第四章 热液矿床 矽卡岩型矿课件.pptx

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1、四、热液矿床的类型及特征,内容提要（一）热液矿床的分类（二）矽卡岩型矿床（三）斑（玢）岩型矿床（四）高、中温热液脉型矿床（五）低温热液矿床,内容提要（一）热液矿床的分类（二）矽卡岩型矿床（三）斑（玢）岩型矿床（四）高、中温热液脉型矿床（五）低温热液矿床,四、热液矿床的类型及特征,（一）热 液 矿 床 的 分 类,1、以成矿温度和深度/压力的分类 1933年美国学者W林格仑首先提出：按矿床形成的温度和深度来分类方案；即：（1）高温深成热液矿床；（2）中温中深热液矿床；（3）低温浅成热液矿床；以及远成热液矿床（远温矿床）和高温浅成热液矿床等概念,（一）热液矿床的分类,前苏联学者塔塔林诺夫进一步把热

2、液矿床分为两类六种：（1）中深或极深成的热液矿床（高、中、低温）（2）浅成或近地表的热液矿床（高、中、低温）关于温度和深度的界限，一般认为：高温范围500300,深成3km 中温范围300200,中深31.5km 低温范围20050,浅成 1.5km,（一）热液矿床的分类,2、成矿热液的来源根据成矿热液的来源，分成四类：（1）岩浆热液矿床；（2）火山喷气热液矿床；（3）地下水热液矿床；（4）变质热液矿床；,热 液 矿 床 的 分 类,3、成矿模式分类 最近几年来，有些研究者提出利用成矿模式对热液矿床进行分类，如：斑岩型浅成热液矿床；云英岩石英脉型；喷流沉积模式等 但是由于热液矿床种类繁多，许多

3、类型矿床的模式至今还未能建立.,热 液 矿 床 的 分 类,4、成矿地质环境 热液矿床类型与成矿地质环境密切相关，80年代以来，如：Guilert（1981）主要依据矿床所处的板块构造位置来分类；Guilert J M 和Park C F（1999）最近在The Geology of Ore Deposits一书中的分类也受其影响，主要依据矿床的产出环境来分类（造山型，地幔柱，岛弧等）,热 液 矿 床 的 分 类,5、成矿温度、成矿地质环境以及矿床成因 本次授课采用成矿温度、成矿地质环境与矿床成因相结合，将热液矿床类型分如下四种为：矽卡岩型矿床/接触交代型矿床 斑（玢）岩型矿床 高中温热液脉型

4、矿床 低温热液型矿床,热 液 矿 床 的 分 类,I.矽卡岩型矿床 i.矽卡岩型铁矿床；ii.矽卡岩型铜矿床；iii.矽卡岩型钼矿床；iv.矽卡岩型钨矿床；v.矽卡岩型铅锌矿床；II.斑（玢）岩型矿床 i.斑岩型矿床 a)斑岩型铜矿床；b)富金斑岩型矿床；c)斑岩型钼矿；d)斑岩型钨矿床；e)斑岩型锡矿床；f)斑岩型铅锌矿床 ii.玢岩型铁矿床III.高、中温热液脉型矿床 i.高温热液脉型矿床 a)云英岩型钨-锡石英脉型矿床；b)钠长岩型稀有、稀土元素矿床 ii.中温热液脉型矿床 a)中温热液脉型金矿床；b)中温热液脉型铅锌多金属矿床IV.低温热液矿床 i.浅成低温热液型金矿床 a)高硫化型浅

5、成低温热液金矿床；b)低硫化型浅成低温热液金矿床 ii.卡林型金矿床；iii.密西西比河谷型铅、锌矿床 iv.似层状汞、锑矿床 a)似层状汞矿床；b)似层状锑矿床,（二）矽 卡 岩 型 矿 床,矽卡岩型矿床的概念 矽卡岩型矿床的形成条件 矽卡岩型矿床的地质特征 矽卡岩矿床的类型和特征,1、矽卡岩和矽卡岩矿床的概念（1）矽卡岩：是一套大多生成于中浅成条件下，赋存于火成岩与碳酸盐岩及其它含镁、钙较高的沉积岩的接触带附近，主要由石榴石、辉石及其它的钙、镁、铁、铝的硅酸盐组成的蚀变岩组合.（2）矽卡岩（型）矿床是指产于中酸性侵入体与碳酸盐岩(或凝灰岩、安山岩等)接触带及其附近，由含矿气水热液通过交代作

