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第七章热水喷流沉积矿床热 水 喷 流 沉 积 矿 床 历 史 沿 革• 我 国 学 者 对 这 类 矿 床 的 研 究 也 非 常 重 视 。– 涂 光 炽 等 (1988)) 为 喷 流 沉 积 矿 床 给 出 了 详 细 的 定 义 :“ 热 水 沉 积 矿 床 ( 即 喷 流 沉 积 矿 床 ) 是 指 在 水 温 70~350℃或 更 高 的 热 水 介 质 ( 海 水 、 湖 水 、 热 泉 水 等 ) 中 形 成 的 ,主 体 以 沉 积 方 式 形 成 于 水 - 岩 石 界 面 之 上 水 体 中 之 层 状 、 似层 状 矿 体 , 但 也 包 括 此 界 面 之 下 可 能 存 在 的 以 充 填 和 交 代形 成 的 筒 状 、 锥 状 或 面 型 热 液 含 矿 蚀 变 体 , 两 者 可 共 生 或分 别 出 现 ”。– 韩 发 等 (1989a,1989b,1990)) 在 研 究 广 西 大 厂 锡 矿 时首 次 提 出 了 该 矿 床 为 热 水 喷 流 成 因 。– 徐 克 勤 等 (1996)) 强 调 指 出 , 自 20 世 纪 60 年 代 联 合 国 “ 深海 钻 探 计 划 ” 以 来 的 深 海 考 察 , 在 大 洋 扩 张 脊 附 近 海 底 发 现了 黑 烟 囱 、 白 烟 囱 和 热 泉 喷 涌 , 并 有 生 物 、 微 生 物 活 动 及硫 化 物 堆 积 等 现 代 海 底 喷 流 成 矿 作 用 , 这 些 发 现 极 大 地 推动 了 海 底 热 水 喷 流 沉 积 成 矿 理 论 的 发 展 。– 陈 毓 川 (1997(1997) 指 出 在 原 来 的 3 个 矿 床 系 列 组 合 之 外 ( 沉积 、 变 质 和 岩 浆 成 矿 系 列 组 合 ), 还 存 在 第 四 个 成 矿 系 列组 合 , 即 地 壳 含 矿 热 水 成 矿 系 列 组 合 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

第七章热水喷流沉积矿床喷 流 沉 积 矿 床 定 义• 热 水 喷 流 沉 积 成 矿 作 用 泛 指 不 同 成 因 的 ( 含 矿 ) 热水 在 喷 溢 出 海 底 的 过 程 中 , 在 喷 流 口 以 下 的 热 液 通道 中 通 过 充 填 、 交 代 作 用 , 在 喷 流 口 以 上 的 海 底 则通 过 与 冷 海 水 之 间 的 相 互 作 用 , 使 热 水 中 所 携 带 的物 质 组 分 分 别 在 热 液 通 道 和 海 底 沉 淀 下 来 而 富 集 成矿 的 过 程 。 这 种 作 用 使 热 水 中 的 矿 质 富 集 并 形 成 的矿 床 , 称 之 为 “ 喷 流 沉 积 矿 床 (Exhalativesedimentary deposit)”。• 以 往 , 对 这 类 矿 床 的 称 谓 还 不 统 一 , 不 同 的 学 者 曾冠 以 “ 喷 气 矿 床 ”、“ 喷 流 矿 床 ”、“ 喷 流 沉 积 矿 床 ”、“ 喷 流 热 水 沉 积 矿 床 ”、“ 热 水 沉 积 矿 床 ” 和 “ 块 状 硫 化物 矿 床 ” 等 名 称 , 为 统 一 起 见 , 本 书 将 这 类 矿 床 统一 定 名 为 “ 热 水 喷 流 沉 积 矿 床 ”,, 简 称 “ 热 水 喷 流 矿床 ”。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

矿 床 特 征第七章热水喷流沉积矿床• (1)) 矿 床 伴 有 典 型 的 喷 流 岩 (exhalite,, 热 水 沉积 岩 ), 以 此 区 别 于 其 他 类 型 矿 床 。 这 些 岩 石 主要 是 硅 质 岩 、 条 带 状 含 电 气 石 岩 或 电 气 石 岩 、 条带 状 含 长 石 岩 或 富 长 石 岩 、 透 辉 岩 与 透 闪 岩 ( 或双 透 岩 )、 重 晶 石 或 石 膏 层 等 。• (2)) 矿 床 具 有 层 控 及 时 控 特 征 。 在 某 一 地 区 内 矿体 往 往 赋 存 于 一 定 层 位 , 如 长 江 中 下 游 断 裂 拗 陷带 中 铁 、 铜 矿 床 多 产 于 中 石 炭 统 黄 龙 灰 岩 下 部 。• (3)) 这 类 矿 床 的 矿 体 往 往 呈 层 状 、 似 层 状 或 透 镜状 产 于 地 层 中 , 且 矿 体 一 般 随 地 层 褶 皱 而 褶 皱 。部 分 矿 床 具 典 型 的 “ 双 层 ” 构 造 , 上 部 为 层 状 矿体 , 下 部 为 细 脉 状 、 筒 状 含 矿 蚀 变 体 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

矿 床 特 征第七章热水喷流沉积矿床• (4)) 矿 体 和 矿 石 具 有 微 层 理 甚 至 微 细 沉 积 韵 律 , 常 具 有 顺层 条 带 状 、 顺 层 揉 皱 等 构 造 以 及 显 微 球 粒 状 、 同 心 环 带 、生 物 和 鲕 状 等 结 构 , 反 映 了 同 生 沉 积 的 特 征 。 此 外 , 矿 石中 常 广 泛 发 育 胶 黄 铁 矿 。• (5)) 具 有 与 现 代 海 底 热 水 喷 流 成 矿 作 用 相 似 的 两 套 成 矿 系统 。Hutchison(1988)) 认 为 热 水 通 道 周 围 有 明 显 的 蚀 变 ,层 状 矿 的 下 盘 也 具 有 蚀 变 , 而 上 盘 一 般 不 具 有 蚀 变 现 象 ,并 称 之 为 不 对 称 蚀 变 作 用 ( 底 蚀 构 造 )。LargeLarge(1992) ) 的研 究 指 出 上 盘 也 有 微 弱 的 蚀 变 现 象 。 芮 宗 瑶 (1989(1989) ) 指出 , 在 火 山 岩 容 矿 的 热 水 喷 流 沉 积 矿 床 (VMS(VMS) ) 中 , 喷 流通 道 常 见 明 显 的 绿 泥 石 化 、 硅 化 , 有 时 还 能 见 到 钠 长 石 化以 及 铁 镁 碳 酸 盐 化 。 在 喷 口 以 上 的 层 状 矿 体 的 下 盘 可 见 到明 显 的 黄 铁 绢 英 岩 化 ; 在 沉 积 岩 容 矿 的 喷 流 热 水 沉 积 矿 床(Sedex)) 中 , 喷 流 通 道 中 常 见 的 蚀 变 是 硅 化 , 有 时 也 还 有电 气 石 化 、 钠 长 石 化 , 在 沉 积 的 层 状 矿 的 下 盘 仅 见 到 白 云石 化 、 电 英 岩 化 和 绿 泥 石 化 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

第七章热水喷流沉积矿床喷 流 沉 积 矿 床 ——“ 同 - 后 生 共 生 型 ”• 为 了 突 出 这 类 矿 床 的 独 有 特 征 , 并 与 其 他 类型 矿 床 相 区 别 , 本 教 材 建 议 用 “ 同 - 后 生 共 生型 ”(epi-syngenic) 矿 床 来 概 括 热 水 喷 流 成矿 作 用 的 本 质 特 征 , 这 也 是 本 教 材 明 确 把 热水 喷 流 矿 床 划 分 为 独 立 的 类 型 并 作 为 独 立 一章 进 行 讨 论 的 重 要 理 论 依 据 。• 需 要 强 调 指 出 的 是 , 热 水 喷 流 成 矿 作 用 的 研究 应 包 括 现 代 海 底 热 水 喷 流 作 用 和 古 老 热 水喷 流 矿 床 两 大 部 分 , 可 以 说 前 者 是 后 者 的 重要 基 础 , 后 者 是 前 者 的 应 用 和 深 化 , 这 两 个方 面 的 共 同 研 究 正 促 进 着 热 水 喷 流 沉 积 成 矿理 论 的 发 展 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

( 一 ) 红 海 热 卤 水 成 矿一、热卤水成矿作用• 1964 年 在 红 海 发 现 高 热 卤 水 与 AtlantisⅡ 海 渊多 金 属 软 泥 , 揭 开 了 现 代 海 底 热 水 活 动 与 金属 硫 化 物 沉 积 成 矿 研 究 的 序 幕 。• 红 海 热 水 系 统 是 一 个 与 裂 谷 作 用 有 关 的 、 受岩 浆 热 驱 动 的 热 水 对 流 体 系 , 高 密 度 热 卤 水覆 盖 在 尚 未 固 结 的 含 金 属 软 泥 上 , 是 现 今 已知 的 通 过 同 生 作 用 使 硫 化 物 堆 积 , 且 局 部 达到 工 业 品 位 的 最 著 名 的 实 例 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二 、 现 代 洋 底 热 水 喷 流 成 矿 作 用• 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 的 发 现 和 研 究 明 显 晚 于 红 海 热卤 水 成 矿 作 用 的 研 究 。1976。年 , 在 东 太 平 洋 赤 道 附近 的 Galapagos 扩 张 中 心 , 在 以 Fe 蒙 脱 石 和 Mn 氧 化 物组 成 的 隆 起 上 , 发 现 了 密 度 较 低 、 温 度

