矿床 第四章 热液 (1-2)
4第四章气水热液矿床
第四章气水热液矿床一、概述气水热液是指具有一定温度和压力的气态和液态溶液。
它在临界温度以上时为气态，当温度下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”。
因为气水热液中常含有各种成矿元素，故又称含矿气水热液。
气水热液矿床是指含矿气水热液在各种不同的地质环境中运移时，随着物理化学条件（温度、压力、浓度等）的不断变化，在有利的地质条件下，成矿组分通过交代围岩或充填于围岩的裂隙中，使有用组分发生聚集所形成的后生矿床。
这类矿床的特点是①成矿物质的迁移富集与热流体的活动有关，特别是与热液作用有关；②成矿方式主要是通过充填或交代作用；③在成矿过程中往往伴有不同类型、不同程度的围岩蚀变；④成矿作用往往受到围岩岩性和构造条件的控制或影响。
气水热液矿床类型繁多，自然界很多矿产如钨、锡、铋、钼、铜、铅、锌、锑、汞、砷、铍、铟、镓、铀、金、银等和部分铁；非金属矿产有萤石、重晶石、石棉、水晶、冰洲石、菱镁矿等，它们在国防工业和国民经济建设等方面都具有重要意义。
二、热液成矿作用（一）成矿热液及矿质的来源成矿热液的来源是多方面的，岩浆活动、变质作用及地下水都可以形成。
但对于矿床的形成来说，最重要的还是与岩浆活动有密切关系的含矿热液，它是在岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的水，原本是岩浆体系的组成部分。
由岩浆水构成的热液常含有H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N2等挥发性化合物，具有很强的搬运金属络合物的能力。
含矿热液中的矿质来源可分为三类：1．来自同生热液和变质热液同生热液和变质热液可以携带溶解的成矿物质。
例如，原来沉积物中含有铅锌，在建造水（指沉积物沉积时含在沉积物中的水，又称封存水）释放过程中这些被溶解的金属组分也会随之带出。
2．来自热液渗滤的围岩热液沿围岩的裂隙、孔隙渗滤、运移时，可以和围岩中组分发生反应，通过水—岩反应，一部分物质溶解，使热液中金属组分含量升高，并使围岩中原有金属元素的含量减小。
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 其他热液
➢ 矿石常由一系列的低温矿物组成，金属矿物有辰砂、 辉锑矿、雌黄、雄黄、自然金、自然银、自然铜、黝铜矿、 黄铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、白铁矿等。 非金属矿物有石英、冰长石、萤石、重晶石、明矾石、高 岭石、沸石以及碳酸盐类矿物等。
➢ 矿石结构一般具细粒结构、胶状结构等，矿石构造包 括脉状、条带状、浸染状、角砾状、皮壳状、梳状、环状 及晶洞构造等。
矿化流体的盐度随深度增加显著的增加，甚至 在矿带的下面可以达到20％～30％。这种现象在斑 岩矿床中也很明显。
2.低硫化型浅成低温热液矿床成因机制
低硫化型浅成低温热液金矿床的岩浆特征更加 模糊不清，形成于地热系统中。
证据：
➢ 成矿温度低于200～300℃。 ➢ 稳定同位素表明大气水热液占主导地位。 ➢ 硫和碳的同位素组成，也表明在许多低硫化型浅成低 温热液型矿床中，S和C主要来源于岩浆活动。但通常也存 在沉积来源的硫，并且在少数情况下会出现有机碳。 ➢ 低硫化型矿床的热液为低盐度、中性流体。 ➢ 赋存低硫化型浅成低温热液矿床的火山岩区发育大规 模青磐岩化蚀变。 ➢ 富金浅成低温热液型矿床的流体与大多数现代地热系 统相似。
(四) 低硫化型浅成低温热液矿床
➢ 围岩是典型的钙碱性安山岩、英安岩、流纹英安岩 或流纹岩。矿区内总存在流纹岩。
