內(nèi)容提要：第八章內(nèi)生礦床§8.4氣液礦床§8.5火山成因礦床參看《地質(zhì)學(xué)》pp.148-171.§8.4氣液礦床

成礦物質(zhì)在熱氣和熱液中被搬運并填充到巖石裂隙里所形成的礦床，統(tǒng)稱為氣液礦床。第八章內(nèi)生礦床一、氣液成礦作用1、成礦溶液的來源和成因

氣液礦床的成礦溶液是一種“氣水溶液”，其成分以H2O為主，有時CO2占很大比例，尚還有F、Cl、Br、B、S等多種揮發(fā)性組分和造巖造礦等金屬元素等。從巖漿演化的角度來看，隨著溫度下降，巖漿中的揮發(fā)成分相對增多，當(dāng)大部硅酸鹽礦物已凝結(jié)成巖，剩下來的物質(zhì)幾乎都是揮發(fā)成分，由于成分不同和溫度變化，它們以熱氣和熱液的形式存在，并成為重要的成礦介質(zhì)。所以過去把這種礦床叫“巖漿期后礦床”。但近年根據(jù)各種觀察和實驗資料證明，氣水熱液（即熱氣熱液）的成因是多樣的，有巖漿成因的、變質(zhì)成因的，也有地下水成因的（即地下水受熱形成熱液），而且有許多礦床是巖漿成因的氣水溶液和地下水熱液綜合作用形成的。2、有用組分從氣水溶液中

沉淀的原因和成礦方式有用組分從氣水溶液中沉淀的主要原因是:氣水溶液與圍巖接觸以及不同成分的氣水溶液相互混合，破壞了溶液的化學(xué)平衡，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成難溶化合物而沉淀。其次，由于氣水溶液是多組分的物理化學(xué)體系，在其搬運過程中物理化學(xué)狀態(tài)不斷改變；如溫度、壓力的降低，pH值和Eh值的變化，溶劑的蒸發(fā)，也可使氣水溶液中某些溶質(zhì)發(fā)生過飽和而沉淀。沉淀出來的物質(zhì)與溶質(zhì)的成分相同，例如NaCl、SiO2的沉淀。氣水溶液的成礦方式，

主要可分為充填作用和交代作用兩種：（1）充填作用方式。氣水溶液在化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖中流動時，一般與圍巖沒有明顯的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)的相互交換，氣水溶液中的有用組分是由于物理化學(xué)條件變化的影響，直接沉淀在圍巖裂隙和空隙中，這種作用稱充填作用。充填作用所形成的礦床，其形態(tài)產(chǎn)狀主要受裂隙、多孔性巖層、層面和不整合面等的形態(tài)產(chǎn)狀所控制。其中以脈狀礦體最為多見，脈體與圍巖界線清楚。（2）交代作用方式。氣水溶液在化學(xué)性質(zhì)較活潑的圍巖裂隙和孔隙中流動時，溶液與圍巖中某些礦物起化學(xué)反應(yīng)，并同時發(fā)生極細微狀態(tài)下的溶解作用和沉淀作用，原有礦物逐漸被溶解掉而代之以新礦物。這種作用稱為交代作用，也就是置換作用。交代前后巖、礦石的總體積不發(fā)生變化。礦體的主要特征是：礦體外形不規(guī)則，不完全受裂隙形狀所控制；礦體和圍巖界線不清，呈過渡關(guān)系。在礦體中保留有原巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。在氣液礦床中，常常根據(jù)上述礦石沉淀的不同方式，進一步劃分為交代型氣液礦床和充填型氣液礦床兩大類。3、氣水溶液對圍巖的影響

