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矿床学06气水热液矿床概论

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第四章 气水热液矿床概论

第四章 气水热液矿床概论


❖ ②酸碱度
❖ 在成矿作用过程中，气水热液的化学性质是在不断 变化的，它随着温度、压力以及流经围岩的性质、 pH值和Eh值的变化而变化，并且也因溶液本身的化 学成分之改变，使化学性质发生变化。
❖ 随着酸碱度的变化，金属物质开始沉淀。
❖ ③热液的氧化—还原条件（ Eh值）
❖ 如，在还原条件下，Fe2+比Fe3+占优势，硫化物要比 硫酸盐多得多，而且As、Sb等也主要是呈低价 （ As3+、Sb3+ ）状态出现。
❖ 氧对矿床中矿石的质量组合和原生分带的影响也较为明显。
❖ 在自然界中，那些既能形成硫化物又能形成氧化物 的金属元素（如Fe、Sn等），在氧浓度高的情况 下，形成氧化物而沉淀；而在饱含硫化氢的溶液中 氧浓度低的情况下，主要形成硫化物沉淀。
❖ 实际上，在成矿过程中，游离氧的浓度是波动的， 因而氧化与还原反应也可以是交替发生的。应当指 出，成矿溶液所发生的氧化—还原反应，虽与游离 氧有主要的关系，但溶液的pH值和围岩中的物质， 以及温度和各种离子的氧化—还原电位的高低，都 可有所影响。
通过各种方式形成的具有较高温度和压力、以水为主的气态 和液态溶液。它在临界温度以上时为气态，当温度降至临界 点以下时则呈液态（纯水的临界温度为374℃）.在高温情况 下，气、液两态往往同时存在，故称之为气水热液，简称 “热液”。 ❖ 气水热液的成分以水为主，并含有F、Cl、Br、B、S、 C以及多种成矿元素Sn、Mo、Bi、Fe、Cu、Pb、Zn、Au、 Ag、Sb、Hg…
❖ 所以水在热液中，对成矿物质的运移和沉淀起着重要作用。
❖ 二、氧（O2）
❖ 氧是分布最广、化学性质最活泼的元素之一，对气水热液的 成矿作用起着重大的影响。
❖ 游离氧是自然界中最强烈的氧化剂，在氧化—还原反应中起 着决定性的作用，尤其对那些变价元素（Fe、Mn、Ni、Co、 U、S、As等）的影响最大。
气水热液矿床概论

气水热液矿床概论

温度范围：50～800ºC，成矿温度100～600ºC；状态：气态（高温低 压条件）、液态（高压中低温条件）、 超临界状态（高温高压条件）。
（二）气水热液的意义： 1. 有关矿床的成因类型 （1）热液矿床 （2）接触交代矿床 （3）在伟晶岩矿床、沉积矿床和变质矿床中的作用 2. 成矿过程中的作用 （1）萃取矿源系统中的矿质 （2）搬运矿质的主要介质 （3）围岩蚀变，形成重要的找矿地质-地球化学标志 3. 有关矿种
气水热液矿床的有关理论
一、气水热液及其在内生矿床中的意义
（一）气水热液的概念： 1. 气水热液
地下形成的含多种挥发组分和成矿元素的气态或液态水溶液（简称 热液） 2. 热液的成份
主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%）,其他挥发 组分： HCl、HF、H2S、CO2、B、（As），主要金属元素：K、Na、Ca、Mg； 常见成矿金属元素：Fe-Mn、Cu-Pb-Zn-W-Sn-Mo-Sb-Hg、Au-Ag、LiBe-Nb-Ta、U-Th 3. 温度及物理状态
[HS-]= H++ S2-，k2=[H+][ S2-]/[HS-]=1.2×10-15,
[ S2-]= k2[HS-]/[H+] = k1 k2[ H2S]/ [H+]2 可见，影响H2S解离的因素是热液中H2S的浓度和PH值：H2S的溶 解度又与压力呈正相关，与温度呈负相关；PH值低溶液中[HS-]高， 有利于矿质的迁移，PH值高溶液中[ S2-]高，有利于硫化物的沉淀。 3. 二氧化碳 高温条件下为中性分子，温度降低水和为H2CO3
（四）深部流体 1. 沉积物沉积时包含在沉积物中的水，因此又称封存水。 地表→沉积物沉积→封存于地球内部→与周围环境反应→含矿流体。 这一过程使封存水的成分特征、同位素特征完全不同于地表水。 2. 地球排气作用导致地球内部不同圈层广泛形成含矿流体富集带。
矿床学06气水热液矿床概论.ppt

