矿床学层控矿床

矿床学第十二章

层控矿床12.1概念及意义12.1.1层控矿床的概念经典的矿床学认为矿床的成因不是“火成”就是“水成”——即内生或外生。但在实际研究中，人们发现，许多矿床具有内生和外生的双重特征。因此从20世纪70年代开始，逐渐形成了层控矿床的理论。对层控矿床（Stratabounddeposits）的含义有不同的理解。大致有三种见解：⑴层控矿床定义为与岩浆作用无关的，只是受沉积和热液叠加改造而形成的矿床。⑵层控矿床系指那些受多种成矿作用影响，但矿体呈层状或基本呈层状，包括部分不规则状，但仍受一定地层层位控制的矿床。⑶层控矿床指一切层状矿床，如典型的风化矿床、沉积矿床，甚至产于层状侵入体内的岩浆矿床。有的学者甚至将遭受花岗岩化后产在某一较大的地层单元中的非层状矿床，也划入层控矿床。以上三种理解中第一种过于狭窄，第三种过于泛滥，大多数学者持第二种观点。定义：层控矿床系指那些受多种成矿作用影响，但矿体呈层状或基本呈层状，包括部分不规则状，但仍受一定地层层位控制的矿床。层控矿床往往是多成因的，它是以外生成矿作用为基础，又受到内生成矿作用包括岩浆、变质和热液等作用的叠加和改造而形成的复成因矿床。层控矿床是一类既具有同生成矿作用标志，又具有后生成矿作用标志的复成因矿床。层控矿床的深入研究，使在典型的外生矿床与内生矿床之间找到了有机的联系。对那些成因较复杂、长期有争论的矿床，如密西西比河谷型铅锌矿床等，将会得到较为满意的解释。12.1.2层控矿床的意义1．经济意义层控矿床分布广、规模大、品位较稳定，故在国民经济中占有重要的地位。层控铜矿床约占世界铜矿储量的50％；层控铅锌矿床，无论储量或产量均占这类金属的绝大部分；层控铁矿床占世界铁矿总储量的半数以上此外，还有层控Ag、Au、Hg、Sb、Mo、Ni、V、U、W、Sn、Co等矿床也占较大的比重。

2．理论意义（1）层控矿床突破了单一成矿作用的范畴，将相互对立而有区别的成矿作用有机地联系起来。（2）利用层控矿床的时控特征，作为地层对比的辅助标志。（3）利用层控矿床层位控制指导找矿实践。（4）利用层控矿床的矿物共生组合，寻找相应的矿种。12.2层层控矿床的的特点1）具有外生和和内生矿床的某某些特点，故兼有同生和后生生矿床的某些成成矿标志，反映出其成矿矿过程的多阶段性和复杂杂性。2）矿源层的存在是层控矿床主要要特征之一，但但矿源层和贮矿矿层可以是同一一层位，也可以以是不同层位。。3）矿体常集中于某一特定定的岩性段中，往往具有多层的特点点。根据与矿石共共生的岩性和建建造特点，大致致有以下四种类类型：①产于黑色硅、泥质岩岩建造中的镍、钼、钒钒、铀、铜多元元素金属矿床，，往往与石煤、、磷块岩等矿床床共生；②产于红色碎屑岩建造造中与石膏、岩盐盐等矿床共生的的铜、钒、钾、、铀、铅、锌、、锶等矿床；③产于碳酸盐岩建造中的铜、铅、锌锌、铁、锰、金金、银、汞、锑锑、钨、锡及硫硫铁矿矿床；④产于火山一沉积建造造中的铜、金、锌锌、铁、锰及硫硫铁矿矿床等。。4）矿床产于一定地层层层位中，因而“时控”特征明明显。如我国川西会理理一带铅锌矿产产于震旦系碳酸酸盐岩建造中；；湘、黔的汞矿产产于寒武系石灰灰岩－白云岩建建造中；湘南、桂北的铅铅锌矿主要产于于泥盆系碳酸盐盐岩建造中；川西、滇中的红红层铜铀矿床主主要产于侏罗一一白垩系。