噴流沉積成礦理論1

1、第六章第六章 噴流沉積成礦理論噴流沉積成礦理論第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床二、古海底噴流沉積塊狀硫化物礦床類型與標(biāo)志特征二、古海底噴流沉積塊狀硫化物礦床類型與標(biāo)志特征第二節(jié)第二節(jié) 噴流沉積成礦地質(zhì)理論噴流沉積成礦地質(zhì)理論一、概述一、概述二、二元結(jié)構(gòu)二、二元結(jié)構(gòu)三、含礦熱水噴流沉積巖系三、含礦熱水噴流沉積巖系四、管道系統(tǒng)四、管道系統(tǒng)五、層狀硫化物熱液自交代作用五、層狀硫化物熱液自交代作用六、晚期熱液活動與交代作用六、晚期熱液活動與交代作用七、多噴口席狀七、多噴口席狀-塊狀礦化塊狀礦化

2、八、銅金礦化與組分遷移演化八、銅金礦化與組分遷移演化第三節(jié)第三節(jié) 噴流沉積成礦地球化學(xué)理論噴流沉積成礦地球化學(xué)理論一、巖石化學(xué)標(biāo)志與特征一、巖石化學(xué)標(biāo)志與特征二、稀土元素二、稀土元素三、流體包裹體三、流體包裹體四、同位素地球化學(xué)和年齡四、同位素地球化學(xué)和年齡第六章第六章 噴流沉積成礦理論噴流沉積成礦理論n現(xiàn)代海底噴流沉積硫化物礦床的發(fā)現(xiàn)，極大地推現(xiàn)代海底噴流沉積硫化物礦床的發(fā)現(xiàn)，極大地推動了海底熱液成礦理論的發(fā)展，也大大地提高了動了海底熱液成礦理論的發(fā)展，也大大地提高了對古代海底噴流塊狀硫化物礦床的研究水平。噴對古代海底噴流塊狀硫化物礦床的研究水平。噴流沉積成礦作用和成礦理論，構(gòu)成現(xiàn)代成礦理論

3、流沉積成礦作用和成礦理論，構(gòu)成現(xiàn)代成礦理論的核心內(nèi)容。的核心內(nèi)容。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論n海底熱液噴流沉積成礦作用，是當(dāng)前礦床學(xué)、地球化學(xué)海底熱液噴流沉積成礦作用，是當(dāng)前礦床學(xué)、地球化學(xué)研究的前沿課題之一，自研究的前沿課題之一，自20世紀(jì)世紀(jì)60年代聯(lián)合國進行年代聯(lián)合國進行“深深海鉆探計劃海鉆探計劃”以來，在大洋擴張脊附近海底，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)以來，在大洋擴張脊附近海底，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了黑煙囪、白煙囪和熱泉噴涌，并有生物、微生物活動了黑煙囪、白煙囪和熱泉噴涌，并有生物、微生物活動及硫化物堆積等現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用。這一發(fā)現(xiàn)，及硫化物堆積等現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用。

4、這一發(fā)現(xiàn)，極大地推動了海底熱液成礦理論的發(fā)展。海底噴流沉積極大地推動了海底熱液成礦理論的發(fā)展。海底噴流沉積作用，合理地解釋了許多塊狀硫化物礦床、層狀金屬硫作用，合理地解釋了許多塊狀硫化物礦床、層狀金屬硫化物、氧化物礦床、層狀非金屬礦床，及許多低溫?zé)嵋夯铩⒀趸锏V床、層狀非金屬礦床，及許多低溫?zé)嵋旱V床的成礦機制。因此，這一新的成礦理論，大大提高礦床的成礦機制。因此，這一新的成礦理論，大大提高了對地質(zhì)歷史時期形成的海底噴流沉積礦床研究的理論了對地質(zhì)歷史時期形成的海底噴流沉積礦床研究的理論水平。噴流沉積是重要的成礦作用，是我國水平。噴流沉積是重要的成礦作用，是我國Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn

5、、Fe、 S等金屬及非金屬礦產(chǎn)資源的重要等金屬及非金屬礦產(chǎn)資源的重要來源，其中包括許多超大型礦床。來源，其中包括許多超大型礦床。一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n20世紀(jì)世紀(jì)60年代以來，海底噴流年代以來，海底噴流-沉積礦床的研究，取得了突破性進沉積礦床的研究，取得了突破性進展，尤其是對現(xiàn)代海底熱液成礦作用與地質(zhì)歷史時期中形成的塊狀展，尤其是對現(xiàn)代海底熱液成礦作用與地質(zhì)歷史時期中形成的塊狀硫化物礦床的理論研

6、究，及實際勘查，都取得了豐碩成果。硫化物礦床的理論研究，及實際勘查，都取得了豐碩成果。(一一)現(xiàn)代海底熱水噴流沉積成礦作用概述現(xiàn)代海底熱水噴流沉積成礦作用概述n20世紀(jì)世紀(jì)60年代，在非洲與阿拉伯半島之間，經(jīng)緩慢擴張形成的紅海年代，在非洲與阿拉伯半島之間，經(jīng)緩慢擴張形成的紅海海淵，發(fā)現(xiàn)了規(guī)模巨大的多金屬礦床和含金屬熱鹵水海淵，發(fā)現(xiàn)了規(guī)模巨大的多金屬礦床和含金屬熱鹵水(Bischoff, 1969)震動了整個地學(xué)界，激起了人們對現(xiàn)代海底熱水成礦作用的震動了整個地學(xué)界，激起了人們對現(xiàn)代海底熱水成礦作用的極大興趣。自極大興趣。自20世紀(jì)世紀(jì)0年代發(fā)現(xiàn)紅海海底硫化物礦床以來，目前勘年代發(fā)現(xiàn)紅海海底硫化

7、物礦床以來，目前勘查表明，紅海鹵水池含金屬沉積物，是己知最大的現(xiàn)代海底硫化物查表明，紅海鹵水池含金屬沉積物，是己知最大的現(xiàn)代海底硫化物礦床。其中，亞特蘭提斯礦床，約有礦床。其中，亞特蘭提斯礦床，約有1億噸硫化物及氧化物沉積。億噸硫化物及氧化物沉積。與此同時，在東太平洋脊沉積物中，亦發(fā)現(xiàn)了熱水金屬組分。與此同時，在東太平洋脊沉積物中，亦發(fā)現(xiàn)了熱水金屬組分。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n20世紀(jì)世紀(jì)70年代，在大西洋的年代，在大西洋的TAG熱水區(qū)，發(fā)現(xiàn)了海底熱泉和低溫?zé)崴畢^(qū)，發(fā)現(xiàn)了海底

8、熱泉和低溫?zé)崴V床。此后，在熱水礦床。此后，在Galapagos擴張中心，發(fā)現(xiàn)海底熱泉和熱水?dāng)U張中心，發(fā)現(xiàn)海底熱泉和熱水噴口生物群。在噴口生物群。在1978年，法國在東太平洋北緯年，法國在東太平洋北緯21發(fā)現(xiàn)了正在發(fā)現(xiàn)了正在活動的高溫?zé)崛蛪K狀硫化物礦床，從此掀起了研究現(xiàn)代海底熱活動的高溫?zé)崛蛪K狀硫化物礦床，從此掀起了研究現(xiàn)代海底熱水成礦作用的熱潮。水成礦作用的熱潮。n目前。美國海洋與大氣管理研究中心的科學(xué)家，在中大西洋的研目前。美國海洋與大氣管理研究中心的科學(xué)家，在中大西洋的研究取得一定突破后，迅速組織開展了太平洋中脊和中大西洋海底究取得一定突破后，迅速組織開展了太平洋中脊和中大西洋海底調(diào)