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 1. 喷 流 作 用 的 构 造 背 景 及 类 型– 全 球 范 围 内 , 正 在 形 成 多 金 属 硫 化 物 和 富 Fe、Mn 沉 积 物 的 最 壮 观 的 现 代 洋 底 喷 流 作 用 发 生 在大 洋 扩 张 中 心 的 洋 中 脊 , 还 有 少 量 的 喷 流 系 统发 生 在 中 等 到 快 速 扩 张 的 弧 后 盆 地 以 及 海 山 上 。热 水 喷 流 的 类 型 主 要 有 两 种 , 一 是 高 温 的 集 中喷 流 形 式 ; 二 是 低 温 的 渗 流 作 用 。• 高 温 的 集 中 喷 流 形 式 以 黑 烟 囱 为 代 表 , 形 成 各 类 硫 化物 的 沉 积 ;• 低 温 的 渗 流 作 用 则 可 能 形 成 了 广 泛 分 布 的 硫 酸 盐 、 铁的 氧 化 物 - 硅 酸 盐 - 锰 的 氧 化 物 , 以 及 可 能 的 含 钴 的 锰氧 化 物 结 壳 。 低 温 渗 流 作 用 虽 然 温 度 较 低 , 但 由 于 发育 广 泛 , 估 计 这 种 流 体 活 动 占 洋 壳 总 对 流 热 流 的90%, , 且 把 大 量 的 物 质 从 洋 壳 带 到 海 底 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 2. 热 水 流 体 的 化 学 性 质 —— 研 究 热 水 流 体 的 性 质 对分 析 喷 流 作 用 、 了 解 成 矿 机 理 具 有 重 要 意 义 。 目 前 通过 在 典 型 的 黑 烟 囱 的 中 部 取 流 体 样 , 并 通 过 对 烟 囱 内的 堆 积 体 和 网 脉 体 中 矿 物 的 流 体 包 裹 体 进 行 补 充 研究 , 已 经 积 累 了 一 定 的 资 料 。– (1)pH 值 和 酸 碱 度– (2)) 硫 、 硒 、 砷– (3)) 碳– (4)) 硅 质– (5)) 碱 土 元 素– (6)) 碱 金 属 元 素– (7)B– (8)Al– (9)) 稀 土 元 素– (10)) 贱 金 属 和 黑 色 金 属– (11)) 金PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 2. 热 水 流 体 的 化 学 性 质– (1)pH 值 和 酸 碱 度• 所 有 取 样 获 得 的 喷 流 流 体 都 是 酸 性 的 , 如 在 东 太 平 洋 岭 11 o N、13 o N、21o N 的 喷 流 口 中 , 温 度 350℃ 时 ,pH,值 在 4.1~4.9 之间 ; 又 如 Lau 弧 后 盆 地 中 流 体 的 pH 为 2, , 这 里 的 流 体 含 有 异 常高 的 某 些 元 素 (Cl(Cl、As、K、Mn、Zn、Pb和 Cd)。 喷 流 流 体的 酸 性 特 征 是 在 高 温 反 应 带 , 水 - 岩 形 成 如 绿 帘 石 这 样 矿 物 引 起的 :2Ca 2+ +Fe 3+ +2Al 3+ +3SiO 2( 水 )+7H)2O===Ca 2FeAlSi 3O 12(OH)+13H+• 绿 帘 石 是 被 热 液 流 体 完 全 蚀 变 的 玄 武 岩 中 常 见 的 一 种 矿 物 。 另外 , 海 底 金 属 硫 化 物 的 沉 淀 也 可 以 产 生 酸 性 条 件 :H 2S+Me 2+ ====MeS+2H +• 流 体 的 这 种 酸 性 特 征 一 是 有 利 于 淋 滤 、 萃 取 成 矿 物 质 ; 二 是 有助 于 在 喷 流 口 使 金 属 沉 淀 。 由 于 海 水 略 偏 碱 性 (2℃(时PH=7.8),会 在 热 流 体 排 泄 处 周 围 形 成 大 的 PH 值 梯 度 , 促 使成 矿 物 质 沉 淀 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 2. 热 水 流 体 的 化 学 性 质– (2)) 硫 、 硒 、 砷• 硫 在 酸 性 喷 流 流 体 中 以 H 2 S 形 式 存 在 。 当 热 流 体 接近 或 到 达 海 底 并 与 周 围 海 水 混 合 时 ,H,2 S 被 氧 化 ,PH 值 升 高 , 导 致 硫 化 物 和 单 质 硫 的 形 成 。 单 质 硫对 喷 流 口 附 近 的 化 学 自 营 养 显 微 生 物 是 关 键 的 。As 和 Se 与 S 相 似 , 比 在 海 水 中 要 富 集 得 多 。• H 2 S 的 δ 34 S:-2.3‰~+7.8‰, , 说 明 它 并 非 完 全来 自 于 玄 武 岩 (δ(34 S=-0.10.1‰~+0.5‰), 必 须有 某 种 重 硫 混 入 流 体 中 , 最 可 能 的 来 源 是 硫 酸 盐 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 2. 热 水 流 体 的 化 学 性 质– (3)) 碳 —— 在 酸 性 的 喷 流 流 体 中 C 的 主 要 形 式 是CO 2 , 尽 管 有 少 量 的 CH 4 和 其 他 碳 氢 气 体 。 在Guaymas 盆 地 流 体 中 CO 2 的 含 量 很 高 , 当 围 压 减 小时 流 体 会 冒 泡 。 一 个 显 著 的 例 子 是 Jade 矿 床 , 气 泡 含有 86% 体 积 的 CO 2 ,3%H2 S 和 11% 的 (CH(4 +H 2 )。负 的 δ 13 C 值 说 明 喷 流 溶 液 中 的 C 并 不 是 全 部 来 自 海 水(~0‰), 应 有 岩 浆 C(δ 13 C=-3.43.4‰~-4.1‰) ) 的加 入 。– (4)) 硅 质 —— 喷 流 热 水 中 的 主 要 成 分 , 硅 的 含 量 变化 不 大 。 在 沉 积 物 非 补 偿 的 洋 中 脊 , 喷 流 流 体 中 SiO 2的 含 量 在 17.5~22.9mmol/kg。 。 尽 管 高 温 反 应 带 内Si 的 溶 解 作 用 被 石 英 控 制 , 但 它 在 海 底 或 紧 靠 海 底 附近 的 沉 淀 作 用 , 则 由 具 更 高 溶 解 度 的 非 晶 质 硅 或 蛋 白石 控 制 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 2. 热 水 流 体 的 化 学 性 质– (5)) 碱 土 元 素 ——Mg一 般 在 喷 流 热 液 中 含量 为 零 , 但 个 别 情 况 下 , 具 有 较 高 含 量 。Ca。和 Be 比 海 水 有 不 同 程 度 的 富 集 。Ba。的 资 料 很少 , 这 是 因 为 一 接 触 到 海 水 Ba 就 会 沉 淀 下来 , 但 Ba 在 流 体 中 的 含 量 至 少 应 该 比 海 水 高两 个 数 量 级 。Sr。是 几 种 与 海 水 相 比 可 以 富 集 也可 以 贫 化 的 元 素 之 一 。Sr。同 位 素 界 于 海 水 和 玄武 岩 相 应 值 之 间 , 说 明 Sr 来 自 于 两 个 来 源 。– (6)) 碱 金 属 元 素 ——LiLi、K、Rb、Cs这 些 碱金 属 都 比 海 水 中 呈 明 显 的 富 集 。Na。是 喷 流 热水 中 的 主 要 阳 离 子 。– (7)B——比 海 水 有 某 种 程 度 上 富 集 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 2. 热 水 流 体 的 化 学 性 质– (8)Al——比 海 水 具 有 明 显 的 富 集 , 但 确 切含 量 尚 未 确 定 。 在 形 成 硫 化 物 的 喷 流 作 用 中 ,Al 含 量 低 , 不 能 形 成 大 量 的 含 Al 矿 物 。 但 在Fe-SiSi-Mn氧 化 物 矿 床 中 , 存 在 大 量 富 Al 的 矿物 , 如 绿 脱 石 及 相 关 的 粘 土 矿 物 。– (9)) 稀 土 元 素 —— 在 几 个 喷 流 口 分 析 过REE, , 其 含 量 要 比 海 富 集 1~3 个 数 量 级 , 但 相对 于 新 鲜 玄 武 岩 要 贫 3~4 个 数 量 级 。 和 古 老块 状 硫 化 物 矿 床 的 REE 样 式 相 似 , 在 沉 淀 过 程中 REE 未 发 生 分 离 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 2. 热 水 流 体 的 化 学 性 质– (10)) 贱 金 属 和 黑 色 金 属 —— 金 属 含 量 变 化很 大 , 绝 大 多 数 情 况 下 比 海 水 极 富 含 这 些 金 属 。弧 后 环 境 似 乎 尤 为 有 利 , 这 与 古 老 的 有 利 成 矿环 境 相 一 致 。 资 料 表 明 , 这 些 金 属 是 以 氯 的 络合 物 形 式 搬 运 的 。– (11)) 金 —— 喷 流 流 体 中 的 金 含 量 尚 未 分 析过 , 通 过 热 动 力 学 计 算 表 明 海 底 喷 流 热 液 可 以含 高 达 0.5~1nmol/kg 的 Au。Au在 温 度

