矿床学讲稿a矽卡岩

1、矿床地质学ORE DEPOSITS第二篇11. 岩浆矿床的两种成矿方式及其主要特点？2. 岩浆矿床的共同特点是什么？3. 伟晶岩矿床的带状构造特点。上节课复习2J4。气化-热液矿床一、气化-热液成矿作用 1 气化-热液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成矿意义 2 气液的物理化学特征 3 含矿气液的来源 4 气液中有用组分的搬运与沉淀 5 围岩蚀变（wallrock alteration） 6 气液矿床分类二、矽卡岩矿床 1 矽卡岩矿床的形成过程 2 矽卡岩矿床的成矿地质条件及主要特征第8章 内生矿床3J4。气化-热液矿床Pneumato Hydrothermal

2、 Deposit一、气化-热液成矿作用 1 气化-热液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成矿意义 2 气液的物理化学特征 （1）气液的成分 H2O CO2 H2S （2）气液的温度、压力和物态 3 含矿热液的来源 岩浆热液 magmatic hydrothermal fluid 地下水热液（大气降水）meteoric water 海水热液 sea water 变质热液 metamorphic hydrothermal fluid 4 气液中有用组分的搬运与沉淀 （1）成矿元素的搬运形式 （2）充填作用（filling）和交代作用（metasomatim） 5 围岩

3、蚀变（wallrock alteration） 6 气液矿床分类 （1）矽卡岩矿床 （2）热液矿床41 气化-热液（pneumato hydrothermal fluid）概念 气化-热液简称气液，是在一定深度(几至几十km)下形成的，具有一定温度(一般为50600)和一定压力(一般为n250MPa)的气态、液态和超临界流体。当气液含成矿物质时，就称为含矿气液(或称成矿气液、成矿热液)。 其成分以H2O为主，有时CO2占很大比例，常含有CH4、H2S、CO、SO2等挥发性气体成分和K+、Na+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、SO42-、HCO3-等离子成分。成矿溶液中还有W、Sn、Mo、A

4、u、Ag、Cu、Pb、Zn等多种成矿元素。53 含矿热液的来源1) 岩浆热液magmatic hydrothermal fluid： 岩浆在侵入和喷发过程中，随着温度和压力的下降，硅酸盐熔体不断地结晶，H2O等挥发分就从岩浆中分离出来，形成高温气液。一些成矿元素倾向富集于气液中，这种含矿气液在岩体边缘和围岩的裂隙中运移，当物理化学条件发生变化时，就可在有利的地段形成矿床。岩浆热液的形成岩浆热液与下渗地下水的混合的形成6长白山天池附近火山岩(右)附近的温泉热水含大量的S, 温泉水流经的地段沉淀黄褐色硫磺(下)72) 地下水热液meteoric water ： 从地表渗透到地下深处的大气降水，可在

5、地下环流中受热并与流经的岩石发生相互作用，溶解岩石中的有用成矿元素，运移至有利的地质环境中沉淀形成各种热液矿床。82) 地下水热液meteoric water （续）： 从地表渗透到地下深处的大气降水，在地下环流中溶解铜矿床岩石中的Cu，形成硫酸铜溶液带出地表成为硫酸铜溪流。西藏玉龙铜矿西藏厅宫铜矿93) 海水热液 sea water ： 在海洋扩张中心、火山岛弧、大陆边缘及海洋岛屿地区，下渗的海水可沿裂隙到达地壳深部受热形成环流。环流过程中也可萃取流经围岩中大量的成矿物质，然后通过断裂、火山口或海底扩张脊再流入海中，与海水作用形成热液矿床。10 现代深海钻探已积累了大量资料，证明海底正在进行

6、的热液成矿作用。20世纪90年代初在东太平洋海岭(南纬2131)水深2800m处发现走向南北，长11km的“黑烟囱”(Blacksmoker),即现代海底块状硫化物矿床。1985年在北纬26、西经45大西洋中脊水深25004000m处发现高温热液活动形成的“土丘”(高40m、直径250m)中心温度达366富金属流体。1997年在新西兰东北部采集到含金达23%的异常矿石，并在水下25km处发现直径37m的热液“喷口”。11124) 变质热液metamorphic hydrothermal fluid ： 由变质作用(包括一般区域变质、混合岩化和花岗岩化作用)而形成的含矿溶液，统称为变质热液会聚板