9、查。法國科學(xué)家，不僅迅速占領(lǐng)了東太平洋和中大西洋部分海調(diào)查。法國科學(xué)家，不僅迅速占領(lǐng)了東太平洋和中大西洋部分海域，而且在向西南太平洋進軍，并取得重大進展。德國科學(xué)家與域，而且在向西南太平洋進軍，并取得重大進展。德國科學(xué)家與法國和日本科學(xué)家一道，在西南太平洋島弧和弧后擴張盆地，發(fā)法國和日本科學(xué)家一道，在西南太平洋島弧和弧后擴張盆地，發(fā)現(xiàn)了具有重大意義的海底熱水活動和硫化物礦床。日本地質(zhì)學(xué)家，現(xiàn)了具有重大意義的海底熱水活動和硫化物礦床。日本地質(zhì)學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了全球最大的熱水云團和正在活動的黑煙囪式塊狀硫化物礦發(fā)現(xiàn)了全球最大的熱水云團和正在活動的黑煙囪式塊狀硫化物礦床。加拿大多倫多大學(xué)科學(xué)家，建立了海洋

10、地質(zhì)研究實驗室，重床。加拿大多倫多大學(xué)科學(xué)家，建立了海洋地質(zhì)研究實驗室，重點開展現(xiàn)代海底熱水成礦作用與古代礦床對比研究。點開展現(xiàn)代海底熱水成礦作用與古代礦床對比研究。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n 80年代末，日本在西南太平洋沖繩海槽內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了黑煙囪式硫化物礦年代末，日本在西南太平洋沖繩海槽內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了黑煙囪式硫化物礦床，為目前在海底發(fā)現(xiàn)的第一個類似于床，為目前在海底發(fā)現(xiàn)的第一個類似于“黑礦型黑礦型”的礦床。關(guān)于海底熱的礦床。關(guān)于海底熱液成礦作用的理論研究，國外在液成礦作用的理論研究

11、，國外在80年代出版了大量的著作，發(fā)表了大年代出版了大量的著作，發(fā)表了大量的文獻。美國學(xué)者量的文獻。美國學(xué)者P. A. Rana等等(1984)，在，在海底擴張中心的熱液海底擴張中心的熱液作用作用一書中，除深?？疾榈呢S富資料外，對海水對流的模式、海水與一書中，除深?？疾榈呢S富資料外，對海水對流的模式、海水與玄武巖間的水玄武巖間的水-巖反應(yīng)、元素的遷移、質(zhì)量平衡及循環(huán)、圍巖蝕變、熱巖反應(yīng)、元素的遷移、質(zhì)量平衡及循環(huán)、圍巖蝕變、熱液礦化、生物及微生物的作用，都作了詳細論述。液礦化、生物及微生物的作用，都作了詳細論述。T. J. Barretr (1988)主編了海底熱液成礦作用研究專輯。主編了海底

12、熱液成礦作用研究專輯。n 一般認為，從現(xiàn)代海底擴張中心噴出的熱液流體，是一種海水。當(dāng)它以一般認為，從現(xiàn)代海底擴張中心噴出的熱液流體，是一種海水。當(dāng)它以對流圈形式在洋殼中循環(huán)時，已經(jīng)與玄武巖發(fā)生了反應(yīng)，形成了海底成對流圈形式在洋殼中循環(huán)時，已經(jīng)與玄武巖發(fā)生了反應(yīng)，形成了海底成礦熱液。該模型已得到海水礦熱液。該模型已得到海水-玄武巖反應(yīng)實驗、計算機模擬和對海底玄玄武巖反應(yīng)實驗、計算機模擬和對海底玄武巖觀察的驗證。在現(xiàn)代洋殼中，存在熱液對流圈，已得到確切證實。武巖觀察的驗證。在現(xiàn)代洋殼中，存在熱液對流圈，已得到確切證實。這些熱液對流圈，首先被提出來用于解釋大洋中脊熱流的測量值與理論這些熱液對流圈，首

13、先被提出來用于解釋大洋中脊熱流的測量值與理論值之間的差異，后來又被熱平衡概算的數(shù)學(xué)模型所預(yù)測，最后大洋中脊值之間的差異，后來又被熱平衡概算的數(shù)學(xué)模型所預(yù)測，最后大洋中脊高溫?zé)嵋簢姵隹诘陌l(fā)現(xiàn)，證實了它們的存在。由于得到這些真實現(xiàn)象的高溫?zé)嵋簢姵隹诘陌l(fā)現(xiàn)，證實了它們的存在。由于得到這些真實現(xiàn)象的驗證，對流圈模型是目前關(guān)于火山成因塊狀硫化物礦床形成的最流行的驗證，對流圈模型是目前關(guān)于火山成因塊狀硫化物礦床形成的最流行的水動力模型。水動力模型。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n經(jīng)過對全球經(jīng)過對

14、全球50000km長的大洋中脊約長的大洋中脊約1%地區(qū)的詳細勘查，發(fā)現(xiàn)了一百地區(qū)的詳細勘查，發(fā)現(xiàn)了一百余個海底金屬礦床及熱液區(qū)。已知的熱液區(qū)，主要分布在東太平洋。在余個海底金屬礦床及熱液區(qū)。已知的熱液區(qū)，主要分布在東太平洋。在那里，大多數(shù)噴出門發(fā)育在洋脊隆起的中間谷地中，熱液流體直接從火那里，大多數(shù)噴出門發(fā)育在洋脊隆起的中間谷地中，熱液流體直接從火山巖山巖(主要為玄武巖主要為玄武巖)基底中噴射出來。目前研究最多的地區(qū)，是北緯基底中噴射出來。目前研究最多的地區(qū)，是北緯21N處的東太平洋隆起。其中一個典型丘堤處的東太平洋隆起。其中一個典型丘堤-煙囪聯(lián)合體，含有煙囪聯(lián)合體，含有2000t的硫化物。在

15、東太平洋隆起的硫化物。在東太平洋隆起13N處，沿處，沿20km長的軸向盆地地段，已長的軸向盆地地段，已查出查出80多個單獨的硫化物堆積體。目前所發(fā)現(xiàn)的、可能也是最大的丘堤多個單獨的硫化物堆積體。目前所發(fā)現(xiàn)的、可能也是最大的丘堤-煙囪礦床，發(fā)育在大西洋中脊中部煙囪礦床，發(fā)育在大西洋中脊中部26N處的處的TAG熱液田中，一個單個熱液田中，一個單個礦床，估計含有礦床，估計含有450萬噸硫化物。萬噸硫化物。n現(xiàn)代海底硫化物丘堤現(xiàn)代海底硫化物丘堤-煙囪礦床的發(fā)現(xiàn)煙囪礦床的發(fā)現(xiàn).不僅證實了關(guān)于火山成因塊狀硫不僅證實了關(guān)于火山成因塊狀硫化物礦床成因的熱液噴流沉積模型，而且為闡明成礦過程提供了新的依化物礦床成

