矿床学课件第五章气水热液矿床共61页
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主要以H2S形式存在。但硫的状态随温度不同而 发生改变
（1）超高温（T>400℃）时，H2S发生分解； T>1500℃时，则全部分解为气体分子 H2S = 2H2+S2 随着温度下降，H2和S2 结合成H2S。
（2）高温热液阶段（T=300-400℃），未分解 的H2S以中性分子存在，很少形成硫化物，或只 形成低硫的硫化物如磁黄铁矿（FeS）、毒砂 （FeAsS）、辉钼矿（MoS）等。
21
三、气水热液的运移
13
3）氧—— O2
主要是氧化作用。氧的状态随空间不同而发生改变 （1）在深部，气水热液中含氧较少，有利于形成硫
化物和元素低价离子的化合物； （2）在浅部，气水热液中游离氧浓度增加，形成高
价元素离子的氧化物和硫酸盐矿物。
有些元素具有显著亲氧性，如铀和钨等，在自然条件下并 不形成硫化物，直到热液中足够的氧离子浓度才沉淀。有 些元素如金、银、铋等在热液中又不能形成氧化物，在还 原条件下可形成自然元素沉淀。
3
2、含矿气水热液
含矿气水热液是指含有用组分的气水热液，简 称含矿热液。
3、气水/气化热液矿床
在地壳岩石中由各种来源的含矿气水热液通 过交代、充填等作用而形成的矿床，称为气水 热液矿床，又称气化热液矿床。
4
二、矿床特征
1、矿床产于已固化的岩石中，即成矿晚于 围岩，属于后生矿床；
2、矿体主要呈透镜状、囊状、不规则状， 有时也呈似层状；
12
（3）中温热液阶段（T=300-200℃），H2S在 弱碱—碱性环境易分解成离子状态 H2S——HS-+H+ HS-——S2-+H+ 可形成高硫的硫化物如黄铁矿、胶黄铁矿等。
（4）低温热液阶段（T<200℃），SO42- 可形 成硫酸盐矿物如石膏、重晶石等。 随着温度下降，H2S在水中的溶解度逐渐增大，故 在低温-中温阶段易于形成大量的硫化物堆积沉淀。
5
3、矿石组构：具充填和交代形成的结构构 造，如脉状、网脉状、浸染状、块状构造， 侵蚀、残余、骸晶结构等；
4、矿石组份：构成矿床的金属矿物以金属 硫化物（Cu、Mo、Pb、Zn、Hg、Sb、 Ag）为主，另外有部分金属氧化物和含氧 盐（W、Sn、U……）
5、具有明显的围岩蚀变。
三、研究意义
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4、海水热液
海水沿着深大断裂向下渗透因地下热能所形成的热水溶液。 如与海底岩浆作用有关的块状硫化物矿床。有人也将其归 入地下水热液，只不过是其水来自海洋。
黑矿型矿床简要横剖面图
20
表示海水对流循环和可能具有地下水和/或岩浆水参加的混合作用模式
三、气水热液的运移
1、热液运移原因 2、热液运移通道
7
第二节 气水热液
一、气水热液的成分 二、气水热液来源 三、气水热液的运移 四、热液中矿质的搬运 五、热液中矿质的沉淀
8
一、气水热液的成分
1、一般组份情况
1）最主要的组份——H2O 2）基本组份——Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、
Al、Si及Cl-、F-、SO42-等 3）溶解气体——H2S、CO2、O2、HCl等 4）成矿元素及微量元素类
18
3、地下水热液
天水沿裂隙下渗形成的地下水由于向下渗到数公里甚至 10km以上时因深部环流作用升温而形成的的热水溶液，称 为地下水热液或地下热水（T、含盐、矿物质）—→地下热 卤水（液）。
一般认为，循环的地下 水形成含矿热液，必定 与深部热源（地热梯度、 岩浆烘烤、放射性元素 的蜕变及与火成热液的 混合等）有关。
9
水
硫 重
要
氧
组
份
二氧化碳
……
10
1）水——H2O 是热液中最主要的成分，其主要作用在于
（1）作为搬运成矿物质的介质； 374℃,22Pa——水的临界点
（2）由于H2O就部分电离为H+和OH-，有助于 热液中的化学作用和影响溶液的酸碱度，从而影 响成矿物质的搬运与沉淀。
11
2）硫—— S
1、工业意义
矿产类型繁多 主要金属矿种如Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、
Sn、Mo、Sb、Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、 Ta，U、Th； 非金属矿产如云母、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；
2、理论意义
如成因（如现代地热系统）、矿床分类目前尚存 在诸多问题，有待进一步探讨。
第五章 气水热液矿床概论