➢ 矿石形成于开放的充填空间内，矿体以脉状为主(石
矿 英脉)，还有网脉状。
床 特 征
➢ 矿石构造以脉状、网脉状构造为主，可见孔洞充填 状和角砾状构造。
➢ 矿石矿物主要有黄铁矿、银金矿、自然金、闪锌矿、
三、密西西比河谷型铅、锌矿床
密西西比河谷型铅、锌矿床(简称MVT)。以其品 位低、规模大、地质构造比较简单、埋藏较浅和易于 开采为特点。
矿床学 第四章 气水热液矿床08.1
（二）含矿气水热液来源的主要判别方法
（三）含矿气水热液的组成
（四）含矿气水热液性质
（一）气水热液的来源
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。 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。 总括起来成矿气水热液的来源主要有以下几 种类型：
（一）气水热液的来源 5、建造水
指沉积物沉积时含在沉积物中的水，因此又称封 存水。这种水最初来自地表，与沉积物一起沉积， 并与矿物颗粒密切接触，长期埋藏于地下，并与其 周围的矿物发生反应，使其丧失了原有地表水的性 质，形成了自己独有的特征，并在氢氧同位素组成 方面也与地表水不同。建造水广泛见于油田勘探过 程中。很多数据资料表明，有的低温铅锌矿床主要 是与建造水构成的热液活动有关。
3、稀土元素地球化学
• REE的球粒陨石标准化曲线 • 一些REE参数(∑REE、 LREE/HREE、 δEu)
100
10
1
包 包 朝 朝 鸡 鸡
村 村 山 山 冠 冠
金 岩 金 岩 石 石
矿 体 矿 体 银 岩
石 石 金 矿 石 体
0.1
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy
Y
Ho Er Tm Yb Lu
（二）工业意义
（1）矿产类型多 亲硫元素矿产（Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、As、W、 Sn、Bi、Mo） 贵金属矿产(Au、Ag) 稀有、稀土和放射性金属(Li、Be、Ga、Ge、In、U) 非金属矿产(水晶、萤石、重晶石、菱镁矿、石棉) （2）矿床数量多 （3）产有大型、超大型矿床
第四章__伟晶岩矿床
伟晶岩矿床的特点
2.侵入体及围岩 有工业价值的伟晶岩矿床，其母岩侵入体大多数是花岗岩
类，如黑云母花岗岩，白云母花岗岩，和二云母花岗岩。少数 为碱性花岗岩。
伟晶岩矿床常呈脉状产于花岗岩母岩侵入体顶部或附近的 围岩中。而伟晶岩脉的围岩多为化学性质不活泼的透渗性不好 的岩石，如变质岩、片麻岩、片岩、花岗岩，很少产于未经变 质的沉积岩及火山岩中。
矿床学 Ore deposit
伟晶岩矿床的成矿作用及形成阶段
金兹堡以发育最完好的锂伟晶岩为代表，把整个伟晶岩的 形成过程主要描述为不同的碱金属发生有规律的替换，划分 为六个不同的地球化学阶段:
1.Ca-Na阶段： 主要由更长石（Ca-Na长石）和黑云母组成，形成伟晶岩 脉的边缘带，为伟晶岩作用开始的产物。由于与围岩接触， 因此围岩的成分对此阶段中形成的矿物有明显的 影响。在这 一阶段，可以形成稀土TR.铀U.钍Th的矿化富集，但工业价值 不大，仅为小型矿床。
矿床学 Ore deposit
伟晶岩矿床的成矿作用及形成阶段
2.K阶段 本阶段形成大量块状钾长石（正长石和微斜长石）。另外 在其末期因水合作用形成钾长石的白云母化。有白云母、绿柱 石、黑电气石等伴生。主要可利用矿物为长石、白云母… 3.Li阶段： 若原始熔浆中含有Li时，此时可形成锂的矿物如锂辉石， 锂篮铁矿，磷锂石等。
