7第七章 海底喷流沉积矿床解析
【矿床学】2016-2017矿床学试卷及参考答案
吉林大学地球科学学院试卷 （参考答案与评分标准） 课程名称： 矿床学A （B 卷） 考试时间： 150 分钟 考试方式： 闭卷 一、回答下列概念（从下列7题中选择6题回答，每小题5分，共30分） 1．喷流沉积矿床，并举例 答：热水喷流沉积成矿作用泛指不同成因的（含矿）热水在喷溢出海底的过程中，在喷流口以下的热液通道中通过充填、交代作用，在喷流口以上的海底则通过与冷海水之间的相互作用，使热水中所携带的物质组份分别在热液通道和海底沉淀下来而富集成矿的过程。
这种作用使热水中的矿质富集并形成的矿床，称之为热水喷流沉积矿床（4分）。
如火山岩中得块状硫化物矿床（1分）。
2．变成矿床与受变质矿床，并举例 答：若原来已经是矿床，受到变质作用后，矿石的成分、结构构造以及矿体的形态、产状、品位和规模等方面发生了变化，但工业用途并未改变的矿床称为受变质矿床（2分）。
如沉积变质型铁矿床（0.5分） 若岩石中的某些组分，经变质作用后成为有工业价值的矿床，或由于变质作用改变了工业用途的矿床称为变成矿床（2分）。
如煤层经变质后形成石墨矿床（0.5分）。
3．盐类矿床，并举例 答：蒸发沉积矿床，是指地面水以真溶液状态携带某些溶解度较大的无机盐类，在比较静止的水盆地中，通过蒸发作用发生各种有用盐类矿物沉淀而形成的矿床。
由于矿床中的有用组份是各种盐类，因而也称为盐类矿床（4分）。
如湖北应城膏盐矿床（1分）。
答：矿床成矿系列是在一定地质时期和一定地质环境中，在一定的主导地质成矿作用下形成的，时间、空间和成因上都有密切联系，但具体生成条件是有差别的1组（2个以上）矿床类型的组合。
（2分）成矿系统是指在一定的时-空域中，控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用动力过程，以及所形成的矿床系列、异常系列构成的整体，是具有成矿功能的一个自然系统。
（3分）5．残余矿床与淋积矿床，并举例答：原生矿床或岩石经化学风化作用和生物风化作用后，形成的一些难溶的表生矿物，残留在原地表部，其中有用组分达到工业要求时形成的矿床称为残余矿床（2分）。
热水喷流沉积矿床成矿作用机理
热水喷流沉积成矿作用机理摘要：热水喷流成矿作用理论是近代成矿理论的重大发现，在现代海底广泛发育且具有较大的经济价值，对此类矿床的研究很热。
热水喷流的类型主要有两种，高温的集中喷流形式和低温的渗流作用。
前者以黑烟囱为代表，形成各类硫化物的沉积，后者则形成广泛分布的硫酸盐、铁的氧化物—硅酸盐—锰的氧化物。
通过对其流体与热源、成矿物质来源及沉淀机制和流体通道等研究，探寻这种矿床的成矿作用机理。
关键词：热水喷流沉积矿床；成矿作用机理；矿床成因；热水喷流沉积矿床的热水介质温度为70—350℃或者更高，以沉积的方式形成于水—岩石界面之上水体中的层状、似层状矿床，还包括界面之下充填和交代形式形成的含矿岩体。
此类矿床具有重大的经济价值，虽然目前不允许对海洋矿产进行开发，但是研究很多。
通过对热水沉积矿床的成矿作用机理进行研究，弄清成矿过程，便于今后对矿产进行开采。
1、热液流体流体来源是与热液循环系统密切相连的一个问题。
由于块状硫化物矿床形成于海底环境，因此不论是简单的对流循环模式还是双扩散对流模式 ,海水都是流体最为重要的组分,但海水是否是唯一的流体来源却是争论的焦点。
HOhmoto等在研究日本黑矿时发现矿石的流体包裹体的δD和δ18D值和盐度与正常海水非常相近，因而认为成矿流体来自海水:海水在深部循环通过火山岩时获得了金属元素和硫等成分。
后来的研究发现,成矿流体的δ18O普遍是高正值 ,特别是前寒武纪的块状硫化物矿床成矿流体的δ18O高达 5 ‰～9 ‰。
现代海底热液流体中也有类似情况。
对于这种高δ18O值 ,有人认为是岩浆水的参与 ,但HOhmoto 等认为用海水与火山岩间的反应也能解释。
