火山成因矿床

中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology第七章火山成因矿床一、概述火山成因矿床指与火山、次火山岩有成因联系的金属和非金属矿床。即与火山作用有联系的一系列矿床，统称为“火山成因矿床”。矿床受火山机构控制。矿体上限均位于火山岩—次火山岩分布的范围内。成矿作用包括火山-岩浆作用；火山、次火山-气液作用；火山-沉积作用等。直接或间接与火山—次火山岩浆活动有关，成矿环境有陆相或海相。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology二、火山成因矿床的分类根据主要成矿作用和成矿环境进行分类（1）火山岩浆矿床（火山岩浆成矿作用）★岩浆喷溢矿床；★火山熔离矿床。（2）火山气液矿床（火山、次火山气液成矿作用）★陆相火山-喷气矿床；★陆相火山-热液矿床；★陆相次火山-热液矿床；★海相次火山、火山-热液矿床。（3）火山-沉积矿床（火山—沉积成矿作用）★陆相火山-沉积矿床；★海相火山-沉积矿床。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology三、火山岩浆矿床1、概念指地下深处岩浆房中的岩浆经过分异作用而富集某种含矿熔浆（或矿浆），通过岩浆喷溢作用贯入到火山口中或喷溢至地表冷凝堆积所形成的矿床。这种含矿熔浆（或矿浆）是岩浆在深部分异而形成的，成矿物质的富集发生于较深部的岩浆通道或岩浆房中，但矿体产出部位很浅，或喷出于地表。按成矿机制的差别，分为二种主要类型：岩浆喷溢矿床、火山熔离矿床。（有的还划分出岩浆爆发矿床、岩浆喷溢—喷发矿床）中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology2、岩浆喷溢矿床由含矿熔浆（矿浆）沿断裂或火山机构上侵喷溢到地表而形成的矿床。成矿组分的聚集，主要与火山活动时深部岩浆的强烈分异作用有关。即火山岩浆分异明显时，有利于成矿组分富集（分异明显的表现是浅成岩与喷出岩的岩性变化显著）。含矿熔浆的喷溢可以是在火山喷发的间歇期溢出、也可在火山喷发末期呈“熔岩流”溢流到地表或贯入到火山机构中，形成与火山岩共生的厚层状、透镜状矿体。也有一部分为浅成侵入与喷出的过渡类型。典型矿床类型玄武—安山岩中的磷灰石—磁铁矿—赤铁矿矿床碳酸岩中的铌—稀土—磷灰石矿床流纹岩中的铌、钽、锡铍矿床中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology智利拉科铁矿智利北部的拉科铁矿被认为是岩浆喷溢矿床的典型代表。矿床产于喷出地表的中-基性熔岩流中（安山岩、流纹英安岩等），环绕一古老的破火山口分布。破火山口的核部由流纹英安岩组成，在其四周次火山口喷出了铁矿流，由磁铁矿、赤铁矿熔岩状铁矿石堆积形成矿体。矿石矿物主要是磁铁矿Fe3O4，赤铁矿Fe2O3，平均含Fe达65%，脉石矿物有磷灰石、阳起石、石英等。矿体表面具特征的熔岩流动构造、绳状构造、杏仁状、管状、多孔海绵状，并且大泡及小泡。表明是由炙热的铁矿浆溢出地表而形成的。云南大红山铁矿床、甘肃黑鹰山铁矿床和安徽姑山铁矿床中的富矿体属岩浆喷溢形成的。矿床实例中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology3、火山熔离矿床主要是指产于超基性-基性火山岩及次火山岩中的金属硫化物矿床。由火山岩浆熔离—贯入作用或岩浆熔离—喷溢作用形成。矿床赋存于地表基性熔岩流中，或产于超基性-基性次火山岩体内部（也称次火山岩浆矿床）。矿石矿物主要是金属硫化物（磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿、尖晶石及少量铜的硫化物）主要矿床类型与超基性-基性火山岩有关的镍矿床中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology矿床实例南非科马提岩中的硫化镍矿床是典型的代表。