12第十二章 火山块状硫化物矿床(VHMS)

• (Core) silica -> chlorite -> sericite (outer edge)
5. 矿化分带
资源地质学（Resourses Geology)
• Ba + Au • High grade Zn-Pb-Ag-Au • Low grade Zn-Pb • Zn-Cu • Cu + Au • Fe
特点
资源地质学（Resourses Geology)
此类矿床与火山及次火山活动有关，矿床往往伴随火山活动期间的热 液作用。成矿流体可以喷出海床底形成热卤水，也可以在浅部的火山 熔岩和火山沉积岩中渗流，发生交代作用形成矿石和蚀变岩。 有关VHMS型矿床形成的理论被现代太平洋海底热水喷流和喷气形成 矿化，以及红海底富金属的热卤水成矿的现象所证实。 o VMS型矿床大多形成于海床之下或海底火山环境 o 产出于海底火山岩中，主要是钙碱性的玄武岩 -安山岩-英安岩-流纹 岩系列（所谓双峰式火山岩建造） o 主要矿石为块状硫化物 (>80% sulfides)，少量的枝状和浸染状矿 石； o 元素组合: Cu, Zn, Pb, Ag, Au，因此矿床类型从富铜型到富锌型都 有，并且可能形成空间分带性； o 在几乎所有VMS型矿床的矿石中 Zn > Pb o 矿石形成年龄基本与火山岩的相同或略晚
Hanging wall
下盘
Ⅴ. 成因与矿床模式
资源地质学（Resourses Geology)
1. Seafloor deposition – Seafloor black smoker chimneys – Zone refining in mounds eg. Hellyer – Brine pool deposition of sulfide sheets
(adapted from Martinez and Taylor, 1996)
资源地质学（Resourses Geology)
矿石特征
1 cm
1 cm
Ⅳ. VHMS 矿床的特征 1、形成条件
资源地质学（Resourses Geology)
⑴ 主要形成于同构造的火山活动区的双峰式火山岩中， 流纹岩通常出现于矿体的下盘，而玄武岩和安山岩或火山沉 积岩多在矿体的上盘；许多矿床产出在厚层的流纹岩管体的 上部 ⑵ 成矿流体非常复杂， 包括岩浆熔岩、岩浆汽水溶 液、被火山熔浆加热的海水等 ⑶ 矿体主要产出于海床的表面，或0-1.5公里深度， 成矿温度从50 ℃ 到1000 ℃范围; ⑷ 矿体的分布被火山机构（火山锥、火山断裂、角砾 岩构造等）控制
Ⅱ. 成矿地质背景
资源地质学（Resourses Geology)
• 弧后盆地 Back arc basin • 大洋中脊 Mid ocean ridge
•Sediment-starved mid-ocean ridges •Sedimented mid-ocean ridges
• 大 陆 边 缘 初 始 裂 陷 （ Initial rifting of continental margins ） • 海山 Seamount dome
Manus Basin 的构造环境
Extensional Transform Zone
资源地质学（Resourses Geology)
Manus Spreading Centre
Eastern Manus Volcanic Zone
3ºS Will
aum ez Tra nsf orm
Pac ific Pla te
Байду номын сангаас
资源地质学（Resourses Geology)
以主要成矿金属元素来分类 • • • Cu - type (Cu-only or Cu-Au) Zn - Cu type Zn - Pb - Cu type (多金属型)
1、缺乏沉积物的央中脊（ Ocean Ocean Ridges Ridges）
• • • • • • • •
资源地质学（Resourses Sediment-Starved MidGeology) Sediment-Starved Mid-
伸展环境 伸展环境 有 黑烟筒、钴结壳和热水沉积朵堆 有黑烟筒、钴结壳和热水沉积朵堆 主要 形成Cu-Zn 矿床 Pb-Ag 很少 ，Au低) 主要形成Cu-Zn 矿床 ( (Pb-Ag 很少，Au低) 类似于塞普鲁斯型 类似于塞普鲁斯型
2. 有沉积物的洋中脊
• 比较少见 • 海岭玄武岩和浊流沉积物
资源地质学（Resourses Geology)
（Sedimented Sedimented Mid-Ocean Mid-Ocean Ridges Ridges）
发育的水热系统和大量水岩反应； • 有 有发育的水热系统和大量水岩反应； • 黑烟筒、朵堆物和岩管构造出现 金属矿床为主 ( • 以Cu-ZnPb -Ag-As 多 多金属矿床为主 Cu-Zn-Pb Pb-Ag-As (低 Au) 于现在的别子型 VHMS deposits • 类似 类似于现在的别子型
Collapse of old chimney
Hydrothermal fluids
Pillow basalt
Sulphide mound Alteration pipe
资源地质学（Resourses Geology)
以新几内亚的东Manus 盆地为例
岛弧地壳上的不成熟的弧后裂陷区 • 位于 位于岛弧地壳上的不成熟的弧后裂陷区 铁镁质到长英质的火山岩建造（mafic • 有 有铁镁质到长英质的火山岩建造（ mafic to to felsic felsic volcanic volcanic rocks rocks） 及硫酸盐的烟筒及朵堆 • 硫化物 硫化物及硫酸盐的烟筒及朵堆 在火山口或火山锥边缘 • 成矿 成矿在火山口或火山锥边缘 低硫和高硫的热液矿化系统 • 存在 存在低硫和高硫的热液矿化系统 形成Cu金属矿床 • 主要 Pb-Zn-Ag-Au-(Ba ) 主要形成 多金属矿床 Cu-Pb-Zn-Ag-Au-(Ba Pb-Zn-Ag-Au-(Ba) )多
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Bis Sou t ma rck h Pla te 4ºS
148ºE 150ºE
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New Britain
100 km Neovolcanic zones Fault Scarps
第十二章 火山块状硫化物矿床 （Volcanogenetic Massive Sulphide Deposits）
• • • • • 概念 成矿地质背景 矿床主要地质特征 成因 实例
资源地质学（Resourses Geology)