如非洲扎伊尔有两条世界上最 大的稀有金属伟晶岩脉，长5000米， 宽400米，罕见的矿脉。伟晶岩脉的 产状一般较为陡直，左右对称。也 有产状平缓者。
矿床学 Ore deposit
伟晶岩矿床的特点
4. 空间分布 伟晶岩在空间分布上明显受到构造控制，常成群出现， 成带分布。 成千上万条伟晶岩脉，大体相互平行，在一个区域内相 对集中，构成“伟晶岩田”；若干个伟晶岩田断续分布，延 伸几十到几百公里，宽几公里到10-15公里，构成“伟晶岩 带”。
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。
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。
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）。
热液矿床论文
热液矿床中成矿热液的来源、运移及沉淀一、成矿热液的的来源：含矿热液的来源一直存在争论，但根据多种数据和资料分析，大多数研究者已经接受含矿热液主要有下列几种类型：1、岩浆成因热液：指在岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的热水溶液，最初是岩浆体系的组成部分。
由于岩浆热液中常含有H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N2等挥发组分，故具有很强的形成金属络合物并使其迁移活动的能力。
岩浆存在水有人多证据，如：快速冷却的火山岩水量一般为0.2%-5%，最高可达12%，岩浆中的大量含水硅酸盐矿物也是岩浆含水的最好证据。
对热液矿床中矿物及其中流体包裹体氢氧同位素成分分析结果，也证明热液矿床形成的早期，确实有岩浆流体存在。
2、变质成因热液：指岩石在进化变质作用过程中所释放出来的热水溶液。
岩石遭受进化变质时，总伴随着矿物的脱水反应，而且脱水同变质的强度成正比。
对某些热液矿床矿物中流体包裹体和同位素成分的研究，也证明有的热液矿床主要是在变质水参与下形成的。
变质成因热液也具有很强的溶解迁移金属络合物的能力。
3、建造水：指沉积物沉积时含在沉积物中的水，因此又称封存水。
这种水最初来自地表，与沉积物一起沉积，并与矿物颗粒密切接触，长期埋藏于地下，并与其周围的矿物发生反应，使其丧失了原有地表水的性质，形成了自己独有的特征，并在氢氧同位素组成方面也与地表水不同。
建造水广泛见于油田勘探过程中。
很多资料数据表明，有的低温铅锌矿床主要与建造水构造的热液活动有关。
4、大气水热液：包括雨水、潮水、海水、河水、冰川水和浅部地下水。
大量的岩浆岩及其相关流体的氢氧同位素研究表明，在岩浆流体成矿系统中早期成矿以岩浆流体为主，但中晚期通常有不同比例的大气水的混入，即使是发育于斑岩体内外接触带的斑岩型铜矿也都显示成矿后期有大气水的加入，甚至在一些热液矿床中成矿流体以大气水为主。
5、幔源初生水热液：指幔源挥发分流体，其最初来源可以是核幔脱气，也可以是大洋岩石圈俯冲到上地幔中脱气，是在地幔中形成的一种高密度的超临界流体。
火山热液矿床(1)
矿床特点
形成环境 矿体形状
矿 床 产 于 地 表 或 地 表 附 近 ， 形 成 温 度 约 为 600 ～ 1100℃；
似层状，与火山岩互层产出，或作为火山岩的夹层 产出，另外亦有脉状、不规则的脉状形式充填于火 山管道的裂隙中，以及环状， 放射状裂隙中，火山 筒中。
陆相次火山—热液矿床
与陆相次火山岩有成因联系的热液矿床。 在火山活动的晚期或间歇期，常伴随有浅 成—超浅成次火山岩的侵入活动，它们大多产 于火山机构的各种断裂裂隙中，与相应的火山 岩密切共生（具有同区、同期、同源关系 ） 。 在次火山岩冷凝结晶过程中，岩浆强烈的