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 3. 热 水 流 体 的 物 理 性 质– (1)) 温 度 —— 喷 流 口 热 流 体 的 温 度 是 用 温 度 探 测 器 测定 的 。 形 成 硫 化 物 的 热 液 喷 流 口 的 温 度 在 2℃ 到 最 高350℃ 之 间 变 化 。 更 高 的 温 度 如 405℃ 甚 至 420℃ 也 被 记录 过 , 但 很 少 见 , 且 不 稳 定 。– (2)) 流 量 —— 总 流 量 的 测 定 具 有 较 大 的 不 确 定 性 。Palmer and Edmond(19891989) ) 估 算 出 洋 中 脊 的 流 量 是1.2±0.30.3×1014 kg/a。 。 这 相 当 于 Amazon 河 的 总 流 量 ,或 是 大 约 0.4%~2.5% 的 全 球 河 流 向 海 洋 的 排 放 量(360×1014 kg/a)。 根 据 这 些 数 据 , 全 球 海 洋 水 的 总量 会 在 5~11×1010 6 年 内 通 过 扩 张 洋 脊 的 位 置 整 个 循 环 一遍 , 在 太 古 代 会 快 5 倍 , 因 为 当 时 洋 壳 的 地 温 梯 度 被 认为 比 现 在 高 得 多 。 单 一 喷 流 口 和 热 田 流 量 的 估 计 是 确 定的 , 如 测 得 20°N 太 平 洋 脊 226~351℃ 单 个 烟 囱 的 流 速为 0.7~2.4m/s, 估 计 其 流 量 是 (1.6~4.5(1.6~4.5)×1010 kg/a, , 整 个 热 流 田 的 流 量 是 (2.9~6.4(2.9~6.4)×109 kg/a。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 3. 热 水 流 体 的 物 理 性 质– (3)) 盐 度• 盐 度 是 指 溶 解 在 每 公 斤 海 水 中 的 总 固 体 物 质 的 克 数 。正 常 海 水 的 盐 度 35‰, , 喷 流 流 体 的 盐 度 从 比 海 水 低40% 到 高 70% 之 间 变 化 。– 不 同 的 喷 流 口 差 别 很 大 , 特 殊 的 例 子 是 , 在 红 海AtlantisⅡ 海 渊 中 的 热 卤 水 , 其 盐 度 是 海 水 的 许多 倍 。 盐 度 变 化 大 和 极 高 盐 度 的 情 况 , 在 现 代 大洋 和 白 垩 纪 Troodos 蛇 绿 岩 的 流 体 包 裹 体 中 存 在着 。– 与 之 相 似 , 在 几 个 古 老 块 状 硫 化 物 矿 床 下 部 的 脉和 网 脉 中 , 流 体 包 裹 体 的 盐 度 比 现 今 海 水 的 盐 度要 高 得 多 , 如 日 本 黑 矿 中 盐 度 为 3.5%~7 %,%而 在 加 拿 大 魁 北 克 某 些 前 寒 武 纪 矿 床 中 的 盐 度 高达 46%。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 3. 热 水 流 体 的 物 理 性 质– (3)) 盐 度 —— 关 于 喷 流 流 体 的 盐 度 高 度 变 化性 , 目 前 有 几 种 解 释 。• 在 AtlantisⅡ 深 渊 , 高 盐 度 是 溶 解 了 蒸 发 盐 的 缘故 , 蒸 发 盐 与 现 代 年 轻 洋 盆 边 部 与 富 Zn 沉 积 物 互层 。• 但 是 , 这 种 作 用 对 太 平 洋 或 大 西 洋 现 代 喷 流 热 液 以及 对 古 老 的 火 山 岩 中 的 硫 化 物 矿 床 来 说 是 不 存 在的 , 因 为 这 些 地 方 并 不 存 在 蒸 发 盐 , 可 能 的 机 制 包括 与 高 盐 度 的 岩 浆 流 体 混 合 、 与 玄 武 岩 水 - 岩 反 应 。流 体 在 超 临 界 区 的 相 分 离 或 在 较 低 压 力 下 的 沸 腾 作用 是 引 起 盐 度 变 化 很 大 的 可 能 原 因 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 3. 热 水 流 体 的 物 理 性 质– (4)) 密 度 —— 现 代 和 古 老 喷 流 流 体 的 密 度 比 周围 海 底 海 水 的 密 度 要 小 。 即 使 超 高 盐 度 的AtlantisⅡ 海 渊 中 的 热 流 体 最 初 也 是 上 浮 的 , 这是 其 高 温 性 能 所 致 , 但 在 冷 却 过 程 中 会 变 得 比海 水 密 度 更 大 。• 黑 烟 囱 的 喷 流 热 水 与 海 水 具 有 最 大 的 密 度 差 , 可 达0.2~0.3g/cm 3 , 正 是 因 为 这 种 密 度 差 使 其 喷 流 作 用表 现 出 高 温 、 高 速 率 , 形 成 从 海 底 上 升 的 热 液 柱 。• 相 反 的 , 形 成 Fe-SiSi-Mn氧 化 物 矿 化 的 流 体 具 有 小 得多 的 密 度 差 , 在 0.01g/cm 3 左 右 , 此 时 流 体 仅 以 每秒 几 厘 米 的 速 率 运 移 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征二、现代洋底热水喷流成矿作用• 4. 现 代 喷 流 矿 床 的 基 本 特 征– (1)) 现 代 喷 流 矿 床 的 一 般 特 征• 现 在 正 在 海 底 形 成 的 热 水 矿 床 , 在 矿 物 学 上是 复 杂 的 。 简 单 起 见 , 可 分 为 硫 化 物 和 Fe-Si-Mn氧 化 物 两 类 。 这 两 类 矿 床 形 成 于 相 似的 构 造 环 境 , 具 有 相 似 的 生 长 结 构 , 只 是 形成 它 们 的 喷 流 热 流 体 在 温 度 和 H 2 S 含 量 上 有明 显 的 区 别 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征二、现代洋底热水喷流成矿作用• 海 底 热 液 硫 化 物 矿 床 是 由一 系 列 烟 囱 堆 积 而 成 的 。– 最 初 , 喷 流 形 成 硬 石 膏 烟囱 , 每 天 可 生 长 几 厘 米 。这 种 硬 石 膏 可 以 作 为 后 期硫 化 物 沉 淀 的 基 底 , 当 足够 厚 的 时 候 , 会 阻 止 周 围冷 的 海 水 进 入 烟 囱 , 更 热的 流 体 就 会 充 填 在 喷 口 中心 。 烟 囱 的 内 、 外 壁 之 间存 在 大 的 温 度 变 化(350℃→2℃)、PH变 化(4.5→7.8)、 氧 化 状 态 变化 ( 还 原 → 氧 化 )、 硫 的价 态 变 化 ( 高 S 2- → 无 S 2- )和 成 分 变 化 ( 内 部 比 外 部海 水 富 集 许 多 组 分 )。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cna. 热 流 柱黑 烟 ( 富 po)c.0.6-0.8mb.350° C枕 状 熔 岩热 流 柱1-2m350℃枕 状 熔 岩350° C5-6m枕 状 熔 岩cp 或 cub(+po)位 于 硬 石 膏 基 质 中 的 Cu-Fe 硫 化 物硬 石 膏 +py+sp± 叠 水 镁 钒 基 质在 硬 石 膏 中 po+py+sp 共 生硬 石 膏热 液 集 中 流热 液 分 散 流海 水 卷 入图 7-2 现 代 海 底 黑 烟 囱 成 因 示 意 图( 据 Goldfarb et al,1983;Haymon,1983;Lydon,1986)a- 烟 囱 的 形 成 ;b- 烟 囱 的 生 长 ;c- 烟 囱 的 矿 物 分 带 ; 矿 物 缩 写 :cp- 黄 铜 矿 ;cub=方 黄 铜 矿 ;po- 磁 黄 铁 矿 ;sp- 闪 锌 矿 。 叠 水 镁 钒 是 一 种 新 的 , 羟 基 硫 酸 盐 - 氢 氧

( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征二、现代洋底热水喷流成矿作用• 海 底 热 液 硫 化 物 矿 床 是 由一 系 列 烟 囱 堆 积 而 成 的 。– 随 后 , 老 的 烟 囱 会 不 断 被沉 淀 的 矿 物 填 满 , 老 烟 囱的 喷 流 作 用 会 停 止 。 随 之温 度 就 会 降 低 , 由 于 硬 石膏 在 冷 水 里 比 在 热 水 里 的溶 解 度 要 大 , 它 会 溶 解 并使 烟 囱 弱 化 , 而 引 起 坍 塌 。如 果 这 种 作 用 持 续 足 够 长时 间 的 话 , 会 导 致 相 邻 的堆 积 锥 结 合 成 一 个 大 的 矿床 。 在 构 造 活 跃 区 形 成 的堆 积 锥 可 能 会 发 生 断 裂 并叠 加 新 的 堆 积 体 , 形 成 复杂 的 内 部 结 构 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cna. 热 流 柱黑 烟 ( 富 po)c.0.6-0.8mb.350° C枕 状 熔 岩热 流 柱1-2m350℃枕 状 熔 岩350° C5-6m枕 状 熔 岩cp 或 cub(+po)位 于 硬 石 膏 基 质 中 的 Cu-Fe 硫 化 物硬 石 膏 +py+sp± 叠 水 镁 钒 基 质在 硬 石 膏 中 po+py+sp 共 生硬 石 膏热 液 集 中 流热 液 分 散 流海 水 卷 入图 7-2 现 代 海 底 黑 烟 囱 成 因 示 意 图( 据 Goldfarb et al,1983;Haymon,1983;Lydon,1986)a- 烟 囱 的 形 成 ;b- 烟 囱 的 生 长 ;c- 烟 囱 的 矿 物 分 带 ; 矿 物 缩 写 :cp- 黄 铜 矿 ;cub=方 黄 铜 矿 ;po- 磁 黄 铁 矿 ;sp- 闪 锌 矿 。 叠 水 镁 钒 是 一 种 新 的 , 羟 基 硫 酸 盐 - 氢 氧

( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征二、现代洋底热水喷流成矿作用• 海 底 热 液 硫 化 物 矿 床 是 由一 系 列 烟 囱 堆 积 而 成 的 。– 通 过 烟 囱 的 不 断 形 成 、 不断 坍 塌 堆 积 , 最 终 可 形 成规 模 可 观 的 块 状 硫 化 物 矿床 , 矿 床 的 通 道 部 分 显 示后 生 矿 床 的 特 点 , 而 矿 床的 层 状 部 分 则 表 现 为 同 生矿 床 的 特 点 。– 海 底 烟 囱 的 形 成 过 程 见 图7-2。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cna. 热 流 柱黑 烟 ( 富 po)c.0.6-0.8mb.350° C枕 状 熔 岩热 流 柱1-2m350℃枕 状 熔 岩350° C5-6m枕 状 熔 岩cp 或 cub(+po)位 于 硬 石 膏 基 质 中 的 Cu-Fe 硫 化 物硬 石 膏 +py+sp± 叠 水 镁 钒 基 质在 硬 石 膏 中 po+py+sp 共 生硬 石 膏热 液 集 中 流热 液 分 散 流海 水 卷 入图 7-2 现 代 海 底 黑 烟 囱 成 因 示 意 图( 据 Goldfarb et al,1983;Haymon,1983;Lydon,1986)a- 烟 囱 的 形 成 ;b- 烟 囱 的 生 长 ;c- 烟 囱 的 矿 物 分 带 ; 矿 物 缩 写 :cp- 黄 铜 矿 ;cub=方 黄 铜 矿 ;po- 磁 黄 铁 矿 ;sp- 闪 锌 矿 。 叠 水 镁 钒 是 一 种 新 的 , 羟 基 硫 酸 盐 - 氢 氧

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 4. 现 代 喷 流 矿 床 的 基 本 特 征– (2)) 喷 流 矿 化 体 的 部 分 矿 物 学 特 征• 金 —— 在 绝 大 多 数 洋 脊 和 海 山 的 硫 化 物中 , 不 管 其 品 位 如 何 都 是 不 可 见 的 , 但 在弧 后 盆 地 的 原 生 硫 化 物 中 则 形 成 了 光 学 可见 的 颗 粒 。• 磁 黄 铁 矿 —— 在 Guaymas 盆 地 和 Escanada海 沟 中 比 黄 铁 矿 或 白 铁 矿 要 多 得 多 , 这 两种 沉 积 环 境 均 具 有 高 有 机 碳 含 量 , 从 而 形成 了 还 原 环 境 。 相 反 的 情 况 出 现 在 沉 积 物非 补 偿 的 洋 脊 和 弧 后 盆 地 中 , 此 时 为 更 氧化 条 件 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 4. 现 代 喷 流 矿 床 的 基 本 特 征– (2)) 喷 流 矿 化 体 的 部 分 矿 物 学 特 征• 大 多 数 硫 化 物 、 碳 酸 盐 、 氧 化 物 、 硅 酸 盐 及 单 元 素 矿物 主 要 是 原 生 成 因 的 , 石 膏 、 黄 钾 铁 矾 、 氯 铜 矿 肯 定是 风 化 作 用 的 产 物 。• 在 现 代 喷 流 矿 床 中 , 会 出 现 古 老 矿 床 中 从 不 出 现 的 矿物 , 这 是 因 为 成 岩 和 退 火 作 用 使 该 类 矿 物 发 生 转 化 和固 溶 体 分 离 。– 例 如 , 有 一 种 铜 - 铁 - 硫 化 物 , 有 时 描 述 为 “ 铜 磁 黄 铁 矿 ” 或 “ 立方 体 方 黄 铜 矿 ”,, 以 前 只 有 在 实 验 室 相 平 衡 研 究 中 存 在 , 但在 海 底 矿 床 中 很 常 见 。 它 在 高 温 下 稳 定 , 在 冷 却 过 程 中 会 分解 成 黄 铜 矿 、 斑 铜 矿 、 方 黄 铜 矿 、 硫 铜 铁 矿 、 褐 硫 铁 铜 矿 、普 硫 铁 铜 矿 、 斜 方 硫 铁 铜 矿 。– 另 外 ,SiO,2 在 古 老 矿 床 中 常 以 石 英 或 燧 石 形 式 存 在 , 而 在 海底 矿 床 中 主 要 以 非 晶 质 硅 的 形 式 存 在 , 某 些 情 况 下 具 有 可 识别 的 蛋 白 石 -A 型 或 蛋 白 石 -CT型 构 造 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

