矿床学06气水热液矿床概论

一、概 述
• “气水热液” ，指在地壳一定深度下（n-n十公
里）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。
• 因其成分以水为主，并主要呈液态，故称为气水
热液，或简称为热液。
• 这种成分以水为主及含有多种挥发组分和多种成
矿元素的气水热液——含矿气水热液。
气水热液的成分
（1）主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%） （2）其他挥发组分： O、CO2、H2S、SO3、HCl、HF； （3）盐类物质：K、Na、Ca、Mg、Ba、Sr等的硫酸盐（SO2-
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Baidu Nhomakorabea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
使岩浆热液重新溶解到岩浆体系中去，而不表现出单独活
动的性质。
• 岩浆分异出热液的过程是地质学者重视的一项内容。
Burham(1979)认为常见的长英质岩浆中，含水量一般为
2.5%～6.5%，平均3.0%。水在几种硅酸盐岩浆中的溶解度，
随着压力的增加而增大。压力降低，水就会从岩浆中释放
出来，形成熔有K、Na、Ca、Mg、Cl、F、 HCO3-等的岩浆热液。
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）;
温度的变化有规律地改变，一般说来，大气降水的同位素 组成δD=-340‰～+50‰，δ18OH2O=-44‰～+10‰。
(二)地下水热液
• 当大气降水进入地壳表层以后，在渗流和环流作用中，受
地热的影响或岩浆、火山活动的影响，使得这些水加热升 温，以至其温度达到300～400℃ ，温度升高后的地下水 密度变小，内能内压增强，地下水热液便不再向下渗透。 于是向着上升的方向，或沿着断层，向着减温减压的方向 循环流动。
（2）压力：4×106 -2.5×108 Pa，形成深度不超 过6-8Km。
（3）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）
二、气水热液的来源（类型）
• 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。
660~720℃
• ※质量百分比溶解度
(二)地下水热液
1、成因
• 地下水热液是指大陆地区向下渗透的地下水及沉积物中的
封存水因地热梯度的影响和（或）受深部岩浆的烘烤，温 度升高、化学活动性增强，进而从所流经的岩石中溶解了 成矿物质而形成的。可细分为后生下渗溶液和同生沉积溶 液（建造水、同生水或封存水）。
CO32-、HS-、
• 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-
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
（一）岩浆热液
• 岩浆热液活动有一定的温-压条件，压力主要在
1000×105 ～2000×105Pa左右，说明它存在的深度一般不
超过7 ～ 8Km，温度为100 ～8000C。过高的温压条件会
• 地下水热液的成分主要来自围岩，由地下水热液形成的矿
床，其矿石成分特征往往与围岩的一致。在矿床周围数十 公里的范围内没有火成岩出露，深部又无火成岩隐伏体， 且矿体围岩又未发生区域变质作用。 2、特征：
• 氢氧同位素接近大气降水线（温度多为中低温，多富Ca2＋
Na＋）。
(二)地下水热液
• 大气降水（或地表雨水）的同位素组成随海拔高度、纬度、
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。
气水热液的状态
（1）温度变化范围：50—800ºC，一般成矿温度： 100—600ºC
SO42-、Cl-有所增加。(高盐度，富K+ )
（一）岩浆热液
• 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。其特点为： 1）深度较浅、压力较低，由于岩浆分馏，水可以蒸气状态 逸出→凝聚成热水溶液； 2）深度较大、压力较高，岩浆分馏作用→超临界溶液→冷 却直接转变为热水溶液； 3） 开放的系统，岩浆在较高的温度下分馏→超临界溶液→ 冷却直接转变为热水溶液。
• 岩浆是一种成分很复杂的流体，它主要由硅酸盐、氧化物
和挥发份组成。其中挥发份约占5～10%，且以水为主。在 高温时，岩浆是一种均匀的熔融体，但随着温度逐渐下降， 压力降低，这时熔浆中的水等挥发份逐渐集中，于是形成 了高温的含矿气水热液。
（一）岩浆热液
2、氢-氧同位素特征： δD=-80‰～-40‰ δ18OH2O= 5.5‰～9.5‰ H-O同位素与初生水相似，CO2 、 Na+ 、 K+ 、 Si4+、 Al3+ 、
• 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， • 地幔来源流体。
（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。这类热液来自于岩浆。 由岩浆热液形成的矿床总是和岩浆侵入体有密切的联系。