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1、熱液成礦作用及其礦石 ［導(dǎo)讀］地殼中的含礦熱水溶液在一定的物理化學(xué)條件下， 以充填作用或交代作用 的方式，將礦質(zhì)沉淀在各種有利的構(gòu)造和巖石中， 從而形成礦石的作用稱為熱液 成礦作用。由熱液成礦作用形成的礦床稱為熱液礦床 地殼中的含礦熱水溶液在一定的物理化學(xué)條件下，以充填作用或交代作用的方 式，將礦質(zhì)沉淀在各種有利的構(gòu)造和巖石中， 從而形成礦石的作用稱為熱液成礦 作用。由熱液成礦作用形成的礦床稱為熱液礦床。 熱液礦床可分為若干類型。由于研究目的不同，分類方案的側(cè)利點也不一致。 但是，分類的依據(jù)不外乎是溫度、壓力、熱液來源、成礦環(huán)境和方式等，如地質(zhì) 上可根據(jù)成礦溫度和熱液來源，將熱液礦床分

2、為15個不同的類型，如表1所示。 從礦石學(xué)的角度出發(fā)，對熱液的來源尚不重要，而溫度對礦石的礦物組合和結(jié)構(gòu) 構(gòu)造等方面有密切關(guān)系，即成礦溫度對礦石的工藝性質(zhì)影響很大。 因此，本教材 以成礦溫度為主要分類依據(jù)，并考慮到成礦環(huán)境，將熱液礦床分為以下四類： （2）中溫?zé)峄吹V床。主要礦物在 300?200C范圍內(nèi)晶出 （3）低溫?zé)嵋旱V床。主要礦物在 200?50C范圍內(nèi)晶出 （4）火山氣液礦床。主要礦物在 600?50C范圍內(nèi)晶出。 表1熱液礦床分類表 熱液來源 成礦溫度 高溫（600?300C） 中溫（300?200C） 低溫（200?50C） 巖漿 高溫巖漿熱液礦床

3、 中溫巖漿熱液礦床 低溫巖漿熱液礦床 變質(zhì) 高溫變質(zhì)熱液礦床 中溫變質(zhì)熱液礦床 低溫變質(zhì)熱液礦床 地下水 高溫地下水熱液礦床 中溫地下水熱液礦 床 低溫地下水熱液礦 床 海水 高溫海水熱液礦床 中溫海水熱液礦床 低溫海水熱液礦床 混合型 高溫混合熱液礦床 中溫混合熱液礦床 低溫混合熱液礦床 （1）高溫?zé)嵋旱V床。主要礦物在 600?300C范圍內(nèi)晶出。 、高溫?zé)嵋撼傻V作用及其礦石 （一）概述 高溫?zé)嵋撼傻V作用系指成礦溫度約在 500?300C范圍內(nèi)的成礦作用，它們成礦深度大多 在4.5?1.5km左右，系深成和中深成礦床，少數(shù)可形成于 1km

4、左右的深度，構(gòu)成所謂高溫 淺成礦床。礦體產(chǎn)于或直接與其有關(guān)的巖漿巖巖體內(nèi)部， 或其附近的外接觸帶圍巖中 （主要 為非碳酸鹽類巖石），礦體分布距巖漿巖巖體很少超過 1?1.5km。 由于高溫?zé)嵋旱V床形成深度較深， 壓力較大，因而圍巖的破碎方式以壓扭性裂隙為主， 角 礫化破碎現(xiàn)象不發(fā)育， 氣化高溫?zé)嵋夯顒有詮姡?細小裂隙均能進入， 成礦物質(zhì)的沉淀系通過 通過充填裂隙和空隙的方式成礦，即成礦方式以充填為主。同時由于深處開口裂隙不發(fā)育, 所以礦物結(jié)晶速度慢，能生成粗大完好的 地下水流動困難，溫度變化不大，降溫極其緩慢， 晶體。 （二）本類礦床的基本特點： 1 、礦物共生組合是典型的高溫礦

