第三章-氣液礦床

第三章氣水熱液礦床一氣水熱液礦床及成礦總論資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)一、氣水熱液礦床及成礦總論（一）概述

1、定義：大量的地質(zhì)資料表明，在內(nèi)生成礦作用過程中，除了有在巖漿結晶的主要階段形成的巖漿礦床、和在巖漿結晶之后形成的偉晶巖礦床之外，在地殼中還有另一大類礦床，即與各種成因的氣水熱液有關的“氣水熱液礦床”。所謂“氣水熱液”，指在地殼一定深度下（n-n十公里）通過各種方式形成的具有較高溫度和壓力、以水為主的氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)巖石圈內(nèi)氣液的產(chǎn)生與循環(huán)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

2、氣液的主要成分①主要組分：H2O，水。②揮發(fā)份O、CO2、H2S、SO3、HCl、HF；③鹽類物質(zhì)：K、Na、Ca、Mg、Ba、Sr等的硫酸鹽SO2-4),氯化物(Cl-)，氟化物(F-)，硼酸鹽（B）等。④成礦元素：

——親銅元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg。

——過渡元素Fe、Co、Ni、Mn、W、Mo、Be、TR、U、In、Re。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)（二）氣水熱液的來源

氣水熱液的來源是這類礦床的一個重要問題。由于其來源十分復雜，因此人們曾提出過多種看法，爭議較大。這個問題，也是人們目前大力研究的一個課題。氣水熱液的來源可分為五種基本來源資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)資料表明，成礦的熱水溶液是多組分體系，其來源是多途徑，類型是多種多樣的，而且不同來源和成因的溶液常常是相互摻雜混合。從根本來講，幾乎氣水熱液均通過火山作用來自于地球內(nèi)部，不同來源的水有不同的氫、氧同位素組成資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)1.巖漿水：

這主要是指硅酸鹽熔漿在侵位后發(fā)生的冷凝分異作用過程中，所形成的“巖漿氣水”。因此這類氣液來自巖漿。巖漿是一種成分很復雜的流體，它主要由硅酸鹽、氧化物和揮發(fā)份組成。其中揮發(fā)份約占5～10%，且以水為主。在高溫時，巖漿是一種均勻的熔融體，但隨著溫度逐漸下降，壓力降低，這時熔漿中的水等揮發(fā)份逐漸集中，于是形成了高溫的含礦氣水熱液。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)巖漿水產(chǎn)生和噴發(fā)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

人們不可能直接識別巖漿水，但通過氫-氧同位素的計算可以確定巖漿水的參與：δD=-80‰～-40‰（δD=-80‰～-50‰）；δ18OH2O=5.5‰～9.5‰（或δ18OH2O=6‰～8‰）。

H-O同位素與初生水相似，CO2

、Na+

、K+

、Si4+、Al3+

、SO42-、Cl-有所增加。

資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)2.初生水，或原生水，或“地幔熱液”：

指直接來源于上地幔“去氣作用”（“脫氣”，“除氣”）所形成的氣水熱液。這種氣液從未參加過水的循環(huán)作用，在地球形成時期就已經(jīng)存在。一般通過測量上地幔硅酸鹽的H-O同位素組成來推斷“初生水”的組成其氫氧同位素為:——δD=-48‰（或-70‰～-30‰），

——δ18OH2O=7‰（或6‰～8.5‰）。成分中CO2含量很高，可達78.54%，且常見純CO2（占100%）的包裹體，其中金屬元素以富含F(xiàn)e,Mg,Mn為特征。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)地幔去氣作用資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

3.變質(zhì)水，或稱“花崗巖化熱液”

