汽水热液矿床各论
第四章 气水热液矿床概论
❖ ②酸碱度
❖ 在成矿作用过程中，气水热液的化学性质是在不断 变化的，它随着温度、压力以及流经围岩的性质、 pH值和Eh值的变化而变化，并且也因溶液本身的化 学成分之改变，使化学性质发生变化。
❖ 随着酸碱度的变化，金属物质开始沉淀。
❖ ③热液的氧化—还原条件（ Eh值）
❖ 如，在还原条件下，Fe2+比Fe3+占优势，硫化物要比 硫酸盐多得多，而且As、Sb等也主要是呈低价 （ As3+、Sb3+ ）状态出现。
❖ 氧对矿床中矿石的质量组合和原生分带的影响也较为明显。
❖ 在自然界中，那些既能形成硫化物又能形成氧化物 的金属元素（如Fe、Sn等），在氧浓度高的情况 下，形成氧化物而沉淀；而在饱含硫化氢的溶液中 氧浓度低的情况下，主要形成硫化物沉淀。
❖ 实际上，在成矿过程中，游离氧的浓度是波动的， 因而氧化与还原反应也可以是交替发生的。应当指 出，成矿溶液所发生的氧化—还原反应，虽与游离 氧有主要的关系，但溶液的pH值和围岩中的物质， 以及温度和各种离子的氧化—还原电位的高低，都 可有所影响。
通过各种方式形成的具有较高温度和压力、以水为主的气态 和液态溶液。它在临界温度以上时为气态，当温度降至临界 点以下时则呈液态（纯水的临界温度为374℃）.在高温情况 下，气、液两态往往同时存在，故称之为气水热液，简称 “热液”。 ❖ 气水热液的成分以水为主，并含有F、Cl、Br、B、S、 C以及多种成矿元素Sn、Mo、Bi、Fe、Cu、Pb、Zn、Au、 Ag、Sb、Hg…
❖ 所以水在热液中，对成矿物质的运移和沉淀起着重要作用。
❖ 二、氧（O2）
❖ 氧是分布最广、化学性质最活泼的元素之一，对气水热液的 成矿作用起着重大的影响。
❖ 游离氧是自然界中最强烈的氧化剂，在氧化—还原反应中起 着决定性的作用，尤其对那些变价元素（Fe、Mn、Ni、Co、 U、S、As等）的影响最大。
矿床学06气水热液矿床概论
四、热液中主要挥发组分的性状及其影响
在气水热液成矿作用过程中，挥发组分的性状对其有较大 的影响。特别是F、Cl 、S、 CO2 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有用 组分的迁移。
气水热液矿床概论
本章目录
一、概 述 二、气水热液的来源（类型） 三、成矿物质的来源 四、热液中主要挥发组分的性状及其影响 五、成矿元素在热液中的迁移与沉淀 六、气水热液的运移 七、气水热液矿床的形成方式 八、围岩蚀变 九、成矿温度和成矿压力测定 十、矿化期、矿化阶段和矿物生成顺序 十一、气水热液矿床的原生带状分布
岩浆源汽水热液的主要依据
1）地质事实 A、时间、空间上的一致性； B、成矿专属性：一定类型热液矿床常与一定类型岩浆岩 相关； C、不同类型矿床或矿种常围绕侵入体呈水平或垂直分带； D、现代火山喷气、火山热泉资料. 2）高温高压实验研究：证实不同温压条件下水在二氧化硅 熔融体中溶解度的存在以及溶解度的不同（葛朗松（1937 年）、肯尼迪（1962年）; 3）元素地球化学研究：矿石与岩浆岩在某些矿物和微量元 素组成上具有一致性; 4）同位素地球化学研究：δD-δ18O、δ34S、δ13C； 5）流体包裹体研究
水在硅酸盐熔浆中的溶解 度（据Burham,1979）
A 图 1－钠长石熔浆； 2－含锂伟晶岩熔浆； 3－安山岩熔浆； 4－1100 ℃时H2O在玄武 岩熔浆中的溶解度 B 图 H2O在 玄武岩熔浆-1100℃ 安山岩熔浆-1100℃ 钠长石熔浆-700~800℃ 含锂伟晶岩熔浆660~720℃ ※质量百分比溶解度
矿床(4)气水热液矿床概论
图6-3
黑矿型矿床简要横剖面图
（五）变质热液 1. 成因 变质作用过程中，与变质岩石平衡、或从中分出的水溶液。 变质作用过程中，与变质岩石平衡、或从中分出的水溶液。 影响因素： 影响因素： a 原始地质体的成因； 原始地质体的成因； b 变质作用强度； 变质作用强度； c 变质作用类型（接触变质和区域变质）。 变质作用类型（接触变质和区域变质） 沉积岩（含水30%）→绿片岩相（6%）→角闪岩相（1-2%） 绿片岩相（ ） 角闪岩相 角闪岩相（ 如：沉积岩（含水 ） 绿片岩相 ） →麻粒岩相（0.5%） 麻粒岩相（ 麻粒岩相 ） 2. 变质热液中的矿质来源 a 变质过程中来自原岩； 变质过程中来自原岩； b 从流经岩石中萃取； 从流经岩石中萃取； c 深部来源。 深部来源。 3. 特征： 特征： H2O的δ18O = 5‰∼25‰，δD = -20‰∼-65‰，多富 的 ∼ ， ∼ ，多富CO2