国外许多著名的的矿床也是这样样。5)矿床常具有有成群、成带展布布和一定的“层”、“相””、“位”集中中的特点。如滇中砂岩型铜铜矿床主要集中中在白垩纪盆地地的东缘、东北北缘的河、湖相相沉积层中，并并受一定的地质质构造部位控制制。因此，在研究和和评价层控矿床床时，应着重分分析有利成矿的的地层层位、注注意层中已初步步富集的有利岩岩相带，探讨后后期叠加改造有有利再富集的构构造部位。6)矿体形态,大多数与地层层整合产出,呈呈层状、似层状或或凸镜状矿体。也有少数不规规则的穿层矿脉脉,但其矿化范范围仍局限在一一定地层层位之之中。7)沉积一改造造型层控矿床中中,矿石矿物成分简简单,金属硫化物多多数呈细小的分分散状、浸染状状集合体,往往往保存有原生沉沉积组构,但又又有后生重结晶晶和交代作用的的特征,矿床蚀蚀变一般较弱。。据测温资料,多数成矿温度为50～150℃,少数也可达250～300℃℃。火山一沉积积改造型的层控控矿床中,矿石石组份则较复杂杂、成矿温度也也较高。8)矿床与岩浆侵人体的的关系一般不明明显,矿区附近或一一定范围内,没没有或未发现与与成矿有直接关关系的侵入体。。但也有一些层层控矿床,如层层控矽卡岩矿床床和变质层控矿矿床与岩浆侵入入活动有密切的的时间、空间和和成因关系。12.3层层控矿床的的成矿作用机机理和模式由于层控矿床是是介于内生和外外生矿床之间的的一类复成因矿矿床，故层控矿矿床的地质特征征以及时（间））、空（间）分分布特征也必然然会反映出内生生和外生成矿作作用的某些综合合特征，从而构构成多种多样的的层控矿床类型型和时、空分布布特点。12.3.1成成矿物质来来源层控矿床的物质质来源可以规为为两类，一类来来源于地层(矿源层)，另一类来源于于后期叠加改造的的流体。⑴沉积成矿物质质的来源沉积成矿物质的的来源是多种多多样的，主要有有以下三方面：：陆源：许多沉积型金金属矿床和非金金属矿床中的成成矿物质，主要要来自陆源风化堆积物物。当海侵进入沉沉积盆地，陆源源风化堆积物经经海解作用而提供沉积矿床床的物质来源。。海源：海水通过多种种途径使成矿物物质聚集，特别别是在深部海水水中，然后通过过上翻洋流作用，再带到浅浅海盆地中沉积积下来。地下来源：海底火山喷气作用以及海水在在海底沉积物和和大洋玄武岩中中的深部循环作用，也是提供供沉积成矿物质质的重要来源，，其中包括部分分可能来自地幔幔。⑵后期叠加改造造作用的流体来来源后期叠加改造作作用的流体来源也是多种多样的的，如同生水、、岩浆水、变质质水等，但据氢氢、氧同位素研研究表明，其中中天水，包括海水、湖水水、地下水等，却占了重要地位。流体中的成矿物质根据流体的来源源的不同而不同同，除一部分直直接来自地幔岩岩浆以外，主要是在交代和和淋滤、渗滤岩岩石和地层过程程中萃取来的。12.3.2成成矿作用的的机理和模式层控矿床的成矿矿作用通常经历历两个阶段，即成矿物质的的初步富集阶段和后期叠加改造阶段。叠加改造阶段是是层控矿床形成成的关键阶段，，导致成矿物质质的进一步富集。至于成矿的富集集方式，可按后后期促使原始成成矿物质发生活活化转移及富集集作用的性质和和程度，分为改造作用、再造作用和叠加作用三种。1.成矿矿物质的的初步富富集成矿物质质的初步步富集是是通过侵蚀－搬搬运－沉沉积的程序，，以碎屑屑物或溶溶液在特特定的地地质环境境和物理理化学条条件下，，通过直直接或间间接（如如经过生生物作用用）方式式，构成成比较集集中的矿矿化层或或矿源层层。