5、物構(gòu)成。礦物成分主要為氧化物，含氧鹽類，其次為硫 化物。典型的高溫礦石礦物有磁鐵礦、 錫石、白鎢礦、黑鎢礦、輝鉬礦、 輝鉍礦、磁黃鐵礦、 毒砂、赤鐵礦和自然金等。脈石礦物有石英、長石、鋰云母、角閃石和石榴石等。由于溫度 高，揮發(fā)組分起作用，有較多含揮發(fā)組分的礦物，如電氣石、黃玉、白云母、金云母、綠柱 石、磷灰石和螢石等。 2 、由于成礦溫度高，礦液中富含揮發(fā)組分，因此，在成礦過程中使圍巖發(fā)生強烈的蝕變 特別發(fā)育為本類礦床特征之一，典型的高溫?zé)嵋何g變主要有云英巖化、黃玉化、電氣石化、 鈉長石化、陽起石化、鈉閃石化等。 3 、成礦方式以充填作用為主。 礦體形狀多呈脈狀、 管狀， 有的沿層面呈扁

6、豆狀、 似層狀。 礦石構(gòu)造有塊狀、 浸染狀和對稱帶狀。 礦石結(jié)構(gòu)對為粗粒結(jié)構(gòu)， 如在石英脈中的黑鎢礦礦晶 體一般長幾厘米到十幾厘米，個別晶體長可達 40cm。 （三）主要礦石實例 高溫?zé)嵋旱V床的礦產(chǎn)種類較多，一般為中小型，也有大型（如黑鎢礦礦床）。常見的礦產(chǎn) 有鎢、錫、鉬、鉍、鐵、金、鈹、鋰、鈮、鉭、稀土元素、砷、水晶、石墨和寶石。限于篇 幅，僅介紹如下兩種： 黑鎢礦礦石 （含錫石礦石） 大多數(shù)產(chǎn)于黑云母花崗巖類小侵入體的上部邊緣及其附近非 鈣質(zhì)的圍巖中。礦物組含較為簡單，主要由石英（占 90?95鳩上）和黑鎢礦組成，伴生金 屬礦物有錫石、 輝鉬石、輝鉍礦、 黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、 方鉛

7、礦等、 非金屬礦物有白云母、 鉀長石、綠柱石、電氣石、黃玉、螢石、絹云母等。礦石構(gòu)造為斑雜狀構(gòu)造，礦石結(jié)構(gòu)為粗 粒自形晶結(jié)構(gòu)。含 W0滋右，最高可達 2.4%,含Sn0.2?1.2%。鎢、錫同時提取，但錫的 工業(yè)價值較小。伴生礦產(chǎn)還有鉬、鈹、鋰、銅、鉛、鋅、金和銀，有的礦床還看開采螢石， 可以綜合利用。礦床規(guī)模巨大，此類礦石中鎢的產(chǎn)量占世界鎢產(chǎn)量的 70%，工業(yè)價值極大。 江西西華山鎢礦屬此類型。 含稀土元素磁鐵礦-赤鐵礦礦石 產(chǎn)于距偏堿性花崗巖數(shù)百年來至 2km的白云巖和石灰?guī)r 中。礦物成分甚為復(fù)雜，以磁鐵礦、赤（鏡）鐵礦和螢石為主，次要金屬礦物為黃鐵礦、磁 黃鐵礦、 輝鉬礦、 黃銅礦

8、和鈦鐵礦等。 非金屬礦物有鈉輝石、 鈉閃石、 金云母、 鎂鐵白云母、 磷灰石和石英等。稀土元素礦物有獨居石，氟碳鈰礦和鈰磷灰石。 礦石的構(gòu)造為塊狀、 條帶 狀、浸染狀和層紋狀。礦石含 Fe40? 60%，最高達 68%，伴生元素鑭、釔、鉺夠工業(yè)品位可 綜合利用。礦床規(guī)模巨大，除開采鐵處，還是重要的稀土元素來源，工業(yè)價值較大。 二、中溫?zé)嵋撼傻V作用及其礦石 一） 概述 這類礦床是含礦熱液在中等溫度（ 300?200C）及深度大約 3?1km的條件下形成的。常 與中深成侵入巖有關(guān)， 也有少數(shù)產(chǎn)在更深處或近地表處。 礦床可與不同成分侵入巖 （以酸性 巖類為主） 有成因關(guān)系。 它成礦范圍廣

