矿床考题~气水热液矿床

1、气水热液矿床热液充填作用和热液交代作用形成的矿床有哪些主要区别热液充填作用形成的矿床：1矿体一般为脉状或囊状，与围岩界线清楚；2矿石具有一些特殊的构造，如梳状构造、 晶簇构造、对称条状构造、角砾构造、同心圆状构造；3矿物常具有生长环带构造；4矿体具单项生长发育的特点， 即脉体的矿物晶体往往只在一端发育完整，其发育的结晶面指向供应溶液的方向热液交代作用形成的矿床：1矿体形态一般不规则，与围岩界线不清，呈渐变过渡；2矿体中常含有未被交代的围 岩残余，残余体往往仍保留原岩的构造方向；3矿体或矿石中可保留被交代岩石的构造和结构；4交代作用形成的 矿物晶体，各自方向的生长均匀，因而一般晶型完好；5矿石具

2、有特征的各种交代成因的构造。如何通过野外地质观察大致确定热液矿床的形成温度矿物共生组合一高温组合（300C）：磁铁矿、赤铁矿、磁黄铁矿、锡石、黑钨矿、辉铋矿、辉钼矿、黄玉、石榴石、金云母 一中温组合（300 200C）：黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、重晶石一低温组合（200C）：辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、辉银矿、自然银、银的硫盐、金和银的碲化物和硒化物、玉 髓、蛋白石、冰长石近矿围岩蚀变高温蚀变：矽卡岩化、电气石化、云英岩化一中温蚀变：绢云母化、黄铁绢云岩化、绿泥石化、蛇纹石化、石英化低温蚀变：高岭土化、明矶石化、碳酸盐化、玉髓化矿体的形态高温热液性质较活跃，能沿围岩的微裂隙贯入，形成的矿体

3、往往呈复杂的脉状、网脉状中低温热液性质较不活跃，主要在开口裂隙中活动，形成的矿体一般为规则的脉状和透镜状矿石的结构和构造中高温热液形成的矿石常见粗粒结构和块状构造低温热液形成的矿石多为细粒结构，晶洞状、角砾状、胶状构造较发育 利用流体包裹体研究成矿温度的原理和基本方法。流体包裹体是指矿物结晶生长过程中被捕获在矿物晶体缺陷、空穴、晶格空位、位错及微裂隙中的成岩成矿流体均一法：在室温下从显微镜中看到的包裹体中的气相和液相，是单相热液随主矿物冷缩结果所产生的气泡。如 果用实验法对包裹体加热到某一温度时，包裹体课恢复到形成时的均一相。这时的温度叫均一温度。爆裂法：主要用于不透明矿物的测温。其简单的原理

4、是圈闭在主矿物中的包裹，当加热到一定温度时，包裹体 内部压力增大到超过包裹体腔璧所能承受的压力时，包裹体就会破裂并发出响声，此时测得的温度即为爆裂温度。 实际上，所谓爆裂温度系专指样品在测试中，开始连续、大量爆裂时的温度，一般认为是成矿时温度的上限。C.稳定同位素测温法依据同位素交换反映的分馏理论认为，某一元素的同位素在共存的几个相之间，其分布是不相等的，它们是同位素 热动力性质的一个函数。如何确定矿物的生成顺序矿物生成顺序是指在同一矿化阶段中，各种矿物结晶的先后顺序。（一）先后生成的标志1、交代溶蚀结构交代溶蚀作用所形成的各种矿石结构，是确定矿物先后生成的可靠证据，即被交代的矿物先生成，交代

5、者后生成。 后生成的矿物往往呈尖楔状或细脉状，指向或穿插早生成的矿物，主要判断标志：（1）浸蚀结构（包括星状结构）和交错结构被交代呈港湾状或被交错细脉穿插的或被星状交代的矿物，必形成在 前，造成上述形状并取而代之者，则生成于后。（2）交代残余结构和似文像结构被交代的矿物在交代矿物中，呈无明显棱角的孤岛状或“文像”状者，也可确定矿物生成的先后次序，被交代的矿物先于交代者。（3）骸晶结构具原晶形之残骸者，生成在先，交代者生成于后。但特别注意勿与交代不完全的代晶（交代成因的 自形、半自形晶结构）相混，因代晶有时也呈似骸晶状者，然而他们是后生成的。（4）交代格状、网状结构构成格状或网状者为后生成的，呈

