07-热液矿床类型及特征

1、矿 床 学资源与地球科学学院韦重韬 教授 博士生导师第七章热液矿床类型及特征提纲热液矿床的分类矽卡岩型矿床斑岩型矿床高中温热液矿床低温热液矿床使热液矿床知识系统化，清楚地反映热液矿床的自然属性；便于不同类型矿床的对比，并有利于进行成矿预测。按温度、深度分类按矿床成因、矿床模式分类矽卡岩型矿床斑岩型矿床高温热液矿床中温热液矿床低温热液矿床第一节热液矿床分类第二节矽卡岩型矿床一一 概述概述产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石、或其它含Ca、Mg质岩石接触带或附近，由含矿气水溶液的交代作用形成，并与矽卡岩在成因上和空间上有关的矿床，通称为接触交代矿床或矽卡岩矿床。接触交代矿床是富铁、富铜的主要来源。铜占富

2、铜总储量的第二位；铁占富铁矿总储量的第一位。二二 矿床形成条件矿床形成条件1 物理化学条件 温度：整个矽卡岩矿床形成温度在200 900，矽卡岩矿物：（ 300 900）主要在超临界状态下形成金属矿物：600200在热液作用下形成。 压力：中深浅深（14.5公里）多数矿床形成在2公里几百米范围内，在该条件下，石灰岩能分解为CO2、CaO，参与成矿作用。2 岩浆岩条件有利于矽卡岩矿床形成岩浆岩，主要是中酸性侵入岩，特别是钙碱性系列的钾、钠含量偏高的中酸性侵入岩。花岗岩花岗闪长岩石英闪长岩闪长岩。第二节矽卡岩型矿床2 岩浆岩条件以上种类岩石对于不同的矽卡岩矿床有成矿专属性：铁矿：（中性及中酸性）闪

3、长岩、石英闪长岩（闪长岩类）铜、铅、锌矿：（中酸性）花岗闪长岩及花岗岩W、Sn、Mo：（酸性）斜长花岗岩、黑云母花岗岩、白岗岩在钙碱性系列岩石中，碱质越高，愈有利于成矿。铁矿与富Na的闪长岩关系密切。 Cu矿富K的花岗闪长岩及石英二长岩有关。W、Sn、Mo富K的花岗岩有关。第二节矽卡岩型矿床二二 矿床形成条件矿床形成条件3 围岩条件形成矽卡岩有利的围岩，主要是各种碳酸盐岩石或含碳酸盐矿物的岩石（石灰岩（大理岩）、白云质灰岩、白云岩、泥灰岩及钙质页岩等）；其次是部分含钙质的火山岩（安山岩、英安岩、凝灰岩）。我国矽卡岩矿床的围岩，绝大多数碳酸盐类岩石。4 构造条件矽卡岩矿床形成的构造条件，可包括以

4、下五个方面： 侵入体与围岩接触带构造侵入体与围岩的接触带，是含矿热液活动的有利场所，同时也是形成矽卡岩矿床的有利地段。接触带的形态是多种多样的。第二节矽卡岩型矿床二二 矿床形成条件矿床形成条件4 构造条件 侵入体与围岩接触带构造按接触面与围岩的产状关系：整合接触：接触带的产状与围岩产状基本一致，这种接触关系多数不利于成矿。但有时也可形成似层状矿体。不整合接触：接触带产状与围岩产状斜交。当围岩向侵入体斜交时，更有利于矿化的形成。 根据接触面上下岩性关系： 平盖接触：围岩覆盖在岩体之上，矿体与矽卡岩体的产状十分平缓呈似层状，常与围岩的产状一致。这种情况比较少见。超覆接触：侵入体超覆于围岩之上，常形

