第六章 热液矿床各论(接触交代矿床)
矿床(6)接触交代矿床
二、成矿过程与成矿模式
经典成矿模型(卡尔波娃):矽卡岩矿床的成矿作用过程分为两个 矿化期、五个矿化阶段。 (一)矽卡岩期: 以钙镁铝硅酸盐矿物组合为特征 1. 早期(干)矽卡岩阶段 C )条件,以不含水矽卡岩矿物组合为 形成于早期高温( 800-500º 特征。 钙矽卡岩:石榴石、透辉石 -钙铁辉石、硅灰石、方柱石、(白钨 矿)等。 镁矽卡岩:橄榄石、顽辉石、紫苏辉石、尖晶石、透辉石、(硼镁 铁矿)等。
四、成矿地质条件
(一)岩浆岩条件 1. 岩性 以中-(基)酸性岩为主,显示一定程度的成矿专属性: (1)铁矿与基性-中性岩体,特别是富钠碱者(全碱8)有关。 (2)铜矿与中酸性岩体,富钾碱(全碱=7-8%)有关。 (3)铅锌矿与中、酸性岩体有关。 (4)钼矿多与I型花岗岩有关。 (5)钨锡矿多与S型花岗岩有关。
埃达克质(adakite-like)岩石与成矿关系密切
2. 深度与规模 中-浅成中小型岩体(一般2-10km2或更小)
专题:埃达克岩与成矿
近年研究热点:埃达克岩(adakite)或埃达克质岩(adakite-like) 对斑岩型铜矿的制约 Defant和 Drummond 1990年研究美国阿留申群岛火山岩时,引入
1-花岗闪长岩;2-石灰岩;3-矿体; a- 不正确判断造成漏矿;b-正确掌握规律扩大储量
思考如下问题
1. 接触交代矿床多形成于何种大地构造环境?矿体的空间分 布有何规律? 2. 与接触交代矿床有关的岩体多具哪些特征?多形成于何种成? 围岩成分对形成的矽卡岩类型及矿种有何影响? 4. 按照卡尔波娃的观点,矽卡岩矿床常可分为哪些矿化期和 矿化阶段?各有何代表性的矿物组合?
5. 在接触交代矿床中控制矿体分布的构造有哪些?通常以那
一种最常见(重要)?
【矿床学A-任云生】7 第六章 热液矿床各论(高中温热液脉状矿床)
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(1)太古代脉状金矿
• 控制金矿的绝大多数构造表现出典型的脆-韧性过渡 的变形性质,但在角闪岩相和麻粒岩相地质体中的 控矿构造则表现为韧性剪切带特点。 • 矿体可呈透镜状、板状或不规则状,多由具复杂矿 物组合的含金石英脉构成。 • 绝大多数金产出在石英脉中,但许多金矿床的近矿 蚀变围岩中也含金,通常与黄铁矿有关。金以自然 矿物形式产出,多出现在石英和硫化物的微裂隙中。 银金矿有时分布在高成色的自然金附近。
(7)矿石中金属矿物主要为金属矿物主要有自然 金、银金矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、黄 铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿和自然铋等 等。非金属矿物主要有石英、绢云母、绿泥 石、绿帘石、方解石等
(8)矿石中常见块状构造、角砾状构造、脉状构 造、网脉状构造、条带状构造和晶洞状构造15
❖脉状多金属矿床可进一步划分为
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国外太古代脉状金矿的研究新进展
• Barnicoat等研究了西澳大 利亚南克劳斯省产于角
闪岩相和低麻粒岩相区 的2个金矿床,发现其成 矿温度分别可达500~ 550℃和740℃,围岩蚀 变、矿物共生组合等方
面都与低级变质区的金 矿不同。
海水
斑岩-煌 斑岩脉群
大气水 此绿片岩相 低绿片岩相
角闪岩相
(1)成矿与花岗岩的密切的时空关系; (2)华南地区与成矿相关燕山期花岗岩中W、Sn、Nb、Ta、Be丰 度是普通花岗岩几倍、十几倍;
(3)H、O同位素表明成矿流体以岩浆水为主。
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5. 矿床成因 • 目前认为,含钨花岗岩是深部硅铝层重熔岩浆侵入而成,钨、锡等成 矿物质来自重熔前的矿源层。 • 矿床形成于高温热液阶段,形成温度约在550~300℃,成矿深度约为
矿床学 第六章接触交代矿床