( 一 ) 现 代 洋 底 喷 流 作 用 特 征• 4. 现 代 喷 流 矿 床 的 基 本 特 征二– (3)) 矿 化 组 分、现• 目 前 , 除 对 红 海 AtlantisⅡ 海 渊 进 行 了 全 面 的代经 济 评 价 外 , 其 他 海 底 喷 流 矿 床 的 成 分 知 之洋甚 少 。 由 于 拖 船 或 潜 艇 进 行 的 偶 然 取 样 缺 乏底代 表 性 , 连 品 位 也 很 难 计 算 。 目 前 , 对 现 有热水的 硫 化 物 矿 和 氧 化 物 矿 的 样 品 平 均 分 析 结 果喷表 明 ,Zn,Zn、Cu、Pb、Fe达 到 工 业 品 位 , 而流Ag、AuAu、Hg、Cd、As、Sb等 有 可 能 达 到 工成业 品 位 。 尽 管 代 表 性 很 差 , 但 可 用 于 对 比 研矿究 。作用PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理海 水盖 层 岩 石渗 透 带HTRZ?岩 浆图 7-3 扩 张 洋 脊 或 海 山 上 热 水 循 环 模 式 示 意 图 ( 据 Scott,1992)HTRZ 指 深 下 渗 海 水 与 热 岩 发 生 反 应 的 高 温 反 应 带 , 海 水 随 后 转 化 成 热 水 , 岩 浆 组 分 可 能 加 入 到 热 水 中PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 1. 流 体 与 热 源– 热 液 流 体 本 质 上 是 海 水 , 可 被 加 热 到 350℃( ( 或 许 在 某些 情 况 下 会 更 高 ), 通 过 水 - 岩 反 应 , 使 其 发 生 了 化 学 成分 变 化 。• 其 中 所 含 的 金 属 主 要 是 Fe、MnMn, , 少 量 的 Cu、Zn及 微量 的 其 他 金 属 。 与 正 常 的 海 水 相 比 , 金 属 元 素 富 集 程度 很 高 。• 大 多 数 情 况 下 , 流 体 中 还 原 硫 的 含 量 高 , 使 金 属 以 硫化 物 的 形 式 沉 淀 出 来 , 但 某 些 流 体 还 原 硫 的 含 量 低 ,而 沉 淀 出 氧 化 物 。• 循 环 的 海 水 通 过 在 海 底 以 下 与 堆 积 很 厚 的 玄 武 岩 相 互反 应 , 会 形 成 含 矿 的 热 卤 水 , 此 时 其 中 溶 解 的 金 属 含量 可 达 几 个 mg/g。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 1. 流 体 与 热 源– 与 流 体 活 动 有 关 的 热 源 是 一 个 洋 壳 内 的 岩 浆 房 或 新 结 晶的 岩 浆 地 质 体 。• 通 过 地 震 勘 探 , 已 经 在 东 太 平 洋 洋 中 脊 以 下1.2~2.4km 的 深 度 上 和 在 Lau 弧 后 盆 地 之 下 3km 处 发现 了 岩 浆 作 用 。• 在 作 为 热 源 的 地 质 体 的 上 部 会 形 成 高 温 反 应 带 , 向 下循 环 的 海 水 被 加 热 , 并 与 洋 壳 玄 武 岩 反 应 。 这 种 反 应带 很 少 能 在 现 代 洋 底 出 露 , 但 可 在 古 老 的 地 质 体 中 见到 , 如 塞 浦 路 斯 的 特 若 多 斯 蛇 绿 岩 中 , 循 环 流 体 在 大范 围 内 从 玄 武 岩 中 带 走 了 金 属 和 碱 质 , 留 下 了 称 做“ 绿 帘 石 岩 ” 的 耐 火 残 留 , 由 绿 帘 石 和 石 英 组 成 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 1. 流 体 与 热 源– 与 流 体 活 动 有 关 的 热 源 是 一 个 洋 壳 内 的 岩 浆 房 或 新 结 晶的 岩 浆 地 质 体 。• 一 个 玄 武 质 岩 浆 体 , 当 从 700℃ 开 始 冷 却 时 , 会 使 同样 体 积 或 其 1/3 质 量 的 海 水 形 成 高 温 (>300300℃) ) 流 体(Cathles,1981,1993)。因 此 , 有 人 计 算 认 为 , 要 从含 100×10-6 金 属 ( 主 要 是 Fe) ) 和 足 够 的 还 原 S(>100×10- 6 )的 喷 流 流 体 中 , 形 成 一 个 1Mt 硫 化 物 矿 床 的 话 , 在 沉 淀 出 所 有 的金 属 的 前 提 下 , 将 需 要 大 约 5×109 t( ( 大 约 6×109 m 3 ) 的 300℃海 水 ( 密 度 为 0.8g/cm3), 这 就 要 求 存 在 一 个 质 量 大 约 为15×1010 9 吨 或 体 积 大 约 为 5×109 m 3 ( 密 度 为 2.8g/cm 3 ) 的 侵 入体 作 为 驱 动 热 液 循 环 体 系 的 动 力 。 该 侵 入 体 的 范 围 可 以 是10km 2 ×500m, , 这 与 在 古 老 地 体 中 观 测 到 的 以 及 在 现 今 洋 中 脊之 下 地 震 探 测 到 的 情 况 相 一 致 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 2. 流 体 通 道 与 盖 层– 要 使 海 水 在 几 公 里 深 的 洋 壳 中 发 生 大 规 模 的 循 环 , 流 体运 移 通 道 是 必 须 的 。• 一 是 使 海 水 在 洋 壳 内 向 下 循 环 ;• 二 是 使 被 加 热 、 富 含 金 属 元 素 的 热 流 体 集 中 向 海 底 排 泄 ,以 保 证 集 中 富 集 成 矿 。– 在 大 洋 中 脊 、 弧 后 盆 地 和 海 山 附 近 , 有 利 于 热 液 流 体 循环 的 高 渗 透 率 可 通 过 熔 岩 的 高 孔 隙 度 和 强 烈 的 断 裂 作 用得 以 实 现 。• 熔 岩 形 成 枕 状 和 舌 状 熔 岩 , 孔 隙 度 可 达 20%~40 %。%。 正 如在 古 老 的 块 状 硫 化 物 矿 体 下 部 见 到 的 情 况 一 样 。• 深 穿 透 性 的 断 裂 为 流 体 的 补 充 和 排 泄 提 供 了 通 道 , 这 种 构造 把 热 液 流 体 排 泄 在 一 个 局 限 的 范 围 内 , 对 形 成 大 型 矿 床非 常 有 利 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 2. 流 体 通 道 与 盖 层– 热 液 流 体 向 上 运 移 的 通 道 在 古 老 的 块 状 硫 化 物 矿 床 中普 遍 存 在 , 以 近 直 立 的 、 切 穿 地 层 的 绿 泥 石 、 石 英 - 绢云 母 蚀 变 “ 管 ” 为 标 志 。– 现 代 海 底 虽 然 很 难 观 察 到 , 但 直 接 和 间 接 证 据 仍 表 明相 似 的 构 造 控 制 了 流 体 向 上 运 移 和 排 泄 。 在 某 些 地 段对 洋 壳 钻 探 时 , 见 到 了 矿 化 脉 体 和 蚀 变 玄 武 岩 。 在Galapagos 洋 中 脊 硫 化 物 矿 床 之 下 , 断 裂 作 用 暴 露 了 温度 达 350℃ 的 蚀 变 带 和 网 脉 状 矿 化 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 2. 流 体 通 道 与 盖 层– 盖 层 岩 石 作 为 不 渗 透 层 , 起 阻 隔 高 温 反 应 带 流 体 渗 漏 ,并 圈 闭 含 金 属 热 液 使 其 集 中 排 泄 到 海 底 的 作 用 。– 盖 层 岩 可 以 是 厚 的 沉 积 物 , 块 状 熔 岩 , 或 者 正 常 的 空 洞被 新 生 矿 物 充 填 的 多 孔 熔 岩 。– 总 体 讲 , 沉 积 物 是 最 有 效 的 盖 层 , 因 此 已 知 的 现 代 洋 底和 古 老 的 多 金 属 硫 化 物 矿 床 都 产 在 沉 积 物 中 。– 盖 层 使 流 体 在 高 温 反 应 带 中 保 持 较 长 的 时 间 , 以 便 有 效地 把 金 属 从 源 区 汲 取 出 来 。 同 时 , 它 也 阻 止 了 热 液 流 体的 渗 透 散 失 , 而 有 利 于 富 集 形 成 大 型 矿 床 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 3. 矿 质 来 源 及 沉 淀 机 制– 资 料 表 明 , 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 的 成 矿 物 质 主 要 来 自于 洋 壳 玄 武 岩 , 由 循 环 的 海 水 与 之 反 应 , 并 萃 取 其 中 的金 属 。 此 外 , 可 能 有 少 量 矿 质 由 岩 浆 活 动 提 供 。– 影 响 喷 流 沉 淀 的 机 制 主 要 有 2 个 : 热 水 流 体 的 沸 腾 作 用 和排 泄 出 的 流 体 与 周 围 冷 的 海 水 的 混 合 。• 海 底 流 体 混 合 引 起 的 矿 质 的 快 速 沉 淀 有 助 于 在 喷 流 口附 近 形 成 近 距 离 硫 化 物 矿 床 ,• 而 在 相 对 浅 的 海 水 中 发 生 的 沸 腾 作 用 , 会 形 成 密 度 大 、向 海 底 下 沉 的 热 卤 水 , 从 而 由 其 沉 淀 出 远 离 喷 流 口 的硫 化 物 矿 床 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、现代洋底热水喷流成矿作用( 二 ) 现 代 洋 底 喷 流 成 矿 作 用 机 理• 4. 生 物 媒 介 作 用– 相 对 于 正 常 深 海 底 的 缺 乏 生 物 的 状 况 , 现 代 喷 流 场 所 可以 说 是 动 物 群 的 天 堂 。Tunnicliffe(1991)) 发 现 喷 流 口存 在 大 型 动 物 群 236 个 种 , 其 中 223 是 生 物 学 上 的 新 种 ,许 多 都 是 化 学 自 营 养 的 。 此 外 , 还 存 在 大 量 的 显 微 动 物群 , 包 括 喜 高 温 的 细 菌 。 细 菌 非 常 普 遍 , 可 以 与 大 型 动物 群 一 起 完 全 覆 盖 一 个 矿 床 。– 动 物 群 在 矿 化 中 的 作 用 正 被 不 断 认 识 到 。 矿 物 可 围 绕 管虫 的 外 侧 沉 淀 。 另 外 , 当 一 个 动 物 死 掉 后 , 保 留 下 来 的孔 洞 , 可 作 为 后 期 喷 流 的 通 道 。 生 物 产 生 的 黏 液 能 够 通过 改 变 局 部 的 氧 化 还 原 条 件 , 以 及 提 供 高 吸 附 接 触 表 面积 , 而 形 成 大 的 金 属 和 其 他 元 素 的 富 集 体 。– 在 Fe-SiSi-Mn氧 化 物 矿 床 中 , 非 晶 质 的 铁 氢 氧 化 物 和 硅 质常 具 有 独 特 的 分 枝 结 构 , 可 能 是 以 细 菌 为 基 础 沉 淀 形 成的 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

第二节热水喷流矿床的类型及特征一 、 热 水 喷 流 沉 积 矿 床 分 类• 大 量 资 料 显 示 , 地 质 历 史 上 热 水 喷 流 作 用形 成 了 为 数 众 多 、 类 型 多 样 的 矿 床 , 其 中人 们 研 究 最 多 、 最 成 熟 的 是 块 状 硫 化 物 矿床 , 但 目 前 尚 缺 乏 包 含 所 有 喷 流 沉 积 矿 床的 系 统 分 类 。• 鉴 于 块 状 硫 化 物 矿 床 类 型 、 特 征 以 及 成 矿机 制 研 究 等 都 已 经 形 成 比 较 完 整 的 体 系 ,因 此 本 书 建 议 首 先 从 矿 床 的 物 质 组 成 出发 , 把 热 水 喷 流 沉 积 矿 床 划 分 为 块 状 硫 化物 矿 床 和 贫 硫 化 物 型 喷 流 矿 床 两 个 大 类 ,在 此 基 础 上 , 再 进 一 步 划 分 若 干 类 型 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

一、热水喷流沉积矿床分类热 水 喷 流 沉 积 矿 床 分 类 历 史 沿 革• Sangster(19761976) ) 根 据 容 矿 岩 系 及 成 矿 环 境 将 块 状 硫 化物 矿 床 划 分 为 :1 火 山 岩 为 主 环 境 的 矿 床 ;2 沉 积 岩 为主 环 境 的 矿 床 ;3 火 山 - 沉 积 环 境 中 的 矿 床 。• Klau 和 Large(19801980) ) 又 根 据 火 山 岩 组 合 的 差 别 , 把 与火 山 岩 的 块 状 硫 化 物 矿 床 分 成 两 种 类 型 :1 与 太 古 代 绿岩 带 中 的 长 英 质 火 山 岩 有 关 的 矿 床 ;2 与 镁 铁 质 火 山 岩有 关 的 矿 床 。• Lydon(1983),LargeLarge(1984) ) 将 沉 积 岩 中 的 块 状 硫 化物 矿 床 分 为 :3 碎 屑 岩 容 矿 块 状 硫 化 物 矿 床 ;4 碳 酸 岩容 矿 块 状 硫 化 物 矿 床 。• Solomon(19761976) ) 按 矿 石 组 成 或 成 矿 元 素 组 合 将 块 状 硫化 物 矿 床 分 为 Zn-Cu型 、Pb、Pb-Zn-Cu型 和 Cu 型 等 。• Hutchison (1973) 将 其 划 分 为 原 始 型 (Zn(Zn-Cu型 )、 多金 属 型 (Pb(Pb-Zn-Cu型 )、 含 铜 黄 铁 矿 型 、 铜 - 锌 黄 铁 矿型 (Cu(Cu-Zn型 ) 以 及 以 碎 屑 岩 为 围 岩 的 类 型 (Pb(Pb-Zn型 )和 以 碳 酸 盐 为 围 岩 的 类 型 (Pb(Pb-Zn型 )。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

一、热水喷流沉积矿床分类热 水 喷 流 沉 积 矿 床 分 类 历 史 沿 革• Sillitoe(19731973) ) 按 块 状 硫 化 物 矿 床 形 成 的 板 块 构造 环 境 , 把 在 洋 壳 扩 张 中 心 形 成 的 矿 床 与 在 岛 弧或 大 陆 边 缘 环 境 形 成 的 矿 床 区 别 开 来 。 前 者 通 常含 有 较 高 的 Cu、ZnZn; ; 后 者 Pb-ZnZn-Ag-Ba含 量 升 高 。Sawkins(19761976,1984) ) 把 块 状 硫 化 物 矿 床 分 成4 类 :– 1 塞 浦 路 斯 型 , 产 在 洋 中 脊 部 位 的 蛇 绿 岩 带 上 部 低 钾玄 武 岩 中 ;– 2 黑 矿 型 , 矿 床 产 在 会 聚 板 块 边 缘 的 长 英 质 钙 碱 性 火山 岩 中 ;– 3 别 子 型 , 产 在 碎 屑 沉 积 岩 和 镁 铁 质 火 山 岩 中 , 形 成于 弧 前 海 沟 或 不 明 确 的 板 块 构 造 环 境 ;– 4 沙 利 文 型 , 大 陆 裂 谷 晚 阶 段 形 成 的 沉 积 块 状 硫 化 物矿 床 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

