第六章热液矿床各论(地下水热液矿床)

第六章热液矿床各论--地下水热液矿床1第六章热液矿床各论三地下水热液矿床（一）概述一、1、地下水热液矿床：与岩浆活动无直接关系，在地壳浅部和表层的地热异常区，由地热或地热增温率导致的岩层内同生水或循环地下水活动性增强，萃取围岩中的成矿物质形成的含矿溶液，称为地下水含矿热液，当地下水含矿热液运移到有利构造和围岩中，通过充填和交代的成矿方式形成的矿床称为地下水热液矿床。2、工业意义：主要金属矿产有Pb、Zn、Hg、Sb、As、Au、Ag、U、Ni、Mo等；非金属矿产有水晶、冰洲石、石棉、蛇纹石、重晶石等，有些矿床可以称为大型、超大型矿床（MVT型铅锌矿床、贵州万山汞矿床）（二）地下水含矿热液的形成作用1、侧分泌作用：热液可能是大气降水、原生水、或结晶时的释放水。热液流经围岩时，成矿组份从附近围岩中析出进入热液，形成含矿气水热液，矿质被热液带到附近有利空间沉淀成矿。2、压实热液作用：岩石在压实过程中，岩层中的孔隙水受压而被释放出来。如原为海相沉积物在成岩、压实过程中，可释放出以卤化物为主的热卤水。在这些热液的作用下，可形成后生的金属和非金属矿床，如某些泥质岩中的铅锌矿脉可能是这种成因造成的。3、下渗水环流热液作用：下渗水沿断裂、裂隙带循环，通过加温，使围岩中有用组份活化转移，进入热液，并在有利的岩性条件下富集。4、热泉堆积作用：一般发生在年轻和正在进行矿化的地区。热泉水基本上是大气降水，一般含有较高的Hg、As、F等元素，随着温度下降，有用组分沉淀堆积可形成矿床，如美国加利福尼亚州的汞矿床就是一例。（三）地下水热液矿床的特征其总体特征与岩浆热液矿床大体相似，但还有自己的特点，主要表现在：（1）矿床及其附近一般无岩浆岩体出露，即使有，也与矿床无直接直接关系；（2）矿化明显受一定地层、岩性（岩相）控制，矿床常产于一定层位中，矿体常集中在某些岩性段：ⅰ）海相、泻湖相碳酸盐岩（多与白云质碳酸盐岩和礁相杂岩）；ⅱ）红色碎屑岩系中的浅色带及接触带；ⅲ）黑色页岩；（3）矿床受构造控制明显，主要是褶皱、断裂、裂隙、及岩层的层间构造带，矿体多为两向至三向延长过渡的凸镜状、囊状或脉状矿体，在空间上沿一定层位呈带状分布；（4）矿石成分简单，与围岩成分基本相似，金属矿物常为方铅矿、闪锌矿、自然金、辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿等，矿物颗粒较大，并呈带状分布，有时晶体生长完好；（5）围岩蚀变弱，主要为低温蚀变，如硅化、碳酸盐化、粘土化、重晶石化等；（6）成矿温压低（T50-200℃，P＜3×107-5×107Pa，D＜1.5km），同位素变化大（δ34S变化范围-12.2-+36.1‰），矿石年龄可大于围岩，也可小于围岩。（四）地下水热液矿床的主要类型1、碳酸盐建造中的金矿床此类矿床主要由地下水沿碳酸盐地层层间破碎带、断裂和裂隙运移过程中，萃取围岩中的成矿物质，以充填和交代的方式在有利的地层和构造部位富集成矿。矿床产于碳质薄层砂泥质碳酸盐岩中（灰岩或白云岩），金矿体或呈浸染状分布于蚀变岩中，或以石英脉的形式出现。矿石矿物除金矿物外，还有黄铁矿、雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂等；围岩蚀变主要为硅化和白云岩化；金矿化与砷、锑、汞明显相关；金矿物的粒度细。以二十世纪六十年代第六章热液矿床各论--地下水热液矿床2发现于美国内华达洲的卡林为典型代表，因此又称为“卡林型”金矿床，我国陕西二台子、金厂等，川西北康定地区。此外，在贵州尚有该类型的含金方解石脉型金矿床。2、层状铅锌矿床此类矿床规模大、地质构造简单、埋藏浅、易开采，因此具重要的工业意义。