16、因的熱液噴流沉積模型，而且為闡明成礦過程提供了新的依據(jù)。最重要的進展，還包括熱液的化學(xué)和物理數(shù)據(jù)測定結(jié)果，以及根據(jù)據(jù)。最重要的進展，還包括熱液的化學(xué)和物理數(shù)據(jù)測定結(jié)果，以及根據(jù)這些數(shù)據(jù)模擬熱液系統(tǒng)和熱液礦物的沉淀作用建立起來的數(shù)學(xué)模型。最這些數(shù)據(jù)模擬熱液系統(tǒng)和熱液礦物的沉淀作用建立起來的數(shù)學(xué)模型。最近，中國留美學(xué)者丁抗博士近，中國留美學(xué)者丁抗博士(1996)，準(zhǔn)備利用他們發(fā)明的，準(zhǔn)備利用他們發(fā)明的pH及及Eh傳感傳感器，安裝在海底熱液噴口煙囪內(nèi)，建立觀測站，長期測定尚未與海水混器，安裝在海底熱液噴口煙囪內(nèi)，建立觀測站，長期測定尚未與海水混合的海底熱液的物理化學(xué)參數(shù)及其變化。這將大大提高對海底熱

17、液成礦合的海底熱液的物理化學(xué)參數(shù)及其變化。這將大大提高對海底熱液成礦理論的研究水平。理論的研究水平。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n現(xiàn)代海底熱水成礦作用，是巖石圈與大洋現(xiàn)代海底熱水成礦作用，是巖石圈與大洋(水圈水圈)在洋脊擴張中心、在洋脊擴張中心、島弧、弧后擴張中心及板內(nèi)活動中心發(fā)生熱和化學(xué)交換作用的產(chǎn)物。島弧、弧后擴張中心及板內(nèi)活動中心發(fā)生熱和化學(xué)交換作用的產(chǎn)物。這種交換過程，不僅產(chǎn)生了具有重要經(jīng)濟意義的金屬礦床，而且對這種交換過程，不僅產(chǎn)生了具有重要經(jīng)濟意義的金屬礦床，而且對水圈

18、和生物圈也產(chǎn)生了重大影響，成為當(dāng)今地球科學(xué)的重大前沿研水圈和生物圈也產(chǎn)生了重大影響，成為當(dāng)今地球科學(xué)的重大前沿研究領(lǐng)域之一。據(jù)估計，來自地球深部的物質(zhì)和熱水，約究領(lǐng)域之一。據(jù)估計，來自地球深部的物質(zhì)和熱水，約80%是通過是通過熱水活動排放。因此，現(xiàn)代海底熱水活動，成為觀察地球物質(zhì)和熱熱水活動排放。因此，現(xiàn)代海底熱水活動，成為觀察地球物質(zhì)和熱流量的重要窗口。流量的重要窗口。n熱水噴流沉積成礦作用，正在海底進行。對這一天然實驗室的觀察熱水噴流沉積成礦作用，正在海底進行。對這一天然實驗室的觀察與研究，不僅為古代礦床成因提供不可估價的成因信息，同時，也與研究，不僅為古代礦床成因提供不可估價的成因信息，

19、同時，也可豐富和更新我們現(xiàn)有的成礦理論。陸地礦產(chǎn)資源的日趨貧乏，使可豐富和更新我們現(xiàn)有的成礦理論。陸地礦產(chǎn)資源的日趨貧乏，使得許多國家已把戰(zhàn)略眼光盯住海底礦產(chǎn)資源。在短短十幾年時間里，得許多國家已把戰(zhàn)略眼光盯住海底礦產(chǎn)資源。在短短十幾年時間里，在占海底不到在占海底不到1%的地段，已發(fā)現(xiàn)百余個金屬礦床和熱水區(qū)。的地段，已發(fā)現(xiàn)百余個金屬礦床和熱水區(qū)。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n近年來，現(xiàn)代海底熱水成礦作用研究取得的重大進展，近年來，現(xiàn)代海底熱水成礦作用研究取得的重大進展，主要體現(xiàn)在兩

20、個方面主要體現(xiàn)在兩個方面:其一，在諸如洋脊、弧后和板內(nèi)其一，在諸如洋脊、弧后和板內(nèi)火山活動中心等海底環(huán)境，大批正在活動或業(yè)已停止火山活動中心等海底環(huán)境，大批正在活動或業(yè)已停止的熱水區(qū)和硫化物礦床被發(fā)現(xiàn)，不僅為人類提供了重的熱水區(qū)和硫化物礦床被發(fā)現(xiàn)，不僅為人類提供了重要的金屬礦產(chǎn)資源，而且極大地豐富了礦床學(xué)內(nèi)容要的金屬礦產(chǎn)資源，而且極大地豐富了礦床學(xué)內(nèi)容;其其二，現(xiàn)代海底硫化物礦床成礦作用的觀察與研究，不二，現(xiàn)代海底硫化物礦床成礦作用的觀察與研究，不僅為研究古代礦床注人了新的活力，而且對我們現(xiàn)有僅為研究古代礦床注人了新的活力，而且對我們現(xiàn)有的成礦理論提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，并已成為成礦理論發(fā)展的成礦理論

21、提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，并已成為成礦理論發(fā)展和開創(chuàng)成礦新理論的搖籃口和開創(chuàng)成礦新理論的搖籃口n根據(jù)初步勘察結(jié)果，已知產(chǎn)出的礦床，主要集中在大根據(jù)初步勘察結(jié)果，已知產(chǎn)出的礦床，主要集中在大洋中脊洋中脊(海底擴張中心海底擴張中心)和火山島弧后面和火山島弧后面(弧后盆地弧后盆地)的的離散板塊邊界、島弧和大陸板塊活動中心。離散板塊邊界、島弧和大陸板塊活動中心。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床(二二)現(xiàn)代海底硫化物礦床特征現(xiàn)代海底硫化物礦床特征n在古代地質(zhì)記錄中。以火山巖為容礦巖石和以沉積巖在古代地質(zhì)記

22、錄中。以火山巖為容礦巖石和以沉積巖為容礦巖石的硫化物礦床，占有舉足輕重地位。這兩為容礦巖石的硫化物礦床，占有舉足輕重地位。這兩大類礦床的現(xiàn)代類比物，已在現(xiàn)代海底大量發(fā)現(xiàn)。它大類礦床的現(xiàn)代類比物，已在現(xiàn)代海底大量發(fā)現(xiàn)。它們通常形成于張裂或裂谷作用階段，并隨著張裂盆地們通常形成于張裂或裂谷作用階段，并隨著張裂盆地的發(fā)育，形成各具特色的硫化物礦床，構(gòu)成完整的成的發(fā)育，形成各具特色的硫化物礦床，構(gòu)成完整的成礦譜系。在礦譜系。在100多個熱水活動區(qū)中，至少有多個熱水活動區(qū)中，至少有15個金屬個金屬硫化物礦床與陸上礦床規(guī)模相當(dāng)。硫化物礦床與陸上礦床規(guī)模相當(dāng)。146個已知的熱水活個已知的熱水活動區(qū)和硫化物礦

23、床。主要分布在動區(qū)和硫化物礦床。主要分布在4種不同的構(gòu)造環(huán)境，種不同的構(gòu)造環(huán)境，即大洋中脊、弧后盆地、島弧和弧前盆地。硫化物礦即大洋中脊、弧后盆地、島弧和弧前盆地。硫化物礦床，可劃分為兩大類礦床，以火山巖為容礦巖巖石的床，可劃分為兩大類礦床，以火山巖為容礦巖巖石的礦床和以沉積巖為容礦巖石的礦床。礦床和以沉積巖為容礦巖石的礦床。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床1.以火山巖為容礦巖石的硫化物礦床特征以火山巖為容礦巖石的硫化物礦床特征n以火山巖為容礦巖石的硫化物礦床。主要發(fā)育在洋脊以火山巖為