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三、成矿物质的来源
3.萃取围岩源（水－岩交换) （来自热液渗滤的围岩）
• 热液与围岩发生水－岩反应，萃取（溶解）围岩中的一部
分物质，使热液中金属组份含量升高，并使围岩中原有金 属组份的含量减少。
三、成矿物质的来源
气水热液与其成矿物质间的关系 (1）气水热液（介质）的来源具有多源性；在成矿过程中，
岩浆源汽水热液的主要依据
1）地质事实 A、时间、空间上的一致性； B、成矿专属性：一定类型热液矿床常与一定类型岩浆岩 相关； C、不同类型矿床或矿种常围绕侵入体呈水平或垂直分带； D、现代火山喷气、火山热泉资料.
2）高温高压实验研究：证实不同温压条件下水在二氧化硅 熔融体中溶解度的存在以及溶解度的不同（葛朗松（1937 年）、肯尼迪（1962年）;
使岩浆热液重新溶解到岩浆体系中去，而不表现出单独活
动的性质。
• 岩浆分异出热液的过程是地质学者重视的一项内容。
Burham(1979)认为常见的长英质岩浆中，含水量一般为
2.5%～6.5%，平均3.0%。水在几种硅酸盐岩浆中的溶解度，
随着压力的增加而增大。压力降低，水就会从岩浆中释放
出来，形成熔有K、Na、Ca、Mg、Cl、F、 HCO3-等的岩浆热液。
• 在气水热液成矿作用过程中，挥发组分的性状对其有较大
的影响。特别是F、Cl 、S、 CO2 1、卤族元素：
• 热液中主要卤族元素是F和Cl
a、卤族元素的化合物（尤其是氯化物）是强电解质，电解 后强烈影响热液的pH值；
b、大部分金属元素的卤化物都有较大的溶解度，很多金属 元素均可与卤族元素形成易溶络合物，还有部分卤化物高 温时具有挥发性质。卤族元素的这些重要性质有助于有用 组分的迁移。
（2）压力：4×106 -2.5×108 Pa，形成深度不超 过6-8Km。
第五章 热液矿床总论-2(2006)

第五章 热液矿床总论-2(2006)

主讲内容提纲 第一节 气水热液矿床概述 第二节 气水热液的来源、组成、性质 第三节 气水热液中成矿元素的搬运和沉淀 第四节 气水热液矿床的成矿方式 第五节 气水热液矿床的围岩蚀变 第六节 气水热液矿床成矿温度和压力（深度） 的测定 第七节 气－水热液矿化期、矿化阶段、矿物 生成顺序 第八节 气－水热液矿床的原生分带 第九节 气－水热液矿床的形成条件和分类
二、交代作用与交代矿床 1.交代作用 系指在一定温度和压力条件下，矿液与围岩发 生化学反应或置换作用，而矿质的聚集的作用。 ——由交代作用形成的矿床，称交代矿床。 ※表现为由一个原生的矿物集合体，向一组更稳定 的新矿物的转变。 2.交代方式 可分三种形式：扩散、滲滤、选择交代作用
(1)扩散交代作用：交代作用中组份的移动系通过停滞的粒 间溶液，以分子或离子扩散方式缓慢地迚行的作用。 引起原因：组份的浓度差（浓度梯度），扩散作用总是从 高浓度向低浓度方向迚行。一般扩散交代作用的效应半 径为数十米。 (2)滲滤交代作用：交代作用中组份的移动是靠溶液流动迚 行的。 引起原因：借助于流经岩石裂隙中的溶液迚行的，溶液流 动的原因主要是由于压力差；一般波及范围较大。 ※(3)选择交代作用：交代过程对岩石（层）选择性的交代 作用。
充填脉中矿物的生 长情况 1-脉壁；
2-石英晶体；
3-闪锌矿； 4-紫水晶； 5-晶洞
2.矿床基本特征 (1) 矿体的形状决定于容矿空隙的形状，一般多为脉 状，与围岩的界线清楚; (2) 矿体中矿物沉淀的顺序通常从孔隙均两壁向里面 生长，其最发育的晶面指向热液供应的方向; (3)充填作用形成的矿石，常具有一些典型的构造， 如;梳状构造、晶簇构造、对称带状构造、角砾状 构造及同心圆状构造等；它们可作为识别充填矿 床的标志。 (4) 形成较浅，围岩蚀变对称、较弱。
矿床学6-热液概述

