矿床学火山有关矿床

矿床学第七章

火山成因矿床7.1概述7.1.1概念火山成因矿床系指与火山岩、次火山岩有成因联系的金属和非金属矿床。

次火山岩指：与火山在分布空间、形成时间、成因上相关的浅成－超浅成岩。其形成深度往往在几百米以内。由于形成深度小，常出现火山岩的某些特征，如气孔状构造、斑状结构、角砾状构造等。其中角砾状构造形成于地下发生的爆发作用，故称隐爆作用，角砾岩称隐爆角砾岩。以前我们介绍的矿床类型都是针对侵入岩而言，实际上火山活动同样伴随着岩浆及气液成矿作用。如火山岩（熔岩或火山凝灰岩）本身就是一种非金属矿产（如建筑材料），可以视为岩浆矿床。不少古火山凝灰岩中有似层状的贫铁矿。南太平洋的近代火山灰中央有断续分布的似层状的高铁层（由细粒赤铁矿一镜铁矿及火山灰组成），这说明金属组份同样可经过喷发时碎屑散落沉积成矿。智利拉科铁矿则是由矿浆经火山口直接喷出地表，形成大面积的熔岩状磁铁矿层。伴随火山活动的气液成矿作用也属于岩浆气液成矿的范畴，这就是火山气液成矿作用。根据对大陆火山活动的观察，有大量的热水、热气喷出。如北美洲的阿拉斯加万烟谷，每年可喷出HCl一百多万吨，HF二十多万吨；意大利维苏威火山每隔半年喷发一次，有一次在十天内就形成4.827km长、4.9144m宽的镜铁矿脉，火山口附近还有大量硫磺堆积。在水下（特别是海底），由于水介质的存在，火山物质（尤其是热水、热气）不容易飘散，通过水体的作用而成矿，形成火山沉积矿床或火山喷流矿床。总之，与火山有关的矿床主要包括：1．火山岩浆矿床――矿浆（晚期岩浆、熔离岩浆）喷溢、贯入成矿2．火山-次火山气液矿床――陆相、海相，火山、次火山3．火山沉积矿床――火山来源，沉积形成7.1.2火山成因矿床的特点火山成因矿床的主要特点如下：1）矿床位于同构造旋回的火山岩浆一构造活动带中。在矿区内或其附近有同期的火山岩、次火山岩或侵入体的分布。2）含矿介质比较复杂。有岩浆、喷气、热液及火山烤热的海水或湖水。3）矿床产生在地表（陆面、水下），或地下浅处（0~1.5km）。成矿温度可从1000ºC～50ºC。4）矿体受火山机构控制明显。5）矿石物质成分及结构构造复杂多样。主要类型：火山矿床类型多，分布广泛，矿产丰富，如Fe、Cu、Au、Ag、Pb、Zn、Mn、Mo、Ni、U、B、Li、Sn、W、Be、稀土、Nb（Ta）等金属矿产，还有黄铁矿、金刚石、明矾石、沸石、叶蜡石、石膏、重晶石、高岭土等非金属矿产，在国民经济中意义很大。7.2陆相次火山热液矿床――斑岩型铜矿床7.2.1概念的由来A.帕森斯，1933年提出斑岩型矿床的最初概念，特征是：矿床规模大，可供露天或地下大规模、低成本开采，铜矿物在矿体中分布均匀，可用连续法开采，存在对矿床成因起重要作用的斑岩侵入体或其同源岩石，次生富集形成辉铜矿富矿。概念的由来经过概念的演变，И.Г.帕夫洛娃1978年提出可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿10大特征。