第三章 成矿流体举例
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成矿流体特征分析与矿床形成模式随着矿产资源的日益枯竭和对矿床成因的深入了解,对成矿流体特征分析的研究日益重要。
成矿流体是一种在地壳中存在的流动的液态或气态物质,对矿床形成过程起着至关重要的作用。
研究成矿流体特征有助于揭示矿床成因机制,进一步完善矿床模型,从而为矿产资源的勘查和开发提供科学依据。
成矿流体包含丰富的元素和同位素信息,通过分析这些化学特征,我们可以了解到成矿流体的成分、来源、演化过程以及与其它地质过程之间的关系。
一般来说,成矿流体中的主要元素包括硫、铁、镁、钠等,而同位素包括氢、氧、碳等元素的同位素组成。
通过测定这些元素和同位素的含量和比例,我们可以根据它们的地球化学特征来推测成矿流体的来源和演化历史。
成矿流体的来源可以通过研究流体中的同位素组成来判定。
同位素组成的差异可以揭示不同的成矿流体来源,例如通过氢氧同位素分析可以判断成矿流体是否来自地表水,通过硫同位素分析可以判断成矿流体是否来自岩浆等。
同时,通过成矿流体中元素和同位素的含量和比例的变化,我们还可以推断成矿流体的演化历史,例如流体中硫同位素含量的变化可以反映出金属硫化物的沉淀过程。
在研究成矿流体特征的过程中,我们也可以发现不同矿床类型之间的差异。
不同矿床类型的形成机制是由成矿流体的组成和性质决定的。
例如,热液型矿床主要由热液流体的热液活动和物质输运导致的,而岩浆型矿床则是由于岩浆在地下经历演化过程后释放出的成矿流体形成的。
因此,通过深入研究不同矿床中的成矿流体特征,我们可以进一步理解矿床的成因机制,为寻找新的矿产资源提供指导。
除了成矿流体特征的研究外,也有许多其他因素对矿床形成起着重要的作用。
例如,构造背景、矿床围岩的性质、地球化学特征等都会对矿床形成产生影响。
因此,在研究成矿流体特征的同时,还需要考虑到这些因素的综合影响。
只有在掌握了这些信息之后,我们才能够建立一个相对完善的矿床模型。
综上所述,成矿流体特征分析是研究矿床形成机制的重要手段之一。
三,成矿流体的来源:流体与成矿:众所周知,许多矿床的形成是与流体的作用分不开的,原来成分的单一的流体与岩石相互作用获取了矿质和能量,迁移到一定的部位。
由于地质和物化条件的改变,导致矿质沉淀而形成矿床。
流体可以提供成矿物质,也可以溶解、搬运成矿物质。
同时,成矿作用也是在有流体存在的情况下发生的。
可以说,没有流体,就没有矿床。
下面将形成矿床的流体成为“成矿流体”。
流体:流体能带来能量,也能带来成矿物质。
在地壳甚至整个地球中存在着种类繁多的大量流体分布在各种地质环境中。
那么,什么叫流体?流体即是:在应力或外力作用下发生流动或发生形变、并与周围介质处于相对平衡条件下的物质(Fyfe, 1978)。
从这个定义出发,地壳中的水、岩浆、各种状态的热液、高密度的气体、甚至处在塑性状态的岩石等均可看作流体。
在成矿作用过程中,地热水、海底洋中脊或构造缝喷出的超临界流体和热液、卤水、岩浆、海水、雨水和地下水等流体是最为重要的。
萃取:并非所有的流体都可形成矿床,除非它们能形成流体。
由普通流体形成成矿流体,最重要的过程是流体与岩石的相互作用。
这种相互作用使流体和岩石的成分(原始和同位素成分)发生很大变化,导致流体中富含某种或某一类成矿元素而形成成矿流体。
流体与岩石相互作用的程度、成矿元素在特定温度压力条件下活动的流体中的溶解度、流体中的挥发分如Cl、F、B、S、C等以及碱金属、碱土金属和可溶性硅与可溶性有机质的含量、存在形式和所起的作用等,是最重要的研究内容。
迁移:成矿流体形成之后,大多数情况下要迁移到合适的沉淀场所。
流体迁移需要“力”的作用。
因此在研究成矿流体的迁移时不仅要讨论导致流体迁移的因素、迁移形式、迁移过程的时间和空间、迁移的通道等,也必须研究成矿流体迁移的能量、质量、动量守恒以及不同流体的混合作用等。
由于构造作用通常是导致流体迁移的一个重要因素,迁移的通道也常与构造作用、岩石的性质及环境有关。
因此,建立和恢复构造—热液体系也是成矿流体迁移中的一个重要方面。
与成矿作用有关的流体过程一、概述地壳中流体的存在及其运动是成矿的重要因素。
二、成矿流体来源与性质1、一般来讲,流体主要是水的溶液,其来源归根讲是指水的来源。
热液矿床中“热液”是典型的流体作用过程的介质。