：

當?shù)貧ぃ垂桎X層）中的非花崗巖類巖石，如沉積巖，火山巖等，在變質(zhì)作用過程中以及在花崗巖化和再熔化作用過程中會產(chǎn)生大量含礦熱液，即“變質(zhì)熱液”。變質(zhì)熱液的同位素組成變化很大，受原巖成分的制約。但典型的區(qū)域變質(zhì)水的δD變化范圍為-20‰～-65‰，δ18OH2O=5‰～25‰。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)變質(zhì)水的形成作用資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)4.地下熱鹵水，或稱地下水熱液

又可分成兩個亞類：同生沉積溶液和后生下滲溶液。

①同生沉積水

——又叫同生水；

——建造水（地層水）：是指在沉積物形成時一起被埋入在沉積物中或在成巖過程中產(chǎn)生的溶液，這些溶液在沉積物固結成巖之后或成巖期后的擠壓作用而匯集在一起形成“囚水”，“封存水”，“建造水（地層水）”。按照沉積背景的不同，又可分為海成溶液和陸成溶液。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

②后生下滲溶液

指由地表大氣降水和海水沿著巖石的裂隙或海底裂隙、間隙、孔洞等下滲到地殼不同的深度形成的溶液。大氣降水（或地表雨水）的同位素組成隨海拔高度、緯度、溫度的變化有規(guī)律地改變，一般說來，大氣降水的同位素組成δD=-340‰～+50‰，δ18OH2O=-44‰～+10‰。大氣水熱液及其成礦模式（斯米爾諾夫）資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

當大氣降水進入地殼表層以后在滲流和環(huán)流作用中，受地熱的影響以及巖漿和火山活動的影響，使得這些水加熱升溫，以至其溫度達到300～400℃

，處于巖石的脆-韌性構造帶的接觸帶，深約12~15km。

這時，水的密度小，巖石的滲透率減弱，地下水熱液便不再向下滲透。于是向著上昂的方向，或沿著斷層，向著減溫減壓的方向循環(huán)流動。

這種地下水熱液在循環(huán)流動過程中，不斷發(fā)生“水-巖反應”，從圍巖，礦源層，甚至從已形成的礦床中溶解萃取大量成礦物質(zhì)以及鹽類，形成含礦熱鹵水或含礦熱液：

水→熱水→熱鹵水→含礦熱液（含礦熱鹵水）資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

③海水

海水也屬于大氣降水一大類，但海水中的化學組成顯然與地表的大氣降水不完全一樣。海水的含鹽水度約為3.5WB%NaCl，海水沿著海底的深大斷裂下滲到洋殼深處，形成環(huán)流熱液。海水熱液及其成礦模式資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

海水可以在海底巖石中下滲幾公里，甚至十幾公里，然后變成上昂熱液，在深部的環(huán)流過程中，可以與所途徑的巖石發(fā)生水巖反應，變成含礦熱鹵水，然后沿著海底斷裂上升至海底，形成海底噴發(fā)和海底“煙囪”。近代海水的δD和δ18OH2O都近于0‰（或均為1‰±5‰）含SO42-，鹽度3.5%。

5.混合水

指上述各種水溶液不同程度、不同比例的混合。由于水、巖石間的同位素交換反應，水的δD和δ18OH2O

均有變化。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)1.氣水熱液運移的原因：

大多數(shù)熱液礦床是自下而上運移的熱液形成的。引起氣液上升的原因，主要有以下幾種：

①壓力差：

內(nèi)壓力：溶液依靠自身的力量，打開通道而發(fā)生上升運移，即處入地下較深處的礦液由于其本身的內(nèi)壓力推動，熱液沿著各種大小裂隙、破碎帶運動。（三）氣水熱液的運移及其礦質(zhì)的沉淀：資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

外壓力：

當構造運動發(fā)生時則可產(chǎn)出大量斷層，勾通了地殼深處巖漿活動的地區(qū)或地下深處匯集在一起的熱液區(qū)，促使深處的熱液在地表不同部位壓力差的驅(qū)使下向減壓方向運移。