四、成矿元素在热ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中的迁移与沉淀
（一）成矿元素的迁移方式 矿石中金属元素的化合物，并不代表其在热液中的存在形式。 矿石中金属元素的化合物，并不代表其在热液中的存在形式。 FeS（不溶） 例： FeCl2（可溶）+ H2S = FeS（不溶）+ 2HCl 可溶） 1. 卤化物形式 高温下可能， （1）气态挥发物(如FeCl3、AuCl3、SnF4)，高温下可能，温度降低 气态挥发物( 发生水解。 发生水解。 如：SnF4+2H2O=SnO2+4HF （2）可溶盐(简单离子)，高温下可能，随温度降低，H2S和H2CO3解 可溶盐(简单离子) 高温下可能，随温度降低， 可能性减小。 离，可能性减小。 2. 胶体溶液形式。高温下不稳定，并且会不断有来自围岩的电解质， 胶体溶液形式。高温下不稳定，并且会不断有来自围岩的电解质， 因此仅在低温、局部可行。 因此仅在低温、局部可行。
第五章 气水热液矿床总论
第五章气水热液矿床总论本章主要讲述气水热液矿床概念、工业意义；含矿气水热液的来源、成分组成、性质；成矿元素在气水热液中的搬运方式及沉淀原因；气水热液的运移、成矿方式；气水热液矿床的围岩蚀变现象；气水热液矿床成矿温压条件测定；气水热液矿床在时间和空间上的演化规律；气水热液矿床的分类等。
为不同类型气水热液矿床的研究奠定理论基础。
关键词：含矿气水热液；气水热液矿床；搬运形式；成矿方式；成矿期次；围岩蚀变；第一节含矿气水热液与气水热液矿床一、基本概念1、含矿气水热液：在一定深度下形成的，主要由水和挥发性组分（F、Cl、S、B、P等）组成的，有一定温度、压力的溶液，称之为气水热液。
如果气水热液中含有一定量的成矿物质，则称为含矿气水热液。
由于气水热液主要由水组成，呈液态，故可简称为“热液”。
（1）含矿气水热液由成矿物质（Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等）和介质（水、挥发性组份）两部分组成，二者可同源，也可异源；（2）温度600～50℃、压力最多可达几亿Pa。
临界温度以上是气态，降到临界温度以下呈液态（纯水临界温度374℃，如溶有其他物质时，其临界温度可提高到400℃）；（3）高温情况下，气、液两相并存，故称之为“气水溶液”或“气－水热液”，中低温情况下（临界温度以下）则呈液态出现，故统称为热水热液或热液。
2、热液矿床：含矿气水热液在一定的地质构造中运移时，由于温度、压力、组分浓度、物理化学条件等发生变化，其中的某些成矿物质通过充填和（或交代）的方式在一些有利的部位发生沉淀、聚集，形成的矿床称为气水热液矿床。
二、气水热液矿床的工业意义气水热液矿床在矿床学领域中占着十分重要的地位，这是由于：（1）矿床类型繁多，产有许多专业矿产。
如亲硫组分矿产（W、Sn、Bi、Mo、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Be、Hg、Fe）、贵金属和放射性金属矿床（Au、Ag、U等）、稀有和稀土元素矿产（Li、Be、Ga、Ge、In、Cd等）及非金属矿产（萤石、石棉、重晶石、冰洲石、硫等）；（2）丰富和发展了成矿理论。
【矿床学】第六章气水热液矿床各类(思考题及答案)
第六章气水热液矿床各论（思考题及答案）1.热液矿床的分类方案答：由于自然界中热液矿床数量多、成矿复杂，至今尚无一个被不同研究者所公认的分类方案。
早在1933年，Lindgren根据热液矿床的成矿温度和深度，将热液矿床分为高温深成（300～500℃，＞3km）、中温中成（200～300℃，1.5～3km）和低温浅成（50～200℃，＜1.5km）等三种类型；后又有研究者进一步划分为深成高温、中深中温、浅成低温、远成低温矿床和浅成高温等矿床五类；也有人按成矿热液的主要来源，将热液矿床分为岩浆热液矿床、地下水热液矿床、火山热液矿床和变质热液矿床等。
