《矿床学》课件第七章火山成因矿床【中国地质大学(武汉)】

1、中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology第七章第七章 火山成因矿床火山成因矿床 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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit g

2、eology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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology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

3、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology2、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

4、（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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 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

5、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology3、火山熔离矿床主要是指产于超基性-基性火山

6、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology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ma

7、fic，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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology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，

8、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology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

9、-热液矿床。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology（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）结晶（凝华作用）；或者不同气体之间的相互反应相互反应。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

10、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology2、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6001100；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、

11、萤石CaF2、硼酸盐等；中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 1、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）China University of Geosciences矿

12、床学Ore deposit geology2、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200400米。成

13、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology3、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

14、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology（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=101，金银型矿石Au/Ag=1

15、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology（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

16、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（high sulphidation，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（low sulphidation，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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology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

17、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）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology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中国地质大学（武汉）Ch

18、ina University of Geosciences矿床学Ore deposit geology中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology紫金山铜金矿田成矿模式（闽西地质大队） 紫金山铜金矿床是浅成低温热液型矿床的代表，成矿与燕山期火山岩浆活动有关，喷出相是安山岩英安质熔岩，次火山岩是英安斑岩，浅成相花岗闪长斑岩。发育一套明矾石、地开石组成的高级泥质蚀变。上部浅成低温热液型矿中部中低温热液型矿下部斑岩型矿蚀变上部石英明矾石地开石带中部石英地开石绢云母带下部石英绢云母带中国地质大学（武汉）China Uni

19、versity of Geosciences矿床学Ore deposit geology 4、其他矿床类型（1）产于玄武岩中的Cu-沸石矿床，如美国苏必利尔湖，四川二叠纪玄武岩 中的自然Cu矿床；（2）玄武岩、安山岩中的汞锑矿床；（3）流纹岩中的萤石矿床，如浙江建德系火山岩中；（4）中酸性喷发岩中的明矾石矿床，如浙江平阳矾山；（5）与火山岩有关的Pb-Zn多金属矿床，如浙江黄岩。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology（三）陆相次火山热液矿床 1、概念与矿床特点与陆相次火山岩有成因联系的热液矿床称为陆相次火山

20、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。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology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。这些次火山岩常位于火山口或火山

21、口周围，为火山系统的浅成超浅成部分。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。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology（3）矿床形成深度一般0.52Km，比火山热液矿床形成的深度要大。成矿主要以-高中温（500200）热液期为主。（4）在浅成、超浅成条件下形成的，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，因

22、此往往形成隐爆角砾岩，放射状环状裂隙、冷凝收缩裂隙系统等，因而矿体形状十分复杂，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）围岩蚀变强烈中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology2、矿床类型重要的陆相次火山热液矿床有：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

23、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。 中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology3、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。矿化在时间上、空间上、成因上与斑岩有关，这些斑岩大多属次火山岩类，矿床形成于次火山环境中；具有一定的面型蚀变和矿化分带性；矿石呈细脉浸染状；矿床规模大、品位低。有重要意义的斑岩型矿床均出

24、现于活动大陆边缘、岛弧和板块内部的构造岩浆活动带内。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology斑岩铜矿porphyry copper deposit 在时间、空间及成因上与中酸性浅成-超浅成斑岩体有关的次火山热液铜矿床，又称“细脉浸染型铜矿床” 。 这类铜矿床是铜矿石的重要来源，也是一类最为重要的陆相次火山热液矿床。其特点的是矿品位低，矿量大，铜一般0.51%。目前，世界各国均在斑岩出露的地区注意寻找这类铜矿床。 这类铜矿约占世界铜储量的47%，占我国铜矿远景储量的1/3以上。 典型的实例有智利楚基卡马塔和布雷

25、登铜矿床，美国宾厄姆铜矿，我国江西德兴、城门山，西藏玉龙，黑龙江多宝山等。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology斑岩型铜矿床主要特点（1）地质构造环境：岛弧，特别是活动大陆边缘火山岩浆弧环境钙碱系列的安山岩带有利于斑岩型铜矿的形成。矿床多分布于不同大地构造单元过渡带相对隆起的一侧，一般为深-大断裂带及其上盘。（2）成矿岩体的特征：主要为花岗闪长岩、石英二长岩、二长花岗岩类，属钙碱系列；出露面积小（多1km2)，如我国与矿化有关的岩体出露面积小于1km2者占73%；岩体形状为岩株状、岩筒状。这些岩体系多期多阶