6、用形成的、且在空间上与矽卡岩有密切成因关系的一类矿床.,（二）矽卡岩型矿床,2、工业价值 在我国具有特殊地位，即：矿种多、品位高和综合利用程度高等.（1）矿种多：Fe、Cu、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Au、Be、B、石棉等 如：铜矿占我国铜总储量的第三位（16.4%），富铜矿储量的第二位，铁矿占富矿储量的第一位（38.0%）（2）品位高富铜、富铁（3）综合利用程度高 经常伴生Ni、Bi、Se、Te、Au、Ag等稀有、分散和贵金属元素，有的含量很高，可综合利用,物理化学条件 岩浆岩条件 围岩条件 构造条件,3、矽卡岩型矿床的形成条件,（1）物理化学条件 1）温度形成温度:900 200，为气化

7、至热液阶段的产物.2）压力与深度 一般为形成于中深条件下交代作用形成，交代过程基本形式：CaCO3+MgCO3+2SiO2CaMgSi2O6（Di）+2CO2 如果形成部位过深，压力过大，上式中的CO2就难以从CaCO3中分出，从而不利于矽卡岩的形成。据Einaudi等（1981）对130个研究较好的矽卡岩型矿床的统计，其形成压力为31073108(Pa)。,3）其它物理化学条件 还受pH值、fO2、fCO2和fso2等也是影响，也是制约矿床形成过程的重要参数 例如：在形成的矽卡岩型钨矿床过程中：高fO2条件下，含钼较高；低fO2条件下含锡较高.,(2)岩浆岩条件1)主要与中酸性侵入岩有关 钙

8、碱性系列:花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长岩；碱性系列:碱性正长岩、花岗正长岩、石英二长岩、二长岩；2)成矿专属性：石英闪长岩、闪长岩Fe；花岗闪长岩、石英二长岩Cu、Pb、Zn；花岗岩W、Sn、Mo.3)岩体大小、形态和时代A）中小型、中浅成(中深成)岩体有利于成矿B）形态越复杂，越有利于成矿(岩株、岩脉、岩瘤等)C）中、新生代为主,图 辽南铜矿地质剖面图1-铜矿体；2-花岗岩类；3-大理岩,岩体的凹入部位要较凸出部位更有利于成矿,（3）围岩条件1)岩性()主要是碳酸盐类岩石,即：化学性质活泼、性脆、渗透性强、富含MgO、CaO()部分火山岩，如:安山岩、英安岩、凝灰岩等2)围岩控制矽卡

9、岩类型 钙质碳酸盐岩-钙矽卡岩 镁质碳酸盐岩-镁矽卡岩常具明显的层控性,矽卡岩矿物分类表,（4）构造条件 1)接触带构造,图 整合接触的矽卡岩型矿床剖面图1-浮土；2-大理岩；3-花岗岩；4-锡矿体；5-铜矿体；6-铅锌矿体；7-矽卡岩,A、“整合”接触型接触面与围岩层面一致矽卡岩和矿体形态规则似层状和透镜状矿体,接触带构造,图不整合接触的矽卡岩型矿床剖面图l-第四系；2-上部嘉陵江灰岩；3-下部嘉陵江灰岩；4-大冶灰岩；5-白云岩；6-花岗闪长斑岩；7-钼矿体；8-铜矿体,B、“不整合”接触型接触面产状与围岩层面斜交矽卡岩及矿体形态复杂多变，常呈透镜状、不规则状,*接触带向岩体的内凹部位有利

10、于成矿,*接触带被断裂交错部位有利于成矿,2)围岩层理、层间破碎带 围岩的层理面、不同岩性的岩层之间的接触面、层间断裂、破碎带和层间剥离。在远离侵入体的围岩中形成稳定的似层状矿体或透镜状矿体,图 受围岩层理、层间碎破带控制的矽卡岩型矿床剖面图l-浮土；2-大理岩；3-矽卡岩；4-白云岩；5-砂岩；6-页岩；7-花岗斑岩；8-铜矿体；9-铅锌矿体；10-角砾岩,3)构造裂隙和断裂 岩浆岩的侵入接触带往往就是断裂构造带，穿切接触带的断裂-脉状、分枝状矿体；断裂构造交汇处-囊状、柱状富矿体；未经错动的接触带对形成矽卡岩型矿床不利;4)褶皱构造 褶皱构造主要表现在对岩体及含矿热液流通的控制。背斜构造的

11、轴部、倾伏端、轴线转折处等，因空隙较大而有利于矿液的流动，所以是形成矽卡岩和矿体的有利部位.,褶皱构造和矽卡岩型矿化的关系1-岩浆岩；2-灰岩；3-砂岩；4-矿体；5-断层,5)捕虏体构造 捕虏体中的褶皱、断裂和层间破碎带构造影响矽卡岩和矿体的形态和分布,产于捕虏体内的矽卡岩型铁矿地质图 1-石灰岩；2-闪长岩；3-铁矿体,4、矽卡岩型矿床的地质特征,矿体的产状、形态与规模 矿石特征 矿床的分带性 成矿阶段 成矿作用 矿床成因,（1）矿体形态、产状与规模,形态产于接触带及其附近。一般距接触面100-200m范围内；多呈似层状、透镜状、巢状、柱状、脉状、囊状、瘤状等.规模大小不等，一般长2005

