火山热液矿床.ppt
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1、资源地质学-杨振中国地质大学资源学院第七章 火山成因矿床火山成因矿床指与火山、次火山岩有成因联系的金属和非金属矿床。即与火山作用有联系的一系列矿床,统称为“火山成因矿床”。矿床受火山机构控制。矿体上限均位于火山岩次火山岩分布的范围内。火山成因火山成因矿床的概念及工床的概念及工业意意义火山成因火山成因矿床形成的地床形成的地质条件条件各各类火山成因火山成因矿床的特点及床的特点及实例例火山成因矿床资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山成因矿床分类1.火山岩火山岩浆矿床床 (火山岩火山岩浆成成矿作用作用)岩岩浆喷溢溢矿床;床;火山熔离火山熔离矿床。床。2.火山气液火山气液矿床床 (火山、次火山气液成
2、火山、次火山气液成矿作用作用)陆相火山相火山-喷气气矿床;床;陆相火山相火山-热液液矿床;床;陆相次火山相次火山-热液液矿床;床;海相次火山、火山海相次火山、火山-热液液矿床。床。3.火山火山-沉沉积矿床床(火山火山沉沉积成成矿作用作用)陆相火山相火山-沉沉积矿床;床;海相火山海相火山-沉沉积矿床。床。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山岩浆矿床指指地地下下深深处处岩岩浆浆房房中中的的岩岩浆浆经经过过分分异异作作用用而而富富集集某某种种含含矿矿熔熔浆浆(或或矿矿浆浆),通通过过岩岩浆浆喷喷溢溢作作用用贯贯入入到到火火山山口口中中或或喷喷溢至地表冷凝堆积所形成的矿床。溢至地表冷凝堆积所形成的
3、矿床。这这种种含含矿矿熔熔浆浆(或或矿矿浆浆)是是岩岩浆浆在在深深部部分分异异而而形形成成的的,成成矿矿物物质质的的富富集集发发生生于于较较深深部部的的岩岩浆浆通通道道或或岩岩浆浆房房中中,但但矿矿体产出部位很浅,或喷出于地表。体产出部位很浅,或喷出于地表。按按成成矿矿机机制制的的差差别别,分分为为二二种种主主要要类类型型:岩岩浆浆喷喷溢溢矿矿床床、火火山山熔熔离离矿矿床床。(有有的的还还划划分分出出岩岩浆浆爆爆发发矿矿床床、岩岩浆浆喷喷溢溢喷发矿床)喷发矿床)资源地质学-杨振中国地质大学资源学院岩浆喷溢矿床由由含含矿矿熔熔浆浆(矿矿浆浆)沿沿断断裂裂或或火火山山机机构构上上侵侵喷喷溢溢到到地
4、地表表而形成的矿床。而形成的矿床。成成矿矿组组分分的的聚聚集集,主主要要与与火火山山活活动动时时深深部部岩岩浆浆的的强强烈烈分分异异作作用用有有关关。即即火火山山岩岩浆浆分分异异明明显显时时,有有利利于于成成矿矿组组分分富富集集(分异明显的表现是浅成岩与喷出岩的岩性变化显著)。(分异明显的表现是浅成岩与喷出岩的岩性变化显著)。含含矿矿熔熔浆浆的的喷喷溢溢可可以以是是在在火火山山喷喷发发的的间间歇歇期期溢溢出出、也也可可在在火火山山喷喷发发末末期期呈呈“熔熔岩岩流流”溢溢流流到到地地表表或或贯贯入入到到火火山山机机构构中中,形形成成与与火火山山岩岩共共生生的的厚厚层层状状、透透镜镜状状矿矿体体。
5、也也有有一一部部分分为浅成侵入与喷出的过渡类型。为浅成侵入与喷出的过渡类型。典型矿床类型典型矿床类型玄武玄武安山岩中的磷灰石安山岩中的磷灰石磁铁矿磁铁矿赤铁矿矿床赤铁矿矿床碳酸岩中的铌碳酸岩中的铌稀土稀土磷灰石矿床磷灰石矿床流纹岩中的铌、钽、锡铍矿床流纹岩中的铌、钽、锡铍矿床资源地质学-杨振中国地质大学资源学院岩浆喷溢矿床u 智利北部的拉科铁矿被智利北部的拉科铁矿被认为是岩浆喷溢矿床的认为是岩浆喷溢矿床的典型代表。典型代表。u矿床产于喷出地表的中矿床产于喷出地表的中-基性熔岩流中(安山岩、基性熔岩流中(安山岩、流纹英安岩等),环绕流纹英安岩等),环绕一古老的破火山口分布。一古老的破火山口分布。
