礦床學(xué)第八章火山成因礦床第八章

火山成因礦床§1概述§2火山巖漿礦床§3火山氣液礦床3

第八章火山成因礦床

§1概述

一、概念二、特點三、成礦條件四、成礦作用及礦床分類4

第八章火山成因礦床

§1概述一、概念1、火山成因礦床2、火山巖系列3、次火山巖5

第八章火山成因礦床

§1概述

1、火山成因礦床

火山成因礦床是指與火山活動有關(guān)的礦床，與火山巖、次火山巖系列有成因聯(lián)系的礦床。在地殼淺部或近地表，由于火山活動而使有用組分聚集而形成的礦床。一、概念6

2、火山巖系列火山巖系列指在一定大地構(gòu)造單元和開展階段，在地殼表部形成的一套火山巖組合。又稱火山建造。3、次火山巖

次火山巖是指與火山巖同源的淺成或超淺成侵入體，它與火山噴發(fā)聯(lián)系在一起，形成于火山噴發(fā)的間隙期或晚期。與火山巖共生在一起的巖石，又稱超淺成侵入體。7

第八章火山成因礦床

§1概述二、特點1、礦床產(chǎn)于火山巖、次火山巖系中

2、礦體呈脈狀或不規(guī)那么狀，明顯受火山機構(gòu)控制，也見透鏡狀、似層狀礦體8

3、礦石組構(gòu)多樣，如細脈狀、浸染狀、塊狀、多孔狀、角礫狀等;

4、礦石物質(zhì)組分復(fù)雜，但主要為Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Mo、Au、Ag等金屬元素的礦物和黃鐵礦及金剛石、重晶石、明礬石等非金屬礦物。9

第八章火山成因礦床

§1概述1、溫度壓力2、巖漿巖3、地質(zhì)構(gòu)造

三、成礦條件1、溫度壓力溫度：1000℃至幾十度壓力：地表或地下淺處〔0-1.5km〕2、巖漿巖火山巖、次火山巖；火山建造專屬性：如偏堿性的中酸性或酸性火山巖主要形成鐵、有色金屬、稀有金屬等礦床；富鈉質(zhì)的基性-酸性的海底火山巖多形成塊狀硫化物礦床；含鉀較高的中酸性陸相次火山巖或超淺成、淺成火山-侵入巖多形成斑巖銅礦床。11

3、地質(zhì)構(gòu)造1〕長期發(fā)育的區(qū)域性深大斷裂、火山巖漿-構(gòu)造活動帶，地臺活化帶內(nèi)的穹隆構(gòu)造，古老基底與較新坳陷接合處的邊緣斷裂帶；2〕不同構(gòu)造環(huán)境的火山巖可形成不同類型的礦床：如島弧火山巖帶的長英質(zhì)、鈣堿性火山巖形成黑礦型硫化物礦床；洋脊環(huán)境蛇綠巖雜巖體上部低鉀玄武質(zhì)火山巖巖系形成塞浦路斯型；張性裂谷、早期島弧型板塊聚合帶、海底擴張環(huán)境等形成的別子型礦床；板內(nèi)活動帶的陸緣沉積巖系的沙利文型礦床。第八章火山成因礦床

§1概述礦床分類

1、按成礦作用2、按容礦巖石四、成礦作用及礦床分類13

火山成礦作用火山巖漿成礦作用火山氣液成礦作用火山沉積成礦作用火山巖漿礦床火山氣液礦床火山沉積礦床14

1〕火山巖漿成礦作用——火山巖漿礦床爆發(fā)型火山巖漿礦床：金伯利巖〔角礫云母橄欖巖〕或堿性超基性巖中的金剛石礦床

噴溢型火山巖漿礦床：智利火山熔巖中的拉科鐵礦床

熔離型火山巖漿礦床：科馬提巖中的硫化鎳礦床15

第八章火山成因礦床

§1概述2〕火山氣液成礦作用——火山氣液礦床

3〕火山沉積成礦作用——火山沉積礦床四、成礦作用及礦床分類16

第八章火山成因礦床

§1概述2、按容礦巖石——火山建造/火山巖組合1〕產(chǎn)于中酸性火山巖中的礦床2〕產(chǎn)于堿性火山巖中的礦床3〕產(chǎn)于基性的海相火山巖中的礦床4〕產(chǎn)于基性的海相次火山巖中的礦床5〕產(chǎn)于中酸性陸相次火山巖中的礦床5〕……VMSPCD四、成礦作用及礦床分類17