12、00m、厚1030m、延深100200m。,矽卡岩型矿床的产出位置示意图,（2）矿石的特征,（i）矿石的矿物由非金属矿物、金属矿物两部分构成非金属矿物：Ga、Py及其它钙、镁，铁，铝的硅酸盐矿物（如：镁橄榄石、硅镁石、符山石，方柱石、蛇纹石、透闪石、阳起石、绿泥石、绿帘石、金云母）等。石英、萤石、黄玉及含镁、铁的碳酸盐矿物金 属 矿 物：以氧化物和硫化物为主（如：磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、毒砂等）；（ii）结构构造 各种交代结构发育，块状构造、浸染状构造、条带状构造、晶洞构造等；成矿温度较高+有挥发性组份的参与矿石多为粗粒结构,（3）矿床具有明显的分带性 按

13、出露位置，矽卡岩和金属矿物均有明显的分带1）矽卡岩/硅酸盐岩可分内带和外带：内带：交代岩浆岩形成的矽卡岩带主要由较高温矿物组成，如：主要矿物石榴石、辉石等，次要矿物有符山石、方柱石等。外带：交代碳酸盐岩等围岩形成的矽卡岩带主要由高-中温矿物组成（如：石榴石、辉石，角闪石、绿泥石、绿帘石、阳起石等；次要矿物有硅钙硼石等）。距接触带较远的围岩中，温度降低，广泛发育有石英、方解石，有时有萤石、重晶石等。,2）金属矿化的分带性 金属氧化物带：主要分布在靠近岩体一侧的接触带上，和内矽卡岩带共生；主要矿物磁铁矿、赤铁矿等；金属硫化物带：主要分布在靠近围岩一侧的外接触带上，主要矿物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、

14、方铅矿等）铁矿化带：透辉石、石榴石矽卡岩带内；铜矿化带：与矽卡岩伴生，矿物有绿帘石、透闪石等；铅锌矿化带矽卡岩体之外，靠近围岩/灰岩地段,3）形成时间和成分变化规律原生矽卡岩带:由早期矽卡岩形成的带叠加矽卡岩带:由晚期矽卡岩叠加在早期矽卡岩上形成的带；各矽卡岩带中，由侵入体至围岩：SiO2和Al2O3含量由高逐渐降低；CaO、MgO含量则由低逐渐升高；侵入体中的Fe2O3向围岩方向迁移,（4）矽卡岩矿床成矿期和阶段,*两个矿化期，五个矿化阶段矽卡岩期早期矽卡岩化阶段；晚期矽卡岩化阶段；氧化物阶段；石英-硫化物期早期硫化物阶段；晚期硫化物阶段；,矽卡岩期.早期矽卡岩阶段高温超临界流体阶段，或在高

15、温超临界条件下形成的矿物组合：以硅灰石、钙铁钙铝榴石、透辉石钙铁辉石为主，少量方柱石、符山石等包括：干矽卡岩亚阶段 无矿矽卡岩亚阶段.晚期矽卡岩阶段气化高温热液阶段，或气液对早期矽卡岩矿物有明显的交代作用形成的矿物组合：阳起石、透闪石、角闪石、绿帘石、磁铁矿、金属氧化物等矿物组合的矽卡岩包括：湿矽卡岩亚阶段 磁铁矿亚阶段，发育形成铁矿床,.氧化物阶段高温热液阶段或钨、锡矿床的主成矿阶段，或矽卡岩期向金属硫化物期过渡阶段：硅酸盐矿物：长石类：钾长石、酸性斜长石；云母类：金云母、白云母、少量黑云母；少量石英和绿帘石等 金属矿物：磁铁矿、白钨矿、锡石、赤铁矿、硅铍石,少量硫化物（辉钼矿、毒砂、磁黄铁

16、矿）；,（5）成矿作用,矽卡岩型矿床的成矿作用主要包括：接触渗滤交代作用接触扩散交代作用 1）接触渗滤交代作用 当上升溶液沿几乎垂直于灰岩和硅铝质岩石的接触面流动时，流经岩石裂隙的流动溶液和围岩发生反应、溶解和吸取围岩中的组份，并将组分带至上层围岩，进而形成矽卡岩的一种作用.热液和岩石间的组份交换是通过交代作用动力：温度梯度和压力梯度热液能作较长距离的运移，有可能形成厚大的交代带,2）接触扩散交代作用 溶液和岩石间的组份交换是以停滞的岩石粒间溶液为介质，组份的浓度差所引起的交代作用；即：上升溶液沿接触面流动时：CaO硅铝质岩石方向扩散 A12O3和SiO2向灰岩方向扩散 由于这种组份的交代是由

