脈巖型礦床熱液礦床教學(xué)教材

1、脈巖型礦床熱液礦床1 花崗巖及其圍巖中的黑鎢礦石英脈礦床 這是華南地區(qū)鎢成礦區(qū)內(nèi)最重要的礦床類型。礦床分布遍及于江西南部的十幾個縣，并擴展到贛中、湖南、粵北等地區(qū)，在贛南有著名的西華山、大吉山、巋美山，盤古山等重要礦床。 礦床均產(chǎn)于中生代燕山期花崗巖體及其侵入的古生界淺變質(zhì)碎屑巖系中。無論在巖體中還是在變質(zhì)沉積巖中礦床都成脈組或脈群產(chǎn)出。 例如西華山所在地區(qū)為一個約 20kn12 的復(fù)式花崗巖巖體，西華山礦床產(chǎn)在巖體南端斑狀細粒黑云母花崗巖株的頂部，在 4 , skn 產(chǎn)范圍內(nèi)有近東西向礦脈約 400 多條。在復(fù)式巖體的西北部和東北部也有相似的含鎢石英脈組分布（圖 5 一 18 ）。在大吉山和

2、盤古山等礦區(qū)含鎢石英脈組則主要產(chǎn)在寒武紀變質(zhì)巖系和泥盆紀石英砂巖中。礦脈產(chǎn)狀相似，有的延深很大，深部有花崗巖體。每一個礦區(qū)內(nèi)一般有數(shù)十條到上百條礦脈，它們有的互相平行構(gòu)成脈組，一個礦區(qū)內(nèi)往往有兩三個脈組。脈組的延展方向有的相同或相近，有的則以一定角度交切。主要礦床沿走向長達 200 一 600m ，最長達 1500nl ，延深 200 一 300m ，最深也可達千米。厚度變化從 0 . 2 一 lm ，在末端常變薄分叉而尖滅。脈側(cè)圍巖發(fā)生云英巖化，下部也常見鉀長石化。脈內(nèi)礦物組成一般較簡單，石英占體積的 90 一 95 % ，金屬礦物不均勻分布其中，主要有黑鎢礦、錫石、輝鑰礦、輝秘礦、白鎢礦、

3、少量黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦，非金屬礦物有白云母、鉀長石、少量電氣石、黃玉、綠柱石、銼云母、童石等。礦石中嘰含量可達 1 左右，有的礦床中 Sn Bi、Be等可綜合利用。 本區(qū)鎢礦與燕山期花崗巖有明顯的時空和成因關(guān)系，巖體侵位時間在 180 130Ma 內(nèi)，成礦溶液主要來源是巖漿水，含鎢石英脈流體包裹體測得 D 為 33 . 36 89 . 41 、18O為 4 . 18 9 . 51 的數(shù)據(jù)。礦床形成溫度在 250 350 范圍內(nèi)?，F(xiàn)在認為江西南部及鄰區(qū)處于華南早古生代褶皺系的加里東后隆起區(qū)，成礦作用與中生代特殊的陸內(nèi)構(gòu)造巖漿活動環(huán)境有關(guān)。 在贛南鎢礦進行長期的勘查開采工作中，不斷加深

4、了黑鎢磷石英脈礦床從淺部到深部礦化特征變化規(guī)律的認識，礦床工作者提出了一個從上到下的“五層樓”分帶模式： （1）微脈帶：蝕變巖石中有一系列云母一石英微細脈，脈幅寬0.1-1cm，此帶不具開采價值，但可作為深部存在隱伏礦的標志; （2）密集細脈帶：細脈寬 1 -5cm，少數(shù)達 10 cm，含礦率 10 以上，構(gòu)成工業(yè)礦體的上部。 （3） 中脈帶：脈幅 寬510cm，個別可達 50 cm，脈平行排列成組，脈帶寬度和WO3品位達最高值，延深深度也大于上面兩帶，具有重要工業(yè)價值。 （4）大脈帶：脈幅大于 50 cm,有的 1m以上，大脈旁側(cè)時有少數(shù)平行或斜向分布的細脈，此帶發(fā)育在花崗巖體接觸面以上 1