对现代海底热液流体的对比研究表明,太平洋、大西洋与印度洋各处热液喷口的流体组成与性质均非常一致,再次证明了海水在流体组成中占据主导地位。
考虑到块状硫化物矿床与大地构造及深部岩浆活动的密切联系,岩浆来源的流体也可能对块状硫化物矿床成矿有所贡献。
海底喷流沉积型矿床-sedex
Canningt on H il to n
Zinkgruv e n Dugald Riv e r
Ramp u ra-Ag u ch a El Aguilar Elur a Lishe e n
H.Y .C. M t. Isa Nav an
0
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20
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H.Y .C. M t. Isa
Sulliv an H il to n
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°30' 141
132°00'
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North Australian Proterozoic Zinc Belt
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Super giants (10)
喷流沉积成矿作用研究的若干问题
喷流沉积成矿作用研究的若干问题喷流沉积成矿作用研究的若干问题刘继顺原载：矿产与地质，1996，10（1）：6-10/s/blog_5c8a60c501010skg.html自史奈德洪于本世纪早期将喷流(Exhalation)概念引入到矿床学起，这一概念已突破了“火山气体从海底上冒(喷气或射气)的范畴，至今它包括喷射到海底的任何形式的流体，既有气体，又有热液流体，乃至固体微粒，而且喷流既可与火山岩浆活动有关，也可无关。
由于世界上大型的贱金属块状硫化物矿床和部分铁锰氧化物矿床、重晶石矿床、金矿床及锡矿床等都与海底喷流沉积作用有关，因而得到了地质学界的极大关注和研究。
1992年在日本京都召开的29届国际地质大会视喷流沉积成矿作用为矿床地质学的前沿课题[1] 。
我国矿床学界对此极为关注和重视，发表了大量的论文。
然而在研究喷流沉积矿床成因时，这类矿床形成的一些关键因素，关注的很不够。
下面将这些关键因素及有关问题提出来供参考。
1 陆源沉积速率——制约海底喷流沉积矿床形成和保存的关键因素近来的研究表明，海底喷流现象是非常普遍的，然而只有极少数地段才见有工业意义的矿床产出。
其控制因素首推陆源沉积速率(Terrigenous Sedimentary Rate)。
一方面，如果陆源沉积速率过大，陆源沉积物势必冲淡(Dilution)喷流热液物质，而不能形成工业矿床；另一方面，如果陆源沉积速率很小，已形成的矿床由于不能及时掩埋而被洋流冲走或由于洋底风化作用而剥蚀殆尽，而且沉积盖层的阻隔作用又会延长热液循环单元的寿命。
因此，只有合适的陆源沉积速率才会导致喷流沉积矿床的形成和保存下来。
M．Jebrak和M．Gauthler提出用等浓度线来研究这一问题[2]。
他们研究了加拿大魁北克省阿帕拉契亚山脉中奥陶世Champagne喷流沉积矿床和红海大西洋I号海渊喷流矿床后指出，陆源沉积输入量／热液输入量之比值可作为找矿勘探的指示标志。
矿床学课件——第七章 热水喷流沉积矿床
现代海底热液硫化物矿床由一系列烟囱堆积而成
(二)现代洋底喷流成矿作用机理
1.流体与热源 流体为海水，高温，金属元素富集，热源为洋壳内的岩浆房
(4) 具有沉积韵律和同生沉积构造。
(5) 具有与现代海底热水喷流成矿作用相似的两套成 矿系统。
(6) 同生成矿形成的矿体占主体,后生成矿形成的矿 体为辅。
第一节 现代热水喷流成矿作用
现代热水体系主要有两种(1)热卤水(2)洋底热水喷 流体系。 大地构造背景主要有4类:大样中脊、洋内弧后、 陆内弧后、大陆裂谷。