6、大片出露的主体一被交代矿物生成在先。（5）假象结构先生成的矿物晶粒，完全被后生成的矿物所交代，但仍保留先生成矿物的晶形。其先后关系往往可 从假象颗粒中残留极少量的被交代矿物的残留体或相邻的同种被交代矿物晶粒中的交代残余结构加以判断。2、他形填隙结构海绵陨铁及其他填隙结构中，被填隙的矿物生成在先，填隙者生成于后。3、充填成因的矿石构造充填作用形成的各种构造，如晶洞状、梳状、环状和条带状构造等，通常可用来确定矿物生成顺序。在梳状、晶洞 状及条带状构造里，靠近脉（洞）壁者生成在先；逐渐远离者（即愈近中间者），依次生成于后。而环状构造者， 则以最靠近角砾的内环矿物为先生成，愈向外环，则其生成时序愈晚。

7、（二）同时生成的标志1、固溶体分离结构构成固溶体分离结构的主、客矿物，都被视为同时生成的。2、共生边结构两种矿物的接触界线，无明显的凸出或凹入，而是呈光滑、平直或舒缓波状，并无交代溶蚀现象者，为共生边 结构。3、再结晶结构胶体或晶质物质再结晶形成的结构，如放射状结构与花岗变晶等结构中的矿物，均系同时发生。如何获得内生矿床的成矿温度？测定成矿温度的方法分为两类：直接测温法，是比较精确的一中手段，但其应用范围仅限于现代喷泉、火山口、熔浆以及矿坑和钻孔中。间接测温法，可分为：1、矿物测温法是利用矿物的某些特征来判断其生成时的温度，因为这些特征是在一定的温度条件下或在一个较窄的温度范围内形 成的。当这

8、类矿物在矿床中存在，特别是有几种同时存在时，可以较准确地判断概况床的形成温度范围。（1）矿物的熔点矿物的熔点可作为矿床形成温度的上限。矿物的熔点随压力的增加二增高，随挥发组分的存在大 大降低。（2）多形矿物的转变点（同质异象的转变点）当矿物中有杂质存在时，可明显地改变它们的转变温度。（3）固溶体分解温度固溶体分解温度可以座位矿物分解前，均一矿物相存在时的极限温度。（4）矿物的重结晶温度-确定矿物的形成温度（5）共结温度（对应于一定组分的）（6）矿物的某些物理性质的变化当温度改变是，矿物的某些物理性质发生显著的变化。（7）矿物组合一指示矿物形成的温度（8）热发光效应矿物的热发光效应可用来确定成矿

9、作用的温度。其方法是对比天然条件下矿物被加热到不同程度 时的热发光曲线。（9）用人工合成法制造矿物并测定其形成温度（参考数据）（10）矿物晶体的习性、结构、双晶和连生的规律气水热液在成矿中的作用表现在哪些方面几乎在各类成矿作用中都广泛存在。热液将深部的矿质和分散在岩石中的成矿元素萃取出来，形成含矿热液，并运移到适当的环境中通过充填、 交代等方式，把矿质沉淀下来形成矿床。热液在运移和成矿过程中，与周围岩石相互作用，使围岩发生蚀变，蚀变的原生晕是重要的找矿标志。气水热液的来源有哪些？如何区分它们？气水热液的来源：1.岩浆热液:所有与岩浆作用有关的热液，包括：由岩浆液态不混溶作用分离出来的热液；岩浆

10、在结晶分异过程中分异出的热 液；岩浆冷凝后的残存热液。主要是硅酸盐熔浆在侵位后发生的冷凝分异作用过程中，所形成的“岩浆气水”。海水热液：海水沿海底的裂隙和断裂带下渗，在热能的影响下加热并从流经的围岩中萃取矿质，然后沿海底断裂、裂隙和火 山机构流回海中，通过与海水的相互作用形成各种热水沉积矿床。变质水（“花岗岩化热液”）：一各类岩石在变质作用过程中因脱水作用或去碳酸盐化（去挥发分作用）而释放出来的流体一变质水中矿质主要来自：原岩在变质过程中释放出来的；变质水渗滤过程中从围岩中萃取出来的；部分深 部物质的加入当地壳（即硅铝层）中的非花岗岩类岩石，如沉积岩，火山岩等，在变质作用过程中以及在花岗岩化和