矿床学6-热液概述


一、气水热液及其在内生矿床中的意义
1.气水热液的概念
定 “气水热液”是指在一定深度下形成的，具有一定 义 温度和压力的含多种挥发组分和成矿元素的气态 或液态水溶液（简称热液）。
a、主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%）；
成 分 c、主要金属元素：K、Na、Ca、Mg；
b、其他挥发组分：HCl、HF、H2S、CO2、B、（As）；
海水热液及其成矿模式
海水可以在海底岩石 中下渗几公里，甚至十几 公里，然后变成上昂热液， 在深部的环流过程中，可 以与所途径的岩石发生水 岩反应，变成含矿热卤水， 然后沿着海底断裂上升至 海底，形成海底喷发和海 底“烟囱”。 近代海水的δD和 δ18OH2O都近于0‰（或均 为1‰±5‰）含SO42-，盐 度3.5%。
有关矿种： a、主要金属矿产：Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、 Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、Ta，U、Th
b、非金属矿产：云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、叶腊 石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、天青石、滑石、菱镁矿等。
二、热液的成因（类型）
气水热液的来 源是这类矿床的一 个重要问题。由于 其来源十分复杂， 因此人们曾提出过 多种看法，争议较 大。这个问题，也 是人们目前大力研 究的一个课题。气 水热液的来源可分 为四种基本来源， 五种类型。
（斯米尔诺夫）
这种地下水热液在 循环流动过程中，不断 发生“水-岩反应”， 从围岩，矿源层，甚至 从已形成的矿床中溶解 萃取大量成矿物质以及 盐类，形成含矿热卤水 或含矿热液： 大气水热液及其成矿模式
（斯米尔诺夫）
水→热水→热卤水→含矿热液（含矿热卤水）
海水 海水也属于大 气降水一大类，但 海水中的化学组成 显然与地表的大气 降水不完全一样。 海水的含盐度约为 3.5%NaCl ， 海 水 沿 着海底的深大断裂 下渗到洋壳深处， 形成环流热液。
【矿床学】第六章气水热液矿床各类(思考题及答案)

【矿床学】第六章气水热液矿床各类(思考题及答案)

第六章气水热液矿床各论（思考题及答案）1.热液矿床的分类方案答：由于自然界中热液矿床数量多、成矿复杂，至今尚无一个被不同研究者所公认的分类方案。

早在1933年，Lindgren根据热液矿床的成矿温度和深度，将热液矿床分为高温深成（300～500℃，＞3km）、中温中成（200～300℃，1.5～3km）和低温浅成（50～200℃，＜1.5km）等三种类型；后又有研究者进一步划分为深成高温、中深中温、浅成低温、远成低温矿床和浅成高温等矿床五类；也有人按成矿热液的主要来源，将热液矿床分为岩浆热液矿床、地下水热液矿床、火山热液矿床和变质热液矿床等。

在姚凤良等（2006）的《矿床学教程》中，主要考虑：（1）矿质和介质的主源（2）不同类型矿床的工业价值（3）成矿系列（即在侵入体的不同部位常出现成因上有联系的不同类型矿床）等，将热液矿床分为（1）接触交代矿床（狭义的矽卡岩矿床）；（2）斑（玢）岩型矿床；（3）高、中温热液脉型矿床；（4）低温热液矿床。

2.矽卡岩及其成因？答：矽卡岩，英文名为Skarn，原为瑞典中部的矿工用来称谓那些与矿石伴生的深色钙质硅酸盐岩石，此后经Tornebohm（1875）正式提出，并为Lingren （1902）及广大研究者接受与沿用。

在矿物组成上，矽卡岩由各类钙－镁－铁－锰－铝硅酸盐矿物所组成，以石榴子石与辉石（透辉石）为主，次为硅灰石、透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石、电气石、方柱石、符山石、金云母等。

