浅成低温热液矿床的研究进展

Se 为辅
Sb、Te、Sn、Mo、Bi 为辅
成矿流体以大气降水为主，含有来自岩浆的挥 成矿流体以岩浆水为主，性质为氧化、
发份 S 和 C，属还原、近中性流体，盐度小于 酸性流体，pH 值<2，盐度小于 5%
3.5wt%NaCl
wt%NaCl
Rodalquilar deposit
1000m 800
400
Au-(Cu-Te-Sn)矿床
(m)
VV
L 0
L
L
L
Cinto 火山熔 L L
角闪安山岩 L 50°
L 岩-凝灰岩
-400
L
L
1km
L
(m) 0 表生氧化带下界
-400
1km
残余多孔状硅核 A' 高级泥化带
Pb-Zn-(Cu-Ag-Au) 矿化石英脉
1
L2
V3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
600
400
200
• （2）该类金矿具有规模较大、伴生组分多、矿化集中、埋 藏浅、易采易选等特点，具有重要的经济意义；（3）金银 价格稳中有升及冶炼技术的提高，使一些低品位的矿石能够 利用（目前金的分析技术已达到10-9级）。
•
虽然浅成低温热液型金矿已成为我国金矿资源的重要来源之一，但与国外同类型金矿相
比，无论从数量还是资源量上仍有很大差距。对比研究表明，中国的地质构造背景有利于
• 4. 地层条件 • 浅成低温热液型金矿床的围岩主要为陆相火山岩。
大部分矿床产于火山活动中心（破火山口或火山锥） 附近，以发育火山碎屑岩和熔结火山碎屑岩为特征， 少数产于远离火山口的火山岩中。含矿的火山岩具 有偏酸性和碱性的特点。与浅成低温热液型金矿床 有关的火山岩主要为氧化程度较高的磁铁矿系列。 低硫化型矿床的围岩成分范围变化大，而高硫化型 矿床的围岩绝大部分是流纹英安岩。这种关系暗示 高硫化型矿床的围岩与矿化有成因联系，围岩本身 可能就是为成矿提供热能和成矿物质的深部侵入体 的一个连续组成部分。有些浅成低温热液型金矿床 的部分围岩是沉积变质基底，如菱刈金矿床；浙江 治岭头金矿床的矿体主要产于前寒武纪变质岩基底 中。
• 5. 成矿时代 • 从现有的文献看，绝大多数浅成低温热液型金矿床形成于中
-新生代，少数形成于晚古生代。浅成低温热液型金矿床的 形成时间主要受其所处大地构造环境演化的控制。从浅成低 温热液型金矿床在全球主要分布的3个成矿域来看，产在环 太平洋和地中海-喜马拉雅成矿域中的矿床形成时代一般是 从中生代一直延续到现在，在有些地区浅成低温热液型金矿 床的成矿作用目前可能仍然在进行当中，西太平洋岛弧区金 矿床的形成年龄一般小于20Ma，美洲西部的成矿年龄主要 为39~10Ma。我国东部大致为145~67Ma，而产在古亚洲成 矿域的这类矿床一般形成较早，为晚古生代。 • 浅成低温热液型金矿床成矿时代集中偏新的原因主要可能是 矿床形成深度非常浅，因此在其形成后要长期保存下来，势 必要求矿床所在的地壳非常稳定，剥蚀较浅，这样才能在漫 长的地质演化历史中保存下来。由于地壳处于不断的运动当 中，因此时代越老的浅成低温热液型金矿床，其能够保存下 来的数量就越少。但是，在一定条件下，中生代以前形成的 低温热液金矿床也可能被保存下来，如我国东天山造山带 （如阿希金矿），澳大利亚北昆士兰地区和Lachlan造山带 及北美阿巴拉契亚造山带都存在古生代形成的浅成低温热液 金、银矿床。
断 层 ；
蚀 变 带 ；
金 矿 脉 及 编
Kγ51-
粒 碱 长 花 岗 岩 ；
印 支 晚 期 中 粗 粒 碱 长 花 岗 岩
λπ Kγ52(2)b-
（ ） ， 潜 流 纹 岩 （ ） ；
中 燕 山 晚 期
τα
ξ
纹 岩 （
） ， 英 安 岩 （
） ， 粗 安 岩 （
） ， 安 山
tf
-
第 四 系 ； 下 白 垩 统 光 华 组
• 世界上的浅成低温热液型金矿床主要集中产在3 个巨型成矿域；①环太平洋成矿域；②地中海-喜马 拉雅成矿域；③古亚洲成矿域。而大型和超大型的 浅成低温热液型金矿床主要分布于环太平洋地区。
• 3. 岩浆岩条件
• 在多数浅成低温热液金矿区，见不到深部侵入体与 金矿成矿作用的直接联系。有些浅成低温热液型金 矿床的下面存在侵入体，如科罗拉多的Creede矿床 和西班牙的Rodalquilar金矿床。现代地热体系在 3km左右深部还见不到侵入体，深部侵入体可能至 少在5km左右。低硫化型矿床可能形成于与现代地 热体系相似的环境，与岩浆侵入体没有直接的联系。 高硫化型金矿床的形成与深部侵入体的关系密切， 与成矿作用有关的侵入体侵位较浅，有些高硫化型 矿床的围岩就是次火山岩，且与深部侵入体直接相 连。
• 浅成低温热液型金矿床成矿理论研究之所以发展这样快， 主要与下列背景有关：
