热液成矿

四、 含 矿 热 液 的 运 移
（一） 含矿热液运移的原因
由于热液成因的多样性特点，其存在位置和 运动的原因也各不相同。然而大多数热液矿床 是由上升热液引起的，上升原因推断主要有： 1. 渗流作用 2. 压力差 3. 深部热源 4. 岩浆释放出的流体
（二） 运移的通道
按成因分为原生和次生的两类： 1. 原生孔隙：包括矿物的粒间间隙、层面空隙、 晶洞和空洞。原生孔隙的发育程度与岩石性质有关， 如花岗岩的孔隙度很小，为0.37-0.5％，而喷出岩和 疑灰岩可高达50％。 2. 次生裂隙：分为非构造裂隙和构造裂隙两类。
（二） 交代作用
热液与围岩发生明显的化学反应，通过溶解与 沉淀作用的同时进行，使原有矿物被新生矿物 所替代，这种作用称交代作用，由交代作用形 成的矿床叫交代矿床。 交代矿床的特征是： 1. 矿体形态不规则； 2. 矿体与围岩呈过渡关系； 3. 矿体中保留原岩的组构和未交代残余； 4. 交代矿物发育自形，或生成假象矿物。
一、热液矿床的概念和意义
含矿热液广泛存在于各类成矿作用中：
在内生矿床（包括岩浆矿床和伟晶岩矿床）中， 是演化到一定阶段的产物， 是接触交代矿床、热液矿床形成时主要的含矿介 质， 中深变质条件下形成的变质矿床，热液对矿质的 迁移、沉淀起了重要的作用。 热液在火山矿床和部分沉积矿床也起一定的作用 。
含矿热液通过把深部的矿质或分散在岩石中的成 矿元素溶解、萃取 → 初步富集，再携带到一定的 部位，通过充填、交代等方式，把矿质↓，集中形 成矿床。 含矿热液和其携运的矿质，在迁移过程中会与围 岩发生相互作用，导致围岩发生蚀变和形成矿床的 原生晕，并成为重要的找矿标志。 研究气水热液的来源、性质、携带方式、迁移运 动的原因、成矿方式及其与围岩、构造的相互关系 ，对了解矿床的形成过程和分布规律，提高找矿勘 探工作的成效意义重大。
地下水的热循环：受热后与围岩、岩浆的接触，溶解力增大， 含矿性提高，并可重复循环。因此，少量的循环水在较长的 时间内，能形成一定规模的矿床。 又气液包裹体分析，发现成矿溶液主要由岩浆水和地下水 组成，在空间和时间上存在一定的规律： 垂向上，深部以岩浆水为主， 近地表多为地下水；
横向上，中心地带为岩浆水， 边缘则为地下水；

3. 矽卡岩化 在中酸性侵入体与碳酸盐岩类 接触带及其附近，由含矿热液经复杂的高温交 代作用形成。 矽卡岩化作用时，对碳酸盐岩是带出CaO、 CO2，带入SiO2、Al2O3及Fe2O3；对酸性岩类 是带入CaO、Fe2O3，带出部分K2O、Na2O、 SiO2。矽卡岩中经常见有含F、B、Cl、SO3和 金属元素组成的矿物。
二、含矿热液的来源、主要成分 和性质
含矿热液的成分及其来源是矿床学重要 的基础理论问题，随着实践和观察，积 累了大量资料，尤其近代测试技术的应 用，对含矿热液的认识有了新的进展， 相继提出了一些新的理论。
（一）、含矿热液的来源
含矿热液的来源，目前认为主要有五类： 岩浆、
变质、
沉积、
大气降水、
幔源热液。
六、热液矿床的研究方法
（一） 围岩蚀变
围岩蚀变 指含矿热液对围岩发生的种种变化。 围岩受到围岩蚀变后，在化学成分、矿物成分 以及物理性质上都会出现一系列的变化。 围岩蚀变的种类很多，通常是根据蚀变作用所 产生的矿物、岩石进行命名，如： 1. 根据蚀变产物中的主要矿物命名，如绢云 母化、叶腊石化、高岭石化等； 2. 根据蚀变后的岩石命名，如云英岩化、矽 卡岩化、青盘岩化等； 3. 还可从蚀变过程中从热液中加入的元素命 名，如钠化、钾化等。