目前地学界公认的矽卡岩定义为：产于火成侵入岩体接触带及附近，由岩浆热液及各类流体与碳酸质岩石交代变质而形成的蚀变岩，属于接触变质交代岩。

我国研究者根据长江中下游地区矽卡岩小矿床研究成果，提出了“岩浆矽卡岩”的概念。

吴言昌等（1996）指出，岩浆矽卡岩是由钙硅酸盐熔（流）体或钙矽卡岩质岩浆贯入结晶或／和隐爆团结（结晶）形成的。

主要呈脉状体，少数呈角砾岩筒（带），受断裂、裂隙构造控制，可产于各类不同岩石（层）中。

汽水热液矿床各论

汽水热液矿床各论


不同类型接触交代矿床地质特征一览表
矿床 类型 相关 岩体 矿体形态 矿石组成 矿石矿物 白钨矿 脉石矿物 贫铁矽卡岩矿 湖南柿竹园 物 湖南瑶岗仙 透辉石、钙铝 辽宁杨家杖子 榴石 矿床实例
钨矿 中酸性 似层状、脉状
钼矿 酸性岩 层状、透镜状 铅锌 中酸性、脉状、透镜状、 中性岩 层状 锡矿 酸性花 脉状、透镜状 岗岩 铍矿 酸性花 脉状、薄层状矿 体晚于矽卡岩 岗岩
钙质矽卡岩 镁质矽卡岩 3、矽卡岩(狭义矽卡岩、传统矽卡岩) 灰岩 白云岩、白云质灰岩 产出围岩 指产于中酸性侵入体与碳酸盐岩石接触带，在中等 石榴石、辉石， 镁橄榄石、透辉石、 深度条件下，经气水热液的高温交代作用形成的蚀 符山石、硅灰石、 尖晶石、硅镁石、蛇 矿物组成 方柱石及绿帘石、 纹石、金云母等 变岩石 阳起石、透闪石 主要由钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物组成
Cu品位可达2-8%，此外，矿石中常含较多
的磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿 ；
(5)以中小型矿床为主，除Cu外，尚有Mo、
Pb、Zn、Au等伴生元素
矿例：河北寿王坟矿床
安徽铜官山矿床、
辽宁华铜铜矿床
（五）接触交代矿床的主要类型
其它类型接触交代型矿床 (3) 钨矿床－湖南柿竹园等 (4) 钼矿床－辽宁杨家杖子钼矿床 (5) 金ห้องสมุดไป่ตู้床—吉林兰家金矿床 (6) 锡矿床－云南个旧锡矿床 (7) 铅、锌矿床－湖南水口山铅、锌矿床
岩等)接触带及其附近，由含矿气水热液通过交代作
用形成的，在空间和成因上与矽卡岩关系密切的一 类矿床。
“矽卡岩矿床（Skarn Deposit）”
2、接触交代矿床的工业意义
• 矿种多(Fe、Cu、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Au、Be、B、石棉等) • 品位高—富铜、富铁
气水热液矿床概论

气水热液矿床概论


二、含矿气水热液运移的通道 1．原生孔隙：是指岩石生成时就具有的孔洞和裂隙， 如造岩矿物的粒间间隙、火山岩中的气孔、沉积岩的层面 空隙等。常见岩石的平均孔隙度为：花岗岩 0.5％，片麻 岩1％，石英岩1％，石灰岩5％，砂岩15％，砂20％。 2．次生裂隙：包括非构造裂隙和构造裂隙两类。 ①非构造裂隙如沉积物挤压收缩和侵入岩冷却收缩产生的裂 隙、溶解裂隙、矿物结晶或重结晶而形成的裂隙、坍塌角 砾裂隙等。 ②构造裂隙主要指地壳运动产生的褶皱虚脱、断裂及与之有 关的一系列裂隙。
在岩浆流体析出的过 程中，其组成不断发 生变化，H2O、HCl、HF、 H2S、SO2、CO2的相对 比值常随时间而有所 改变。
二）变质水 －指岩石在进化变质作用过程中所释放出来的 热水溶液。 岩石遭受进化变质作用时，总伴随着矿物的脱水反应，而且 脱水同变质的强度成正比，如沉积岩的平均含水量为 5.54﹪，经过变质作用，这些水可被逐渐排出；如果沉积 岩在变质过程中释放出10%的水，则1km3的沉积岩可释放 出约1亿吨水。 低级变质岩（如绿片岩）遭受到高温高压作用转变为高级变 质岩（如高级角闪岩相和麻粒岩相的变质岩）的过程中， 也可排出水。 这些水也具有溶解迁移金属配合物的能力。通过对某些热液 矿床（如部分变质岩中的金矿床）矿物中气液包裹体和同 位素成分的研究，也证明有的热液矿床主要是在变质水参 与下形成的。 不同变质强度岩石中的含水量表
（三）硫（S） 气水热液中S的存在形式与H2S的解离作用有关。当温度高 于400oC（在1.013×105Pa压力下）时，H2S发生热分解： 2H2S（气）=2H2（气）+S2（气）；温度越高，分解程度 越大。 因此，在气水热液的高温阶段（约400oC），H2S 实际上呈未离解的中性气体分子状态存在，不参与化学反 应。这是说明为什么在气水热液的高温阶段很少形成硫化 物，或者只形成低硫的硫化物，如磁黄铁矿（Fe1－xS）、 毒砂（FeAsS）、硫锡矿（SnS）等。 随着温度的降低，H2S在水中的溶解度逐渐增大， H2S的解 离程度与它在水溶液中的溶解度成正比，这就是大量硫化 物总是在相当于中温到低温阶段的热水溶液中沉淀出来的 原因。
矿床学课件第五章气水热液矿床