5、成富矿体内凹进的部位，有利于成矿，因这一部位热液易集中，围岩破碎。第二节矽卡岩型矿床二二 矿床形成条件矿床形成条件平盖接剖面图平盖接剖面图1灰岩；灰岩；2岩浆岩；岩浆岩；3矿体；矿体；4钻孔钻孔超覆接触剖面图超覆接触剖面图1闪长岩；闪长岩；2石榴石石榴石透辉石透辉石柱石矽卡岩；柱石矽卡岩；3蚀变闪长岩；蚀变闪长岩；4大理岩；大理岩；5透辉石矽卡岩；透辉石矽卡岩；6闪长玢岩岩墙；闪长玢岩岩墙；7矿体；矿体；8含黑云母透辉石闪长岩含黑云母透辉石闪长岩某地锡石某地锡石硫化物矿床地质图硫化物矿床地质图1上三叠系泥质灰岩、灰岩互层（上三叠系泥质灰岩、灰岩互层（T2K21）；）；2下三叠系灰岩、白云质灰岩

6、下三叠系灰岩、白云质灰岩互层（互层（T2K12）；）；3上三叠系灰岩（上三叠系灰岩（T2K21）；）；4变辉绿岩；变辉绿岩；5含斑黑云母含斑黑云母花岗岩及其过渡带；花岗岩及其过渡带；6矽卡岩；矽卡岩；7矿体（矿体（Cu、Zn、Pb、Be）；）；8断层断层4 构造条件 围岩层理、层间破碎带围岩层理本身就是一种构造薄弱带，具备很高孔隙度为矿液的流动和矿南沉淀创造了通道和场所，所以接触带附近层理发育的围岩中常有矽卡岩矿床形成。薄层碳酸盐围岩较厚层易于成矿。在不同岩性的岩层之间，常有因构造活动而产生的层间断裂及层间破碎带，由于这些构造存在，为热液提供了活动场所，有利发生强烈的交代作用，常形成规模较大的

7、矽卡岩矿床，甚至在远离侵入体的地方也能形成矿床。第二节矽卡岩型矿床二二 矿床形成条件矿床形成条件4 构造条件 断裂和裂隙 区域性断裂控制着岩浆活动及岩浆岩的分布，矽卡岩矿床的形成和其它类型热液矿床一样常受次一级断裂和裂隙的控制。尤其是穿过接触带的构造断裂，对矿床的形成起着显著的作用。可作为导矿构造，控制着矽卡岩体的分布，本身具微弱的矿化；可作为含矿构造控制着矿体的分布，有些矿床中矿体几乎全部沿断层分布。第二节矽卡岩型矿床二二 矿床形成条件矿床形成条件4 构造条件 断裂和裂隙 区域性断裂控制着岩浆活动及岩浆岩的分布，矽卡岩矿床的形成和其它类型热液矿床一样常受次一级断裂和裂隙的控制。尤其是穿过接触

8、带的构造断裂，对矿床的形成起着显著的作用。可作为导矿构造，控制着矽卡岩体的分布，本身具微弱的矿化；可作为含矿构造控制着矿体的分布，有些矿床中矿体几乎全部沿断层分布。第二节矽卡岩型矿床二二 矿床形成条件矿床形成条件某地铁矿地质剖面图（示：断裂破坏的接触带构造）某地铁矿地质剖面图（示：断裂破坏的接触带构造）1表土；表土；2灰岩；灰岩；3闪长岩；闪长岩；4矽卡岩化闪长岩；矽卡岩化闪长岩；5断裂带断裂带；6矿体矿体4 构造条件褶皱构造褶皱构造常为矿体提供赋存空间，矿体常产在褶皱轴面附近，特别是当褶皱发生弯曲，形成方向、性质不同的褶曲处，形成矿体的可能性最大。我国矽卡铜矿，几乎大部分都产在背斜翼部，与一