26、段侵入活动的产物。（3）含矿构造：岩体中的节理裂隙带、接触带、角砾岩体等。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology（4）矿化与围岩蚀变分带：从斑岩中心、接触带到围岩（自下而上）蚀变：核心带钾化带石英绢云母化带泥化带青盘岩化带矿化：钼（铜）矿化铜（钼）矿化铅锌矿化金矿化矿化类型：浸染状 细脉浸染状 细脉状 脉状 主要工业矿体位于钾化带外侧或石英-绢云母化带中。斑岩型铜（钼）矿床矿化及蚀变分带图中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geol

27、ogy（5）矿体的产状、形态受侵入体形态、接触带产状、角砾岩筒、成矿前构造裂隙带等因素控制。有柱状、筒状、环状、似层状、透镜状、脉状等。 （6）矿石以细脉浸染状构造为主（也有角砾状、块状等），主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿等。非金属矿物以石英、重晶石等为主。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology （7）成矿物理化学条件 钾长石、黑云母形成温度750300 ，主要为500300；石英-绢云母形成温度450200，泥质蚀变为300100；金属硫化物大多形成于3502

28、50。主成矿期温度为500250。 成矿压力多介于1.51081107Pa，属中深-浅成环境，矿体顶部浅，但延深较大。 （8）成矿物质来源 成矿流体的含盐度高（可达40-76%NaCl），主成矿期的热液以岩浆来源为主，晚期有大气水加入；成矿物质主要来自岩浆，但有的矿床成矿物质部分或主要来自围岩。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology+123161014548131016129117615( Cn M o)、 斑岩型铜（钼）矿床的成矿模式 基底岩石；火山岩；泥沙质岩；碳酸盐岩；泥质岩；深成岩基；浅成斑岩体；爆

29、破角砾岩筒；带黑点的范围表示斑岩型铜钼矿化；矽卡岩型矿化；钾化带底界；绢英岩化带底界；青盘盐化带底界；青盘盐化带顶界；上升岩浆流体；循环天水当岩浆侵位于地壳浅部时快速冷凝结晶而形成斑状中酸性次火山岩体。随后，深部岩浆房中析出的含矿流体迅速上升至次火山岩体的上部，并因减压沸腾形成细脉浸染状矿化或发生隐爆形成角砾岩筒。在有化学性质活泼的围岩时也可形成矽卡岩型矿化。岩浆和气液流体的上升可引发地下水的对流循环，使围岩中的矿质及硫活化和参与成矿。 中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 斑岩铜矿可按成矿地质环境进一步

30、分为：火山斑岩型（如太平山、铜矿峪）、浅成斑岩型（德兴、沙溪、玉龙）、与中深成侵入体有关的斑岩型（多宝山）。 在斑岩铜矿中，有的含钼高，并可综合利用，称为铜钼型（铜山口、城门山），有的含金高，称为铜金型（沙溪）。 斑岩铜矿常与矽卡岩矿床伴生，形成复合型矿床。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology玢岩铁矿(porphyrite iron deposit)在陆相安山质火山岩分布的地区，与

31、辉石闪长玢岩（次火山或火山侵入体）有成因及时、空联系的一组以铁为主的矿床，称为玢岩铁矿。此类矿床由一系列不同因的矿体构成，但主要与次火山热液活动有关，其中包括：（1）火山喷发间歇期形成的沉积型矿体；（2）火山热液充填型矿体；（3）次火山岩体上部的热液充填交代型矿体；（4）岩体顶部形成的高温伟晶交代-充填矿体；（5）岩体与火山岩和沉积岩接触带上形成的接触交代型矿体及矿浆贯入型矿体等。 玢岩铁矿的特征性矿物组合为磁铁矿-钠柱石-透辉石-磷灰石，磁铁矿-透辉石-阳起石-磷灰石，磁铁矿-石榴石- 透辉石-磷灰石等，矿石中含钒、钛、磷较高。蚀变分带明显，通常由次火山岩体向上、向外可分为以岩体边部钠长石化