24、容礦巖石的硫化物礦床。主要發(fā)育在洋脊環(huán)境和弧后擴張盆地環(huán)境。環(huán)境和弧后擴張盆地環(huán)境。1)洋脊環(huán)境洋脊環(huán)境n洋脊環(huán)境，是目前世界海底發(fā)現(xiàn)熱水噴流沉積活動和洋脊環(huán)境，是目前世界海底發(fā)現(xiàn)熱水噴流沉積活動和金屬硫化物礦床最多和最重要的環(huán)境。按洋脊擴張速金屬硫化物礦床最多和最重要的環(huán)境。按洋脊擴張速率，可分為快速擴張脊和慢速擴張脊。從熱水漢分布率，可分為快速擴張脊和慢速擴張脊。從熱水漢分布和礦床規(guī)模角度分析，快速擴張脊，似乎比慢速擴張和礦床規(guī)模角度分析，快速擴張脊，似乎比慢速擴張脊，更具有成礦潛力。脊，更具有成礦潛力。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦

25、作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n(1)紅海海淵熱鹵水和硫化物礦床紅海海淵熱鹵水和硫化物礦床:是大洋板塊緩慢擴是大洋板塊緩慢擴張、大洋初期階段形成的典型礦床類型。海淵深達張、大洋初期階段形成的典型礦床類型。海淵深達2000多米，產(chǎn)于轉(zhuǎn)換斷層附近的平行于火山噴發(fā)軸多米，產(chǎn)于轉(zhuǎn)換斷層附近的平行于火山噴發(fā)軸部地帶的狹長盆地中。該礦床金屬儲量，高達部地帶的狹長盆地中。該礦床金屬儲量，高達1億億t，大于日本整個北鹿盆地黑礦礦床總儲量大于日本整個北鹿盆地黑礦礦床總儲量(7000萬萬t)。礦床主要為含金屬沉積物，伴有硫化物、硫酸鹽、氫礦床主要為含金屬沉積物，伴有硫化物、硫酸鹽、氫氧化

26、合物和碳酸鹽，及大量熱鹵水，尚可見到塊狀硫氧化合物和碳酸鹽，及大量熱鹵水，尚可見到塊狀硫化物煙囪碎屑。主要礦物組合為鐵蒙脫石、赤鐵礦、化物煙囪碎屑。主要礦物組合為鐵蒙脫石、赤鐵礦、硫化物硫化物(閃鋅礦、白鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦閃鋅礦、白鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦)、重晶石、重晶石、石青、磁鐵礦和富錳菱鐵礦等。石青、磁鐵礦和富錳菱鐵礦等。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n (2)中大西洋脊中大西洋脊20N-60N硫化物礦床硫化物礦床:熱水活動和硫化物礦床，熱水活動和硫化物礦床，發(fā)生于慢速擴張洋脊

27、環(huán)境，形成于洋盆擴張的晚期階段。熱水活發(fā)生于慢速擴張洋脊環(huán)境，形成于洋盆擴張的晚期階段。熱水活動區(qū)分布較廣，綿延數(shù)千公里，但以動區(qū)分布較廣，綿延數(shù)千公里，但以TAG熱水活動區(qū)最為強烈和熱水活動區(qū)最為強烈和典型。該區(qū)位于中大西洋底裂谷東翼典型。該區(qū)位于中大西洋底裂谷東翼5 km處，熱水活動帶位于裂處，熱水活動帶位于裂谷正斷層與轉(zhuǎn)換斷層交匯處的火山中心西緣谷正斷層與轉(zhuǎn)換斷層交匯處的火山中心西緣2000-3500m的深水的深水盆地中。有盆地中。有3種熱水成礦類型種熱水成礦類型:活動的高溫硫化物丘堤，寬約活動的高溫硫化物丘堤，寬約250m，高約，高約45m，金屬儲量，金屬儲量3百萬噸百萬噸-5百萬噸百

28、萬噸;礦石類型主要有礦石類型主要有發(fā)育蜂窩狀結(jié)構(gòu)的塊狀發(fā)育蜂窩狀結(jié)構(gòu)的塊狀Cu-Fe硫化物、黃鐵礦硫化物、黃鐵礦-閃鋅礦交生的塊狀閃鋅礦交生的塊狀Zn-Fe硫化物、塊狀硫化物、塊狀Fe硫化物及黃灰色晶質(zhì)煙囪碎屑，灰色粗粒硫化物及黃灰色晶質(zhì)煙囪碎屑，灰色粗粒硫酸鹽硫酸鹽(石膏石膏)、碳酸鹽、碳酸鹽(方解石方解石)和鐵氧化物及鐵硫酸鹽和鐵氧化物及鐵硫酸鹽;主要硫化主要硫化物組合為黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦和白鐵礦物組合為黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦和白鐵礦;在停息的熱水硫化物在停息的熱水硫化物帶，亦可鑒別出塊狀帶，亦可鑒別出塊狀Cu-Fe硫化物、硫化物、Zn-Fe硫化物、硫化物、Fe琉化物、琉化物、層狀層狀

29、Mn結(jié)殼及結(jié)殼及Fe的氧化物等。在低溫?zé)崴练e帶，在裂谷壁斷塊的氧化物等。在低溫?zé)崴练e帶，在裂谷壁斷塊上發(fā)育不連續(xù)的氧化物上發(fā)育不連續(xù)的氧化物-硅酸鹽沉積。硅酸鹽沉積。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n (3)西西Woodlark盆地硫化物礦床盆地硫化物礦床:形成于迅速擴張的形成于迅速擴張的2000-2300m的的深水盆地環(huán)境，發(fā)育于洋盆擴張初期階段。其擴張軸部延伸到張裂的深水盆地環(huán)境，發(fā)育于洋盆擴張初期階段。其擴張軸部延伸到張裂的大陸殼中。礦床分布于擴張軸地段破火山口內(nèi)，與玄武質(zhì)安

30、山巖帶有大陸殼中。礦床分布于擴張軸地段破火山口內(nèi)，與玄武質(zhì)安山巖帶有關(guān)。礦床由活動的關(guān)。礦床由活動的Fe-Mn-Si氧化物沉積、重晶石氧化物沉積、重晶石-非晶硅非晶硅-硫化物煙囪硫化物煙囪和和Fe-Mn-Si丘堤及重晶石丘堤及重晶石-非晶硅非晶硅-硫化物組成。主要礦物為重晶石、硫化物組成。主要礦物為重晶石、非晶硅、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦和水鈉錳礦等。非晶硅、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦和水鈉錳礦等。n (4)東太平洋硫化物礦床東太平洋硫化物礦床:形成于中快速擴張的大洋中脊環(huán)境，發(fā)育于形成于中快速擴張的大洋中脊環(huán)境，發(fā)育于洋盆擴張的晚期階段。熱水活動區(qū)斷續(xù)分布于長達數(shù)千公里的東太平洋盆