9、般情况有别。 捕虏体构造岩浆岩体侵入到围岩中时，常将围岩碎块捕虏到岩体中，有的捕虏体可很大，捕虏体与岩浆的接触带可达几十米几百米。交代捕虏体可形成相当大规模的矿体。第二节矽卡岩型矿床二二 矿床形成条件矿床形成条件三三 地质特征地质特征1 矿体特征形态以不规则状为主，另有似层状，巢状、脉状等，矿体规模以中小型为主。主要产生接触带附近，偏向围岩侧较多。产状：根据矿体与关系 同时型： 矿体与围岩（矽卡岩）同时形成，金属矿物均匀地分布在矽卡岩中。矿体与矽卡岩的形态完全一致，整个岩体含矿量达到工业要求，整个岩体即矿体。 继承型：矿体晚于矽卡岩形成，矿体产在矽卡岩内部的构造裂隙中，矿体产出的空间位置没有超

10、出矽卡岩的范围。 叠加型：矿体的形成晚于矽卡岩，矿体除了产在矽卡岩内部外，还有产在矽卡岩以外的围岩中。成矿溶液和成岩溶液的侵入途径和富集地点均不同。第二节矽卡岩型矿床2 矿石特征矿石特征矿石成分矿石成分钙矽卡岩矿物钙矽卡岩矿物-钙矽卡岩：石榴石类（钙矽卡岩：石榴石类（CaAlCaFe）辉石类（钙铁系列）、角）辉石类（钙铁系列）、角闪石、硅灰石、富闪石、硅灰石、富Ca硅酸盐矿物；硅酸盐矿物；镁矽卡岩镁矽卡岩-镁橄榄石、透辉石、尖晶石、硼镁石、金云母等，富镁硅酸盐矿物。镁橄榄石、透辉石、尖晶石、硼镁石、金云母等，富镁硅酸盐矿物。金属矿物：以氧化物为最普遍，特别是磁铁矿、赤铁矿、白钨矿等，锡石。常金

11、属矿物：以氧化物为最普遍，特别是磁铁矿、赤铁矿、白钨矿等，锡石。常见硫化物：黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、见硫化物：黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、Mo矿、磁黄铁矿、辉铋矿矿、磁黄铁矿、辉铋矿结构结构以粗粒结构为特征，因为有形成的温度高，有挥发性气体的存在。交代作用形以粗粒结构为特征，因为有形成的温度高，有挥发性气体的存在。交代作用形成的各种结构非常普遍。成的各种结构非常普遍。构造构造块状、浸染状构造为主，另外有条带状，晶洞构造。块状、浸染状构造为主，另外有条带状，晶洞构造。第二节矽卡岩型矿床三三 地质特征地质特征3 矿床的分带矿床的矿物组合在空间上常可分带（矽卡岩分带） 内带靠侵入体一侧的主要由不含水的硅

12、酸盐矿物组成的矽卡岩带，这一带的金属氧化物较多(气液交代岩浆岩形成)。 外带靠围岩一侧的除少量不含水的石榴石、辉石外主要由含水硅酸盐矿物组成的矽卡岩带，产金属硫化物。第二节矽卡岩型矿床三三 地质特征地质特征四四 成矿过程成矿过程根据矽卡岩矿床的形成过程，一般可分为两期：矽卡岩期 n和石英硫化物期，在此两期中又可按矿物生成顺序和组合 n的不同，分为五个成矿阶段。1 矽卡岩期 主要形成各种钙镁硅酸盐矿物和铝硅酸盐矿物，无石英生成。早期矽卡岩阶段（干矽卡岩阶段）矿物在高温超临界条件下以气化作用形成的。脉石矿物以岛状、链状的无水硅酸盐为主，气水溶液中的少量铁进入硅酸盐矿物的晶格无矿石矿物形成，故称“无