以美国密西西比河谷地区的铅锌矿为代表，因此又称为密西西比式铅锌矿床(MVT)(1)矿床产于一定层位地层中，就一个矿床而言，成矿局限于1-2层位；(2)矿区内无火成岩，或与火成岩无关；(3)容矿岩层以白云岩为主，常夹有礁灰岩（如美国密西西比铅锌矿床），有的矿床产于砂页岩中的层状铅锌矿床，以我国云南金顶铅锌矿为代表，产于中生代白垩和第三纪砂岩中；；(4)矿体有似整合和不整合两类，前者矿体与围岩呈似整合，矿体呈似层状，与地层产状一致；后者矿体与围岩不整合，矿体呈脉状、网脉状，受断裂、裂隙控制明显；（5）金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿及少量黄铜矿(闪锌矿方铅矿)，矿石品位低，但储量大。矿石矿物多呈浸染状沿岩层微层理分布；(6)围岩蚀变以硅化、白云岩化为主；(7)成矿温度50-150℃(200℃)，成矿溶液盐度15-20%(30%)，包裹体成分Na、Ca、Cl为主，有时含石油；δ34S=-8.03～+31.36‰；(8)方铅矿年龄或与围岩接近，或老于围岩典型矿例：美国密西西比型铅锌矿床、云南金顶铅锌矿床、辽宁关门山铅锌矿床3、层状锑汞矿床我国湘黔一带的汞锑矿床多属此类（1）矿床具有层控性，矿体赋存于灰岩向白云岩过渡地带，与角砾岩关系密切，且区内无岩浆岩出露（2）矿体有两种产状：①呈层状、似层状、透镜状，沿层断续分布，产状与围岩基本一致，有多层的特点；②呈脉状，受地层（褶皱）张裂隙控制，两种产状的矿体中①是主体（3）矿石成分简单，锑矿床中，矿石矿物主要是辉锑矿，脉石矿物主要是石英、白云石、方解石等；汞矿床中，矿石矿物除辰砂外，尚有雄黄(AsS)、雌黄(As2S3)、辉锑矿、闪锌矿、黄铁矿等；脉石矿物为石英、方解石、白云石。（4）围岩蚀变为硅化和碳酸盐化，硅化普遍发育（5）成矿温度低，在50～130℃我国贵州万山汞矿床为典型矿床。4、碳酸盐岩、硅酸岩盐和砂页岩中的脉状水晶矿床世界上分布最广泛的水晶矿床是产于硅酸盐岩中的含水晶石英脉，其围岩是石英岩、砂岩、石英片岩及片麻岩等。矿床多产于强烈褶皱或断裂破碎带中，脉体形态复杂，规模大小不等，数量较多。脉体的膨大部位晶洞发育，大小悬殊，充填于其中的石英晶体直径由几厘米至几十厘米，重量几十克至几千克，乃至几吨。此类矿区内常常见不得岩浆岩，目前研究表明为地下水热液所成。我国广西发现产于碳酸盐岩（灰岩）中含水晶方解石脉型水晶矿床，也是地下水热液所成。背景材料1、微细浸染型（卡林型）金矿这类金矿是二十世纪六十年代发现的一种新的重要的金矿类型。以美国内华达州卡林（Carlin）金矿为典型代表，因此又称其为卡林型金矿。现在内华达州中部这种类型金矿已成为一个包括20余个金矿床的卡林金矿带，矿带长65km，宽8km，累计金储量达2177t，矿带上除卡林矿床外，还有金坑（GoldQuarry）（品位1.3g/t，金储量306t）等多个大型、超大型金矿，成为美国最重要的金矿产地。除美国外，在加拿大、西班牙、俄罗斯、新西兰和我国也有这类矿床的发现。矿床属低品位、大吨位以沉积岩为容矿岩石的微细浸染型金矿，金品位3～8g/t，矿石中金颗第六章热液矿床各论--地下水热液矿床3粒极细，仅几微米，肉眼难见，呈浸染状分布于容矿岩石中。容矿岩石多为粉砂岩、含碳白云质灰岩等碳酸盐岩，也有碎屑岩、片岩、燧石岩、凝灰岩和火山岩等。1987年在卡林矿带深部（550m）首次发现了高品位、大吨位的波斯特－贝茨（Post-Betze）硫化物金矿床（品位6～12g/t，金储量311t）、米克尔（Meikle）、派普莱恩（Pipeline）（品位1.6～1.7g/t，金储量251t）等，说明卡林型矿床的深部也是有找矿潜力的，我国1975年引进卡林型金矿概念后，在贵州、广西、云南、四川、陕西、湖南等地区陆续找到了这类矿床。卡林金矿含有金储量180t，平均品位9g/t。主矿带长900m，矿体最多，约占全矿区总储量的70％。早在19世纪50年代人们就在内华达洲开采金、银矿。20世纪初，该区开采活动最为活跃，但随着浅部、易发现矿体被采空，贵金属产量逐渐下降，以至60年代，许多人认为内华达洲寻找新金矿的远景不大了。