虹吸作用：

當構造形成大量裂隙時，尤其是那些隱伏于地下并未與地表勾通的裂隙，開始形成張口，此時裂隙中處于真空狀態(tài)，產(chǎn)生負壓力，從而能吸取周圍的含礦熱液（虹吸作用），并產(chǎn)生沉淀。這實質(zhì)上也是壓力差所產(chǎn)生的運移，大多數(shù)礦脈，如阿爾卑斯型Pb,Zn礦脈，被認為是這樣形成的。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)構造壓力引起流體流動資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

②密度差：原始成因的多種溶液，若它的密度不同，產(chǎn)生密度差引起物質(zhì)的對流。另外，局部熱源，如地殼深部的巖漿熱能或變質(zhì)熱能，地幔梯度等能造成含礦熱液的密度差，引起對流循環(huán)，從而使密度小的上升。另外，含鹽度很高的含礦溶液因密度較大而下沉，驅(qū)使密度小的流體上升。這樣產(chǎn)生的密度差也能推動含礦熱液的運移。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)濃度差、密度差、熱差引起氣液流通循環(huán)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

2.氣水熱液運移的通道：

氣水熱液的運移通道主要是巖石中的區(qū)域性大斷層、區(qū)域性大裂隙，以及巨大的滲水層，亦稱“導礦構造”。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)而在這些巨大斷層的旁側，呈分枝的次一級的裂隙，斷裂則容易被礦液充填，以致沉淀堆積成礦物質(zhì)，形成礦體，亦稱容礦、儲礦、含礦構造。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

圖中主斷裂為導礦構造，次級斷裂為“配礦構造”控制礦體形態(tài)的構造為容礦構造，導礦構造與配礦構造合稱為運礦構造”。這些構造一般為成礦前構造或成礦間構造。這些類型的構造主要影響礦液的運動，并形成成礦作用的多期多階段性（因為是構造薄弱環(huán)節(jié)，多次活動，而造成礦液的多次運動）。斷裂控制了氣液的流通通道資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)孔隙和裂隙的滲透作用資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

3.氣水熱液中成礦物質(zhì)的搬運方式氣水熱液中成礦元素的搬運形式是現(xiàn)代礦床學和地球化學的重要研究課題之一，它對于研究熱液礦床的成礦條件，元素和礦物的共生關系，礦床的分帶以及成礦專屬性等等都有直接的聯(lián)系。

資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)金屬能否遷移主要取決于成礦物質(zhì)在水溶液中的溶解度，為此前人從礦物化學的角度作了大量實驗研究，表明影響成礦物質(zhì)溶解的因素包括：溶劑、溶質(zhì)性質(zhì)（離子、絡合物、膠體、機械微粒等）、溶液的溫度、壓力、Ph值、陰離子性質(zhì)和濃度等。（1）金屬礦物的溶解度資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)x0tox1000ppmCu,Pb,Zn,Fe0.xtox1ppbAu,Ag,Hg資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)礦物溶解度的影響因素資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)脈石礦物的溶解度與影響因素資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)①成絡合物的形式：什么叫絡合物?

由一個簡單的離子和幾個中性分子（或在溶液中能獨立存在的離子）結合而成的復雜離子叫絡陰離子，含有絡陰離子的化合物叫絡合物，如：

3NaCl+FeCl3=Na3[FeCl6]

式中的Na3[FeCl6]即為絡合物。氣水熱液可以呈絡合物形式從巖石，礦物中萃取金屬元素。大多數(shù)絡合物的溶解度很大，如AgSH比Ag的溶解度大109～1012倍。絡合物還具有很大的穩(wěn)定性，在溶液中能長距離搬運，而不致于在中途發(fā)生水解和沉淀。金屬絡合物還可溶于氣體中，使許多成礦元素以氣體狀態(tài)遷移。實驗證明，許多金屬如Nb.Ta.W.Sn.Be.Fe.Cu.Pb.Zn.Au.Ag.Hg.Sb.U