氣水溶液在沉淀成礦的同時，也與圍巖發(fā)生交代反應(yīng)，使圍巖發(fā)生化學(xué)變化。這種現(xiàn)象叫作圍巖蝕變。圍巖蝕變的強度、范圍決定于氣水溶液組分、溫度和圍巖的性質(zhì)。氣水溶液組分愈活潑、壓力及溫度越高，圍巖的蝕變就越強烈；圍巖的化學(xué)性質(zhì)越活潑，蝕變就越徹底；圍巖中裂隙越發(fā)育，越有利于氣水溶液的滲透，蝕變的范圍就越廣。圍巖蝕變的類型很多，人們常以蝕變后所產(chǎn)生的新礦物或新巖石的名稱，來命名它們。如蝕變后只產(chǎn)生某一種新礦物，則稱某某化，如絹云母化、石英巖化等；如產(chǎn)生兩種以上的新礦物，則稱某某巖化，如云英巖化、矽卡巖化等等。影響圍巖蝕變類型的因素，主要是圍巖成分和熱液性質(zhì)（組分和溫度）。重點介紹矽卡巖化。矽卡巖化：常有酸性、中酸性侵入巖體分泌的氣水溶液進入到巖體和碳酸鹽類巖石的接觸帶內(nèi)，通過高溫交代作用，在接觸帶及其附近范圍內(nèi)產(chǎn)生由石榴子石、透輝石及其他一些鈣鐵鎂鋁的硅酸鹽類礦物所組成的蝕變圍巖叫作矽卡巖，這種圍巖蝕變就叫作矽卡巖化。矽卡巖化圍巖蝕變在碳酸鹽類圍巖中特別發(fā)育。矽卡巖化是尋找鐵、鉬、銅、鉛、鋅、鎢、錫等金屬礦床的重要標(biāo)志。研究圍巖蝕變的意義：利用它們可以作為找礦標(biāo)志。因為蝕變圍巖往往比礦體的分布廣，在找礦時易于發(fā)現(xiàn)。它不僅可以指出具有地表露頭的礦體的位置，而且對埋藏在地下深處的盲礦體也具有指示意義。另外，由于不同的礦種，常顯示有不同類型的圍巖蝕變，因而圍巖蝕變類型還可以作為發(fā)現(xiàn)某一類型礦種的標(biāo)志。如矽卡巖化常伴生有磁鐵礦、白鎢礦和多金屬礦；云英巖化常伴有錫、鎢及鉬等等。4、氣液礦床的分類根據(jù)在一定地質(zhì)環(huán)境下主要成礦作用的分類方案，劃分為兩類：（1）矽卡巖礦床

礦床的形成和矽卡巖化圍巖蝕變密切伴生，與之有成因聯(lián)系。是在中等深度，含礦氣水溶液中的有用組分以化學(xué)交代作用而沉淀的礦床。（2）熱液礦床不伴生有矽卡巖化圍巖蝕變，有用礦物的沉淀既可有化學(xué)交代作用又可有充填作用；這類礦床根據(jù)其成礦溶液的來源和成因，可劃分為：巖漿熱液礦床、地下水熱液礦床和變質(zhì)熱液礦床。巖漿熱液礦床以形成的地質(zhì)環(huán)境不同，又可分為侵入巖漿熱液礦床和火山熱液礦床。二、氣液礦床特征（一）、矽卡巖礦床