5、00 一 20 0M區(qū)間內(nèi)，有最重要工業(yè)價值 （5）稀疏大脈帶：礦脈減少，發(fā)育深度 100 250M，個別更大些，向下進入花崗巖體內(nèi)逐漸縮小尖滅2 含金石英脈礦床 這類礦床多產(chǎn)于太古宙或下元古代古老變質(zhì)巖系中，其中常有不同時代的花崗巖侵入，最重要的是中生代燕山期花崗巖類。礦床主要呈含金石英脈產(chǎn)出，有的地區(qū)還伴有構(gòu)造蝕變巖型金礦床。我國膠東、小秦嶺、遼吉地區(qū)金礦床多屬這一類型，世界各地這類余礦也具有相似特點。山東玲瓏礦床是典型一例，在礦區(qū)75Km2范圍內(nèi)有金礦脈 5 00多條，產(chǎn)在侵入于古老變質(zhì)巖系中的中生代花崗巖體中，受NE和NNE向斷裂裂隙帶控制（圖 5 20 ）。主要礦脈長 100 一 5

6、 000 m ，寬 1 10m ，深 6 00- 70 00m ，按脈內(nèi)礦物成分可分為含金黃鐵礦石英脈和含金銅鉛鋅硫化物石英脈，脈側(cè)圍巖發(fā)育硅化及黃鐵絹英巖化，金礦物為自然金、銀金礦，呈顯微粒狀，主要賦存在黃鐵礦中，礦石品位 3 32g/t 。另一類金礦是以焦家為代表的構(gòu)造蝕變巖型金礦 分布在花崗巖與變質(zhì)巖接觸帶附近的花崗巖中， 花崗巖已碎裂至糜棱巖，并遭受強烈黃鐵絹英巖化和鉀化，金富集部位可見深灰色石英黃鐵礦細脈呈礦脈帶產(chǎn)出。石英脈型金礦床位置在上，構(gòu)造蝕變巖型金礦位置相對在下。現(xiàn)在認為，這類金礦的最初礦源層是具綠巖性質(zhì)的古老變質(zhì)巖，即膠東群?；◢弾r是中生代時綠巖系發(fā)生深熔作用的產(chǎn)物，其侵位

7、時間在 160135Ma，金礦是主要來自花崗巖的熱液作用形成的，主要成礦期在 10090Ma 。 豫陜交界小秦嶺地區(qū)的金礦產(chǎn)于太古宙太華群深變質(zhì)巖系中，其中也有不同時代的花崗巖體。金礦床主要為巨大的石英脈型，近期研究揭示的成礦裂隙構(gòu)造與韌性剪切帶發(fā)展過程有關(guān)。關(guān)于這類礦床的礦源、成礦機制和成礦演化的研究也有新的進展。3 網(wǎng)脈狀錫石硫化物型礦床 礦床與花崗巖類有關(guān)，但多產(chǎn)在外接觸帶，有時距巖體甚遠。礦床多產(chǎn)于泥質(zhì)沉積巖或噴發(fā)巖中，以錫石與鐵硫化物和鉛鋅硫化物共生或與含鐵硅酸鹽礦物（如電氣石、綠泥石）共生為特征。 中國這類礦床中以產(chǎn)于碳酸鹽巖層中的矽卡巖型和層狀脈帶型最為重要，廣東海豐地區(qū)有產(chǎn)子非