32、为主的下部浅色蚀变带，接触带附近以方柱石化、透辉石化、石榴石化、绿帘石化、阳起石化为主的深色蚀变带，远离接触带火山岩中以硬石膏化、硅化、泥化、黄铁矿化、次生石英岩化为主的上部浅色蚀变带。深色蚀变带是工业矿体赋存的主要部位。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology12345678910111213123456788T3T3J K31-J1-2T1-2玢岩铁矿理想模式图玢岩铁矿理想模式图 1-青龙群石灰岩（T1-2）；2-黄马青组沙页岩（T3）；3-象山群砂岩（J1-2）；4-龙王山、大王山两旋回火山岩（J3/K

33、1）；5-辉长闪长玢岩；6-辉长闪长玢岩-辉长闪长岩；7-蚀变分界线；8-角砾岩化带及角砾状矿石；9-块状矿石；10-镜铁矿或磁铁矿脉；11-层状铁矿；12-黄铁矿化；13-浸染状磁铁矿化 - -龙旗山式；龙旗山式；- -竹园山式；竹园山式；- -龙虎山式；龙虎山式；- -梅山式；梅山式；- -凹山式；凹山式；- -陶村式；陶村式；- -向山式（黄向山式（黄铁矿）；铁矿）；- -姑山式、凤凰山式姑山式、凤凰山式 -下部浅色蚀变带；-中部深色蚀变带；-上部浅色蚀变带中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 1、

34、概述 在海底火山活动过程中所产生的射气和热液上升到达海底或临近海底的环境中，通过与海水或与海底沉积物相互作用，使有用物质沉淀富集所形成的矿床，称为海相火山次火山气液矿床。 矿质的沉淀富集都发生于水下的海底环境中，矿床的形成主要与海相火山喷发间歇期、或晚期的火山-次火山气液作用有关；围岩主要为火山岩，次火山岩及火山沉积岩，矿体与火山岩或火山沉积岩互层产出，沿水平方向矿层有时逐渐过渡为火山岩，沉积岩。 海相火山次火山热液矿床是一个重要的矿床类型，具有重要工业意义的矿床主要矿床有：块状硫化物矿床；流纹-安山岩建造中的菱铁矿矿床；基性-中性火山岩建造中的磁铁矿-赤铁矿矿床。（四）海相火山-次火山热液矿

35、床中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology2、块状硫化物矿床（1）概念块状硫化物矿床或火山成因块状硫化物矿床（volcanogenic massive sulfide deposit，简称VMS矿床）。也称为黄铁矿型矿床。这类矿床产于海相火山岩系中，矿石多为块状、网脉状，主要由Fe、Cu、Pb、Zn等的硫化物组成，常伴有Au、Ag、Co等多种有益组分以及重晶石、石膏和硬石膏等非金属矿。块状硫化物矿床中铜的工业意义仅次于斑岩铜矿，广泛分布于造山带的不同时代的海相火山岩系中。现代海底热液成矿作用仍在持续发生。目前

36、全球已发现海底热液活动区达130多处，主要分布于大洋中脊和裂谷盆地，海水深度较大（1km）。 北纬 21东太平洋，北纬1241间大西洋的热水排放场为1个/90km1个/25km。后者见于冲绳海槽、马里亚纳盆地等。 中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology北纬 21东太平洋中脊热液排放场素描图海底烟囱生长过程中，烟囱通道内的成矿热水与海底海水有限混合，引起热水对流和硫化物沉积。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology（2）成矿

37、构造环境扩张大洋中脊、岛弧、弧后盆地及大陆边缘裂陷带块状硫化物（VMS）矿床成矿环境与板块构造的关系中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 向下渗透的海水受到深部岩浆热能的影响，温度升高、化学活动性增强，不断从火山熔岩及火山碎屑岩中溶解成矿组分形成含矿热液。 这些含矿热液连同岩浆热液一起沿火山机构或其他构造上升。 由于上覆海水压力大，上升的成矿热液直至接近海底时才因减压卸载形成充填交代矿体及围岩蚀变。大量热液冲出海底与海水混合并迅速降温而沉积形成喷流沉积矿体。（3）成矿作用中国地质大学（武汉）China U