9、泛，侵入體對礦床的控制作用一般是明顯的，礦體多 數(shù)產(chǎn)于巖體附近的沉積巖、變質(zhì)巖或火山巖中，少數(shù)也有賦存在侵入體內(nèi)的。 當含礦熱液沿構(gòu)造裂隙或向壓力減低的部位流動時。 特別是在流經(jīng)石灰?guī)r、 泥灰?guī)r和其他 碳酸鹽類巖石時， 含礦溶液被逐步中和， 從弱酸性過渡為中性甚至是弱堿性， 這促成了硫化 物的大量沉淀，所以中溫?zé)嵋旱V床中主要的礦物成分是硫化物和含硫鹽。 由于含礦熱液有足夠高的溫度， 因而有相當強的化學(xué)反應(yīng)能力。 當它活動于碳酸鹽巖石和 部分火山巖中時，能與它們發(fā)生交代作用，形成交代礦床，如石灰?guī)r中鉛鋅礦床； 如果含礦 熱液活動于非鈣質(zhì)巖石中時， 成礦則以充填巖層斷裂帶或?qū)娱g裂隙孔洞而成。

10、 成礦作用兼有 氣、液兩相的特征， 不過由于此時溫度已處于水的臨界點以下，故以液相作用為主，礦石中 僅有少數(shù)礦物與 CO2、H2S、SO2、F 等氣相作用有關(guān)。正由于成礦時兼有氣相和液相，加之礦 液來源多方面，侵入和圍巖的多樣性，因而導(dǎo)至了礦物種類的繁復(fù)多樣。 （二） 本類礦床的基本特點： 1 、礦物種類繁多是本類礦床的重要特征之一。重要的礦石礦物有自然金、自然銀、赤鐵 礦、黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、紅砷鎳礦、輝鈷礦、瀝青 鈾礦、錫石、黝錫礦、輝鉬礦、輝鉍礦、自然鉍、硼鎂石、石棉、螢石、水晶等。脈石礦物 有石英、碳酸鹽類礦物（方解石、白云石、鐵白云石、少量菱錳礦

11、）、綠泥石、絹云母等。 2、 由于這類礦床的母巖和圍巖種類很多， 因而在熱液成礦作用下產(chǎn)生的圍巖蝕變類型也很 多。典型的中溫?zé)嵋何g變有綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、硅化、黃鐵長英巖化、碳酸鹽 化、蛇紋石化和滑石菱鎂礦化等等。 3、 成礦方式既有充填作用，也有交代作用。因此礦體形態(tài)較多，有脈狀、網(wǎng)脈狀、鞍狀、 囊狀、扁豆狀、柱狀及似層狀等。礦石構(gòu)造有塊狀、細脈浸染狀、對稱帶狀、梳狀晶簇及角 礫狀構(gòu)造等。 礦物結(jié)晶程度較好， 一般粒度中等。 礦體規(guī)模大小不一， 大的礦體長達數(shù)公里， 延深200?600m,少數(shù)甚致可達1km,厚度不等。礦床規(guī)模一般以大型和中型者居多。 （三） 主要礦石實例

12、中溫?zé)嵋旱V床具有重要的工業(yè)意義,常見的礦產(chǎn)有金、銀、鐵、銅、鈷、鎳、鉍、鉛、鋅 和錫,非金屬礦產(chǎn)有砷、硫、蛇紋石石棉、滑石、菱鎂礦、螢石、水晶、石英和重晶石等。 限于篇幅,僅介紹下列幾種礦石： 自然金 - 多金屬礦石 主要產(chǎn)于花崗巖和變質(zhì)巖中。主要金屬礦物為含金黃鐵礦、含金黃 銅礦、磁黃鐵礦、 方鉛礦、閃鋅礦、 白鐵礦及輝銅礦。 非金屬礦物以石英為主， 還有方解石、 綠泥石、 絹云母和少量白云石。 金部分呈自然金和金的碲化物出現(xiàn)， 部分混入黃鐵礦和黃銅 礦中。礦石構(gòu)造為浸染狀和梳狀構(gòu)造。 礦石中含Au6?25g/t ,伴生有益組分為銅、 銻、鉛、 鋅、硒、碲、鑭和鉈，可以綜合利用。礦床規(guī)模

13、為中到大型。此類礦石是我國金礦的主要類 型之一，也是世界金礦是重要來源， 特別在我國， 這種類型的金儲量居全國首位， 著名的招 掖金礦帶、小秦嶺金礦帶等均屬這一類型。 方鉛礦 -閃鋅礦（銀）礦石 產(chǎn)于各種巖石（沉積巖、變質(zhì)巖和火山巖）中。金屬礦物以 閃鋅礦（常含鍺和鎘）、方鉛礦（常含銀和鉍）、黃銅礦、黃鐵礦和黝銅礦為主，次要的有 輝銀鉛礦、 輝銀礦、 菱鋅礦、 白鉛礦、 鉛礬、 藍銅礦、 菱鐵礦等。 非金屬礦物有石英、 螢石、 重晶石和方解石。礦石構(gòu)造為角礫狀、塊狀、浸染狀和環(huán)帶狀構(gòu)造，礦石結(jié)構(gòu)為粒狀結(jié)構(gòu)。 礦石品位較富，一般含 Pb8?20%銀的含量也較高，常達幾十?幾百克 /噸，是銀的