第八章火山成因礦床

§3火山氣液礦床一、概述二、斑巖銅礦三、玢巖鐵礦四、黃鐵礦型銅礦床五、黑礦型礦床18

第八章火山成因礦床

§3火山氣液礦床一、概述1、火山氣液礦床2、成礦作用3、礦床類型19

§3火山氣液礦床

一、概述1、火山氣液礦床〔火山噴氣熱液礦床〕火山氣液礦床是指火山噴發(fā)晚期或間隙期形成的含礦氣體和熱液沿有利構(gòu)造運移到適當(dāng)部位與圍巖或氣液間發(fā)生相互作用使有用組份富集沉淀而形成的礦床?！?火山氣液礦床

一、概述2、成礦作用火山成礦作用按環(huán)境和流體類型分為1〕火山噴氣作用2〕火山熱液作用3〕次火山氣液作用§3火山氣液礦床

一、概述1〕火山噴氣成礦作用：火山噴氣成礦作用是指火山噴發(fā)時常伴隨大量的氣體和重金屬化合物，當(dāng)其與圍巖發(fā)生復(fù)雜的相互作用或通過簡單的升華作用，或因不同的氣體相互反響，在火山口、噴氣孔及其附近形成有用礦物的堆積作用。2〕火山熱液成礦作用：火山熱液成礦作用是指火山噴出的大量含礦氣體因外壓力大于臨界壓力，或因溫度下降到臨界溫度以下時凝聚而成的含礦熱液，當(dāng)其與圍巖發(fā)生作用使有用組份直接充填在火山巖的氣孔或裂隙孔洞中成礦，或與海水或地下水相互作用發(fā)生有用組份的沉淀作用。3〕次火山氣液成礦作用：次火山氣液成礦作用是指在火山活動的晚期或間隙期，常伴有淺成-超淺成相次火山巖漿侵入活動的氣水溶液在火山機構(gòu)的斷裂裂隙中與圍巖發(fā)生作用而使有用組份發(fā)生沉淀的作用。§3火山氣液礦床

一、概述3、礦床類型〔按環(huán)境及火山建造〕1〕陸相火山-噴氣礦床自然硫礦床2〕陸相火山-熱液礦床玄武巖型銅礦床3〕陸相次火山-熱液礦床斑巖銅礦床玢巖鐵礦4〕海相火山〔次火山〕-熱液礦床銅礦床1〕陸相火山-噴氣礦床自然硫礦床

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2〕陸相火山-熱液礦床玄武巖型銅礦床

27

4〕海相火山〔次火山〕-熱液礦床——火山塊狀硫化物礦床VMS

〔1〕凝灰?guī)r型—綠色凝灰?guī)r建造中的“黑礦〞礦床，如日本的黑礦。鉛鋅硫化物礦床

〔2〕細碧角斑巖型—細碧角斑巖建造中的黃鐵礦型銅礦床，如甘肅白銀廠黃鐵礦型銅礦床，四川拉拉銅礦床，前蘇聯(lián)的烏拉爾。富鈉質(zhì)隱晶質(zhì)基性火山巖，常與角斑巖〔富Na海相硅質(zhì)中性巖〕共伴生，貧Ca.28

〔3〕流紋巖-安山巖型—流紋巖-安山巖建造中的菱鐵礦礦床，如加拿大海倫鐵山菱鐵礦礦床。

〔4〕基性、中性火山巖型—基性、中性火山巖建造中的赤鐵礦-磁鐵礦礦床，如新疆謝爾塔拉鐵礦床。29

§3火山氣液礦床

二、斑巖銅礦1、概念2、特點3、研究意義4、形成條件5、成因30

§3火山氣液礦床

二、斑巖銅礦1、概念斑巖銅礦床是指產(chǎn)于陸相火山盆地中經(jīng)鈣堿性系列次火山巖漿熱液成礦作用形成的一類銅礦床。由于礦石具細脈浸染型特征，故又稱為細脈浸染型銅礦床。31

圖8-1

德興銅礦區(qū)域地質(zhì)略圖1．震旦紀(jì)地層；2．元古代雙橋山群板巖、千枚巖、千枚狀硬砂巖；3．燕山期花崗巖；4．元古代花崗巖；5．基性、超基性巖；6．德興銅礦花崗閃長斑巖；7．強蝕變帶；8．弱蝕變帶；9．冰磧層；10．中、酸性火山巖；11．?dāng)鄬樱?2．巖性分組界線；13．礦區(qū)編號；①朱礦紅銅礦；②銅廠銅礦；③富家塢銅礦32

