矿床学6-热液概述
矿床学6-热液概述
3．上地幔
地幔流体的活动可以把分散在上地幔中的成矿物质活化、迁移到地壳 中成矿。
如胶东半岛金矿、四川大水沟碲—金矿以及河北东坪金矿等，已经有不 同的研究者相继提出地幔流体和地幔物质参与成矿的认识。
由于受技术条件的限制，对参与热液成矿作用的地幔成矿物质的识别， 目前尚处在不断的探索之中。
按Holland的实验，只有当与硅酸盐熔浆共存的蒸气相中H2O分压超过 4.94×107Pa时，黑云母和角闪石才可从英安质熔体中析出，形成斑晶。这些水 可以构成岩浆流体的主要来源。对热液矿床中矿物及其中流体包裹体氢氧同位 素成分的分析结果，也证实部分热液矿床形成的早期，确有岩浆流体存在。
Bumham(1979)实 验表明，岩浆中溶解的 H2O重量百分比随压力 的升高而加大。
三、热液中主要挥发组分的性状及其影响
热液中挥发组分对成矿物质活化、搬运和沉淀都有重要影响， 所以这些组分在热液中的化学性质和存在状态是值得我们探讨的。
1、卤族元素：热液中主要卤族元素是F和Cl。
a、卤族元素的化合物（尤其是氯化物）是强电解质，电解后强烈影响 热液的pH值；
b、大部分金属元素的卤化物都有较大的溶解度，很多金属元素均可与 卤族元素形成易溶络合物，还有部分卤化物高温时具有挥发性质。卤族 元素的这些重要性质有助于热液中有用组分的迁移。
海水热液及其成矿模式
海水可以在海底岩石中下渗几 公里，甚至十几公里，然后变成上 昂热液，在深部的环流过程中，可 以与所途径的岩石发生水岩反应， 变成含矿热卤水，然后沿着海底断 裂上升至海底，形成海底喷发和海 底“烟囱”。
近代海水的δD和δ18OH2O都近 于0‰（或均为1‰±5‰）含SO42-， 盐度3.5%。
热液矿床 - 概述
22 20 18 16 14
盐度
成矿地质环境，含矿热液 的来源不同
黄 大 金 水
柏 华 满 泄
盆地卤水
深源流体
12 10 8 6 4 2 0 0 50 100 150 200 250 300 350
——形成众多矿床类型
——矿床地质特征各异
大气降水
加热的深循环水
温度
2. 热液成分复杂(气水热液) 主要组份：水
⑥ 角砾岩充填矿床
◆角砾岩中的岩块杂乱
堆积产生大量空穴，
可使含矿溶液进入形
成角砾岩充填矿床
◆角砾岩可以是火山成
因、构造崩塌和碎裂
作用造成
陕西省太白金矿床中钠长 质角砾岩型充填金矿脉
（2）交代成矿作用
是指热液（流体）与围岩发生物质交换的作用
一般具有如下特点：
（a）原矿物溶解与新矿物沉淀同时进行。
矿床形成的深度：
深-中深(4.5－1.5km) 浅到超浅(1.5km－近地表)
成矿温度和压力（深度）的测定
矿物包裹体测温法 是目前应用最广的主要 测温方法。其中均一法用于透明矿物二相及 多相包裹体，测定最终均一温度经压力校正 后为成矿温度的下限值；爆裂法用于不透明 矿物，测定的包裹体爆裂温度应是成矿温度 的上限值。 稳定同位素测温法 是应用某一元素的同位 素在热液共结晶的一对矿物中的测定结果， 依据两矿物间的该元素的同位素分馏平衡常 地质推断法 通常是依据矿床自身特 征、与成矿相关侵入体的特征、成矿 时期矿体上覆地层厚度等概略的推断 成矿深度，定性的推断矿床属浅成还 是中-深成因。 矿物包裹体测压法 通过测定包裹体 均一温度和包裹体的密度、盐度确定 成矿的压力，再依据静岩压力换算成 矿深度。此法是目前定量测定成矿压 力（深度）的最通用的方法。
矿床学课件——第六章 热液矿床的类型及特征
2.围岩蚀变及分带
蚀变围绕侵入体中心呈同心圆状产出，自岩体中 心向外依次出现四个蚀变带：
（1）钾质蚀变带 （2）石英-绢云母化带 （3）泥质蚀变带 （4）青盘岩化带
3.其实就是矿化了的蚀变围岩，有一定的矿化分带。 工业矿化位于（1）、（2）带。
4.矿床成因 （二）富金斑岩型矿床
（三）围岩条件
为碳酸盐类岩石。
矽卡岩按成分可分为钙矽卡岩和镁矽卡岩 （四）构造条件 （1）接触带构造 A：整合型 B：不整合型 （2）围岩层理和层间破碎带 （3）断裂和裂隙 （4）褶皱构造 （5）围岩捕掳体
二.矽卡岩矿床的地质特征
（一）矿体的形态、产状与规模
矿床产于中酸性岩浆岩和碳酸盐类岩石的接触带, 多产于外接触带.距接触面100-200m以内. 矿体形态复杂、连续性差,多数矿床为中小型。 （二）矿石特征