14、重要來 源之一。此外，常含有鎵、釩、鍺、銅和螢石等，可綜合利用，是鉛鋅礦產(chǎn)的主要來源，其 儲量占鉛鋅總量 13%左右，工業(yè)價值大。湖南桃林及江西銀山的鉛鋅礦屬此類型。 錫石 -硫化物礦石 產(chǎn)于距酸性 - 中酸性侵入巖有一段距離的砂巖、 頁巖和石灰?guī)r中。 主要 礦物為錫石、電氣石和石英，常有大量的綠泥石和硫化物，如黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃 鋅礦、磁黃鐵礦。非金屬礦物有重晶石和碳酸鹽。礦石構(gòu)造為塊狀、浸染狀和膠狀構(gòu)造，錫 石顆粒較細，有的呈針狀。含 Sn 1.5?7.5%，最低含量0.4%。還含有銅、鉛、鋅和銀，可以 綜合利用。礦床規(guī)模大，比較有工業(yè)價值。 菱鎂礦礦石 菱鎂礦是提取金屬鎂的

15、原料，也是冶金、建材、化學(xué)、橡膠、造紙、陶瓷、 制糖等工業(yè)上不可缺少的原料。 這類礦石產(chǎn)于鎂質(zhì)碳酸鹽石（白云巖） 中。礦石礦物為菱鎂 礦，伴生礦物主要是方解石、白云石、滑石、蛇紋石和蛋白石，有時也有少量的黃鐵礦、黃 銅礦、針鐵礦、石墨和綠泥石等。礦石的構(gòu)造為塊狀和條帶狀構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)為粒狀結(jié)構(gòu)， 菱鎂礦晶粒從幾毫米到幾厘米。礦石含 MgO35? 47%， CaO0.2?4%， SiO20.2 ?8%?？偟牡V石 質(zhì)量好，礦床規(guī)模大，儲量可達數(shù)百萬噸至數(shù)十億噸，是菱鎂礦最重要的礦石類型。 三、低溫?zé)嵋撼傻V作用及其礦石 （一）概述 本類礦床是在低溫條件下形成的，其形成溫度在 200?50C范

16、圍內(nèi)。其大多數(shù)礦床形成于 淺成，大約在幾百米到1.5km左右，部分也有超過 1.5km的。它與侵入巖的關(guān)系不明顯，多 數(shù)產(chǎn)于距侵入體較遠的地方。 礦床多產(chǎn)于沉積巖和火山巖中， 生成時代較新， 以中生成代中 至晚期及第三紀生成者最多。 形成這類礦床的含礦溶液系熱液活動的晚期階段產(chǎn)物， 它們運移了相當一段距離才到達近 地表處。在近地表條件下， 由于氧的不斷加入， 使之轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝裕?導(dǎo)致了大量硫酸鹽的產(chǎn)生。 此階段由于溫度較低，氣相已不存在。在近地表處，由于外壓力低，圍巖中裂隙發(fā)育，角 礫巖化普遍，礦液多沿斷裂破碎帶活動，以充填方式形成礦床。 （二）本類礦床的基本特點： 1 、礦床中的礦物主要由低溫礦物組成。 金屬礦物有辰砂、 輝銻礦、 雌黃、 雄黃、 自然金、 自然銀、 自然銅、金和銀的的碲化物、 輝銀礦、 黝銅礦、黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、 方鉛礦、 閃鋅礦、白鐵礦等。非金屬礦物有石英、石髓、蛋白石、方解石、白云石、高嶺石、沸石、 冰長石、天青石、石膏、重晶石、明礬石、冰洲石和螢石等。 2 、有典型的低溫?zé)嵋何g變，如硅化（微粒）、石髓化、蛋白石化、粘土化、明礬石化、 泡沸石化、重晶石化、石膏化、冰長石化等。此外，也有部分中溫?zé)嵋何g變和綠泥石化、絹 云母化、黃鐵礦化、硅化和碳酸鹽化等。