在姚凤良等（2006）的《矿床学教程》中，主要考虑：（1）矿质和介质的主源（2）不同类型矿床的工业价值（3）成矿系列（即在侵入体的不同部位常出现成因上有联系的不同类型矿床）等，将热液矿床分为（1）接触交代矿床（狭义的矽卡岩矿床）；（2）斑（玢）岩型矿床；（3）高、中温热液脉型矿床；（4）低温热液矿床。
2.矽卡岩及其成因？答：矽卡岩，英文名为Skarn，原为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，此后经Tornebohm（1875）正式提出，并为Lingren （1902）及广大研究者接受与沿用。
在矿物组成上，矽卡岩由各类钙－镁－铁－锰－铝硅酸盐矿物所组成，以石榴子石与辉石（透辉石）为主，次为硅灰石、透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石、电气石、方柱石、符山石、金云母等。
目前地学界公认的矽卡岩定义为：产于火成侵入岩体接触带及附近，由岩浆热液及各类流体与碳酸质岩石交代变质而形成的蚀变岩，属于接触变质交代岩。
我国研究者根据长江中下游地区矽卡岩小矿床研究成果，提出了“岩浆矽卡岩”的概念。
吴言昌等（1996）指出，岩浆矽卡岩是由钙硅酸盐熔（流）体或钙矽卡岩质岩浆贯入结晶或／和隐爆团结（结晶）形成的。
主要呈脉状体，少数呈角砾岩筒（带），受断裂、裂隙构造控制，可产于各类不同岩石（层）中。
汽水热液矿床总论2
2、蚀变形成的岩石
云英岩化、绢英岩化、矽卡岩化、青磐岩化 3、特征性交代元素 钾化、钠化、硅化、碳酸盐化
五、气水热液矿床的围岩蚀变
(三) 围岩蚀变的影响因素
原岩的矿物成分和化学成分 围岩的性质
酸性火成岩－－绿泥石化、青盘岩化、黄铁矿化
碳酸盐岩－－矽卡岩化
页岩、板岩－－电气石化
热液的化学成分、浓度、pH值、Eh值 热液的温度、压力 蚀变作用时间、围岩与矿体的距离 裂隙发育程度
五、气水热液矿床的围岩蚀变
(四) 围岩蚀变研究的主要内容
确定围岩蚀变的类型
围岩蚀变的分带性(水平、垂直)及其与矿化
的时空对应关系
矿化阶段与矿化强度对围岩蚀变的影响 建立围岩蚀变模式
(五) 常见的围岩蚀变类型
包裹体是矿物形成过程中被捕获的成矿介质
均一法（透明矿物）--均一温度--成矿温度的下限
爆裂法（透明或不透明矿物）—爆裂温度—成矿温度的 上限
3、同位素测温法
(二)成矿压力(成矿深度)的测定 1、地质法（定性）
(1)岩浆热液矿床常与相关岩浆岩的深度相一致 (2)矿床地质特征(与矿有关脉岩深度相、矿体延深、矿石矿物组 成、矿石组构等) (3)计算剥蚀深度和上覆岩层厚度—恢复成矿深度
相关矿产：Au、Cu、Pb、Zn、Mo、Bi等中低温硫化物矿床；
萤石、刚玉、红柱石
五、气水热液矿床的围岩蚀变
（六）围岩蚀变的研究意义
理论意义--有利于研究矿床成因，丰富和发展成矿理论
了解成矿热液的可能成分和性质； 分析成矿热液的搬运形式； 了解成矿时的物理化学条件，矿物沉淀的原因
找矿意义—重要的找矿标志
相关矿产：W、Sn、Bi、Mo、Be、Li、Nb、Ta
汽水热液矿床各论
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 脉石矿物 贫铁矽卡岩矿 湖南柿竹园 物 湖南瑶岗仙 透辉石、钙铝 辽宁杨家杖子 榴石 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 铍矿 酸性花 脉状、薄层状矿 体晚于矽卡岩 岗岩
钙质矽卡岩 镁质矽卡岩 3、矽卡岩(狭义矽卡岩、传统矽卡岩) 灰岩 白云岩、白云质灰岩 产出围岩 指产于中酸性侵入体与碳酸盐岩石接触带，在中等 石榴石、辉石， 镁橄榄石、透辉石、 深度条件下，经气水热液的高温交代作用形成的蚀 符山石、硅灰石、 尖晶石、硅镁石、蛇 矿物组成 方柱石及绿帘石、 纹石、金云母等 变岩石 阳起石、透闪石 主要由钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物组成