火山热液矿床(1)
矿床特点
（3）矿床形成深度一般0.5～2Km，比火山 热液矿床形成的深度要大。成矿主要以高中温（500～200℃）热液期为主。
（4）在浅成、超浅成条件下，围岩压力较 低，致使高温高压的挥发份自熔浆中强 烈析出，大量聚集在次火山岩顶部，形 成较高的蒸气压力而能爆破围岩，形成 隐爆角砾岩，放射状环状裂隙、冷凝收 缩裂隙系统等，矿体形状十分复杂，常 构成环状、板状、脉状、管状、似层状 、条带状。
火山热液矿床(1)
2020/11/21
火山热液矿床(1)
火山成因矿床分类
1.火山岩浆矿床
（火山岩浆成矿作用 ）
•岩浆喷溢矿床； •火山熔离矿床。
2.火山气液矿床
（火山、次火山气液成矿 作用）
•陆相火山-喷气矿床 ； •陆相火山-热液矿床 ； •陆相次火山-热液矿 床； •海相次火山、火山热液矿床。
火山热液矿床(1)
矿床特点
热液矿床的类型及特征
热液矿床的分类
➢ 为了避免给初学者以错综复杂、甚至是混乱的概念，也为了 给初学者、特别是给地质类专业学生一个基本的热液矿床类型 的轮廊，试图从成矿温度、成矿地质环境以及矿床成因等方面 的综合因素来进行分类，将热液矿床主要分为：
热液矿床的分类
➢ 根据成矿热液的来源，将热液矿床分成四类： （1）岩浆热液矿床； （2）火山喷气热液矿床； （3）地下水热液矿床； （4）变质热液矿床；
➢存在问题 ➢从矿床成因的角度看，这种分类较为符合实际。 ➢但确定成矿热液的来源以及矿床的形成作用，是十分复杂的工作 ➢许多热液矿床是多种热液来源混合成因的，如斑岩型矿床 ➢很多矿床即使已经勘探，甚至开采完毕，其成矿热液来源、成因等 问题也难以最终确定
ii. 卡林型金矿床； iii. 密西西比河谷型铅、锌矿床 iv. 似层状汞、锑矿床 a)似层状汞矿床；b)似层状锑矿床
矽卡岩型矿床
➢ 矽卡岩型矿床的概念 ➢ 矽卡岩型矿床的形成条件 ➢ 矽卡岩型矿床的地质特征 ➢ 矽卡岩矿床的类型和特征
矽卡岩型矿床的概念
➢ 矽卡岩——是一套蚀变岩组合，主要由石榴石、辉石及 其它的钙、镁、铁、铝的硅酸盐组成，赋存于火成岩与碳酸 盐岩及其它含镁、钙较高的沉积岩的接触带附近。 ➢ 矽卡岩矿床——是指产于中酸性侵入体与碳酸盐岩(或凝 灰岩、安山岩等)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。以前也称“接触交代矿床”。
热 液矿床的分类
热液矿床
汽水热液矿床
01 主要特点
03 矿物来源
目录
02 形成原因 04 热液运移
热液矿床，又称汽水热液矿床(hydrothermal oredeposits)，是指含矿热水溶液在一定的物理化学条件下， 在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等方式形成的有用矿物堆积体。热液矿床是后生矿床。热液矿床是各 类矿床中最复杂、种类最多的矿床类型，可在不同的地质背景条件下，通过不同组成、不同来源的热液活动形成。
矿物来源
1．岩浆熔体 岩浆结晶过程中，岩浆的成矿物质随着岩浆热液的析出，多以络合物的形式进入热液，形成含矿热液。 2.地壳岩石 不同来源的热液，在其源区或运移过程中与不同类型的地壳岩石发生反应，从而捕获其中的成矿物质，形成 含矿热液，进而成矿。 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。
热液运移
运移动力
运移通道
1．重力驱动 在一定深度范围内，可以在重力驱动下向深部渗流。也可以受地表地形的控制，从高向低流动。 2．压力梯度驱动 在地下较深处，在温度梯度小而封闭的裂隙系统中，压力差较大，可引起热液由深处处向上移动。流体运移 与断裂构造活动之间的关系有2种模式，汞吸模式和断层阀模式。 3．热力驱动 有岩浆侵入体或其他热源存在的条件下，出现异常的温度梯度并有较高的空隙度时，将形成对流的热液系统。
