《新矿床学》第六章-2 低温热液矿床

第六章-2-低温热液矿床低温热液矿床在低温度（200℃～50℃），一般是浅成（成矿深度1.5公里—近地表，大多在几百米—地表，成矿压力小于1×107Pa，)条件下形成的热液矿床。主要矿产有Hg、Sb、As、Au、Ag、萤石等。低温热液矿床的特征矿体主要受各种断裂系统、角砾岩筒、层间破碎带等构造控制。矿体形态复杂多样，由充填作用形成的矿体主要呈各种脉状、透镜状和似层状等。由交代形成的矿体主要呈囊状、似层状和层状浸染体等。矿石组成矿石常由一系列的低温矿物组成金属矿物有辰砂、辉锑矿、雌黄，雄黄、自然金、自然银、自然铜、黝铜矿、黄铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、白铁矿等；非金属矿物有石英、冰长石、萤石、重晶石、明矾石、高岭石、沸石以及碳酸盐类矿物等；矿石结构构造矿石一般具细粒结构、胶状结构等，矿石构造包括脉状、条带状、浸染状、角砾状、皮壳状、梳状、环状及晶洞构造等。脉状方铅矿石角砾状闪锌矿石胶状构造围岩蚀变高岭土化、明矾石化、硅化、绢云母化、青磐岩化、碳酸盐化、重晶石化、石膏化等。低温热液矿床据研究，低温热液矿床的热液来源比较复杂，不完全是与岩浆活动有关。近年来对碳、氢、氧、硫等稳定同位素地球化学的研究，表明携带成矿物质的热液主要来自循环的大气水热液。低温热液矿床的分类浅成低温热液型矿床卡林型金矿床密西西比河谷型铅锌矿床似层状汞、锑矿床浅成低温热液矿床浅成低温热液型矿床产于陆相火山岩系中或相邻岩石中，绝大多数情况下成矿温度小于150℃，极少情况下可达300℃，矿床的形成深度主要集中在地表到地下1km，个别情况下可达2km，成矿流体主要为大气降水与岩浆水的混合热液（多数以大气降水为主）的一类金、银（多金属）矿床。工业意义巴布亚新几内亚拉杜拉姆金矿床（金储量1300吨，低硫化型）波格尔金矿床(金560吨，低硫化型)斐济的恩派尔金矿床（金储量310吨，低硫化型），秘鲁雅那考查金-银矿床（金，1200吨，银，10850吨，高硫化型）阿根廷的费拉德洛金矿床（金400吨,银6700吨，高硫化型）日本的菱刈金矿床（金265吨，低硫化型）印度尼西亚的凯连金矿（金240吨，低硫化型）美国的科里普柯里可金矿床（金700吨，低硫化型）富铜-金-铋角砾岩含多金属硫化物玉髓脉巴布亚新几内亚凯连金矿床斐济米尼非金矿床含金-银石英脉中国主要浅成热液金矿床(Qiuetal.,2008)引自聂凤军中国主要浅成热液金矿床(Qiuetal.,2008)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（highsulphidation，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（lowsulphidation，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。成矿构造环境浅成低温热液型金矿床主要形成于板块俯冲带上盘大陆边缘及岛弧的岩浆弧和弧后张裂带，矿体一般受火山口或者破火山口构造控制。地质特征矿床类型低硫化型(LS)

(冰长石-绢云母)高硫化型(HS)

(酸性硫酸盐)矿石类型脉型为主,网脉状常见，浸染状和交代状矿石少见浸染状矿石为主，脉状矿石为辅,交代状矿石常见，网脉状矿石少见结构构造脉状,孔洞充填状(条带,胶状,晶簇状),角砾状围岩交代状,角砾状,脉状矿石矿物黄铁矿,银金矿,自然金,闪锌矿、方铅矿、毒砂黄铁矿,硫砷铜矿,黄铜矿,砷黝铜矿,铜蓝,自然金,碲化物脉石矿物石英,玉髓,方解石,冰长石,伊利石,碳酸盐石英,明矾石,重晶石,高岭石,叶腊石金属元素组合以Au,Ag,Zn,Pb