等均能以絡合物形式在熱液中遷移。而一些揮發(fā)組份、如鹵族元素、HS—、S2-、O2—、CO32-等可構成絡合物的配位體⑵成礦元素的遷移形式資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

絡離子在溶液中的穩(wěn)定性，取決于絡離于電離能力的大小。絡離子的電離能力越強，絡離子則越不穩(wěn)定，因而在溶液中出現(xiàn)簡單的金屬離子也就愈多。這些金屬離子就能通過化學反應形成難溶化合物而沉淀下來。當溶液中富硫時，可形成[Zn(HS)2]－、[Fe(HS)3)－

，[Hg(HS)3]－絡陰離子，當溶液中富氯時，可形成[ZnCl3]－[CuCl3]2－,[FeCl6]3－等絡陰離子資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

②以鹵化物的形式：

我們在許多礦床的礦石礦物中常見到的硫化物，氧化物，如方鉛礦，閃鋅礦，黃鐵礦，黃銅礦，錫石，黑鎢礦，赤鐵礦，磁鐵礦等，它們的溶解度很小，表明熱液礦床中的礦物，絕大多數(shù)是成礦作用過程中形成不易溶解的化合物沉淀的結果，而不表示這些礦物即是以這種方式搬運的。考慮到一些火山噴出物中含有大量的HCl,HF等氣體.火山熱泉中常含有高鹽度的氯化物溶液及含豐富的Pb.Zn.Cu.Fe.Ag.W.Mo等成礦元素。一些高溫熱液礦床，矽卡巖礦床中含有多量F,Cl等氣成礦物。礦物氣液包裹體的研究表明，含礦熱液是一種含鹽度較高的K,Na氯化物溶液。重金屬的簡單鹵化物具有高揮發(fā)性和溶解度。因此有人認為許多金屬元素呈鹵化物形式搬運的。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

③以膠體的形式

：

由于在熱液礦床中，發(fā)現(xiàn)有礦石的膠狀構造，因此許多地質(zhì)學者認為成礦物質(zhì)在熱液中是呈膠體狀態(tài)被搬運的。同時實驗證明，金屬硫化物在膠體溶液中的含量比它在真溶液中的溶解度大100萬倍。而且膠體溶液的形成條件，幾乎可以在任何溫度、壓力條件下產(chǎn)生。在氣水熱液成礦過程中，SiO2，F(xiàn)e(OH)3，Au，Ag，Pb，Zn等硫化物或其它化合物均能以膠體狀態(tài)遷移。金礦：黃鐵礦型金礦，石英多金屬脈型金礦，斑巖型金礦，矽卡巖型金礦，石英脈金礦中均有產(chǎn)出。石英，硫化物，硅酸鹽，碳酸鹽，鐵的氧化物等均可作為膠體金的載體礦物。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

④呈真溶液的形式：由于在氣水熱液礦床中，礦物大多以硫化物的形式出現(xiàn)，因此人們早就認為成礦物質(zhì)是以簡單硫化物的真溶液的形式被搬運的。但是這種看法很快能為人們所否定。因為發(fā)現(xiàn)重金屬硫化物在水中的溶解度極小，例如銅的硫化物在不同溫度（25℃～400℃）和不同的PH值（<7～13）的溶液中，溶解度變化范圍為10×10-6～2.3×10-24克分子/升。此外，礦物中的其它金屬礦物如赤鐵礦、錫石、黑鎢礦等基本上也是不溶于水的。那么，要形成硫化物礦床，就需要多得不可估量的海水，例如有人估算過要想沉淀幾噸硫化銅礦石，就需要整個地中海那么多的海水，這當然是不可能的。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)4.氣水熱液中成礦物質(zhì)沉淀的原因

