矿床 第四章 热液 (1-2)

第四章气水热液矿床一、概述气水热液是指具有一定温度和压力的气态和液态溶液。

它在临界温度以上时为气态，当温度下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”。

因为气水热液中常含有各种成矿元素，故又称含矿气水热液。

气水热液矿床是指含矿气水热液在各种不同的地质环境中运移时，随着物理化学条件（温度、压力、浓度等）的不断变化，在有利的地质条件下，成矿组分通过交代围岩或充填于围岩的裂隙中，使有用组分发生聚集所形成的后生矿床。

这类矿床的特点是①成矿物质的迁移富集与热流体的活动有关，特别是与热液作用有关；②成矿方式主要是通过充填或交代作用；③在成矿过程中往往伴有不同类型、不同程度的围岩蚀变；④成矿作用往往受到围岩岩性和构造条件的控制或影响。

气水热液矿床类型繁多，自然界很多矿产如钨、锡、铋、钼、铜、铅、锌、锑、汞、砷、铍、铟、镓、铀、金、银等和部分铁；非金属矿产有萤石、重晶石、石棉、水晶、冰洲石、菱镁矿等，它们在国防工业和国民经济建设等方面都具有重要意义。

二、热液成矿作用（一）成矿热液及矿质的来源成矿热液的来源是多方面的，岩浆活动、变质作用及地下水都可以形成。

但对于矿床的形成来说，最重要的还是与岩浆活动有密切关系的含矿热液，它是在岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的水，原本是岩浆体系的组成部分。

由岩浆水构成的热液常含有H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N2等挥发性化合物，具有很强的搬运金属络合物的能力。

含矿热液中的矿质来源可分为三类：1．来自同生热液和变质热液同生热液和变质热液可以携带溶解的成矿物质。

例如，原来沉积物中含有铅锌，在建造水（指沉积物沉积时含在沉积物中的水，又称封存水）释放过程中这些被溶解的金属组分也会随之带出。

2．来自热液渗滤的围岩热液沿围岩的裂隙、孔隙渗滤、运移时，可以和围岩中组分发生反应，通过水—岩反应，一部分物质溶解，使热液中金属组分含量升高，并使围岩中原有金属元素的含量减小。

热液矿床中成矿热液的来源、运移及沉淀一、成矿热液的的来源：含矿热液的来源一直存在争论，但根据多种数据和资料分析，大多数研究者已经接受含矿热液主要有下列几种类型：1、岩浆成因热液：指在岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的热水溶液，最初是岩浆体系的组成部分。

由于岩浆热液中常含有H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N2等挥发组分，故具有很强的形成金属络合物并使其迁移活动的能力。

岩浆存在水有人多证据，如：快速冷却的火山岩水量一般为0.2%-5%，最高可达12%，岩浆中的大量含水硅酸盐矿物也是岩浆含水的最好证据。

对热液矿床中矿物及其中流体包裹体氢氧同位素成分分析结果，也证明热液矿床形成的早期，确实有岩浆流体存在。

2、变质成因热液：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。

对某些热液矿床矿物中流体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。

变质成因热液也具有很强的溶解迁移金属络合物的能力。

3、建造水：指沉积物沉积时含在沉积物中的水，因此又称封存水。

这种水最初来自地表，与沉积物一起沉积，并与矿物颗粒密切接触，长期埋藏于地下，并与其周围的矿物发生反应，使其丧失了原有地表水的性质，形成了自己独有的特征，并在氢氧同位素组成方面也与地表水不同。

建造水广泛见于油田勘探过程中。

很多资料数据表明，有的低温铅锌矿床主要与建造水构造的热液活动有关。

4、大气水热液：包括雨水、潮水、海水、河水、冰川水和浅部地下水。

大量的岩浆岩及其相关流体的氢氧同位素研究表明，在岩浆流体成矿系统中早期成矿以岩浆流体为主，但中晚期通常有不同比例的大气水的混入，即使是发育于斑岩体内外接触带的斑岩型铜矿也都显示成矿后期有大气水的加入，甚至在一些热液矿床中成矿流体以大气水为主。