7、块边界可能产生的变质热液13陕南汉阴黄龙金矿, 由变质热液形成的石英脉透镜体14J4。气化-热液矿床Pneumato Hydrothermal Deposit一、气化-热液成矿作用 1 气化-热液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成矿意义 2 气液的物理化学特征 （1）气液的成分 H2O CO2 H2S （2）气液的温度、压力和物态 3 含矿热液的来源 岩浆热液 magmatic hydrothermal fluid 地下水热液（大气降水）meteoric water 海水热液 sea water 变质热液 metamorphic hydrothermal flu

8、id 4 气液中有用组分的搬运与沉淀 （1）成矿元素的搬运形式 （2）充填作用（filling）和交代作用（metasomatim） 5 围岩蚀变（wallrock alteration） 6 气液矿床分类 （1）矽卡岩矿床 （2）热液矿床154 气液中有用组分的搬运与沉淀（1）成矿元素的搬运形式 硫化物形式；卤化物形式； 络合物形式；胶体形式16（2) 充填作用和交代作用 1）充填作用 Filling： 气水溶液在化学性质不活泼的围岩中流动时，一般与围岩没有明显的化学反应和物质的相互交换，气水溶液中的有用组分是由于物理化学条件变化的影响，直接沉淀在围岩裂隙和空洞中，这种作用称充填作用。充填脉

9、的形成17晶洞中的充填作用，形成巨晶各种充填作用形成的裂隙脉充填作用形成的角砾状构造182) 交代作用 Metasomatism： 气水溶液在化学性质较活泼的围岩裂隙和孔隙中流动时，溶液与围岩中某些矿物起化学反应，并同时发生极细微状态下的溶解作用和沉淀作用，原有矿物逐渐被溶解掉而代之以新矿物。这种作用称交代作用，19黄铁矿呈蠕虫状交代残余，分布在方铅矿中交代作用特征205 围岩蚀变 Wallrock Alteration 气水溶液在沉淀成矿的同时，也与围岩发生交代反应，使围岩发生化学变化。这种现象叫作围岩蚀变，蚀变后的围岩叫作蚀变围岩。围岩蚀变的强度、范围决定于气水溶液组分、温度和围岩的性质。

10、气水溶液组分愈活泼、压力及温度越高，围岩的蚀变就越强烈；围岩的化学性质越活泼，蚀变就越彻底；围岩中裂隙越发育，越有利气水溶液的渗透，蚀变的范围就越广。围岩蚀变命名 蚀变后只产生某一种新矿物，则称化，如绢云母化、绿泥石化、石英化等； 产生两种以上的新矿物，则称岩化，如云英岩化、矽卡岩化等等。 用化学元素来命名，如硅化、钾化。21围岩蚀变现象,陕南汉阴黄龙金矿22常见的围岩蚀变类型23常见的围岩蚀变类型矽卡岩化（安徽铜陵铜官山铜矿）24常见的围岩蚀变类型石榴石透辉石矽卡岩化（内蒙白音诺铅锌矿）25常见的围岩蚀变类型硅化、绢英岩化、黄铁绢英岩化（内蒙赤峰红花沟金矿）钾化26常见的围岩蚀变类型绿泥石化

11、、青磐岩化（内蒙赤峰索虎沟金矿）27围岩蚀变显微镜下照片钾长石化绢云母化（弱）绢云母化（强）绢云母化（已成为绢云片岩）残留斜长石绢云母28围岩蚀变显微镜下照片（续）绿帘石化绿泥石化黄铁矿化碳酸盐化29矿化期和矿化阶段1) 矿化期代表一个较长的成矿作用过程，它是根据成矿体系物理化学条件的显著变化来确定的。如矽卡岩矿床一般分为矽卡岩成矿期和热液石英硫化物成矿期，两者成矿物理化学条件有明显的区别。2) 矿化阶段代表一个较短的成矿作用过程，表示一组或一组以上的矿物在相同或相似的地质或物理化学条件下形成的过程。矿化阶段与构造裂隙的阶段性发育和与此有关的热液间隙性活动有关，每个矿化阶段代表一次热液活动。早