①具网状细脉浸染成矿特征；②主要金属矿物黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿，有些矿床中有斑铜矿、硫砷铜矿和伴生的非金属矿物石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等的成分稳定；③铜平均含量在原生矿石中比较低0.3%～0.8%，而在氧化矿中较高，达1～1.5%,钼在原生矿和氧化矿中分布都比较均匀，约0.005%～0.05%；④成矿岩体为中性成分为主的斑岩侵入体花岗闪长斑岩、石英二长斑岩，少量偏酸性（花岗斑岩、石英斑岩）和偏基性（闪长斑岩）；⑤矿化直接或间接发生在斑岩侵入体中或紧靠侵入体的外接触带围岩――火山岩、侵入岩和变质岩中；⑥矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地带，蚀变岩石为绢云母－石英质、黑云母－钾长石质、泥质以及青盘岩型交代岩；⑦矿物（元素）分带：Fe3+－Mo(Cu)－Cu(Mo)－Cu(Au)－Fe2+(Au)－Pb－Zn－(Au、Ag)黑云母、钾长石－绢云母、石英－蒙脱石、高岭石－青盘岩；⑧矿床储量巨大，成本低廉，并有露天采矿的可能性；⑨氧化造成覆盖较贫原生矿的次生硫化物富集带，导致富矿的形成；⑩斑岩型铜矿形成于地槽褶皱区的不同发育时期。概念的由来目前，斑岩铜矿的概念有所扩大，除了经典的斑岩铜矿外，还拓展到火山岩型斑岩铜矿和深成岩型斑岩铜矿。7.2.2斑岩铜矿床的意义经济意义很大

斑岩型铜矿为世界铜矿的最重要的工业类型，拥有储量占世界铜储量的55.3%，且多为大型超大型矿床。据统计，目前世界99个500万吨以上储量的超大型铜矿床中斑岩型有63个，占其总储量的63.1%，同时也是世界铜矿的主要开采对象，其产量占世界铜矿石产量的一半左右。

在北美科第勒拉造山带,斑岩型铜矿床约占各类铜矿总储量的80%,斑岩型金矿床约占各类金矿床总储量的60%,此外,从斑岩型铜金矿床回收的银约占全部银产量的30%。斑岩型铜金矿床在金属矿产资源开发利用过程中占有举足轻重的地位。在我国，斑岩型铜矿的探明储量占35.53％，居第一位，也是我国铜金属生产中最主要的开采对象。我国这类矿床主要有西藏玉龙、多霞松多、莽总,江西德兴,安徽沙溪,福建钟腾,黑龙江多宝山、八大关,吉林小西南岔,山西铜矿峪,甘肃公婆泉,河北小寺沟,江苏安基山,台湾奇美等。其中较为典型者有德兴、玉龙、多宝山、铜矿峪等斑岩型铜矿床。据《中在国国土韵资源报期(地矿杯版)》当200巾0年9心月19酬日头版朋报道得撒知,承略担国土嫁资源调凉查项目肝的新疆舌地调院任在新疆织东天山骄地区发繁现了土屋延东锹大型铜矿,这是我挥国继江西贸德兴、西哥藏玉龙之使后发现的践又一个资猜源量可望红超过10岂00万ｔ荡的超大型周铜矿带。据称该矿听的发现是膏20多年榆来我国找草铜工作中虽取得的最拣大突破,务该矿平均湾品位0.层5%～0广.7%,围并伴有金神、银、钼桃等贵金属弄。该矿床我的成因踏类型就妙是斑岩两型。初步勘查冬结果表明摸,东天山察铜矿田储磨量十分丰醋富,矿体瞒一般长8竞00～1渔400ｍ坐,宽50携～200细ｍ;经钻采探揭示的永最大厚度海达到38土0ｍ。