31、擴張的晚期階段。熱水活動區(qū)斷續(xù)分布于長達數(shù)千公里的東太平洋隆帶上，但硫化物礦床規(guī)模一般較小，單個礦床礦石僅幾千噸，礦洋隆帶上，但硫化物礦床規(guī)模一般較小，單個礦床礦石僅幾千噸，礦床主要產(chǎn)于洋底擴張中軸附近的軸部地塹、斷塊或裂隙化的擴張邊緣床主要產(chǎn)于洋底擴張中軸附近的軸部地塹、斷塊或裂隙化的擴張邊緣帶，以及地塹與海底高地交匯處。在深達帶，以及地塹與海底高地交匯處。在深達2600m的軸部地塹盆地，存的軸部地塹盆地，存在塊狀硫化物丘堤和塊狀硫化物礦床。其頂部被煙囪覆蓋，活動和停在塊狀硫化物丘堤和塊狀硫化物礦床。其頂部被煙囪覆蓋，活動和停息的煙囪多達息的煙囪多達80余個。煙囪類型包括富余個。煙囪類型包括

32、富Cu煙囪、富煙囪、富Zn煙囪和富煙囪和富Fe-Cu硫化物煙囪。在塊狀硫化物硫化物煙囪。在塊狀硫化物.丘堤和煙囪上，發(fā)育外表蝕變帶。丘堤和煙囪上，發(fā)育外表蝕變帶。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床2)弧后擴張盆地環(huán)境弧后擴張盆地環(huán)境(1)沖繩海槽硫化物礦床沖繩海槽硫化物礦床:沖繩海槽是目前已知的唯一發(fā)育在厚達沖繩海槽是目前已知的唯一發(fā)育在厚達20km陸殼陸殼基底上的弧后擴張盆地。它是因菲律賓大洋板塊向西俯沖而發(fā)育的琉球弧基底上的弧后擴張盆地。它是因菲律賓大洋板塊向西俯沖而發(fā)育的琉球弧發(fā)生

33、張裂的產(chǎn)物。由于弧后盆地沿島弧發(fā)生張裂的產(chǎn)物。由于弧后盆地沿島弧“熱線熱線”開裂，弧后擴張盆地實際開裂，弧后擴張盆地實際L是一種是一種“島弧裂谷島弧裂谷”作用產(chǎn)物。在此深約作用產(chǎn)物。在此深約1200-1600m的弧后盆地內(nèi)，發(fā)的弧后盆地內(nèi)，發(fā)育由流紋質(zhì)育由流紋質(zhì)(英安質(zhì)英安質(zhì))巖石和玄武質(zhì)巖石構(gòu)成的雙峰巖石組合。沿弧后擴張巖石和玄武質(zhì)巖石構(gòu)成的雙峰巖石組合。沿弧后擴張帶出現(xiàn)高熱流異常。熱水噴流沉積活動區(qū)和硫化物礦床，形成于裂谷地塹帶出現(xiàn)高熱流異常。熱水噴流沉積活動區(qū)和硫化物礦床，形成于裂谷地塹內(nèi)部的塌陷盆地中，發(fā)育于長英質(zhì)火山巖系頂部。礦床特征，十分類似于內(nèi)部的塌陷盆地中，發(fā)育于長英質(zhì)火山巖系

34、頂部。礦床特征，十分類似于日本黑礦，礦床由下部硫化物丘堤和生長其上的硫化物日本黑礦，礦床由下部硫化物丘堤和生長其上的硫化物-硫酸鹽煙囪組成。硫酸鹽煙囪組成。硫化物堤，以硫化物堤，以Zn-Pb-Cu為主，顯示明顯的礦物分帶，頂部為重晶石礦石，為主，顯示明顯的礦物分帶，頂部為重晶石礦石，下部為由閃鋅礦和方鉛礦組成的黑礦，底部為似黑礦，黃銅礦含量增多，下部為由閃鋅礦和方鉛礦組成的黑礦，底部為似黑礦，黃銅礦含量增多，但不足以形成但不足以形成“黃礦黃礦”。因此，該硫化物礦床可能處于黑礦型礦床的早期。因此，該硫化物礦床可能處于黑礦型礦床的早期發(fā)育階段。在硫化物丘堤之下的流紋質(zhì)巖石，發(fā)生明顯硅化和浸染狀礦化

35、，發(fā)育階段。在硫化物丘堤之下的流紋質(zhì)巖石，發(fā)生明顯硅化和浸染狀礦化，其特征類似于日本黑礦的其特征類似于日本黑礦的“硅質(zhì)礦硅質(zhì)礦”。硫化物。硫化物-硫酸鹽煙囪，覆于硫化物丘硫酸鹽煙囪，覆于硫化物丘堤之上，高約堤之上，高約5m，其噴出的熱水溫度可高達，其噴出的熱水溫度可高達320。煙囪碎屑，構(gòu)成碎屑。煙囪碎屑，構(gòu)成碎屑狀或角礫狀礦石或礦層，分布于硫化物丘堤頂部及附近。雖然，沖繩海槽狀或角礫狀礦石或礦層，分布于硫化物丘堤頂部及附近。雖然，沖繩海槽礦床沒有發(fā)現(xiàn)黑礦型礦床特征的硅質(zhì)巖，但是，發(fā)育硅質(zhì)煙囪。礦床沒有發(fā)現(xiàn)黑礦型礦床特征的硅質(zhì)巖，但是，發(fā)育硅質(zhì)煙囪。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海

36、底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n(2)馬里亞納海槽硫化物礦床馬里亞納海槽硫化物礦床:馬里亞納海槽，亦是沿島馬里亞納海槽，亦是沿島弧熱線裂開而成的弧后擴張盆地。由于強烈擴張出現(xiàn)洋弧熱線裂開而成的弧后擴張盆地。由于強烈擴張出現(xiàn)洋殼，發(fā)育典型的大洋中脊玄武巖，而非雙峰巖石組合。殼，發(fā)育典型的大洋中脊玄武巖，而非雙峰巖石組合。熱水噴流沉積活動區(qū)和硫化物礦床，發(fā)育于弧后盆地內(nèi)熱水噴流沉積活動區(qū)和硫化物礦床，發(fā)育于弧后盆地內(nèi)沿擴張中軸發(fā)育的火山巖附近的裂隙系統(tǒng)和塌陷構(gòu)造洼沿擴張中軸發(fā)育的火山巖附近的裂隙系統(tǒng)和塌陷構(gòu)造洼地內(nèi)，水深達地內(nèi)，水

37、深達3600-3700m。其礦化作用，總體上類似。其礦化作用，總體上類似于大洋中脊，以于大洋中脊，以Cu-Zn礦化為主。熱水噴流沉積活動區(qū)礦化為主。熱水噴流沉積活動區(qū)內(nèi)，存在大量活動和停息的熱水噴口和煙囪。噴出熱水，內(nèi)，存在大量活動和停息的熱水噴口和煙囪。噴出熱水，高達高達287。煙囪礦物，除硫化物外，有大量非晶硅。煙囪礦物，除硫化物外，有大量非晶硅。硫化物主要由閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦及少許方鉛礦組硫化物主要由閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦及少許方鉛礦組成。脈石礦物主要為重晶石和非晶硅。成。脈石礦物主要為重晶石和非晶硅。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積