13、矿阶段”。第二节矽卡岩型矿床晚期矽卡岩阶段（湿矽卡岩阶段）在临界点附近条件下形成的，表现气水热液对早期形成矽卡岩进行交代，形成大量复杂链状含水硅酸盐矿物，阳起石、角闪石、透闪石等，这时由于温度降低气水热液中的铁将不再全部加入到硅酸盐矿物晶格中，而与氧结合形成磁铁矿，因此阶段出现大量磁铁矿，又称为“磁铁矿阶段”。氧化物阶段在高温热液条件下进行的（临界点以下）。脉石矿物为硅酸盐矿物，主要为层状和架状硅酸盐，云母类矿物有金云母、白云母及少量黑云母。长石类矿物主要有正长石和酸性斜长石，此外还有少量石英。矿石矿物主要为氧化物和含氧盐。白钨矿、锡石、赤铁矿、少量磁铁矿及铍的硅酸盐矿物。后期有少数硫化物形成

14、、辉钼矿、磁黄铁矿等高温硫化物。第二节矽卡岩型矿床四四 成矿过程成矿过程2 石英硫化物期石英硫化物期二氧化硅一般不再全部和钙、二氧化硅一般不再全部和钙、Mg、Fe、Al成分一起形成矽卡岩成分一起形成矽卡岩矿物，而独立形成大量石英，此外还有大量金属硫化物形成。矿物，而独立形成大量石英，此外还有大量金属硫化物形成。包括二个矿化阶段。包括二个矿化阶段。早期硫化物阶段早期硫化物阶段在高中温热液条件下完成。形成的脉石矿物主要是层状硅酸盐绿泥石族绿帘石族、矿物，碳酸盐和石英、萤石，这些矿物主要是交代早期形成的硅酸盐矿物而成。形成的矿石矿物主要出现铁铜硫化物：黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂 、辉钼矿、辉铋矿

15、等。又称铁铜硫化物阶段。晚期硫化物阶段晚期硫化物阶段形成条件为中温热液，这一阶段中石英和碳酸盐明显增加。 硫化物主要为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿，另外还有部分黄铜矿，此阶段又称铅锌硫化物阶段。 第二节矽卡岩型矿床四四 成矿过程成矿过程五五 矿床类型矿床类型1 磁铁矿磁铁矿赤铁矿矿床赤铁矿矿床是我国富铁矿石的主要来源，规模以中小型为主。矿床主要与中性及弱酸性的火成岩有关（闪长岩、石英闪长石、花岗闪长岩）。矿体为似层状、巢状、透镜状等形态。矿石以致密块状为主，矿石矿物主要是磁铁矿，部分赤铁矿及假象赤铁矿，可有少量硫化物出现（黄铜矿、黄铁、方铅矿、闪锌矿、闪锌矿）可综合利用Cu、Mo。在长江中下游分布非

16、常广，以湖北大冶铁矿最为著名。2 黄铜矿黄铜矿磁黄铁矿矿床磁黄铁矿矿床矿床主要与中性和弱酸性火成岩有关（如：二长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩）。矿体主要受接触带构造控制呈透镜状、脉状或不规则状。常形成致密块状硫化物矿体。矿石矿物最主要的是黄铜矿，及少量斑铜矿。矿石含铜可达28%，矿石非常富。长江中下游铜官山钙矽卡岩铜矿床，河北寿王坟镁矽卡岩铜矿床。第二节矽卡岩型矿床3 白钨矿矿床我国南岭地区分布较多，湖南瑶岗仙、柿竹园等。4 锡石硫化物矿床云南个旧、广西大厂、湖南的柿竹园。5 辉钼矿矿床辽宁杨家杖子6 铍矿床湖南香花岭7 硼矿床辽宁硼镁铁矿第二节矽卡岩型矿床五五 矿床类型矿床类型斑岩

17、型矿床：斑岩型矿床：品位低、规模大，主要产于斑岩中及其内外接触品位低、规模大，主要产于斑岩中及其内外接触带附近的细脉浸染型矿床。带附近的细脉浸染型矿床。矿床矿床形成于活动大陆边缘和岛弧构造环境；形成于活动大陆边缘和岛弧构造环境；矿床出现中生代和新生代，其次为晚古生代；矿床出现中生代和新生代，其次为晚古生代；与矿床有成因及时空关系的有闪长玢岩、安山玢岩、花岗闪与矿床有成因及时空关系的有闪长玢岩、安山玢岩、花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩等中性，中酸性浅成、超浅成侵入体；长斑岩、石英闪长斑岩等中性，中酸性浅成、超浅成侵入体；一般具有面型矿化蚀变，分带性明显；一般具有面型矿化蚀变，分带性明显；矿石细脉浸染