6、围岩蚀变: 主要有矽卡岩化、硅化、绿泥石化、黄铁
矿化、碳酸盐化等
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7、主要矿产: Fe矿(湖北大冶铁矿), Cu 矿(安徽铜官山铜矿) Pb、Zn矿(吉林天宝山铅锌矿) W矿(湖南柿竹园钨矿) Sn矿(云南个旧锡矿) Mo矿(辽宁杨家杖子钼矿)、Co等
15
三、研究意义
22
3、不同类型中酸性岩浆形成不同类型矿床: SiO2 高→低
1)与花岗岩类有关的主要有钨、锡、钼矿床
2)与花岗岩类及花岗闪长岩类的有关的主要有 铅锌矿床
3)与闪长岩类有关的有关的主要有铁矿床
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4、岩体形状、大小及产状: 有利成矿的岩浆岩多为中小型岩株、岩瘤、
岩钟和岩脉等,侵位于中深到浅成环境的 岩体有利成矿。
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1)矽卡岩矿物形成温度为800℃-300℃, 2)金属矿物形成温度为500℃-200℃, Байду номын сангаас1)金属氧化物(如磁铁矿):形成温度一
般为600℃-350℃(主要在500℃-400℃) (2)金属硫化物(如磁黄铁矿、方黄铜矿、
黄铁矿、黄铜矿、辉铋矿等):一般形成于 450℃-100℃(主要为300℃左右)
矿床学
第六章接触交代矿床
2、矿床分带(受温度影响)
1)内接触带:靠侵入体一侧的内接触带,往往由 不含水的矽卡岩组成,常称为干矽卡岩带,金属 矿物、矿石矿物以氧化物多见。
2)外接触带:主要由含水的矽卡岩矿物组成,金 属矿物以硫化物为主。
一般产于距接触带100-200m范围内
6
3、矿体形态
K:Cu
25
四、构造条件
1、接触带构造 2、围岩层理及层间破碎带 3、断层(裂) 4、褶皱 5、捕虏体构造
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%。
接触交代矿床
灰黄色中薄层泥质白云岩,层状细晶白云岩,底部为竹叶状 白云岩。 灰黄色中厚层糖粒白云岩,局部夹灰岩透镜体。 灰色薄层灰岩、竹叶状灰岩、鲕状灰岩、生物碎屑灰岩。 赋存有第六含矿层(601矿体)。 灰黄色薄层状、疙瘩状灰岩,夹黄绿色页岩。赋存有第 五含矿层(501、502矿体)。 浅灰色中厚层鲕状灰岩、含藻灰岩、生物碎屑灰岩、云 斑状灰岩。赋存有第四含矿层(401矿体)。
热液矿床
1.概念、特点及工业意义
成矿时间既可晚于围岩(后生矿床),也可
与 围 岩 近 于 同 时 ( 同 生 矿 床 , 如 VMS 和 SEDEX矿床)。
成矿方式主要有充填作用、交代作用和化
学沉积作用,成矿作用受热液性质、围岩岩 性和构造条件的控制或影响,矿床常具不同 程度的围岩蚀变。
热液矿床
矿石结构:多为粗粒结构 矿石构造:块状、浸染状、条带状、晶洞状、团
块状等
矿床的分带性
矿床常具分带性,由侵入体内向外依次出现:蚀变 岩体→内矽卡岩→外矽卡岩→蚀变灰岩→灰岩
接触交代矿床
1. 概念、特点及工业意义
矽卡岩矿床的工业意义
是一种具重要工业意义的矿床类型
—主要矿产有:铁、铜、铅、锌、钨、锡、钼、钴、 金、石墨、刚玉、砷、铍、硼、石棉、压电石英、 金云母和石榴石等
高温深成热液矿床
(>300 ℃,>3 km )
中温中深热液矿床
(300200 ℃,31 km )
低温浅成热液矿床
(<200 ℃,<1 km )
热液矿床
2. 热液矿床的分类
塔塔林诺夫-2类6种
中深或极深成的热液矿床
高温热液矿床 中温热液矿床 低温热液矿床
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。
第六章 热液矿床类型及特征-1矽卡岩型矿床
钙碱性系列:花岗岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩、 石英闪长岩、闪长岩
碱性系列:碱性正长岩、花岗正长岩、石英二长岩、
二长岩
长安大学 Chang'an University
