矿床学06 1 气水热液概述物质来源国家级课程.ppt

中国地质大学 气水热液概述 中国地质大学 一、气水热液概念及其成矿意义 1 、概念 在内生成矿作用过程中，除了有在岩浆结晶的主要阶段形成的岩浆矿床 、和在岩浆结晶之后形成的伟晶岩矿床之外，在地壳中还有另一大类矿床， 即与各种成因的气水热液有关的“气水热液矿床”。 “气水热液”，指在地壳一定深度下（ n-n 十公里）通过各种方式形成的 具有较高温度和压力、以水为主的气态和液态溶液。因其成分以水为主，并 主要呈液态，故称为气水热液，或简称为热液。含有多种挥发组分和多种成 矿元素的气水热液称为含矿气水热液。 中国地质大学 2. 成矿意义 1 ）热液在各类矿床成矿作用中都广泛存在（包括内生和外生矿床），对矿化富 集起着不同程度的控制作用。 2 ）热液是接触交代矿床和热液矿床形成的主要含矿介质。在这两类矿床中，热 液对矿质的携带、搬运和沉淀起着及其重要的作用。 3 ）热液在火山成因的矿床中（斑岩型矿床、海底块状硫化物矿床），同样贯穿 了成矿过程的始末，是成矿的最重要控制因素之一。 4 ）热液流经围岩过程中，不仅萃取了围岩中的成矿物质，而且通过水岩作用， 形成围岩蚀变，围岩蚀变是找矿勘查的重要标志。 中国地质大学 二、气水热液的来源、主要成分和性质 1 、气水热液的来源 气水热液的来源是这类矿床的一个重要问题。由于其来源十分复杂，因此 人们曾提出过多种看法，争议较大。这个问题是地学工作者重点研究的一个 课题。 资料表明，成矿的热水溶液是多组分体系，有多种来源，而且不同来源或 成因的溶液常常是相互掺杂混合，它们的形成常常有一个漫长的发展过程。 总括起来成矿气水热液的来源主要有以下 5 种类型：岩浆热液；地下水热液； 海水热液；变质热液及地幔来源流体。 中国地质大学 1 ）岩浆热液 成因：岩浆热液是由岩浆在演化过程中分 异形成的。包括由岩浆液态不混熔作用分 出来的热液和岩浆在结晶分异过程中分异 出来的热液。 特征： δD =- 80‰ ～ - 50‰ ； δ 18 O H2O = 5.5‰ ～ 9.5‰ ； 一般情况下，盐度高， K + ＞ Na + ； 岩浆热液来源示意图 中国地质大学 由大气水参加的热液矿床形成图解 成因：地下水热液是指大陆地区 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，进而从所流经 的岩石中溶解了成矿物质而形成 的含矿热液。 特征： δD =-340 ‰ ～ +50 ‰ ， δ 18 O H2O =-44 ‰ ～ +10 ‰ 。中低 温，多富 Ca 2 ＋ ， Na ＋ 2 ）地下水热液 中国地质大学 3 ）海水热液 特征： H-O 同位素： δD 和 δ 18 O H2O 都近于 0‰ ；成分、盐 度与现代海水相当。 此外，在现代海底，如红海、 索尔顿海海底都发现有高盐 度的卤水，其中有含量不同 的金属（如铅、锌、铜等）， 元素的种类和含量与世界上 这类矿床的一致。 海水热液及其成矿模式 中国地质大学 大气水－海水－岩浆水－地幔热流 中国地质大学 4 ）变质热液 成因：变质热液是在变质过程中，因矿物和岩石的脱水作用而形成的。在变 质过程中，由于温度和压力升高而释放出水，然后汇聚成为热液。岩石变质程度 愈深，释放出的水愈多。 沉积岩（含水 30% ） → 绿片岩相（ 6% ） → 角闪岩相（ 1-2% ） → 麻粒岩相 （ 0.5%) ） 岩石变质程度越深，脱水越多。这些水由深变质带向低变质带迁移，并 不断萃取成矿组分，形成含矿热液。 特征： δ 18 O=5 ‰— 25 ‰ ， δD= -20 ‰— -65 ‰ 。 一般来说，低级变质作用产生的流体富含 H 2 O ；高级变质相中产生的流 体以高密度 CO 2 为主；原岩如为蒸发岩，则放出富含 NaCl 的卤水，原岩为碳质的 沉积岩，则放出富含水和 CO 2 的流体。 中国地质大学 5 ）地幔热液 成因：指来自地核或下地幔的超临界流体。化学组分以 C 、 H 、 O 、 N 、 S 为 主，少量 F 、 Cl 、 P 等，它们是直接来源于上地幔“去气作用” （“脱气” ）所 形成的。 特征： 一般通过测量上地幔硅酸盐的 H-O 同位素组成来推断“初生水”的组成，其 氢氧同位素为 : δD= -48 ‰ （或 -70 ‰ ～ -30 ‰ ）， δ 18 O H2O =7 ‰ （或 6 ‰ ～ 8.5 ‰ ）。 成分中 CO 2 含量很高，可达 78.54% ，且常见纯 CO 2 （占 100% ）的包裹体，其 中金属元素以富含 Fe,Mg,Mn 为特征。 中国地质大学 不同成因水的同位素组成简图 中国地质大学 2. 气水热液的主要成分 （ 1 ）主要成份： H 2 O （盐度一般为几 % — 几十 % ）