教学内容
一、含矿热液的概念及其意义
二、含矿热液的来源、主要成分和性质 三、热液中成矿物质的搬运和沉淀
四、含矿热液的运移 五、热液的成矿方式 六、热液的研究方法：围岩蚀变 矿物生成顺序
含矿热液：指在一定深度（几-几十Km）下形成的，
具有一定温度（几十-几百℃）和一定压力（几-几百 Mpa）的气态、液态的溶液。其成分主要以液态的 H2O为主，也称热水溶液或气水热液。
导矿构造：指热液进入矿田内的通道，如深断裂。 配矿构造：矿液向成矿地段运移的构造。 容矿构造：使矿体定位，井决定其形态、产状、 大小，甚至内部结构的构造。
五、成矿方式
热液成的方式分为：
充填作用 交代作用
（一） 充填作用
热液在化学性质不活泼的围岩中迁移时，一般不 发生明显的化学反应。 成矿物质的沉淀，主要受物理化学条件的影响， 直接在围岩的孔隙中沉淀，这种作用称充填作用， 形成的矿床叫充填矿床。 充填矿床的特点： 1. 矿体形态规则，多为脉状； 2. 矿体与围岩呈突变的接触关系； 3. 矿石往往具有梳状、对称带状构造等； 4. 没有明显的交代作用标志。
时间上，根据成矿作用温度降 低的过程，早期多为岩浆水， 晚期基本由地下水组成。 成矿溶液的性质确定依据δD、 δ18O值和δ13C。
5. 幔源初生水
指幔源挥发性流体，最初起源核幔脱气，即地幔 形成时的残留的一种高密度超临界流体，一般认为 属C-H-O体系，以H2O、CO2为主的还原性流体。 幔源流体在向地壳运移过程中，参与热液成矿作 用，依据： ①溶解地幔深部成矿带入地壳； ②改造壳层物质，使成矿元素活化转移而成矿； ③富碱质、硅质，为成矿提供相应物质； ④提供热梯度，促进地壳浅层水循环。
（二）、热液的组成
热液的成分是非常复杂的。目前主要从几种途 径了解： 1. 矿石成分和围岩蚀变； 2. 矿物中气液包裹体； 3. 火山喷气、火山活动地区的热泉及沉淀物； 4. 矿井和超深钻获得的深层地下水。
热液的组成有五部分： 1. 最主要组分：H2O； 2. 基本组份：Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、Al、 Si、P以及Cl－、SO42－等； 3. 金属元素：Cu、Pb、 Zn、Ag、Au、Sn、Sb、 Bi、Hg等亲铜元素为主； 其次为过渡型元素Fe、Co、Ni、Mn等 其它有W、Mo、Be、TR、U、In、Tl等； 4. 溶解的气体：H2S、CO2、HCl等分子； 5. 其他微量元素：Li、Rb、Cs、Br、I、Se、Te 等。
4. 硅化 在热液的作用下，使蚀变岩石SiO2含量 增加。 硅化作用是很广泛、很普遍的热液蚀变，从高 温到低温、从中酸性火成岩、变质岩到碳酸盐岩 类都可发生。 中高温下的硅化称石英岩化； 低温下的硅化则根据结晶状态分成蛋白石化和 髓石化； 中酸性火山岩受到硅化作用后，活动组份再经 淋滤，便成为次生石英岩化，并含赤铁矿、绢 云母、叶腊石、高岭石等矿物。
热液矿床的特点： 1. 成矿物质的迁移富集与热液流体的活动关系密切； 2. 成矿方式主要是通过充填和交代作用； 3. 成矿过程中伴有不同类型、不同程度的围岩蚀变； 伴随矿化的原生分带； 4. 构造控矿作用明显（迁移通道和成矿场所两重性）； 5. 热液、矿质、热源的来源复杂； 6. 矿种类型多（多数金属和非金属矿床）。