一. 热卤水成矿作用
1.红海热卤水成矿 高热卤水、多金属软泥，同生作用使硫化物堆积。 金属以氯的络合物形式搬运
2.Salton海热卤水成矿 研究沉积岩中古老块状硫化物矿床的最好实例
二. 现代洋低热水喷流成矿作用
发现“黑烟囱”（金属硫化物-硫酸盐组成），主要分布 在太平洋。
1.喷流作用的构造背景及类型 发生在大洋扩张中心的洋中脊，类型有两种：
或侵入体 2.流体通道与盖层 特定的地质环境中熔岩的高孔隙度及大断裂实现流体的循环，
沉积物可作为有效的盖层。 3.矿质来源及沉淀机制 成矿物质主要来源于洋壳玄武岩 4.生物媒介作用
第二节 热水喷流矿床的类型和特征
一.热水喷流沉积矿床分类
1.块状硫化物矿床类型划分 2.贫硫化物型喷流矿床类型划分
产于洋中脊蛇绿岩套上部的低钾枕状玄武岩中， 矿体具两层结构 塞浦路斯矿床 3.别子型VMS 日本别子矿床
三、沉积岩中的块状硫化物矿床（SMS）
建德铜矿床的海底喷流沉积成因_刘家军
1995年12月20日收稿,1996年5月18日改回第一作者简介:刘家军,男,1963年出生,博士,讲师,从事矿床学、地球化学的教学与科研 ¹浙江地质三队,19901996年第3期 矿 产 与 地 质第10卷1996年6月M I NER AL R ESO U R CES A N D G EO L O GY总第53期建德铜矿床的海底喷流沉积成因刘家军 曹淑英 李元林 (成都理工学院,成都610059) (建德铜矿,建德311600)摘 要 建德铜矿床是浙江西部多金属成矿带中一个引人瞩目的重要矿床。
它产于中石炭统底部伴有火山岩、硅质岩和碧玉岩的白云岩中。
整合块状矿体之下有一筒状矿化蚀变带。
其成分以Cu>Zn>Pb 为特征。
根据矿床地质、地球化学特征以及近年来研究所获得资料,认为该矿床属海底喷流沉积成因。
关键词 铜矿床,块状硫化物,海底喷流沉积,浙江建德建德铜矿床是浙江西部多金属硫铁矿成矿带中一个引人瞩目的重要矿床。
对于该矿床的成因,至今众说纷纭,莫衷一是。
其主要观点有:(1)属典型的岩浆期后热液矿床[1,2];(2)为矽卡岩矿床¹;(3)系地层、岩浆岩、构造控制的“三位一体”的中低温热液矿床[3]。
作者对该矿床的地质地球化学特征研究之后,于1988年首次提出了矿床系海相火山热液沉积的认识[4]。
近几年研究所获得的资料,亦充分表明该矿床乃海底喷流沉积之产物。
1 矿床地质概况建德铜矿床是一个以Cu 为主,Pb 、Zn 为次,并伴生Au 、Ag 、Te 、Bi 等元素的典型块状硫化物矿床。
矿区出露的地层为海西—印支构造层,由一套含火山物质沉积岩系组成,其下部(D -C 1)为陆源碎屑沉积岩夹含煤沉积岩序;上部(C 2-T 2)为碳酸盐岩,地层剖面厚达2000m 。
矿床就赋存于海西-印支构造层上、下过渡部位的中石炭统中。
矿区褶皱、断裂十分发育,岩浆岩也广泛出露,主要是燕山期的产物。
非火山环境海底沉积_喷流_SEDEX_矿床
,
闪锌矿
,
、
携带 的成 矿组 分 在喷 口 上 下 或侧近 沉 淀 下来 富集 成矿 的过程
积 喷流
,
、 一 。
黄铜矿 毒砂和银 矿 物 常见 同生热液弱蚀 变有硅
化 碳酸盐化 萤石 化等 自喷 口 向外 分 带 (从下 而 上)分 带:C u
、 、 、
由此作用形成 的矿床 即 称为海底沉
一
,
矿床 分带性 明显 水 平
一 一
矿床
、
。
一
卜F e
、 M
n
,
垂直
此 类矿床 虽 数量不 如火 山成 因 块状 硫化物 矿
一 Z
n
一 P b
一 S
。
层状矿体外 围 或上
、 、
床多 但其规模大 品位 高 矿化 延 展稳定 伴 生有
用组 分多 主 要包括各种贱金 属硫 化物和部分铁
、 。 、
、
部 常有 重晶石 岩 遂石 岩(硅 岩) 及 伴 生的钠 长石
。
,
喷
度
成
自该类矿床
主 要来 自盆 地 中被埋藏 的沉 积物在 压 实成 岩过程
该类矿床 一 般包 括两 套成矿系 统 即 喷 口 以下 的成矿流体补 给系 统 热流通 道 和 其上 的海底热 流化 学沉 积系统 基本特征