• （1）80年代以来发现的十几个超大型金矿床中，超过一半 是与浅成低温热液型金矿有关的，直到最近还有发现。像巴 布亚新几内亚的Ladolam金矿（Au>1300t），Porgera金矿 （Au：560t），秘鲁Yanacocha金银矿（Au：1200t，Ag： 10850t），斐济Emperor金矿（Au：310t），阿根廷的 Veladero金矿（Au：400t，Ag：6700t），印尼的Kelian金 矿（Au：240t），美国Cripple Creek 金矿（Au：700t）； 我国的紫金山金铜矿（Au>200t），黑龙江团结沟金矿（Au 近100t）、东安金矿（20t）、三道弯子金矿（10t）、金厂 金矿（10t），吉林小西南岔金铜矿（Au>30t），内蒙陈家 杖子金矿等；
形成这类金矿床。我国东部环太平洋带、青藏—三江、北部天山—蒙古—兴安，秦—祁—
昆成矿带等均具有形成该类型金矿的有利条件，是寻找该类型金矿的重点地区。
中国浅成低温热液矿床分布简图 1.太古代基底; 2.元古代基底; 3.加黑东造山带; 4.海西造山带; 5.印支造山带; 6.燕山造山带; 7.喜马拉雅造 山带; 8. >100 t; 9.>20 t; 10. >5 t; 11. <5 t; 12.低硫型; 13.高硫型。
• Hendenquist（1994）根据矿床特征和成矿流体的特点 也将浅成低温热液型矿床分成两个亚类：一类是高硫化型 （high sulphidation，简称HS），相当于 Heald等（1987） 划分的明矾石-高岭石型，由酸性、氧化的热流体形成（高 硫化作用）；另一类为低硫化型（low sulphidation，简称 LS），相当于上述的冰长石-绢云母型，由近中性、还原的 热流体（低硫化作用）形成。虽然Heald等的分类曾在矿床 学界得到较为广泛的应用，但目前国际上已经更多是应用高 硫化型和低硫化型这类术语。其主要特征见表1。
Au-(Cu-Te-Sn)
V
Pb-Zn-(Cu-Ag-Au)
VV
LL A'
V VV
V
L
L
D
D
L
V L
LL
A'
D
D
D
N
D
L破火山口边界D
D
V
Cinto 火山熔 L 岩-凝灰岩
L
L
L
L
L
2km
地中海
破火山 口边界
A
1km
未蚀变岩石
A' N
A 400
Lazaras 火山熔 岩-凝灰岩
A'
A
未蚀变角闪安山岩
• 二.浅成低温热液金矿床一般特征及分类
• 浅成低温热液型矿床（epithermal deposits）最 初由林格伦（1933）将其定义为形成深度小于1km 和温度低于200℃的一类矿床。但现在这个概念的 内涵已经发生了变化，目前主要特指产于陆相火山 岩系中或相邻岩石中，成矿温度小于200℃，极少 数情况下可达300℃，成矿深度主要集中在地表到 地下1km，个别情况下可达2km。成矿流体主要为 大气降水与岩浆水的混合热液（多数以大气降水为 主）的一类金、银（多金属）矿床。形成于拉张构 造动力学背景，与中温热液脉型金矿形成的挤压背 景条件存在显著区别。
浅成低温热液型金矿床研 究的某些进展
• 一.问题的提出
• 浅成低温热液型金矿是金矿床中十分重要的类型之一。 在成矿理论研究方面也是近30年来发展最快，成果最多的； 是目前乃至今后一段时期国内外矿床界研究的热点。1983年 举办了“角砾岩和成矿作用：地质产状和成因（Brecciation and mineralization :Geologic Occurrence and Genesis）”
英和玉髓）和绿泥石化；向外为绢云母化、伊 利石化，再向外为泥化蚀变矿物（高岭石和蒙 脱石），最外带为青磐岩化
外为高级泥化带（主要为明矾石和高 岭石、还有迪开石、叶腊石等）、再向 外为泥化带（伊利石化、蒙脱石，少 量绢云母化）；最外带为青磐岩化
以 Au、Ag、Zn、Pb 为主，Cu、Sb、As，Hg、 以 Cu、Au、Ag、As 为主，Pb、Hg、
表1 低硫化型和高硫化型浅成低温热液金矿床的主要特征
主要特征 矿体形态 矿石构造 矿石矿物 脉石矿物 围岩蚀变
成矿元素组合 成矿流体特征
低硫化型（LS 型）
高硫化型（HS 型）
明显的脉状为主（石英脉），有网脉状
不规则体型（残余多孔状硅核）
脉状、网脉状构造为主，可见孔洞充填状（条 浸染状构造为主、可见角砾状、脉状
• 浅成低温热液型矿床是最近三十多年来在找矿和矿床学 研究方面不断取得重要进展的一类矿床。对这类矿床的称谓 较多，国内20世纪80年代以前的文献中称其为火山岩型或火 山热液型金矿，但现在已很少有人使用。后来国际上把部分 浅成低温热液型金矿称为热泉型金矿，这种叫法一度很流行， 目前虽然仍有人使用，但已经不很普遍。直到Heald等 （1987）划分出了明矾石-高岭石型（酸性硫酸盐型）和冰 长石-绢云母型两种类型，在国内外得到较为广泛的应用。