8、碳酸盤圍巖中的典型例子。 廣東海豐長埔錫礦床所在地區(qū)內(nèi)主要分布著中生代的沉積巖和火山巖系，燕山期花崗巖也有廣泛出露。礦區(qū)地層呈北東一南西走向的帶狀分布，包括下侏羅統(tǒng)條帶狀碳泥質(zhì)頁巖、粉砂巖互層、石英巖和砂巖粉砂巖頁巖互層帶，其上為中上侏羅統(tǒng)的流紋質(zhì)凝灰?guī)r、角礫巖及流紋斑巖。 巖石陡傾并普遍片理化。上述互層帶巖石中發(fā)育平行走向方向延長達千米以上的破裂裂隙帶，錫礦產(chǎn)于此種裂隙帶中（圖 5 一 21 ）。 礦化沿裂隙帶中各裂隙組發(fā)育，形成網(wǎng)脈、并列細脈帶及較大的脈體，并在整體上也構(gòu)成和巖層走向基本一致的脈狀體，先后形成的多種礦物組合沿含礦裂隙帶走向依次分布形成特征的礦化分帶， 在水平方向上從東北向西

9、南依次為 錫石、電氣石、石英網(wǎng)脈帶；錫石、石英細薄脈帶、外側(cè)錫石、毒砂、黃鐵礦大脈帶和西南邊緣磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦大脈及細脈帶，在垂直方向上也見到電氣石、石英網(wǎng)脈向下變?yōu)榱蚧飵А⒑F硫化物變?yōu)殂U鋅硫化物帶。根據(jù)裂隙帶內(nèi)裂隙組產(chǎn)狀、構(gòu)造透鏡體產(chǎn)狀及小型逆斷層及劈理發(fā)育特點，可知裂隙帶是由擠壓和剪切作用形成的，上述礦化分帶表明構(gòu)造裂隙帶的生成和擴大是成礦溶液演化各階段溶液依次進入裂隙帶有序配合的結(jié)果。各階段礦物組合中均有不同世代的錫石形成，而以裂隙帶擴大和重復(fù)張開部位錫石、石英和錫石鐵硫化物組合中最為富集。4 脈狀鉛鋅（銅）礦床 脈狀鉛鋅礦床是很常見的類型，湖南桃林是有特色的例子。 桃林鉛鋅

10、礦床產(chǎn)于元古界板溪群千枚巖、板巖與中生代花崗巖體間的斷裂帶內(nèi)，斷裂帶平行接觸面分布，延伸230Km，寬2300米。鉛鋅礦體由含礦斷裂角礫巖帶內(nèi)的礦化富集部分構(gòu)成，斷續(xù)分布成大致平行的不規(guī)則脈及透鏡體，厚幾米至幾十米（圖 5 22）、礦體圍巖包括千枚巖、石英巖、絹云母綠泥石片巖、石英片巖，綠泥石化絹云母化及硅化顯著。礦石具特征的角礫狀、細脈狀、條帶狀和晶洞狀構(gòu)造，可以劃分出不同礦化階段 礦物組合： 方鉛礦、暗色閃鋅礦、黃銅礦、石英、螢石， 重晶石、淺色閃鋅礦、方鉛礦。 利用硫化物對測溫，黃銅礦方鉛礦獲得 344 299 ，閃鋅礦方鉛礦獲得 215 229 的成礦溫度數(shù)據(jù)，石英、重晶石、方解石包裹

11、體水的D 31 69，脈石 英18O 為7.0 1.8 ,認為成礦溶液早期為巖漿水，后期有大氣降水參加。礦石品位一般較低，可分為鉛礦石、鋅礦石及鉛鋅礦石三類，鋅多鉛少，銅、銀、稼、螢石可綜合利用。三、成礦作用和礦床成因 脈狀礦床形成的地質(zhì)環(huán)境極其寬廣，從巖漿巖內(nèi)外接觸帶到幾乎沒有明顯巖漿活動跡象的沉積巖區(qū)都可能有礦床產(chǎn)出。 直接圍巖：可以是侵入巖體或其所侵入的圍巖，也可以是與巖漿活動無關(guān)的各種類型的層狀巖石。 成礦作用都是與巖石經(jīng)受構(gòu)造變形以至破壞產(chǎn)生的破裂裂隙有關(guān)。 不同的巖石構(gòu)造環(huán)境中有不同的含礦破裂裂隙構(gòu)造型式，并控制了礦床的產(chǎn)狀、形態(tài)與分布。 在礦床構(gòu)造研究中已注意了成礦前、成礦期和成