云英岩化 3.矿体地质特征
（1）大脉型矿体 （2）中-薄脉带型矿体 （3）网脉型矿体
黑钨矿-石英脉“五层楼”分布规律，矿脉自下而 上分为5个带： （1）微脉带 （2）细脉带 （3）中脉带 （4）大脉带 （5）稀疏大脉带 4.矿石特点 5.矿床成因 代表矿床：江西省西华山钨矿床
（二）钠长岩型稀有、稀土元素矿床 二.中温热液脉型矿床 成矿温度在300-200之间，受断裂控制。 矿体产于侵入体的内外接触带中 围岩蚀变发育，为中温热液蚀变组合 金的重要来源 （一）中温热液脉型金矿床 1.太古宙脉状矿体 2.中国中温热液脉型矿床 具有又老又新的特点,分为石英脉型(含金硫化物石英脉,矿化
矽卡岩矿物组合，成分复杂、结构构造多样，矿 石有块状构造、浸染构造，矿石多为带：交代岩浆岩形成的矽卡岩带。主要为高温矿 物。
内带：交代碳酸盐围岩形成的矽卡岩带。主要为中 温矿物。
热液矿床概述
2、矿化阶段
3
第六章 热液矿床概述
二、热液成分与性质
1、 H2O ① 是含矿溶液的主要组分，是矿物搬运矿质的介质； ② 是弱电解质，可部分电离出H+和OH-，使溶液中的物质发生 水解，形成化合物沉淀出来。
SnF4+2H2O=SnO2↓+4HF ③ 另外，H+和OH-增加可影响溶液物质变化，主要是酸碱性 （pH值）。
第六章 热液矿床概述
第二节 成矿物质的来源
一、介质的来源
1、岩浆热液(包括侵入岩浆热液和火山热液)
岩浆热液是岩浆中所含的水及其他挥发组分在岩浆上侵和冷凝 结晶过程中，由于温度、压力和成分的变化与其所溶解的化学 成分一起被析出形成的。
2、变质热液
变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压力不断增加依次 释放出来的粒间水、矿物的结晶水和结构水溶解了成矿物质形 成的。
4
第六章 热液矿床概述
二、热液成分与性质
2、S 含矿溶液中硫的多少与H2S的解离有关，H2S的解离形式与温度 有关。 ①高温热液阶段 T>400℃，将分解为H2和S2分子。T>1500℃，将全部分解为 H2+S2分子，随着温度降低，又结合成H2S。 300~400℃，H2S以中性分子形式存在，不参与化学反应，因 此很少有硫化物出现。 ②中温阶段(300~200℃) 随着温度的下降，H2S在水中的溶解 度增大，同时将发生电离作用。 ③低温热液阶段(<200℃) 位于地表浅处，氧气较充足，溶液 中的硫往往氧化高价硫，形成一些硫酸盐矿物（重晶石、石膏5、 天青石、明矾石等）。
《矿床学》06-1 气水热液概述(物质来源)(国家级精品课程)
特征：δ18O=5‰—25‰，δD= -20‰— -65‰。 一般来说，低级变质作用产生的流体富含H2O；高级变质相中产生的流
体以高密度CO2为主；原岩如为蒸发岩，则放出富含NaCl的卤水，原岩为碳质的 沉积岩，则放出富含水和CO2的流体。
资料表明，成矿的热水溶液是多组分体系，有多种来源，而且不同来源或 成因的溶液常常是相互掺杂混合，它们的形成常常有一个漫长的发展过程。 总括起来成矿气水热液的来源主要有以下5种类型：岩浆热液；地下水热液； 海水热液；变质热液及地幔来源流体。
中国地质大学
1）岩浆热液
岩浆热液来源示意图
成因：岩浆热液是由岩浆在演化过程中分 异形成的。包括由岩浆液态不混熔作用分 出来的热液和岩浆在结晶分异过程中分异 出来的热液。
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来自世界不同地热及火山活动区热液流体的成分（ppm／kg） （据 Giggenbach,1997）
地点
pH
Na+ K+
Ca2+ Mg2+ Fe2+ Cl-
HCO3- SO42-
White Island 1.1 8630 960 2010 3200 6100 7300 ＜1 6600
Mahagnao 5.8 20340 4840 2900 95
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不同成因水的同位素组成简图
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2.气水热液的主要成分