12、阶段的矿物组合常被晚阶段的矿物组合穿插交代或包围胶结，据此可确定矿化阶段的先后关系。30右：磁铁矿（早阶段）中的黄铜矿短脉（晚阶段）湖北大冶铁矿左：方解石中的黄铜矿脉湖北大冶铁矿31J4。气化-热液矿床Pneumato Hydrothermal Deposit一、气化-热液成矿作用 1 气化-热液（pneumato hydrothermal fluid）概念及成矿意义 2 气液的物理化学特征 （1）气液的成分 H2O CO2 H2S （2）气液的温度、压力和物态 3 含矿热液的来源 岩浆热液 magmatic hydrothermal fluid 地下水热液（大气降水）meteoric wat

13、er 海水热液 sea water 变质热液 metamorphic hydrothermal fluid 4 气液中有用组分的搬运与沉淀 （1）成矿元素的搬运形式 （2）充填作用（filling）和交代作用（metasomatism） 5 围岩蚀变（wallrock alteration） 6 气液矿床分类 （1）矽卡岩矿床 （2）热液矿床325 气液矿床的分类 （1) 矽卡岩矿床：是产在中酸性侵入体和碳酸盐岩围岩接触带中，与矽卡岩化有成因联系的矿床，也叫接触交代矿床。这是在中等深度，含矿气水溶液中的有用组分以化学交代作用而形成的矿床。 （2） 热液矿床：是由各种成因的含矿气水溶液，在一定的

14、物理化学条件下，在有利的构造或围岩中，以充填或交代成矿方式所形成的矿床。它与矽卡岩矿床的主要区别是不伴生有矽卡岩化围岩蚀变，而且不一定产出于岩浆岩与碳酸盐岩石的接触带。根据成矿溶液的来源和成因，可划分为：岩浆热液矿床、地下水热液矿床和变质热液矿床。33二、矽卡岩矿床 Skarn Deposit 1 矽卡岩矿床的形成过程 （1）矽卡岩期 （2）石英硫化物期 2 矽卡岩矿床的成矿地质条件及主要特征 （1）岩浆岩条件（及成矿专属性） （2）围岩条件（碳酸盐岩特征） （3）地质构造条件3 矽卡岩矿床的主要类型及实例 （1）矽卡岩铁矿床湖北大冶铁（铜）矿床 （2）矽卡岩铜矿床安徽铜官山铜矿床 （3）矽卡

15、岩钼矿床辽宁杨家仗子钼矿床34小铜官山夕卡岩（磁铁矿层已采光）。安徽繁昌长龙山铁矿。35湖北黄石大冶铁矿NNESSW36二、矽卡岩矿床 Skarn Deposit 1 矽卡岩矿床的形成过程 （1）矽卡岩期 生成Ca、Fe、Mg硅酸盐矿物，铝硅酸盐矿物，无石英生成。 1）早期矽卡岩阶段（无水硅酸盐阶段） CaCO3+MgCO3+2SiO2=CaMgSiO32+CO2 透辉石3 CaCO3 + Fe2O3 +3SiO2 = Ca3Fe2 SiO43+3CO2 钙铁榴石 2）晚期矽卡岩阶段（含水硅酸盐阶段） 2CaCO3+5MgCO3 +8SiO2 +H2O = Ca2Mg5 Si8O22 (OH)

16、 2 +7CO2 透闪石 此阶段有磁铁矿形成 3）氧化物阶段 形成白钨矿、锡石、赤铁矿（镜铁矿）， 少量磁铁矿 SiO2MgOCaOSi,Fe,AlSKC37条带状夕卡岩（夕卡岩化大理岩）石榴石自形晶块状磁铁矿-赤铁矿安徽铜陵38（2）石英硫化物期 4）早期硫化物阶段（Fe-Cu硫化物阶段） 形成黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、辉钼矿、辉铋矿 5）晚期硫化物阶段（Pb-Zn硫化物阶段） 形成方铅矿、闪锌矿、黄铁矿，部分黄铜矿392 矽卡岩矿床的成矿地质条件及主要特征 （1）岩浆岩条件（及成矿专属性） 闪长岩Fe 石英闪长岩、花岗闪长岩Cu 花岗岩Mo、W、Sn、Pb、Zn （2）围岩条件（碳酸盐岩特征） 灰岩、白云质灰岩、白云