海底热液矿床

低温热液矿床

低温热液矿床是指形成温度低于200℃的各种热液矿床，形成深度大多在2km至地表范围内。

矿体主要受各种断裂系统、角砾岩筒、层间破碎带等构造控制。矿体形态复杂多样，由充填作用形

成的矿体主要呈各种脉状、透镜状和似层状等。由交代形成的矿体主要呈囊状、似层状和层状浸染

体等。

围岩蚀变有高岭土化、明矾石化、硅化、绢云母化、青磐岩化、碳酸盐化、重晶石化、石膏化

等。

矿石常由一系列的低温矿物组成，金属矿物有辰砂、辉锑矿、雌黄，雄黄、自然金、自然银、

自然铜、黝铜矿、黄铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、白铁矿等。非金属矿物有石英、冰

长石、萤石、重晶石、明矾石、高岭石、沸石以及碳酸盐类矿物等。

矿石结构一般具细粒结构、胶状结构等，矿石构造包括脉状、条带状、浸染状、角砾状、皮壳

状、梳状、环状及晶洞构造等。

据研究，低温热液矿床的热液来源比较复杂，不完全是与岩浆活动有关。近年来对碳、氢、氧、

硫等稳定同位素地球化学的研究，表明携带成矿物质的热液主要来自循环的大气水热液。

低温热液矿床主要包括浅成低温热液型贵金属矿床、卡林型金矿床、密西西比河谷型铅、锌矿

床以及似层状汞、锑矿床等四大类。

一、

（一浅成低温热液型贵金属矿床

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，绝大多数情况下成矿温度小于150℃，极少数情况下可达300℃，矿床的形

成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条件下，

与中温热液脉型金矿形成的挤压背景条件存在显著区别。

该类矿床工业意义很大，包含许多世界级的超大型金银矿床，并伴生有较多的铜、铅、锌等金

海底热液活动：

由热液流体，热液柱，喷口生物和硫化物等热液产物组成。

热液流体包括喷口流体和海底下的流体

热液流体的来源具有多样性

热液柱是由喷口流体与周围冷海水相遇后形成的， 其在物理化学性质上与喷口

流体不同，由于喷口流体密度相对小，加之浮力大，可使喷口流体呈羽状上浮， 达到中性浮力面，并且飘到一定距离。结构上热液柱由热液颈和热液帽组成。

热液柱和喷口流体以喷口为界，喷口以外对海水开放的上升流体为热液柱， 喷口 以内对海水相对封闭的为喷口流体。

热液柱不是热液流体

热液硫化物富含CU，ZN, AU, AG等金属元素，又称为多金属硫化物。

所谓热液产物：是指所有海底热液活动过程形成的产物， 主要包括热液流体，热 液柱，热液硫化物，喷口生物，热液蚀变岩石，含金属沉积物和自然元素等。

热液产物可以分布在海底表面，也可以分布在海底以下。

热液堆积体 由热液产物堆积而成的，主要由从热液流体中沉淀出的硫化物， 硫 酸盐等矿物组成。若热液堆积体主要由硫化物组成，又称为海底多金属硫化物堆 积体，热液产物可以呈烟囱体，丘状体，脉体，网脉体，角砾，壳体和球体等形 态产出，除了含有各种硫化物矿物之外，还包括硫酸盐，氧化物等矿物。

热液产物地貌：

多个烟囱体聚集分布，成群产出构成烟囱体群，烟囱体或烟囱体群可以分布在丘 状体之上，烟囱体坍塌可以堆积成热液丘状体。

热液丘状体主要由坍塌的烟囱体， 烟囱体碎块，块状硫化物等堆积而成，在其内 部可以分布着脉状和网脉状，存在着早期矿物被后期矿物交代， 穿插现象，烟囱 体的形态复杂多样，呈筒状，柱状，尖塔状和蘑菇状。