科马提岩Komatite,即镁绿岩，维乔恩等1969年在南非巴伯顿山地Komatite的地方确认了一类超镁铁质ultramafic及镁铁质mafic，这类熔岩常作枕状熔岩产出。镁绿岩实际上是太古代绿岩带中由超基性-基性喷出岩组成的一套特殊岩系。岩石中MgO含量高，是太古代特有的超基性-基性火山岩。河南、吉林、辽宁等地发现有科马提岩。根据产出位置，有三种类型：产于岩流底部产于补给岩流的侵入通道产于纯橄榄岩中（底部）中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology四、火山气液矿床指与火山岩浆气液活动有一定内在联系的气化—热液矿床。在火山喷发作用的晚期或间歇期，火山喷气和热液活动非常强烈，这些喷气和热液常含有大量重金属化合物。它们在一定的地质环境和物理化学条件下，与围岩、海水或气液之间发生复杂的相互作用，使有用组分聚集沉淀而形成矿床。其特征是：1.矿床主要出现于火山岩—次火山岩分布区；2.矿化中心与火山岩浆喷发—侵入中心有一定联系，火山机构控矿作用明显；3.多数矿床蚀变作用强烈；4.矿石物质成分、结构构造复杂，垂直分带间隔小；5.矿床类型和矿化强度有时与火山岩基底的岩石及其含矿性、或早期矿床间有一定联系。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology火山气液矿床分类根据成矿环境、成矿作用分为：★陆相火山-喷气矿床；★陆相火山-热液矿床；★陆相次火山-热液矿床；★海相次火山、火山-热液矿床。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology（一）陆相火山-喷气矿床1、概念在大陆环境中，由火山喷气作用所形成的矿床叫陆相火山喷气矿床。火山喷发时喷出大量的气体和金属化合物等成矿组分，这些喷发物与围岩发生种种作用；或者直接结晶（凝华作用）；或者不同气体之间的相互反应。在火山口、喷气孔及其周围形成有用矿物堆积的地质作用称为火山喷气作用。例如火山喷出的气体,在一定的条件下能在火山岩、凝灰岩、火山熔岩的裂隙中形成硫磺、雄黄、雌黄、萤石、硼矿等。如我国台湾和日本的自然硫和黄铁矿矿床。总的说来，由火山喷气作用形成的矿床数量不多，规模也不大。一般仅见又现代火山活动的地区，而古代地质历史中的火山-喷气矿床一般不易确认，但有理论研究意义。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology2、矿床特点——形成环境：矿床产于地表或地表附近，形成温度约为600～1100℃；——矿体形状：似层状，与火山岩互层产出，或作为火山岩的夹层产出，另外亦有脉状、不规则的脉状形式充填于火山管道的裂隙中，以及环状，放射状裂隙中，火山筒中。——围岩蚀变：较轻微的硅化，明矾石化，高岭石化——矿石组成：自然硫、雄黄AsS、雌黄As2S3、萤石CaF2、硼酸盐等；中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology1、概念在陆相火山活动过程中，在地表或近地表环境，由火山热液中的成矿物质直接结晶出或经过化学反应使有用组分堆积而形成的矿床，称为陆相火山热液矿床。在火山喷发作用的早期，多以固、气体喷发为主，而在晚期，则以热水活动为主。热水活动持续的时间可以很长，也可以周期性地多次进行。强烈而广泛的火山热液活动可以形成多种多样，规模大小不同的矿化和蚀变。（二）陆相火山—热液矿床中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology2、矿床特点——形成环境：矿床主要产于喷出岩（基、中、酸）及火山碎屑岩中，主要分布于中、新生代火山活动区。——矿体形状：矿床是由火山喷发的热液交代火山岩及围岩，或者直接充填于喷气孔和裂隙之中，因此矿床形态复杂多样，一般为脉状、复脉状、层状、似层状、巢状及其它不规则的形状。