1．原生空隙 岩石生成时就具有的空隙。 2．次生裂隙 成岩过程中或成岩以后产生的各种裂隙，包括非构造裂隙和构造裂隙。
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主要特点
1．成矿物质的迁移富集与热液流体的活动密切相关。流体以水为主，基本成分有K、Na、Ca、Mg等离子、 F,Cl,B等挥发性；金属元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn等……。
热液矿床
热液矿床一、综述热液矿床－含矿热水溶液在一定物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等成矿方式形成的有用矿物堆积体。
热液矿床主要特点：1）含矿热液多来源：岩浆热液；火山一次火山热液；地下水热液；变质水热液；混合热液。
2）含矿热液成分复杂：主要是水；含多样挥发性组份(S、CO2、Cl、F、B等)；含多种金属组份(Fe、Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、Ag、Au、W、Sn、Mo、Co、Ni．Bi、U等) 。
矿床种类多, 综合利用；3）形成温度－一般400℃以下，最高500－600℃，最低50℃±。
形成深度－深一中深(4.5－1.5km)，或浅到超浅(1.5km 一近地表)，甚至在地表形成；4）构造控制极为显著：既是含矿热液运移通道，又是成矿物质沉淀的场所；5）成矿时间一般晚于围岩：属后生矿床。
围岩蚀变十分显著；6）成矿方式：以充填作用和交代作用为主。
因此矿体多呈脉状、网脉状、似展状、凸镇状等多种形态。
矿石构造常呈栉状、对称带状、皮壳状、角砾状、晶洞状、浸染状及块状等；7）矿石物质成分复杂：金属矿物以硫化物、氧化物、砷化物及含氧盐等为主；非金属矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。
矿石与围岩二者成分有明显差异；8）矿床形成过程具多期多阶段，不同的成矿期和成矿阶段，形成不同的矿物共生组合。
二、热液矿床的分类多种分类方案：1933年美国学者W．林格仑首先提出按矿床形成温度和深度来分类（1.高温深成热液矿床；2.中温中深热液矿床；3.低温浅成热液矿床）；瑞奇（1970）在林格仑的分类基础上又引进了远成热液矿床（远温矿床）和高温浅成热液矿床等概念。
此外，瑞士尼格里、德国史荣德洪、苏联塔塔林诺夫和H马加克扬（1955）等则根据矿床与岩浆岩的关系和形成温度，或矿床形成环境、特别是共生岩浆源的侵入深度和矿物成分（矿石建造）提出各种热液矿床的分类方案。
近年来，又有按构造一岩浆杂岩体对热液矿床进行分类。
矿床学04气水热液矿床
• 1。岩浆中含有少量的硫和Cu、Pb、Zn、 Mo、Ag等成矿元素，它们在岩浆的结晶过 程中，较难进入造岩矿物的晶格，所以会 在剩余的岩浆中逐步富集。岩浆发生水过 饱和时分出独立的水相，这些矿质也要遵 循分配定律，一部分留在剩余岩浆中，一 部分进入分出的水相，形成含矿的水溶液。 越到岩浆演化的后期，剩余岩浆中水质和 矿质也越多，也就更容易形成含矿的热水 溶液。
• 所有这些形式的水，数量上可以达到岩石 总重量的30%，甚至更多一些。
• 岩石受到变质，这些水就被排除，最初岩 石中的游离水很快的减少，变质加深温度 超过300℃时，所有其余形式的水也会排出。 在变质很深的岩石中，保存下来的各种形 式的水含量很少超过1~2%。