這是產(chǎn)在中—酸性侵入體和碳酸鹽巖圍巖接觸帶中，直接和矽卡巖化有成因聯(lián)系的礦床，所以叫矽卡巖礦床或接觸交代礦床。這類礦床在我國地下資源儲量比重中占有極重要的地位。1、矽卡巖礦床的形成過程矽卡巖礦床的形成過程是從分泌大量氣水溶液的酸性、中酸性巖漿侵入碳酸鹽類圍巖開始。巖漿侵入時所帶來的大量熱能，為化學(xué)性質(zhì)活潑的碳酸鹽類圍巖與氣—液中某些組分進行交代反應(yīng)創(chuàng)造了條件。在這個基礎(chǔ)之上，開始了礦床的形成過程。這個過程，主要是向圍巖滲濾的氣—液在溫度逐步降低中與圍巖交代反應(yīng)，改變物態(tài)并沉淀出各種組分的過程，基本上是經(jīng)歷了兩大階段：矽卡巖化階段和熱液硫化物階段。1）矽卡巖化階段：即矽卡巖的形成階段，這是形成矽卡巖礦床的基礎(chǔ)。最早出現(xiàn)的矽卡巖礦物是不含水的石榴石、透輝石、矽灰石等；由這些不含水矽卡巖礦物組成所謂的“干矽卡巖”；這主要是氣—液高溫氣態(tài)階段與圍巖相反應(yīng)的結(jié)果。矽卡巖型磁鐵礦和赤鐵礦就可能在這個階段形成的。2）熱液硫化物階段：在矽卡巖階段之后，繼續(xù)在圍巖中向前滲濾的氣—液，隨著溫度的降低，就逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，于是（OH）、CO2（包括圍巖中分解出來的）和H2S等礦化劑開始發(fā)揮作用，首先是形成含（OH）根的綠簾石、角閃石、陽起石、綠泥石等礦物，組成所謂的“濕矽卡巖”，其次是大量金屬硫化物如輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦等的沉淀。矽卡巖型鉬礦、銅礦與鉛鋅礦等就是在此階段形成的。2、矽卡巖礦床的賦存條件和主要特征：1）一定巖漿巖侵入體有一定的專屬礦種。這種專屬性顯然是由于一定巖漿富于某些成礦物質(zhì)而貧于另外一些成礦物質(zhì)。如較酸性的花崗巖類與鎢、鉬、錫、銅等礦床關(guān)系密切；中酸性花崗閃長巖類和中性閃長巖常與銅、鐵礦床有關(guān)。2）侵入體一般是中等深度的，因為太深太淺都不利于礦物的沉淀。在成礦過程中，CO2起著重要的作用。3）矽卡巖礦床的最有利的圍巖是碳酸鹽類巖石。質(zhì)地不純的含有泥質(zhì)夾層的碳酸鹽類巖石最有利于成礦。4）礦體形狀變化很大，呈各種不規(guī)則形狀，如似層狀、透鏡狀、囊狀、柱狀、脈狀等等。5）礦物成分復(fù)雜。3、矽卡巖礦床的主要類型

矽卡巖型金屬礦床種類很多，常為以一種金屬為主的多金屬礦床。其具有工業(yè)意義者，在我國有矽卡巖型鐵、銅礦床（如安徽銅官山銅礦，湖北大冶鐵礦），矽卡巖型銅、鉛、鋅礦床（如廣西德保銅礦、湖南水口山鉛鋅礦），矽卡巖型鎢、鉬、錫礦床（如湖南瑤崗仙白鎢礦），矽卡巖型鉬、鉛、鋅礦床（如遼寧楊家仗子鉬礦）等等。此外，還有矽卡巖—熱液綜合型錫礦床（如云南個舊錫礦）。（二）、熱液礦床