成礦物質(zhì)在氣水熱液中經(jīng)過一定距離搬遷之后，如果環(huán)境的物理-化學條件發(fā)生變化，或者溶氣液的成分和性質(zhì)發(fā)生了改變，氣水熱液體系的化學平衡就會被破壞，因而其中被攜帶的成礦物質(zhì)就會呈各種形式沉淀集中，形成各種金屬硫化物及氧化物等。引起成礦物質(zhì)沉淀富集的原因有：

資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)①由于簡單離子交換反應，破壞了絡合物而形成沉淀如當鎢的易溶絡合物與灰?guī)r相遇，常發(fā)生離子交換形成白鎢礦：

R2WO4+CaCO3→CaWO4↓（白鎢礦）+R2CO3

式中，R為堿金屬K.Na陽離子，故常伴生有鉀長石化，鈉長石化，云母化。ZnCl2(aq)+H2S=ZnS+2Cl-+2H+資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

②由于水解作用：一些高價陽離子Fe3+、Sn4+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、Ta5+等的絡合物，當其分解后常發(fā)生水解，形成氧化物或硫化物：

2Na3FeCl6+3H2O→Fe2O3↓+6NaCl+6HCl.

③由于溫度、壓力及組分濃度的變化，破壞了體系的化學平衡，如Pb、Zn等的硫化物在熱液中與其氫氧化物和硫化氫H2S的平衡是與壓力、溫度相關聯(lián)的：

Pb(OH)2+H2S→PbS↓+2H2O（降溫向右，升溫向左）

Zn(OH)2+H2S→ZnS↓+2H2O（降溫向右，升溫向左）溫度、壓力對于這幾個平衡式有很大的影響，當溫度降低時反應向右進行，形成硫化物沉淀。升溫時反應向左進行。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

④由于氧化－還原反應

——氧化：

Na2HgS2+H2O+O→HgS↓+2NaOH+(S)Fe2+→Fe3+(磁鐵礦、黃鐵礦→褐鐵礦，赤鐵礦)——還原：

U6+→U4↓

+O2（變成UO2非晶質(zhì)鈾礦）氧化還原反應尤其對金屬硫化物礦床的形成具有很大意義：硫酸鹽[S6+O4]2-→H2S2-或[HS]-，而H2S和[HS]-都是對金屬硫化物的形成沉淀不可缺少的物質(zhì)。

⑤由于含礦溶液PH值的變化：許多易溶的絡合物或其它化合物，只是溶液在一定的pH值范圍內(nèi)才處于穩(wěn)定狀態(tài)，而當PH值超出這個范圍時，就可能使溶液體系失去平衡，產(chǎn)生化合物的分解或沉淀。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)Cu(HS)3-=CuS+HS-+2H2S資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

⑥由于不同成因的溶液的互相混合，或者溶液與巖石發(fā)生化學反應：由于不同成因的溶液的互相混合，或者溶液與巖石發(fā)生化學反應都會改變?nèi)芤旱某煞?，破壞溶液的化學平衡。例如，含有金屬陽離子的熱液，與含H2S的熱液匯合就會發(fā)生反應生成金屬的硫化物沉淀。⑦由于膠體的凝聚（膠體的破壞）人們認為膠體是成礦物質(zhì)搬運的一種方式，因此當膠體在下述情況下將會產(chǎn)生凝聚而使成礦物質(zhì)沉淀集中：

a.膠體遇到電解質(zhì)；b.膠體過飽和；

c.pH值的變化;d.遇到帶有相反電荷的另一種膠體；

e.膠體的濃度加大。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)（四）氣水熱液礦床的成礦方式：

由于各種化學反應的結果，促使礦物在圍巖中大量沉淀析出形成礦床。這些化學反應可以直接在母巖體頂部或接觸帶附近，或在遠離母巖體的裂隙空洞中，或在任何巖石的裂隙中，沉淀析出的礦物充填在裂隙內(nèi)，成為充填礦床。

也可以與圍巖發(fā)生置換化學反應，交代圍巖，形成交代礦床。因此，氣水熱液礦床成礦方式可以分為兩種，即充填作用和交代作用。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)1.充填作用和充填礦床