矿床学课件第五章气水热液矿床

针对复杂地质条件下的气水热液矿床， 发展更为精准的找矿技术和方法，提 高资源利用率和经济效益。
THANKSBiblioteka 形成条件与过程形成条件
气水热液矿床的形成需要具备高温、高压的地质环境，以及含矿的岩石和良好 的围岩条件。同时，还需要有充足的成矿物质来源和热水溶液的流动。
形成过程
气水热液矿床的形成通常经历四个阶段，分别是渗滤交代阶段、充填交代阶段、 热液成矿阶段和表生改造阶段。每个阶段都有不同的成矿作用和矿物组合。
气水热液矿床的形成与地球动力学、板块构造、岩浆活动等密切相关，研究有助于 深入了解地球内部过程。
气水热液矿床中常伴有贵金属、稀有金属等高价值矿产，其研究对于经济发展具有 重要意义。
研究现状与进展
国内外学者对气水热液矿床的 形成机制、成矿规律等方面进 行了大量研究，取得了丰硕的 成果。
先进的地质勘查技术与方法在 气水热液矿床研究中得到广泛 应用，提高了找矿成功率。
矿床学课件第五章气水热液矿床
目录 Contents
• 气水热液矿床概述 • 气水热液的性质与来源 • 气水热液矿床实例 • 气水热液矿床研究意义与展望
01
气水热液矿床概述
定义与特征
定义
气水热液矿床是指由气水热液（ 即来自地下的热水溶液）在岩石 的裂隙或洞穴中沉淀而形成的矿 床。
特征
气水热液矿床通常具有较窄的矿 化范围，矿体形态多样，矿石品 位变化较大，矿物组成复杂，常 伴有围岩蚀变现象。
形成机理
气水热液的形成机理主要包括变质作用、岩浆活动、构造活 动等。这些过程可以导致地下水加热并产生流动，携带溶解 的矿物质迁移到有利成矿的构造中，最终在适当的条件下沉 淀成矿。
热液活动与成矿作用
热液活动
矿床学课件第五章气水热液矿床共61页

矿床学课件第五章气水热液矿床共61页

主要以H2S形式存在。但硫的状态随温度不同而 发生改变
（1）超高温（T>400℃）时，H2S发生分解； T>1500℃时，则全部分解为气体分子 H2S = 2H2+S2 随着温度下降，H2和S2 结合成H2S。
（2）高温热液阶段（T=300-400℃），未分解 的H2S以中性分子存在，很少形成硫化物，或只 形成低硫的硫化物如磁黄铁矿（FeS）、毒砂 （FeAsS）、辉钼矿（MoS）等。
21
三、气水热液的运移
13
3）氧—— O2
主要是氧化作用。氧的状态随空间不同而发生改变 （1）在深部，气水热液中含氧较少，有利于形成硫
化物和元素低价离子的化合物； （2）在浅部，气水热液中游离氧浓度增加，形成高
价元素离子的氧化物和硫酸盐矿物。
有些元素具有显著亲氧性，如铀和钨等，在自然条件下并 不形成硫化物，直到热液中足够的氧离子浓度才沉淀。有 些元素如金、银、铋等在热液中又不能形成氧化物，在还 原条件下可形成自然元素沉淀。
3
2、含矿气水热液
含矿气水热液是指含有用组分的气水热液，简 称含矿热液。
3、气水/气化热液矿床
在地壳岩石中由各种来源的含矿气水热液通 过交代、充填等作用而形成的矿床，称为气水 热液矿床，又称气化热液矿床。
4
二、矿床特征
1、矿床产于已固化的岩石中，即成矿晚于 围岩，属于后生矿床；
2、矿体主要呈透镜状、囊状、不规则状， 有时也呈似层状；
12
（3）中温热液阶段（T=300-200℃），H2S在 弱碱—碱性环境易分解成离子状态 H2S——HS-+H+ HS-——S2-+H+ 可形成高硫的硫化物如黄铁矿、胶黄铁矿等。
（4）低温热液阶段（T<200℃），SO42- 可形 成硫酸盐矿物如石膏、重晶石等。 随着温度下降，H2S在水中的溶解度逐渐增大，故 在低温-中温阶段易于形成大量的硫化物堆积沉淀。
第06章、气水热液矿床概论5.11

第06章、气水热液矿床概论5.11


六、气水热液矿床成矿方式
（二）交代作用及标志
2．类型：
① 扩散交代 交代过程中组份的带入或带出，是依靠热液中 的组份浓度与围岩粒间溶液中组份浓度之差（浓度 梯度），以分子或离子扩散的方式进行的，并且总 是由高浓度向低浓度扩散。
浓度梯度是扩散交代的必要条件。
六、气水热液矿床成矿方式
（二）交代作用及标志
⑤ 成矿作用具有多阶段性 ⑥ 矿床的矿石矿物以金属硫化物为主（Cu、 Mo、Pb、Zn、Hg、Sb、Ag…）另外有部分 金属氧化物和含氧盐（W、Sn、Fe、U……）
二、含矿气水热液的来源
根据成因不同主要以下几种来源：
二、含矿气水热液的来源
1、岩浆热液（包括侵入岩浆热液和火山热液）
根据实验表明岩浆在高 温、高压下可溶解相当量 的水。
200℃~300℃。
原因：
二、含矿气水热液的来源 2、地下水热液
地下热卤水的形成关键在于地下水如何形 成含矿的热液，形成的方式可能有多种多样： ① 流经含蒸发盐类矿物的地层，溶解盐类矿 物使地下水的含盐度增高。 ② 从围岩、矿源层、先期已形成的矿床中获 取成矿物质，地下水的温度越高摄取的成矿 物质越多。 ③ 与其它含矿热液混合。
矿质+变质水→含矿变质热液
二、含矿气水热液的来源 4．海水热液
主要产生于大陆边 缘海洋环境中，大陆 边缘往往是构造断裂 发育地带，海水沿海
底深大断裂下渗，受
到深部热源的影响， 受热温度增高而上升
形成环流。
二、含矿气水热液的来源 4．海水热液
二、含矿气水热液的来源
岩浆水: δD：-40— -80‰，δ18O： +6~+9‰
二、含矿气水热液的来源 2、地下水热液

