本组份基本组份NaNa、K K、CaCa、MgMg、SrSr、BaBa、AlAl、 SiSi及及ClCl- -、F F- -、SOSO4 42- 2-等 等 n3 3）溶解气体溶解气体H H2 2S S、COCO2 2、O O2 2、HClHCl等等 n4 4）成矿元素成矿元素及微量元素类及微量元素类 重重 要要 组组 份份 水水 硫硫 氧氧 二氧化碳二氧化碳 n1）水水

6、H H2 2O O n是热液中最主要的成分，其主要作用在于是热液中最主要的成分，其主要作用在于 n（1 1）作为）作为搬运搬运成矿物质的介质；成矿物质的介质； 374,22Pa374,22Pa水的临界点水的临界点 n（2 2）由于）由于H H2 2O O就部分就部分电离电离为为H H+ +和和OHOH- -，有助于热液，有助于热液 中的化学作用和影响溶液的中的化学作用和影响溶液的酸碱度酸碱度，从而影响成，从而影响成 矿物质的搬运与沉淀。矿物质的搬运与沉淀。 n2 2）硫硫 S S n主要以主要以H H2 2S S形式存在。但硫的状态随温度不同而发形式存在。但硫的状态随温度不同而发 生改变生改变

7、 n（1 1）超高温超高温（T400T400）时，）时，H H2 2S S发生发生分解分解； T1500T1500时，则全部分解为气体分子时，则全部分解为气体分子 H H2 2S = 2HS = 2H2 2+S+S2 2 随着随着温度下降温度下降，H H2 2和和S S2 2 结合结合成成H H2 2S S。 n（2 2）高温热高温热液阶段（液阶段（T=300-400T=300-400），未分解的），未分解的 H H2 2S S以中性分子存在，很少形成硫化物，或只形成以中性分子存在，很少形成硫化物，或只形成 低硫的硫化物如磁黄铁矿（低硫的硫化物如磁黄铁矿（FeSFeS）、毒砂）、毒砂 （FeA

8、sSFeAsS）、辉钼矿（）、辉钼矿（MoSMoS）等。）等。 n（3 3）中温热中温热液阶段（液阶段（T=300-200T=300-200），），H H2 2S S在弱在弱 碱碱碱性环境易分解成离子状态碱性环境易分解成离子状态 H H2 2S SHSHS- -+H+H+ + HS HS- -S S2- 2-+H +H+ + 可形成可形成高硫高硫的的硫化物硫化物如黄铁矿、胶黄铁矿等。如黄铁矿、胶黄铁矿等。 n（4 4）低温低温热液阶段（热液阶段（T200T200），），SOSO4 42- 2- 可形成硫 可形成硫 酸盐矿物如石膏、重晶石等。酸盐矿物如石膏、重晶石等。 随着温度下降，随着温度下降

9、，H H2 2S S在水中的溶解度逐渐增大，故在水中的溶解度逐渐增大，故 在低温在低温- -中温阶段易于形成大量的硫化物堆积沉淀。中温阶段易于形成大量的硫化物堆积沉淀。 n3 3）氧氧 O O2 2 n主要是氧化作用。氧的状态随空间不同而发生改变主要是氧化作用。氧的状态随空间不同而发生改变 n（1 1）在）在深部深部，气水热液中含氧，气水热液中含氧较少较少，有利于形成硫，有利于形成硫 化物和元素低价离子的化合物；化物和元素低价离子的化合物； n（2 2）在）在浅部浅部，气水热液中游离氧浓度，气水热液中游离氧浓度增加增加，形成高，形成高 价元素离子的氧化物和硫酸盐矿物。价元素离子的氧化物和硫酸盐

10、矿物。 有些元素具有显著亲氧性，如铀和钨等，在自然条件下并有些元素具有显著亲氧性，如铀和钨等，在自然条件下并 不形成硫化物，直到热液中足够的氧离子浓度才沉淀。有不形成硫化物，直到热液中足够的氧离子浓度才沉淀。有 些元素如些元素如金、银金、银、铋等在热液中又、铋等在热液中又不能形成氧化物不能形成氧化物，在还，在还 原条件下可形成自然元素沉淀。原条件下可形成自然元素沉淀。 n4 4）二氧化碳二氧化碳 COCO2 2 COCO2 2 可溶于水，形成可溶于水，形成H H2 2COCO3 3，并离解成，并离解成HCOHCO3 3- -、COCO3 32- 2-。 。 n（1 1）在溶液中）在溶液中COC