第一节 概述 第二节 气水热液 第三节 成矿作用 第四节 围岩蚀变
1
第一节 概述
一、概念 二、矿床特征 三、研究意义
2
一、概念
1、气水热液
指形成于地壳一定深度的，具有一定的温度、 压力的气液两相体系，称为气水热液，简称热 液
气水热液是富含挥发组份（H2O、F、Cl、B、 S、P等）的热水（500-50℃）溶液。
15
二、气水
成
来
因
源
地下水热液
类
型
海水热液
16
1、岩浆热液
指与岩浆处于平衡或从岩浆中分出的气水溶液。据A.卡迪 克等计算，基性岩浆含水不少于1%，有的可达5-6%；酸 性岩浆含水不少于2%，有的可达10%。水从岩浆中分出的 主要因素是由于温度和压力的降低。
14
4）二氧化碳—— CO2
CO2 可溶于水，形成H2CO3，并离解成HCO3-、 CO32-。
（1）在溶液中CO32-的含量与CO2溶解量成正比，且 与pH值的变化有关：pH值减小，CO32-的浓度减小； pH值增大，CO32-的浓度增加。
（2）由于CO2溶解度与温度成反比，因此高温阶段， 在溶液中成中性分子；中温及低温阶段，则可形成大 量的碳酸盐矿物和碳酸盐化围岩蚀变。
如岩浆上升到浅部，因压 力较低而使岩浆分馏，水 可呈蒸气状态逸出，然后 再聚集成热水溶液；若深 度较大、压力较高，则岩 浆分馏作用可形成超临界 溶液，冷却时直接转变成 热水溶液。
2、变质热液
通过变质作用从受变质的围岩中析出后汇集而成的热水溶 液。据A.萨乌科夫计算，密度为2.5×103（kg/m3）的泥 质沉积岩，变质时将失水5-1%；若以4%计，则1km3的 沉积物中将释放出1亿t水。矿质来源：从变质原岩中，从 变质水流经的岩石中萃取的和深部的物质。
（1）超高温（T>400℃）时，H2S发生分解； T>1500℃时，则全部分解为气体分子 H2S = 2H2+S2 随着温度下降，H2和S2 结合成H2S。
（2）高温热液阶段（T=300-400℃），未分解 的H2S以中性分子存在，很少形成硫化物，或只 形成低硫的硫化物如磁黄铁矿（FeS）、毒砂 （FeAsS）、辉钼矿（MoS）等。
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三、气水热液的运移
13
3）氧—— O2
主要是氧化作用。氧的状态随空间不同而发生改变 （1）在深部，气水热液中含氧较少，有利于形成硫
化物和元素低价离子的化合物； （2）在浅部，气水热液中游离氧浓度增加，形成高
价元素离子的氧化物和硫酸盐矿物。
有些元素具有显著亲氧性，如铀和钨等，在自然条件下并 不形成硫化物，直到热液中足够的氧离子浓度才沉淀。有 些元素如金、银、铋等在热液中又不能形成氧化物，在还 原条件下可形成自然元素沉淀。
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2、含矿气水热液
含矿气水热液是指含有用组分的气水热液，简 称含矿热液。
3、气水/气化热液矿床
在地壳岩石中由各种来源的含矿气水热液通 过交代、充填等作用而形成的矿床，称为气水 热液矿床，又称气化热液矿床。
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二、矿床特征
1、矿床产于已固化的岩石中，即成矿晚于 围岩，属于后生矿床；
2、矿体主要呈透镜状、囊状、不规则状， 有时也呈似层状；
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（3）中温热液阶段（T=300-200℃），H2S在 弱碱—碱性环境易分解成离子状态 H2S——HS-+H+ HS-——S2-+H+ 可形成高硫的硫化物如黄铁矿、胶黄铁矿等。
（4）低温热液阶段（T<200℃），SO42- 可形 成硫酸盐矿物如石膏、重晶石等。 随着温度下降，H2S在水中的溶解度逐渐增大，故 在低温-中温阶段易于形成大量的硫化物堆积沉淀。
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3、矿石组构：具充填和交代形成的结构构 造，如脉状、网脉状、浸染状、块状构造， 侵蚀、残余、骸晶结构等；
4、矿石组份：构成矿床的金属矿物以金属 硫化物（Cu、Mo、Pb、Zn、Hg、Sb、 Ag）为主，另外有部分金属氧化物和含氧 盐（W、Sn、U……）
5、具有明显的围岩蚀变。
三、研究意义
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4、海水热液
海水沿着深大断裂向下渗透因地下热能所形成的热水溶液。 如与海底岩浆作用有关的块状硫化物矿床。有人也将其归 入地下水热液，只不过是其水来自海洋。