6、u破火山口的核部由流纹破火山口的核部由流纹英安岩组成,在其四周英安岩组成,在其四周次火山口喷出了铁矿流,次火山口喷出了铁矿流,由磁铁矿、赤铁矿熔岩由磁铁矿、赤铁矿熔岩状铁矿石堆积形成矿体。状铁矿石堆积形成矿体。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山熔离矿床主主要要是是指指产产于于超超基基性性-基基性性火火山山岩岩及及次次火火山山岩岩中中的的金金属属硫硫化化物物矿矿床床。由由火火山山岩岩浆浆熔熔离离贯贯入入作作用用或或岩浆熔离岩浆熔离喷溢作用形成。喷溢作用形成。矿矿床床赋赋存存于于地地表表基基性性熔熔岩岩流流中中,或或产产于于超超基基性性-基性次火山岩体内部(也称次火山岩浆矿床)。基性次火山岩
7、体内部(也称次火山岩浆矿床)。矿矿石石矿矿物物主主要要是是金金属属硫硫化化物物(磁磁黄黄铁铁矿矿、镍镍黄黄铁铁矿、黄铁矿、尖晶石及少量铜的硫化物)矿、黄铁矿、尖晶石及少量铜的硫化物)主要矿床类型主要矿床类型与超基性与超基性-基性火山岩有关的镍矿床基性火山岩有关的镍矿床资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山熔离矿床实例南非科马提岩中的硫化镍矿床是典型的代表。南非科马提岩中的硫化镍矿床是典型的代表。科科马马提提岩岩Komatite,Komatite,即即镁镁绿绿岩岩,维维乔乔恩恩等等19691969年年在在南南非非巴巴伯伯顿顿山山地地KomatiteKomatite的的地地方方确确认认了了一一类
8、类超超镁镁铁铁质质ultramaficultramafic及及镁镁铁铁质质maficmafic,这这类类熔熔岩岩常常作作枕枕状状熔熔岩岩产产出出。镁镁绿绿岩岩实实际际上上是是太太古古代代绿绿岩岩带带中中由由超超基基性性-基基性性喷喷出出岩岩组组成成的的一一套套特特殊殊岩岩系系。岩岩石石中中MgOMgO含含量量高,是太古代特有的超基性高,是太古代特有的超基性-基性火山岩。基性火山岩。河南、吉林、辽宁等地发现有科马提岩。河南、吉林、辽宁等地发现有科马提岩。根据产出位置,有三种类型:根据产出位置,有三种类型:产于岩流底部产于补给岩流的侵入通道产于纯橄榄岩中(底部)资源地质学-杨振中国地质大学资源学院
9、火山气液矿床指与火山岩浆气液活动有一定内在联系的气化指与火山岩浆气液活动有一定内在联系的气化热液矿床。热液矿床。在在火火山山喷喷发发作作用用的的晚晚期期或或间间歇歇期期,火火山山喷喷气气和和热热液液活活动动非非常常强强烈烈,这这些些喷喷气气和和热热液液常常含含有有大大量量重重金金属属化化合合物物。它它们们在在一一定定的的地地质质环环境境和和物物理理化化学学条条件件下下,与与围围岩岩、海海水水或或气气液液之之间间发发生生复复杂杂的的相相互互作作用用,使使有有用用组组分分聚聚集集沉沉淀淀而而形形成成矿矿床。床。火山气液矿床特征1.矿床主要出床主要出现于火山岩于火山岩次火山岩分布区;次火山岩分布区;
10、2.矿化中心与火山岩化中心与火山岩浆喷发侵入中心有一定侵入中心有一定联系,火山机构控系,火山机构控矿作用明作用明显;3.多数多数矿床床蚀变作用作用强烈;烈;4.矿石物石物质成分、成分、结构构造复构构造复杂,垂直分,垂直分带间隔小;隔小;5.矿床床类型和型和矿化化强度有度有时与火山岩基底的岩石及其含与火山岩基底的岩石及其含矿性、或早期性、或早期矿床床间有一定有一定联系。系。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院火山气液矿床分类陆相火山相火山-喷气气矿床;床;陆相火山相火山-热液液矿床;床;陆相次火山相次火山-热液液矿床;床;海相次火山、火山海相次火山、火山-热液液矿床。床。资源地质学-杨振中国地质
