火山块状硫化物矿床VMS型矿床

VMS矿床概述

一、VMS定义:

Franklin et al、 (1981) Barrie and lIannington(1999), La、rge et al、 (2001b)等认为火山块状硫化物矿床就是受层状地层控制的硫化物集合体,成因上与同期火山活动有关,喷流沉淀于海底。矿体可分为两个部分,一就是整合型的块状硫化物透镜体(>60%硫化物含量),而就是不整合型脉状矿体,往往在下部层序中出现。VMS与VHMS、VAMS并不可以完全等同,VMS强调成因上与同期火山活动机制有关系,并不认为矿体一定赋存在火山岩石中,还可以赋存在与火山活动相关的火山或者沉积层序中。

二、区分SEDEX、VMS、条带状磁铁矿、浅成低温热液矿床

形态上相似与产出相伴生的矿石类型应该加以区分。其中SEDEX矿床与条带状铁矿床会经常与VMS矿床相伴生。其中SEDEX矿床在产出环境上形成于大陆边缘裂谷环境,而VMS矿床形成于初始裂开岛弧地区;金属矿物成分上前者Pb-Zn ± Ag为主,后者为多金属杂合;最重要的就是形成机制的不同,后者为变质的海水携带者金属离子与硫离子,前者为盆地卤水携带者主要的金属离子类型与外来的硫离子(如生物来源的硫与海水中硫酸根的转变)(Lydon, 1995)、。

条带状磁铁矿建造也会与VMS矿床相伴生,通常产出在VMS矿床末梢呈大面积分布,由低温热流体中成矿金属卸载形成。(Gross, 1995)、虽然被解释呈大面积的盆地流体作用形成,但就是在地球化学微量元素蛛网图上有相似之处。(Peter and Goodfellow, 2003)、在地表火山环境下产出的浅成热液低温贵金属矿床与VMS矿床有着相同的高级泥化带与叶蜡石化现象。(e、g、, Poulsen and Hannington, 1996; SUUtoe et al、,1996; Hannington and Herzig, 2(00)、但就是VMS矿床成因流体为变质的海水,很少为火山热液。而浅成低温热夜贵金属矿床的流体多为火山热液或者多种流体的混合。

三、形成环境、机制

VMS主要产出于碰撞环境中的拉裂扩张部位(洋-洋,洋-陆碰撞),随着开裂,沉陷,热的软流圈地幔物质挤入地壳基底而导致地壳变薄,从而形成双峰地幔来源的铁镁质火山作用与地壳来源的长英质火山机制。裂开带中的火山活动就证明了浅部与中部地壳同成因的侵入活动。造成毗邻火山岩层与沉积岩层中包含的海水的加热与变质。扩张岛弧环境可以由初始岛弧玄武岩与高硅流纹岩由英云闪长岩与奥长花岗岩岩墙与岩床侵入体辨别。

形成机制:热传递水岩反应导致金属离子的淋滤同时在VMS矿体下部的半整合蚀变带中形成了热液对流体系。这种长时间的循环体系会把深部的矿物质通过深部渗透性断裂带到海底卸载形成所谓的VMS矿床。在有些地区也发现了金属矿物质直接来自次火山岩浆的现象。

矿体中金属含量的多少就是由反应带中流体的温度,PH值,上升过程中的冷却速率,海底液体的混合数目所决定的。通过与玄武岩反应形成的流体最高温度为350-400度,通常与

CU-Zn矿床伴生,Pb矿少量出现。如果就是与沉积岩与长英质火山碎屑岩反应形成的流体产出Pb+Zn+Cu矿石,通常有较高的(Zn+Pb)/Cu的值。Au的矿化可以出现在任意一种环境中,主要就是受温度,Ph值,As,区域提炼再分配,岩浆成分的加入,沸腾与沉淀机制。海底的成矿作用使得VMS可以形成大规模类型的矿床。

四、分类:

VMS的分类方法有很多种,不同学者从不同角度提出了不同的划分方案,以往的划分依据

主要可概括为:容矿岩石、矿石组成或成矿元素组合、大地构造背景等。如可以基于矿物成分划分为Cu-Pb-Zn三角图划分法,富Au矿床。也可以基于地质环境划分或者就是围岩组成划分。但就是分类方法优劣并存,例如Cu-Pb-Zn三角图划分法很容易使用,但就是却没有描述矿床的产出环境与可预测的储量。按着地质环境划分比按照成分组成划分比较客观,同时对找矿也具有一定的指示意义。这里我们通过岩石地层学方法基于在矿形成同时产出的火山岩与沉积岩岩层单元为依据进行划分,在Barrie and Hannington (1999)的基础上经行扩展。经典的Franklin(2005)分类方案:

Franklin(2005)根据同时期断裂或主侵入体所围限的岩石地层体系对VMS(火山成因块状硫化物矿床)(表1、2)类型进行划分,该体系主要依赖于在给定背景下与矿床同时形成的主要火山岩与沉积岩岩石单元组合。岩石地层分类方案就是建立在以岩石组成为基础的Barrine and Hannington(1999)方案之上,并进行扩展。该分类方案就是基于在一个矿区中整个火山岩-沉积岩的旋回或者组合特征上,这个岩石组合的分布可能从数百平方米到20多平方千米之广。

VMS按照岩石层位学可以分为五类

1,双峰式铁镁质环境(bimodal-mafic-settings)(eg:Noranda, Urals)初始俯冲裂开的岛弧上环境,多数为熔岩并含有<25%的长英质火山岩。

2,铁镁质环境(mafic settings)(e、g、, Cypms, Oman)产出于初始岛弧后地区,主要围岩为蛇绿岩与<10%的沉积岩。

3,泥火山-铁镁质环境(pelitc-mafic settings)(e、g、 , Windy Craggy, Besshi)产出于成熟的弧后环境含有相似的泥质岩与玄武岩组成。

4,双峰式长英质环境 (bimodal settings)(e、g、, Skel1efte、 Tasmania)形成于俯冲的大陆边缘未成熟弧后地区,30%-70%的长英质火山岩系列

5,长英质环境(siliclastic-felsic settigs): 俯冲过程形成的成熟的陆缘弧后地区。主要就是陆源的沉积物与火山碎屑物质。

前三种主要矿产种类就是Cu+Zn,后两种可以出现Pb。然后五中亚类中又可以根据主导就是熔岩相,火山碎屑相或者沉积相划分出下面的次类。前三种双峰式铁镁火山岩,铁镁质火山岩,长英质火山岩,泥质岩-铁镁火山岩与洋内俯冲直接相关,对应的事初生的岛弧裂谷环境(1类型)到一个成熟的弧后裂谷环境(2,3类型)。在太古代绿岩带中,1类型也包含地幔柱环境,3类型包括海山建造与弧后火山机制。双峰式长英质火山岩(4类型)与硅质碎屑-长英质类型(5类型)主要行成于洋陆边界与陆缘弧后系统环境。4类型主要行程与初始的俯冲陆缘岛弧环境,5类型行程与成熟后的陆缘弧后盆地环境。1,2,4中以火山质岩石为主体相而3,5中主要就是沉积相岩石。随后我们把在洋中脊处产出的VMs矿床归入第2类中,因为她们的岩石学与矿产类型特征相似除了(MORB vs、arc-tholeiite-boninite地球化学上特征的差异。

六、不同类型对应的岩石学、构造环境、蚀变类型