热液矿床热液及成矿物质来源.docxVIP

热液矿床热液及成矿物质来源1含矿热液的种类与来源含矿热液的来源是矿床学的重要基础理论问题之一。虽然争论一直存在，但根据多种数据和资料的综合分析研究，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（magmatic fluid）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。图5-1 水在硅酸盐熔浆中的溶解度图解（据Burnham，1979）（1）玄武岩桨（1100℃）；（2）安山质熔浆（1100℃）很多证据表明岩浆水的存在有多方面的证据，如：快速冷却的火山岩含水量一般为0.2%~5%，最高可达12%（如某些松脂岩）；另外岩浆岩大量的含水硅酸盐矿物也是岩浆含水的最好证明。按Holland的实验，只有当与硅酸盐熔浆共存的蒸气相中H2O分压超过4.94×107Pa时，黑云母和角闪石才可从英安质熔体中析出，形成斑晶。在花岗闪长岩中黑云母和角闪石的含量为10%~30%（体积），水分压应在4.94×107~9.87×108Pa，含水量约为2%~4%；若新鲜的中酸性岩含水4%左右，则在其结晶时可失水1%~3%，这些水可以构成岩浆流体的主要来源。对热液矿床中矿物及其中流体包裹体氢氧同位素成分的分析结果，也证实部分热液矿床形成的早期，确有岩浆流体存在。岩浆流体从岩浆析出的过程和数量，与岩浆结晶的深度、温度、初始含水量、成分和流体相的组成有关，也受到围岩渗透性和裂隙系统发育程度的影响，其中最重要的是岩浆侵位深度和岩浆的初始含水量。Burnham（1979）实验表明，岩浆中溶解的H2O重量百分比随压力的升高而加大（图5-l）。如果深处形成的岩浆水含量未达到饱和，那么只有当这种岩浆上升到近地表处，或在岩浆结晶的晚期或末期，当无水的硅酸盐矿物（如辉石、长石等）部分或大部分结晶以后，在构造活动或水热爆发作用打开裂隙时，才有较少的岩浆气液析出；相反，初始含水量很高，在深处就已成为水和其他挥发分饱和的硅酸盐熔浆，在较深处或在岩浆结晶较早阶段，即可有岩浆流体相析出。在岩浆流体析出的过程中，其组成不断发生变化，H2O、HCl、HF、H2S、SO2、CO2的相对比值常随时间而有所改变。2. 变质成因热液（metamorphic fluid）指岩石在进化变质作用过程中所释放出来的热水溶液。岩石遭受进化变质作用时，总伴随着矿物的脱水反应，而且脱水同变质的强度成正比，如沉积岩的平均含水量为5.54%（少数沉积岩含水可高达15%以上），经过变质作用，这些水可被逐渐排出。如果沉积岩在变质过程中释放出4%的水，则lkm3的沉积岩可释放出约1亿吨水。低级变质岩（如绿片岩）遭受到高温高压作用转变为高级变质岩（如角闪岩相和麻粒岩相变质岩）的过程中，也可排出水。对某些热液矿床（如部分变质岩中的金矿床）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（formation water）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。很多数据资料表明，有的低温铅锌矿床主要是与建造水构成的热液活动有关。4. 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。加热的大气水广泛参与热液成矿作用，是20世纪60年代以来在热液矿床研究中取得的一项重要成果。在现代活火山活动区（如新西兰），以天水为主的热泉中在形成Au、Ag、Sb、Hg、W矿床；红海的阿特兰提斯海底部，温度和盐度都很高的海水形成了巨大的金属泥质沉积物；美国南加利福尼亚索尔顿（Solton Sea）热水，含盐度可高达36%，含银达2×10-6，铜达25×l0-6，铅达100×10-6，锌达700×10-6，其成分也以天水为主；东太平洋北纬21°所进行的海底调查中发现海底热水活动正在形成块状硫化物矿床；冲绳海槽和西南太平洋发现类似的海底成矿作用；目前已经发现几百个正在活动的海底喷流热卤水池。大量的岩浆岩及其相关流体的氢、氧同位研究表明，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（mantle fluid）指幔源挥发分流体，其最初来源可以是核幔脱