11、O3 32- 2-的含量与 的含量与COCO2 2溶解量成正比，且与溶解量成正比，且与 pHpH值值的变化有关：的变化有关：pHpH值减小，值减小，COCO3 32- 2-的浓度减小； 的浓度减小；pHpH值值 增大，增大，COCO3 32- 2-的浓度增加。 的浓度增加。 n（2 2）由于）由于COCO2 2溶解度与温度成反比，因此溶解度与温度成反比，因此高温高温阶段，阶段， 在溶液中成在溶液中成中性中性分子；中温及分子；中温及低温低温阶段，则可形成大阶段，则可形成大 量的量的碳酸盐矿碳酸盐矿物和碳酸盐化围岩蚀变。物和碳酸盐化围岩蚀变。 热热 液液 来来 源源 岩浆热液岩浆热液 地下水热液地

12、下水热液 变质热液变质热液 海水热液海水热液 热热 液液 成成 因因 类类 型型 n1、岩浆热液、岩浆热液 n指与岩浆处于平衡或从岩浆中分出的气水溶液。据指与岩浆处于平衡或从岩浆中分出的气水溶液。据A.A.卡迪卡迪 克等计算，基性岩浆含水不少于克等计算，基性岩浆含水不少于1%1%，有的可达，有的可达5-6%5-6%；酸性；酸性 岩浆含水不少于岩浆含水不少于2%2%，有的可达，有的可达10%10%。水从岩浆中分出的主要。水从岩浆中分出的主要 因素是由于因素是由于温度和压力的降低温度和压力的降低。 如岩浆上升到浅部，因压如岩浆上升到浅部，因压 力较低而使岩浆分馏，水力较低而使岩浆分馏，水 可呈蒸气

13、状态逸出，然后可呈蒸气状态逸出，然后 再聚集成热水溶液；若深再聚集成热水溶液；若深 度较大、压力较高，则岩度较大、压力较高，则岩 浆分馏作用可形成超临界浆分馏作用可形成超临界 溶液，冷却时直接转变成溶液，冷却时直接转变成 热水溶液。热水溶液。 n2、变质热液、变质热液 n通过变质作用从受变质的围岩中析出后汇集而成的热水溶通过变质作用从受变质的围岩中析出后汇集而成的热水溶 液。据液。据A.A.萨乌科夫计算，密度为萨乌科夫计算，密度为2.52.510103 3（kg/mkg/m3 3）的泥）的泥 质沉积岩，变质时将失水质沉积岩，变质时将失水5-1%5-1%；若以；若以4%4%计，则计，则1km1k

14、m3 3的沉积的沉积 物中将释放出物中将释放出1 1亿亿t t水水。矿质来源：从变质原岩中，从变质。矿质来源：从变质原岩中，从变质 水流经的岩石中萃取的和深部的物质。水流经的岩石中萃取的和深部的物质。 n3、地下水热液、地下水热液 n天水沿裂隙下渗形成的地下水由于向下渗到数公里甚至天水沿裂隙下渗形成的地下水由于向下渗到数公里甚至10km10km 以上时因以上时因深部环流作用深部环流作用升温而形成的的热水溶液，称为地下升温而形成的的热水溶液，称为地下 水热液或地下热水（水热液或地下热水（T T、含盐、矿物质）、含盐、矿物质）地下热卤水地下热卤水 （液）。（液）。 一般认为，循环的地下一般认为，循

15、环的地下 水形成含矿热液，必定水形成含矿热液，必定 与与深部热源深部热源（地热梯度、（地热梯度、 岩浆烘烤、放射性元素岩浆烘烤、放射性元素 的蜕变及与火成热液的的蜕变及与火成热液的 混合等）有关。混合等）有关。 n4、海水热液、海水热液 n海水沿着深大断裂向下渗透因地下热能所形成的热水溶液。海水沿着深大断裂向下渗透因地下热能所形成的热水溶液。 如与海底岩浆作用有关的块状硫化物矿床。有人也将其归如与海底岩浆作用有关的块状硫化物矿床。有人也将其归 入地下水热液，只不过是其水来自海洋。入地下水热液，只不过是其水来自海洋。 黑矿型矿床简要横剖面图 表示海水对流循环和可能具有地下水和/或岩浆水参加的混合