38、成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床2.以沉積巖為容礦巖石的硫化物礦床特征以沉積巖為容礦巖石的硫化物礦床特征n(1) Escanaha海槽硫化物礦床海槽硫化物礦床:Escanaba海槽，是海槽，是Gorda洋脊南洋脊南段緩慢擴張形成的充填沉積物的中軸谷地。沉積物為半遠洋沉積和段緩慢擴張形成的充填沉積物的中軸谷地。沉積物為半遠洋沉積和濁流沉積，厚約濁流沉積，厚約300-1200m。谷底總體平坦，但發(fā)育鏈形分布的。谷底總體平坦，但發(fā)育鏈形分布的沉積丘和直徑數(shù)公里的火山彎丘或中心。環(huán)狀沉積丘，可高達沉積丘和直徑數(shù)公里的火山彎丘或中心。環(huán)狀沉積丘，可高達120m，可能是巖漿侵位

39、和塊斷作用產(chǎn)物。熱水噴流沉積活動這和，可能是巖漿侵位和塊斷作用產(chǎn)物。熱水噴流沉積活動這和塊狀硫化物，則形成于沉積丘周圍的環(huán)形凹陷內(nèi)。塊狀硫化物礦床，塊狀硫化物，則形成于沉積丘周圍的環(huán)形凹陷內(nèi)。塊狀硫化物礦床，出露厚度出露厚度100m以上，金屬儲量達幾千萬噸，為現(xiàn)代海底第二個最以上，金屬儲量達幾千萬噸，為現(xiàn)代海底第二個最大的硫化物礦床。大的硫化物礦床。n硫化物礦床，主要為磁黃鐵礦礦床，伴有少量黃銅礦、閃鋅礦、毒硫化物礦床，主要為磁黃鐵礦礦床，伴有少量黃銅礦、閃鋅礦、毒砂和白鐵礦，局部出現(xiàn)重晶石和多金屬硫化物。富磁黃鐵礦塊狀硫砂和白鐵礦，局部出現(xiàn)重晶石和多金屬硫化物。富磁黃鐵礦塊狀硫化物礦石，富含

40、化物礦石，富含Zn、Pb、Ag、As、Sb和和Sn。碎屑狀硫化物礦石，。碎屑狀硫化物礦石，見于富磁黃鐵礦礦石頂部，硫化物間斷，出現(xiàn)紅褐色含金屬泥，并見于富磁黃鐵礦礦石頂部，硫化物間斷，出現(xiàn)紅褐色含金屬泥，并被綠泥石化的半遠洋沉積物和濁流泥、粉砂覆蓋。尚發(fā)育以硫酸鹽被綠泥石化的半遠洋沉積物和濁流泥、粉砂覆蓋。尚發(fā)育以硫酸鹽為主的沉積物，如產(chǎn)于硫化物丘堤之上的重晶石煙囪和在活動熱水為主的沉積物，如產(chǎn)于硫化物丘堤之上的重晶石煙囪和在活動熱水噴口附近的硫酸鹽泉華。噴口附近的硫酸鹽泉華。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流

41、沉積成礦作用與硫化物礦床n(2) Middle Valley硫化物礦床硫化物礦床:Middle Valley，是，是Juan de Fuca海脊最北端中快速擴張形成的長約海脊最北端中快速擴張形成的長約50km的大洋裂谷。主要由半遠洋沉積物和濁積物充填。的大洋裂谷。主要由半遠洋沉積物和濁積物充填。裂谷谷底，總體平坦，但存在平行裂谷中軸斷裂分布裂谷谷底，總體平坦，但存在平行裂谷中軸斷裂分布的若干沉積丘和小火山彎丘。谷底沉積序列，厚度不的若干沉積丘和小火山彎丘。谷底沉積序列，厚度不等，從裂谷邊緣的幾米，至谷底中心的幾百米。在沉等，從裂谷邊緣的幾米，至谷底中心的幾百米。在沉積丘和熔巖彎丘之下，存在洋中

42、脊玄武巖及巖漿房。積丘和熔巖彎丘之下，存在洋中脊玄武巖及巖漿房。該區(qū)段出現(xiàn)明顯的高熱流異常。熱水活動區(qū)有兩個，該區(qū)段出現(xiàn)明顯的高熱流異常。熱水活動區(qū)有兩個，一個為塊狀硫化物區(qū)，礦床厚度超過一個為塊狀硫化物區(qū)，礦床厚度超過95m，達幾千萬，達幾千萬噸的超大到礦床規(guī)模，另一個為正在噴射高溫噸的超大到礦床規(guī)模，另一個為正在噴射高溫(265)流體的熱水區(qū)。流體的熱水區(qū)。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n在塊狀硫化物礦區(qū)，塊狀硫化物礦體產(chǎn)出于寬在塊狀硫化物礦區(qū)，塊狀硫化物礦體產(chǎn)出于寬400m、厚

43、厚60m的沉積物丘中。碎屑硫化物礦層與蝕變和未蝕變的沉積物丘中。碎屑硫化物礦層與蝕變和未蝕變的半遠洋沉積和濁流沉積，互層產(chǎn)出。硫化物的結(jié)構(gòu)表的半遠洋沉積和濁流沉積，互層產(chǎn)出。硫化物的結(jié)構(gòu)表明，硫化物丘堤是硫化物煙囪生長與塌落堆積，并被熱明，硫化物丘堤是硫化物煙囪生長與塌落堆積，并被熱水流體滲透的交代產(chǎn)物。主要硫化物組合，為磁黃鐵礦、水流體滲透的交代產(chǎn)物。主要硫化物組合，為磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦及少量方鉛礦。非金黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦及少量方鉛礦。非金屬組合，主要為重晶石和非晶硅。屬組合，主要為重晶石和非晶硅。n綜上所述，現(xiàn)代海底熱水噴流沉積成礦作用，可產(chǎn)生于綜上所述，

44、現(xiàn)代海底熱水噴流沉積成礦作用，可產(chǎn)生于不同海底環(huán)境，但均與海底擴張作用和斷陷活動密切相不同海底環(huán)境，但均與海底擴張作用和斷陷活動密切相關(guān)。盡管不同構(gòu)造環(huán)境的熱水流體化學(xué)、熱傳輸及礦化關(guān)。盡管不同構(gòu)造環(huán)境的熱水流體化學(xué)、熱傳輸及礦化類型，可能存在重要差異，但基本的熱水作用過程、成類型，可能存在重要差異，但基本的熱水作用過程、成礦二步驟是類似的礦二步驟是類似的:由擴張中心及其附近巖漿熱源，驅(qū)動由擴張中心及其附近巖漿熱源，驅(qū)動海水在海底下循環(huán)海水在海底下循環(huán);加熱的海水與滲透性殼巖發(fā)生反應(yīng)加熱的海水與滲透性殼巖發(fā)生反應(yīng);熱水在海底排泄成礦。熱水在海底排泄成礦。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古

45、今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床(三三)現(xiàn)代海底熱水噴流沉積成礦作用探討現(xiàn)代海底熱水噴流沉積成礦作用探討1.海底熱水噴流沉積成礦構(gòu)造背景海底熱水噴流沉積成礦構(gòu)造背景n現(xiàn)代和古代硫化物礦床研究表明，以火山巖為主巖和以沉現(xiàn)代和古代硫化物礦床研究表明，以火山巖為主巖和以沉積巖為主巖的硫化物礦床，其熱水噴流沉積成礦作用，通積巖為主巖的硫化物礦床，其熱水噴流沉積成礦作用，通常均與張裂活動密切相關(guān)，主要為海底張裂作用或裂谷作常均與張裂活動密切相關(guān)，主要為海底張裂作用或裂谷作用環(huán)境。這種構(gòu)造環(huán)境，主要為弧后擴張盆地和大洋中脊用環(huán)境。這種構(gòu)