为主，Cu,Sb,As,Hg,Se为辅以Cu,Au,Ag,As为主，Pb,Hg,Sb,Te,Sn,Mo,Bi为辅成矿流体特征以大气降水为主，含岩浆挥发分S和C，pH值近中性，盐度小于3.5wt%NaCl

equi.以岩浆水为主，流体的pH值<2，盐度小于5wt%NaClequi.成矿时代浅成低温热液型金矿床的形成深度一般均小于1km，因此，在其形成后要长期保存下来，势必要求矿床所在的地壳非常稳定，剥蚀较浅，这样才能在漫长的地质演化历史中保存下来。由于地壳处于不断的运动当中，因此时代越老的浅成低温热液金矿床，其能够保存下来的数量就越少。高硫化型浅成低温热液矿床福建紫金山金铜矿床From:Google鉴定性特征蚀变高硅蚀变（多孔状石英/残留石英）–黄铁矿高级泥化蚀变（AA)：深成石英

–明矾石组合–黄铁矿矿石矿物硫砷铜矿–四方硫砷铜矿，深成铜蓝高硅蚀变Arribasetal.,2000经常是多孔状的，如果原岩有斑晶或角砾SummitvillePierinaSummitvilleMatrixalsochanged;finequartznow基质也已改变为极细粒石英From:Changzhaoshan

高级泥化蚀变的结构特征Originaltexturepreserved保留原岩结构Openspacefilling充填开放空间Vug-filling充填孔洞Quartz–alunite石英–明矾石Alunite明矾石Alunite明矾石Alunite明矾石From:Changzhaoshan高级泥化蚀变的结构特征Quartz石英Alunite明矾石Intergrowthofquartzandalunite石英和明矾石交生From:Changzhaoshan高级泥化蚀变的结构特征Breccia角砾状AluniteAlunite,pyrophyllite,diaspore,topaz明矾石，叶腊石，水铝石，黄玉Patchy–wormy(Gusano)斑杂状－蠕虫状Wormy蠕虫状From:Changzhaoshan高级泥化蚀变的结构特征Alunite明矾石Massivesilicic致密硅质Vein脉状Plumosealunitevein