12、礦后構(gòu)造的區(qū)分。成礦前的構(gòu)造可以為成礦作用所利用，成礦期間的構(gòu)造與含礦溶液活動的配合對成礦作用最為有利，這兩種構(gòu)造既可作為溶液活動的通道，又可提供礦石沉淀的空間。成礦后的構(gòu)造則主要是導(dǎo)致礦體的破壞。巖石在發(fā)生構(gòu)造變形和發(fā)展到破壞的過程中所形成的裂隙服從固體力學(xué)應(yīng)力分布的一般規(guī)律。 成礦方式充填作用和交代作用在脈狀礦床中都有表現(xiàn)； 充填作用是溶液進入巖石中現(xiàn)成的開放空間時發(fā)生的，即溶液隨著溫度下降及環(huán)境條件的改變把所攜帶的成礦物質(zhì)沉淀在開放裂隙空隙中的過程，充填作用總是從附著在裂隙壁開始直到把整個裂隙空間填滿結(jié)束。充填作用因此常見到平行裂隙壁的條帶狀構(gòu)造、梳狀構(gòu)造，如果是在角礫帶不規(guī)則空間中發(fā)生

13、，即形成環(huán)帶狀構(gòu)造，當裂隙未被沉淀出來的礦物完全填滿時則出現(xiàn)晶洞構(gòu)造和晶簇構(gòu)造等。 交代作用一般也是從巖石中各種裂隙孔隙空洞開始的，活動性成礦溶液在沿著這些空隙流動時溶解裂隙旁圍巖物質(zhì)而同時又沉淀出溶液中某些礦物組分即發(fā)生了組分的置換或交代作用。 識別交代作用的標志：礦體形態(tài)不規(guī)則，與圍巖界線不平整或呈鋸齒狀，在交代完善的塊狀礦石外圍有浸染狀礦石外緣； 礦體內(nèi)部常有未被交代完的殘留圍巖團塊，從這些殘留體內(nèi)的層理產(chǎn)狀可看出它們沒有移動過而是保存在原來位置上； 交代作用形成的礦體成分改變了，但常常保留或繼承下來原巖中的層理、條帶以及褶皺了的面狀構(gòu)造； 在各種巖石組合的層序中表現(xiàn)出對不同巖性的選擇交

14、代特點。在許多熱液脈狀礦床中，充填作用為主的礦床也常伴有一定程度的交代作用。脈狀礦床中圍巖蝕變 主要表現(xiàn)為脈側(cè)蝕變形式，一般寬幾厘米到幾米，脈側(cè)圍巖蝕變與脈內(nèi)礦物沉淀是同時發(fā)生的，表明熱液在形成礦脈時曾在裂隙內(nèi)長時間流動也曾滲透到一定范圍內(nèi)的圍巖中，并與圍巖發(fā)生了交代反應(yīng)。 一定類型的礦物組合常伴有一定類型的圍巖蝕變，它們都與成礦溶液的溫度、酸堿性和組分有關(guān)。 例如在花崗巖中的含鎢石英脈側(cè)發(fā)育了云英巖化，云英巖中還可能生成少量錫石、輝鉑礦，黃銅礦等金屬礦物； 在含金石英脈側(cè)發(fā)育絹英巖化，在絹英巖化帶中常會有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等浸染體以及相伴的金銀礦化，因此，礦體的邊界有時也把部分蝕變圍巖包

15、括在內(nèi)。脈狀礦床的礦物組成 多種多樣，考慮到成礦溶液的溫度是確定礦脈中金屬組合的原因，劃分出高溫的 w 、 Sn 、Mo、 Bi ，中溫的 Cu 、 Pb 、Zn，低溫的Hg、Sb、As等礦物和金屬組合。 例如：鎢錫礦床中少量長石、云母等硅酸鹽類礦物較早形成并可能有含鋰、鈹?shù)V物伴隨、石英、黑鎢礦在成礦的主期形成，而更晚一些的形成物中出現(xiàn)銅、鉛、鋅硫化物； 例如：含金石英脈礦床中也常見早期從無礦石英開始，隨后為金一黃鐵礦一石英，后為金一銅鉛鋅硫化物一石英，最后為石英一鐵碳酸鹽類這樣一個相當普遍的發(fā)展過程； 錫石硫化物礦床中不僅有錫石-電氣石、錫石-石英、錫石-鐵、鉛鋅硫化物、石英；綠泥石的多階段