（1）主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%） （2）其他挥发组分： O2、CO2、H2S、SO3、HCl、HF； （3）盐类物质：K、Na、Ca、Mg、Ba、Sr等的硫酸盐SO2-4,氯化物(Cl-)， 氟化物(F-)，硼酸盐（B）等。 （4）成矿元素： ——亲铜元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg。 ——过渡元素Fe、Co、Ni、 ——稀有稀土和放射性元素W、Mo、Be、TR、U、In、Re。
第六章热液矿床各论(火山-次火山热液矿床)
第六章热液矿床各论四火山-次火山热液矿床（一）概述1、概念：在火山喷发作用的晚期或间歇期，喷气和热液活动非常强烈，气液中通常含有大量的重金属化合物，在一定的地质条件和物化条件下，这些气液与围岩、与海水或气液之间发生作用，使其中的有用组分聚集和沉淀，形成火山热液矿床。
2、火山-次火山热液矿床的特点：（1）矿床常产于火山岩地区，在矿区内或其附近常有同期的火山岩、次火山岩或侵入体分布，矿化主要发生于火山活动的晚期或间歇期；（2）矿化主要发生于地表、海底或地下浅处（＜1～2km＝，成矿温度范围较大（50-500℃）；（3）成矿介质复杂多样，有喷气、热液，或火山口附近被烤热的湖水、地表水、海水等；（4）火山机构控矿明显，如火山口、火山颈、角砾岩筒、环状裂隙、放射性裂隙等，因此矿体常具复杂独特的形态和产状特征；（5）多数矿床围岩蚀变强烈，既有高温蚀变（如钾化、云英岩化、黑云母化、钾长石化等），又有中低温蚀变（如硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等），蚀变范围广，与矿化关系密切；（6）矿石物质成分复杂，组构多样，主要的金属矿物主要有元素单质（Cu、Ag、Au 等）、氧化物（磁铁矿、锡石、黑钨矿等）、金属硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等）。
3、火山-次火山热液矿床的工业意义：火山-次火山热液矿床分布很广，规模较大，矿种多，矿石质量好。
主要矿产有Fe、Cu、Mo、Sn、Pb、Zn、Au、Ag、U等金属矿产、稀有分散元素（Be）以及萤石、明矾石、硫等非金属矿产。
（二）火山热液矿床的成矿作用和主要类型矿床的地质特征火山热液矿床的成矿作用有三：（1）火山喷气作用（2）火山热液作用（3）次火山热液作用。
据此，并根据产出的环境，将该类矿床分为四个亚类：（1）陆相火山喷气矿床（2）陆相火山热液矿床（3）陆相次火山热液矿床（4）海相火山热液－沉积矿床。
1、陆相火山喷气矿床此类矿床仅限于火山活动区，数量不多，规模有限，形成温度高（600～1100℃）。
第06章、气水热液矿床概论5.11
六、气水热液矿床成矿方式
（二）交代作用及标志
2．类型：
① 扩散交代 交代过程中组份的带入或带出，是依靠热液中 的组份浓度与围岩粒间溶液中组份浓度之差（浓度 梯度），以分子或离子扩散的方式进行的，并且总 是由高浓度向低浓度扩散。
浓度梯度是扩散交代的必要条件。
六、气水热液矿床成矿方式
（二）交代作用及标志
⑤ 成矿作用具有多阶段性 ⑥ 矿床的矿石矿物以金属硫化物为主（Cu、 Mo、Pb、Zn、Hg、Sb、Ag…）另外有部分 金属氧化物和含氧盐（W、Sn、Fe、U……）
二、含矿气水热液的来源
根据成因不同主要以下几种来源：
二、含矿气水热液的来源
1、岩浆热液（包括侵入岩浆热液和火山热液）
根据实验表明岩浆在高 温、高压下可溶解相当量 的水。
200℃~300℃。
原因：
二、含矿气水热液的来源 2、地下水热液
地下热卤水的形成关键在于地下水如何形 成含矿的热液，形成的方式可能有多种多样： ① 流经含蒸发盐类矿物的地层，溶解盐类矿 物使地下水的含盐度增高。 ② 从围岩、矿源层、先期已形成的矿床中获 取成矿物质，地下水的温度越高摄取的成矿 物质越多。 ③ 与其它含矿热液混合。
矿质+变质水→含矿变质热液
二、含矿气水热液的来源 4．海水热液
主要产生于大陆边 缘海洋环境中，大陆 边缘往往是构造断裂 发育地带，海水沿海
底深大断裂下渗，受
到深部热源的影响， 受热温度增高而上升
形成环流。
二、含矿气水热液的来源 4．海水热液
二、含矿气水热液的来源
岩浆水: δD：-40— -80‰，δ18O： +6~+9‰