矿床学 Ore Geology
二、矽卡岩型矿床
形成条件—岩浆岩条件
——与成矿关系密切的主要是钙碱性系列的中 酸性侵入岩 ——不同的矿种往往表现出明显的成矿专属性:
不同的围岩将形成不同的矽卡岩组合(钙矽卡岩一
镁矽卡岩),同时对成矿作用也有影响
岩为白云岩时形成镁矽卡岩组合。
当围岩是石灰岩时,形成钙矽卡岩矿物组合,当围
多数矿床与钙矽卡岩有关。镁矽卡岩有关的矿床较
少。但有特殊矿物-硼矿无一例外产于镁质碳酸盐形 成的镁矽卡岩中,Mg是硼的沉淀剂。
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——我国矽卡岩型铜矿床中,围岩属碳酸盐类 岩石的矿床占 95 % ——碳酸盐岩与火山岩、页岩互层时对成矿较 有利
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二、矽卡岩型矿床
形成条件—围岩条件
——围岩的物理性质(节理、裂隙、孔隙率、 渗透率等)对矿化富集和矿体形态、产状有 重要影响
二、矽卡岩型矿床
矿床形成条件
物理化学条件
岩浆岩条件 围岩条件 构造条件
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二、矽卡岩型矿床
形成条件——物理化学条件
温度
——整个矽卡岩矿床形成温度在800℃~200℃
——矽卡岩矿物形成于 800 ~ 300 ℃
第六章 热液矿床各论(接触交代矿床)
第六章热液矿床各论第一节接触交代矿床一、接触交代矿床概述1、接触交代矿床(Contact-metasomatic deposit):指产于中酸性、中性侵入体与碳酸盐岩(或凝灰岩、安山岩等火山岩)接触带及其附近(不超过200米),由含矿气水热液交代作用形成的,在时间、空间和成因上与矽卡岩关系密切的一类矿床。
由于此类矿床与矽卡岩关系密切,因此又称之为“矽卡岩矿床(Skarn Deposit)”2、矽卡岩:“矽卡岩”一词,是瑞典中部的矿工用来称谓那些与矿石伴生的深色钙质硅酸盐岩石。
以后经焦涅邦(1875)正式提出,并为Lingren(1902)所采用并被广大研究者接收并沿用。
指中酸性侵入体与碳酸盐岩石接触,在中等深度条件下,经气水热液的高温交代作用形成的蚀变岩石,主要由石榴石、辉石及其它一些钙、铁、镁、的铝硅酸盐(阳起石、绿帘石、方柱石、符山石、硅辉石等)矿物组成。
由于围岩的岩性不同,可形成不同的矽卡岩,根据围岩性质、矽卡岩成分和组合,可将矽卡岩分为钙质矽卡岩和镁质矽卡岩。
前者主要由石榴石(钙铝-钙铁)、辉石(透辉石-钙铁辉石)组成,有时伴有相当数量的符山石、硅灰石、方柱石及绿帘石、阳起石、透闪石等,由于这些矿物中都含一定数量的钙,故称钙质矽卡岩,是中酸性侵入体与灰岩接触交代而成。
镁质矽卡岩则是与白云岩、白云质灰岩接触交代形成的,常由镁橄榄石、透辉石、尖晶石、硅镁石、蛇纹石、金云母等组成。
在自然界中,镁质矽卡岩分布不如钙质矽卡岩广泛,且常与钙质矽卡岩相伴产出。
矽卡岩常具有分带现象。
根据与它们岩浆岩体的空间位置可分为内带和外带。
靠近岩浆岩体一侧形成的矽卡岩矿物组合,称为内带,它们主要由高温矿物组成,如磁铁矿、赤铁矿、石榴石、辉石等;靠近围岩一侧形成的矽卡岩矿物组合,称为外带,主要由高、中温矿物组成,如石榴石、辉石、角闪石、绿泥石、阳起石、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等。
在外接触带外侧的围岩中,广泛发育有中、低温条件下形成的石英、方解石等,有时也见有萤石、重晶石等矿物,一般情况下,从岩浆岩体经接触带到石灰岩,SiO2和Al2O3的含量降低,而CaO(MgO)和FeO的含量则逐渐增高。
第六章 热液矿床概论2012
• 前苏联学者塔塔林诺夫进一步把热液矿床分为两
•
•
中国热液矿床发育且多种多样
• 中国的固体矿床中,热液矿床占很大
比重,以河北、湖南江西、云南、浙
江、河南、甘肃等省为例,按矿床发
现史日的资料,在该7省的金属矿床中,
热液矿床分别占总数的55%-95%,平 均为67%,约占总数的2/3。
中国热液矿床发育且多种多样