——围岩蚀变：较强烈，有青盘岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、高岭石化、明矾石化、碳酸盐化、石膏化…——矿石组成：以中—低温矿物为主，Cu、Pb、Zn、Fe硫化物，Au、Ag碲或硒化物等，萤石、重晶石、石膏、沸石、明矾石、叶腊石、高岭石。——矿床形成于浅表部位，一般小于1000米，矿化深度200～400米。成矿温度300～90℃，在200℃以下可形成重要的工业矿体。因而常称为浅成低温热液矿床。工业意义较大的相关矿床有金（银）矿床、汞锑矿床、铅锌矿床、明矾石矿床、萤石矿床、叶腊石及高岭土矿床。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology3、陆相火山热液（浅成低温热液）型金矿床浅成低温热液型金矿是一个重要的金矿床类型，在世界范围内已发现了一些大型及特大型金矿床。例台湾金瓜石、江苏铜井、（福建紫金山）（1）、成矿地质背景有利于矿床形成的大地构造环境是岛弧及活动大陆边缘弧。含矿岩系有：粗面玄武质、安山玄武质、安山质火山岩及火山碎屑岩，有关矿床是以金为主的金碲型矿床，多属岛弧环境；英安质、粗面质火山岩及火山碎屑岩，有关矿床是以银为主的金银型矿床，多形成于活动大陆边缘弧。此类矿床成矿深度小，后期易被剥蚀，因而已发现的多为中、新生代矿床。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology（2）矿床特征此类矿床的矿体产出部位浅，多呈脉状、网脉状、细脉浸染状，受断裂、环状及放射状断裂、裂隙及爆破角砾岩筒控制。矿石主要有用矿物是自然金、银金矿、自然银、碲金矿、碲金银矿、碲银矿、硒银矿等。金碲型矿石Au/Ag=10—1，金银型矿石Au/Ag=1—1/20。常见硫化物为黄(白）铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿，常见脉石矿物为石英、方解石、白云石、菱铁矿、菱锰矿、镜铁矿、重晶石、绿泥石、蛋白石、玉髓、雄黄、雌黄等。浅成低温热液型金矿的围岩蚀变强烈并有明显分带，深部为冰长石化，向上渐变为硅化、伊利石-绢云母化、粘土化。金银矿化通常与硅化关系密切。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology（3）浅成低温热液型矿床的分类Heald等（1987）划分出了明矾石-高岭石型（酸性硫酸盐型）和冰长石-绢云母型2种类型。Hendenquist（1994）根据矿床特征和成矿流体的特点也将浅成低温热液型矿床分成2个亚类：一类是高硫化型（highsulphidation，简称HS），相当于Heald等（1987）划分的明矾石-高岭石型，由酸性、氧化的热流体形成（高硫化作用）；另一类为低硫化型（lowsulphidation，简称LS），相当于上述的冰长石-绢云母型，由近中性、还原的热流体（低硫化作用）形成。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology低硫化型与高硫化型浅成低温热液型金矿床产出环境与成矿流体演化Corbett(2002)在研究了环太平洋地区,尤其是西南太平洋地区岩浆弧环境中浅成低温热液型金矿床与斑岩型Cu-Au矿床的关系后，将低硫化型矿床划分为两类，即岩浆弧型和裂谷型，然后再根据矿床形成深度和矿物组合将岩浆弧型进一步划分为石英硫化物Au±Cu型、碳酸盐贱金属Au型、多金属Au-Ag矿脉型和浅成低温热液石英Au-Ag型等4类矿床，这些矿床不仅在形成深度,而且在矿物组合、围岩蚀变和形成机理等方面均存在重要差别。中国地质大学（武汉）ChinaUniversityofGeosciences矿床学Oredepositgeology菲律宾勒潘多浅成低温热液Cu-Au矿与远东南斑岩Cu-Au矿矿床纵剖面图纵剖面蚀变分布图与斑岩型矿床的联系中国地质大学（武汉）ChinaUnive