11、大学资源学院陆相火山-喷气矿床在在大大陆陆环环境境中中,由由火火山山喷喷气气作作用用所所形形成成的的矿矿床床叫叫陆陆相相火火山喷气矿床。山喷气矿床。火火山山喷喷发发时时喷喷出出大大量量的的气气体体和和金金属属化化合合物物等等成成矿矿组组分分,这这些些喷喷发发物物与与围围岩岩发发生生种种种种作作用用;或或者者直直接接结结晶晶(凝凝华华作作用用);或或者者不不同同气气体体之之间间的的相相互互反反应应。在在火火山山口口、喷喷气气孔孔及及其其周周围形成有用矿物堆积的地质作用称为火山喷气作用。围形成有用矿物堆积的地质作用称为火山喷气作用。例例如如火火山山喷喷出出的的气气体体,在在一一定定的的条条件件下下
12、能能在在火火山山岩岩、凝凝灰灰岩岩、火火山山熔熔岩岩的的裂裂隙隙中中形形成成硫硫磺磺、雄雄黄黄、雌雌黄黄、萤萤石石、硼硼矿等。如我国台湾和日本的自然硫和黄铁矿矿床。矿等。如我国台湾和日本的自然硫和黄铁矿矿床。总总的的说说来来,由由火火山山喷喷气气作作用用形形成成的的矿矿床床数数量量不不多多,规规模模也也不不大大。一一般般仅仅见见又又现现代代火火山山活活动动的的地地区区,而而古古代代地地质质历历史史中的火山中的火山-喷气矿床一般不易确认,但有理论研究意义。喷气矿床一般不易确认,但有理论研究意义。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院矿床特点形成环境形成环境矿矿床床产产于于地地表表或或地地表表附附近
13、近,形形成成温温度度约约为为6001100;矿体形状矿体形状似似层层状状,与与火火山山岩岩互互层层产产出出,或或作作为为火火山山岩岩的的夹夹层层产产出出,另另外外亦亦有有脉脉状状、不不规规则则的的脉脉状状形形式式充充填填于于火火山山管管道道的的裂裂隙中,以及环状,隙中,以及环状,放射状裂隙中,火山筒中。放射状裂隙中,火山筒中。围岩蚀变围岩蚀变较轻微的硅化,明矾石化,高岭石化较轻微的硅化,明矾石化,高岭石化矿石组成矿石组成自自然然硫硫、雄雄黄黄AsS、雌雌黄黄As2S3、萤萤石石CaF2、硼硼酸酸盐等;盐等;资源地质学-杨振中国地质大学资源学院陆相火山热液矿床在在陆陆相相火火山山活活动动过过程程
14、中中,在在地地表表或或近近地地表表环环境境,由由火火山山热热液液中中的的成成矿矿物物质质直直接接结结晶晶出出或或经经过过化化学学反反应应使使有有用用组组分分堆堆积积而而形形成成的的矿矿床床,称称为为陆陆相相火火山山热热液矿床。液矿床。在在火火山山喷喷发发作作用用的的早早期期,多多以以固固、气气体体喷喷发发为为主主,而而在在晚晚期期,则则以以热热水水活活动动为为主主。热热水水活活动动持持续续的的时时间间可可以以很很长长,也也可可以以周周期期性性地地多多次次进进行行。强强烈烈而而广广泛泛的的火火山山热热液液活活动动可可以以形形成成多多种种多多样样,规规模模大大小小不不同的矿化和蚀变。同的矿化和蚀变
15、。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院矿床特点形成环境形成环境主要产于喷出岩(基、中、酸)及火山碎屑岩中,主要分 布于中、新生代火山活动区。矿体形状矿体形状形态复杂多样,一般为脉状、复脉状、层状、似层状、巢状及其它不规则的形状。围岩蚀变围岩蚀变较强烈,有青盘岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、高岭石化、明矾石化、碳酸盐化、石膏化矿石组成矿石组成中低温矿物为主,Cu、Pb、Zn、Fe硫化物,Au、Ag碲或硒化物,萤石、重晶石、石膏、沸石、明矾石、叶腊石、高岭石。形成深度形成深度 浅表部位,一般小于 1000米,矿化深度200400米。成矿温度成矿温度 300 90,在200以下可形成重要的工业矿体。