二、含矿气水热液的来源 2、地下水热液
ch6气水热液矿床概论
技术的研究，包括提取技术、环境保护等方面的研究。
未来发展趋势
1 2 3
跨学科研究
未来研究将更加注重跨学科的研究方法，包括地 质学、地球物理学、地球化学、生物学等多个学 科的交叉融合。
信息化技术的应用
随着信息化技术的发展，未来将更加注重对信息 化技术的应用，如大数据分析、人工智能等，以 提高研究效率和精度。
成矿流体形成与演化
01
初始成矿流体
由岩浆熔融体冷却固化释放出的残余气液和岩浆期后热液组成，富含挥
发分、金属元素和硅酸盐等。
02 03
演化过程
成矿流体在运移过程中不断演化，受到温度、压力、组分分异作用等因 素影响。随着流体的演化，金属元素逐渐富集，形成具有工业价值的矿 床。
流体性质
成矿流体性质多样，包括气液相流体、含硫化氢和二氧化碳的酸性流体、 含盐水溶液等。这些流体的物理化学性质对成矿作用和矿床类型具有重 要影响。
成矿物质来源
岩浆岩
气水热液矿床的成矿物质主要来源于岩浆岩，特别是中酸 性岩浆岩。在岩浆熔融和结晶过程中，不同元素以不同方 式富集，为成矿提供了丰富的物质基础。
围岩
气水热液在与围岩接触过程中，通过交代、渗透等方式从 围岩中获取成矿物质，使矿质得以补充和聚集。
大气降水
大气降水在渗入地下过程中与岩浆岩接触，通过化学反应 和溶解作用携带了部分成矿物质，成为成矿流体的组成部 分。
04
气水热液矿床的勘探与开发
勘探方法与技术
地质勘探法
通过研究地层、构造、岩浆岩 等地质特征，分析成矿条件，
预测矿床位置。
地球物理勘探法
利用物理手段探测地下地质构 造和矿体，如重力、磁力、电 法等。
地球化学勘探法
热液矿床概论
成矿物质来源
2. 地壳岩石
不同来源的热液，在其源区或其运移过程中 与不同类型的地壳岩石发生反应，捕获其中 的成矿物质，形成含矿热液，进而成矿。决 定因素：①岩石中成矿组分的最初含量；② 热液流体循环过程中所影响的岩石的体积 （范围）；③岩石和所流经的热液之间发生 水岩反应的强度；④水-岩比值（即参与反 应的流体质量和发生反应的岩石质量之比） 的大小。
一般通过测量上地幔硅酸盐的H-O同位素 组成来推断“初生水”的组成其氢氧同 位素为:
δD=-48‰（或-70‰～-30‰），
δ18OH2O=7‰（或6‰～8.5‰）。 成 分 中 CO2 含 量 很 高 ， 可 达
78.54%，且常见纯CO2（占100%）的 包裹体，其中金属元素以富含 Fe,Mg,Mn为特征。
成矿物质来源
■来自幔源
地幔流体的活动可以把分散在上地幔中的成矿物质活 化、迁移到地壳中成矿。
产于金伯利岩、钾镁煌斑岩等中的原生金刚石流体 包裹体成分、碳同位素组成等与原始地幔碳一致；
碲是一种分散元素，在地球圈层中的丰度值为:地 壳0.004×10-6，地幔 0.01×10-6，地核 0.52×106。在地质地球化学循化过程中，碲趋于分散。
含矿热液的种类及来源
幔源初生水热液
即地幔流体，指地幔中形成的一种高密度的超临界流体， 挥发分以H20和CO2为主，含少量的F、Cl、S、P及惰性气 体等组分，其中溶解了大量的微量及常量元素，为还原性流 体；
弱还原条件下以H20-CO2为主； 强还原条件下则以CH4-H2O-H2为主； 引发并参与地壳中某些热液成矿作用。
成矿物质来源
岩浆熔体 地壳岩石 上幔源
6矿床学 第六章 热液矿床
Ⅰ 岩浆热液矿床
• 1．岩浆气液交代矿床 • 2．岩浆气液充填-交代矿床
•
Ⅱ 地下水热液矿床 Ⅲ 变质热液矿床
• 一、岩浆热液矿床 • 岩浆热液矿床是指由岩浆结晶冷凝 分异过程中析出的含矿气水热液，在侵 入体内及其附近的围岩中经过交代、充 填作用所形成的矿床。这类矿床与侵入 岩体（主要是酸性、中酸性、中性及中 碱性侵入体）在时间上、空间上和成因 上有密切的联系，侵入岩就是其成矿母 岩，而且具有明显的成矿专属性。
8.2、矿床形成地质条件
• 三、围岩条件
