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水是热液淬火成矿的充要条件——认知成矿理论

郑州地象科技有限公司寇伟钢件淬火处理的充要条件是冷却介质，而热液淬火成矿的充要条件是水，仅有热液没有水进行淬火降温就不可能成矿，只能缓慢固结成侵入岩。

1、参与热液成矿的水从何来

按照现有成矿理论的解释，参与热液成矿的水包括岩浆水、变质水、地表下渗水三大类，水是确定热液成因和热液矿床形成的关键。岩浆水是在岩浆结晶过程中释放出的流体，形成了岩浆热液；变质水是在高温岩石变质过程中生成的水，形成变质热液；而地表之上的大气降水、海水等，沿裂隙孔隙向下渗透进入成矿空间，成为向热液演化的初始水。另外，还有人提出在交代作用过程中，岩石的组分有带进和带出，是通过热液实现的，所以在交代过程中也生成交代水、进而生成交代热液。

2、对于岩浆水和变质水成矿的质疑

无论是岩浆水或是变质水，都忽略了一个关键的事实：高温高压环境下岩浆热液和水只能为超临界流体形态。幔流进入地壳后不断熔融围岩，在碱交代作用下热液再结晶生成新物质逐渐由碱变酸，即使是在结晶过程中释放出了岩浆水，也还是高温高压的超临界流体，不会起到淬火冷却成矿作用。反倒是热液上升到浅层当温度和压力降到低于超临界点时，要么在容矿空间内遇到地表下渗水，这些岩浆水就会与热液矿质和浅层水一起参与淬火成矿作用；要么在容矿空间内没有或有少量地表下渗水，这些超临界状态的岩浆水释压后就会变成热气快速蒸发，不可能作为淬火介质参与成矿过程。而在高温岩石变质过程中生成的变质水，若是没有遇到上涌热液就不可能参与成矿过程，若是汇入到上涌热液中，也会同岩浆水一样以超临界态与岩浆一起继续上涌，在浅层遇冷水后参与淬火结晶成矿过程。

3、是否有水参与固结过程是热液成岩或成矿的决定因素

热液、容矿空间和水是成矿的三大必要条件，热液进入容矿空间内没有水时只能缓慢冷却成侵入岩，只有水作为冷却介质产生淬火作用，才能促使矿元素向作用面富集结晶成矿。各种成岩成矿实例能够充分证明水是成岩或成矿的决定因素：属于超基性岩的有橄榄岩、辉石、蛇绿岩、金伯利岩类、橄榄岩-苦橄岩类等，还有蛇纹石、滑石、绿泥石等蚀变产物，而属于基性岩的有辉长岩、辉绿岩、斜长岩等，这些岩类基本上都是从地幔层随着幔流直接上涌到地壳浅层形成的侵入岩，常成岩株、岩盆、岩床、岩脉等小侵入体产出，喷出岩常形成较大的岩流和岩被。虽然与基性岩和超基性岩有关的矿产有铁、钒、钛、铜、钴、镍、铬、铂、金刚石等，但很少形成有开发价值的矿床。究其原因，就是在热液进入地壳浅层的成矿空间内没有水或缺乏足够的水与热液产生淬火作用，即使是来自地幔的超基性岩和基性岩内富含成矿元素，但没有水介质淬火激发矿元素向热液外层富集结晶沉淀，就不可能形成可开采品位以上的矿床。

4、淬火介质水量对于成矿作用程度、成矿规模及深度的影响

热液在容矿空间内淬火成矿的程度取决于冷却水的数量，要有足够量的水作为冷却剂才能使“淬火”作用更加充分。当高温的热液与容矿空间内的水及低温的围岩接触时产生淬火作用，会萃取热液中的矿元素向热液外层及与围岩的接触带富集，在降温过程不断结晶、沉积、成脉。假若容矿空间中存有足够量的水，足以维持热液由高温液态降至低温固结，那么在整个过程中能够一直保持淬火作用，富集成矿元素的时间就足够长，热液固结生成有用矿脉的厚度就会大、结晶程度更好、矿物质含量更高；另外，热液与围岩接触面产生蚀变的程度亦较大。假若容矿空间较大、存水量较少，不够维持热液由高温液态降至低温固结，那么只有在有水期间才会发生淬火作用，成矿元素富集时间短、在淬火作用面结晶成脉厚度不大，热液与围岩接触面产生蚀变的程度亦较小。同理，由于断裂构造内越深裂隙越小、赋水量越少，深部热液上侵至浅中层时冷却水很少不足以充分淬火成矿，所以在断裂中心较深位置成矿很少；而断裂构造在浅层的含水裂隙发育较好、赋水量较大，足以保证热液涌入裂隙内能够充分淬火、快速降温固结成脉，成矿效果就好。

2024年3月15日