4. 大气水热液
现已证实：
含K、Na、Ca、Cl和稀有、金属元素的地下热水 主要来自大气降水。当其沿断裂构造向下渗透到地 下深处，温度增高，溶解可溶性盐类，形成高浓度 热卤水，再与围岩相互作用，富集各种金属元素。
地下水在大陆构造断裂带下渗深度可达10Km。
地下水受热的热源有：地热梯度、岩浆热源、放 射性蜕变热等。如以0.06-0.15℃/m的增温率，在 5Km深处水溶液温度的下限已达300℃。
辰砂
雄黄
辉锑矿
（三）热液矿床的原生带状分布
1. 岩浆热
硅酸盐岩浆，含有一定量的挥发组份。当岩浆结 晶、冷凝到一定阶段，挥发组份的集中、富集形 成高温含矿热液。 不同化学成分的火成岩都含水，尤以酸性喷出 岩，如流纹岩、黑曜岩、松脂岩最高，H2O的质 量分数可达12%以上。火成岩中含水的直接依据 是主要造岩矿物中都存在大量的气液包裹体，和 含水矿物的大量出现，如闪石类、云母类矿物。
（二）含矿热液的成矿期次与矿物生成顺序
热液矿床的成矿时间通常很长，热液活动的反复 性决定了成矿的多期性、多阶段性特点。 矿化期：代表一个较长的成矿过程，明显的物理 化学条件的变化集中表现为不同成分的矿物类型， 如硅酸盐矿物和硫化物矿物两个矿化期。 矿化阶段：代表一个相对较短的成矿过程，反映 一次热液的活动，由一组相同物理化学条件下形成 的矿物表现。 不同矿化阶段的主要划分依据矿脉的切截、胶结 、交代、蚀变等。
交代作用的主要类型：根据溶液搬运组份的方式， 分为扩散交代作用和渗滤交代作用两个类型。 1. 扩散交代作用：交代组份通过停滞的粒间溶液， 以分子或离子扩散的方式缓慢进行。组份的扩散是 由浓度差（浓度梯度）引起。
2. 渗滤交代作用：交代组份的移动是靠溶液流动 进行的，流动的主因是压力差。
交代作用的影响因素：1. 组份的活动性及其浓度 2. 温度和压力 3. 围岩的性质和构造
与宝玉石矿床形成有关的围岩蚀变有：
1. 云英岩化 主要是酸性岩石受高温气水热液的蚀 变作用，导致斜长石、钾长石分解为石英和白云母。 有F、B、Li等挥发组份、金属离子的参与，带出 CaO、Na2O、K2O、Fe2O3 及部分Al2O3 。岩石经 过云英岩化后，除石英外，其它原生矿物都转变为 白云母、锂云母、萤石、电气石、黄玉和其它金属 矿物等。 2. 蛇纹石化 是含镁较高的白云岩、超基性岩在液 热作用下的结果，蛇纹石化往往伴随有碳酸盐化、 绿泥石化。
对成矿作用，构造裂隙对热液的运移和矿质的沉淀 意义最大。因此，研究热液矿床非常重视构造的控制 因素。
（三） ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ液活动与地质构造的关系
根据近代研究资料表明，热液活动的过程，也 是含矿构造发生、发展的过程，两者相互作用。 一般成矿前的构造常常表现为简单的裂隙，热液 活动时进一步发展或进行改造，形成了角砾岩带、 破碎带等，使裂隙复杂化。 查明两者关系，根据构造在热液运移和矿质沉 淀中所起的作用，分为： 导矿构造 配矿构造 容矿构造
第五章 热液矿床概论
目的和要求
本章主要学习与热液有关的概念和理论。 了解其在内生成矿作用方面的重要意义。 在热液的基本概念，要求掌握它们的主要 成分和来源，基本理论方面要求掌握它们 的迁移和成矿方式，有助于对热液矿床的 理解。