16、作用模式 n1 1）挥发份作用挥发份作用。 n美国学者万德基认为含矿溶液是自己打开道路上升美国学者万德基认为含矿溶液是自己打开道路上升 的，即当溶液活动时，由于含大量挥发分使内部具的，即当溶液活动时，由于含大量挥发分使内部具 很大压力而冲破围岩打开道路。（美）塔伯认为由很大压力而冲破围岩打开道路。（美）塔伯认为由 于结晶作用，结晶体的长大、伸长使围岩破裂而打于结晶作用，结晶体的长大、伸长使围岩破裂而打 开了气水溶液上升的道路。开了气水溶液上升的道路。 n挥发份作用挥发份作用使得热液具很大的内压使得热液具很大的内压。 n2）压力差压力差 n1 1）高水源高水源的存在引起的存在引起压力差压力差，形

17、成水的动力，促，形成水的动力，促 使渗流；使渗流； n2 2）深层静岩压力深层静岩压力大，因挤压而使热液沿裂隙流动大，因挤压而使热液沿裂隙流动 气水热液在地下深处于上覆岩石的压力之下，当地气水热液在地下深处于上覆岩石的压力之下，当地 壳运动产生断裂和裂隙时，溶液就会因压力差而流壳运动产生断裂和裂隙时，溶液就会因压力差而流 向裂隙。向裂隙。 n3 3）在）在封闭裂隙封闭裂隙形成的瞬间将产生形成的瞬间将产生真空真空状态，将热状态，将热 液液引入引入裂隙中。裂隙中。 n热液运动的原因主要是由于压力差引起的热液运动的原因主要是由于压力差引起的。 n3 3）深部热源）深部热源热水循环对流热水循环对流 n

18、当水溶液沿破碎带下渗到地壳深处，由于受到深当水溶液沿破碎带下渗到地壳深处，由于受到深 部热源（如岩浆热能、变质热能、地热梯度等）部热源（如岩浆热能、变质热能、地热梯度等） 提供热能，从而引起对流循环。提供热能，从而引起对流循环。 以上三种孔隙中，以上三种孔隙中，构造孔隙构造孔隙对热液运移和矿质沉淀成矿更具重要意义。对热液运移和矿质沉淀成矿更具重要意义。 构造孔隙和热液产生的孔隙为构造孔隙和热液产生的孔隙为次生孔隙次生孔隙。 热热 液液 运运 移移 通通 道道 热液产生的孔隙热液产生的孔隙 构造孔隙构造孔隙 原生孔隙原生孔隙岩石中原有的晶间及粒间孔隙、原生节理、层间孔隙岩石中原有的晶间及粒间孔隙

19、、原生节理、层间孔隙 构造作用产生的断裂、节理、劈理和片理等构造作用产生的断裂、节理、劈理和片理等 热液的压裂、隐爆、溶蚀和交代等作用产生的孔隙热液的压裂、隐爆、溶蚀和交代等作用产生的孔隙 n1 1）原生孔隙原生孔隙： n指岩石生成时就存在的孔洞、裂隙（岩浆岩颗粒指岩石生成时就存在的孔洞、裂隙（岩浆岩颗粒 间的孔隙、火山岩中的气孔、沉积岩的层间裂间的孔隙、火山岩中的气孔、沉积岩的层间裂 隙）。花岗岩孔隙度隙）。花岗岩孔隙度0.370.370.5%0.5%，沉积岩孔隙度，沉积岩孔隙度5 5 30%30%，对含矿热液的运移来说，对含矿热液的运移来说有效孔隙度有效孔隙度才有意才有意 义，也就是相互连

20、通的孔隙越多，对热液的流动义，也就是相互连通的孔隙越多，对热液的流动 越有利。越有利。 n2 2）次生孔隙）次生孔隙 n是指在成岩以后产生的各种断裂裂隙。如因岩石是指在成岩以后产生的各种断裂裂隙。如因岩石 体积胀缩、矿物重结晶等造成的裂隙，构造运动体积胀缩、矿物重结晶等造成的裂隙，构造运动 所产生的裂隙。对成矿作用来说重要的是构造运所产生的裂隙。对成矿作用来说重要的是构造运 动所产生的系列裂隙及断层。动所产生的系列裂隙及断层。 n根据热液活动与构造的关系根据热液活动与构造的关系： n 导矿构造导矿构造： n导矿构造通常是一些导矿构造通常是一些深大断裂深大断裂，陡倾斜的渗透性陡倾斜的渗透性 岩层