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、
Pb、Zn、Au等伴生元素
矿例：河北寿王坟矿床
安徽铜官山矿床、
辽宁华铜铜矿床
（五）接触交代矿床的主要类型
其它类型接触交代型矿床 (3) 钨矿床－湖南柿竹园等 (4) 钼矿床－辽宁杨家杖子钼矿床 (5) 金ห้องสมุดไป่ตู้床—吉林兰家金矿床 (6) 锡矿床－云南个旧锡矿床 (7) 铅、锌矿床－湖南水口山铅、锌矿床
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）”
2、接触交代矿床的工业意义
• 矿种多(Fe、Cu、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Au、Be、B、石棉等) • 品位高—富铜、富铁
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
第三章-气液矿床
变质水的形成作用
变质作用与脱气（水 ）
4.地下热卤水，或称地下水热液
又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶液。 ① 同生沉积水 ——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” ， “建造水（地层水）”。 按照沉积背景的不同，又可分为海成溶液和陆成溶液。
外压力：
当构造运动发生时则可产出大量断层，勾通了地壳深处岩浆活 动的地区或地下深处汇集在一起的热液区，促使深处的热液在地表不 同部位压力差的驱使下向减压方向运移。
虹吸作用：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
当构造形成大量裂隙时，尤其是那些隐伏于地下并未与地表勾通 的裂隙，开始形成张口，此时裂隙中处于真空状态，产生负压力，从 而能吸取周围的含矿热液（虹吸作用），并产生沉淀。这实质上也是 压力差所产生的运移，大多数矿脉，如阿尔卑斯型Pb,Zn矿脉，被认 为是这样形成的。
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δ18OH O都近于0‰（或均为1‰±5‰）含
2
SO42-，盐度3.5%。
④呈真溶液的形式：
由于在气水热液矿床中，矿物大多以硫化物的形式出现，因此 人们早就认为成矿物质是以简单硫化物的真溶液的形式被搬运的。 但是这种看法很快能为人们所否定。因为发现重金属硫化物在 水中的溶解度极小，例如铜的硫化物在不同温度（25℃～400℃）和 不同的PH值（<7～13）的溶液中，溶解度变化范围为10×10-6～ 2.3×10-24克分子/升。此外，矿物中的其它金属矿物如赤铁矿、锡 石、黑钨矿等基本上也是不溶于水的。那么，要形成硫化物矿床， 就需要多得不可估量的海水，例如有人估算过要想沉淀几吨硫化铜 矿石，就需要整个地中海那么多的海水，这当然是不可能的。
第五章：气水热液矿床
成矿流体盐度和密度测试；
成矿流体pH值、Eh值、fO、fs分析； 成矿过程模拟；
思考如下问题：
1、热液中卤族元素、硫、二氧化碳等挥发组分的性状及其对成 矿元素迁移和沉淀有何影响？ 2、金属元素在热液中可能的迁移形式有哪些？各需何种条件？ 3、导致热液中成矿元素沉淀成矿的重要因素有哪些？ 4、充填矿床常具有哪些识别特征？ 5、交代矿床常具有哪些识别特征？ 6、交代作用有何特点？ 7、围岩的物理化学性质对成矿有何重要影响？ 8、何谓围岩蚀变？研究围岩蚀变有何意义？ 9、划分矿化期、矿化阶段及判别矿物生成顺序的主要标志有哪 些？
第五章 气水热液矿床概论
一、气水热液概念、性质及相关的矿床类型
二、气水热液的类型及其组成特征
三、成矿元素在热液中的迁移方式与影响其沉淀的因素 四、热液矿床的主要成矿作用 五、围岩蚀变 六、热液矿床的一般研究方法
一、气水热液概念、性质及相关的矿床类型及工业意义
