火山热液矿床

资源地质学-杨振中国地质大学资源学院第七章火山成因矿床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。火山成因矿床的概念及工业意义火山成因矿床形成的地质条件各类火山成因矿床的特点及实例火山成因矿床资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山成因矿床分类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。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山岩浆矿床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）资源地质学-杨振中国地质大学资源学院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、锡铍矿床资源地质学-杨振中国地质大学资源学院岩浆喷溢矿床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。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院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资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山熔离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）资源地质学-杨振中国地质大学资源学院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。火山气液矿床特征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。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山气液矿床分类★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。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院陆相火山-喷气矿床在大陆环境中，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。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院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；资源地质学-杨振中国地质大学资源学院陆相火山—热液矿床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。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院矿床特点形成环境主要产于喷出岩（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…矿石组成中—低温矿物为主，Cu、Pb、Zn、Fe硫化物，Au、Ag碲或硒化物，萤石、重晶石、石膏、沸石、明矾石、叶腊石、高岭石。形成深度浅表部位，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。工业意义金（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。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院陆相次火山—热液矿床与陆相次火山岩有成因联系的热液矿床。在火山活动的晚期或间歇期，常伴随有浅成—超浅成次火山岩的侵入活动，它们大多产于火山机构的各种断裂裂隙中，与相应的火山岩密切共生（具有同区、同期、同源关系）。在次火山岩冷凝结晶过程中，岩浆强烈的蒸馏作用所产生的含矿气水热液，可以交代母岩体，也可从沉积岩中萃取部分矿质，通过交代、充填作用使有用组分聚集成矿。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院矿床特点（1）与矿床有成因及时空关系的次火山岩有闪长玢岩、安山玢岩、花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩等中性，中酸性浅成、超浅成侵入体。含矿热液主要来源于次火山岩体冷凝结晶过程中挥发组分的气化和蒸馏作用。（2）矿体常产于次火山岩中，或次火山岩与围岩的接触带上，以及附近的喷出岩、火山碎屑岩，甚至邻近的沉积岩和变质岩中。（3）矿床形成深度一般0.5～2Km，比火山热液矿床形成的深度要大。成矿主要以-高中温（500～200℃）热液期为主。（4）在浅成、超浅成条件下，围岩压力较低，致使高温高压的挥发份自熔浆中强烈析出，大量聚集在次火山岩顶部，形成较高的蒸气压力而能爆破围岩，形成隐爆角砾岩，放射状环状裂隙、冷凝收缩裂隙系统等，矿体形状十分复杂，常构成环状、板状、脉状、管状、似层状、条带状。（5）矿物共生组合及矿石结构构造复杂，不仅具有高温条件下形成的粗晶伟晶结构，也有较低温条件下形成的细粒微晶结构，既有块状、浸染状构造、也有在低温条件下以充填方式为主的角砾状、晶洞、晶簇状、及胶状构造。（6）围岩蚀变强烈，且通常具有分带性资源地质学-杨振中国地质大学资源学院矿床类型斑岩型矿床•包括中酸性及酸性次火山岩有关的斑岩型铜矿床、斑岩型铜钼矿床、斑岩型金矿床、斑岩型钨矿床、斑岩型锡矿床、斑岩型铅锌矿床等；玢岩型矿床•与中性、中-基性次火山岩（安山玢岩、闪长玢岩、玄武-安山玢岩）有关的玢岩型铁矿床。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院斑岩型矿床指矿化在时间上、空间上与中性—酸性斑岩体有关，成因上与火山—侵入活动有一定内在联系，具有一定的蚀变和矿化分带性，矿石呈细脉浸染状的热液矿床。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院斑岩型铜矿的特征矿床常成群、成带分布，规模巨大。矿床埋藏深度浅，适合于大规模、机械化的露天开采。矿石品位较低（Cu一般为0.4−1%），但矿化分布均匀，矿石工艺性能稳定，可选性好。矿石中常伴生有多种有用组份可供综合利用，除Cu、Mo、Au、W、Sn、Pb、Zn外，尚可综合回收Ag、Re、Co、S、Se、Te等元素。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院斑岩型矿床的时间分布时间上集中分布于新生代（~60％），其次是中生代（~35％）。世界超大型斑岩铜矿(Cu储量500万t)时代分布时代矿床个数Cu金属储量（万t)百分比(%)第三纪202611857.7第三纪~白垩纪4882519.5白垩纪4460610.2侏罗纪~三叠纪331927.1二叠纪~石炭纪217904.0中元古代16551.5资源地质学-杨振中国地质大学资源学院斑岩型矿床形成的大地构造背景斑岩型矿床主要产于汇聚板块的边界，包括大洋板片俯冲产生的岛弧和陆缘弧环境（滨太平洋带），以及陆−陆碰撞造山（特提斯−喜马拉雅带，中亚−蒙古带）环境。如下例所示：1、岛弧环境的斑岩型矿床：主要环绕西太平洋广泛分布（印尼、菲律宾、巴布亚新几内亚、澳大利亚等国）2、陆缘弧环境的斑岩型矿床：广泛分布于太平洋东海岸，经典成矿省包括安第斯中部（智利、阿根廷、秘鲁）和美国西部3、碰撞造山环境的斑岩型矿床：主要分布于特提斯−喜马拉雅带（西起西班牙，经克罗地亚、罗马尼亚、保加利亚、土耳其、亚美尼亚、伊朗、巴基斯坦，东到中国西藏和缅甸等地）和中亚−蒙古带（西起乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦，经中国新疆甘肃和内蒙，东到黑龙江）资源地质学-杨振中国地质大学资源学院岩浆岩在时间上、空间上和成因上均与斑状结构的中酸性浅成−超浅成侵入体有关，如花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、二长斑岩、石英斑岩、粗安斑岩、英安斑岩等，它们常与玄武岩−安山岩−英安岩−流纹岩等钙碱性系列喷出岩有联系。—含矿斑岩体的形态多为岩株、岩筒或岩钟状，矿化集中在斑岩体上部或顶部的内外接触带中，出露面积一般较小（多1km2）。控岩控矿构造含矿斑岩体和矿床受受区域性断裂构造控制，尤其是两组断裂的交汇处。—矿体受岩体和围岩中的微裂隙控制（原生裂隙、层间裂隙、片理等）—角砾岩体（筒）在一些斑岩型矿床中起重要控矿作用资源地质学-杨振中国地质大学资源学院围岩岩性含矿斑岩体的围岩岩性多样，造成矿化类型的多样性致密的硅铝质岩石：可作为岩体顶盖的隔挡层，有利于矿液在岩体内部和接触带成矿活泼的碳酸盐岩：易于交代形成品位较富的脉状或似层状矿体，或在接触带附近形成矽卡岩矿体斑岩型矿床常与脉状或矽卡岩矿床伴生资源地质学-杨振中国地质大学资源学院围岩蚀变及分带十分发育，范围可达数百米至数千米，并具明显的、规律的水平和垂直分带，由岩体中心向外：围岩蚀变及分带钾化带（potassiczone）→石英−绢云母化带（绢英岩化带、似千枚岩化带，phylliczone）→泥化带（粘土化带，argilliczone）→青磐岩化带（prophyliticzone）矿化主要与钾化带和石英−绢云母化带关系密切。由钾化带→石英绢云母化带，硫化物总量增