。
中释放 出(脱水) 多种形 式的水及其 它组分 从该类
。
矿床和 同 时期 的岩浆体 之 间 在 空间上 的微 弱 关系
化 电气石 化 常有层状或带状的 M n 晕和 H g ;. 晕 6 矿石 中硫 同位 素组 成变化较大 铅 同位 素
、
。 S b s
锰 氧化物 重晶石 及金 银 锡等矿床 据估计 目前 世 界上约有
矿床学-第七、八章 热水喷流沉积矿床、风化矿床
第八章 风化矿床
概述
1、定义：地壳最表层的岩石和矿石在太阳能、大气、水和 生物等地质外营力的作用下，发生物理的、化学的以及生 物化学的变化，并使有用物质原地聚集起来形成矿床的地 质作用叫风化成矿作用，由这种作用形成的矿床叫风化矿 床。
南华大学 University Of South China
矿床学 Ore deposit
风化矿床概述
◆风化作用的结果，使原生的岩石及矿石被分解成三种主要 组分 ——原岩中化学性质稳定的矿物； ——风化作用过程中形成的新矿物； ——可溶性物质。
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风化矿床概述
◆风化作用的结果，使原生的岩石及矿石被分解成三种主要 组分 ——原岩中化学性质稳定的矿物； ——风化作用过程中形成的新矿物； ——可溶性物质。
（5）组成风化矿床的物质是在风化条件下比较稳定元素和 矿物。
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矿床学 Ore deposit
第六章 热液矿床的类型及特征
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矿床学 Ore deposit
风化矿床概述
（6）风化矿床中的主要矿产有： 铁、锰、铝、镍、钴、金、铂、铜、铅、锌、钨、锡、铀、 钒、稀土元素、金刚石、刚玉、兰晶石、重晶石、磷块岩、 菱镁矿、高岭土、粘土等。
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矿床学 Ore deposit
ห้องสมุดไป่ตู้
第七章 热水喷流沉积矿床
（6）矿石矿物组合：矿石的主要金属矿物是黄铁矿、闪锌 矿、方铅矿、磁黄铁，矿次为黄铜矿，还可见少量其他一 些铁、铜、铋、钼的硫化物及硫砷化物等矿物。主要脉石 矿物是石英、方解石、铁白云石、重晶石、白云石及菱铁 矿等。
《喷流沉积成矿理论》课件
02
拓展应用范围
在现有理论基础上，进一步拓展喷流沉积成矿理论的应用范围，尝试将
其应用于其他类型的成矿环境，提高理论的普适性。
பைடு நூலகம்
03
加强多学科交叉研究
未来研究应加强多学科交叉，引入地质学、地球化学、地球物理学等多
学科的理论和方法，综合研究喷流沉积成矿过程，提高理论的科学性和
准确性。
05
喷流沉积成矿理论案例研究
喷流沉积成矿理论在地质工程中的应用
总结词
有助于解决地质工程中的复杂问题
详细描述
喷流沉积成矿理论在地质工程中具有广泛的应用价值，尤其在解决复杂的地质工程问题 方面具有重要作用。例如，在地下水污染治理、岩土工程、地质灾害防治等领域，喷流 沉积成矿理论的应用有助于深入了解地质构造、地层结构和流体运动等，为地质工程设
成矿环境多样性
喷流沉积成矿理论主要适用于海底喷流成矿作用，对于其 他类型的成矿环境如陆地喷流、火山喷流等，该理论的应 用仍需进一步探讨。
喷流沉积成矿理论的未来发展方向
01
深入研究成矿机制
未来研究应更加深入地探索喷流沉积成矿理论的成矿机制，特别是对于
一些特殊类型的矿床，需要进一步揭示其形成过程和机理。
未来展望
未来，喷流沉积成矿理论将继续发展，并与其他成矿理论相互融合，为矿产资源的勘探和开发提供更加 科学和有效的指导。
02
喷流沉积成矿理论的核心概念
喷流沉积成矿的原理
喷流沉积成矿理论认为，富含矿物质 的流体从地下深处喷出地表，在特定 的物理化学条件下形成沉积矿床。