①定義：含礦氣水熱液在化學性質(zhì)不活潑的圍巖中流動時，由于氣液的物化條件的改變，使其中的成礦物質(zhì)直接沉淀于各種裂隙，空隙中而與圍巖之間沒有明顯化學反應和物質(zhì)交換，這種成礦作用稱為充填作用，由充填作用形成的礦床叫充填礦床。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

②特點：

a.充填礦床是典型的后生礦床，因為礦體比圍巖形成時間要晚得多（注意與巖漿礦床中的“貫入式”區(qū)別）。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

b.礦體形狀：決定于原來裂隙的形狀，多呈脈狀，如我國南嶺地區(qū)的含W石英脈、含Cu石英脈、螢石脈、方解石脈、鉛鋅礦脈。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

c.接觸關系：礦體與圍巖接觸關系明顯，規(guī)則，二者界線截然。

d.礦石組構：具有充填作用的特殊組構，其中有：梳狀構造-晶體垂直脈壁生長，又稱對帶狀。晶洞構造：晶簇構造；角礫狀構造。角礫狀構造汞礦石脈狀構造資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

2.交代作用和交代礦床：

①概念：交代作用即置換作用。指含礦氣水熱液與化學性質(zhì)活潑的圍巖發(fā)生化學反應，生成新礦物的作用叫交代作用。由交代作用形成的礦床叫做交代礦床。一般說來，交代作用是早期形成的巖石或礦床，在氣水熱液作用下，發(fā)生物質(zhì)的帶進帶出，一系列的舊礦物為新礦物所取代。這一作用無論是在內(nèi)生條件下，還是在外生條件下都能廣泛發(fā)育。它是許多氣水熱液礦床的重要成礦方式。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)交代作用是當含礦氣水熱液在原巖或礦床的各種裂隙、孔隙中流動滲透時，由于圍巖和氣液是兩種不同的物-化體系，因此當它們構成一個體系時，或者在空間上共生，必然力圖達到化學平衡，于是就發(fā)生各種類型的化學反應。

這種交代作用，對于成礦物質(zhì)的活化轉(zhuǎn)移及集中、礦體的形成及圍巖的蝕變，都具有十分重要的意義。

②特點：

a.同時性：舊礦物的消失或解體和新礦物的形成幾乎是同時形成的。

b.固態(tài)性：交代作用是成礦溶液與固體巖石直接發(fā)生作用，被交代的巖石始終保持固體狀態(tài)，因此有時可以保存原巖的組構，礦物的假象，甚至生物遺跡等。例如硅化木的年輪。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

c.等體積性：交代過程中一般不發(fā)生體積的改變，即交代作用是受等體積定律支配的，交代作用前后巖石的體積相等。交代作用形成的假晶交代形成的不規(guī)則脈資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

d.特殊的組構：交代作用形成的礦石，礦物組合都有一定的特征。所形成的礦體外形不規(guī)則，與圍巖多呈逐變過渡關系。由于交代作用強弱程度不同，有些地方還可見到未交代的殘余圍巖。交代殘余結構資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)交代作用可形成完好的變斑晶，它們可以切割圍巖的原生構造生長。交代作用形成的礦體中常保存原巖的結構構造，如層理、交錯、片理、化石…。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

③交代作用的方式：交代作用分為“滲濾交代的作用”和“擴散交代作用”兩種。

a.滲濾交代作用：在巖石較大的孔隙中或裂隙中，由于壓力差而發(fā)生流動的氣水熱液，與巖石之間發(fā)生組分交換的交代作用，叫滲濾交代作用。氣水熱液由于壓力差的驅(qū)使，在巖石中發(fā)生流動，而在流動過程中與周圍的巖石發(fā)生化學反應。在交代過程中，巖石與熱液之間組分的帶入帶出，主要是靠流經(jīng)巖石中的溶液完成的。這種交代作用的范圍往往很大，可達幾百公里。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

b.擴散交代作用：

氣水熱液由于濃度差引起組分擴散而與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換，這種交代作用稱為擴散交代作用。