17、双方相互的扩散作用进行的，又称为双交代作用。其反应如下：3CaCO3+A12O3+3SiO2Ca3Al2Si3O12（钙铝石榴石)+3CO2 扩散交代作用动力：浓度梯度随反应带厚度的增加和交代过程的停止而减小，扩散作用不可能形成厚大的交代带.,（6）形成过程和成因 形成过程（）早期高温 超临界流体交代作用为主；（）中高温以水为主的热液交代作用为主；（）晚期中低温以H2O、CO2和H2S充填作用为主成矿物质来源 具有多源性，多数矿床成矿物质来源是上地幔为主，也有的来自地壳；【岩浆岩、矽卡岩、矿体三者系同一岩浆-围岩系统】双交代演化过程的特定阶段成矿,矽卡岩型铁矿 矽卡岩型铜矿床 矽卡岩型钼矿床

18、矽卡岩型钨矿床 矽卡岩型铅锌矿床,5、矽卡岩型矿床的类型和特征,1、形成环境和专属性（1）形成环境 在世界范围内，多产于大洋岛弧地带；其次产在大陆边缘造山带和大陆边缘裂谷带中；（2）岩浆关系 多与中浅成的闪长岩和花岗闪长岩侵入体有关，我国铁矿主要类型，富铁的重要来源。（3）分布广泛，山东、河北、湖北、大兴安岭2、矽卡岩型铁矿床的特征以我国为例典型矿例山东金岭镇铁矿床河北邯邢式铁矿床湖北大冶铁矿床,矽卡岩型铁矿床,（1）矿床规模以中型居多，矿石品位富，TFe=40-50，尚有可综合利用的Co、Cu等元素；（2）矿石构造以致密块状为主，也有浸染状、条带状等；（3）矿体形态、大小多呈似层状、透镜状分

19、布于内接触带，少数呈脉状或不规则状产于岩体围岩裂隙中；长几十-几百米，少数长千米，延深100-200米，少数达千米，厚几-几十米，个别200米；（4）矿石矿物金属矿物主要有磁铁矿和赤铁矿，有时有少量的金属硫化物,图6-7 西石门铁矿床地质剖面图l-中奥陶统灰岩；2-闪长岩；3-二长岩；4-铁矿体及矽卡岩；5-第四系,矽卡岩型铁矿床,1、形成环境 太平洋成矿带是世界上矽卡岩型铜矿床分布的主要成矿带，中、新生代是世界上矽卡岩型铜矿形成的主要成矿期；2、岩浆关系 成矿与大陆边缘造山带的钙碱性花岗闪长岩到石英二长岩、石英闪长岩等岩株有关，常与斑岩铜矿床相伴产出 3、分布广泛，是我国铜矿（富铜矿）的主要

20、来源,矽卡岩型铜矿床,矽卡岩型铜矿床的地质特征就我国而言典型矿例河北寿王坟铜矿床 安徽铜官山铜矿床 辽宁华铜铜矿床,矽卡岩型铜矿床,（1）矿体分布多数产于接触带，部分产于远离接触带的围岩中（2）矿床形态：复杂，主要呈脉状、透镜状、囊状、不规则状（3）矿石矿物的铜矿物以黄铜矿、斑铜矿为主，Cu品位可达2-8%，此外，矿石中常含较多的磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿；（4）矿石品位高，我国富铜矿石的主要来源之一；（5）规模以中小型矿床为主，除Cu外，尚有Mo、Pb、Zn、Au等伴生元素（6）伴生矿种常与斑岩型铜矿床相伴产出，形成一个矿床成矿系列，这对找矿勘探工作有一定意义,图 寿王坟铜矿床剖面图l-白云岩；2-花岗闪长岩；3-矽卡岩；4-角岩；5-铁矿体；6-铜矿体；7-岩脉,矽卡岩型铜矿床,（1）钼矿床辽宁杨家杖子钼矿床（2）钨、锡矿床湖南柿竹园钨锡钼铋矿床,其它类型接触交代型矿床,不同类型矽卡岩矿床地质特征一览表,主要内容,1、矽卡岩与矽卡岩矿床的概念2、矽卡岩可分为哪几类？3、矽卡岩型矿床的地质特征主要表现在哪些方面？4、论述矽卡岩矿床形成的成矿期次5、列举主要的矽卡岩矿床类型及矿例,恭祝马到成功,