16、工业意义工业意义金(银)矿床、汞锑矿床、铅锌矿床、明矾石矿床、萤石矿床、叶腊石及高岭土矿床。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院陆相次火山热液矿床与陆相次火山岩有成因联系的热液矿床。与陆相次火山岩有成因联系的热液矿床。在在火火山山活活动动的的晚晚期期或或间间歇歇期期,常常伴伴随随有有浅浅成成超超浅浅成成次次火火山山岩岩的的侵侵入入活活动动,它它们们大大多多产产于于火火山山机机构构的的各各种种断断裂裂裂裂隙隙中中,与与相相应的火山岩密切共生(具有同区、同期、同源关系应的火山岩密切共生(具有同区、同期、同源关系 )。)。在在次次火火山山岩岩冷冷凝凝结结晶晶过过程程中中,岩岩浆浆强强烈烈的的蒸蒸馏馏
17、作作用用所所产产生生的的含含矿矿气气水水热热液液,可可以以交交代代母母岩岩体体,也也可可从从沉沉积积岩岩中中萃萃取取部部分矿质,通过交代、充填作用使有用组分聚集成矿。分矿质,通过交代、充填作用使有用组分聚集成矿。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院矿床特点(1)与与矿床床有有成成因因及及时空空关关系系的的次次火火山山岩岩有有闪长玢玢岩岩、安安山山玢玢岩岩、花花岗闪长斑斑岩岩、石石英英闪长斑斑岩岩等等中中性性,中中酸酸性性浅浅成成、超超浅浅成成侵侵入入体体。含含矿热液液主主要要来来源源于于次次火火山山岩岩体体冷冷凝凝结晶晶过程程中中挥发组分分的的气气化化和和蒸蒸馏作作用。用。(2)矿体体常常产于
18、于次次火火山山岩岩中中,或或次次火火山山岩岩与与围岩岩的的接接触触带上上,以以及及附附近近的的喷出出岩岩、火火山山碎碎屑屑岩岩,甚甚至至邻近的沉近的沉积岩和岩和变质岩中。岩中。(3 3)矿矿床床形形成成深深度度一一般般0.50.52Km2Km,比比火火山山热热液液矿矿床床形形成成的的深深度度要要大大。成成矿矿主主要要以以-高中温(高中温(500500200200)热液期为主。)热液期为主。(4 4)在在浅浅成成、超超浅浅成成条条件件下下,围围岩岩压压力力较较低低,致致使使高高温温高高压压的的挥挥发发份份自自熔熔浆浆中中强强烈烈析析出出,大大量量聚聚集集在在次次火火山山岩岩顶顶部部,形形成成较较
19、高高的的蒸蒸气气压压力力而而能能爆爆破破围围岩岩,形形成成隐隐爆爆角角砾砾岩岩,放放射射状状环环状状裂裂隙隙、冷冷凝凝收收缩缩裂裂隙隙系系统统等等,矿矿体体形形状状十十分分复复杂杂,常常构构成成环环状状、板板状状、脉脉状状、管管状、似层状、条带状。状、似层状、条带状。(5 5)矿物共生组合矿物共生组合及矿石结构构造复杂,不仅具有高温条件下及矿石结构构造复杂,不仅具有高温条件下形成的粗晶伟晶结构,也有较低温条件下形成的细粒微晶结构,形成的粗晶伟晶结构,也有较低温条件下形成的细粒微晶结构,既有块状、浸染状构造、也有在低温条件下以充填方式为主的既有块状、浸染状构造、也有在低温条件下以充填方式为主的角
20、砾状、晶洞、晶簇状、及胶状构造。角砾状、晶洞、晶簇状、及胶状构造。(6 6)围岩蚀变强烈,且通常具有分带性)围岩蚀变强烈,且通常具有分带性资源地质学-杨振中国地质大学资源学院矿床类型斑岩型斑岩型矿床床包括中酸性及酸性次火包括中酸性及酸性次火山岩有关的斑岩型山岩有关的斑岩型铜矿床、斑岩型床、斑岩型铜钼矿床、床、斑岩型金斑岩型金矿床、斑岩型床、斑岩型钨矿床、斑岩型床、斑岩型锡矿床、床、斑岩型斑岩型铅锌矿床等;床等;玢岩型玢岩型矿床床与中性、中与中性、中-基性次火山基性次火山岩(安山玢岩、岩(安山玢岩、闪长玢玢岩、玄武岩、玄武-安山玢岩)有安山玢岩)有关的玢岩型关的玢岩型铁矿床。床。资源地质学-杨振
