ch6气水热液矿床概论

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1、第六章：气水热液矿床概论主要内容：一、气水热液及其在内生矿床中的意义二、热液的成因（类型）三、热液中主要挥发组分的性状及其影响四、成矿元素在热液中的迁移与沉淀五、热液的运移六、气水热液矿床的形成方式七、围岩蚀变八、气水热液矿床成矿温度和压力（深度）的测定九、气水热液矿床的矿化期、矿化阶段和矿物生成顺序十、思考题6.1气水热液及其在内生矿床中的意义（一）气水热液的概念：1、气水热液：地下形成的含多种挥发组分和成矿元素的气态或液态水溶液。（简称热液）2、热液的成份：a、主要成份：H2O（盐度一般为几%—几十%）b、

2、其他挥发组分：HCl、HF、H2S、CO2、B、（As）c、主要金属元素：K、Na、Ca、Mg，d、常见成矿金属元素：黑色金属元素Fe、Mn，有色金属元素Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，贵金属元素Au、Ag，稀有金属元素Li、Be、Nb、Ta，放射性元素U、T3、温度及物理状态：a、温度变化范围：50—800ºC，一般成矿温度：100—600ºCb、状态：气态（高温低压条件）、液态（高压中低温条件）、超临界状态（高温高压条件）（二）意义：1、有关矿床的成因类型：a、热液矿床b、接触交代矿床2、有关

3、矿种：a、主要金属矿种：Fe、Mn，Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg，Au、Ag，Li、Be、Nb、Ta，U、Thb、非金属矿产：云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、叶腊石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、天青石、滑石、菱镁矿等6.2热液的成因（类型）（一）岩浆热液：1、成因：岩浆热液是岩浆中所含的H2O及其他挥发组分在岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由于温度、压力和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析出形成的。2、特征：岩浆热液H2O的氢氧同位素值一般变化范围是δ18ΟH2O=6‰-9‰δD=-48‰--80‰,

4、此外多有高盐度、富K＋的特征。（见图6-1）图6-1不同成因水的同位素组成简图（据.M.F.Sheppard，1997）由于水-岩石的相互作用和交换表示了海水和A、B组分的地下水δ18O移位的趋势（二）地下水热液1、成因：地下水热液是大陆地区向下渗透的地下水及沉积物中的封存水因地热梯度的影响和（或）受深部岩浆的烘烤，温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。图6-2大气水热液及其成矿模式（斯米尔诺夫）2、特征：地下水热液H2O的氢氧同位素接近大气降水线（见图6-2），温度多属中、低温，多富

5、Ca2＋、Na＋）（三）海水热液：海水热液是向下渗透的海水受深部岩浆的烘烤和地热梯度的影响，温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。此种热液多形成与洋中脊及岛弧环境，热液H2O的氢氧同位素接近海水的标准值。（见图6-3）图6-3黑矿型矿床简要横剖面图（四）变质热液：1、成因：变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压力不断增加依次释放出来的粒间水、矿物的结晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。如沉积岩（含水20-30%）→绿片岩相（一般含水6%）→角闪岩相（含水1-2%）→麻粒岩相（含水0.5

6、%），可见变质过程中可产生大量的变质热液。2、特征：变质热液H2O的δ18O=5‰—25‰，δD=-20‰—-65‰，多富CO2。6.3热液中主要挥发组分的性状及其影响1、卤族元素：热液中主要卤族元素是F和Cla、卤族元素的化合物（尤其是氯化物）是强电解质，电解后强烈影响热液的pH值；b、大部分金属元素的卤化物都有较大的溶解度，很多金属元素均可与卤族元素形成易溶络合物，还有部分卤化物高温时具有挥发性质。卤族元素的这些重要性质有助于热液中有用组分的迁移。2、硫：a、氧化态为SO42-，与Cl-性状相似，影响热液的

7、ph值和有助于大部分金属元素的迁移，也可形成难溶硫酸盐而沉淀成矿，如重晶石（BaSO4）。b、还原态为H2S，是弱电解质和重要的矿化剂，性状如下：(a)温度＞400ºC时，H2S为中性分子，不电离，或分解为S和H2。(b)温度＜400ºC，H2S开始电离，H2S=H++HS-，k1=[H+][HS-]/[H2S]=8.4×10-8，[HS-]=k1[H2S]/[H+]HS-常可与多种金属元素结合形成易溶络合物，有助于元素在热液中迁移。[HS-]=H++S2-，k2=[H+][S2-]/[HS-]=1.2×10-

8、15,[S2-]=k2[HS-]/[H+]=k1k2[H2S]/[H+]2S2-常与金属阳离子结合形成难溶的硫化物而沉淀成矿。上式可见，影响H2S解离的因素是热液中H2S的浓度和pH值：H2S的溶解度又与压力呈正相关，与温度呈负相关；pH值低溶液中[HS-]高，有利于矿质的迁移，pH值高溶液中[S2-]高，有利于硫化物的沉淀。3、CO2：高温条件下为中性分子，温度降低水和为H2CO3并