5、幔源初生水热液：指幔源挥发分流体，其最初来源可以是核幔脱气，也可以是大洋岩石圈俯冲到上地幔中脱气，是在地幔中形成的一种高密度的超临界流体。

热液矿床一、综述热液矿床－含矿热水溶液在一定物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等成矿方式形成的有用矿物堆积体。

热液矿床主要特点：1）含矿热液多来源：岩浆热液；火山一次火山热液；地下水热液；变质水热液；混合热液。

2）含矿热液成分复杂：主要是水；含多样挥发性组份(S、CO2、Cl、F、B等)；含多种金属组份(Fe、Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、Ag、Au、W、Sn、Mo、Co、Ni．Bi、U等) 。

矿床种类多, 综合利用；3）形成温度－一般400℃以下，最高500－600℃，最低50℃±。

形成深度－深一中深(4.5－1.5km)，或浅到超浅(1.5km 一近地表)，甚至在地表形成；4）构造控制极为显著：既是含矿热液运移通道，又是成矿物质沉淀的场所；5）成矿时间一般晚于围岩：属后生矿床。

围岩蚀变十分显著；6）成矿方式：以充填作用和交代作用为主。

因此矿体多呈脉状、网脉状、似展状、凸镇状等多种形态。

矿石构造常呈栉状、对称带状、皮壳状、角砾状、晶洞状、浸染状及块状等；7）矿石物质成分复杂：金属矿物以硫化物、氧化物、砷化物及含氧盐等为主；非金属矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。

矿石与围岩二者成分有明显差异；8）矿床形成过程具多期多阶段，不同的成矿期和成矿阶段，形成不同的矿物共生组合。

二、热液矿床的分类多种分类方案：1933年美国学者W．林格仑首先提出按矿床形成温度和深度来分类（1.高温深成热液矿床；2.中温中深热液矿床；3.低温浅成热液矿床）；瑞奇（1970）在林格仑的分类基础上又引进了远成热液矿床（远温矿床）和高温浅成热液矿床等概念。

此外，瑞士尼格里、德国史荣德洪、苏联塔塔林诺夫和H马加克扬（1955）等则根据矿床与岩浆岩的关系和形成温度，或矿床形成环境、特别是共生岩浆源的侵入深度和矿物成分（矿石建造）提出各种热液矿床的分类方案。

近年来，又有按构造一岩浆杂岩体对热液矿床进行分类。

第五章气水热液矿床总论（思考题及答案）1.气水热液与含矿气水热液的概念答：“气水热液”简称“热液”，是指形成于一定深度，具有一定温度和压力，主要由“水”和挥发性组分(F、Cl、B、P、S)组成（“气”）的流体，该流体在临界温度以上为气态，降到临界温度以下是液态。

含矿热液（ore-bearing hydrothermal solution）也称成矿热液（ore-forming hydrothermal solution），是指含有成矿物质的气水热液。

流体包裹体研究以及矿物组合的稳定性热力学计算表明，成矿热液一般具有较大的温度（50~500℃）和盐度（所溶解的所有固体组分的百分含量，<5%~>40%）区间，压力一般为4×106~2.5×108Pa，传统上一般认为热液矿床的形成深度不超过6~8Km。

2.何谓临界温度？水的临界温度是多少？答：使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度。

每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，液体就会沸腾，气态物质不会液化，这个温度就是临界温度。

临界温度越低，越难液化。

水的临界温度约是374℃。

当在临界温度时，恰好还能使水保持液态的那个压力，被称作水的“临界压力”，它大约是标准大气压的218.3倍。

当温度与压力高于上述数值时，就能得到“超临界水”。

与水蒸气相似，它没有固定体积并能充满任何容器。

然而，它的密度远比水蒸气高，事实上是液态水密度的三分之一。

而它最令人惊奇的性质是，它能像液态水一样溶解物质。

CO2的临界温度是31℃，临界压力是72.85标准大气压。

H的临界温度是-204℃，临界压力是12.8标准大气压。

3.含矿热液的来源有几种？如何判断？答：多数研究者认为，自然界中的存在不同来源的气水热液，包括岩浆水、变质水、地层建造水、天水（大气水）以及幔源初生水。

其中，大气水热液（meteoric fluid）包括雨水、湖水、海水、河水、冰川水和浅部地下水。