ch6气水热液矿床概论


技术的研究，包括提取技术、环境保护等方面的研究。
未来发展趋势
1 2 3
跨学科研究
未来研究将更加注重跨学科的研究方法，包括地 质学、地球物理学、地球化学、生物学等多个学 科的交叉融合。
信息化技术的应用
随着信息化技术的发展，未来将更加注重对信息 化技术的应用，如大数据分析、人工智能等，以 提高研究效率和精度。
成矿流体形成与演化
01
初始成矿流体
由岩浆熔融体冷却固化释放出的残余气液和岩浆期后热液组成，富含挥
发分、金属元素和硅酸盐等。
02 03
演化过程
成矿流体在运移过程中不断演化，受到温度、压力、组分分异作用等因 素影响。随着流体的演化，金属元素逐渐富集，形成具有工业价值的矿 床。
流体性质
成矿流体性质多样，包括气液相流体、含硫化氢和二氧化碳的酸性流体、 含盐水溶液等。这些流体的物理化学性质对成矿作用和矿床类型具有重 要影响。
成矿物质来源
岩浆岩
气水热液矿床的成矿物质主要来源于岩浆岩，特别是中酸 性岩浆岩。在岩浆熔融和结晶过程中，不同元素以不同方 式富集，为成矿提供了丰富的物质基础。
围岩
气水热液在与围岩接触过程中，通过交代、渗透等方式从 围岩中获取成矿物质，使矿质得以补充和聚集。
大气降水
大气降水在渗入地下过程中与岩浆岩接触，通过化学反应 和溶解作用携带了部分成矿物质，成为成矿流体的组成部 分。
04
气水热液矿床的勘探与开发
勘探方法与技术
地质勘探法
通过研究地层、构造、岩浆岩 等地质特征，分析成矿条件，
预测矿床位置。
地球物理勘探法
利用物理手段探测地下地质构 造和矿体，如重力、磁力、电 法等。
地球化学勘探法