18、状构造；矿石细脉浸染状构造；角砾岩筒或角砾岩脉是重要的控矿构造。角砾岩筒或角砾岩脉是重要的控矿构造。第三节斑岩型矿床矿床多产于陆相火山盆地的中酸性斑岩体及其围岩中，常成带状分布。矿体形态主要受地质条件控制，如全岩矿化，则矿体多呈柱状、筒状；若沿接触带矿化，则多呈环状、似层状；若岩体沿内外构造破碎带成矿，则多呈脉状、不规则状等。矿石具浸染状、脉状、细脉-浸染状及块状、角砾状等构造，如钾化带为浸染型，石英-绢云母化带为细脉-浸染状，青盘岩化带为脉状。矿石中金属矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、辉铋矿、金银等矿物，常伴生黄铁矿；非金属矿物多为石英、重晶石等。矿石品位一

19、般较低，成分简单易选，且伴生有益组分多如Mo、Au、Ag、Pb、Zn等一一 斑岩型铜矿床斑岩型铜矿床第三节斑岩型矿床围岩蚀变蚀变：核心带钾化带石英绢云母化带泥化带青盘岩化带；矿化： 钼（铜）矿化铜（钼）矿化铅锌矿化金矿化；矿化类型：浸染状 细脉浸染状 细脉状 脉状第三节斑岩型矿床一一 斑岩型铜矿床斑岩型铜矿床规模大，是目前最重要的铜矿床工业类型，占已探明铜矿总储量的50%，如智利、美国、秘鲁；埋藏浅，易开采；伴生组分多，可综合利用第三节斑岩型矿床一一 斑岩型铜矿床斑岩型铜矿床玢岩铁矿是指产于陆相火山岩分布区，与安山质、玄武质岩浆的火山活动有关的一组铁矿床；与辉长闪长玢岩关系非常密切的一组铁矿床

20、。有利形成玢岩型铁矿床的构造位置是活动大陆边缘内侧受洋壳俯冲作用影响形成的陆相断陷火山岩盆地。成矿的断陷盆地内富碱偏基性的中性火山活动强烈，主要岩石类型为辉石闪长玢岩、闪长玢岩、钠长斑岩、辉石粗安岩、玄武粗安岩、粗面岩等。成矿主要与次火山岩有关，成矿作用跨越了岩浆阶段和热液阶段。二二 玢岩型铁矿床玢岩型铁矿床第三节斑岩型矿床a、产于岩体中的凸镜状、囊状、网脉状及脉状矿体（陶村式）；b、产于岩体顶部及边部的脉状、筒状矿体（凹山式）；c、产于接触带附近的似层状、凸镜状矿体（梅山式、凤凰山式、向山式、姑山式、）；d、产于远离次火山岩体的层状、似层状矿体（龙旗山式、竹园山式）及脉状矿体（龙虎山式）。第

21、三节斑岩型矿床矿石矿物组合及结构构造因不同成因的矿体而异：陶村式为钠柱石-透辉石-磷灰石-磁铁矿组合，浸染状、细脉状、网脉状构造；凹山式为阳起石（透辉石）-磷灰石-磁铁矿组合，伟晶结构，脉状、 网脉状及角砾状构造；梅山式为透辉石-石榴石-磷灰石-磁铁矿组合，自形、半自形粒状交代结构、块状及脉状构造、凤凰山式为透辉石（阳起石、碱性长石）-金云母-磷灰石-磁铁矿组合，块状、角砾状、网脉状构造；龙旗山式及龙虎山式为石英-赤铁矿-镜铁矿组合，块状、条带状、角砾状、脉状构造。矿体围岩蚀变强烈，通常由次火山岩体向上、向外可分为以岩体边部钠长石化为主的下部浅色蚀变带，接触带附近以方柱石化、透辉石化、石榴石化