Ⅰ. 概念
1. What is a VHMS Deposit ?
资源地质学（Resourses Geology)
矿石结构构造：
主要为块状、角砾 状，少量带状、脉状、 浸染状构造。 结构多为细粒、交代 及充填结构
4. 围岩蚀变
ALTERATION MINERALOGY:
资源地质学（Resourses Geology)
Chlorite, talc, carbonate, sericite and quartz veins in the core of the stringer zone, sometimes with an envelope of weak albite with illite alteration. • • • 蚀变主要发生于矿体的下盘中，少量发生于上盘； 在下盘围岩中的蚀变岩分布代表了热液运移的通道； 蚀变有明显的分带
• 火山块状硫化物矿床 (VMSVolcanogenic Massive Sulfide or VHMS Volcanic Hosted Massive Sulfide)赋存在 火山岩中，但其成矿物质不一定是来源 于火山岩。此类矿床也是一类热液矿 床，其特征在许多方面与Sedex型矿床有 相似之处，但也有不同之处。二者常常 有过渡关系。
2. 陆相 VHMS deposits � 火山喷气矿床
� 火山热液矿床 � 次火山热液矿床 (epithermal deposits, porphyric tpye ) tpye)
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以成矿构造环境来作的分类
• 弧后盆地型（Back arc basin type） • 中洋脊型（Mid ocean ridge type） • 大陆边缘型（Continental margin type） • 海山型（Seamount type）
脉石矿物: Talc, chert, magnetite, chlorite 常 见 蚀 变 矿 物 : 在 矿 管 核 部 常 见 Chlorite, talc, carbonate, sericite and quartz, 有时可见钠长石化和 伊利石化
资源地质学（Resourses Geology)
资源地质学（Resourses Geology)
资源地质学（Resourses Geology)
型矿床的主要类型 Ⅲ. VHMS VHMS型矿床的主要类型
1. 海相 VHMS 矿床
�黑矿型（Kuroko-type VHMS deposits） �黄矿型 (Yellow-type VHMS deposit ） � 塞普鲁斯型 (Cyprus-type VHMS deposits ） � 别子型（Beizi -type VHMS deposits） Beizi-type
资源地质学（Resourses Geology)
• 2. 矿体特征 • 层状、似层状、透镜状矿体 • 具有网脉结构的堆朵矿体 • 管状矿体
3. 矿石特征
资源地质学（Resourses Geology)
矿石矿物 主要有Pyrite, chalcopyrite, magnetite, sphalerite, marcasite, galena,次要有 pyrrhotite, cubanite, stannite-besterite, hematite. 有时在硫化物矿 层顶部有 goethite 蚀变
1. Seafloor black smoker chimneys
资源地质学（Resourses Geology)
Hydrothermal Plumes
Massoth et al. (2002)
Growth of sulphide mounds
chimney
资源地质学（Resourses Geology)
3. 火山弧及弧后火山岩地区 3.火山弧及弧后火山岩地区
资源地质学（Resourses Geology)
• 双峰式火山岩 (basalt – rhyolite)
• 黑烟筒、朵堆物和结壳构造出现
• 主要 Pb-Ag-Au-Ba 矿床 是Cu-Zn类型 主要是 Cu-Zn-Pb-Ag-Au-Ba 矿床类型 • 类似于多金属型VHMS矿床（ polymetallic polymetallictype VHMS deposits） • 有 低硫和高硫化系统 有低硫和高硫化系统