气水热液的概念：地下形成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） 气水热液的性质： 1、 气水热液的成分 a、主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%） b、其他挥发组分：HCl、HF、H2S、CO2、B、（As、Sb） c、主要金属元素：K、Na、Ca、Mg， d、常见成矿金属元素： Fe 、Mn、Cu 、 Pb、 Zn 、 W、 Sn 、 Mo、Bi、Sb、Hg、Au、Ag、LC、O、S、Pb、Si、B、H、He、Sr等）；
成矿流体来源研究
H-O同位素研究
成矿年代研究
放射性同位素研究（U-Th-Pb法、K-Ar法、Ar-Ar法、Rb-Sr 法、Re-Os法等）
热液矿床形成的物理化学条件
成矿温度和成矿压力测定－矿物温度计和包裹体测温（均一 温度、爆裂温度）； 成矿热液（流体）成分测试；
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。
【矿床学】第五章热液矿床总论(思考题及答案)
第五章气水热液矿床总论（思考题及答案）1.气水热液与含矿气水热液的概念答：“气水热液”简称“热液”，是指形成于一定深度，具有一定温度和压力，主要由“水”和挥发性组分(F、Cl、B、P、S)组成（“气”）的流体，该流体在临界温度以上为气态，降到临界温度以下是液态。
含矿热液（ore-bearing hydrothermal solution）也称成矿热液（ore-forming hydrothermal solution），是指含有成矿物质的气水热液。
流体包裹体研究以及矿物组合的稳定性热力学计算表明，成矿热液一般具有较大的温度（50~500℃）和盐度（所溶解的所有固体组分的百分含量，<5%~>40%）区间，压力一般为4×106~2.5×108Pa，传统上一般认为热液矿床的形成深度不超过6~8Km。
2.何谓临界温度？水的临界温度是多少？答：使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度。
每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，液体就会沸腾，气态物质不会液化，这个温度就是临界温度。
临界温度越低，越难液化。
水的临界温度约是374℃。
当在临界温度时，恰好还能使水保持液态的那个压力，被称作水的“临界压力”，它大约是标准大气压的218.3倍。
当温度与压力高于上述数值时，就能得到“超临界水”。
与水蒸气相似，它没有固定体积并能充满任何容器。
然而，它的密度远比水蒸气高，事实上是液态水密度的三分之一。
而它最令人惊奇的性质是，它能像液态水一样溶解物质。
CO2的临界温度是31℃，临界压力是72.85标准大气压。
H的临界温度是-204℃，临界压力是12.8标准大气压。
3.含矿热液的来源有几种？如何判断？答：多数研究者认为，自然界中的存在不同来源的气水热液，包括岩浆水、变质水、地层建造水、天水（大气水）以及幔源初生水。
其中，大气水热液（meteoric fluid）包括雨水、湖水、海水、河水、冰川水和浅部地下水。
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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•接触面与围岩层面斜 交 •矽卡岩及矿体形态
复杂多变，常呈透
镜状、不规则状
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
接触带向岩体的内凹部位有利于成矿
接触带被断裂交错部位有利于成矿
（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
3、近矿围岩经常发育强烈的蚀变现象 （矽卡岩化为主） ；
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
第六章 气水热液矿床各论
一、岩浆热液矿床－－接触交代矿床
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
石英，还有部分绿泥石、绢云母
• •