21、，控制矿田及成矿带的分布。是将深部含矿岩层，控制矿田及成矿带的分布。是将深部含矿 热液引入矿田及矿带的构造热液引入矿田及矿带的构造，即深部热液流通的，即深部热液流通的 通道。故成矿溶液基本上是形成于通道。故成矿溶液基本上是形成于地壳深处地壳深处。 n 配矿构造配矿构造 n配矿构造与导矿构造连通的配矿构造与导矿构造连通的分支断裂分支断裂，将来自导，将来自导 矿构造中的热液引向有利成矿部位。这些配矿的矿构造中的热液引向有利成矿部位。这些配矿的 断裂通常位于导矿构造的上盘。断裂通常位于导矿构造的上盘。导矿和配矿统称导矿和配矿统称 运矿构造运矿构造，在但实际工作中二者不易区分。，在但实际工作中二者不易

22、区分。 n 容矿构造容矿构造： n容矿构造是使容矿构造是使矿体定位矿体定位的构造，的构造，是热液是热液矿质沉淀场矿质沉淀场 所所的构造的构造。容矿构造。容矿构造一般是与配矿构造相通的一般是与配矿构造相通的次级次级 断裂、裂隙、层间剥离断裂、裂隙、层间剥离构造构造、渗透性好的岩层，控、渗透性好的岩层，控 制矿体制矿体形态、产状、大小及分布的构造，如褶皱的形态、产状、大小及分布的构造，如褶皱的 核部、断层、裂隙、层间裂隙等。核部、断层、裂隙、层间裂隙等。 四、热液中矿质的搬运四、热液中矿质的搬运 n成矿物质在热液中的搬运形式是一个很重要的成矿理论问成矿物质在热液中的搬运形式是一个很重要的成矿理论问

23、 题。据目前的资料，搬运形式与热液和矿质的来源，性质题。据目前的资料，搬运形式与热液和矿质的来源，性质 及成矿元素的地球化学特性成矿时的物理化学条件有关。及成矿元素的地球化学特性成矿时的物理化学条件有关。 n人们对这一问题的认识也是随着研究程度的提高而发展的。人们对这一问题的认识也是随着研究程度的提高而发展的。 由于热液矿床中的成矿物质多呈硫化物状态存在，因此提由于热液矿床中的成矿物质多呈硫化物状态存在，因此提 出以硫化物真溶液形式搬运。出以硫化物真溶液形式搬运。 n1、硫化物形式搬运、硫化物形式搬运 n1、硫化物形式搬运、硫化物形式搬运 nNaumovNaumov（1974)1974)认为，

24、热液中的矿质以硫化物认为，热液中的矿质以硫化物 真溶液形式搬运。后来人们发现，实际上绝大真溶液形式搬运。后来人们发现，实际上绝大 多数金属硫化物在水溶液中的多数金属硫化物在水溶液中的溶解度非常低溶解度非常低， 即使在酸性溶液中溶解度也是微不足道的。当即使在酸性溶液中溶解度也是微不足道的。当 人们弄清了这个问题，这一假说已不为多数人人们弄清了这个问题，这一假说已不为多数人 所重视了。所重视了。 n2、胶体形式搬运、胶体形式搬运 n人们发现许多金属硫化物在胶体溶液中的含量，比人们发现许多金属硫化物在胶体溶液中的含量，比 真溶液中至少大真溶液中至少大一百万倍一百万倍。 n胶体特性：胶体特性： n 胶

25、体质点具有特别大的表面积，具巨大的表面能胶体质点具有特别大的表面积，具巨大的表面能 和和吸附力吸附力。 n 胶体质点带有一定的胶体质点带有一定的电荷电荷，同一胶体中由于相同，同一胶体中由于相同 电荷的电荷的排斥排斥保持胶体的保持胶体的稳定性稳定性。 n 胶体溶液能在任何物理化学条件下胶体溶液能在任何物理化学条件下产生产生，且在，且在低低 温温条件下特别条件下特别稳定稳定。 n目前研究表明，目前研究表明，在地表条件下，胶体溶液搬运成在地表条件下，胶体溶液搬运成 矿物质是非常重要的搬运方式矿物质是非常重要的搬运方式。例如，铁、锰、。例如，铁、锰、 锡等金属在地表条件下多呈胶体溶液进行迁移，锡等金属