热液产物构成的地貌分类：

烟囱体地貌 丘状地貌 烟囱和丘状复合地貌 其他形态地貌

热液喷口：

指喷口流体喷出或者曾喷出并且伴随有热液产物形成的部位， 烟囱体，丘状体或

者海底裂隙处往往拥有众多的流体喷口，可以构成喷口群。

喷口区：

分布着热液喷口的区域，一个热液区可以包括一个或者多个喷口区。

海底矿藏是怎样形成的

深海矿物资源，通常主要指海底锰结核、海底热液矿（也称多金属软泥）和海底石油。锰结核矿是一种分布于水深4000～6000米大洋底的矿物资源，含有镍、铜、钴、锰等76种元素。人们估计，世界大洋锰结核矿的总储量可达3万亿吨，仅在太平洋就有1.7万亿吨。如果按目前人们的开采需求量计算，锰、镍、钴等可供人类上万年的开采需求,由此可见海洋中锰结核矿储量之巨大了。海底热液矿床多分布在火山活动的大洋中脊裂谷处，火山岛弧地带，或分布在与火山活动有关的断裂带和构造线上。海底热液矿床的发现时间并不长，仅有二三十年的历史，但从一开始就引起科学家们的高度注视。这是因为，海底热液矿床有十分可观的储量和所含金属的潜在价值（热液矿床中含有铜、铁、锌、钴、锒、硫等多种矿物）。海洋石油和天然气的开发仅有百余年的历史，其储量和开采前景也是十分诱人的。要开采海底矿物资源，有一个重新认识海底矿藏的问题之一是，如何认识海底矿藏的形成原因。

早期的成矿理论 长期以来，人们一直认为，海底矿物是由于陆地上岩石的风化作用，经过雨水冲刷，把岩石中所含有的金属元素输入江河，带到海洋里去。也就是说，滚滚江河水携带着这些物质以及泥沙来到海里，经过波浪和海流的淘选，发生沉积作用，在相当于200～600个大气压的静水压力作用下，生成矿物，沉积于海底。按照这种观点，世界大洋中应该有镁、钾、铁等金属的沉积物，但是，实际上人们在海底并没有发现过这些金属的沉积物。在人们对此困惑不解的时候，板块构造理论给海底矿藏的成因提供了新的理论。我们用板块构造理论解释各种海底矿藏的形成，就似乎容易多了。

用板块构造说看海底矿藏 板块构造理论认为，镁、钾、铁、镍等金属并不是从陆地河流带到海洋中的海底沉积物，而是被沿海底裂缝循环的海水带到洋壳上并沉积在那里，经过长时间的地质变化，其化学成分发生了很大的变化。在世界大洋中，在洋中脊或海隆的边沿热泉的高温海水将这些金属沉积物溶解，随喷发的热液一同从裂缝喷射出来，以固体硫酸盐和硫化物的形成沉积在海底，同时，高温海水淋滤出地壳岩层中的钾、钙、硅、铁和锰等金属元素。这是生成深海含多种金属的锰结核的基本原因。

海底矿藏的知识点总结

一、海底矿藏的形成

海底矿藏形成具有多种原因和方式，以下是一些常见的海底矿藏形成方式：

1. 生物作用：海洋生物在演化过程中通过吸收和沉淀某些元素形成了一些特定的矿床。例如，珊瑚礁可以形成钙化的石灰岩。

2. 海底热液活动：在地壳板块运动使得地表和高温水接触，这些高温水含有丰富的矿物质，当这些高温水从海底喷发出来时，其中的矿物质沉积在周围地表上，形成了热液型矿床。

3. 海底沉降：海底有时会发生地质活动，比如地震、火山喷发，这种地质活动会导致海底地形的变动，从而形成矿藏。

4. 沉积作用：在海底沉积作用的过程中，有机物和矿物质不断地在海底堆积，形成矿藏。

二、海底矿藏的分布

海底矿藏主要分布在世界各大洋和海域，包括大西洋、太平洋、印度洋等。根据地质勘探数据，全球已确认的海底矿藏主要有以下几种类型：

1. 石油和天然气：油气资源主要分布在北大西洋、南海和东、南中国海、墨西哥湾、东非海域等。

2. 多金属结核：主要存在于中西太平洋、东太平洋和印度洋中部，其主要矿产有锰结核、钴结核和镍结核等。

3. 硫化物矿床：主要集中在东太平洋、印度洋和中大西洋地区，硫化物矿床主要矿产有铜、铅、锌等。

4. 碳酸盐岩：碳酸盐岩主要分布在大西洋的热液区域，主要矿产有金属矿床和热液型矿床。

三、海底矿藏的开采

海底矿藏的开采是一个技术难度较大的过程，需要克服一系列工程技术难题。目前，海底矿藏的开采主要有以下几种方式：

1. 海底钻探和矿物提取：这是一种传统的海底开采方式，通过在海底钻探机上对海底进行勘探，确定矿藏的位置和储量，然后使用各种设备进行矿物提取。

2. 海底沉积物采矿：主要是利用各种挖掘设备，将海底的矿物质挖掘出来，然后通过输送管道将其运输到地面处理。

3. 热液资源开采：热液资源开采是一种新兴的海底矿藏开采方式，通过在海底布设管道和设备，将地热和矿物质提取到地面进行加工。 四、海底矿藏的环境影响