• 据计算，假如泥质沉积岩的密度为2.5，水 含量为5%，变质时失去大部分水，变为含 水1%的变质岩，则1立方公里的泥质沉积 岩可以放出一亿吨水。显然，岩石在变质 过程中能产生大量的水，足以形成水溶液。
• 如果热液中含硫很多，就能形成诸如 [Co(HS)]+、HgS(H2S)2、[Zn(HS)3]-等等硫 氢化物络合物质以及(HgS2)2-、[SbS4]3-、 [MoS4]2-等等硫化物络合物质。
• 在富氯的溶液中，能够形成氯化物络合物 质，如象(CuC13)2-、(SnC16)2-、(SbC16)-、 ZnC12、FeC13、(AgC14)3-等等。溶液中硫 离子的浓度很低时，可以这种方式搬运大 量金属。
• 变质水的分离和运移大多发生在深度小于5 公里的地方，在更深的地方由于压力大， 温度高，部水会从变质岩中被赶出。所 以在5公里以下的地方往往只有岩浆水存在。
• (3)天水、渗流水、海水、深部循环水起源 的热水溶液
• 自由循环的天水可以在适当的水文地质条 件下渗入地壳深部，既可由于地球内部的 热也可由于深部岩浆的热，使它们成为热 水溶液。在一些近代火山活动地区，常可 看到被岩浆或火山气体所加热的在深部循 环的渗流水。
【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。
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* 主要产于与花岗岩类有关的热液矿床中 *新生细粒石英和白云母交织一起，交代长 石 过程中，大量K+、Ca2+进入热液 *共生的矿化矿物有黑钨矿、白钨矿、锡石、辉钼 矿等
围岩蚀变主要类型及与矿化关系 ② 硅化-silicification
促使成矿元素从热液中沉淀有以下几种 情况： ① 物理化学条件的变化，主要是温度的 降低，压力的 降低，pH值的变化，氧化 还原电位的变化，成矿元素在热液中浓度 的增加等
热液中成矿元素的沉淀
② 热液与流径的各种不同成分的围岩的相互 作用，化学反应导致围岩蚀变和有用矿物 沉淀
③ 不同成分和性质的水溶液的相互混合，改 变了含矿热液系统的状态，破坏了溶液化 学平衡，促使某些化学反应发生，导致矿 物的沉淀
② 成矿作用方式为充填和交代作用 ③ 成矿作用过程产生不同程度围岩蚀变
2.热液矿床特点
④ 成矿作用受热液性质、围岩岩性和构 造条件的控制或影响 ⑤ 成矿物质与围岩作用形成不同程度的 矿化蚀变分带 ⑥形成的矿床种类多：W、Sn、Mo、Nb、 Ta、TR、Au、Ag、Fe、Cu、Pb、Zn、 Hg、Sb、萤石、重晶石、石棉等
热液中成矿元素的搬运
③以胶体溶液形成搬运
其依据是：许多金属硫化物在具分散相溶
液中的含量，比在真溶液中至少大100万倍 胶体溶液可以在较大温度压力范围内产生
热液中成矿元素的搬运
溶液中有硫化氢和硫化钠的存在，可 以阻止电解质对成矿物质胶体的凝聚作用
在气水热液矿床中已发现大量胶体构造 的矿石
热液中成矿元素的搬运
热液中成矿元素的搬运
★ 在矿物液体包裹体中，氯化物的浓度很高， 有时有NaCl的子晶出现 ★ 在一些矿床中有含Cl和F的矿物出现，如 萤石、黄玉、氯铅矿、水铝氟石等
热液中成矿元素的搬运
从现有资料看，卤族元素对成矿物质 的搬运富集可能起一定作用，但主要在 高温气化热液阶段，如W、Sn可能以卤化 物方式进行搬运
◎ 大量的实验和野外素材认为，胶体作用 仅在近地表处发生，在较深成条件亦可发生 ◎ 成矿过程中胶体溶液和真溶液，在物理化 学条件变化时，是可以相互转化的
热液中成矿元素的搬运
◎ 成矿物质以胶体形式存在是可能的， 但不是主要形式 ◎ 在热液作用后期，温度较低情况下， 胶体作用更经常发生