26、在地表条件下多呈胶体溶液进行迁移， 并最终形成规模巨大的胶体化学沉积矿床。在低并最终形成规模巨大的胶体化学沉积矿床。在低 温矿床中发现大量胶状构造。温矿床中发现大量胶状构造。 n问题问题：后来发现，胶体在：后来发现，胶体在高温时是不稳定的高温时是不稳定的。另。另 外，由于胶体的粘度较大而外，由于胶体的粘度较大而难于长距离搬运难于长距离搬运，因，因 此多数热液矿床靠胶体搬运成矿物质形成，看来此多数热液矿床靠胶体搬运成矿物质形成，看来 也是难以想象的。由于胶体搬运的不可能性，提也是难以想象的。由于胶体搬运的不可能性，提 出了卤化物形式搬运。出了卤化物形式搬运。 n3、卤化物形式搬运、卤化物形式搬运

27、 n主要是主要是ClCl- -、F F- -化物，卤化物的特点是在化物，卤化物的特点是在高温下稳高温下稳 定定，易于搬运，易于搬运，低温低温特别是在有特别是在有H H2 2O O存在时将发生存在时将发生 沉淀沉淀。 FeClFeCl2 2+H+H2 2SFeS+HCl SFeS+HCl n从现有资料研究来看，卤族元素对成矿物质的搬从现有资料研究来看，卤族元素对成矿物质的搬 运可能起到相当大的作用，但主要是在运可能起到相当大的作用，但主要是在高温气化高温气化 热液阶段。一些高温矿物（热液阶段。一些高温矿物（W W、SnSn矿物），主要是矿物），主要是 以卤化物形式进行搬运的（以卤化物形式进行搬运

28、的（WFWF6 6、WOFWOF4 4、WOWO2 2F F2 2）。）。 n亲硫元素的卤化物在有亲硫元素的卤化物在有H H2 2S S存在时将不稳定，因此存在时将不稳定，因此 在在中低温中低温条件下，对一般金属条件下，对一般金属难于搬运难于搬运。 n依据： n 重金属卤化物在真溶液中的重金属卤化物在真溶液中的溶解度非常大溶解度非常大，如，如 CuCu2+ 2+在 在1818水中溶解度为水中溶解度为43.1g/100g43.1g/100g溶液，溶液，ZnZn2+ 2+达 达 78.6g/100g78.6g/100g。 n 火山喷发物有很火山喷发物有很多重金属多重金属的的氟氟化物、化物、氯氯化物

29、。化物。 n 各热液矿床中常见各热液矿床中常见ClCl、F F化合物化合物（PbClPbCl3 3、CaFCaF2 2、 黄玉）黄玉） n 对包裹体成分测定，含对包裹体成分测定，含盐度高盐度高主要是氯化物主要是氯化物 （NaClNaCl、KClKCl），认为这些成分是成矿时的溶液。），认为这些成分是成矿时的溶液。 n高温条件下可能高温条件下可能 n（1 1）卤化物气态卤化物气态形式：一些卤化物形式：一些卤化物( (如如FeClFeCl3 3、 AuClAuCl3 3、SnFSnF4 4) )高温下具有挥发性质，可以气态形式高温下具有挥发性质，可以气态形式 迁移。但是，温度降低会发生水解。如迁移

30、。但是，温度降低会发生水解。如 SnFSnF4 4+2H+2H2 2O=SnOO=SnO2 2+4HF +4HF n（2 2）卤化物溶液卤化物溶液形式：多数元素的卤化物都具有形式：多数元素的卤化物都具有 较大的溶解度，使之具有溶解迁移的可行性。但较大的溶解度，使之具有溶解迁移的可行性。但 是，随是，随H H2 2S S和和H H2 2COCO3 3解离，则与成矿元素离子结合形解离，则与成矿元素离子结合形 成难溶的硫化物、碳酸盐而沉淀，使以卤化物溶成难溶的硫化物、碳酸盐而沉淀，使以卤化物溶 液形式迁移的可能性减小。液形式迁移的可能性减小。 n4、络合物形式搬运、络合物形式搬运 n自然界中绝大多数