目前认为为促使成成矿物质质初步富富集的作作用有两两种：即即无机作用用和有机作用用。无机搬运运形式有有拖曳、、机械悬悬浮、真真溶液、、胶体溶溶液等并并经沉积积成矿。。有机作用用主要是是生物和和微生物物的作用用成矿。。2.成矿矿物质的的活化转转移富集集作用海水中或或生物体体内虽然然富含各各种成矿矿元素，，而且无无论是经经过有机机或无机机作用都都可以得得到初步步富集形形成矿胚或矿矿源层，但一般般还不能能形成工工业矿体体。因此，仍仍需要有有一定的的溶液或或流体作作为媒介介，使成成矿物质质活化转转移而富富集成为为工业矿矿体。①改造作用用改造作用用过程中中，原始成矿矿物质未未发生长长距离的的迁移，成分亦亦无明显显的变化化，只不不过由原始的分分散状态态转变为为有用矿矿物富集集，特别是是氧化物物、硫化化物、硅硅酸盐、、磷酸盐盐、碳酸酸盐矿物物。②再造作用用再造作用用的涵义义是以原始的矿矿胚或矿矿源层作作基础或或完全重重新从围围岩中萃萃取成矿矿物质、、然后在在适宜的的环境下下沉淀成成矿，因而成成矿物质质大多离离原地有有一定距距离。3.后生生叠加改改造再富富集叠加作用用是在早早期形成成的矿床床（体））之上，，由后生成矿矿作用所所携带来来的新成成矿物质质的叠加加，即成成矿物质质或成矿矿作用的的叠加，可表示示为“沉沉积”＋＋“成岩岩”＋““后生””。后生叠加加改造作作用可细细分为三三种。1．热液液叠加改改造作用用（地下下水热液液作用））2．变质质叠加改改造作用用3．岩浆浆叠加改改造作用用鉴别是否否有叠加加改造作作用，可可参用以以下标志志：矿床分布布既受古古构造控控制，又又受同期期或晚期期发生的的构造控控制；整个矿化化现象广广阔并呈呈带状或或面状展展布，但但矿化点点则往往往局部出出现，矿矿石年龄龄与围岩岩年龄比比较，若若前者比比后者小小，则矿矿石是后后期叠加加的；成分上的不协协调，如正常常沉积元素组组合中出现岩岩浆元素组合合（Ti、V、Cr等元元素）；铅、硫的同位位素组成既具具沉积成因特特征，又具岩岩浆成因特征征：既有沉积矿物物组合和结构构构造特点，，又有岩浆热热液矿物组合合和结构构造造特点等等。。12.3.3总结综上所述，层层控矿床的成成矿机理是复复杂的，多因因素的，成矿矿的历史也很很长，在不同同的历史阶段段中各种因素素所起的作用用也不尽相同同。因此，把层控控矿床成矿过过程作为一个个演化过程、、一个与地质质发展历史密密切相关的过过程来考虑是是合适的。它不同于一般般在同生沉积积时已富集的的沉积矿床（（铁、锰、磷磷、铝、盐、、煤等）。而而是经历了成矿物物质的初步富富集的矿源层层一成矿物质质活化转移再再组合一后期期叠加改造作作用再富集的的演化过程（表14-5），当然最最初沉积期的的初步富集作作用仍是层控控矿床成矿作作用的重要基基础。从表14-5中可以得知知，层控矿床床的原始成矿矿物质是多来来源的。同生生沉积作用主主要是在机械械的、生物化化学的和化学学等作用的影影响下，有时时也存在浸出出淋滤、热液液交代、喷发发沉积等作用用，在有利的的相带（如河河流洪积扇、、河口三角洲洲、滨海－浅浅海过渡带、、礁－礁后泻泻湖、海湾、、海底凹槽、、火山活动中中心及附近））初步富集。。成矿物质活活动转移和再再组合