矿床学06气水热液矿床概论

矿床学06气水热液矿床概论1. 引言气水热液矿床是地质中含有气体、水和热液的矿床。

它们通常形成于构造运动活跃的地区，并与岩浆活动和热液活动有关。

本文将对气水热液矿床的形成机制、分类、主要特征和勘查方法进行概述。

2. 气水热液矿床的形成机制气水热液矿床的形成机制是由于地壳中的构造运动，导致岩浆在地下逆浸入，形成熔融岩浆库，同时地下水也因大地构造的运动而发生循环。

当熔融岩浆库和地下水循环相遇时，岩浆迅速冷却，热液形成。

热液含有丰富的金属和非金属元素，经过长时间的沉积和成矿作用，形成气水热液矿床。

3. 气水热液矿床的分类气水热液矿床可以根据热液的来源、成分和温度进行分类。

3.1 火山喷发型气水热液矿床火山喷发型气水热液矿床是由火山作用引起的热液活动形成的矿床。

火山岩浆中的含有丰富的挥发性组分，在火山喷发过程中与地下水相遇，形成热液。

这种类型的矿床常见于火山带。

3.2 岩浆热液型气水热液矿床岩浆热液型气水热液矿床是由岩浆活动引起的热液活动形成的矿床。

岩浆通过裂隙和断裂进入地下水系统，形成热液。

这种类型的矿床常见于火山地区和地壳褶皱带。

3.3 地壳深部热液型气水热液矿床地壳深部热液型气水热液矿床是由地壳深部的地热活动引起的热液活动形成的矿床。

由于地下深部的高温和高压条件，地下水在地壳深部形成高温高压下的热液。

这种类型的矿床常见于板块构造活跃的地区。

4. 气水热液矿床的主要特征气水热液矿床具有以下主要特征：•高温高压条件下形成：由于热液形成的地下条件通常是高温高压，导致矿床中的矿物含量丰富。

•矿物多样性：气水热液矿床中的矿物种类繁多，包括金属矿物、非金属矿物以及稀有地球元素矿物。

•成矿作用长时间：气水热液矿床的形成需要长时间的矿物沉积和成矿作用，矿床通常具有较大的规模。

•区域一致性：气水热液矿床常常呈现区域一致性，即在一个特定的地区内出现多个矿床。

5. 气水热液矿床的勘查方法气水热液矿床的勘查方法包括地质勘查、地球化学勘查和物理勘查。

第六章 气水热液矿床概论

c.低温阶段：氧化作用又相对活跃，部分亲铁元素与氧化合， 而亲硫元素则与S化合，这一阶段形成两类矿物：氧化物+ 硫化物。 d.表生阶段：[O]最高、活性最大，C、S被氧化、形成H2SO4 和H2CO3，于是形成大量硫酸盐矿物和碳酸盐矿物。
（4）硫（S）
成矿热液中，硫以H2S形成存在，并具电离： H2S ≒H+ +HS— HS— ≒H+ + S2— [S2—] = K1· K2· [H2S] / [H+]2
溶液中[S2—]增加，对硫化物大量形成具重要意义。
S对热液成矿作用的影响：
S2— → [S2]2— →S0 → 还原环境 形成自然 形成金属 硫，主要 硫化物 见于火山 喷气中 S4+ →S6+ →氧化程度增加 与O结合形成SO2， 近地表时+H2O形成 亚硫酸氧化成硫酸， 形成硫酸盐矿物。
硫的地球化学性状决定硫化物主要在中、深和碱性 条件下形成，而硫酸盐只能在近地表环境下形成。
4）溶解的气体：H2S、CO2、HCl等； 5）其它微量元素：主要是稀散元素：Li、Rb、Cs、Br、 I、Se、Te等。
3、气水热液组份的性状：
（1）水
水是气水热液的主要组分，它不仅是成矿物质的搬运介质，而且在 成矿作用的地球化学过程中起着极大的作用。
a.水解作用：溶解物质或使某些矿物沉淀。 b.水的电离：H2O ≒H+ +OH—，影响溶液的pH值，对成
4）深层地下水（深钻和深部矿井中获得的）的成分；
5）现代地热系统的详细研究。
2、气水热液的成分
1）最主要组份：水（H2O）。 2）基本组份：主要的造岩元素和挥发性组份：Na、K、 Ca、Mg、Sr、Ba、Al、Si等；Cl、F-、SO42-、P等。 3）金属成矿元素：
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• 总括起来成矿气水热液的来源主要有以下5种类型： • 岩浆热液， • 地下水热液， • 海水热液， • 变质热液， • 地幔来源流体。
（一）岩浆热液
1、成因：
• 岩浆热液是岩浆中所含的H2O及其他挥发组分在岩浆上侵
和冷凝结晶过程中，由于温度、压力和成分的变化与其所 溶解的化学成分一起被析出形成的。这类热液来自于岩浆。 由岩浆热液形成的矿床总是和岩浆侵入体有密切的联系。
660~720℃
• ※质量百分比溶解度
(二)地下水热液
1、成因
• 地下水热液是指大陆地区向下渗透的地下水及沉积物中的
封存水因地热梯度的影响和（或）受深部岩浆的烘烤，温 度升高、化学活动性增强，进而从所流经的岩石中溶解了 成矿物质而形成的。可细分为后生下渗溶液和同生沉积溶 液（建造水、同生水或封存水）。
CO32-、HS-、
• 水在硅酸盐熔浆中的溶解
度（据Burham,1979）
•
A图
• 1－钠长石熔浆；
2－含锂伟晶岩熔浆； 3－安山岩熔浆； 4－1100 ℃时H2O在玄武 岩熔浆中的溶解度
•B 图 • H2O在 • 玄武岩熔浆-1100℃ • 安山岩熔浆-1100℃ • 钠长石熔浆-700~800℃ • 含锂伟晶岩熔浆-