31、金属离子都可构成络阴离子中自然界中绝大多数金属离子都可构成络阴离子中 的中心离子。络合物的种类多种多样，目前认为的中心离子。络合物的种类多种多样，目前认为 最重要最重要的络合物是的络合物是硫氢络合物硫氢络合物Zn(HS)Zn(HS)3 3 - - 、 Fe(HS)Fe(HS)3 3 - -）和）和氯络合物氯络合物（ZnClZnCl3 3 2- 2-、 、CuClCuCl3 3 2- 2-， ， 矿质存在于络阴离子中。矿质存在于络阴离子中。 n络合物络合物溶解度大，稳定性好，在高温、低温下均溶解度大，稳定性好，在高温、低温下均 较稳定较稳定，因此易于，因此易于长距离搬运长距离搬运。不同的络合物稳

32、。不同的络合物稳 定的条件不同。定的条件不同。 n使成矿物质从含矿溶液中沉淀出来的原因很多，使成矿物质从含矿溶液中沉淀出来的原因很多， 归纳起来有以下五个因素：归纳起来有以下五个因素： 导致热液中矿质沉淀因素导致热液中矿质沉淀因素 温温 度度 降降 低低 压压 力力 降降 低低 pH 值值 变变 化化 Eh 值值 变变 化化 热热 液液 混混 合合 n1、温度降低、温度降低 n温度降低可导致成矿物质溶解度减小；可导致挥温度降低可导致成矿物质溶解度减小；可导致挥 发性物质状态变化；可导致水解反应和发性物质状态变化；可导致水解反应和H H2 2S S、H H2 2COCO3 3 等电离产生等电离产

33、生S S2- 2-、 、COCO3 32- 2-。以上变化都可能导致成矿 。以上变化都可能导致成矿 元素沉淀成矿。元素沉淀成矿。 n 2、压力下降、压力下降 n压力降低导致作为络合物配位体的挥发组分因挥压力降低导致作为络合物配位体的挥发组分因挥 发而在溶液中浓度降低，引起络合物分解和矿质发而在溶液中浓度降低，引起络合物分解和矿质 沉淀；可导致热液沸腾从而引起液相中成矿物质沉淀；可导致热液沸腾从而引起液相中成矿物质 达到过饱和。达到过饱和。 n3、pH值变化值变化 n如前所述，如前所述，pHpH值影响值影响H H2 2S S、H H2 2COCO3 3的电离和热液中的电离和热液中 S S2- 2

34、-、 、COCO3 32- 2-的浓度； 的浓度；pHpH值也影响络合物的溶解度值也影响络合物的溶解度 （见图）。因此，（见图）。因此，pHpH值变化可能导致有用组分沉值变化可能导致有用组分沉 淀成矿。淀成矿。 n1 1）EhEh值对变价元素（如值对变价元素（如S S、U U、V V）有重要影响。如）有重要影响。如 EhEh值升高值升高可引起可引起H H2 2S S在热液中浓度降低，导致硫氢在热液中浓度降低，导致硫氢 络合物分解络合物分解沉淀成矿；沉淀成矿； n2 2）氧化作用氧化作用使一些低价离子变为高价离子。使一些低价离子变为高价离子。 FeFe2+ 2+Fe Fe3+ 3+Fe Fe（O

35、HOH）3 3或或FeFe2 2O O3 3，导致，导致铁沉淀铁沉淀成矿。成矿。 n3 3）EhEh值降低值降低可使易溶的高价可使易溶的高价U U、V V还原为低价的难还原为低价的难 溶的溶的U U、V V， 如如SOSO4 42- 2-S S2- 2-形成 形成硫化物沉淀硫化物沉淀 U U+6 +6U U+4 +4UO UO2 2（非晶铀矿），导致其沉淀成矿。（非晶铀矿），导致其沉淀成矿。 n4 4）此外，）此外，EhEh值也影响络合物的溶解度。值也影响络合物的溶解度。 n不同热液具有不同的温度、压力、不同热液具有不同的温度、压力、pHpH和和EhEh值。不值。不 同热液混合后其温度、压力、