铅、锌硫化物为主，少量铁、铜硫化物
铅、锌硫化物阶段--铅、锌矿床的主成矿阶段
上述形成过程及矿物组合仅是一般规律，不
同地区、同一地区不同矿床可有较大差异
第六章 气水热液矿床各论
一、岩浆热液矿床－－接触交代矿床
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
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)
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
Байду номын сангаас
（四）接触交代矿床的特点
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；
（2）多与中浅成的闪长岩和花岗闪长岩侵入体有关， 有的与石英闪长岩和花岗闪长岩有关；
（3）其围岩常有一定层位(层控性) “邯邢式”
“大冶式”
（4）矿体以似层状、透镜状分布于内接触带，少数呈
脉状或不规则状产于岩体围岩裂隙中，长几十～
几百米，少数长千米，延深100～200米，少数达
千米，厚几～几十米，个别200米； （5）矿石中金属矿物主要有磁铁矿和赤铁矿，有时有 少量的金属硫化物 典型矿例：山东金岭镇铁矿床、河北邯邢式铁矿床 湖北大冶铁矿床
③氧化物阶段
• 矽卡岩期向金属硫化物期过渡阶段 • 硅酸盐矿物：
长石类（钾长石、酸性斜长石） 云母类（金云母、白云母、少量黑云母）
• 少量石英、萤石和绿帘石等 • 金属矿物：磁铁矿、白钨矿、锡石、赤铁矿、硅铍石
少量硫化物(辉钼矿、毒砂、磁黄铁矿)
• 高温热液阶段 • 接触交代型钨、锡矿床的主成矿阶段
接触交代矿床的主要矿床类型
（五）接触交代矿床的主要矿床类型
§矿化与矽卡岩关系分类
（1）同时矿化型（矽卡岩＝矿体） （2）伴随矿化型（矽卡岩＞矿体） （3）叠加矿化型（矽卡岩＜矿体）
§矽卡岩成分分类
（1）钙质矽卡岩型－Fe、Cu、Pb、Zn、W、Mo
（2）镁质矽卡岩型－Fe、Cu、B、金云母、石棉
矿种分类
接触交代矿床的主要矿床类型
（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 厚10-30m、延深100-200m。
于接触带及其附近。规模大小不等，一般长200-500m、
（四）接触交代矿床的特点
2、矽卡岩与矿化关系密切
A、矿体与矽卡岩范围一致
(吻合矿体) 矽卡岩与矿体形成时间大致相同 (接触交代型钨矿床)
（五）接触交代矿床的主要矿床类型
1、接触交代型铁矿床 我国铁矿主要类型，富铁的重要来源 矿床以中型规模居多，矿石品位富，TFe40～50％， 尚有可综合利用的Co、Cu等元素
（1）在同一个地质构造单元内，可出现几个、十几个矿床， 构成一个成矿集中区
(长江中下游地区、燕山地区、山东莱芜地区)；
（五）接触交代矿床的主要矿床类型
2、接触交代型铜矿床
(1)分布广泛，是我国铜矿（富铜矿）的主要来源
(2)与花岗闪长(斑)岩、石英闪长(斑)岩、石英二长(斑)
岩有关，常与斑岩铜矿床相伴产出
(3)矿体多数产于接触带附近，部分产于围岩中，形态 复杂，主要呈脉状、透镜状、囊状、不规则状
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，
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（1～4.5 km）
CaCO3+MgCO3+2SiO2→ CaMgSi2O6+CO2↑
第六章 气水热液矿床各论
钙质矽卡岩 镁质矽卡岩 3、矽卡岩(狭义矽卡岩、传统矽卡岩) 灰岩 白云岩、白云质灰岩 产出围岩 指产于中酸性侵入体与碳酸盐岩石接触带，在中等 石榴石、辉石， 镁橄榄石、透辉石、 深度条件下，经气水热液的高温交代作用形成的蚀 符山石、硅灰石、 尖晶石、硅镁石、蛇 矿物组成 方柱石及绿帘石、 纹石、金云母等 变岩石 阳起石、透闪石 主要由钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物组成
⑤晚期硫化物-碳酸盐阶段