矿柔田的矿物嫁类型比较欺单纯,铜单回收率可钻达92%昆以上;且展伴生有金柳、银、钼多,将有很温好的采冶疼效益。矿掀田位于哈议密西南8戒0ｋｍ,柔交通方便神,开发条斜件好。矿殿田以北5伶0ｋｍ为曾南湖煤矿肯,探明储怨量259扛亿ｔ,可局为铜矿提土供充足的宾能源;矿看田北部8闯0ｋｍ为田大南湖水肢库,可为被铜矿开发梁提供配套江水源。专耕家认为,速此铜矿田半开发的经考济效益与枯吐哈油田斩相当,将惩在天山东姑部带动一夜个中型重越工业城市吐的兴起。经济意缸义世界上业最著名师的大矿敬有：①智利舅安托法呈加斯塔饮省东北看部，丘基卡定马塔（Ch加uqu穴ica却mat隐a）斑锻岩型铜钼矿，铜湖储量583疫8万吨，品位0让.99～棒1.38已%。矿体奖呈楔形产耗于石英二露长斑岩内茧，南北长蛇3000掏米，东西杆宽110掩0米，富滩矿体宽2仰00米。共具硅化和爽绢云母化干，次生富尿集带深7疑00米。故成矿时代旗第三纪（山29Ma是）。目前咱三个矿山闹露天和地江下开采，炭日产矿山炕7万吨，助年产精铜脊50万吨答。②智利款圣地亚屿哥东南发，埃尔·约特尼恩缴特（El为Te留nie辰nte摆）斑岩塘型铜钼矿床，铜局储量2830棚万吨（累积储采量576存7万吨）嘉，品位0但.9～1死.16％理。矿体呈进岛锥状赋普存于安山组岩、石英臣闪长岩和怕英安玢岩肆中。氧化刻及次生富于集带发育刮，深50瓣0米。成浊矿时代第饲三纪（4蔽.32M庄a）。1买905年瘦投产，日肃产矿山5蜂7400仅吨，19激67年扩默建，扩建嘴投资45假00万美茄元。经济意义③巴拿辣马塞罗科罗绣拉多（Ce司rro截Co攻lor毒ado岩），位辱于圣地轧亚哥东殊南，斑循岩型铜钼、刺金银矿，铜储重量180术0万吨，品位肉0.6速％。矿址床赋存处于石英绕闪长玢拌岩中，陪围岩蚀冈变有绢飘云母化渣、青盘晨岩化。邀成矿时彻代第三盟纪（5颈~6百唐万年）啊。19渐70年城发现，舰198视5年尚膝未开采够。经济意义④美国宾厄姆屑峡谷（Bi剧ngh势am件Can晶yon垒），位兴于犹他签州盐湖裹城西南选，为斑岩型铜眼（钼金银亡）矿床，铜储洽量114从5万吨，茎品位0掩.71拴％。矿支化产于个硅化、以绢云母已化石英巴二长斑督岩岩株惑内和北资东外接南触带。森矿体长倦180潮0～2听100板米，宽乔620欠米，延统深50爽0米。宽氧化带矩深50菠米，次碗生富集拥带深2倘50米屋。成矿茧时代第兼三纪（毅37M陡a）。特露天开贞采，日恩产矿石浑10.那8万吨起。经济意纪义7.3碌斑巩岩铜矿群床的形帽成条件慢和分布踪蝶规律7.3俗.1理形秘成时代绝大多摊数钙碱性斑巡寿岩铜金矿免床来讲陵,其形袄成时代筛为中生代,第三纪或更年轻。碱质类斑至岩型铜金抗或金矿床的形成油时代为早侏罗世。（统环太平颠洋、阿杆－喜带乞）古老斑岩摊铜金矿床的形成时站代为古生代。（中亚社－蒙古带踢，包括东膨疆土乌铜等矿）前寒武赛纪偶有报纽奉导。7.3渠.2蜂成矿条询件大多数查斑岩型领铜金矿与钙碱性午及偏碱随性花岗并岩类有关，约含矿岩舅石可以挨是闪长装岩、斜伪长花岗捉岩、花岗闪榨长岩、二长竿花岗岩膛、石英明斑岩等锡成份，属安第本斯型杰(An联din以oty江pe)迟(又称厘I型撑、磁铁叮矿型、壳幔同攻熔型)花岗套岩类侵荐入岩。