36、同热液混合后其温度、压力、pHpH和和EhEh值相对于混值相对于混 合前任何一种热液都发生了重要变化，因而可导合前任何一种热液都发生了重要变化，因而可导 致有用组分致有用组分沉淀沉淀成矿。成矿。 热液矿床热液矿床 形成方式形成方式 充填作用充填作用 交代作用交代作用 交代矿床交代矿床 充填矿床充填矿床 n1、概念、概念 n1 1）充填作用充填作用 n含矿的热液在化学性质稳定的围岩中运移时，主要因温度、含矿的热液在化学性质稳定的围岩中运移时，主要因温度、 压力的变化，使矿质在容矿构造（如空洞或裂隙）中发生压力的变化，使矿质在容矿构造（如空洞或裂隙）中发生 沉淀的过程。硅铝质岩石化学性质稳定，与围

37、岩之间无明沉淀的过程。硅铝质岩石化学性质稳定，与围岩之间无明 显的化学反应和物质交换。显的化学反应和物质交换。矿质从热液中直接沉淀于矿质从热液中直接沉淀于 裂隙内的过程。裂隙内的过程。 n2 2）充填矿床充填矿床：由充填作用方式形成的矿床：由充填作用方式形成的矿床 n2、识别标志、识别标志矿床特征矿床特征 n1 1）矿体矿体形态决定于容矿构造裂隙的形态，往往呈形态决定于容矿构造裂隙的形态，往往呈 脉状、界线清晰脉状、界线清晰; ; n2 2）矿石矿石往往具有特殊构造：对称条带构造、梳状往往具有特殊构造：对称条带构造、梳状 构造、晶簇（洞）构造、角砾状构造构造、晶簇（洞）构造、角砾状构造; ;

38、n3 3）矿脉中矿物晶体的生长具单向发育的特点）矿脉中矿物晶体的生长具单向发育的特点 由脉壁向中心生长由脉壁向中心生长; ; n4 4）充填作用形成的矿脉无明显的）充填作用形成的矿脉无明显的围岩围岩蚀变。蚀变。 n1 1、概念、概念 n1 1）交代作用交代作用 n含矿气水热液在运移时与围岩发生化学反应，使成含矿气水热液在运移时与围岩发生化学反应，使成 矿物质矿物质发生交换发生交换的过程。的过程。即指热液（流体）与围岩即指热液（流体）与围岩 发生物质交换的过程。发生物质交换的过程。 n特点特点1)1)原矿物的溶解与新矿物的沉淀同时进行；原矿物的溶解与新矿物的沉淀同时进行；2)2)在交在交 代过程

39、中岩石始终处于固体状态；代过程中岩石始终处于固体状态；3)3)交代前后岩石体积基本交代前后岩石体积基本 不变。不变。 n2 2）交代矿床交代矿床：指以交代作用方式形成的矿床。指以交代作用方式形成的矿床。 n2 2、交代作用类型、交代作用类型 n1 1）渗滤交代作用：流动着的含矿气水热液依靠）渗滤交代作用：流动着的含矿气水热液依靠压压 力差力差直接与围岩发生的交代作用。直接与围岩发生的交代作用。 n2 2）扩散交代作用：含矿气水热液通过围岩中的粒）扩散交代作用：含矿气水热液通过围岩中的粒 间溶液（离子或分子间）依靠间溶液（离子或分子间）依靠浓度差浓度差发生的交代发生的交代 作用。扩散作用总是从高

40、浓度向低浓度方向进行，作用。扩散作用总是从高浓度向低浓度方向进行， 一般效应半径为数十米。一般效应半径为数十米。 n选择性交代：岩石化学性质，孔隙度，深透性。选择性交代：岩石化学性质，孔隙度，深透性。 环境：（环境：（1 1）裂隙发育；（）裂隙发育；（2 2）压力差、浓度差。）压力差、浓度差。 n3 3、识别标志、识别标志矿床特征矿床特征 n1 1）矿体矿体形态不规则，外形锯齿状，与围岩界线不形态不规则，外形锯齿状，与围岩界线不 清楚，通常呈渐变接触清楚，通常呈渐变接触 ；常有呈岛状、悬挂状未；常有呈岛状、悬挂状未 被交代的围岩残留体。常见交代残余的围岩被交代的围岩残留体。常见交代残余的围岩