①早期矽卡岩阶段
• 是在高温超临界条件下形成 • 矽卡岩矿物：
以硅灰石、钙铁－钙铝榴石、透辉石－钙铁 辉石、方柱石、符山石等
• 干矽卡岩阶段
• 无矿矽卡岩阶段 • 高温超临界流体阶段
②晚期矽卡岩阶段
• 对早期矽卡岩矿物有明显的交代作用 • 形成以阳起石、透闪石、角闪石、绿帘石等 矿物组合的矽卡岩 • 湿矽卡岩阶段 • 磁铁矿阶段 • 气化－高温热液阶段
第六章 气水热液矿床各论
一、岩浆热液矿床－－接触交代矿床
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
（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
辉钼矿
方铅矿、闪 矽卡岩矿物及 湖南水口山 锌矿 绿泥石、云母、 碳酸盐 锡石 大部分矽卡岩 云南个旧 矿物
日光铍石、 钙质、镁质矽 湖南香花岭 硅铍石、符 卡岩矿物 山石
4
1-岩浆岩；2-灰岩；3-砂岩；4-矿体；5-断层
..
....
5
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
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
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 中国（％） 57.8 12.7 8.7 4.7 11.6 1.1 3.4 国外（％） 60.0 4.9 19.4 6.9 7.6 3.2 3.2
一、岩浆热液矿床－－接触交代矿床
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
(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 ②晚期矽卡岩阶段
③氧化物阶段
石英硫化物期
④早期硫化物阶段
④早期硫化物阶段
• 早期硅酸盐矿物被交代形成绿泥石、绿帘石、绢
云母、碳酸盐矿物及石英、萤石等矿物
• 金属硫化物：黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁
矿、毒砂、辉铋矿等
• 铁、铜、钼硫化物阶段 • 铜、钼矿床的主成矿阶段 • 高-中温热液交代作用阶段
⑤晚期硫化物-碳酸盐阶段
• •
中低温热液交代作用
出现大量的碳酸盐矿物（方解石、菱铁矿等）和
本章主要内容
1、矽卡岩与矽卡岩矿床的概念
2、矽卡岩可分为哪几类？ 3、接触交代矿床的地质特征主要表现在哪 些方面？ 4、论述矽卡岩矿床形成的成矿期次 5、试述接触交代矿床的形成条件 6、列举主要的矽卡岩矿床类型及矿例
褶皱和矿化的关系
+ + + +
+ + 1
2
... ... 3
.. ... .. ... ... ... ..
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
（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
• 接触面与围岩层面一致
• 矽卡岩和矿体形态规则
• 似层状和透镜状矿体
（二）接触交代矿床的形成条件
3、构造条件 (1)接触带构造
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、
Pb、Zn、Au等伴生元素
矿例：河北寿王坟矿床
安徽铜官山矿床、
辽宁华铜铜矿床
（五）接触交代矿床的主要类型
其它类型接触交代型矿床 (3) 钨矿床－湖南柿竹园等 (4) 钼矿床－辽宁杨家杖子钼矿床 (5) 金矿床—吉林兰家金矿床 (6) 锡矿床－云南个旧锡矿床 (7) 铅、锌矿床－湖南水口山铅、锌矿床
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）”
2、接触交代矿床的工业意义
• 矿种多(Fe、Cu、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Au、Be、B、石棉等) • 品位高—富铜、富铁
• 综合利用程度高
（一）概述 矽卡岩类型