喷流主要由地下热液、地下水、岩浆 等组成，这些流体携带了大量的矿物 质，在喷出过程中与围岩或地表水相 互作用，最终形成各种类型的矿床。
现代海底热液成矿作用综述
现代海底热液成矿作用综述介绍现代海底热液成矿作用是指在海底的热液喷口附近形成金属矿床的过程。
热液喷口通过地壳裂隙、断裂等通道，将地下深部的热液、溶解的金属矿物等物质喷出，沉积在海底形成矿床。
本文将对现代海底热液成矿作用进行综述探讨。
海底热液喷口形成过程1.地壳裂隙形成：–海底地壳的动力活动导致断裂数量增加。
–海底地壳伸展，形成断裂带。
2.体积扩增：–热液在地下逐渐冷凝。
–冷凝过程中释放出大量热量，导致周围岩石熔化，形成热液喷口。
3.喷口形成：–热液经过地下通道，喷发到海底形成喷口。
热液作用对海底环境的影响1.海底生态系统：–热液作用区域是海洋生物多样性的热点。
–热液经过生物氧化作用，释放出大量的化学能，为海底生态系统提供了独特的能源来源。
2.矿物沉积：–热液中富含硫化物、氧化物等矿物质。
–矿物质随热液喷发到海底，形成海底矿床。
热液喷口内的矿床形成机制1.矿物沉淀：1.海底矿床主要由硫化物矿物组成，如硫化铜矿、硫化锌矿等。
2.热液中的金属离子在喷口周围的高温高压条件下沉淀，形成矿床。
2.高温流体的作用：1.热液中的高温流体能够改变周围岩石的物理、化学性质。
2.高温流体中的离子能够与岩石中的成分发生反应，促进金属矿物的沉淀。
热液成矿作用的地质条件1.海底地壳的构造特征：–断裂带、地下通道的存在为热液喷口的形成提供了条件。
2.热液来源：–深部地下的岩浆岩熔融释放出热液。
–岩石中的岩石、沉积物中的有机物等在高温高压条件下分解产生热液。
3.海水环境的特殊性：–海水的高盐度、高温高压等特性对热液产生和矿床形成有重要影响。
现代海底热液成矿作用的研究意义1.现代海底热液成矿作用的研究可以为古海底热液成矿作用的解释提供参考。
2.对现代海底热液成矿作用的研究能够为海底矿产资源的开发提供科学依据。
3.研究海底生物对热液作用的适应机制，可以为生物技术的发展提供借鉴。
结论现代海底热液成矿作用是一种独特的地质现象，对海底生态系统和矿床形成具有重要影响。
阿尔金山海底火山喷流—沉积型铜矿床成矿地质条件
阿尔金山海底火山喷流—沉积型铜矿床成矿地质条件
王小凤;陈宣华;陈柏林;陈正乐;王连庆;杨风;李学智;王克卓
【期刊名称】《矿床地质》
【年(卷),期】2002(0)S1
【摘要】本文阐明了阿尔金山海底火山喷流-沉积型铜矿床成矿地质条件:①矿床赋存于具有海相双峰式火山岩、碎屑岩和化学岩组合的岩系中;为活动大陆边缘或岛弧环境产物;②与矿化有关的火山岩形成于(480±10.1～502.3±10.1)Ma;③矿产具有二元结构,矿石组合简单;④矿石硫同位素值(δ34S为+17.8‰～+19.81‰)表明硫来源于海水。
【总页数】3页(P484-486)
【关键词】阿尔金山;成矿条件;海底火山喷流-沉积型;硫同位素
【作者】王小凤;陈宣华;陈柏林;陈正乐;王连庆;杨风;李学智;王克卓
【作者单位】中国地质科学院地质力学研究所;新疆地调队一所
【正文语种】中文
【中图分类】P618.41
【相关文献】
1.赣东北海底火山喷流-热水沉积铜矿床成矿模式 [J], 张祖海;汤新虹;郝琳;宋天和
2.洪岩头式中生代陆相火山喷流沉积型铅锌（银）矿床的地质特征及成矿模式 [J], 陈大经;杨佑
3.江西海底火山喷流——热水沉积铜矿床成矿模式 [J], 张祖海;汤新红
4.龙岩小娘坑锰铅锌矿床地质特征与海底火山喷流—热水沉积机制浅析 [J], 郑仁贤
5.《新疆阿舍勒型铜-锌矿床成矿地质条件及成矿模式》简介 [J],
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海底喷流-沉积矿床
甘肃兰州
甘肃兰州 2011年1月