• 热液矿床类型多种多样,既有南岭地区与
氟化物出现。⑶有的热液矿床中可见到含
至有NaCl晶体出现。⑵火山喷出物中有砷、
氯或氟的矿物,如氯化铅(PbCl2)、氯铜矿
Hale Waihona Puke [CuCl2.3Cu-(OH)2]、萤石、黄玉等。
• 可能是酸性中高温条件下的主要形式。
4、热液成矿物质的运移方式
• (4).成矿物质成易溶络合物运移
近年来,很多人认为热液中的成矿物质是 成络合物形式搬运的,络合物中的络阴离 子是由金属元素和卤素或HS-、S2-、O2-、 CO32-等阴离子结合而成的复杂阴离子团, 如[WO2F4]2-、[Hg(HS)3]1-、[Fe(S2O3)2]2-、 等,阳离子主要是碱金属。络合物的溶解 度都较大,金属元素成络阴离子团存在于 水溶液中,当其发生电离时,溶液中出现 金属离子,然后再通过化学反应,形成矿 物沉淀下来 。
持原岩的矿物假象和结构、构造特点(层 理、化石、片理、角砾构造、褶皱构造等)
• 可以见到未消化的围岩残留体,矿体外形
不规则,出现穿切层理的完好晶体
• 出现两壁不相对应、不配套的矿脉 • 矿体与围岩边界可以逐渐过渡 。
六、热液矿床的分类及主要类型
• 美国学者林格仑于1907年按矿床的形成温度和深
第六章 热液矿床各论 一、接触交代矿床-2006
特殊构造 i)岩体的凹部
特殊构造 ii)断裂交错、断裂破坏的接 ii)断裂交错、 触带、 触带、早期脉岩与断裂复合 部位等
iii) iii)复杂构造接触面组合的矿化特征 平行接触面、岩层和顺层矿体) (平行接触面、岩层和顺层矿体)
某地矽卡岩型铁矿接触带构造与矿化关系 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + (-) +++++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 花岗闪长岩 石灰岩 铁矿 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
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 热液矿床各论(岩浆热液矿床)
第六章热液矿床各论第二节产于岩体内或附近围岩中的岩浆热液矿床一、概述1、概念:由岩浆结晶分异过程中分出的气水溶液,在侵入体内部及附近围岩的有利构造中,通过充填和交代的方式形成的矿床,称为岩浆热液矿床。
2、工业意义:岩浆热液矿床类型众多,包括大部分有色金属矿产(W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、As)、贵金属(Au、Ag)和重晶石、萤石、硫、水晶、菱镁矿等非金属矿产,其中不乏大型、超大型矿床,价值巨大。
二、岩浆热液矿床的成矿作用概述1、岩浆热液的产生与运移在深部高温高压条件下(温压条件为600-300℃、8-4km),由于岩浆的演化,导致超临界流体的分离,当冷却至临界点之下就变成热液。
当内压大于外压时,它们就从岩浆房分出。
由于大量挥发份的存在,提高了金属在溶液中的溶解度。
金属离子在溶液中主要呈硫化物、氧化物、氟化物、氯化物等形式被搬运。
2、岩浆热液的早期成矿作用在岩浆气液作用早期,由于F-、Cl-阴离子大量存在,溶液pH值低,多呈酸性、弱酸性。
若围岩是非钙质岩石酸性岩浆岩或硅铝质岩石的情况下,当溶液分出后,未经长距离的搬运,即在酸性岩体的顶部或其上覆围岩中沉淀成矿。
由于所在较深的环境下,降温缓慢,其它物理化学条件的变化也不显著,酸性溶液不易被中和,因而有利于高温矿物的沉淀;蚀变是长石水解为粗一中粒的石英和白云母—典型的云英岩化,伴随大量的W、Sn等矿物结晶、富集形成高温热液脉状矿床,即云英岩型钨、锡石英脉矿床。
3、岩浆热液的中期成矿作用即在中温(200~300℃)、中深(1~3km)的条件下,由于热液的温度降低,金属硫化物开始相对聚集,在向构造裂隙或减压部位运移过程中,特别是流经灰岩、泥灰岩和其它碳酸盐岩石时,溶液很快被中和,使原来酸性一弱酸性含矿溶液变为中性溶液,甚至呈弱硷性的,不能在酸性溶液中沉淀的硫化物开始沉淀;如矿液具有足够的温度和相当的活泼性,溶液和围岩则可发生交代作用,形成交代矿床。