46、造環(huán)境，主要為弧后擴張盆地和大洋中脊構(gòu)造背景，具備了硫化物成礦作用構(gòu)造背景，具備了硫化物成礦作用5個基本要素個基本要素:成礦的熱成礦的熱水流體主要源自海水，但不排除有巖漿水貢獻水流體主要源自海水，但不排除有巖漿水貢獻;巖漿熱源巖漿熱源(巖漿房或高位侵人體或脈巖系巖漿房或高位侵人體或脈巖系)加熱水流體，并使之在殼加熱水流體，并使之在殼層物質(zhì)層物質(zhì)(火山火山-沉積巖系沉積巖系)中發(fā)生對流循環(huán)中發(fā)生對流循環(huán);斷裂裂隙系統(tǒng)，斷裂裂隙系統(tǒng)，使得被熱水循環(huán)的物質(zhì)具有高度滲透性，從而促進大規(guī)模使得被熱水循環(huán)的物質(zhì)具有高度滲透性，從而促進大規(guī)模的水的水-巖反應(yīng)巖反應(yīng);有效的沉淀機制，促進硫化物堆積沉淀有效的沉

47、淀機制，促進硫化物堆積沉淀;快速快速及時的埋藏條件，以使硫化物免遭氧化和破壞。及時的埋藏條件，以使硫化物免遭氧化和破壞。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n 早期研究認為，硫化物礦床形成于擠壓造弧階段，成礦與島弧鈣堿早期研究認為，硫化物礦床形成于擠壓造弧階段，成礦與島弧鈣堿性中酸性火山巖有關(guān)，然而，越來越多的事實表明，成礦作用不是性中酸性火山巖有關(guān)，然而，越來越多的事實表明，成礦作用不是發(fā)生于成弧造山階段，而是形成島弧開裂斷陷階段發(fā)生于成弧造山階段，而是形成島弧開裂斷陷階段;礦床不是與島

48、礦床不是與島弧鈣堿性巖系相關(guān)，而是與雙峰巖石組合密切共生。如，黑礦型火弧鈣堿性巖系相關(guān)，而是與雙峰巖石組合密切共生。如，黑礦型火山成因塊狀硫化物礦床，產(chǎn)出于島弧環(huán)境。在弧后擴張之幼年期或山成因塊狀硫化物礦床，產(chǎn)出于島弧環(huán)境。在弧后擴張之幼年期或發(fā)育期，因擴張程度不大，出現(xiàn)雙峰巖石組合發(fā)育期，因擴張程度不大，出現(xiàn)雙峰巖石組合;成熟期，弧后盆地成熟期，弧后盆地繼續(xù)擴張，并向邊緣海方向演化，出現(xiàn)新生洋殼，發(fā)育典型大洋中繼續(xù)擴張，并向邊緣海方向演化，出現(xiàn)新生洋殼，發(fā)育典型大洋中脊玄武巖。硫化物成礦作用，可以發(fā)生于弧后擴張的不同發(fā)育階段，脊玄武巖。硫化物成礦作用，可以發(fā)生于弧后擴張的不同發(fā)育階段，形成特

49、定的硫化物礦床，幼年期形成形成特定的硫化物礦床，幼年期形成Zn-Pb-Cuu礦床，成熟期形礦床，成熟期形成成Cu-Zn礦床。礦床。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n在洋脊環(huán)境，早期研究認為，高溫?zé)崴畤娏鞒练e活動在洋脊環(huán)境，早期研究認為，高溫?zé)崴畤娏鞒练e活動和塊狀硫化物礦床，對應(yīng)于一個中速至快速擴張的熱和塊狀硫化物礦床，對應(yīng)于一個中速至快速擴張的熱邊界條件，如太平洋脊。然而，高溫?zé)焽?、硫化物礦邊界條件，如太平洋脊。然而，高溫?zé)焽琛⒘蚧锏V床及噴口熱水生物群，在慢速擴張的中大西洋床及噴口熱

50、水生物群，在慢速擴張的中大西洋TAG地地區(qū)的發(fā)現(xiàn)，揭示擴張速率不是決定硫化物礦床形成與區(qū)的發(fā)現(xiàn)，揭示擴張速率不是決定硫化物礦床形成與否的先決條件。在東太平洋和中大西洋，雖然硫化物否的先決條件。在東太平洋和中大西洋，雖然硫化物礦床礦物組合、流體化學(xué)和熱水溫度，無明顯差別，礦床礦物組合、流體化學(xué)和熱水溫度，無明顯差別，但礦床規(guī)模及分布特點，仍有顯著差異，表明其受洋但礦床規(guī)模及分布特點，仍有顯著差異，表明其受洋脊擴張速率，以及由此產(chǎn)生的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和局部火脊擴張速率，以及由此產(chǎn)生的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和局部火山環(huán)境聯(lián)合控制。山環(huán)境聯(lián)合控制。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)

51、代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n在緩慢擴張洋脊成礦背景，典型地貌特征是軸部地塹相對在緩慢擴張洋脊成礦背景，典型地貌特征是軸部地塹相對較寬，兩側(cè)被斷裂控制。在平面上，呈短透鏡形的地塹內(nèi)，較寬，兩側(cè)被斷裂控制。在平面上，呈短透鏡形的地塹內(nèi)，多個火山噴發(fā)中心，排成一列，構(gòu)成火山脊?；鹕郊沟匦味鄠€火山噴發(fā)中心，排成一列，構(gòu)成火山脊?；鹕郊沟匦胃叩亍⒘压缺诘撞亢晚敳?，以及轉(zhuǎn)換斷裂帶高地、裂谷壁底部和頂部，以及轉(zhuǎn)換斷裂帶.是海底熱水是海底熱水噴流沉積活動區(qū)和硫化物礦床最發(fā)育部位，如噴流沉積活動區(qū)和硫化物礦床最發(fā)育部位，如TAG位于離位于離散的火山中心內(nèi)，礦體成群

52、分布，規(guī)模較大。散的火山中心內(nèi)，礦體成群分布，規(guī)模較大。n在快速擴張脊，洋殼的快速擴張，形成近乎等寬度的軸部在快速擴張脊，洋殼的快速擴張，形成近乎等寬度的軸部地塹，巖漿體沿地塹中央線性分布，形成連續(xù)的火山脊，地塹，巖漿體沿地塹中央線性分布，形成連續(xù)的火山脊，構(gòu)成夾持于兩條主干斷裂之間的地形高地。熱水活動和硫構(gòu)成夾持于兩條主干斷裂之間的地形高地。熱水活動和硫化物丘堤及煙囪，沿裂谷地塹中央分布。熱水噴口，受軸化物丘堤及煙囪，沿裂谷地塹中央分布。熱水噴口，受軸向火山口和熔巖湖種制。向火山口和熔巖湖種制。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物

53、礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床2.硫化物礦床的結(jié)構(gòu)形態(tài)特征硫化物礦床的結(jié)構(gòu)形態(tài)特征n現(xiàn)代海底硫化物沉積和硫化物礦床的觀察研究表明，現(xiàn)代海底塊狀硫化現(xiàn)代海底硫化物沉積和硫化物礦床的觀察研究表明，現(xiàn)代海底塊狀硫化物礦床可以有不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)和礦床式樣。其地質(zhì)因素，主要包括混合物礦床可以有不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)和礦床式樣。其地質(zhì)因素，主要包括混合作用、滲透性、熱液系統(tǒng)穩(wěn)定性、海水深度與流體沸騰和地質(zhì)蓋層條件作用、滲透性、熱液系統(tǒng)穩(wěn)定性、海水深度與流體沸騰和地質(zhì)蓋層條件等五個方面。等五個方面。1)混合作用混合作用n熱水流體與冷海水的混合作用，是煙囪發(fā)育和硫化物堆積的關(guān)鍵因素之熱水流體與冷海水的混合