這種交代作用是通過組分在巖石的粒間溶液的擴散作用來實現(xiàn)的，并不是靠溶液的流動來實現(xiàn)的。這時的溶液基本上處于靜止狀態(tài)，而由于兩部分巖石之間的組分存在著濃度梯度，于是引起了物質(zhì)的擴散。在濃度梯度的作用下，某種組分總是從濃度高的地方向濃度低的地方擴散的。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

④影響、決定交代作用進行的因素：

a.氣水熱液中各種組分的活動性及其濃度：一般說來，化學性質(zhì)越活潑，濃度越大，交代作用就越強烈。按照體系活動性，氣水熱液中的組分可以分為兩類：惰性組分：指圍巖與熱液接觸時不發(fā)生顯著交代作用的那些組分，即不易為熱液帶入帶出的那些組分。活動性組分：在交代作用中易為熱液帶入帶出的那些組分。按其相對活動性由大到小排列為：最活動的：H2O，CO2

多數(shù)情況下活動的：S，SO2，Cl，K2O，Na2O，F(xiàn)

在強交代中活動的：O2，CaO，MgO，F(xiàn)eO，SiO2

一般最不活動的：P2O5，Al2O3，TiO2.資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

b.溫度和壓力：含礦的氣水熱液在高溫條件下具有很大的擴散能力和化學活動性，因此容易與圍巖發(fā)生強烈的交代作用。在高壓條件下，幾乎所有的巖石都可以與熱液發(fā)生交代反應。因此，溫度和壓力是影響交代作用進行的重要外部因素。當然，有些類型的反應如那些其生成物中有氣體產(chǎn)生的交代作用，壓力太大反而不利于氣體生成物的逸出，因而不利于反應的進行。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

c.圍巖的性質(zhì)和構造：

由于圍巖的化學活潑性有很大的差別，因此成礦氣液對不同化學成分和性質(zhì)的圍巖所發(fā)生的交代作用常有很大的差別。例如化學性質(zhì)活潑的灰?guī)r遠比頁巖和砂巖更易遭受交代。同樣，碳酸鹽質(zhì)膠結的砂巖（鈣質(zhì)砂巖），遠比硅質(zhì)膠結的砂巖易于交代。所以成礦氣液在流經(jīng)各種圍巖時，會發(fā)生十分明顯的選擇性交代。

另外，圍巖裂隙的發(fā)育程度和破碎對于交代作用的進行也有很大影響，裂隙越發(fā)育，破碎越厲害，越有利于氣液的流動和集中，反應作用的表面積就越大，巖石與熱液之間的反應機會就越多，交代作用也越徹底。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)（五）氣水熱液礦床的圍巖蝕變：

1.定義：在氣水熱液礦床的形成過程中，由于交代作用，使礦體的圍巖發(fā)生物理-化學以及礦物成分上的種種變化叫做圍巖蝕變。發(fā)生蝕變作用的巖石叫做蝕變圍巖，形成的礦物稱蝕變礦物。（重結晶作用形成的大理巖、角巖均不是圍巖蝕變）。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

2.圍巖蝕變的命名：

圍巖蝕變有多種命名方法：

①根據(jù)蝕變巖石所生成的重要礦物－（云母化、綠泥石化、鈉長石化、鉀長石化…）

②根據(jù)形成的蝕變圍巖－云英巖化、矽卡巖化、青盤巖化…

③

以蝕變過程中從熱液中轉(zhuǎn)入的元素－如硅化、鉀化、鈉化…

④用蝕變巖石的顏色或顏色的變化(thecolour)－紅色蝕變、深色蝕變、淺色、褐色…

總之，圍巖蝕變的命名是多種多樣的，上述幾種都是通用的，流行的。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