一、热水喷流沉积矿床分类热 水 喷 流 沉 积 矿 床 分 类 历 史 沿 革• Misra(20002000) ) 在 前 人 分 类 的 基 础 上 , 按 容矿 岩 石 将 块 状 硫 化 物 矿 床 分 为 两 类 :– 一 类 主 要 产 在 火 山 岩 中 , 称 为 与 火 山 岩 有 关 的块 状 硫 化 物 矿 床 (volcanic(olcanic-associated associatedmassive sulfide deposits, , 简 称 VMS 型 ),), 与前 人 火 山 成 因 块 状 硫 化 物 矿 床 的 叫 法 有 所 区别 ;– 另 一 类 主 要 产 在 沉 积 岩 中 , 称 为 以 沉 积 岩 为 容矿 岩 石 的 块 状 硫 化 物 矿 床 (sediment(sediment-hostedmassive sulfide deposits, , 简 称 SMS 型 ),SMS 型 矿 床 的 提 出 , 目 的 是 能 与 VMS 矿 床 对 应起 来 , 便 于 系 统 对 比 、 讨 论 , 本 书 接 受 这 种 提法 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

一、热水喷流沉积矿床分类热 水 喷 流 沉 积 矿 床 分 类 历 史 沿 革• Misra(20002000) ) 在 前 人 分 类 的 基 础 上 , 按 容矿 岩 石 将 块 状 硫 化 物 矿 床 分 为 两 类 :– 按 矿 石 组 成 、 围 岩 岩 性 和 大 地 构 造 环 境 ,VMS,又 被 细 分 为 塞 浦 路 斯 型 (Cyprus(type)、 别 子型 (Besshi(type)、 黑 矿 型 (Koroko(type), 和 诺 兰 达 型 (Noranda(type) ) 和 玛 塔比 型 (Mattabi(type) ) 等 5 个 亚 类 , 其 中 最 后 2个 亚 类 绝 大 多 数 特 征 相 近 , 但 玛 塔 比 型 含 铅 较高 , 而 诺 兰 达 型 不 含 铅 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

一、热水喷流沉积矿床分类本 书 分 类 方 案• 为 了 应 用 方 便 , 本 书 参 考 Misra(20002000) ) 的 方案 , 首 先 把 块 状 硫 化 物 矿 床 分 为 VMS 型 和SMS 型 两 类 。– VMS 矿 床 的 细 分 基 本 采 用 Misra(20002000) ) 的 分 类 ,但 不 把 玛 塔 比 型 单 独 分 类 , 只 是 在 诺 兰 达 型 中 提到 其 特 征 。– SMS 矿 床 的 细 分 , 则 参 考 Lydon(19831983) ) 和 Large(1984)) 的 分 类 , 即 碎 屑 岩 容 矿 和 碳 酸 岩 容 矿 2个 亚 类 , 但 为 了 顾 及 习 惯 , 并 和 VMS 矿 床 的 亚 类划 分 统 一 , 建 议 仍 用 典 型 矿 床 命 名 , 分 别 称 为 沙利 文 型 (Sullivan(type) ) 和 银 矿 山 型 (Sil(Silverminestype)。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

一、热水喷流沉积矿床分类类型VMSSMS亚 类 容 矿 岩 石 大 地 构 造 环 境 成 矿 时 代 (Ga) Hutchison 的 分 类诺 兰 达 型黑 矿 型塞 浦 路 斯型别 子 型沙 利 文 型银 矿 山 型分 异 完 全 的 玄 武岩 到 流 纹 安 山 岩岩 套 , 火 成 碎 屑岩 , 杂 砂 岩双 峰 (?) 拉 斑 玄武 岩 , 钙 碱 性 熔 岩套 , 火 山 碎 屑 岩蛇 绿 岩 套 , 拉 斑 玄武 岩基 性 岩 , 拉 斑 玄 武岩 (?), 杂 砂 岩 ,页 岩 (?)页 岩 ( 泥 岩 )、 浊积 岩灰 岩 、 白 云 岩 为主 , 砂 岩 、 页 岩PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn消 亡 板 块 边 缘上 的 俯 冲 带会 聚 板 块 边 缘的 岛 弧 火 山 带和 弧 后 盆 地扩 张 洋 中 脊 ,和 蛇 绿 岩 套 有关太 古 代 (>2.5)早 元 古 代 ( >1.8)前 寒 武 纪 - 泥 盆纪早 元 古 代 ( >1.8)奥 陶 纪中 生 代第 三 纪寒 武 - 奥 陶 纪中 生 代弧 前 海 沟 晚 元 古 代1.2~0.8古 生 代大 陆 裂 谷 中 元 古 代陆 架 , 同 生 断裂 控 制 的 盆 地1.7~1.0寒 武 纪 - 泥 盆 纪晚 元 古 代 ~1.0密 西 西 比 期原 始 型Zn-Cu (Ag-Au)多 金 属 型Pb-Zn-Cu(Ag-Au)含 铜 黄 铁 矿 型Cu,Au铜 - 锌 黄 铁 矿 型Cu-Zn (Au)以 碎 屑 岩 为 容 矿围 岩 的 类 型Zn-Pb (Ag)以 碳 酸 盐 岩 为 容矿 围 岩 的 类 型Zn-Pb (Ag)

一、热水喷流沉积矿床分类( 二 ) 贫 硫 化 物 型 喷 流 矿 床 类 型 划 分• 现 代 喷 流 成 矿 作 用 除 了 形 成 块 状 硫 化 物 矿 床 外 ,还 可 形 成 其 他 类 型 的 矿 化 , 如 低 温 喷 流 作 用 正 在形 成 硫 酸 盐 、 铁 的 氧 化 物 - 硅 酸 盐 - 锰 的 氧 化 物 , 以及 可 能 的 含 钴 的 锰 氧 化 物 结 壳 等 矿 化 。 因 此 , 地质 历 史 时 期 , 除 了 块 状 硫 硫 化 物 矿 床 , 热 水 喷 流作 用 应 该 会 形 成 其 他 类 型 的 矿 床 , 各 类 研 究 已 经不 断 证 明 了 这 一 点 。 但 目 前 相 关 研 究 程 度 要 比 块状 硫 化 物 矿 床 低 得 多 , 应 该 说 尚 缺 乏 系 统 的 研究 , 更 无 合 理 的 分 类 方 案 。• 除 块 状 硫 化 物 矿 床 , 目 前 已 经 发 现 并 确 定 为 热 水喷 流 矿 床 的 种 类 和 数 量 很 少 , 很 难 开 展 系 统 的 分类 研 究 , 本 书 仅 想 提 供 某 些 思 路 和 初 步 的 想 法 。鉴 于 当 前 的 研 究 程 度 , 从 简 单 实 用 出 发 , 建 议 该类 矿 床 的 分 类 命 名 主 要 形 成 的 矿 种 为 基 础 , 名 称前 加 上 热 水 喷 流 的 叫 法 , 如 热 水 喷 流 钴 矿 床 、 热水 喷 流 锡 矿 床 等 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

一、热水喷流沉积矿床分类( 二 ) 贫 硫 化 物 型 喷 流 矿 床 类 型 划 分• 在 我 国 , 贫 硫 化 物 喷 流 矿 床 研 究 已 有 所 积 累 , 如 近年 来 发 现 的 青 海 东 昆 仑 驼 路 沟 钴 矿 , 吉 林 大 横 路 铜钴 矿 ( 后 期 又 经 历 了 变 质 作 用 改 造 ), 广 西 大 厂 锡矿 等 已 经 被 研 究 认 为 属 于 热 水 喷 流 矿 床 , 相 信 随 着研 究 的 深 入 , 会 发 现 越 来 越 多 的 贫 硫 化 物 型 喷 流 矿床 。• 关 于 条 带 状 含 铁 建 造 (BIF(BIF), 其 成 矿 作 用 可 能 类似 于 现 代 洋 底 正 在 形 成 铁 的 氧 化 物 - 硅 酸 盐 - 锰 的 氧化 物 的 低 温 喷 流 作 用 。• 相 对 块 状 硫 硫 化 物 矿 床 来 说 , 该 类 热 水 喷 流 矿 床中 , 硫 化 物 含 量 要 低 得 多 , 喷 流 岩 (exhalite(exhalite) ) 或热 水 喷 流 建 造 成 为 矿 床 的 主 体 部 分 。 在 研 究 贫 硫化 物 喷 流 矿 床 时 , 主 要 通 过 地 质 、 地 球 化 学 等 方 法来 对 比 研 究 喷 流 岩 或 热 水 喷 流 建 造 的 各 类 宏 观 和 微观 特 征 , 确 定 其 成 因 , 进 而 有 效 地 帮 助 确 定 与 喷 流岩 有 关 的 矿 床 的 形 成 机 制 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床概 况• VMS 矿 床 具 有 重 要 的 工 业 意 义 , 是 世 界 铜 、 铅 、锌 、 银 、 金 的 主 要 来 源 之 一 , 同 时 作 为 副 产 品 提供 锡 、 镉 、 锑 、 铋 等 金 属 。• 与 火 山 岩 有 关 的 块 状 硫 化 物 矿 床 与 海 底 火 山 活 动有 关 , 产 于 海 相 火 山 岩 系 中 , 与 地 层 整 合 的 矿 体呈 层 状 、 似 层 状 、 透 镜 状 , 其 下 往 往 有 呈 脉 状 、网 脉 状 的 矿 体 , 矿 石 中 硫 化 物 体 积 大 于 50%, , 矿石 具 有 典 型 的 块 状 构 造 , 块 状 硫 化 物 矿 床 因 而 得名 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床( 一 )VMS)矿 床 基 本 特 征• (1)) 与 同 时 代 的 镁 铁 质 和 长 英 质 火 山 岩 、 火 山碎 屑 岩 关 系 密 切 , 形 成 于 火 山 活 动 的 间 歇 期 。• (2)) 矿 体 有 整 合 和 不 整 合 两 类 , 整 合 型 矿 体 呈层 状 、 似 层 状 产 出 , 与 上 盘 岩 石 界 限 清 楚 , 而 与下 盘 岩 石 渐 变 过 渡 , 矿 石 具 块 状 构 造 。 在 整 合 矿体 下 , 存 在 由 浸 染 状 、 细 网 脉 状 矿 石 组 成 的 不 整合 型 矿 体 。• (3)) 从 下 向 上 、 从 内 到 外 存 在 Cu( ( 黄 铜 矿 )→Zn( ( 闪 锌 矿 )→PbPb( ( 方 铅 矿 ) 矿 化 分 带 , 黄 铁矿 出 现 在 所 有 的 带 中 。• (4)) 富 铁 ( 有 时 富 锰 ) 的 硅 质 岩 形 成 于 海 底 热水 活 动 的 减 弱 阶 段 , 被 认 为 是 经 化 学 沉 积 形 成 的喷 流 岩 , 覆 盖 在 块 状 矿 石 的 顶 部 或 作 为 整 合 型 矿体 水 平 方 向 上 的 外 延 部 分 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