§3火山氣液礦床

二、斑巖銅礦2、特點1〕礦床多產(chǎn)于陸相火山盆地的中酸性斑巖體及其圍巖中，常成帶狀分布。33

圖8-3

德興斑巖銅礦田構(gòu)造地質(zhì)略圖

1．下白堊統(tǒng)；2．下震旦統(tǒng)；3．元古界雙橋山群；4．千枚巖弱蝕變帶；5．千枚巖中蝕變帶；6．千枚巖強蝕變帶；7．千枚巖中—強蝕變帶；8．燕山晚期橄欖輝石巖；9．燕山晚期閃長玢巖；10．燕山早期花崗閃長巖；11．花崗閃長斑巖弱蝕變帶；12．閃長斑巖中—弱蝕變帶；13．海西—印支期輝綠玢巖；14．燕山晚期石英閃長玢巖；15．背向斜軸線；16．扭曲??；17．東西向壓性斷裂；18．北北東向、北東向壓扭性斷裂；19．北西向張性、張扭性斷裂；20．深斷裂帶；21．黃鐵礦脈帶；22．巖體及地層界線；23．蝕變帶界線；24．層面及片理產(chǎn)狀34

2〕礦體形態(tài)主要受地質(zhì)條件控制，如全巖礦化，那么礦體多呈柱狀、筒狀；假設(shè)沿接觸帶礦化，那么多呈環(huán)狀、似層狀；假設(shè)巖體沿內(nèi)外構(gòu)造破碎帶成礦，那么多呈脈狀、不規(guī)那么狀等。圖8-4

富家塢礦區(qū)3勘探線礦體及蝕變分帶略圖〔據(jù)于方等，1997〕1-Or鉀長石化帶；2-Q-Ser-Hm石英絹云母水白云母化帶；3-Ch綠泥石-〔黃鐵礦〕化帶；4--γδπ未蝕變花崗閃長斑巖；5-Hδ蝕變閃長巖；6-閃長巖；7-礦體35

3〕礦石組構(gòu)礦石具浸染狀、脈狀、細脈-浸染狀及塊狀、角礫狀等構(gòu)造，如鉀化帶為浸染型，石英-絹云母化帶為細脈-浸染狀〔1-2mm〕，青盤巖化帶為細脈狀。尤以細脈浸染狀構(gòu)造為典型。36

礦石組構(gòu)顯微網(wǎng)脈構(gòu)造

mesh-veinstructure浸染狀構(gòu)造

disseminatedstructure網(wǎng)脈狀構(gòu)造

mesh-veinstructure

塊狀構(gòu)造

massivestructure37

4〕礦石組份礦石中金屬礦物主要有黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、輝鉍礦、金銀等礦物，常伴生黃鐵礦；非金屬礦物多為石英、重晶石等。礦石品位一般較低，但礦化均勻，成分簡單易選，且伴生有益組分多，如Mo、Au、Ag、Pb、Zn等。38

5〕圍巖蝕變分帶圍巖蝕變發(fā)育，常具明顯的有規(guī)律的水平和垂直分帶現(xiàn)象。即自巖體中心向外可分為：鉀化帶——石英-絹云母化帶——泥化帶——青盤巖化帶39

6〕礦化分帶明顯，從礦化中心向外為：Mo—Mo、Cu—Cu、S〔Py〕—Au、Ag。礦物成分：鉀化帶為斑銅礦、輝鉬礦，石英-絹云母化帶為黃銅礦，泥化帶為黃鐵礦，青盤巖化帶為Au、Ag〔Pb、Zn〕40

3、研究意義1〕斑巖銅礦規(guī)模大，是目前最重要的銅礦床工業(yè)類型。斑巖銅礦占已探明銅礦總儲量的45-50%，占世界銅礦總產(chǎn)量的50-60％。如智利、美國、秘魯。美國比尤特斑巖銅礦儲量為1100萬噸，賓厄姆－坎頁鈉斑巖銅礦儲量為1145萬噸；智利的特尼恩特斑巖銅礦儲量為6776萬噸，丘基卡馬塔斑巖銅礦儲量為6935萬噸；41

2〕埋藏淺，易開采；西藏玉龍銅礦42

3〕伴生組分多，可綜合利用除主要元素Cu外，通常伴有Mo、S、Au、Pb、Zn、Fe、Ag、Bi等元素，可以綜合回收利用。43

§3火山氣液礦床

二、斑巖銅礦4、形成地質(zhì)條件1〕巖漿巖2〕地質(zhì)構(gòu)造3〕圍巖44

4、形成地質(zhì)條件1〕巖漿巖多數(shù)為中酸性次火山巖；且多為小斑巖體，出露面積小于1km；巖體形態(tài)復(fù)雜，但以巖株、巖筒狀對成礦有利；巖體時代一般較年輕。