22、、绿帘石化、阳起石化为主的深色蚀变带，远离接触带火山岩中以硬石膏化、硅化、泥化、黄铁矿化、次生石英岩化为主的上部浅色蚀变带。第三节斑岩型矿床第四节高中温热液矿床1 形成条件1）温度300-600，压力为2107108Pa，形成深度相当于4.5-1.0km，浅成高温热液矿床形成深度可小于1km，压力小于2107 Pa。2）岩浆岩：主要为深成相的酸性侵入体，浅成高温热液矿床主要与超浅成侵入岩或次火山岩有关。3）围岩：化学性质稳定的硅铝质岩石4）构造：区域性的深大断裂，控矿构造为花岗岩内部的裂隙、内外接触带及其附近； 一一 高温热液矿床高温热液矿床2 成矿作用方式充填方式为主，交代方式次之3 矿床特

23、征1）矿体形态：主要为脉状、串珠状和不规则状，常呈定向雁行式排列，也可见扁豆状或似层状矿体；主要分布于岩体内部和顶部；矿床规模多为中小型。2）矿石组分：氧化物为主（Fe、W、Sn），高温硫化物（辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂）3）矿石结构构造：粗粒结构、交代结构为主，角砾状构造、对称带状构造、梳状构造4）围岩蚀变：云英岩化、钠长石化、钾长石化、电气石化等。5）矿床类型：黑钨矿-石英脉型（江西西华山钨矿），锡石-石英脉型第四节高中温热液矿床一一 高温热液矿床高温热液矿床西华山钨矿床地质略图西华山钨矿床地质略图 1第四系第四系 2寒武系统下上部寒武系统下上部 3寒武系中统下部寒武系中统下部 4寒武

24、系中统中部寒武系中统中部 5寒武寒武系中统上部系中统上部 6gl-l变斑状中粒花岗岩变斑状中粒花岗岩 7gl-l中粒黑云母花岗岩中粒黑云母花岗岩 8gl-2变斑变斑状中细粒花岗岩状中细粒花岗岩 9gl-8斑状细粒花岗岩斑状细粒花岗岩 10gl-3细粒石榴石自变质花岗岩细粒石榴石自变质花岗岩 11硅化带硅化带 12断层断层 13推测地层界线推测地层界线 14实测地质界线实测地质界线 15地层产状地层产状 16矿化石英细脉矿化石英细脉充填交代（石英脉）型钨矿床模式图充填交代（石英脉）型钨矿床模式图1-砂岩、粉砂岩、变质砂岩、板岩；砂岩、粉砂岩、变质砂岩、板岩；2-花岗岩；花岗岩；3-石英脉型矿床；

25、石英脉型矿床；4-伟晶岩型矿床伟晶岩型矿床5-云英岩型矿床；云英岩型矿床；6-花岗岩型矿床；花岗岩型矿床；7-“五层楼五层楼”结构（结构（A-1线脉带；线脉带；A-2细脉带；细脉带；A-3细细-大脉带；大脉带；A-4大脉带；大脉带；A-5尖灭带）；尖灭带）；8-“三层楼三层楼”结构（结构（B-1线细脉带；线细脉带；B-2大（细）脉带；大（细）脉带；B-3尖灭带）尖灭带）1 形成条件1）温度压力：200-300，压力为1075107Pa，形成深度相当于2.0-0.5km左右2）岩浆岩：矿床多与中小型、中深成、中酸性侵入体有关，但也可见部分矿床与岩浆岩没有明显的成因和空间联系3）构造：区域性深大断裂的次一级构造大断裂地区，控矿构造为围岩中的裂隙4