11、再熔化作用 过程中会产生大量含矿热液，即“变质热液”。变质热液的同位素组成变化很大，受原岩成分的制约。但典型的区 域变质水的6 D变化范围为-20%。-65%。，6 18OH2O=5%o25%。地下热卤水（地下水热液）：地下水热液是大气降水沿着构造裂隙带下渗（可达10km以上）过程中，受地热梯度、岩浆烘烤、放射性元素衰 变等因素影响而加热而形成的。地下水在温度差、密度差、水压力差以及构造应力等因素的作用下发生循环，并在循环过程中通过与围岩的相互 作用而萃取矿质，成为含矿热液。又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶液。同生沉积溶液，又叫同生水/建造水（地层水）：是指在沉积物形成时一起被埋入在

12、沉积物中或在成岩过程中产生 的溶液，这些溶液在沉积物固结成岩之后或成岩期后的挤压作用而汇集在一起形成“囚水”，“封存水”，“建造水（地 层水）”。按照沉积背景的不同，又可分为海成溶液和陆成溶液。后生下渗溶液：指由地表大气降水和海水沿着岩石的裂隙或海底裂隙、间隙、孔洞等下渗到地壳不同的深度形成 的溶液。大气降水（或地表雨水）的同位素组成随海拔高度、纬度、温度的变化有规律地改变，一般说来，大气降水的同位 素组成6 D=-340%o+50%。，6 18OH2O=-44%。+10%。当大气降水进入地壳表层以后在渗流和环流作用中，受地热的影响以及岩浆和火山活动的影响，使得这些水加热升 温，以至其温度达到

13、300400 C，处于岩石的脆-韧性构造带的接触带，深约1215km。这时，水的密度小，岩石的渗透率减弱，地下水热液便不再向下渗透。于是向着上昂的方向，或沿着断层，向 着减温减压的方向循环流动。这种地下水热液在循环流动过程中，不断发生“水-岩反应”，从围岩，矿源层，甚至从已形成的矿床中溶解萃 取大量成矿物质以及盐类，形成含矿热卤水或含矿热液： 水f热水f热卤水f含矿热液（含矿热卤水）海水：海水也属于大气降水一大类，但海水中的化学组成显然与地表的大气降水不完全一样。海水的含盐水度约为 3.5WB%NaCl，海水沿着海底的深大断裂下渗到洋壳深处，形成环流热液。海水可以在海底岩石中下渗几公里，甚至十

14、几公里，然后变成上昂热液，在深部的环流过程中，可以与所途径 的岩石发生水岩反应，变成含矿热卤水，然后沿着海底断裂上升至海底，形成海底喷发和海底“烟囱”。近代海水 的6 D和6 18OH2O都近于0%或均为1%5% ）含SO42-，盐度3.5%。区分：A.宏观地质观察B.同位素地球化学C.流体包裹体气水热液的主要成分是什么？最主要组份：H2O基本组份：Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、Al、Si 等及 Cl-、SO42-、HCO3-、 F-等金属成矿元素：最主要为亲铜元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg等；其次为过渡性元素Fe、Co、 Ni； W、Mo、Be、TR、U、In、

15、Re等稀有、稀土和放射性等元素溶解的气体：H2S、CO2及HCl等 其它微量元素：Li、Rb、Cs、Br、I、Se、Te等主要成分对气水热液的影响：H2O :搬运矿质的介质，调节酸碱度S （H2S）:重要的金属络合剂，大量硫化物沉淀指示中低温条件02：控制氧化-还原反应C02 ：酸碱度的调节剂 NaCl :盐度 气水热液搬运成矿物质的可能方式有哪些:硫化物真溶液形式：绝大多数的金属硫化物在水溶液中的溶解度非常低，不可能实现大量的聚集而形成矿 床.：.卤化物真溶液形式：在高温气成热液阶段对矿质的搬运起一定作用（如W、Sn）；在中低温条件下，一般意 义不大易溶络合物形式（最主要的形式）：金属络合物

16、在水中的溶解度比简单化合物要大几百万倍，因此自然界的 金属元素主要呈络合物形式搬运。主要有两种络合物的搬运形式：即硫化物和硫氢化物络合物和氯化物络 合物的方式胶体溶液形式：许多金属硫化物在胶体溶液中的含量，比在真溶液中大一百万倍一热液矿床中发现有胶体构造矿石一在某些热液矿床形成末期的低温阶段，可能起一定作用气水热液中成矿物质的沉淀机制。温度和压力的降低pH值的变化氧化-还原反应不同成分和性质溶液的混合溶液与围岩的相互作用 气水热液运移的主要驱动力有哪些？运移的主要通道是什么驱动力：重力驱动：低温、高密度的冷水（比重大）下渗，高温、低密度的热水（比重小）上浮，构成对流循环系 统压力驱动：在压力差