( 一 )VMS)矿 床 基 本 特 征二、与火山岩有关的块状硫化物矿床• (5)) 除 别 子 型 矿 床 外 , 其 他 类 型 的 VMS 矿 床 中 , 整 合 型 矿 体 的 下 盘岩 石 中 存 在 绿 泥 石 和 绢 云 母 的 蚀 变 , 形 成 陡 立 的 管 ( 筒 ) 状 蚀 变带 , 通 常 从 内 向 外 具 明 显 的 水 平 分 带 ( 如 图 7-4)。 这 种 管 ( 筒 ) 状蚀 变 带 往 往 沿 垂 向 上 有 较 大 的 延 伸 , 如 诺 兰 达 型 VMS 矿 床 中 可 达 数 百米 。 在 有 的 VMS 矿 床 内 , 整 合 型 矿 体 下 盘 的 火 山 岩 中 还 发 育 范 围 大 得多 的 半 整 合 型 蚀 变 , 主 要 有 硅 化 、 绿 帘 石 化 和 碳 酸 盐 化 , 亏 损 金 属组 分 , 据 称 是 循 环 的 海 水 与 火 山 岩 反 应 的 产 物 , 成 矿 组 分 被 淋 滤 出来 。 管 ( 筒 ) 状 蚀 变 带 叠 加 在 半 整 合 蚀 变 带 之 上 。图 7-4 理 想 化 VMS 矿 床 剖 面 示 意 图 ( 据 Lydon,1984)PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床1. 黑 矿 型 VMS• 矿 床 形 成 于 会 聚 板 块 边 缘 的 岛 弧 火 山 带 和 弧 后 盆 地 。• 容 矿 岩 石 为 双 峰 (?) 拉 斑 玄 武 岩 、 钙 碱 性 长 英 质 熔 岩 套及 火 成 碎 屑 岩 。• 上 部 矿 体 为 层 状 , 下 部 矿 体 为 网 脉 状 、 细 脉 状 、 角 砾 状 。矿 石 类 型 具 分 带 现 象 , 自 上 而 下 依 次 为 :– 黑 矿 ( 方 铅 矿 、 闪 锌 矿 ),– 黄 矿 ( 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 )、– 硅 矿 ( 强 硅 化 岩 石 中 的 网 脉 状 、 角 砾 状 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 )。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 图 www.fineprint.cn7-5 理 想 化 黑 矿 剖 面 示 意 图 ( 据 Sato,1974)

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床1. 黑 矿 型 VMS• 成 矿 元 素 组 合 :Cu:Cu-Pb-Zn, , 有 时 富 Ag-AuAu。 。 形 成 时代 早 元 古 代 、 奥 陶 纪 、 中 生 代 、 第 三 纪 。• 典 型 矿 床 包 括 日 本 黑 矿 、 普 雷 斯 科 特 、 萨 德 伯 里盆 地 、 芒 特 艾 萨 、 新 不 伦 瑞 克 、 东 沙 斯 塔 等 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn图 7-5 理 想 化 黑 矿 剖 面 示 意 图 ( 据 Sato,1974)Sp- 闪 锌 矿 ;gn- 方 铅 矿 ;cp- 黄 铜 矿 ;py- 黄 铁 矿 ;ba- 重 晶 石 ; qz- 石 英

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床2. 塞 浦 路 斯 型 VMS• 塞 浦 路 斯 型 VMS 主 要 产 于 洋 中 脊 蛇 绿 岩 套 上 部 低 钾 枕 状 玄 武岩 中 ,• 矿 体 也 具 两 层 结 构 : 上 部 层 状 矿 体 ( 含 化 石 ) 和 下 部 网 脉 状矿 体 。• 块 状 硫 化 物 矿 石 中 矿 石 矿 物 包 括 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 、 闪 锌 矿等 , 网 脉 状 矿 石 中 矿 石 矿 物 主 要 有 黄 铁 矿 、 磁 黄 铁 矿 , 以 及少 量 黄 铜 矿 和 闪 锌 矿 ( 有 少 量 Co、AuAu、Ag)。上 部 枕 状 熔 岩下 部枕 状 熔 岩成 矿 后 脉 岩深 海 沉 积 物块 状 硫 化 物 矿 床氧 化 带块 状 硫 化 物 带网 脉 状 矿 化 带( 孔 洞 充 填 状 和浸 染 状 硫 化 物 )褐 铁 矿 沉 积( 赭 土 )硫 化 物 矿 化热 液 蚀 变 及 浸 染状 硫 化 物席 状杂 岩 墙PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床2. 塞 浦 路 斯 型 VMS• 细 脉 带 中 的 长 石 常 被 蚀 变 , 蚀 变 包 括 硅 化 、 绿 泥石 化 等 , 另 有 少 量 泥 化 。• 形 成 时 代 主 要 为 寒 武 - 奥 陶 纪 以 及 中 生 代 。• 典 型 矿 床 包 括 塞 浦 路 斯 、 危 地 马 拉 、 加 拿 大 纽 芬兰 York 港 、 美 国 俄 勒 冈 Turner-Albright等 。上 部 枕 状 熔 岩下 部枕 状 熔 岩成 矿 后 脉 岩深 海 沉 积 物块 状 硫 化 物 矿 床氧 化 带块 状 硫 化 物 带网 脉 状 矿 化 带( 孔 洞 充 填 状 和浸 染 状 硫 化 物 )褐 铁 矿 沉 积( 赭 土 )硫 化 物 矿 化热 液 蚀 变 及 浸 染状 硫 化 物席 状杂 岩 墙PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

3. 别 子 型 VMS二、与火山岩有关的块状硫化物矿床• 别 子 型 VMS 主 要 产 于 板 块 交 界 处 尤 其 是 弧 前 海 沟 中 ,• 容 矿 岩 石 包 括 拉 斑 玄 武 岩 - 安 山 质 凝 灰 岩 和 角 砾 岩 、 陆 源碎 屑 沉 积 岩 ( 杂 砂 岩 )、 局 部 为 黑 色 页 岩 。• 矿 体 呈 层 状 、 板 状 , 与 围 岩 产 状 一 致 。图 7-7 别 子 型 VMS 综 合 剖 面 示 意 图图 7-8 日 本 别 子 矿 床 横 剖 面 图 ( 据 Sangster,1985a)( 据 Sangster,1985a) 1- 矿 体 ;2- 片 岩 ;3- 无 斑 基 性 片 岩 ;4- 泥 质 片 岩 ;5- 千 枚 岩 ;PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床3. 别 子 型 VMS• 矿 石 细 粒 、 块 状 、 薄 层 状 矿 石 , 有 胶 状 和 草 莓 状 结 构 的 黄 铁 矿 , 还 有角 砾 状 和 细 脉 状 矿 石 , 矿 石 矿 物 包 括 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 、 磁 黄 铁 矿 、 闪锌 矿 等 。 有 用 元 素 组 合 为 Cu-ZnZn(Au)。• 主 要 成 矿 时 代 为 元 古 代 、 古 生 代 以 及 中 生 代 。• 典 型 矿 床 包 括 加 拿 大 基 瓦 丁 、 日 本 别 子 、 西 班 牙 - 葡 萄 牙 的 里 奥 · 廷 托 、甘 肃 白 银 厂 。图 7-7 别 子 型 VMS 综 合 剖 面 示 意 图图 7-8 日 本 别 子 矿 床 横 剖 面 图 ( 据 Sangster,1985a)( 据 Sangster,1985a) 1- 矿 体 ;2- 片 岩 ;3- 无 斑 基 性 片 岩 ;4- 泥 质 片 岩 ;5- 千 枚 岩 ;PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床4. 诺 兰 达 型 VMS• 诺 兰 达 型 VMS 主 要 产 在 消 亡 板 块 边 缘 上 俯 冲 带 上 分 异 完全 的 玄 武 岩 到 流 纹 安 山 岩 岩 套 中 ,• 容 矿 岩 石 主 要 为 酸 性 火 山 岩 , 有 少 量 火 成 碎 屑 岩 和 杂 砂岩 。• 其 矿 床 地 质 特 征 和 黑 矿 型 极 为 相 似 , 和 黑 矿 相 比 , 其 最大 特 点 是 缺 少 黑 矿 型 VMS 那 样 有 工 业 意 义 的 Pb 矿 化 , 成矿 元 素 主 要 为 Zn-CuCu, , 有 时 富 Ag-AuAu。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn图 7-9 典 型 诺 兰 达 型 VMS 矿 床 剖 面 示 意 图 ( 据 Franklin,1993)