流 纹 质 凝 灰 岩 （
） ，
707 2003
据 黑 龙 江 有 色 队 ， ）
安 金 矿 区 地 质 略 图
4-
；
碳酸岩 冰长石
冰长石
低 硫 化 型 矿 床 的 典 型 蚀 变 矿 物 冰 长 石
-
冰长石
冰长石
• 近年来，随着研究工作的不断深入，Hedenquist等(2000 提出了其矿床特征介于高硫化型(HS)与低硫化型(LS)之间 的中硫化型( Intermediate sulphidation，缩写为IS)矿床。 通常情况下，低硫化型矿床含黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂和 高铁闪锌矿，高硫化型矿床含黄铁矿、硫砷铜矿、铜蓝， 而中硫化型矿床为一套具有中等硫化状态的矿物组成:“黄 铁矿、黝铜矿/砷黝铜矿、黄铜矿和低铁闪锌矿”。与富 金的低硫化型矿床相比，中硫化型矿床富含Ag和贱金属， 多数情况下可能反映了盐度的差异。Deyell等(2003）在 对菲律宾凯利(Kelly)Au-Ag矿床不同阶段的矿物组合进行 了详细的研究后认为，该矿床早期富集贱金属，到中期富 集砷黝铜矿黝铜矿，而晚期则叠加了硫砷铜矿，提供了从 中硫化→低硫化→高硫化热液系统演化的一个典型实例。 西班牙阿尔马利亚(Almeria) 地区的帕莱—伊斯里卡(PalaiIslica)Au-Cu 矿床也记录有高硫化型和中硫化型矿体，中 硫化型矿体位于向斑岩型矿床转换的深度，而高硫化型位 于其上。但是，对于上述的中硫化型矿床，Cooke 等 (2003）建议只将其用于硫逸度的描述，不作为浅成低温 热液型矿床的一个次级类型。
1
0
2
4
3
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紫金山矿床 3线交代岩相分带地质剖面图
7
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断①（小
裂嘉据兴
；荫尹安
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③ 黑 河 嫩 江 断 裂
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牡 丹 江 断 裂 ； ②
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1997
冰 川 等 ， ； 有 修 改 ）
岭 区 域 地 质 和 矿 产 分 布 略 图
舒
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1-
号 细岩流 （东
2-
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隐 爆 角 砾 岩 ；
• 三.成矿条件
• 1. 成矿地球动力学背景
• 浅成低温热液型金矿床主要形成于板块俯冲带 上盘的大陆弧或岛弧及弧后的拉张动力学环境下。 在某些特殊情况下，洋中脊出露于海面之上（如冰 岛），也可能形成浅成低温热液型金矿床。因此， 该类型金矿床形成于与挤压地球动力学背景（如洋 壳俯冲）有关的拉张环境中。最新研究：陆内裂谷、 大型走滑断层分布区。
带、胶状、晶簇状）和角砾状构造
构造，少见网脉状
黄铁矿、银金矿、自然金、闪锌矿、方铅矿、 黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝铜
毒砂等
矿、铜蓝、自然金、碲化物等
石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、碳酸 石英、明矾石、重晶石、高岭石、叶
盐等
蜡石等
在靠近矿脉壁的围岩中发育冰长石、硅化（石 核部为强硅化的残余多孔状硅核、其
讨论会，作为讨论会的成果，美国《经济地质》出版了角砾 岩型矿床专集（A Special Devoted to Ore—Hosted Breccias ,1985, Vol .60,No .6）；1992年召开的第29届国际
地质大会上矿床组的论文多数是关于浅成低温热液型金矿成 矿方面的；我国于1999年召开了“隐爆角砾岩及相关金矿床” 研讨会；2003年在希腊雅典召开的第七届国际矿床地质大会 （Society for Geology Applied to Mineral Deposits）与浅成 低温热液型金矿有关的论文达36篇，一批高水平的研究成果 相继被推出。