高级矿床学15与长英质岩浆侵入有关的热液矿床

不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床与长英质岩浆侵入有关的热液矿床中南大学：刘继顺2007-12-19西宁不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床演讲提纲•历史回顾•热液成矿要素•长英质岩浆侵入与成矿•找矿意义不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床亲石亲铁亲铜元素不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－20世纪前•水成-火成论战的硝烟于18世纪中叶燃起，至19世纪末散去，最终火成论告捷，玄武岩浆一元论一统天下。•Bowen硅酸质岩浆在重荷下结晶，极易溶组分主要富集在残余溶液里，因围压过大不能逸去而结合到矿物中，而更近地表时残余溶液常沸腾，而在火成岩及围岩粒间孔隙和裂隙中形成分馏柱，并从沸腾的原地向外向上驱动迁移，与经过的围岩反应而成矿。•与火成论有关的矿床成因认识，矿脉火成贯入论岩浆热液论。不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－20世纪前•Ｎecker(1832)，Scheerer(1847)，Vogt(1893):Beaumont(1847)，VCott(1859):–矿与火成岩浆活动密切相关：１）岩浆结晶分结，２）侵入体上侵产生的热水流出物质，3）岩浆流体内部裂隙充填，4）气体喷射升华；5）长期驱动热水循环、萃取、沉淀，不限于特定时期与地点。•天水下降溶解学派、侧分泌学派（Hunt，1861；Phillips，1875；Hise，1901)，不敌热水上升学派（Stelzner,1879;Patera,1888;DeLaunay,1893;Kemp,1901,WLingreen,1901;Weed,1903）不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－林格伦时代•1860-2-14Kalmar,Sweden•1882毕业于德国弗赖堡矿业学院，采矿工程师学位•1883赴美，北美横贯大陆调查•1884就职美国地调局，首席金属矿床地质师•1897任教斯坦福•1908任教MIT，1912地质系主任，教授，美国科学院院士，74岁退休•1939-11-3去世WALDEMARLINDGREN不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－林格伦时代1906、1911年分类、1922年补充、1933年修改•Ⅰ机械富集矿床：地表条件•Ⅱ化学富集矿床–A地表水中生成：各种反应、蒸发而成；0-70℃,中到高压–B岩石中生成•由岩石中物质富集：风化(0-100℃,中等压)、地下水环流(0-100℃,中等压)•变质(0-400℃,高压)•热水溶液：–无火成活动（0-100℃,中等压）-远成低温–与火成活动有关：»浅成低温(50-200℃,中等压)、中成中温（200-500℃,高压）、深成高温(500-600℃,高压)»直接由岩浆生成：高温交代(500-800℃,高压)；升华(100-600℃,低至中等压)–岩浆分异而成：•岩浆矿床（700-1500℃,高压）•伟晶岩矿床（575℃,高压）不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－林格伦时代•矿石从热液中沉淀时的深度是决定热液化学强度的最重要因素吗？•浅中深热液矿床、浅成高温矿床；提出缓慢降温压和快速降温压矿床不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－林格伦时代1841-3-29生于波斯顿商家，卒于1911-3-28华盛顿•1861哈佛毕业，赴欧地调，1866年底回波斯顿，任FortiethParallel助理地质师，北美地调•1874伦敦地质学会会员•1877入美国采矿工程师协会，3次当选副主席•1879美国地调局落基山分部主任•1892美国科学院院士，美国地质协会创始人，1903年当选主席•1909哈佛大学和哥伦比亚大学名誉博士学位SAMUELFRANKLINEMMONS不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－林格伦时代•岩基成矿论与地温分带―由温度引起的矿物有序沉淀，强调温度作用，沿裂隙热液从下向上向外运移，形成由高温到低温的矿物分带序列：–斑岩型、云英岩型、伟晶岩型–矽卡岩型–气成高温矿床–深成高温矿床–中成中温矿床–浅成低温矿床–远成低温矿床–岩基中心及内部无工业矿体不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－层控矿床时代•起于60-70年代，盛于80-90年代•矿源层•侧分泌•氢、氧同位素•层状、似层状•生物结构、胶状结构•海底喷流沉积矿床•层控、时控矿床•成矿物质、热液岩浆源的全面/部分否定不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床一、历史回顾－新世纪岩浆成矿论•氢、氧同位素的审慎解释，天水对岩浆水作用的抹平作用•岩浆多源论•岩浆活动影响的空间和时间范围•胶状结构、生物结构的热液解释•金属成矿与岩浆活动藕断丝连•喷流沉积成矿的岩浆驱动、卡林型金矿的岩浆驱动、铅锌矿、锑矿区深部岩体的发现不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素红河州域矿业发展潜力与对策建议矿床沉淀机制物质来源活化剂铬铁矿的形成地幔来源岩浆活化剂分离结晶驱动力？来源与活化剂？