岩性差异乓影响成矿搂元素组合控，主要是保铜与钼的鸡比例。1.大岩浆援条件含矿侵拨入岩体荣的规模绵变化很胖大,拐它们既盗可呈群糟或带出飞现,贯也可作瞎为单独争的复式政岩体存奏在。侵位深葵度多为1.5载～3筝km,最深缴达4乔km,主浅至几蛙百米。岩体出辅露面积限不大，箭如玉龙油斑岩带破岩体面絮积仅0铲.1～叛1km2，德兴葵铜厂、汉富家坞寨、朱砂乳红岩体扎分别为电0.7营、0.尿2、0颜.06闪km2。2.庄构造折条件斑岩铜矿逗床的形成锈与板块构脆造、大地校构造单元者以及深大断裂有密切关瘦系。在空留间上，斑奏岩铜矿常泽分布于不芳同构造单神元的交接嚷部位,特姿别是大洋脾板块与古杯陆块俯冲猛带的陆块樱一侧；或叼者产在优地槽渣褶皱带和陆块内部,要么润同造山格期或造梨山晚期隆钙碱性缸岩浆活绘动有关玻,要研么受基谦底深大振断裂控集制。矿床受区域断裂溉-构造带控制，故处常呈带状分布。矿体常受次一级廉构造控制，即妹岩体和围偏岩中的微裂隙控制（层间裂彩隙、片理墓、原生裂俭隙等）。典型的尸斑岩型成矿床中角砾岩化或角砾模岩体很发些育，它与袄成矿关系株密切。西利托赢（Si仇lli劳toe子）首次税采用斑径岩铜矿嘉床板块成因失模式来说明板喝块运动与填斑岩铜矿办床形成的奖关系。他额认为洋壳洽俯冲使得肯富铜的洋占壳和富含岩碱金属的盾洋壳沉积味物进入俯狐冲带深部太，并通过机熔融进入弓斑岩岩浆巾形成含矿尖斑岩岩浆渡。但是，似我国东侵南省区怒一些中右生代斑捧岩铜矿碍床产于堆远离俯咱冲带的个大陆板害块内部捡的古生宰代构造竖层中，录很难用拜板块俯督冲带模由式来解蜡释。胡受奚庙等称之誓为俯冲令带的远叫距离效扶应。矿体的泳围岩岩项性对成狠矿有一眯定影响，如为硅铝质岩石，裂隙又不目发育，岩石致密，可作匀为岩体便顶盖的储“隔挡层”，使家矿液不锅易流通冈和散失变，有利脸于矿液宇在岩体斯内部特盒别是顶鞠部和接难触带成盾矿，多宝山矿拉床，岩体芹顶部为奥微陶纪安山棍玢岩覆盖袍，岩体内筒矿化富集公。德兴铜绢矿，产尸于白垩判纪中酸箭性火山花岩系不贺整合覆棕盖的前绘震旦纪壶绢云母驼、凝灰坏质千枚交岩中。3.临围岩条找件如围岩为碳酸盐岩石，因割其化学性脊质活泼，馅易于交代而形成品刑位较富的脉栽状或似规层状矿鸭体，或沿接触带魄或其附近肌形成矽卡鸽岩型矿体。这时艘岩体内为歇细脉浸染例型矿石，吉接触带及版围岩中则眯为致密块悄状硫化物伙矿石。矿床的围岩蚀变肌很发育，蚀变拜范围可石达几百把米到几四千米。常具明显坝的、有规律的水平和忧垂直的分带现象。围岩蚀垮变呈带状尤分布的特拉点，可作罢为寻找斑邪岩铜矿的有效标志。斑岩型诊矿床典戴型的蚀份变分带叛是：从岩体中苍心向外忌依次出其现4.航围岩蚀遗变①钾化带（钾质别蚀变带锡）：包落括钾长然石化和攻黑云母尿化。主嘉要矿物蓬为钾长蹲石、黑敏云母、佣石英。②石英一倍绢云母陵化带（似千肢枚岩化士带）主令要矿物气成分有浅石英、殃绢云母帆、少量渗黄铁矿炸。③泥化带（粘土埋化带）晶：矿物间成分有线高岭土旺、绢云脚母、石使英、绿孙泥石。④青盘岩化侦带：矿物成蛇分为绿帘黑石、绿泥揭石、绢云啦母、石英悼、黄铁矿食。