54、作用，是煙囪發(fā)育和硫化物堆積的關(guān)鍵因素之一。在海底附近，熱水流體與冷海水的混合，通常導(dǎo)致鈣、鋇硫酸鹽和一。在海底附近，熱水流體與冷海水的混合，通常導(dǎo)致鈣、鋇硫酸鹽和硅酸鹽快速沉淀，形成石膏和重晶石及非晶質(zhì)硅，成為煙囪生長的胚基。硅酸鹽快速沉淀，形成石膏和重晶石及非晶質(zhì)硅，成為煙囪生長的胚基。在煙囪生長過程中，煙囪通道內(nèi)的混合，常導(dǎo)致硫化物沉淀，并受溫度在煙囪生長過程中，煙囪通道內(nèi)的混合，常導(dǎo)致硫化物沉淀，并受溫度梯度控制，而發(fā)育明顯的礦物分帶。在近海底，這種混合作用主要發(fā)生梯度控制，而發(fā)育明顯的礦物分帶。在近海底，這種混合作用主要發(fā)生在丘狀堆積體內(nèi)部，引起熱水對流和硫化物沉積。在丘狀堆積頂部，

55、通在丘狀堆積體內(nèi)部，引起熱水對流和硫化物沉積。在丘狀堆積頂部，通常發(fā)育一個滲透性很差的蓋層或結(jié)殼，充當(dāng)了地球化學(xué)緩沖劑的角色，常發(fā)育一個滲透性很差的蓋層或結(jié)殼，充當(dāng)了地球化學(xué)緩沖劑的角色，可以有效地防止快速混合作用和周圍海水對流體的稀釋作用?？梢杂行У胤乐箍焖倩旌献饔煤椭車Ｋ畬α黧w的稀釋作用。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床2)滲透性滲透性n海底的滲透性，對于熱液流體從海底下部向海底表面的輸運狀況和排海底的滲透性，對于熱液流體從海底下部向海底表面的輸運狀況和排泄方式起關(guān)鍵控制作用，這

56、對于海底熱水活動能否形成大的硫化物堆泄方式起關(guān)鍵控制作用，這對于海底熱水活動能否形成大的硫化物堆積體是至關(guān)重要的。在不具滲透性的火山地區(qū)，熱水流體通常沿斷裂積體是至關(guān)重要的。在不具滲透性的火山地區(qū)，熱水流體通常沿斷裂排泄噴滋，熱水活動區(qū)僅出現(xiàn)于斷裂區(qū)或擴張脊軸帶。在慢速擴張洋排泄噴滋，熱水活動區(qū)僅出現(xiàn)于斷裂區(qū)或擴張脊軸帶。在慢速擴張洋脊，由于循環(huán)系統(tǒng)相對比較穩(wěn)定，海底下部滲透性好，很容易在這種脊，由于循環(huán)系統(tǒng)相對比較穩(wěn)定，海底下部滲透性好，很容易在這種地區(qū)形成較大的丘狀堆積體。其滲透性，主要取決于是否存在斷裂和地區(qū)形成較大的丘狀堆積體。其滲透性，主要取決于是否存在斷裂和熔巖角礫，以及火山巖自身

57、的滲透性。在快速擴張脊的后期構(gòu)造階段，熔巖角礫，以及火山巖自身的滲透性。在快速擴張脊的后期構(gòu)造階段，洋殼具高裂隙和高滲透性特點，為上升的熱液流體和下滲的冷海水提洋殼具高裂隙和高滲透性特點，為上升的熱液流體和下滲的冷海水提供了許多通道。但是，由于快速擴張洋脊的上升流區(qū)相對狹窄，加之供了許多通道。但是，由于快速擴張洋脊的上升流區(qū)相對狹窄，加之頻繁構(gòu)造與火山活動的干擾，盡管熱液硫化物的出露位置非常多，但頻繁構(gòu)造與火山活動的干擾，盡管熱液硫化物的出露位置非常多，但規(guī)模都比較小。在慢速擴張洋脊，熱液體系所處區(qū)域的滲透性比較小，規(guī)模都比較小。在慢速擴張洋脊，熱液體系所處區(qū)域的滲透性比較小，而且熱液輸出明顯

58、集中。而且熱液輸出明顯集中。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床n在可滲透的火山巖地區(qū)，特別是長英質(zhì)火山巖環(huán)境，由在可滲透的火山巖地區(qū)，特別是長英質(zhì)火山巖環(huán)境，由于火山碎屑物質(zhì)或高孔隙火山巖系十分發(fā)育，熱水流體于火山碎屑物質(zhì)或高孔隙火山巖系十分發(fā)育，熱水流體流動很少集中，流體排泄通常呈彌散狀多點噴射。這種流動很少集中，流體排泄通常呈彌散狀多點噴射。這種流體活動往往在海底火山巖系中形成具有層控特征的脈流體活動往往在海底火山巖系中形成具有層控特征的脈狀狀-網(wǎng)脈狀礦帶。在滲透性較差的火山巖區(qū)，熱

59、水流體通網(wǎng)脈狀礦帶。在滲透性較差的火山巖區(qū)，熱水流體通常沿斷裂常沿斷裂“聚焦聚焦”式排泄，因此，常在海底下部形成蝕式排泄，因此，常在海底下部形成蝕變變-礦化巖。礦化巖。第一節(jié)第一節(jié) 古今海底噴流沉積成礦理論古今海底噴流沉積成礦理論一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床一、現(xiàn)代海底噴流沉積成礦作用與硫化物礦床3)熱液系統(tǒng)穩(wěn)定性熱液系統(tǒng)穩(wěn)定性n熱源深度和大小，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對于熱水流體熱源深度和大小，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對于熱水流體系統(tǒng)有著直接的影響，直接制約了硫化物堆積體的規(guī)模系統(tǒng)有著直接的影響，直接制約了硫化物堆積體的規(guī)模大小。一個大的丘狀體，意味著需要大量熱水流體在同大小。一個大的丘

60、狀體，意味著需要大量熱水流體在同一地點長期循環(huán)作用。在快速擴張洋脊，已觀察到幾年一地點長期循環(huán)作用。在快速擴張洋脊，已觀察到幾年來熱液活動沿軸移動的現(xiàn)象，這不利于硫化物堆積體的來熱液活動沿軸移動的現(xiàn)象，這不利于硫化物堆積體的形成。硫化物堆積體需要對流循環(huán)體系在同一地點經(jīng)歷形成。硫化物堆積體需要對流循環(huán)體系在同一地點經(jīng)歷幾個連續(xù)的熱液活動時期，比如，在幾個連續(xù)的熱液活動時期，比如，在TAG熱水活動區(qū)，熱水活動區(qū)，熱水噴流沉積活動在同一地點經(jīng)歷了熱水噴流沉積活動在同一地點經(jīng)歷了 26000年的歷史，年的歷史，其中至少有其中至少有5個熱水活動時期。因此，與快速擴張洋脊中個熱水活動時期。因此，與快速擴