接触交代矿床

矿床学OreGeology第六章热液矿床的类型及特征OpenPit,BinghamCanyon,Utah授课内容概念、特点及工业意义热液矿床的分类矽卡岩型矿床斑（玢）岩型矿床高-中温热液脉型矿床低温热液矿床热液矿床1.概念、特点及工业意义—各种成因的含矿气水热液在一定的物理化学条件下，于各种有利的构造和岩石中，通过充填和交代等成矿作用方式而形成的有用矿物堆积体。热液矿床（hydrothermaldeposit）形成矿床的含矿热液是多来源的：岩浆热液（包括火山次火山热液）、地下水热液、海水热液、变质热液以及混合热液。含矿热液成分复杂（H2O＋挥发分＋多种金属组分），成矿地质环境各异，形成的矿床类型和矿种众多，物质成分复杂。热液矿床的一般特征热液矿床1.概念、特点及工业意义成矿的温度和深度较其它内生矿床低和浅：温度一般＜400℃，深度为深中深（4.5～1.5km）或浅超浅（1.5km～近地表）。构造控制作用极为显著：各种构造裂隙既是含矿热液运移的通道，又常是成矿物质沉淀的场所。热液矿床1.概念、特点及工业意义成矿时间既可晚于围岩（后生矿床），也可与围岩近于同时（同生矿床，如VMS和SEDEX矿床）。成矿方式主要有充填作用、交代作用和化学沉积作用，成矿作用受热液性质、围岩岩性和构造条件的控制或影响，矿床常具不同程度的围岩蚀变。热液矿床1.概念、特点及工业意义矿体多呈脉状、网脉状、似层状、凸镜状等；矿石构造有脉状网脉状、对称带状、皮壳状、角砾状、晶洞状、浸染状及块状等。矿石物质成分复杂：金属矿物以硫化物、氧化物、砷化物及含氧盐等为主；非金属矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。矿床形成过程具有多期多阶段性，不同成矿期和成矿阶段常形成不同的矿物共生组合。热液矿床1.概念、特点及工业意义热液矿床类型众多，工业价值巨大。—大部分的有色和贵金属矿产：Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mo、Au、Ag等—稀有、分散和放射性元素矿产：Li、Be、Ga、Ge、In、Cd、Tl、Se、Te、Re、U等—非金属矿产：自然硫、重晶石、萤石、明矾石、水晶、菱镁矿、冰洲石、石棉等热液矿床的工业意义热液矿床1.概念、特点及工业意义2.热液矿床的分类热液矿床分类目的使热液矿床方面的知识系统化，从而能更清楚地反映各类热液矿床的自然属性；便于不同类型矿床间的对比，并有利于进行成矿预测。2.热液矿床的分类热液矿床高温深成热液矿床（300℃，3km）中温中深热液矿床（300200℃，31km）低温浅成热液矿床（200℃，1km）按成矿温度和深度的分类（林格伦）2.热液矿床的分类热液矿床塔塔林诺夫-2类6种中深或极深成的热液矿床高温热液矿床中温热液矿床低温热液矿床浅成或近地表成热液矿床高温热液矿床中温热液矿床低温热液矿床2.热液矿床的分类热液矿床本教材试图从热液矿床的地质背景、矿床特征和成因等综合因素来进行分类，将热液矿床分为矽卡岩型矿床、斑（玢）岩型矿床、高中温热液脉型矿床和低温热液型矿床4大类：矽卡岩型矿床斑（玢）岩型矿床高、中温热液脉型矿床低温热液矿床（矽卡岩矿床）授课内容概念、特点及工业意义形成条件主要类型及实例成矿作用与矿床分类接触交代矿床／矽卡岩矿床(contactmetasomaticdeposit/skarndeposit)—产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石（或其它钙镁质岩石）的接触带上或其附近，通过含矿气水溶液交代作用形成，并与矽卡岩（钙铝−钙铁榴石系列，透辉石−钙铁辉石系列）在成因上和空间上存在联系的一类矿床。接触交代矿床1.概念、特点及工业意义接触交代矿床1.概念、特点及工业意义接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矽卡岩矿床的特点矿床的产出部位分布于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石的接触带上或其附近。多数产于外接触带的矽卡岩化围岩中，少数产于内侧接触带的蚀变侵入体内，一般距接触面100−200m范围内，个别可远离接触带达1km以上。