3.各種氣水熱液礦床的蝕變類型：

①

矽卡巖型礦床：矽卡巖化、方柱石化、陽起石化、綠簾石化、黝簾石化、石榴石化、閃石化。

②氣成高溫熱液礦床：

云英巖化、電氣石化、黃玉化、黑云母化、

鈉長石化、鉀長石化、螢石化、鈉閃石、霞石化、霓石化。

③

中-低溫熱液礦床：

絹云母化、綠泥石化、硅化（玉髓化、蛋白石化）、黃鐵礦化、白云石化、青盤石化、高嶺石化、明礬石化、重晶石化、蛇紋石化、葉臘石化、碳酸鹽化（方解石化、白云石化、鐵白云石化、含鐵白云石化）。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

值得重視的是，在熱液礦床形成過程中，堿金屬（K,Na…）往往起著十分重要的作用。這種交代作用不僅對許多成礦元素的活化轉(zhuǎn)移、搬運和集中起著重要作用，而且對圍巖蝕變也起著主要的影響。在堿質(zhì)的交代中，形成堿質(zhì)長石（即鉀長石和鈉長石類）、堿質(zhì)角閃石、堿質(zhì)輝石、云母、方柱石等等由堿質(zhì)硅酸鹽礦物組成的蝕變巖石。

鈉質(zhì)交代包括鈉質(zhì)輝石化、角閃石化、鈉長石化、方柱石化…

堿質(zhì)交代代表了明顯的成礦專屬性與K質(zhì)交代最密切的礦床是W.Sn.Mo.Cu.Nb.Ta.Y族、稀土、硼。與Na質(zhì)交代最密切的有Fe.Ce族，Zr.Nb.Au.Be等。

資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)蝕變與礦化資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

4.研究圍巖蝕變的重要意義：

①礦床學研究的理論意義：由于圍巖的蝕變作用與成礦作用的發(fā)生，在時間上基本一致，即圍巖蝕變發(fā)生在成礦的稍前，稍后，或成礦期間。它們二者在空間上也緊密地共生在一起。并且二者是在一個相同的地球化學反應場中形成的。

資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

②找礦勘探的實際意義：由于圍巖的蝕變作用與成礦作用在成因上有密切聯(lián)系，它們在空間上又共生在一起，并且蝕變的范圍往往要比礦化范圍大得多。另外，某種類型的成礦作用與一定類型的蝕變作用有一定的對應關系，蝕變往往有一定的分帶性，因此蝕變圍巖是一種重要的找礦標志。人們據(jù)此不但可以了解到礦體的大致形狀及位置，對尋找地下隱伏礦體（盲礦）也有指導意義。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)蝕變類型與蝕變分帶資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)③工業(yè)意義：

有時蝕變圍巖本身就是一種可供開采利用的礦床，如重晶石化（重晶石礦床）、滑石化（滑石礦床）、明礬石化（明礬石礦床）、沸石化（沸石礦床）…

資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)

（六）礦物共生組合、成礦期及成礦階段：

1.礦物共生組合：在礦床中，由同一種成礦作用所形成的一群礦物，其彼此之間成因及空間共生關系稱為礦物共生組合。礦物共生組合和元素的自然組合緊密聯(lián)系，這是受元素的地球化學性質(zhì)決定的。人們在生產(chǎn)實踐中早已發(fā)現(xiàn)自然界里某些礦物彼此緊密共生在一起，如方鉛礦-閃鋅礦、黃銅礦-黃鐵礦、自然金-石英、辰砂-輝銻礦等共生。資源地質(zhì)學（ResoursesGeology)在礦床中，礦物共生組合又被稱為“礦石建造”，礦石建造是指礦床中以成礦元素或有用礦物為主的共生組合。它可以反映礦床的形成條件（包括地質(zhì)構造、巖漿、巖性、控礦條件和物化條件），成因類型、形