• 围岩是控制热液成矿的主要条件之一。因为热液的运移、 演化、沉淀都是在围岩中进行的，而且在这一系列过程中热 液还可能不断地与围岩进行物质成分的交换，有些矿质就是 由围岩提供的。 • 围岩的物理化学性质直接影响着热液成矿作用。首先， 就物理性质而言，围岩的孔隙度和渗透率对热液的运移和成 矿有显著影响：矿化多富集于孔隙度较大、渗透性较高的岩 层中。脆性的岩石（如石英岩、硅化岩石、花岗岩、砂岩等） 受力后易产生很多裂隙，这些裂隙常成为热液的通道和矿质 沉淀的场所；而塑性围岩（如片岩、页岩等）则不易破碎， 且透水性差，有时能起阻挡层的作用，使热液中的成矿物质 大量沉淀在其下伏岩石中，形成似层状、透镜状、鞍状等矿 体。 • 围岩的化学性质对热液成矿物质的沉淀方式、富集程度 及矿体形状都有一定影响。当含矿热液通过化学性质活泼的 围岩（如碳酸盐岩石）时，容易发生交代作用，形成似层状 矿体；而通过化学性质不活泼的围岩（如砂岩、页岩等）时， 则易于形成裂隙充填矿床；若通过的围岩是由岩性活泼和不 活泼的岩层构成互层时，成矿作用往往具有明显的选择性， 矿体的产状也因围岩性质的不同而变化，有时形成形态复杂 的矿体。
第六章热液矿床各论(地下水热液矿床)
第六章热液矿床各论三地下水热液矿床（一）概述一、1、地下水热液矿床：与岩浆活动无直接关系，在地壳浅部和表层的地热异常区，由地热或地热增温率导致的岩层内同生水或循环地下水活动性增强，萃取围岩中的成矿物质形成的含矿溶液，称为地下水含矿热液，当地下水含矿热液运移到有利构造和围岩中，通过充填和交代的成矿方式形成的矿床称为地下水热液矿床。
2、工业意义：主要金属矿产有Pb、Zn、Hg、Sb、As、Au、Ag、U、Ni、Mo等；非金属矿产有水晶、冰洲石、石棉、蛇纹石、重晶石等，有些矿床可以称为大型、超大型矿床（MVT 型铅锌矿床、贵州万山汞矿床）（二）地下水含矿热液的形成作用1、侧分泌作用：热液可能是大气降水、原生水、或结晶时的释放水。
热液流经围岩时，成矿组份从附近围岩中析出进入热液，形成含矿气水热液，矿质被热液带到附近有利空间沉淀成矿。
2、压实热液作用：岩石在压实过程中，岩层中的孔隙水受压而被释放出来。
如原为海相沉积物在成岩、压实过程中，可释放出以卤化物为主的热卤水。
在这些热液的作用下，可形成后生的金属和非金属矿床，如某些泥质岩中的铅锌矿脉可能是这种成因造成的。
3、下渗水环流热液作用：下渗水沿断裂、裂隙带循环，通过加温，使围岩中有用组份活化转移，进入热液，并在有利的岩性条件下富集。
4、热泉堆积作用：一般发生在年轻和正在进行矿化的地区。
热泉水基本上是大气降水，一般含有较高的Hg、As、F等元素，随着温度下降，有用组分沉淀堆积可形成矿床，如美国加利福尼亚州的汞矿床就是一例。
（三）地下水热液矿床的特征其总体特征与岩浆热液矿床大体相似，但还有自己的特点，主要表现在：（1）矿床及其附近一般无岩浆岩体出露，即使有，也与矿床无直接直接关系；（2）矿化明显受一定地层、岩性（岩相）控制，矿床常产于一定层位中，矿体常集中在某些岩性段：ⅰ）海相、泻湖相碳酸盐岩（多与白云质碳酸盐岩和礁相杂岩）；ⅱ）红色碎屑岩系中的浅色带及接触带；ⅲ）黑色页岩；（3）矿床受构造控制明显，主要是褶皱、断裂、裂隙、及岩层的层间构造带，矿体多为两向至三向延长过渡的凸镜状、囊状或脉状矿体，在空间上沿一定层位呈带状分布；（4）矿石成分简单，与围岩成分基本相似，金属矿物常为方铅矿、闪锌矿、自然金、辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿等，矿物颗粒较大，并呈带状分布，有时晶体生长完好；（5）围岩蚀变弱，主要为低温蚀变，如硅化、碳酸盐化、粘土化、重晶石化等；（6）成矿温压低（T50-200℃，P＜3×107-5×107Pa，D＜1.5km），同位素变化大（δ34S 变化范围-12.2-+36.1‰），矿石年龄可大于围岩，也可小于围岩。
第六章 热液矿床概论优秀课件
混合是生成大型热液矿床的重要机理。
• 控矿构造的广泛分布和复杂多样是提供热液运动
和就位成矿，造成众多热液矿床的必要条件。
Image • 中生代以来，整个中国大陆受到太平洋板块和印 度板块运动的显著影响而强烈活化，受深部构造 热事件的制约，浅层地壳中新生代断裂发育，老 断层复活，地热流上涌，各类地质流体十分活跃， 从而生成丰富多彩的热液矿床。
主要以离子或分子扩散方式进行，组分的带出和 带入是由于浓度梯度所引起。
• ②渗滤交代作用：交代作用发生于流动的溶液
中，即组分的带出、带入是由流经岩石的溶液来 进行的，这种双交代作用常常更重要。
• 渗滤交代作用是由于溶液中组分与围岩中组分发
生了化学反应，并且由于热液不断的运移，使热 液一围岩处于不平衡状态所引起。