热液中成矿元素的沉淀
是最普遍广泛发育的热液蚀变 * 从高温到低温均可出现 *从基性岩到酸性岩、片麻岩、片岩及各种
碳酸盐岩均可出现
*低温硅化岩由微细粒石英组成可称为似碧
玉岩化,半结晶状态或非晶质二氧化硅热液 蚀变，可称为石髓化及蛋白石化
围岩蚀变主要类型及与矿化关系
② 硅化-是最普遍广泛发育的热液蚀变 *中性及酸性火山岩经强烈硅化后，称为次
热液中成矿元素的搬运
金属络合物在水溶液中的溶解度大大增加， 且比较稳定
热液中硫化物、硫氢化物络合物和氯化物 络合物是重要的
碳酸盐络合物、有机物络合物对金属元素 在搬运亦十分重要
热液中成矿元素的搬运
② 以卤化物形式搬运-其依据是： ★ 各种金属元素的卤化物在水中溶解度 比较大 ★ 在火山喷出物中有As、Fe、Zn、 Sn、 Pb、Cu 、Si等的可溶性氯化物和氟化物
生பைடு நூலகம்英化
*与上述硅化共生的矿化有：W、Mo、Sn、
Cu-Pb-Zn、Au-Ag、Hg-Sb等
围岩蚀变主要类型及与矿化关系
③ 绢云母化 sericitization 绢英岩化 greisenization和黄铁-绢英岩化 beresitization
* 广泛存在的中-低温热液蚀变作用 * 在各类火成岩、泥质岩石最易发生 * 热液中含钾及挥发份 * 常与各种中温热液矿床和斑岩铜、钼矿 床中伴生
化-还原电位等
（二）热液矿床的迁移及沉淀
▽ 提供足够成矿物质的来源，有足够 的成矿作用富集程度，形成可以开采的 矿床
热液中成矿元素的搬运
搬运取决于它们在热液中溶解的形式： ① 以易溶络合物形式溶解搬运 以中心原子、中心离子形式存在，而碱金属 和碱土金属构成络合物外而的阳离子，而一些 挥发份，如硫化氢、二硫化物、氧、碳酸盐等 构成络合物的配位体
围岩蚀变的成矿理论意义
根据蚀变围岩在化学成分和矿物成分的变化 ＊了解成矿时的物理化学条件 ＊成矿溶液性质及变化 ＊矿物沉淀原因，分布规律 ＊解决矿床形成机理，丰富成矿理论
围岩蚀变找矿实际意义
☆蚀变围岩分布范围比矿体大，易被发现和 识别
☆长期以来被作为重要的找矿标志
（2）围岩蚀变主要类型及与矿化关系
三）、围岩蚀变
1）热液蚀变 (围岩蚀变) hydrothermal（wallrock） alteration
指热水溶液对围岩作用，发生一系列
旧矿物被新矿物替代的交代作用同时产生 新的岩石
热液蚀变及其种类
决定热液蚀变强度和形成围岩 蚀变类型的因素
①热液作用的围岩特征和组成 ②热液流体的成分及其活动过程中的变化 ③热液蚀变的温度、压力条件，以及热液 流体相的变化
二、热液矿床成矿作用
（一）成矿热液矿质的来源
▽ 有能够溶解和搬运成矿物质的矿化溶液，同 生热液和变质热液:建造水、大气降水、海水、 变质水等，其中含有挥发组分
▽ 有成为溶液流动的构造通道或岩石空隙，供 热液渗滤的围岩 ▽ 岩浆热液，其中含有许多金属阳离子和其他 挥发组分
（二）成矿物质的迁移及沉淀
▽ 有适合矿化溶液中矿物沉淀的场所 与空间即热液矿床形成要有易于与含 矿热液发生化学反应的围岩或构造活 动提供的空间
（二）热液矿床的迁移及沉淀
▽ 能导致成矿物质富集沉淀的物理化学
环境，促使热液性质和成分发生变化，由 此引起一系列化学反应 导致成矿元素沉淀的物理化学因素主要 有：温度、压力、pH值、浓度、盐度、氧
第四章 热液矿床（一）
一、热液矿床概述 二、热液矿床成矿作用 三、矽卡岩矿床 四、热液矿床
一、热液矿床概述
1.热液矿床
☆ 通过含矿流体充填与交代作用而生成
的矿床
☆ 矿床成矿流体以液相为主，已为流体 包裹体研究所证实
2.热液矿床特点
确定矿床成因依据
① 热液是热液矿床形成的主要含矿 介质，对于成矿物质的萃取、溶解、搬 运、富集和沉淀起主要作用