• 一、 SEDEX型矿床的成矿特征 《 • 1、基本概念 矿 • SEDEX型矿床（SEDEX—Synsedimentary 床 Exhalative Deposits）是指在古大陆边缘（或 陆间）裂陷槽（裂谷带）中由海底喷流（气 ) 学 - 沉积作用形成的、以碳酸盐岩（白云岩为主） 或碳质泥页岩等沉积岩（或其变质岩）＊为容 讲 矿岩石的硫化物矿床。 座 • ＊因古生代以前形成的本类矿床都经历了不同 》 程度的变质作用。
（不含矿的）碎屑岩类（砂页岩、砂岩)
》
（不含矿的）碎屑岩类（基本为石英砂岩、极少量砂页岩、砂岩)
甘肃兰州 2011年1月
• 炭窑口、东升庙、霍各乞矿床，也包括 《 渣尔泰山的甲生盘矿床都是产在狼山群 矿 第二岩组的一定层位中。
床 学 讲 座 》
甘肃兰建造狼山群、渣 尔 泰 山 群 岩性、矿体及同生断层特征
＞ 210
灰黑色炭质板岩、 粉砂岩夹薄层 含炭白云质灰岩、含黄铁矿、叠 层石、有石盐假晶和石膏层
狼 山
第 二 组
群
云母 （片） 岩、 含白云石绢云母千枚岩、 第 含炭质绢云母白云石大理岩， 变质凝灰 二 11.00 岩．含层间砾岩、滑塌堆积岩和角砾状 段 ～ 矿 石，含 Pb 、 Zn、 S 、 Cu 矿体 231.0 青灰色、浅灰色、灰色细晶块状白云石 大理岩，灰色变余薄、纹层状细晶白云 第 6.00 石大理岩，夹变质“双峰式”火山岩、 ～ 一 黑云母 （片） 岩、 炭质千枚岩等夹层． 有 段 462.0 层间砾岩．主要含黄铁矿体
灰黑色、黑色炭质千枚岩，局部夹有黑 尔 沟 组
泰 山 群
增 隆 昌 组
894 419 181 113
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大洋中脊
Lucky Strike
欧亚板块
北美板块
Salton 海 lzu-Ogasawara 岛弧 Okinawa 海沟 Guaymas 海盆 21°NEPR Marina 海沟 13°NEPR 太平洋板块 11°NEPR manus 海盆 9°NEPR Galapagos Hole 504 B Woodlark 17°SEPR 18°SEPR 海盆 20°SEPR 21°SEPR Nazca N.Fiji 海盆 板块 Lau 海盆
现代热水喷流成矿作用
目前世界范围内，已发现许多正在形成金属硫化物 的热水体系，这类现代热水体系包括二种： 1.热卤水成矿作用 2.现代洋底热水喷流成矿作用
（Okinawa海槽型）
欧亚板块 陆内弧后
Explorer Ridge Middle Valley Endeavour Axial 海山 SJuan de Fuca Sea Cliff Eascanaba 海沟
a.
热流柱
c.
黑烟（富po）
0.6-0.8m
枕状熔岩
热流柱
枕状熔岩
cp或cub(+po)
1-2m
位于硬石膏基质中的 Cu-Fe硫化物 硬石膏+py+sp±叠水镁钒基质 在硬石膏中po+py+sp共生 硬石膏 热液集中流 热液分散流 海水卷入
枕状熔岩
图 现代海底黑烟囱成因示意图（据Goldfarb等，1983）
模大，形成了大量的大型和超大型矿床，
具重要的工业价值，热水喷流成矿作用已 经成为当前矿床学、地球化学研究的热点 课题之一
第一节 热水喷流沉积矿床的概述
二十世纪五十年代以前 不同的学者曾经提出过海底喷气-沉积 （exhalative sedimentary）成矿的假说， 这已经很接近目前流行的海底热水喷流沉积 成矿理论了 由于受当时的技术条件和人们对成矿作用 认识一、概念
不同成因的（含矿）热水在喷溢出海底的过程 中，在喷流口以下的热液通道中通过充填、交代 作用，在喷流口以上的海底则通过与冷海水之间 的相互作用，使热水中所携带的物质组份分别在 热液通道和海底沉淀下来而富集成矿的过程。这
种作用使热水中的矿质富集并形成的矿床，称之
a-烟囱的形成；b-烟囱的生长；c-烟囱的矿物分带；矿物缩写：cp=黄铜矿；cub=方黄铜矿； po=磁黄铁矿；sp=闪锌矿。叠水镁钒是一种新的，羟基硫酸盐-氢氧化物矿物
350°C
b.