使岩浆热液重新溶解到岩浆体系中去，而不表现出单独活
动的性质。
• 岩浆分异出热液的过程是地质学者重视的一项内容。
Burham(1979)认为常见的长英质岩浆中，含水量一般为
2.5%～6.5%，平均3.0%。水在几种硅酸盐岩浆中的溶解度，
随着压力的增加而增大。压力降低，水就会从岩浆中释放
出来，形成熔有K、Na、Ca、Mg、Cl、F、 HCO3-等的岩浆热液。
SO42-、Cl-有所增加。(高盐度，富K+ )
（一）岩浆热液
• 岩浆热液是由岩浆在演化过程中分异形成的。包括由岩浆
液态不混熔作用分出来的热液和岩浆在结晶分异过程中分 异出来的热液。其特点为： 1）深度较浅、压力较低，由于岩浆分馏，水可以蒸气状态 逸出→凝聚成热水溶液； 2）深度较大、压力较高，岩浆分馏作用→超临界溶液→冷 却直接转变为热水溶液； 3） 开放的系统，岩浆在较高的温度下分馏→超临界溶液→ 冷却直接转变为热水溶液。
4),氯化物(Cl-)，氟化物(F-)，硼酸盐（B）等。 （4）成矿元素： ——亲铜元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg。 ——过渡元素Fe、Co、Ni、 ——稀有稀土和放射性元素W、Mo、Be、TR、U、In、Re。
气水热液的状态
（1）温度变化范围：50—800ºC，一般成矿温度： 100—600ºC
温度的40‰～+50‰，δ18OH2O=-44‰～+10‰。
(二)地下水热液
• 当大气降水进入地壳表层以后，在渗流和环流作用中，受
地热的影响或岩浆、火山活动的影响，使得这些水加热升 温，以至其温度达到300～400℃ ，温度升高后的地下水 密度变小，内能内压增强，地下水热液便不再向下渗透。 于是向着上升的方向，或沿着断层，向着减温减压的方向 循环流动。
3）元素地球化学研究：矿石与岩浆岩在某些矿物和微量元 素组成上具有一致性;
4）同位素地球化学研究：δD-δ18O、δ34S、δ13C；
5）流体包裹体研究
（一）岩浆热液
• 岩浆热液活动有一定的温-压条件，压力主要在
1000×105 ～2000×105Pa左右，说明它存在的深度一般不
超过7 ～ 8Km，温度为100 ～8000C。过高的温压条件会
一、概 述
• “气水热液” ，指在地壳一定深度下（n-n十公
里）通过各种方式形成的具有较高温度和压力、 以水为主的气态和液态溶液。
• 因其成分以水为主，并主要呈液态，故称为气水
热液，或简称为热液。
• 这种成分以水为主及含有多种挥发组分和多种成
矿元素的气水热液——含矿气水热液。
气水热液的成分
（1）主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%） （2）其他挥发组分： O、CO2、H2S、SO3、HCl、HF； （3）盐类物质：K、Na、Ca、Mg、Ba、Sr等的硫酸盐（SO2-
• 岩浆是一种成分很复杂的流体，它主要由硅酸盐、氧化物
和挥发份组成。其中挥发份约占5～10%，且以水为主。在 高温时，岩浆是一种均匀的熔融体，但随着温度逐渐下降， 压力降低，这时熔浆中的水等挥发份逐渐集中，于是形成 了高温的含矿气水热液。
（一）岩浆热液
2、氢-氧同位素特征： δD=-80‰～-40‰ δ18OH2O= 5.5‰～9.5‰ H-O同位素与初生水相似，CO2 、 Na+ 、 K+ 、 Si4+、 Al3+ 、
岩浆源汽水热液的主要依据
1）地质事实 A、时间、空间上的一致性； B、成矿专属性：一定类型热液矿床常与一定类型岩浆岩 相关； C、不同类型矿床或矿种常围绕侵入体呈水平或垂直分带； D、现代火山喷气、火山热泉资料.
2）高温高压实验研究：证实不同温压条件下水在二氧化硅 熔融体中溶解度的存在以及溶解度的不同（葛朗松（1937 年）、肯尼迪（1962年）;
气水热液矿床概论
本章目录
一、概 述 二、气水热液的来源（类型） 三、成矿物质的来源 四、热液中主要挥发组分的性状及其影响 五、成矿元素在热液中的迁移与沉淀 六、气水热液的运移 七、气水热液矿床的形成方式 八、围岩蚀变 九、成矿温度和成矿压力测定 十、矿化期、矿化阶段和矿物生成顺序 十一、气水热液矿床的原生带状分布
• 地下水热液的成分主要来自围岩，由地下水热液形成的矿
床，其矿石成分特征往往与围岩的一致。在矿床周围数十 公里的范围内没有火成岩出露，深部又无火成岩隐伏体， 且矿体围岩又未发生区域变质作用。 2、特征：
• 氢氧同位素接近大气降水线（温度多为中低温，多富Ca2＋
Na＋）。
(二)地下水热液
• 大气降水（或地表雨水）的同位素组成随海拔高度、纬度、
（2）压力：4×106 -2.5×108 Pa，形成深度不超 过6-8Km。
（3）状态：气态（高温低压条件）、液态（高压中 低温条件）、超临界状态（高温高压条件）
二、气水热液的来源（类型）
• 资料表明，成矿的热水溶液是多组分体系，有多
种来源，而且不同来源或成因的溶液常常是相互 掺杂混合，它们的形成常常有一个漫长的发展过 程。