D.E. White, 1974, Econ. Geol. V ol. 69. P954-973(AM)B.J. Skinner, 1979, Geochestry of Hydrothermal Ore Deposit(有中文版)2、white(1974)认为有六种水:1)出生水juvenile water来自地幔的水,其未经历过水圈的循环,数量少,与成矿关系不大,研究不多,更多的研究主要是关于地幔交代作用,如杜乐天,1998,地幔交代作用2)大气水meteoric water3) 海水ocean water以上两种水合称为地表水(surface water)4) 同生水connate waterr----formation water是指与沉积物同时形成并封存其中的水,经历了某些地质作用过程,从沉积——成岩,即经过了某些地质演化过程,故也称为演化水(evolution water)即fossil wate 此处fossil为形容词,原为化石,这里指“过去的”、“古代的”“历史的”如:fossil geothermal system 古地热体系5) 变质水metamorphic water变质过程中形成的水,包括孔隙水、结晶水等6)岩浆水magmatic water岩浆冷凝过程中释放出来的水3、海水和大气降水的性质该两种水约占地球表面积的97.5%,二者的主要的区别:1)化学物质成分上:Total Disolved Solids,缩写为TDS(总的溶解固体物),海水高于大气水175倍,主要成分为Na+1--Cl-1型和,Ca+2—HCO3-型2)氢氧同位素组成SMOW(标准平均海水):δ18O δD海水-1~0‰-10~0‰大气水10~-40‰30~-300‰δD=8δ18O+10以上同位素的差别是由于海水蒸发导致同位素分馏的原因。
矿床成矿条件与成矿流体性质矿床的形成是一个复杂的地质过程,受到多种因素的控制。
成矿条件包括地质构造、地层岩性、气候条件、地下水活动等,其中成矿流体的性质对于矿床的形成起着至关重要的作用。
本文将探讨矿床成矿条件与成矿流体性质之间的关系。
矿床成矿条件矿床成矿条件是指有利于矿床形成的一系列地质因素。
首先,地质构造对于矿床的形成具有重要意义。
构造活动可以使得地壳中的矿物质得以迁移和富集,从而形成矿床。
例如,板块构造运动导致的岩浆侵入和断裂活动,常常伴随着矿床的形成。
其次,地层岩性也是影响矿床形成的重要因素。
不同的地层岩性具有不同的矿物组成和化学成分,这些差异为矿床的形成提供了物质基础。
例如,沉积岩系中的有机质可以成为油气矿床的源岩,而变质岩系中的矿物质则可以形成金属矿床。
气候条件对于矿床的形成也具有重要作用。
气候条件影响地下水活动,进而影响矿物质的迁移和富集。
例如,雨水和地下水的淋滤作用可以溶解岩石中的矿物质,将其迁移到适合的地方形成矿床。
最后,地下水活动对于矿床的形成也具有重要意义。
地下水流动可以作为矿物质的搬运工具,将其从一个地方迁移到另一个地方,并在适宜的条件下富集成矿。
例如,地下水流动可以将岩石中的金属离子带到热液喷口附近,形成热液矿床。
成矿流体性质成矿流体是矿床形成的关键因素之一,它是指在成矿过程中流动的流体,通常富含矿物质和化学成分。
成矿流体的性质包括温度、压力、成分、流动方向等。
温度是成矿流体性质中的一个重要因素。
不同的温度条件下,矿物质的溶解度和迁移能力会有所不同。
例如,高温条件下,矿物质的溶解度增加,易于在流体中迁移和富集。
压力也是影响成矿流体性质的重要因素。
压力的大小可以影响流体的流动速率和矿物质的溶解度。
例如,在高压条件下,流体的流动速率会减小,使得矿物质更容易在流体中富集。
成矿流体的成分对于矿床的形成也具有重要意义。
流体中富含各种矿物质和化学成分,这些成分在流体流动过程中与岩石发生反应,形成矿床。
成矿物质一、概述:成矿物质包括成矿元素及搬运它的介质--成矿流体。
在进行矿床学研究的时候,成矿物质的来源是一个基本的问题。
200多年来地学界的水--火之争反映在矿床学上,实际上就是矿质来源之争。
50年代以前,主要依据与成矿有关的构造运动、岩浆运动、沉积作用、变质作用及矿床所处的大地构造环境,对矿质的来源作出某些判断。
这是矿质来源的宏观地质理论探讨时期。
当时流行的几种有关矿床分类方案:内生-外生矿床、同生--后生矿床、岩浆-沉积-变质矿床,反映了成矿物质的相应来源。
这一时期的特点是比较强调矿质的单一来源,研究对象也多局限于地球本身(浅部、表部或陆地),研究手段也十分落后。
板块运动与矿质地球是由金属、陨硫铁和硅酸盐的冷凝体所组成的,其总体成分接近于球粒陨石,因而可以用后者的成分代表地球的原始成分。
地球的形成年龄约为46亿年,在地球数亿年的过程中,地球具有由地壳、地幔和地核组成的层圈构造。
地球的形成和演化大致经历了四个阶段:第一阶段:地球的初始阶段到广泛的熔化(岩浆海洋);第二阶段(46-40亿年):发生第一次分异,形成全球性地壳,分异出安山岩、钙质斜长岩,玄武岩;40亿年前后发生大规模陨石冲击,故使原始地壳2/3以上受破坏,导致地幔上升,不断形成基性岩,并发生海底快速扩张;第三阶段(40-25亿年):发生第二次分异,玄武岩浆多次喷溢,出现板块运动,形成众多小板块;第四阶段(25亿年至今):地壳分异并逐渐稳定,现代板块运动发展,大陆壳经多次分异形成垂直分带——花岗岩在上,麻粒岩在下。
地球的圈层结构与矿质的来源:从上分析可知:在地球形成的初始阶段,地球是一个均匀体,还未发生明显的分异作用,因而也不能提供矿质来源形成矿床。
只有在第二阶段以后地球才开始分异,提供了元素迁移、聚集的可能性。
地核距地表近3000公里,其物质不具备到达地表的任何条件,故不可能是地球表部矿床的成矿物质来源;大于948公里深处的下地幔与地核一样;上地幔上部有一个软流圈,是影响全球构造的一个重要因素。