羽状明矾石脉Quartz-alunite石英-明矾石Vein脉状From:Changzhaoshan矿床特征围岩主要是流纹英安岩、钙碱性安山岩、英安岩，偶见低硅流纹岩。在空间上与矿床共生的侵入岩是斑岩，这些斑岩、中酸性火山岩通常构成流纹-英安岩穹隆。Lepanto,PhilippinesColquijirca,Peruenargiteandpyrite硫砷铜矿和黄铁矿luzonite-cementedbreccia四方硫砷铜矿胶结角砾岩PuebloViejo,DominicanRepublicColloformandbrecciatedsphaleriteveins胶状和碎裂化的闪锌矿脉矿石矿物From:Changzhaoshan角砾状矿石最常见。胶结物为矿石矿物角砾强烈硅化Quartz–pyrophyllite–diaspore石英-叶腊石-水铝石Enargite-pyrite硫砷铜矿-黄铁矿Covellite-dominant铜蓝为主Covellite-dominant铜蓝为主矿石结构构造Zijinshan紫金山Tantahuatay,Peru秘鲁From:ChangzhaoshanBrecciaore角砾状矿石Enargite–luzonite–pyrite硫砷铜矿-四方硫砷铜矿-黄铁矿Silicicclast致密硅质角砾Enargite–luzonite–pyrite硫砷铜矿-四方硫砷铜矿-黄铁矿Lepanto,Philippines菲律宾From:ChangzhaoshanVeinVug-fillingDisseminated脉状孔洞充填浸染状Enargite-pyrite硫砷铜矿-黄铁矿Enargite硫砷铜矿Enargite硫砷铜矿矿石结构构造Tantahuatay,Peru秘鲁Tantahuatay,Peru秘鲁Yanacocha,Peru秘鲁围岩蚀变发育，是由酸性、氧化流体形成；核部为遭受强烈酸淋滤的残余多孔状硅核，它是主要的赋金岩石；其外为高级泥化带（主要由明矾石和高岭石组成、还有迪开石、叶蜡石等）；再向外为泥化带（伊利石化、蒙脱石，少量绢云母化）；最外带为青磐岩化。围岩蚀变浅成低温热液型矿床紫金山铜金矿田成矿模式（闽西地质大队）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—绢云母带低硫化型浅成低温热液矿床新疆阿西金矿工业意义巴布亚新几内亚里尔（Lihir）岛上的拉杜拉姆（Ladolam）金矿（>1300tAu）、波格尔（Porgera）金矿（560tAu）斐济的恩派尔（Emperor）金矿（310tAu），日本的菱刈金矿（265tAu）印度尼西亚的凯连（Kelian）金矿（240tAu）美国的科里普峰（CrippleCreek）金矿（700tAu）我国内蒙额仁陶勒盖银矿、吉林刺猬沟金矿等都属于这种类型。矿床特征强硅化矿体与脉状、网脉状矿体的过渡关系网脉状矿体与强硅化矿体之间的接触关系围岩是典型的钙碱性安山岩、英安岩、流纹英安岩或流纹岩。低硫化型浅成低温热液金矿的矿区内总存在流纹岩，尽管流纹岩作为含矿围岩目前还没有明确的成因意义，但人们仍注意到了流纹质火山作用与低硫化型贵金属矿床之间存在的密切空间关系。该类矿床的矿石形成于开放的充填空间内，矿体以脉状为主（石英脉），还有网脉状。矿石构造以脉状、网脉状构造为主，可见孔洞充填状（条带、胶状、晶簇状）和角砾状构造。矿石矿物主要有黄铁矿、银金矿、自然金、闪锌矿、方铅矿、毒砂等；氧化矿体中的黄铁矿脉中灰色硅质沿脉穿过黑色硅质岩脉脉石矿物有石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、碳酸盐等；围岩蚀变围岩蚀变发育，由近中性还原的热液形成，主要包括冰长石化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化、泥化和青磐岩化等。蚀变分带现象明显，在靠近矿脉壁的围岩中发育冰长石、硅化（石英和玉髓）和绿泥石化，向外为绢云母化、伊利石化，再向外为泥化蚀变矿物（高岭石和蒙脱石），最外带为青磐岩化。成矿流体成矿流体以大气降水为主，含有来自岩浆的挥发分S和C，属还原、近中性流体，盐度多小于3.5wt%NaCl。MVT型铅锌矿床美国中部密西西比河流域的层状铅、锌矿床是这类矿床的代表，密西西比河谷型铅、锌矿床因而得名。赤普铅锌矿似层状矿体工业意义矿床规模较大，常伴生同类型的黄铁矿矿床、沉积菱铁矿矿床、重晶石-萤石-闪锌矿矿床等。已知矿床如（广东）凡口、（广西）泗顶、（美）密苏里的Viburnum、田纳西的Mascott-Jefferson、（加拿大）RobbLake、（波兰）UpperSilesia。MVT矿床金属量（Pb+Zn）从几千吨到几百万吨不等，并且一般成群成带分布，密西西比河谷地区就有近400个矿床。矿石特征From:gsc.nrcan.gc.caFrom:中国MVT矿床分布示意图1—仁化凡口铅锌矿;2—会东大梁子铅锌矿;3—南京栖霞山铅锌矿;4—曲靖会泽铅锌矿;5—花垣李梅锌矿;6—环江北山铅锌硫铁矿;7—会理天宝山铅锌矿;8—临湘桃林铅锌矿;9—蒙自百牛厂银多金属矿白羊矿段;10—南丹芒场大山锡多金属矿;11—道县后江桥铁锰铅锌矿;12—沅陵董家河黄铁铅锌矿;13—巧家茂租铅锌矿;14—建水荒田铅锌矿;15—开原柴河铅锌矿;16—新邵白云铺铅锌矿;17—融安泗顶铅锌矿;18—砚山铅厂铅锌矿;19—会理小石房铅锌矿;20—阳新银山铅锌矿;21—南郑马元铅锌矿From:张长青地质构造背景有利的大地构造环境是稳定的大陆板块、大陆边缘拗拉古、裂谷。上扬子地块铅锌矿床和油气矿藏分布位置示意图（根据马力等2004年资料和中国地质调查局宜昌地调中心2008年资料修编）