• 构造对气水热液矿床的形成有明显的控制
作用，它是气水热液运移的通道（导矿构 造、配矿构造），又是成矿组份沉淀的场 所（容矿构造），所以矿体的分布和形态 与构造有密切关系。
一、热液矿床及其基本特点
•热液作用于围岩时，经常发生交代作
用，其成分、结构和构造发生变化， 产生各种类型的围岩蚀变。
•围岩的物理性质和化学性质对热液的
2．交代式
• 交代作用生成的矿物可保持原有被交
代矿物的形态和岩石结构构造的细节 特征。
• 由交代作用生成的矿床称交代式矿床。 • 决定交代作用特征的主要因素是被交
代岩石和矿物的化学成分、热液体系 的物理化学性质，以及热液的流体动 力学特征等。
No Image
交代作用可分两种类型
• ①扩散交多种多样的。有岩
浆成因的气水热液和地下水受热而成 的热液。
矿床学06气水热液矿床概论
矿床学06气水热液矿床概论1. 引言气水热液矿床是地质中含有气体、水和热液的矿床。
它们通常形成于构造运动活跃的地区，并与岩浆活动和热液活动有关。
本文将对气水热液矿床的形成机制、分类、主要特征和勘查方法进行概述。
2. 气水热液矿床的形成机制气水热液矿床的形成机制是由于地壳中的构造运动，导致岩浆在地下逆浸入，形成熔融岩浆库，同时地下水也因大地构造的运动而发生循环。
当熔融岩浆库和地下水循环相遇时，岩浆迅速冷却，热液形成。
热液含有丰富的金属和非金属元素，经过长时间的沉积和成矿作用，形成气水热液矿床。
3. 气水热液矿床的分类气水热液矿床可以根据热液的来源、成分和温度进行分类。
3.1 火山喷发型气水热液矿床火山喷发型气水热液矿床是由火山作用引起的热液活动形成的矿床。
火山岩浆中的含有丰富的挥发性组分，在火山喷发过程中与地下水相遇，形成热液。
这种类型的矿床常见于火山带。
3.2 岩浆热液型气水热液矿床岩浆热液型气水热液矿床是由岩浆活动引起的热液活动形成的矿床。
岩浆通过裂隙和断裂进入地下水系统，形成热液。
这种类型的矿床常见于火山地区和地壳褶皱带。
3.3 地壳深部热液型气水热液矿床地壳深部热液型气水热液矿床是由地壳深部的地热活动引起的热液活动形成的矿床。
由于地下深部的高温和高压条件，地下水在地壳深部形成高温高压下的热液。
这种类型的矿床常见于板块构造活跃的地区。
4. 气水热液矿床的主要特征气水热液矿床具有以下主要特征：•高温高压条件下形成：由于热液形成的地下条件通常是高温高压，导致矿床中的矿物含量丰富。
•矿物多样性：气水热液矿床中的矿物种类繁多，包括金属矿物、非金属矿物以及稀有地球元素矿物。
•成矿作用长时间：气水热液矿床的形成需要长时间的矿物沉积和成矿作用，矿床通常具有较大的规模。
•区域一致性：气水热液矿床常常呈现区域一致性，即在一个特定的地区内出现多个矿床。
5. 气水热液矿床的勘查方法气水热液矿床的勘查方法包括地质勘查、地球化学勘查和物理勘查。
第六章 气水热液矿床概论
（4）硫（S）
成矿热液中，硫以H2S形成存在，并具电离： H2S ≒H+ +HS— HS— ≒H+ + S2— [S2—] = K1· K2· [H2S] / [H+]2
溶液中[S2—]增加，对硫化物大量形成具重要意义。
S对热液成矿作用的影响：
S2— → [S2]2— →S0 → 还原环境 形成自然 形成金属 硫，主要 硫化物 见于火山 喷气中 S4+ →S6+ →氧化程度增加 与O结合形成SO2， 近地表时+H2O形成 亚硫酸氧化成硫酸， 形成硫酸盐矿物。
硫的地球化学性状决定硫化物主要在中、深和碱性 条件下形成，而硫酸盐只能在近地表环境下形成。
4）溶解的气体：H2S、CO2、HCl等； 5）其它微量元素：主要是稀散元素：Li、Rb、Cs、Br、 I、Se、Te等。
3、气水热液组份的性状：
（1）水
水是气水热液的主要组分，它不仅是成矿物质的搬运介质，而且在 成矿作用的地球化学过程中起着极大的作用。
a.水解作用：溶解物质或使某些矿物沉淀。 b.水的电离：H2O ≒H+ +OH—，影响溶液的pH值，对成
4）深层地下水（深钻和深部矿井中获得的）的成分；
5）现代地热系统的详细研究。
2、气水热液的成分
1）最主要组份：水（H2O）。 2）基本组份：主要的造岩元素和挥发性组份：Na、K、 Ca、Mg、Sr、Ba、Al、Si等；Cl、F-、SO42-、P等。 3）金属成矿元素：