2〕地質(zhì)構(gòu)造礦床受區(qū)域斷裂-構(gòu)造帶控制，礦體受次一級構(gòu)造如層間裂隙、片理、原生裂隙控制；45

假設(shè)為硅鋁質(zhì)圍巖，可作為巖體頂部的“隔擋層〞，利于在其內(nèi)部形成礦體；假設(shè)為碳酸鹽圍巖，易于交代形成品位較富的脈礦，或在接觸帶形成礦體。3〕圍巖46

§3火山氣液礦床

二、斑巖銅礦5、成因1〕次火山熱液成因2〕板塊構(gòu)造模式3〕雙層模式§3火山氣液礦床

二、斑巖銅礦1〕次火山熱液成因：①陸相火山盆地中鈣堿性系列的次火山巖漿②沿區(qū)域斷裂-構(gòu)造帶到淺成或超淺成時，③由于溫度壓力降低形成的氣水熱液與圍巖發(fā)生相互作用，④使有用組份在構(gòu)造裂隙或斷裂中富集而⑤形成具細脈浸染狀構(gòu)造的礦床。斑巖銅礦的模式很多，按巖石劃分有石英二長巖模式、閃長巖模式、正長巖模式；按構(gòu)造劃分有板塊構(gòu)造模式、雙層模式等。

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2〕板塊構(gòu)造模式：①在大洋板塊和大陸板塊的接觸地帶，C②富含有用金屬組份的大洋殼俯沖到大陸板塊之下，并從消失帶插入地幔，D③致使大洋殼發(fā)生局部熔融，使大洋底沉積物中釋放出大量富含金屬的含鹽流體——含礦流體；F50

④畢鳥夫帶以上的地幔楔形局部的玄武巖漿可能是少量的銅和鉬的來源；S⑤當(dāng)富含金屬的含鹽流體隨同鈣堿性巖漿一起上升到地殼淺部，R⑥巖漿冷凝結(jié)晶時含礦流體便運移到侵入體頂部，T⑦通過交代巖體本身或附近圍巖而形成斑巖銅礦。M§3火山氣液礦床

二、斑巖銅礦3〕雙層模式：根據(jù)斑巖銅礦巖體小但蝕變范圍很廣，故認(rèn)為深部有大型巖體作為礦質(zhì)來源，即“深部礦源巖體〞；而礦化主要是富集在淺部的小巖體，即“淺部含礦巖體〞。這就是所謂的雙層模式：深部礦源巖體和淺部含礦巖體。德興斑巖銅礦及淺成熱液礦床模式圖(Zhou等，2002)53

§3火山氣液礦床

三、玢巖鐵礦1、概念2、特點3、成因54

§3火山氣液礦床

三、玢巖鐵礦1、概念玢巖鐵礦是指產(chǎn)于陸相火山巖分布區(qū)，與安山質(zhì)、玄武質(zhì)巖漿的火山活動有關(guān)的一組鐵礦床；與輝長閃長玢巖關(guān)系非常密切的一組鐵礦床。55

2、特點：〔以寧蕪鐵礦為例〕1〕礦床產(chǎn)于富鈉質(zhì)的輝石玄武安山玢巖－輝長閃長玢巖〔陸相玄武質(zhì)、安山質(zhì)火山巖或次火山巖〕中。通常圍繞火山噴發(fā)中心成群、成帶出現(xiàn)；56

2〕礦床具明顯的分帶性從內(nèi)部到接觸帶至鄰近圍巖出現(xiàn)〔1〕晚期巖漿-高溫氣液交代礦床——陶林式⑥巖體中的凸鏡狀、囊狀、網(wǎng)脈狀及脈狀礦體〔2〕偉晶高溫氣液交代充填礦床——凹山式⑤巖體頂部及邊部的脈狀、筒狀礦體〔3〕礦漿充填礦床——梅山式④接觸帶附近的似層狀、凸鏡狀礦體〔4〕中高溫?zé)嵋航佑|交代-充填礦床——鳳凰山式⑧似層狀、凸鏡狀礦體〔5〕中低溫?zé)嵋撼涮畹V床——龍虎山式③脈狀；⑦向山式〔6〕遠離次火山巖體的層狀、似層狀礦體①龍旗山式、②竹園山式57

§3火山氣液礦床

三、玢巖鐵礦3〕礦體多為脈狀、囊狀、透鏡狀及不規(guī)那么狀；

4〕礦石多具脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀、角礫狀、塊狀構(gòu)造58

5〕礦石中主要組分礦石礦物為磁鐵礦、鏡鐵礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要有磷灰石、透輝