06第六章+接触交代矿床
二、接触扩散交代作用(双交代作用)
是扩散交代作用的一种特殊方式,主要发生在两种岩石的接触面上。当溶液沿着岩浆岩和碳酸盐接触界面流动,使两种岩石中的组分通过粒间溶液进行扩散交代,而形成矽卡岩。
岩浆岩中的粒间溶液为SiO2所饱和(Al2O3),石灰岩的粒间溶液被CaO所饱和。当溶液沿接触面流动,使得原来稳定的粒间溶液平衡被破坏。这时CaO将依靠浓度梯度向岩体中扩散。SiO2、Al2O3则向浓度低的围岩中扩散,于是在接触带上形成了矽卡岩。
第六章 接触交代矿床
§1 概述
一、概念
接触交代矿床:凡产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石、或其它含Ca、Mg质岩石接触带或附近,由含矿气水溶液的交代作用形成,并与矽卡岩在成因上和空间上有关的矿床,通称为接触交代矿床或矽卡岩矿床。
火成岩侵入体:中酸性岩。围岩:碳酸盐类岩石为主
二、重要性
① 当火山岩系中含有石灰岩夹层时最有利于矽卡岩矿床形成。
② 不纯的薄层的碳酸盐比纯净的厚层的碳酸盐有利于成矿。
③ 不同的围岩将形成不同的矽卡岩组合,同时对成矿作用也有影响,当围岩是一石灰岩时,形成钙矽卡岩矿物组合,当围岩为白云岩时形成Mg矽卡岩组合。多数矿床与钙矽卡岩有关。镁矽卡岩有关的矿床较少。但有特殊矿物、硼矿无一例外产于镁质碳酸盐形成的镁矽卡岩中,Mg是硼的沉淀剂。
2、交代矽卡岩的形成阶段
随着岩浆的结晶作用,从中分异出热水流体逐渐变多,使其内压逐渐增大,能引起已结晶的侵入体和角岩发生破裂,即水裂作用(Hydrofractnriaog),为后期的成矿提供了空间。这些岩浆水可与变质水,地下水等混合,沿接触带上升活动,并且向围岩中渗滤,依靠溶液与围岩粒间溶液中的浓度差进行交代作用。围岩碳酸直加的析出的钙以离子扩散的形式加入到侵入体中形成内矽卡岩;侵入体析出的热水溶液中的Fe、Si、Al等以离子扩散的方式加入到碳酸盐围岩中形成外矽卡岩。如果围岩是石灰石则形成钙矽卡岩,是白云岩则形成镁矽卡岩。
第六章 第二节 矽卡岩型矿床
第 二 节 一 、 矽 卡 岩 型 矿 床 的 形 成 条 件
(四)构造条件
(4)褶皱构造
– 褶皱构造主要表现在对岩体及含矿热液流通的控制。与 矽卡岩型矿床有关的褶皱构造主要是背斜构造,这类背 斜构造往往是岩体侵入时的同期构造,有的甚至就是由 岩体侵入所引起的“被动”褶皱。。
背斜构造形成时所派 生的层间空隙、轴向 断裂以及环状或放射 状断裂等,为含矿热 液流通提供了有利的 空间(图6-5)
– 围岩的层理面本身就是构 造脆弱带,不同岩性的岩 层之间的接触面、层间断 裂、破碎带和层间剥离, 对形成矽卡岩型矿床有特 殊的意义,它可使含矿气 水热液在远离侵入体的围 岩中形成稳定的似层状矿 体或透镜状矿体(图64)。
图 6-4 受 围 岩 层 理 、 层间碎破带控制的矽卡岩 型 矿 床 剖 面 示 意 图 (转引自姚凤良等,1983)
图 6-2
整 合 接 触 的 矽 卡 岩 型 矿 床 地 质 剖 面 示 意 图 (转引自姚凤良等,1983)
1-浮土;2-大理岩;3-花岗岩;4-锡矿体;5-铜矿体;6-铅锌矿体;7-矽卡岩
第 二 节 一 、 矽 卡 岩 型 矿 床 的 形 成 条 件
(四)构造条件
(1)接触带 构造
– ②“不整合” 接触型,接 触面产状和 围岩产状斜 交,矽卡岩 及矿体的形 态复杂多变 (图6-3)。
第二节 矽卡岩型矿床
第 六 章 热 液 矿 床 类 型 及 特 征
中酸性侵入体和碳酸盐类等岩石的接触带及其 附近,由含矿热液交代作用而形成的热液矿床 称为接触交代矿床。 在接触交代矿床中一般都具有典型的矽卡岩矿 物组合,而且矿床在成因和空间上都与矽卡岩 存在密切的关系。因此,这类矿床又称矽卡岩 型矿床(skarn deposits)。 侵入体的存在是矽卡岩型矿床的一个前提条件。 需要强调指出的是,并不是所有的出现矽卡岩 的矿床都与侵入体有关。由于不存在侵入体接 触带构造,且热液矿化和围岩蚀变(矽卡岩) 的形成主要受断裂构造控制,因此这些矿床并 不能称为矽卡岩型矿床