熱液礦床是指由各種成因的含礦氣水熱液，在一定的物理化學(xué)條件下，在有利的構(gòu)造或圍巖中，以充填或交代成礦方式所形成的有用礦物堆積體。它與矽卡巖礦床的主要區(qū)別是不伴生有矽卡巖化圍巖蝕變，而且不一定產(chǎn)出于巖漿巖與碳酸鹽巖石的接觸帶。熱液礦床的礦種類型繁多，價值巨大。其中包括大部分有色金屬礦產(chǎn)、一些對尖端科學(xué)有特殊意義的稀有和分散元素礦產(chǎn)以及放射性元素（鈾）。此外，還有鐵、鈷和許多非金屬礦產(chǎn)。根據(jù)成礦地質(zhì)環(huán)境和成礦氣水溶液的來源不同，把熱液礦床劃分為巖漿熱液礦床（含侵入巖漿熱液礦床和火山熱液礦床）、地下水熱液礦床和變質(zhì)熱液礦床。1、侵入巖漿熱液礦床與巖漿中分泌出來的含礦氣水溶液有關(guān)，是由其中有用組分在侵入體內(nèi)或其附近圍巖中富集而成的。這類礦床與侵入巖體在時間上、空間上和成因上有密切的聯(lián)系，侵入巖就是其成礦母巖，而且一定類型的礦床與一定成分的巖漿巖有關(guān)。例如，鎢、錫、鉬、鉍礦床常與花崗巖有關(guān)；銅、鐵等礦床常與閃長巖、石英閃長巖等有關(guān)；稀土—磁鐵礦礦床與堿性花崗巖有關(guān)等。按照成礦溫度的劃分，可以把侵入巖漿熱液礦床分為高溫和中溫兩類型：（1）侵入巖漿高溫型熱液礦床：形成溫度約為600~300℃，成礦深度約4.5~1公里，屬中深或深成。有利于那些結(jié)晶溫度高的、易于與氧化合的元素（鎢、錫、鐵等）形成含氧鹽類或氧化物礦物（黑鎢礦、錫石、磁鐵礦等）沉淀下來。（2）侵入巖漿中溫型熱液礦床：形成溫度約為300~200℃，高的可達350℃，低的可到150℃左右；成礦深度一般為1~3公里。有利于重金屬硫化物的沉淀，因而形成了中溫型熱液礦床中Cu、Pb、Zn、Fe等的大量硫化物礦石。侵入巖漿熱液礦床的特征：無論是高溫還是中溫?zé)嵋旱V床，共同特征是：（1）侵入巖漿熱液礦床與巖漿巖有關(guān)：在時間上，產(chǎn)于巖漿期；在空間上，產(chǎn)在巖體內(nèi)或巖體周圍的圍巖中，或者其接觸帶上；在成因上，礦床和巖漿巖有明顯的專屬性，即一定類型的礦床和一定成分的巖漿巖相聯(lián)系。（2）礦床受地質(zhì)構(gòu)造控制明顯。主要是受侵入巖的原生構(gòu)造、接觸帶構(gòu)造或地殼運動造成的各種斷裂及褶皺構(gòu)造的控制。（3）礦體的形態(tài)各種各樣。（4）由于巖漿熱液成分的復(fù)雜性導(dǎo)致這種類型礦床礦石中礦物組成的復(fù)雜性和礦石類型、礦種的多樣化。（5）由于侵入巖漿熱液中揮發(fā)分的溫度高、壓力大和活動性強，所以這類礦床的圍巖蝕變時常較為強烈，分布廣泛。2、地下水熱液礦床這是一類在成因上長期有爭論的礦床。過去曾稱之為超低溫礦床。礦石礦物的形成溫度一般為50~100℃，很少超過200℃。根據(jù)近年研究，這類礦床的形成與地下水熱液有關(guān)，而且礦液的性質(zhì)是高鹽度含礦熱鹵水，但在成因上仍還存在不少爭議。這類礦床的主要特征：礦床的形成與巖漿活動關(guān)系不密切，在礦區(qū)內(nèi)和周圍相當(dāng)遠的范圍內(nèi)未見與成礦有關(guān)的巖漿活動；礦床產(chǎn)于某一定地層中，受巖性（相）控制，礦體常集中于某些巖性段中，往往具有多層的特點。（三）、矽卡巖—熱液綜合型礦床侵入巖漿氣水溶液的成礦活動在一定條件下分別形成矽卡巖和熱液礦床。但在一般情況下，矽卡巖礦床均或多或少附有熱液階段產(chǎn)物（如安徽銅官山銅礦）。其特別明顯者成為矽卡巖—熱液綜合礦床。這類礦床中，有時一個礦體可含有幾種甚至十幾種有用組分，但品位不一定都很高，只單獨開采和回收其中一種，有時在經(jīng)濟上是一種損失，如能綜合評價、開采、利用，則可以充分利用資源。我國云南個舊錫礦床為其一例?！?.5火山成因礦床