接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矽卡岩矿床相对于接触带的分布情况接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矿体的形态、产状和规模矿体的形态和产状复杂，明显受接触带构造的控制。多呈不规则状、似层状、凸镜状、脉状、巢状等。规模大小不一，由直径仅数米的小矿体，至长数公里、延伸达千米以上巨大矿体。但一般为中小规模。物质成分极为复杂，主要由金属氧化物、硫化物和一组特殊的矽卡岩矿物组成。金属氧化物：主要有磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿，次有黑镁铁锰矿、红锌矿、黑锰矿等。金属硫化物：黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿等。矿石的物质成分接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矽卡岩矿物：按成分不同分为钙矽卡岩矿物和镁矽卡岩矿物两类。接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矿物组成钙矽卡岩镁矽卡岩硅酸盐辉石(透辉石−钙铁辉石)、石榴石(钙铝−钙铁石榴石)、硅灰石、方柱石镁橄榄石、透辉石−次透辉石含水硅酸盐角闪石、符山石、绿帘石、绿泥石、阳起石硅镁石、金云母、透闪石、蛇纹石、韭角闪石硼酸盐硼镁铁矿、硼镁石氧化物磁铁矿、赤铁矿、锡石、石英磁铁矿、赤铁矿、尖晶石、水镁石、锡石、石英硫化物黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、毒砂黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿其他方解石、萤石、重晶石、白钨矿方解石、菱镁矿、菱镁铁矿接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矿石结构和构造矿石结构：多为粗粒结构矿石构造：块状、浸染状、条带状、晶洞状、团块状等矿床的分带性矿床常具分带性，由侵入体内向外依次出现：蚀变岩体→内矽卡岩→外矽卡岩→蚀变灰岩→灰岩是一种具重要工业意义的矿床类型—主要矿产有：铁、铜、铅、锌、钨、锡、钼、钴、金、石墨、刚玉、砷、铍、硼、石棉、压电石英、金云母和石榴石等—矽卡岩矿床在世界矿产储量中所占的比重：接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矽卡岩矿床的工业意义富铁矿：25％钨矿：50％铅锌矿：25％—我国是世界上矽卡岩矿床最发育的国家之一，是我国富铁、富铜矿和钨锡矿的主要矿床类型接触交代矿床1.概念、特点及工业意义矽卡岩型Cu矿：16.4％(总开采量的第一位，41.2%)矽卡岩型Fe矿：11.2％（富矿总储量占第一位）矽卡岩型W矿：60.6％矽卡岩型Sn矿：69.6％矽卡岩型Bi矿：87.6％矽卡岩型Mo矿：22.7％矽卡岩型Pb−Zn矿：18.3％矽卡岩型Au矿（包括伴生金）：20％2.形成条件接触交代矿床1.大地构造条件大幅度的沉降中酸性侵入岩厚的碳酸盐岩建造频繁的构造岩浆活动＋2.形成条件接触交代矿床显生宙的造山带构造体系是矽卡岩矿床形成的有利大地构造环境。矿床主要产于洋−陆俯冲造山带、陆−陆碰撞造山带、大陆边缘坳陷带及大陆内部裂谷环境，特别在地球演化晚期的中-新生代，矽卡岩型矿床较为发育。岩浆演化过程分异出含矿溶液，是形成矽卡岩矿床的先决条件2.形成条件接触交代矿床2.岩浆岩条件岩性—主要为中酸性岩浆岩，按岩性分为两个系列钙碱性系列：花岗岩、斜长花岗岩、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—与成矿关系密切的主要是钙碱性系列的中酸性侵入岩—不同的矿种往往表现出明显的成矿专属性：Fe、Cu、Au：闪长岩、花岗闪长岩、二长岩Pb、Zn：花岗闪长岩、花岗岩W、Sn、Mo：花岗岩2.