16、的礦物組合，而且它們可以形成沿走向和傾向方向的礦化分帶 根據(jù)金屬絡(luò)合物的穩(wěn)定性得到了上面一個順序 ， 該順序與一般礦物組合出現(xiàn)的順序一致 從許多礦床中總結(jié)出來的 6 個依次出現(xiàn)的礦物組合是： 硅酸鹽類礦物，長石、白云母、綠泥石等及少量金屬礦物； 磁鐵礦一赤鐵礦； 錫石一黑鎢礦一輝鉬礦； 磁黃鐵礦、斜方砷鐵礦、毒砂、黃鐵礦、鈷鎳硫化物；黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦； 方鉛礦、黝銅礦、鉛的硫酸鹽、蹄化物、辰砂。影響礦物分四、勘查評價要點 脈狀礦床的形態(tài)產(chǎn)狀受斷裂裂隙構(gòu)造的控制，有的礦床直接產(chǎn)于大的斷裂帶中，更多的礦床產(chǎn)于大斷裂旁側(cè)的次級斷裂裂隙中。斷裂裂隙的性質(zhì)和規(guī)模在相當程度上影響著礦床的開采條件和價

17、值。 應(yīng)用構(gòu)造解析方法和顯微構(gòu)造分析方法研究脈狀礦床成礦構(gòu)造控制、深部礦體預(yù)測以及斷失礦體尋找等方面 研究礦物組成、共生順序、劃分成礦階段也是研究脈狀礦床的基礎(chǔ)工作，這些研究對探討礦床中是否存在礦化分帶和分帶的特點以及找尋富礦體都是必需的。 關(guān)于脈狀礦床形成的物化條件，特別是溫度和深度一直在研究工作中受到重視。因為成礦溫度和深度關(guān)系到金屬共生類型和礦化延深規(guī)模等問題。 一般深成、中深成礦床與相應(yīng)深度相巖漿巖間有空間關(guān)系、礦床有穩(wěn)定和較大的延伸，礦物組成在不同探度變化； 表現(xiàn)為顯著的分帶，有典型高、中溫礦物共生組合，礦石具粗晶結(jié)構(gòu)，礦化總體上較均勻。淺成到超淺成礦床則與小侵入體、次火山巖伴生，礦

18、體延深方向尖滅迅速、礦體內(nèi)礦物成分較復(fù)雜，高中低溫礦物可在短距離內(nèi)更替疊置，分帶不明顯，出現(xiàn)含硫銻砷鹽類礦物和碲、硒礦物，礦物具細晶結(jié)構(gòu)，有角礫狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造，礦化不均勻，可有極富的部分。第六章 盆地沉積環(huán)境中的熱水成因礦床第一節(jié)火山塊狀硫化物（VMS）礦床 一、概述這類礦床在世界上一些地方很早就被作為銅和黃鐵礦的資源開采利用而受到了重視。礦床產(chǎn)在海相火山巖、火山沉積巖系中，礦體常呈與圍巖層狀構(gòu)造大體整合一致的似層狀或透鏡狀，成群成帶集中分布。礦石中金屬硫化物特別富集，含量?？蛇_到 60 以上，構(gòu)成塊狀、密集條帶狀礦石。金屬硫化物主要包括鐵、銅、鉛鋅硫化物，而以黃鐵礦、磁黃鐵礦等鐵硫化物的含量為最高，因此在礦床文獻中也稱這類礦床為黃鐵礦型礦床。歐美各國因越來越認同礦床與海底火山活動的環(huán)境有關(guān)，現(xiàn)在更為廣泛地