黑矿型矿床简要横剖面图
20
表示海水对流循环和可能具有地下水和/或岩浆水参加的混合作用模式
三、气水热液的运移
1、热液运移原因 2、热液运移通道
7
第二节 气水热液
一、气水热液的成分 二、气水热液来源 三、气水热液的运移 四、热液中矿质的搬运 五、热液中矿质的沉淀
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一、气水热液的成分
1、一般组份情况
1）最主要的组份——H2O 2）基本组份——Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、
Al、Si及Cl-、F-、SO42-等 3）溶解气体——H2S、CO2、O2、HCl等 4）成矿元素及微量元素类
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3、地下水热液
天水沿裂隙下渗形成的地下水由于向下渗到数公里甚至 10km以上时因深部环流作用升温而形成的的热水溶液，称 为地下水热液或地下热水（T、含盐、矿物质）—→地下热 卤水（液）。
一般认为，循环的地下 水形成含矿热液，必定 与深部热源（地热梯度、 岩浆烘烤、放射性元素 的蜕变及与火成热液的 混合等）有关。
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水
硫 重
要
氧
组
份
二氧化碳
……
10
1）水——H2O 是热液中最主要的成分，其主要作用在于
（1）作为搬运成矿物质的介质； 374℃,22Pa——水的临界点
（2）由于H2O就部分电离为H+和OH-，有助于 热液中的化学作用和影响溶液的酸碱度，从而影 响成矿物质的搬运与沉淀。
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2）硫—— S
1、工业意义
矿产类型繁多 主要金属矿种如Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、
Sn、Mo、Sb、Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、 Ta，U、Th； 非金属矿产如云母、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；
2、理论意义
如成因（如现代地热系统）、矿床分类目前尚存 在诸多问题，有待进一步探讨。
第五章 气水热液矿床概论
第一节 概述 第二节 气水热液 第三节 成矿作用 第四节 围岩蚀变
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第一节 概述
一、概念 二、矿床特征 三、研究意义
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一、概念
1、气水热液
指形成于地壳一定深度的，具有一定的温度、 压力的气液两相体系，称为气水热液，简称热 液
气水热液是富含挥发组份（H2O、F、Cl、B、 S、P等）的热水（500-50℃）溶液。
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二、气水
成
来
因
源
地下水热液
类
型
海水热液
16
1、岩浆热液
指与岩浆处于平衡或从岩浆中分出的气水溶液。据A.卡迪 克等计算，基性岩浆含水不少于1%，有的可达5-6%；酸 性岩浆含水不少于2%，有的可达10%。水从岩浆中分出的 主要因素是由于温度和压力的降低。
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4）二氧化碳—— CO2
CO2 可溶于水，形成H2CO3，并离解成HCO3-、 CO32-。
（1）在溶液中CO32-的含量与CO2溶解量成正比，且 与pH值的变化有关：pH值减小，CO32-的浓度减小； pH值增大，CO32-的浓度增加。
（2）由于CO2溶解度与温度成反比，因此高温阶段， 在溶液中成中性分子；中温及低温阶段，则可形成大 量的碳酸盐矿物和碳酸盐化围岩蚀变。
如岩浆上升到浅部，因压 力较低而使岩浆分馏，水 可呈蒸气状态逸出，然后 再聚集成热水溶液；若深 度较大、压力较高，则岩 浆分馏作用可形成超临界 溶液，冷却时直接转变成 热水溶液。
2、变质热液
通过变质作用从受变质的围岩中析出后汇集而成的热水溶 液。据A.萨乌科夫计算，密度为2.5×103（kg/m3）的泥 质沉积岩，变质时将失水5-1%；若以4%计，则1km3的 沉积物中将释放出1亿t水。矿质来源：从变质原岩中，从 变质水流经的岩石中萃取的和深部的物质。