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主要由钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物组成;
矽卡岩的分类:
• 形成作用分类—简单矽卡岩和复杂矽卡岩 • 相对于岩体位置分类—内矽卡岩和外矽卡岩 • 成分、矿物组合分类—钙质矽卡岩和镁质矽卡岩
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(二)接触交代矿床的形成条件
1、岩浆岩条件
主要与中酸性侵入岩有关
钙碱性系列-花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长岩; 碱性系列-正长岩、花岗正长岩、石英二长岩、二长岩
CaCO3+MgCO3+2SiO2→ CaMgSi2O6+CO2↑
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(三)接触交代矿床的形成过程
矽卡岩矿床的形成过程划分为两期五个阶段
矽卡岩期
①早期矽卡岩阶段-干矽卡岩阶段-无矿矽卡岩阶段 ②晚期矽卡岩阶段-湿矽卡岩阶段-磁铁矿阶段 ③氧化物阶段-钨-锡成矿阶段
石英硫化物期
• 矽卡岩型铜矿占我国铜矿储量的第三位(16.4%),
占富铜矿储量的第二位;铁矿占富矿储量的第一位
(38.0%); • 综合利用程度高;
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(一)概述
3、矽卡岩(狭义矽卡岩、传统矽卡岩) 指产于中酸性侵入体与碳酸盐岩石接触带,在中等 深度条件下,经气水热液的高温交代作用形成的蚀 变岩石;
复杂,主要呈脉状、透镜状、囊状、不规则状
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华铜接触交代型铜矿床地质剖面图
1-铜矿体; 2-花岗岩类; 3-大理岩
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接触交代型铜矿床
(4)矿石中的铜矿物以黄铜矿、斑铜矿为主,
Cu品位可达2-8%,此外,矿石中常含较多
的磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿;
(5)以中小型矿床为主,除Cu外,尚有Mo、
B、“不整合”接触
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华铜接触交代型铜矿床地质剖面图 8
1-铜矿体; 2-花岗岩类; 3-大理岩
接触带与断裂交错部位有利于成矿
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(二)接触交代矿床的形成条件 3、构造条件
(2)围岩层理、层间破碎带 可使含矿气水热液在远离侵入体的围岩中形 成较为稳定的似层状和透镜状矽卡岩及矿体 (3)构造裂隙和断裂 几乎所有成矿接触带都存在构造破碎现象
矽卡岩矿物及绿 湖南水口山 泥石、云母、碳 酸盐矿物 矽卡岩矿物 云南个旧
铍矿 酸性花 脉状、薄层状矿 岗岩 体晚于矽卡岩
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日光铍石、 矽卡岩矿物 硅铍石、 符山石
湖南香花岭
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(五)接触交代矿床的主要矿床类型
1、接触交代型铁矿床
围岩控制矽卡岩矿物组合
钙质碳酸盐岩--钙质矽卡岩 镁质碳酸盐岩--镁质矽卡岩 富硅火山岩--硅质矽卡岩
常具明显的层控性
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(二)接触交代矿床的形成条件
3、构造条件
(1)接触带构造
A、“整合”接触
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(二)接触交代矿床的形成条件