41、n2 2）矿石矿石交代交代结构、结构、交代残余交代残余结构构造普遍，矿石结构构造普遍，矿石 往往保存原岩矿石的结构构造。往往保存原岩矿石的结构构造。 n3 3）某些交代形成的矿物具完整的晶体，新矿物往）某些交代形成的矿物具完整的晶体，新矿物往 往呈现被交代矿物的往呈现被交代矿物的假象假象。 n4 4）通常具明显的围岩）通常具明显的围岩蚀变蚀变。 1 1、接触交代矿床、接触交代矿床 2 2、热液矿床、热液矿床 1 1）岩浆热液矿床）岩浆热液矿床 2 2）非岩浆热液矿床）非岩浆热液矿床 3 3、火山成因矿床、火山成因矿床 1 1）火山）火山次火山气液矿床次火山气液矿床 2 2）火山沉积矿床）火山沉

42、积矿床 n1、围岩蚀变围岩蚀变 围岩蚀变是指矿体围岩蚀变是指矿体周围周围的的岩石岩石在在气水热液气水热液作用下作用下 发生一系列旧矿物被新矿物替代的发生一系列旧矿物被新矿物替代的交代作用交代作用，使，使 围岩的围岩的结构构造结构构造和和矿物成分发生变化的现象矿物成分发生变化的现象。 n影响围岩蚀变的主要因素是热液的性质、成分、影响围岩蚀变的主要因素是热液的性质、成分、 温度、压力、围岩的性质和成分等。气液流体使温度、压力、围岩的性质和成分等。气液流体使 围岩发生各种变化的地质作用。围岩发生各种变化的地质作用。 n2 2、围岩蚀变的命名原则、围岩蚀变的命名原则 n1 1）以蚀变形成的）以蚀变形成

43、的矿物矿物命名，如钾长石化、钠长石命名，如钾长石化、钠长石 化、绢云母化、绿泥石化、电气石化、黄铁矿化化、绢云母化、绿泥石化、电气石化、黄铁矿化 等。等。 n2 2）由蚀变形成的）由蚀变形成的岩石岩石命名，如矽卡岩化、青盘岩命名，如矽卡岩化、青盘岩 化、云英岩化、次生石英岩化、白云岩化等。化、云英岩化、次生石英岩化、白云岩化等。 n3 3）以蚀变岩石）以蚀变岩石增加的组分增加的组分命名，如钾化、钠化、命名，如钾化、钠化、 硅化等。硅化等。 n4 4）以蚀变岩的）以蚀变岩的颜色颜色变化命名，如退色化、红化等。变化命名，如退色化、红化等。 1 1、理论意义理论意义 可推断矿床形成时的物理化学条件。

44、可推断矿床形成时的物理化学条件。 1 1）判断）判断成矿温度成矿温度。如矽卡岩化、钾长石化、云英岩。如矽卡岩化、钾长石化、云英岩 化等为高温产物；绢英岩化、绿泥石化、青盘岩化等为高温产物；绢英岩化、绿泥石化、青盘岩 化等属中低温热液产物。化等属中低温热液产物。 2 2）推断）推断成矿环境成矿环境。如泥化、云英岩化、次生石英岩。如泥化、云英岩化、次生石英岩 化多形成于酸性环境；黄铁矿化、碳酸盐化、蒙化多形成于酸性环境；黄铁矿化、碳酸盐化、蒙 托石化多形成碱性环境；红化、重晶石化、明矾托石化多形成碱性环境；红化、重晶石化、明矾 石化等表明氧化环境；黄铁矿化、退色化表明还石化等表明氧化环境；黄铁矿化

45、、退色化表明还 原环境。原环境。 n2 2、工业意义工业意义 n重要的重要的找矿标志找矿标志；预测矿产类型及位置。；预测矿产类型及位置。 n由于围岩蚀变和矿化都是热液作用的产物，围岩蚀由于围岩蚀变和矿化都是热液作用的产物，围岩蚀 变类型往往和矿化种类有密切关系。不仅围岩蚀变变类型往往和矿化种类有密切关系。不仅围岩蚀变 的范围往往大于矿化范围，而且不同蚀变类型及矿的范围往往大于矿化范围，而且不同蚀变类型及矿 化常具有特定的空间分带规律，如化常具有特定的空间分带规律，如斑岩型斑岩型铜（钼）铜（钼） 矿床，从矿化中心向上（外）依次分布的是：矿床，从矿化中心向上（外）依次分布的是： n钾化钾化及及石英石英- -绢云母化绢云母化泥化带泥化带青盘岩化带青盘岩化带 n因此，围