5-6m
350°C
海水
盖层岩石
渗透带
？
HTRZ
岩浆
图 扩张洋脊或海山上热水循环模式
热水喷流矿床的类型及特征
现代热水喷流作用的研究，为揭示许多矿床的形成 机制奠定了重要基础。目前已经认识到与火山作用
现代热水喷流成矿作用
1.热卤水成矿作用
（1）红海热卤水成矿
1964 年在红海发现高热卤水与AtlantisⅡ海渊多金属软泥， 红海热水系统是一个与裂谷作用有关的、受岩浆热驱动的热水 对流体系，高密度热卤水覆盖在尚未固结的含金属软泥上 现代实例：同生作用——硫化物堆积——工业品位
AtlantisⅡ海渊中的富硫化物沉积物在许多方面与火山块状
硫化物矿床相似 （与火山活动的关系、构造背景、磁黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿之间 的分带性、金属的含量、沉积组构以及流体的大多数特点）
现代热水喷流成矿作用
1.热卤水成矿作用
（2）Salton海热卤水成矿
位于美国加里福尼亚南部，与裂谷作用有关热水对流体系，被 认为是沉积岩中古老的块状硫化物矿床的最好的现代实例。热 卤水温度最高可达360℃，盐度可达25~30%。估计热卤水的 体积为11.6km3，水深达3km。据White（1981）的研究， 其 中 含 Zn5×106 吨 ， Pb9×105 吨 ， As1.2×105 吨 ， Cu6×104吨，Cd2×104吨，和Ag1×104吨。沉淀在卤水排 泄口附近的富硫化物硅质沉积物中，经分析含有多种硫化物， 且Cu和Ag的含量极高，分别最高可达20%和8%
现代热水喷流成矿作用
（2）现代洋底喷流成矿作用机理
① 流体与热源 ② 流体通道与盖层 ③ 矿质来源及沉淀机制 ④ 生物媒介作用
350℃
最初，喷流形成硬石膏烟囱，每天可 生长几厘米。这种硬石膏会阻止周围 冷的海水进入烟囱，更热的流体就会 充填在喷口中心。烟囱的内、外壁之 间存在大的温度变化、 PH 变化、氧 化状态变化、硫的价态变化和成分变 化。导致烟囱壁从内向外的矿物学分 带（内壁——铜的硫化物、外壁—— Zn的硫化物、硫酸盐和氧化物） 随后，老的烟囱被沉淀的矿物填满， 喷流作用停止。随温度的降低，引起 坍塌。 通过烟囱的不断形成、不断坍塌堆 积，最终可形成规模可观的块状硫化 物矿床，矿床的通道部分显示后生矿 床的特点，而矿床的层状部分则表现 为同生矿床的特点
热水喷流矿床的类型及特征
1、块状硫化物矿床类型划分
• Misra（2000）按容矿岩石将块状硫化物矿床分为两类： • 一类主要产在火山岩中，称为与火山岩有关的块状硫化物矿床
（volcanic-associated massive sulfide deposits，简称VMS型）
• 另一类主要产在沉积岩中，称为以沉积岩为容矿岩石的块状硫化物矿床 （sediment-hosted massive sulfide deposits，简称SMS型）
加勒比海 Broken Spur 板块 TAG
Snake Pit
Palinuro 海山
红海
Sonne Field
印度澳大利亚板块
Cocos Plate
南美板块
非洲板块
陆内裂谷（红海 AtlantisⅡ海渊型）
苏格兰板块
洋内弧后 （Lau盆地型）
南极板块
现代热水喷流活动的大地构造背景分为四类： 大洋中脊、洋内弧后（Lau盆地型） 陆内弧后（Okinawa海槽型）、陆内裂谷（红海AtlantisⅡ海渊型） 岩石圈板块边界与现代海底已知热水喷流系统（黑实心圆）（据Herzig等，1995）
热水喷流沉积矿床
印尼硫磺矿工
第七章 热水喷流沉积矿床