17、的影响下，由高水动力势（hydrodynamic potential）区向低水动力势区流动压实驱动：沉积岩层的孔隙度通常随埋藏深度的增大而减小；由于孔隙度减小而释放出来的流体便向孔隙 度较高的地方流动构造应力驱动：在构造应力的驱动下，流体由高应力场区向低应力场区流动（如在活动造山带边缘盆地中， 由造山带向盆地中心迁移）通道：（1）原生孔隙：粒间间隙、层面空隙、晶洞等一绝对孔隙度 仲）：岩石全部孔隙体积之和（Vp）与岩石外表体积（V）的比值一有效孔隙度（e e）：岩石中相互连通的、流体在自然状态下可以自由流动的孔隙体积之和（Ve）与岩石 外表体积（V）的比值（2）次生裂隙：非构造裂隙、构造裂隙一

18、非构造裂隙：溶解裂隙、岩石体积膨胀产生的裂隙、矿物结晶和重结晶形成的裂隙、火山角砾空隙等一构造裂隙：断层、褶皱及与之相关的一系列裂隙，不整合面（对热液运移和成矿具有重要意义的主要是构造裂隙）研究矿床的围岩蚀变有什么意义理论意义：根据蚀变围岩在化学成分、矿物成分上的变化，可了解成矿时的物理化学条件、成矿热液的性 质及其变化、矿物沉淀原因、分布的规律等实际意义：是重要的找矿标志一围岩蚀变的分布范围远大于矿体的范围一特定的成矿作用常有特定的围岩蚀变伴随一蚀变分带模式（垂直、水平）可指示矿体的空间位置热液矿床中常见的围岩蚀变有哪些？:矽卡岩化：是由石榴石（钙铝榴石一钙铁榴石系列）、辉石（透辉石一钙铁辉

19、石）及其它一些钙、铁、镁的 铝硅酸盐所组成的岩石。常发生在中酸性侵入体与碳酸盐类岩石的接触带及附近；是中等深度条件下，经 气水热液的高温交代作用形成云英岩化：主要由中粗粒的石英和白云母组成的蚀变岩石，有时还含有锂云母、黄玉、电气石、萤石、绿 柱石以及黑钨矿、白钨矿、锡石、辉钼矿等金属矿物。是一种重要的高温气水热液蚀变产物，主要发生于 花岗岩类中，常与钾长石化、钠长石化密切共生钾长石化：是微斜长石化、天河石化、透长石化、正长石化（高温）和冰长石化（中低温）的统称。形成 的蚀变岩石：钾长岩、钠长钾长岩、石英钾长岩、黑云母钾长岩等。与多种类型矿床相关：如锂、铍、铌、 钽有关的蚀变花岗岩、钨锡的石英脉

20、型和矽卡岩型、斑岩型铜-钼矿床以及部分铅、锌、金、铀、稀土等钠长石化：可发生在广泛的的温度范围内，以中、基性火成岩中最为常见，与钾长石化、云英岩化一起统称为碱交代作用（alkali metasomatism）青磐岩化：一也称变安山岩化，指安山岩、玄武岩、英安岩、流纹岩及中酸性浅成侵入岩，在中低温热液 作用下，特别是在热液中二氧化碳、硫和水等作用下产生的一种蚀变；多发生于近地表或地表条件下一岩石呈暗绿、绿、褐绿等颜色，常保留原来火成岩特征，主要由绿泥石、碳酸盐、黄铁矿、绿帘石和钠长石 构成一有关矿产：斑岩铜铝矿床、热液黄铁矿矿床、脉状铜矿床、浅成热液金-银矿床绢云母化：典型的中低温热液蚀变，在中酸性火成岩中最易发生。实质是长石类铝硅酸盐矿物为绢云母交 代，其形成机理与云英岩化相似，仅形成的温度较低绿泥石化：是一种常见的中低温热液蚀变，原岩主要为中基性火成岩（如安山岩、闪长岩、玄武岩和辉长 岩），部分为酸性岩和泥质岩。主要