二、与火山岩有关的块状硫化物矿床4. 诺 兰 达 型 VMS• 因 为 其 成 矿 时 代 主 要 集 中 在 太 古 代 , 故 又 称 太古 代 黑 矿 型 , 属 太 古 代 绿 岩 带 中 的 一 类 矿 产 。另 外 早 元 古 代 和 前 寒 武 纪 - 泥 盆 纪 均 可 成 矿 。• 典 型 矿 床 包 括 诺 兰 达 、 基 德 克 里 克 、 杰 罗 姆 、弗 林 弗 隆 、 克 兰 多 、 西 沙 斯 塔 、 辽 宁 红 透 山 等 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn图 7-9 典 型 诺 兰 达 型 VMS 矿 床 剖 面 示 意 图 ( 据 Franklin,1993)

三 、 沉 积 岩 中 的 块 状 硫 化 物 矿 床 (SMS(SMS)• 沉 积 岩 中 的 块 状 硫 化 物 矿 床 (SMS(SMS), 在 成 分 上 富含 Pb、ZnZn, , 伴 生 Ag 和 Ba, , 贫 Cu, , 几 乎 不 含 Au。 。 虽然 数 量 不 如 与 火 山 岩 有 关 的 块 状 硫 化 物 矿 床 (VMS(VMS)多 , 但 其 规 模 大 、 品 位 高 、 矿 化 延 展 稳 定 、 伴 生 有用 组 分 多 。 这 类 矿 床 构 成 了 全 球 最 重 要 的 铅 (61(%)、 锌 (54(54%) 资 源 量 , 在 世 界 铅 锌 产 量 方 面 分别 占 25% % 和 31%。• 世 界 上 著 名 的 矿 床 有 沙 利 文 、 布 罗 肯 山 、 钠 凡 、“ 银 矿 山 ”、、 麦 根 、 腊 梅 尔 斯 伯 格 、 蒂 钠 等 矿 床 。 我国 也 有 厂 坝 、 大 西 沟 、 东 升 庙 等 矿 床 , 近 年 来 在 我国 南 方 首 次 找 到 云 南 蒙 自 白 牛 厂 超 大 型 沉 积 喷 流 型银 - 多 金 属 矿 床 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

三、沉积岩中的块状硫化物矿床((SMSSMS)•(1) 矿 化 围 岩 主要 有 两 类 , 一 类 是陆 源 海 相 碎 屑 岩 ;另 一 类 为 台 地 相 的碳 酸 盐 。 通 常 矿 化和 含 矿 围 岩 中 缺 乏岩 浆 成 因 的 组 分 .•(2) 层 状 矿 化 带主 要 由 两 部 分 组成 , 一 部 分 是 低 铜的 块 状 矿 石 组 成 的整 合 型 的 透 镜 状 、板 状 矿 体 ; 另 一 部分 是 经 济 价 值 很 低的 、 层 状 的 、 由 热水 活 动 形 成 的 矿 体的 外 围 边 缘 部 分 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn矿 床 特 征图 7-10 理 想 化 SMS 型 Pb-Zn 重 晶 石 矿 床 剖 面 示 意 图 ( 据 Large,1983)1-- 沉 积 热 液 相 ( 闪 锌 矿 、 方 铅 矿 、 黄 铁 矿 、 雌 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 , 与 重 晶 石 、 燧 石 及 远 洋 / 碎 屑 沉 积 岩 互 层 ); 2- 边 缘沉 积 相 ( 重 晶 石 、 碳 酸 盐 、 铁 的 氧 化 物 、 磷 酸 盐 、 黄 铁 矿 、 细 粒 闪 锌 矿 及 燧 石 );3.- 薄 层 热 液 矿 物 ( 重 晶 石 、 磷 灰 石 、黄 铁 矿 、 细 粒 闪 锌 矿 、 燧 石 );4- 喷 口 杂 岩 ( 层 状 硫 化 物 , 被 破 坏 成 角 砾 状 、 脉 状 , 并 被 黄 铜 矿 、 黝 铜 矿 、 毒 砂 、 雌黄 铁 矿 、 方 铅 矿 及 闪 锌 矿 等 广 泛 交 代 );5- 补 给 筒 ( 下 盘 沉 积 岩 , 被 角 砾 化 和 充 填 , 并 被 石 英 、 碳 酸 盐 、 绿 泥 石 、 绢云 母 、 电 气 石 及 少 量 硫 化 物 交 代 );6.- 不 渗 透 单 元 的 充 填 、 交 代 和 蚀 变 层 状 带 ;7- 成 矿 后 沉 积 岩 中 热 液 蚀 变 带 ( 钠 长石 、 绿 泥 石 、 碳 酸 盐 及 少 量 硫 化 物 );8-. 断 裂 悬 崖 沉 积 角 砾 岩

三、沉积岩中的块状硫化物矿床((SMSSMS)•(3) 矿 体 下 盘 存 在 少量 的 网 脉 状 、 脉 状 硫 化物 矿 化 , 伴 随 有 主 要 是硅 化 的 蚀 变 , 强 度 小 。•(4) 明 显 的 水 平 分带 , 从 内 从 内 向 外 依 次为 (Cu)→Pb→Zn→(Ba) 变化 , 垂 直 方 向 上 自 下 而上 也 存 在 相 同 的 分 带 ,但 往 往 不 如 水 平 分 带 清晰 。•(5) 与 同 沉 积 断 裂 系统 关 系 密 切 , 成 矿 时 活动 , 作 为 热 水 喷 流 的 通道 , 后 期 的 变 形 中 有 可能 活 化 。PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn矿 床 特 征图 7-10 理 想 化 SMS 型 Pb-Zn 重 晶 石 矿 床 剖 面 示 意 图 ( 据 Large,1983)1-- 沉 积 热 液 相 ( 闪 锌 矿 、 方 铅 矿 、 黄 铁 矿 、 雌 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 , 与 重 晶 石 、 燧 石 及 远 洋 / 碎 屑 沉 积 岩 互 层 ); 2- 边 缘沉 积 相 ( 重 晶 石 、 碳 酸 盐 、 铁 的 氧 化 物 、 磷 酸 盐 、 黄 铁 矿 、 细 粒 闪 锌 矿 及 燧 石 );3.- 薄 层 热 液 矿 物 ( 重 晶 石 、 磷 灰 石 、黄 铁 矿 、 细 粒 闪 锌 矿 、 燧 石 );4- 喷 口 杂 岩 ( 层 状 硫 化 物 , 被 破 坏 成 角 砾 状 、 脉 状 , 并 被 黄 铜 矿 、 黝 铜 矿 、 毒 砂 、 雌黄 铁 矿 、 方 铅 矿 及 闪 锌 矿 等 广 泛 交 代 );5- 补 给 筒 ( 下 盘 沉 积 岩 , 被 角 砾 化 和 充 填 , 并 被 石 英 、 碳 酸 盐 、 绿 泥 石 、 绢云 母 、 电 气 石 及 少 量 硫 化 物 交 代 );6.- 不 渗 透 单 元 的 充 填 、 交 代 和 蚀 变 层 状 带 ;7- 成 矿 后 沉 积 岩 中 热 液 蚀 变 带 ( 钠 长石 、 绿 泥 石 、 碳 酸 盐 及 少 量 硫 化 物 );8-. 断 裂 悬 崖 沉 积 角 砾 岩

三、沉积岩中的块状硫化物矿床((SMSSMS)1. 沙 利 文 型 SMS• 沙 利 文 型 SMS 主 要 产 于 大 陆 裂 谷 中 , 围 岩 主 要 为 页岩 ( 泥 岩 )、 浊 积 岩 等 碎 屑 岩 ; 成 矿 时 代 为 元 古 代 、寒 武 纪 - 泥 盆 纪 , 成 矿 元 素 主 要 为 Zn-PbPb(Ag)。图 7-11 沙 利 文 矿 床 矿 化 分 带 剖 面 示 意 图 ( 据 Sangster,PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn

三、沉积岩中的块状硫化物矿床((SMSSMS)2. 银 矿 山 型 SMS• 银 矿 山 型 主 要 指 以 碳 酸 盐 岩 为 容 矿 岩 石 的 SMS 型矿 床 , 容 矿 岩 石 包 括 灰 岩 和 白 云 岩 , 形 成 于 受 同生 断 裂 控 制 的 盆 地 内 。• 该 类 型 矿 床 地 质 特 征 和 沙 利 文 型 类 似 。 典 型 矿 床如 英 国 的 银 矿 山 、 美 国 的 巴 尔 马 特 以 及 爱 尔 兰 的锡 尔 弗 迈 因 斯 矿 床 等 。燧 石 层0 70m1 2 3 4 5 6图 7-12 锡 尔 弗 迈 因 斯 矿 床 横 剖 面 示 意 图 ( 据 Sangster,1985b)1- 灰 岩 、 泥 灰 岩 、 白 云 岩 ;2- 细 脉 浸 染 状 硫 化 物 矿 化 ;3- 红 色 砂 岩 ;4- 层 状 硫 化 物 矿 化 ;5- 燧 石 层 ;6- 角 砾 岩PDF 文 件 使 用 "pdfFactory Pro" 试 用 版 本 创 建 www.fineprint.cn