⑤次生石英孩岩化带：矿物成戴分主要为体石英、黄点铁矿、高幼岭土等，折是较低温郊的热液活李动的产物灾。典型例凶子：圣计马纽埃霉－卡拉沉马祖圆僚心状蚀喝变带富家坞铜雅矿蚀变分木带7.3伞.3雨分布规疗律世界上已译知斑岩铜促矿的分布组可大致分秃3个带：中新生代贤2个带：①环太买平洋带崭；②阿尔卑纸斯－喜马瘦拉雅带。古生代衬（主要邀是海西颜期）褶壮皱带中明的斑岩削铜矿位惭于中亚晋－蒙古馋带，重狼要的有员乌兹别续克东部胳、哈萨凳克斯坦按巴尔喀在什湖以泻北地区镰、蒙古对的中北卵部额尔腾德图音照鄂博和肺南部东逗戈壁的效察干苏低布尔加溜。7.4测斑岩膜铜矿的修基本特蹲征7.4.告1击矿体特窑征矿体形洞态：矿体形态霜主要受各胖种复杂地祸质条件控衫制，如侵人律体的形态悦、接触面爸的形状和族产状、成旷矿前的裂萄隙构造及名围岩蚀变呢等。全岩矿执化，则远矿体形她状多呈午柱状、炕筒状沿接触带细矿化，矿机体则多呈娃环状、似指层状围岩为醒裂隙发抱育的硅韵铝质碎刃屑岩，轿沿裂隙足形成细泊脉浸染柱体，如弊德兴斑漫岩铜矿芦，矿石框储量约2／3产在围岩蚂中。沿岩体内桌外构造破系碎带成矿好，则多呈冠脉状、条浙带状等。岩墙或岩届床状侵人联体，全岩显矿化，则露矿体多呈折板状。规模：大州，可达大鹊型、超大据型，全岩喷矿化产状：地浅，往言往可以避露采7.4勺.2多组成成淋分斑岩铜矿疤原生矿的镰主要矿石抽矿物为黄铜矿和斑铜矿，金属矿堡物还包括碗黄铁矿、袖磁黄铁矿垂、辉钼矿、磁铁矿悠、赤铁矿划、自然金糖、闪锌矿波、方铅矿消及其它较礼次要的硫狗化物和硫篮盐矿物。对于某筝一具体睁矿床来马说，一阴般矿物跨组成简乡丰单，以挽数种主催要矿物走为主。矿石品半位一般雨较低，但矿化使均匀。矿化分带明显，自矿化躲中心向外谁为：Mo—纹Mo+功Cu—彼Cu—乓Cu+唤S（黄铁矿浇）一Au+仗Ag。总体来说退，品位低逝，但也有亦高的。原披生矿中铜箩品位一般团在0.3扮～0.8弯％。丘基卡近马塔0.99泄～1.3乔8％埃尔·特句尼恩特0.9～1.1封6％塞罗科罗愈拉多0.6％宾厄姆国峡谷0.71表％中国斑岩纽奉铜矿72寻个资料统足计，90订％的品位柳在0.4坟～1.4羊％之间，肌储量在5尾0万吨以伶上的大型啊－超大型最矿床的品宽位在0.爪4～0.榆8％之间宽。德兴铜厂选0.4找54％朱砂红腥0.4恭23％富家坞洪0.供501％玉龙斑之岩型矿率体容0.8召5％7.4来.3票结构构喇造原生矿衔石由含矿石矿讽物细脉趴和浸染里体的蚀变那岩石组冶成。岩跪石裂隙请是控制肆成矿作同用的重祥要因素心。典型的矿蹈石构造为细脉浸映染状。也可锯出现致脆密块状邀、角砾泡状等构贫造。从岩体矿中心向概外，矿捏石构造暖呈现分压带性：浸染状－刃微细脉状诵－细脉状员－脉状7.5屡斑岩钻铜矿的统成矿僻作用7.5揉.1成矿物质熔来源西利托霸(19锣87)虎曾强调允指出,偿富金斑腹岩体大绘都沿板榨块会聚会带产出密,并且岔与不连誉续的线芒性构造怠带具密担切空间苏分布关寨系。他炸认为,隆板块快始速和低躺角度的粗俯冲作承用有利支于金的仍富集成例矿,铜、钼拌和金起飞源于地转球软流扒圈或地叙幔,上述金隶属元素的处成矿作用容与地壳的霸厚度和混化染程度无仁关。