形成条件接触交代矿床侵入深度—中深至浅成（14.5km），中细粒至斑状结构—侵入体多为中小型规模，出露面积一般小于50km2，多为210km22.形成条件接触交代矿床岩体规模、形态—多呈岩株、岩瘤、岩钟、岩脉状等山东沂南Au-Cu-Fe矿—大多为中新生代，少数为古生代（我国东部主要为燕山期，西部主要为海西期）侵入体时代3.围岩条件2.形成条件接触交代矿床—与成矿关系密切主要是各类碳酸盐岩类地层：石灰岩（大理岩）、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩、泥灰岩、钙质页岩等；其次是火山岩（安山岩、英安岩和凝灰岩等）—我国矽卡岩型铜矿床中，围岩属碳酸盐类岩石的矿床占95％—碳酸盐岩与火山岩、页岩互层时对成矿较有利2.形成条件接触交代矿床山东沂南金铜铁矿床剖面图2.形成条件接触交代矿床—围岩的物理性质（节理、裂隙、孔隙率、渗透率等）对矿化富集和矿体形态、产状有重要影响决定了成矿流体在围岩中扩散、渗滤的速度及流量，控制围岩与热液间反应的表面积机械性质决定了围岩在外力作用下发生形变的方式（断裂、裂隙或层间破碎带）及规模—围岩的化学成分控制了矽卡岩的成分和矿物组合（钙矽卡岩镁矽卡岩）4.地质构造条件构造控制含矿溶液的通道，也为成矿提供有利的空间2.形成条件接触交代矿床侵入体与围岩的接触带构造大陆围岩层理、层间破碎带及构造裂隙褶皱构造捕虏体构造矽卡岩矿床绝大部分受接触带构造控制，其形态极为复杂，有平直的、波状的、港湾状的、锯齿状的等等按接触带性质：简单接触带、混染接触带、构造叠加接触带、多次侵入接触带、热液蚀变接触带等按接触面与围岩层理关系：整合接触、不整合接触按接触面与上下地层关系：平盖接触、超覆接触2.形成条件接触交代矿床侵入体与围岩的接触带构造侵入接触的几种基本形式简单接触带混染接触带构造叠加接触带多次侵入接触带热液蚀变接触带2.形成条件接触交代矿床2.形成条件接触交代矿床构造条件(1)接触带构造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2.形成条件接触交代矿床构造条件(1)接触带构造不整合接触的矽卡岩型矿床剖面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2.形成条件接触交代矿床接触带向岩体的内凹部位有利于成矿2.形成条件接触交代矿床接触带被断裂交错部位有利于成矿2.形成条件接触交代矿床接触面与围岩层理的关系整合接触不整合接触2.形成条件接触交代矿床接触面与上下地层的关系平盖接触超覆接触围岩层理、层间破碎带及构造裂隙不同岩性岩层之间的层间剥离、层间破碎带及构造裂隙，对矽卡岩矿体具重要控制意义，往往形成多层矿体2.形成条件接触交代矿床层间破碎带控矿2.形成条件接触交代矿床泥质灰岩，厚层灰岩及豹皮灰岩。黑灰色中厚层状燧石结核白云岩夹泥质灰岩。灰黄色中薄层泥质白云岩，层状细晶白云岩，底部为竹叶状白云岩。灰黄色中厚层糖粒白云岩，局部夹灰岩透镜体。灰色薄层灰岩、竹叶状灰岩、鲕状灰岩、生物碎屑灰岩。赋存有第六含矿层（601矿体）。灰黄色薄层状、疙瘩状灰岩，夹黄绿色页岩。赋存有第五含矿层（501、502矿体）。浅灰色中厚层鲕状灰岩、含藻灰岩、生物碎屑灰岩、云斑状灰岩。赋存有第四含矿层（401矿体）。黄绿色页岩夹薄状层或透镜状灰岩。厚～巨厚层状鲕状灰岩、竹叶状灰岩、云斑状灰岩夹生物碎屑灰岩。灰岩夹泥质砂岩及鲕状灰岩和白云质灰岩。赋存有第三含矿层（301、302、303矿体）暗紫色页岩、粉砂质页岩夹薄层灰岩、鲕状灰岩钙质长石石英砂岩、泥质细砂岩、泥质粉砂岩顶底部为砂质灰岩。黄绿色页岩与薄层灰岩互层。浅灰色薄层泥晶灰岩、鲕状灰岩、砂屑灰岩。灰色薄屑泥晶灰岩、纹层状灰岩、砂屑灰岩、含藻灰岩。赋存有第二含矿层（201、202、203矿体）暗紫色粉砂质页岩、泥质粉砂岩夹薄状层或透镜状灰岩、浅灰黄泥灰岩、灰色白云岩底部为浅灰黄色中粒长石石英砂岩含粒砂岩（砾石为灰岩碎块）中上部为紫红色钙质泥岩、页岩夹细砂及薄状灰岩。赋存有第一含矿层（101、102矿体）灰白色中－细粒砂岩、含砾砂岩（砾石为灰岩碎块）中上部为灰黄、灰紫红色页岩夹薄状灰岩。其中上部赋存有一含矿层（Ⅱ矿体），与新太古代地层的不整合面赋存有Ⅰ矿体斜长角闪岩