• 第一节 热水喷流沉积矿床概述
• 第二节 现代热水喷流成矿作用
• 第三节 热水喷流沉积矿床的类型及特征
热水喷流沉积矿床的概述
一、概念 二、基本特征
第一节 热水喷流沉积矿床的概述
热水喷流成矿作用是近代成矿理论研究的
重大发展，该类矿床地史上分布广泛、规
现代热水喷流成矿作用
目前世界范围内，已发现许多正在形成金属硫化物 的热水体系（图），这类现代热水体系包括二种： ① 红海和美国Salton海的热卤水 ② 洋底热水喷流体系。现代热水喷流作用，虽然目前 形成的工业矿床很少，但随着经济技术的发展，其产物 将具有巨大的开发利用价值。不过，目前对这种现代成 矿作用研究，其更大意义在于它们提供了无与伦比的天 然成矿实验室，通过对现代喷流成矿作用的考察和详细 研究，将有助于对比研究古老的喷流矿床，建立成矿模 式，指导有关矿床的深入研究和勘查评价
为“喷流沉积矿床（Exhalative sedimentary
deposit）”
第一节 热水喷流沉积矿床的概述
以往，对这类矿床的称谓还不统一，不同的学 者曾冠以“喷气矿床”、“喷流矿床”、“喷流沉
积矿床”、“喷流热水沉积矿床”、“热水沉积矿
床”和“块状硫化物矿床”等名称，为统一起见，
本书将这类矿床统一定名为“热水喷流沉积矿床”，
现代热水喷流成矿作用
2.现代洋底热水喷流成矿作用
（1）现代洋底喷流作用特征
①喷流作用的构造背景及类型 ②热水流体的化学性质 PH 值和酸碱度；硫、硒、砷；碳；硅质；碱土元素；碱金 属元素；B；Al；稀土元素；贱金属和黑色金属；金 ③热水流体的物理性质； 温度；流量；盐度；密度； ④现代喷流矿床的基本特征 现代喷流矿床的一般特征； 喷流矿化体的部分矿物学特征； 矿化组分；
表 块状硫化物矿床的分类及特征
类型 亚类 诺兰达型 容矿岩石 分异完全的玄武岩 大地构造环境 消 亡 板 块边 缘 成矿时代（Ga） 太古代（>2.5） 早元古代（>1.8） 前寒武纪-泥盆纪 会 聚 板 块边 缘 和弧后盆地 早元古代（>1.8） 奥陶纪 中生代 第三纪 塞浦路斯型 蛇绿岩套， 拉斑玄武 岩 别子型 基性岩， 拉斑玄武岩 （？） ，杂砂岩，页 岩（？） 沙利文型 页岩（泥岩） 、浊积 岩 大陆裂谷 中元古代 1.7~1.0 寒武纪-泥盆纪 晚元古代~1.0 密西西比期 以碎屑岩为容矿围 岩的类型 Zn-Pb (Ag) 银矿山型 灰岩、白云岩为主， 陆架， 同生断裂 砂岩、页岩 控制的盆地 以碳酸盐岩为容矿 围岩的类型 Zn-Pb (Ag) 扩张洋中脊， 和 蛇绿岩套有关 弧前海沟 寒武-奥陶纪 中生代 晚元古代 1.2~0.8 古生代 含铜黄铁矿型 Cu，Au 铜-锌黄铁矿型 Cu-Zn (Au) 多金属型 Pb-Zn-Cu (Ag-Au) Hutchison 的分类 原始型 Zn-Cu (Ag-Au)
现代热水喷流成矿作用
1.热卤水成矿作用
（2）Salton海热卤水成矿
流体系统的氢、氧同位素显示，热卤水以大气水为主 高盐度——古湖水的蒸发作用、地下水对浅部湖相蒸发盐的溶 解、深埋的含石盐的湖相蒸发盐的地下热交代作用 铅和锶同位素组成证明，少量金属可能是岩浆来源的，但大量 金属来自于卤水和沉积物的相互作用 计算获得的金属氯络合物的稳定性与脉状矿化组合及卤水分析 的结果表明：氯的络合物能够有效地搬运贱金属元素 热卤水和后生脉中的硫同位素表明，硫来自于沉积物中的蒸发 盐-硬石膏 可以认为，如果有足够的还原硫持续加入沉淀场所的话，这样 的热水体系将有能力形成大型的硫化物矿床
• 按矿石组成、围岩岩性和大地构造环境， VMS 又被细分为塞浦路斯型