21、中国地质大学资源学院斑岩型矿床指矿化在时间上、空间上与指矿化在时间上、空间上与中性中性酸性斑岩体酸性斑岩体有关,成因上有关,成因上与火山与火山侵入活动有一定内在联系,具有一定的蚀变和矿化分带侵入活动有一定内在联系,具有一定的蚀变和矿化分带性,矿石呈细脉浸染状的热液矿床。性,矿石呈细脉浸染状的热液矿床。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院斑岩型铜矿的特征矿床常成群、成床常成群、成带分布,分布,规模巨大。模巨大。矿床埋藏深度浅,适合于大床埋藏深度浅,适合于大规模、机械化的露天开采。模、机械化的露天开采。矿石品位石品位较低(低(Cu一般一般为0.41%),但),但矿化分布均匀,化分布均匀,矿石工石工
22、艺性性能能稳定,可定,可选性好。性好。矿石中常伴生有多种有用石中常伴生有多种有用组份可供份可供综合利用,除合利用,除Cu、Mo、Au、W、Sn、Pb、Zn外,尚可外,尚可综合回收合回收Ag、Re、Co、S、Se、Te等元素。等元素。资源地质学-杨振中国地质大学资源学院斑岩型矿床的时间分布时间上集中分布于新生代(时间上集中分布于新生代(6060),其次是中生代(),其次是中生代(3535)。)。世界超大型斑岩铜矿(Cu储量储量500万万t)时代分布时代分布时代矿床个数Cu金属储量(万t)百分比(%)第三纪202611857.7第三纪白垩纪4882519.5白垩纪4460610.2侏罗纪三叠纪33
23、1927.1二叠纪石炭纪217904.0中元古代16551.5资源地质学-杨振中国地质大学资源学院斑岩型矿床形成的大地构造背景斑斑岩岩型型矿矿床床主主要要产产于于汇汇聚聚板板块块的的边边界界,包包括括大大洋洋板板片片俯俯冲冲产产生生的的岛岛弧弧和和陆陆缘缘弧弧环环境境(滨滨太太平平洋洋带带),以以及及陆陆 陆陆碰碰撞撞造造山山(特特提提斯斯 喜喜马马拉拉雅雅带带,中中亚亚 蒙蒙古古带带)环环境境。如如下下例所示:例所示:1 1、岛岛弧弧环环境境的的斑斑岩岩型型矿矿床床:主主要要环环绕绕西西太太平平洋洋广广泛泛分分布布(印尼、菲律宾、巴布亚新几内亚、澳大利亚等国)(印尼、菲律宾、巴布亚新几内亚、
24、澳大利亚等国)2 2、陆陆缘缘弧弧环环境境的的斑斑岩岩型型矿矿床床:广广泛泛分分布布于于太太平平洋洋东东海海岸岸,经经典典成成矿矿省省包包括括安安第第斯斯中中部部(智智利利、阿阿根根廷廷、秘秘鲁鲁)和和美美国国西部西部3 3、碰碰撞撞造造山山环环境境的的斑斑岩岩型型矿矿床床:主主要要分分布布于于特特提提斯斯 喜喜马马拉拉雅雅带带(西西起起西西班班牙牙,经经克克罗罗地地亚亚、罗罗马马尼尼亚亚、保保加加利利亚亚、土土耳耳其其、亚亚美美尼尼亚亚、伊伊朗朗、巴巴基基斯斯坦坦,东东到到中中国国西西藏藏和和缅缅甸甸等等地地)和和中中亚亚 蒙蒙古古带带(西西起起乌乌兹兹别别克克斯斯坦坦和和哈哈萨萨克克斯斯坦
25、坦,经经中中国国新新疆甘肃和内蒙,东到黑龙江)疆甘肃和内蒙,东到黑龙江)资源地质学-杨振中国地质大学资源学院岩浆岩在在时时间间上上、空空间间上上和和成成因因上上均均与与斑斑状状结结构构的的中中酸酸性性浅浅成成 超超浅浅成成侵侵入入体体有有关关,如如花花岗岗闪闪长长斑斑岩岩、石石英英二二长长斑斑岩岩、二二长长斑斑岩岩、石石英英斑斑岩岩、粗粗安安斑斑岩岩、英英安安斑斑岩岩等等,它它们们常常与与玄玄武武岩岩 安山岩安山岩 英安岩英安岩 流纹岩等钙碱性系列喷出岩有联系。流纹岩等钙碱性系列喷出岩有联系。含含矿矿斑斑岩岩体体的的形形态态多多为为岩岩株株、岩岩筒筒或或岩岩钟钟状状,矿矿化化集集中中在在斑斑岩
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