然而60年代，在内华达洲中北部碳质碳酸盐岩中相继找到了卡林、科特兹等几个重要的微细浸染型金矿床，改变了人们的认识和思路，一时成为美国采金史上的一个轰动性事件，从而促进了内华达洲乃至整个美国西部地区金矿的勘查工作的复兴。湖南省新化县(现冷水江市)锡矿山是著名的世界锑都。早在1368年人们就发现这里的矿藏了，由于当时科学技术落后，人们误将锑矿石当作锡矿石，因此当地也被取名为锡矿山。直到1890年，才知道这是锑，而锡矿山这地名将错就错沿用至今。锡矿山位于湖南省冷水江市境内，其锑矿发现于1541年，当时被误认为是锡，因此取名锡矿山。锡矿山地区的锑业开发始于1897年，现有106年的历史，锡矿山以其锑矿储量之富、锑产量之最和锑品质量之优著称于世，久享“世界锑都”之美称。世界已探明锑矿的总储量为452万吨。储量超过20万吨的有中国、玻利维亚、南非、前苏联和墨西哥。其中中国的储量有237万吨。湖南冷水江市不仅锑矿资源丰富，而且锑品生产量居全国第一。甘肃也有丰富的锑矿资源,年产锑白500吨，用作塑料和纺织品的阻燃剂。贵州省东部近年探明一个大型(储量大于10万吨)锑矿--半坡锑矿。广西省南丹县大厂矿山的锑矿储量现已跃居全国首位。辰砂也叫朱砂、丹砂，是一种硫化汞的结晶，猩红色，金刚光泽。比手指甲略硬，小刀能轻易刻动。比同体积的水重8倍。以前，以湖南辰州(今沅（yuan）陵)所产者最佳，所以取名为辰砂。贵州省东部的万山汞矿，是我国的汞都。1980年，那里曾发现一颗辰砂王,它长65.4毫米，宽35毫米，高37毫米，重237克。虽则重量不足半斤，可它是迄今世界上最大的辰砂矿物晶体，是一颗无价之宝。西方中世纪的炼金术士和中国古代的炼丹家，为什么对辰砂那么感兴趣呢?因为用火把辰砂煅烧之后，其中所含的硫会生成二氧化硫气体跑掉，剩下的便是水银。假如再把水银掺和硫黄共同加热，则会得到黑色的硫化汞粉末。经过隔火煅烧，在器皿内壁上方又会凝结出红色辰砂。他们把辰砂叫丹，并且当成长生不老药。历史上，唐太宗李世民等五个皇帝妄想长生不老，曾因服用大量的含汞仙丹而丧命。全世界已探明汞的储量为15.5万吨。有万吨以上的是西班牙、意大利、中国、前苏联、前南斯拉夫、美国和阿尔及利亚。其中西班牙储量近5万吨，那里还发现一个体积0.5立方米的水银坑，内有近2吨天然水银。我国的汞矿主要产于云南、贵州、湖南、广西和陕西。贵州一省探明储量和年产量均占全国总量的80%左右。近年，四川、湖南新发现几个大型汞矿床。贵阳2002年4月9日电,被誉为中国“汞都”的贵州汞矿,历经六百余年开采的沧桑岁月后,因资源枯竭,企业资不抵债,实施政策性关闭破产。日前,记者在贵州万山特区采访时了解到,贵州汞矿在关闭破产过程中,由于广大职工得到妥善第六章热液矿床各论--地下水热液矿床4安置,各项工作进展顺利,矿区人心稳定,社会秩序井然。据贵州汞矿破产清算组组长、贵州省有色行管办主任黄力平介绍,贵州汞矿原系中国有色工业总公司主管的集汞产品采、选、冶和汞系列产品生产为一体的国家大型矿山联合企业,2000年底管理体制改革后,下放给贵州省政府接管。全矿共有职工家属2万多人,其中在册职工3438人,离退休职工3180人,集体所有制职工361人。自建矿以来,贵州汞矿已累计生产汞3.2万吨,产品享誉国内外市场,共上缴利税约16亿元（现值）,为国家社会主义建设做出了重大贡献。贵州汞矿由于开采量已超过原累计探明的金属储量3.17万吨,资源枯竭,产量骤减。自1990年以来,全矿仅靠采边角残矿维持再生产,企业长期亏损,陷入了资不抵债的困境。破产清算组提供的数据资料表明,到2000年底止,全矿资产仅为24493万元,已累计亏损17770万元,负债总额已达35036万元,资产负债率为143%,每年要靠国家补贴1465万元,才能发放职工最低生活费,成了财政一大负担。为此,全国企业兼并和职工再就业工作领导小组已于2000年初批准贵州汞矿正式列入资源枯竭关闭破产矿山之一。