麦克米婚兰(1顾976伯)通过现对加拿渐大不列拍颠哥伦位比亚省胃大型斑展岩铜矿屠床的研肃究,认妖为铜主要来棍自花岗岩弱类岩基。蒂特利营(19全87)花断然反婆对上述乐观点,吵他认为泥北美众份多大型僻超大型铅斑岩铜异金矿床汇中的金忽银主要起源于成介矿区范围叶内的基底至岩层,热液流梯体(大气廉降水、变形质流体、晋岩浆热液塞或者混合哗热液)对斑岩体和围岩的淋滤萃录取,可形钞成富矿热僚液流体,漠然后沉淀畅富集成矿叔。浅成侵子入岩体是孝导致热液兰对流循环礼的“热颗发动机”详。流体氢狱氧同位险素研究鉴结果表至明：引起钾团化作用酷的热液胸主要是宁岩浆热矮液千枚岩缝化作用次由地下膊水与岩梅浆热液惯的混合旷溶液引闸起。产生泥迹化、青万盘岩化娱的热液量来源于添地下水大量的宣室内外敢研究结洲果业已贵表明,先斑岩体庄系中的金属元旧素是呈甚氯、碲浪或硫络坏合物形牢式在富壮钠氯合热物热卤籍水中运饮移与搬舱运的。在早期成搜矿阶段互,含矿喉流体以洗岩浆热跑液为主,随着时歉间推移和展热液体系脆的对外开牢放,大量的大枯气降水进券入热液成令矿体系,斑岩成昌矿体系物责理化学条座件的改变苗可导致各帝类含金络天合物的分风解与沉淀旅,进而形功成斑岩型施铜金矿床堡。7.5.跟2絮成矿条紫件1.温凉度：大量研究缓结果表明哈，斑岩铜日矿蚀变矿化温度躺一般在100属～60蓄0℃之间，钾化作使用的温梯度30税0～5澡80℃似千枚岩爆化温度2冠80～3贱80℃泥化和顶青盘岩妹化温度闭100茫～30摸0℃。2.pH值：热液流僵体常呈抱中性、键弱碱性艺、弱酸纯性，3.热液阴成分：热液含盐度1因0～50屑％(wt创)，并角富含N缠aCl哥和KC拦l，K胡/Na毁值一般光为0.洋26～樱0.5混9；同横时还富壁含Cu芒、Mo坦、Pb朽、Zn畜等成矿友元素。4.氧窄逸度和向硫逸度氧逸度一咳般为10-20～10-40bar继s，硫脊逸度一嘉般为1咳0-5～10-20bars猜。斑岩蚀招变机制般有3种田认识：①温度暑分带；②物质分唐带（水岩惰反应）；③岩浆流绣体与地下蜻水溶液混俱合分带。7.5倒.3洋斑岩蚀是变机制红柱石钾长石叶腊石高岭石白云母蚀变分先带机制杜还可归鸦结为K县、H交话代作用抱。当斑炮岩岩浆松含钾和与氢高时均，钾和星氢交代欧强烈，跑形成完缝整的分同带，即揉为二长跑岩分带煌模式；侄反之，管只形成南钾化带回和青盘掠岩化带蓝，为闪径长岩分闭带模式草。7.5.午4成因模慌式1）正岩浆成离因模式，该观砌点认为驶成矿物舱质和产抱生蚀变或与矿化脂流体来殿源于斑猜岩岩浆珠。斑岩拐岩浆侵庭位后的出演化可吊以形成惊由近岩蹈体到远魂离岩体替温度从革高到底四的温度狠场，同佩时分异钞出岩浆咐热液，宵热液由仇岩体向同外围运城动，并投在温度场控的控制下会依次猜形成钾化浊带、似千亭枚岩化带邻、泥化带好和青磐岩臂化带。在蚀变过从程中伴生采矿化作用侍。当蚀变贡过程为黑计云母－钾殿长石+绿大泥石－白陆云母时，何相对应的服矿化作用租为磁铁矿株－黄铜矿极＋磁铁矿再＋黄铁矿考－黄铁矿嫌，即铜的矿火化主要吓发生在兄钾化带筒和似千晃枚岩化分带之间。2