火山成因礦床是指那些在成礦作用上直接或間接與火山—次火山巖漿活動密切有關(guān)的礦床。它們均位于與其大約同時形成的火山—次火山巖的分布范圍內(nèi)。一、火山成因礦床的分類1、火山—次火山巖漿礦床巖漿在地殼深部經(jīng)分異作用可形成富礦巖漿或礦漿，它們?nèi)胴炄牖鹕綑C構(gòu)或噴出地表，即可形成本類礦床。這類礦床在我國的主要類型為：（1）巖漿噴溢礦床：是富礦巖漿或礦漿以熔融體狀態(tài)貫入火山機構(gòu)或溢出地表在火山口附近堆積所成的礦床。（2）巖漿爆發(fā)礦床：這類礦床主要生成于火山爆發(fā)角礫巖筒中。典型的實例是金伯利巖中的金剛石礦床。（3）巖漿噴溢—噴發(fā)礦床：這類礦床的形成部分與噴溢作用有關(guān)，部分與噴發(fā)作用有關(guān)。后者與前者的區(qū)別在于富礦巖漿或礦漿被噴到空中，并呈固態(tài)噴出物落下，因此在礦體中可夾有含礦火山彈、火山角礫、凝灰?guī)r等，并使部分礦石的構(gòu)造與單純噴溢作用形成者不同。2、火山—次火山氣液礦床火山噴發(fā)的間歇期、晚期或期后，其射氣和熱液活動非常強烈，射氣和熱液中的有用組分，在母巖體內(nèi)或其附近圍巖中聚集、沉淀，可形成火山—次火山氣液礦床。根據(jù)成礦作用方式及地質(zhì)條件的不同，可分為如下三種類型：（1）火山射氣礦床：主要由火山射氣而成，位置淺，局限于近代火山口內(nèi)外及附近各種裂隙中。主要礦種有自然硫、硼酸鹽等。經(jīng)濟價值一般不大。（2）火山熱液礦床：它是由含礦火山熱液在火山巖中發(fā)生充填或交代作用，使有用組分沉淀而成的。成礦溫度一般為中低溫。（3）次火山熱液礦床：在火山活動晚期或間歇期，常伴隨有大量次火山巖的侵入活動。來自次火山巖的氣水溶液，通過充填或交代作用，將有用組分沉淀在次火山巖或附近的其它巖石中，既形成次火山熱液礦床。成礦溫度以高—中溫為主。3、火山沉積礦床指那些成礦物質(zhì)來源于火山但通過正常沉積作用而形成的礦床。成礦物質(zhì)是由火山活動提供的，火山碎屑物以及火山噴氣和熱液所攜帶的有用組分可通過多種方式沉積為同生火山沉積礦床。當(dāng)成礦物質(zhì)來自火山噴發(fā)時，稱火山噴發(fā)-沉積礦床；來自火山熱液時，稱火山熱液-沉積礦床，二者均可根據(jù)其生成環(huán)境又可分為海相和陸相兩類。二、火山成因礦床的主要類型火山成因礦床種類繁多，其中以下四種主要類型的成礦過程較為突出。1、海相火山噴發(fā)-沉積鐵礦床世界上許多巨大的前寒武紀沉積變質(zhì)鐵礦床或多或少均與海底火山噴發(fā)作用有關(guān)。我國的條帶狀含鐵石英巖（鞍山式鐵礦）的形成，也多與海底火山噴發(fā)作用有關(guān)。2、火山塊狀硫化物礦床該類礦床與海底火山-次火山的熱液成礦作用有關(guān)。礦床常圍繞海底火山噴發(fā)中心，成群成帶出現(xiàn)。礦體一般為層狀、透鏡狀到席狀，含有90％以上的金屬硫化物，故常為塊狀構(gòu)造。礦石成分普遍含有黃鐵礦，所以也稱為黃鐵礦型礦床，或稱為黃鐵礦型銅礦和多金屬礦床。最重要的容礦巖石是流紋巖。3、斑巖銅礦又稱細脈浸染型銅礦床，是一種具有重大工業(yè)意義的礦床。斑巖銅礦的礦化與中酸性斑巖在空間上、時間上和成因上有密切聯(lián)系。含礦斑巖體主要為淺成-超淺成的花崗斑巖-花崗閃長斑巖，并與鈣-堿系列的安山巖、粗安巖、英安巖和流紋巖等火山巖有成因聯(lián)系。4、玢巖鐵礦這種礦床類型和