38、niversity of Geosciences矿床学Ore deposit geology（4）矿床特征一般都具有海底喷流-沉积和热液充填交代两种成因的矿体。海底喷流-沉积矿体，呈层状顺层产出，其下为火山熔岩及火山碎屑岩，可有强烈的蚀变；其上为（含铁）硅质岩、（重晶石岩）、（含炭）硅质页岩等，无蚀变或蚀变微弱。矿石多为块状、角砾状构造及层理构造。热液充填交代矿体位于沉积矿体之下，呈筒状、凸镜状穿层产出。围岩为火山熔岩及火山碎屑岩，蚀变强烈。矿石呈角砾状、浸染状及细脉浸染状构造，主要有用矿物为黄铁矿、黄铜矿。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床

39、学Ore deposit geology块状硫化物矿床剖面示意图中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology （5）矿床类型按成矿地质环境、矿床特征分类，主要类型是：塞浦路斯型：Cu； 黑矿型；Pb+Zn（+Cu）；除以上两类外，还有的学者分出：基瓦丁-里奥-廷托型：Cu+Zn；芒特-艾萨型：Cu+Pb+Zn。别子型：Cu-Zn诺兰达型；Zn-Cu中国地质大学（武汉）China Unive

40、rsity of Geosciences矿床学Ore deposit geologyA、 塞浦路斯型（Cyprus） 塞浦路斯型块状硫化物矿床： 矿床形成于洋中脊附近枕状熔岩上发育的海底热液喷流场，空间分布可能与枕状玄武岩中的高角度正断层有关。一般成矿场所有较大的海水深度。由于板块运动的结果，矿床最终分布于不同地质时期的板块缝合带上残留的蛇绿岩带。 含矿岩系属蛇绿岩套，矿床产在玄武质枕状熔岩中，通常不出现长英质火山岩，伴生的沉积岩不多，只有深水相岩石（含放射虫燧石岩）。 矿石主要矿物是黄铁矿，次为黄铜矿、闪锌矿，可见白铁矿、磁黄铁矿 。基本上不含铅，含金较高。 围岩蚀变主要是硅化、绿泥石化、绿

41、帘石化。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology矿床塞浦路斯块状硫化物矿床网脉带裂隙冲填硫化物矿化( Fe-Gu)Li massol For est Co Ni-矿豆荚状铬铁矿以蛇纹岩为容矿岩石的石棉岩石类型海相沉积岩赫土赫土上部枕状熔岩下部枕状熔岩基底熔岩辉绿岩（层状侵入杂岩）斜长花岗岩辉长岩超镁铁质岩特罗多斯蛇绿岩的地层柱状简图矿体可分为喷流-沉积成因和热液充填-交代成因两类。喷流-沉积成因的矿体呈凸镜状、似层状整合地产于两层枕状拉斑玄武岩之间或拉斑玄武岩顶部，其上常为有石英和针铁矿组成的赭石层（可见燧石

42、岩、千枚岩等），其下为蚀变枕状拉斑玄武岩。热液充填-交代成因的矿体呈筒状、漏斗状不整合地产于蚀变玄武岩中。 中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology青磬岩化和黄铁矿化熔岩热液流出的位置500m扩张方向海水块状黄铁矿网脉带塞浦路斯型块状硫化物矿床成矿模式图（据Adamides，1980）；图面垂直于扩张轴。 在扩张洋脊裂谷环境中玄武质岩浆活动频繁。洋底向下循环的海水接受了深部岩浆及熔岩的热能温度升高、化学活动性增强，并且不断溶解镁铁质熔岩中的铁、铜、硫等成矿物质而转变为成矿流体。当此种成矿流体沿平行洋脊轴的正断

43、层及转换断层上升到浅部时因减压卸载而形成网脉状、浸染状矿化和蚀变带。当其冲出海底时即产生海底热液喷流场形成块状硫化物矿体。 中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 成矿环境为弧后及弧间裂 谷环境，矿床与海底的钙碱系列火山岩有关，火山岩以长英质为主，富流纹岩（中酸及酸性英安质-流纹质火山岩），较多的碎屑岩（泥质岩夹层）。日本黑矿主要与中新世海底火山岩有关，分布于绿色凝灰岩区。特征矿物组合为黄铁矿+黄铜矿+方铅矿+闪锌矿。自下而上可分为： 细脉浸染状的硅矿：主要矿物是石英、黄铜矿、黄铁矿； 黄矿主要由块状的黄铁矿、黄铜矿构成。 黑矿主要矿物为方铅矿、闪锌矿、重晶石，具块状、角砾状的