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（斯米尔诺夫）
水→热水→热卤水→含矿热液（含矿热卤水）
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海水 海水也属于大 气降水一大类，但 海水中的化学组成 显然与地表的大气 降水不完全一样。 海水的含盐度约为 3.5%NaCl ， 海 水 沿 着海底的深大断裂 下渗到洋壳深处， 形成环流热液。
其氢氧同位素为: ——δD=-48‰（或-70‰～-30‰）， ——δ18OH2O=7‰（或6‰～8.5‰）
成分中CO2含量很高，可达78.54%，且常见纯 CO2（占100%）的包裹体，其中金属元素以富含Fe，Mg， Mn为特征。
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（四）地下水热液
又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶液。 ① 同生沉积溶液 ——又叫同生水； ——建造水（地层水）： 是指在沉积物形成时一起被埋入在沉积物中
第六章：气水热液矿床 概论
浅成低温带 中温带
斑岩带
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斑岩 火山角砾岩
火山岩 碎屑岩
泥化 黄铁矿化带
大量的地质资料表明，在内生成矿 作用过程中，除了有在岩浆结晶的主要阶段形 成的岩浆矿床在岩浆结晶之后形成的伟晶岩矿 床之外，在地壳中还有另一大类矿床，即与各 种成因的气水热液有关的“气水热液矿床”。
Bumham(1979) 实验表明，岩浆中溶解 的H2O重量百分比随压 力的升高而加大。
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初始含水量
影响岩浆流 体从岩浆析 出的过程和 数量的因素
岩浆结晶的深度 围岩渗透性
裂隙系统发育程度
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（二）变质热液
1、成因：变质热液是岩石 在变质过程中随变质温度和 压力不断增加依次释放出来 的粒间水、矿物的结晶水和 结构水溶解了成矿物质形成 的。如沉积岩（含水20～ 30%）→绿片岩相（一般含 水6%）→角闪岩相（含水 1～2%）→麻粒岩相（含水 0.5%），可见变质过程中可 产生大量的变质热液。
2、特征：变质热液H2O的 δ18O=5‰～25‰，δD=20‰～-65‰，多富CO2。
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（三）初生水，或原生水，或“地幔热液”
指直接来源于上地幔“去气作用” （“脱气”， “除气”）所形成的气水热液。
这种气液从未参加过水循环作用，在地球形成时 期就已存在。
一般通过测量上地幔硅酸盐的H-O同位素组成来 推断“初生水”的组成。
2、特征：岩浆热 液H2O的氢氧同位 素值一般变化范围 是δ18ΟH2O=6‰9‰，δD=-48‰-80‰,此外多有高 盐度、富K＋的特 征。
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很多证据表明 岩浆中有水存在，快速 冷却的火山岩含水一般 为0.2%~5%，最高可达12 ％(如某些松脂岩)；另 外岩浆岩中大量的含水 硅酸盐矿物也是岩浆含 水的最好证明。
d、常见成矿金属元素：黑色金属元素Fe、Mn，有色金属 元素Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，贵金属元素Au、 Ag，稀有金属元素Li、Be、Nb、Ta，放射性元素U、Th。
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温度及物理 状态 a 、 温 度 变 化 范 围 ： 50-800ºC ， 一 般 成 矿 温 度 ：
100-600ºC;盐度：5%-40%；压力：40-2500atm。 b、状态：气态（高温低压条件）、液态（高压中
低温条件）、超临界状态（高温高压条件）
2.气水热液的成矿意义