不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液体系发育的必备条件–热源–互连通道–水满足：大洋中脊岛弧火山岩区裂谷褶皱带火成活动区不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体成因：–初生水或岩浆水–大气水–变质水–同生水–海水（特别对MSD）大气水与不等量岩浆水和/或变质水混合流体不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体性质：–温度：50°-350°C之间，有时500°C（374°C、220b压力水的临界点)•Lindgren分类：–Hypothermal:300°C–Mesothermal:200-300°C–Epithermal:100-200°C–Telethermal:50-100°C不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体性质：–化学成分：取决于其成因及与之接触岩石–溶解度：•离子或离子配合物的溶解度随温度和盐度的增加而增加•金属配合物的相对稳定性高温至低温增序：Cu+2Zn+2Pb+2Ag+Hg+2•汞矿的确形成于相对低温条件不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体性质：–盐度：热液流体的NaCl当量可从0至60或70%，现代卤水盐度变化范围大•高盐度流体具较高将金属带入流体的能力--淋滤围岩能力不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体性质：–pH：STP下，纯水pH值7，中性；220°C时，水的中性值5.6.•热液流体常近中性，弱酸或弱碱，取决其成因和温度不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体性质：–密度：随成分与温度不同而异。H2O的P—T图表明：绝大多数热液流体生成于超临界区。•若热液流体沿等热路径于浅部生成，将经历密度降低的过程（通过低值等容线），密度降低将引发流体沉淀矿物。不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体迁移：–迁移模式：•扩散-无裂隙或通道可用时，化学梯度驱动，流体、离子或分子高浓度区低浓度区自发迁移–出溶结构–往矿体方向金属含量对数增加•流动-浅部流体迁移最重要方式，粒间（多孔隙、可渗透单元）；通道（节理、断层或剪切面），矿脉作证。不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体迁移：–控制迁移因素：•构造应力•流体压和负荷压•对流•渗透性•压实•邻区两种或多种流体的盐度差和密度差•涉及水相的变质反应(释放或消耗流体)•重力不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液流体中金属迁移：–迁移形式：氯化物或硫盐配合物，低温系统（浅成低温和远成低温体系），可以胶状形式迁移–物化性质改变（P,T,化学成分），引发配合物溶解度变化导致热液矿床沉淀不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液矿床沉淀：–沉淀因素：•溶液pH改变或一或多离子/元素浓度pC改变化学沉淀•P和/或T的改变（流体混合、沸腾、相分离）•迁移介质速率的改变•与其它热液流体的反应化学沉淀•流体-岩石反应–突发改变易沉淀–单一诱发难成经济矿，浸染于围岩–经济浓集沉淀主岩基础准备、接收矿床不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素矿产于断裂或蚀变岩内不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•主岩基础准备：–物理准备：主岩物理性质改变，既可是原生的-成岩同生，亦可叠加的-成岩后生•原生类型：–多孔性（如接触式胶结砂岩，生物钙硅礁体等）–晶格如层状硅酸盐结晶，允许层间阳离子交换，增强扩散–层面–气孔–火山管道–冷缩裂隙不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•主岩基础准备：•叠加后生类型：–断层、节理和裂隙–剪切带–褶皱鞍状脉矿–角砾岩化–溶蚀裂缝–火山管道发育不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•主岩基础准备：–化学准备：主岩化学性质改变•硅化主岩更脆，更易破裂•白云岩化降低固岩体积，次生孔隙•其它蚀变•重结晶伴随变质，岩石更硬、更脆不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液矿脉几何学：–裂隙脉：•简单脉•复脉：同一裂隙或裂隙系中多层，示重开启?•不规则：可变厚度•网结的：分枝裂隙•共轭：两脉走向相同，但倾角互成直角•Lodes:沿板状裂隙带许多小细脉•纤维脉：低级变质岩中，垂直于脉壁，crackseal机制–共生体系:由围岩向脉中心发育–反生体系：由脉中心向围岩发育–复合体系:既有向脉中心又有向围岩发育–伸展晶体脉：脉中与围岩矿物学特征相似，光学性质连续不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液矿脉几何学：–膨缩脉：–网脉–管状或烟囱脉：–火山通道和角砾脉–鞍状脉：主岩褶皱产物–梯状脉：见于岩脉或处于非能干层（韧性变形）包围的能干层（脆性）内–溶蚀孔隙充填脉–倾斜和扁平脉：见于脆性沉积层滑动或平缓向斜褶皱，产生连续张裂隙–剪切带脉不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床二、热液成矿要素•热液矿床与喷流沉积矿床：–喷流沉积定义（成矿时无上覆岩石的开放条件）–喷流沉积成矿条件•水深-抑制沸腾、静流，软泥--防分散，否则贫矿层和矿源层；•海盆沉积速率-防稀释；•成矿后上覆层沉积条件-防海底剥蚀）–陆相喷流沉积能形成工业矿床吗？不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床三、岩浆侵入与热液成矿－岩浆来源不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床三、岩浆侵入与热液成矿－岩体定位•长英质岩体定位机制：–穹隆及底辟–气球膨胀：底辟演化结果–剪切拉张及岩墙扩展–顶蚀作用(stoping)–带熔作用(zonemelting)–复合机制•近场与远场物质迁移的复合机制不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床三、岩浆侵入与热液成矿－岩体定位不独笑顽石生底事气势若虹铅变银刘继顺与长英质岩浆侵入有关的热液矿床三、岩浆侵入与热液成矿－岩体定位剪切拉