含矿岩系为以浅海相碳酸岩盐为主，可夹有砂岩、页岩及砾岩的沉积建造。碳酸盐岩包括生物礁相、潮坪相灰岩、白云岩、礁角砾岩及崩塌角砾岩等。From:DavidLeach地质构造背景矿床形成于主岩成岩之后，矿区范围内一般不出露火成岩，少数矿区发现有火成岩，经证实也和成矿无关。矿体多为不规则状、似层状、凸镜状产于白云岩中，产出部位多为碎屑沉积盆地的边缘、沉积基底突起部位、砂岩尖灭部位、岩屑堆积层及其尖灭部位、生物礁、断裂扩容部位、不整合面及其附近的岩溶崩塌角砾岩；MetalineMVTDeposit,Washington,USAZiegetal,2000From:DavidLeach岩溶角砾岩：A-裂纹角砾岩；B-镶嵌角砾岩；C-坍塌角砾岩（破碎角砾岩）(J.C.Touray，1990；J.C.Samamma，1991)美国田纳西州Jefferson矿山MVT型铅锌矿床岩溶构造控矿（素描图）（ErnestL.Ohle1985年根据Crawfordetal.,1969资料修改）矿床成因成矿流体源自沉积建造水，成矿过程中演化为含矿热卤水，成矿温度50~150℃（<200℃），成矿溶液盐度（15-20）wt%NaCl（高的可达30%）。硫化物的δ34S为8.03‰~31.36‰，且一般认为矿床的硫主要来源于海相蒸发岩，如膏盐层。蒸发岩中的硫酸盐转变为MVT矿床中硫化物的还原态硫的机制可能是通过热化学还原作用实现的。近年来，多数人倾向于认为，这类矿床中的铅、锌矿化在沉积和成岩时已初步富集，后经地下热卤水对富含铅、锌的沉积层进行溶滤和搬运，在有利的地层和构造环境中充填、交代而成矿床。卡林型金矿床卡林型金矿床卡林型金矿床（Carlin-typegolddeposits）是20世纪60年代初期在美国西部内华达州的卡林镇被发现而得名的，是一种主要产于碳酸盐岩建造中的微细浸染型金矿床。该类型金矿床具有品位低、规模大、矿体与围岩界限不明显，金主要呈显微-次显微形式分散产出，普遍发育中低温热液矿物组合以及Au、As、Hg、Sb、Tl等微量元素组合。卡林型金矿床卡林型金矿床主要分布于美国内华达州和犹他州及中国的滇黔桂和川陕甘两个“金三角”内，在东南亚以及南美洲的秘鲁也有分布。卡林型金矿是金矿床的一个重要类型，在我国发现于80年代，已知矿床如（贵州）板其、丫它、（湖南）石峡、（宁夏）中卫、（四川）东北寨、拉尔玛等。矿石特征矿石金属矿物常见微粒自然金、黄铁矿、白铁矿、雄黄、雌黄、毒砂、辰砂、辉锑矿，还可见少量闪锌矿、方铅矿、黄铜矿。脉石矿物常见萤石、重晶石、石英、方解石、水云母、高岭石等。矿石结构构造主要是呈自形及半自形结构、交代结构，浸染状、角砾状构造。自然金呈极微细的颗粒分布于蚀变岩中，常被硫化物包裹或被炭质及水云母等矿物吸附。常见的围岩蚀变是硅化（似碧玉岩）、高岭土化、碳酸盐化、白铁矿化、毒砂化。成矿温度为180~245℃。卡林型金矿床地质构造背景金牙矿区地质图（据广西第二地质队）1-中三叠统河口组一段；2-中三叠统百逢组三段；3-中三叠统百逢组二段；4-中三叠统百逢组一段；5-下三叠统逻楼组；6-上二叠统；7-下二叠统茅口组；8-地层界线；9-断层；10-岩层产状；11-构造破碎带；12-金矿体及编号;13-公路有利成矿大地构造环境是大陆板块的盖层沉积区和岛弧（地槽褶皱带）晚期阶段沉积岩系发育区卡林型金矿床地质构造背景金牙矿区地质图（据广西第二地质队）1-中三叠统河口组一段；2-中三叠统百逢组三段；3-中三叠统百逢组二段；4-中三叠统百逢组一段；5-下三叠统逻楼组；6-上二叠统；7-下二叠统茅口组；8-地层界线；9-断层；10-岩层产状；11-构造破碎带；12-金矿体及编号;13-公路含矿岩系为含炭质或泥质的条带状或角砾状的不纯碳酸盐岩、含炭质粉砂岩、泥质岩及凝灰岩等，显示其形成于相对缺氧的环境。卡林型金矿床地质构造背景金牙矿区地质图（据广西第二地质队）1-中三叠统河口组一段；2-中三叠统百逢组三段；3-中三叠统百逢组二段；4-中三叠统百逢组一段；5-下三叠统逻楼组；6-上二叠统；7-下二叠统茅口组；8-地层界线；9-断层；10-岩层产状；11-构造破碎带；12-金矿体及编号;13-公路矿床形成于较浅的部位，与地下热卤水有关，成矿温度一般属中、低温。控矿构造构造是重要的控矿因素，对金矿化的控制作用甚至强于地层。构造控矿作用在不同的矿区有不同的表现。我国黔西南卡林型金矿床主要形成于压性或压扭性断裂带、区域不整合面和假整合面、两套差别较大的岩性接触面，层间虚脱和张裂部位是金矿体赋存的重要部位。金牙矿区第3勘探线矿体形态特征图