形成通在的成矿过矿床含作主矿用要过有流程：体中接(，触包热交括液代能矿气把床相深和、部热的液液矿矿相质床、以及超分 临散界在流岩石体中)的作成用矿而元素生萃成取的出来后，生初矿步集床中称，热把它液们 矿携式床带，或到把一矿气定质化的沉热构淀造下液来-岩矿，石床形中成。，矿通床过。充填、交代等成矿方
大气降水可下渗到 深约12~15km处。这些水加热 升温，以至其温度达到300～ 400 ℃。
水的密度小，岩石的 渗透率减弱，地下水热液便 不再向下渗透。于是向着上 昂的方向，或沿着断层，向 着减温减压的方向循环流动。
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大气水热液及其成矿模式 （斯米尔诺夫）
这种地下水热液在 循环流动过程中，不断 发生“水-岩反应”， 从围岩，矿源层，甚至 从已形成的矿床中溶解 萃取大量成矿物质以及 盐类，形成含矿热卤水 或含矿热液：
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有关矿种： a、主要金属矿产：Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、 Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、Ta，U、Th b、非金属矿产：云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、叶腊 石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、天青石、滑石、菱镁矿等。
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二、热液的成因（类型）
气水热液的来 源是这类矿床的一 个重要问题。由于 其来源十分复杂， 因此人们曾提出过 多种看法，争议较 大。这个问题，也 是人们目前大力研 究的一个课题。气 水热液的来源可分 为四种基本来源， 五种类型。
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资料表明，成 矿的热水溶液是多 组分体系，其来源 是多途径，类型是 多种多样的，而且 不同来源和成因的 溶液常常是相互掺 杂混合，它们的形 成常常有一个漫长 的发展过程。
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（一）岩浆热液
1、成因：岩浆热液是岩浆中所含的H2O及其他挥发组分在 岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由于温度、压力和成分的变 化与其所溶解的化学成分一起被析出形成的。
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一、气水热液及其在内生矿床中的意义
1.气水热液的概念
定 义
“气水热液”是指在一定深度下形成的，具有一定 温度和压力的含多种挥发组分和成矿元素的气态 或液态水溶液（简称热液）。
a、主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%）；
成 b、其他挥发组分：HCl、HF、H2S、CO2、B、（As）； 分 c、主要金属元素：K、Na、Ca、Mg；
按Holland的实验，只有当与硅酸盐熔浆共存的蒸 气相中H2O分压超过4.94×107Pa时，黑云母和角闪石才可从 英安质熔体中析出，形成斑晶。这些水可以构成岩浆流体的 主要来源。对热液矿床中矿物及其中流体包裹体氢氧同位素 成分的分析结果，也证实部分热液矿床形成的早期，确有岩 浆流体存在。
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或在成岩过程中产生的溶液，这些溶液在沉积物固结 成岩之后或成岩期后的挤压作用而汇集在一起形成 “囚水” ，“封存水” 液。
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② 后生下渗溶液 指由地表大气降
水和海水沿着岩石的裂隙 或海底裂隙、间隙、孔洞 等下渗到地壳不同的深度 形成的溶液。