3、构造条件 (1)接触带构造
成矿专属性:
Fe~石英闪长岩、闪长岩; Cu、Pb、Zn~花岗闪长岩、石英二长岩; W、Sn、Mo~花岗岩
中小型、中浅成(中深成)岩体有利于成矿 形态越复杂,越有利于成矿(岩株、岩脉、岩瘤等) 中、新生代为主 2015/10/11 5
(二)接触交代矿床的形成条件 2、围岩条件
岩性 (1)主要是碳酸盐岩类(化学性质活泼、性脆、 渗透性强、富含MgO、CaO) (2)部分火山岩(如安山岩、英安岩、凝灰岩等)
第六章 热液矿床各论
一、接触交代矿床(矽卡岩矿床)
接触交代矿床概述 接触交代矿床的形成条件 接触交代矿床的形成过程 接触交代矿床的地质特征
接触交代矿床的主要矿床类型 2015/10/11
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(一)概述 1、接触交代矿床(Contact-metasomatic
deposit)
产于中酸性侵入体与碳酸盐岩(或凝灰岩、安山
黑龙江翠宏山钼多金属矿床露天采场
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图6-9
杨家杖子钼矿床地质剖面示意图
(转引自姚凤良等,1983)
l-条带状灰岩; 2-含钼矽卡岩(矿体);3-磁铁矿矽卡岩;4-细粒花岗岩;
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5-岩脉
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矽卡岩矿床的勘查与评价
常成群产于板块构造边缘的活动性较强的凹陷 (断裂拗陷带)区(长江中下游、燕辽沉降带、 吉黑地槽) 受构造岩浆带控制明显成群成带出现,一般中 酸性岩浆活动强烈地区,有合适围岩条件既可成 矿,要有“矿床群”意识 常与斑岩型、热液脉型矿床有密切的时空及成 因联系,注重成矿系列研究
矽卡岩型Fe矿:11.2%(富矿总储量占第一位)
矽卡岩型W矿:60.6% 矽卡岩型Sn矿:69.6% 矽卡岩型Bi矿:87.6% 矽卡岩型Mo矿:22.7%
矽卡岩型Pb−Zn矿:18.3%
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矽卡岩型Au矿(包括伴生金):20%
20
不同类型接触交代矿床地质特征一览表
矿床 类型 相关 岩体 矿体形态 矿石组成 矿石矿物 白钨矿 辉钼矿 方铅矿、 闪锌矿 锡石 脉石矿物 贫铁矽卡岩矿物 湖南柿竹园 湖南瑶岗仙 透辉石、 钙铝榴石 辽宁杨家杖子 矿床实例
钨矿 中酸性 似层状、脉状 钼矿 酸性岩 层状、透镜状 铅锌 中酸性、脉状、透镜状、 中性岩 层状 锡矿 酸性花 脉状、透镜状 岗岩
Pb、Zn、Au等伴生元素
矿例:河北寿王坟铜矿床
安徽铜官山铜矿床 辽宁华铜铜矿床
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图 6-8
寿王坟铜矿床剖面示意图
(转引自姚凤良等,1983)
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l-白云岩;2-花岗闪长岩;3-矽卡岩;4-角岩; 5-铁矿体;6-铜矿体;7-岩脉
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5、矿石品位高,矿床规模多为中小型矿床,W、Sn、Mo、
6、成矿具有多期多阶段性--两期五阶段;
7、成矿温度主要为中-高温,深度为中-浅成;
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(五)接触交代矿床的主要矿床类型
—我国是世界上矽卡岩矿床最发育的国家之一, 是我国富铁、富铜矿和钨锡矿的主要矿床类型
矽卡岩型Cu矿:16.4 % (总开采量的第一位,41.2%)
岩等)接触带及其附近,由含矿气水热液通过交代作
用形成的,在空间和成因上与矽卡岩关系密切的一 类矿床。
“矽卡岩矿床(Skarn Deposit)”
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(一)概述
2、接触交代矿床的工业意义
• 矽卡岩型矿床具有重要的工业价值 是世界钨的最主要来源; 是铜、铁、钼、锌的主要来源之一;
是钴、金、银、铅、铋、锡、铍、稀土等次要来源
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3. 构造条件
(4)褶皱构造
对岩体及含矿热液流通的控制。与成矿有关的主要是背斜 构造,往往是岩体侵入时的同期构造,有的甚至就是由岩 体侵入所引起的“被动”褶皱。 含矿热液流通空间——背 斜构造形成时所派生的 层间空隙、轴向断裂以 及环状或放射状断裂等; 背斜构造的轴部、倾伏 端、轴线转折处等;
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图6-5
褶皱构造和矽卡岩型矿化的关系示意图
(转引自袁见齐等,1985)
11 1-岩浆岩;2-灰岩;3-砂岩;4-矿体;5-断层
3、构造条件
(5)捕虏体构造
捕虏体中的褶皱、 断裂和层间破 碎带构造影响 矽卡岩和矿体 的形态和分布
产于捕虏体内的接触交代铁矿地质图
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(非吻合矿体) 矿体晚于矽卡岩 (接触交代型铜矿床)
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矽卡岩构造裂隙内的硫化物矿体剖面示意图 1-花岗闪长岩;2-灰岩;3-石榴石矽卡岩; 17 4-石英-石榴石矽卡岩;5-石英-硫化物矿体
C、矿体超出矽卡岩范围
矿体与矽卡岩时间、空间上都不一致 成矿作用明显晚于矽卡岩 (接触交代型铅锌矿床)
1-石灰岩; 2-闪长岩; 3-铁矿体
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(二)接触交代矿床的形成条件 4、温度、压力(深度)条件
矽卡岩矿物形成温度为900~300℃;
金属氧化物(如磁铁矿) 600 ~ 350℃(主要 500 ~
400℃);
金属硫化物一般在450~200℃;
中深、浅成的深度条件(1~4.5km);
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围岩中的接触交代型多金属矿体示意图 1-浮土;2-灰岩;3-含铜矽卡岩; 4-含铜多金属矿体;5-细粒花岗岩
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(四)接触交代矿床的特点
3、近矿围岩经常发育强烈的蚀变现象(矽卡岩化为主)
4 、矿石的矿物组合复杂多样,既有矽卡岩矿物、又有
氧化物、金属硫化物、碳酸盐矿物等,矿石交代结构 发育; Fe、Cu可出现大型矿床;
④早期硫化物阶段-铁-铜成矿阶段
⑤晚期硫化物-碳酸盐阶段-铅-锌成矿阶段
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(四)接触交代矿床的地质特征
1、矿体主要呈似层状、透镜状、脉状、囊状、瘤状,产 于接触带及其附近。规模大小不等,一般长 200-500m、 厚10-30m、延深100-200m。
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25 l-2015/10/11 中奥陶统灰岩;2-闪长岩; 3-二长岩;4-铁矿体及矽卡岩; 5-第四系
国内外不同类型铁矿床储量对比
矿床类型 沉积变质型 接触交代型 沉积型 火山岩型 岩浆型 风化淋滤型 其它类型
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中国(%) 57.8 12.7 8.7 4.7 11.6 1.1 3.4
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矽卡岩矿床的勘查与评价