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火山成因矿床的类型 硫化物矿床的形成条件

2021-03-06知识5

(一)铜镍硫化物型铜矿床 铜镍32313133353236313431303231363533e58685e5aeb931333433616238硫化物型铜矿床又称岩浆铜镍硫化物矿床。这类矿床铜、镍共生,大多数矿床以镍为主,少数以铜为主,常伴生有铂、钴、金、银等多种有用组分。该类型中金川铜镍硫化物矿床世界著名,铜、镍均为超大型。该类矿床最早发现于四川力马河矿床(1956),矿体产于闪长岩、辉长岩和橄榄岩复式岩体的底部。继后发现了金川和红旗岭等矿床,近年来又发现喀拉通克和黄山等矿床。总的说来,含矿岩体面积均在1km2以下,所谓小岩体成矿。因此,我国铜镍硫化物矿床都经历了深部熔离富集,浅成贯入成矿过程,具有小岩体成大矿的特点。汤中立等(1990、1991)将我国铜镍硫化物矿床分为两类,即与优地槽火山作用有关的就地熔离矿床与深断裂有关的深部熔离-贯入矿床(毛景文等,1988)。前者与科马提岩类似,实例如桂北大坡岭矿床,该类型矿床在我国极少。我国岩浆铜镍硫化物矿床主要属后者,其产出构造环境主要为陆缘活动带,与国外分类中的辉长岩类相类似。我国含矿岩体分属超基性岩、基性—超基性杂岩和基性杂岩3类,并以前两类为主。显然,我国含矿岩体更偏基性(余传菁,1985)。属于超基性岩类的有:二辉橄榄岩-橄榄二。

块状硫化物矿床的正常铅 许多块状硫化物矿床的铅同位素组成为正常铅。Franklin等(1981)对加拿大地盾Su-perior省和Southern省太古宙火山岩系中的块状硫化物矿床及硫化物-铁建造进行了铅同位素研究。结果表明,这些矿床的样品含放射性成因铅都很低,对于方铅矿,206Pb/204Pb平均为13.226,207Pb/204Pb平均为14.415;对于非方铅矿样品,206Pb/204Pb平均为13.269,207Pb/204Pb平均为14.367。在常规的铅同位素组成图解上,阿比蒂比带块状硫化物矿床的53个样品形成一个紧密的群体,该群体沿着斜率近于1.0的趋势线稍有拉长(图7-6)。这条拉长的趋势线平行于204Pb误差线,但并不完全是由204Pb误差引起的,其原因可能有两点:①不同矿区的成矿物质来源于不同U/Pb比值的环境中;②不同矿床间存在着成矿时间的差别。总体来看,阿比蒂比带块状硫化物矿床的铅具有单阶段演化历史,属于正常铅。24个方铅矿样品的模式年龄为2708Ma,与阿比蒂比带火山岩的U-Pb和Rb-Sr年龄(2670~2750Ma)十分接近。这些铅同位素资料表明,块状硫化物矿床的成矿物质来自容矿火山岩,尽管没能给出有关成矿机制方面的信息,但它排除了成矿作用与花岗岩有关的可能性。含黄铁矿铁建造的铅同位素组成与块状硫化物矿床的铅同位素。

火山成因矿床的类型 硫化物矿床的形成条件

成因及产状 本大类矿物2113主要是热液作用和岩浆作用的产5261物,形成的温度范围较大。4102绝大部分硫化物是热液作用的产1653物,如方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辰砂、辉锑矿等,常形成金属硫化物矿床。部分硫化物是岩浆作用的产物,如磁黄铁矿、镍黄铁矿等,常形成铜镍硫化物矿床。本大类矿物在地表氧化环境中很不稳定,易于被氧化。几乎所有的硫化物矿物在地表均被氧化、分解,最初形成易溶于水的硫酸盐,然后形成氧化物(如赤铁矿)、氢氧化物(如针铁矿)、碳酸盐矿物(如孔雀石)和其他含氧盐矿物,这些矿物是硫化物矿床氧化带的主要成分。当硫酸盐溶液(主要是硫酸铜,偶尔为硫酸银溶液)下渗至氧化带的深部(地下水面附近)时,在氧不足的还原条件下,硫酸铜、硫酸银溶液就与原生硫化物相作用,形成次生的铜或银的硫化物(次生辉铜矿、铜蓝),从而形成硫化物矿床的次生富集带。

矿床成因 含金硫化物矿床在表生条件下被氧化淋滤和次生富集的过程就是铁帽型金矿床的形成过程。在这一过程中由于氧化分异作用而导致不同元素间的重新调整组合,即在水、氧的强烈作用下,在氧化铁帽带内发生了原生矿物的分解和不同物质的淋失及再沉淀,金的次生富集就是氧化淋滤作用所涉及的空间范围内金等再分配的结果。铁帽在空间上所表现出的分带性是氧化淋滤作用在时间上具有阶段性的体现,随着氧化作用的不断进行,自上而下形成了不同的铁帽亚带,在时间上表现为上老下新。氧化作用早期,原生硫化物开始风化,在含氧、水的作用下,形成硫酸盐类,如黄铁矿的分解:中国金矿床及其成矿规律使水溶液呈酸性、强酸性,同时,由于溶液中电解质的大量增加,大大提高了溶液的Eh值,原生的铁、锰等从原生矿物中分解出来作为强氧化剂,加速了其余硫化物的氧化分解。这一时期,氧化及分解作用占主导地位,金从原生载体矿物中分解出来,一部分以机械形式出现,一部分与酸根配位基组成配合物随溶液运移。在铁帽中的过渡亚带就处于这一阶段。氧化作用中期,原生矿物进一步分解,表生矿物逐渐多于原生矿物,发育硫酸盐、氧化物、氢氧化物等,很多元素呈硫酸盐状态流失,水解作用加强。。

本系列矿床形成的物化条件和物质来源问题 据曹淑英(1998)资料,矿床以中温成矿为主,后期温度降低。成矿流体富K+、C a2+、和N2、CH4,含盐度不高,部分成分来自海底沉积物(表3-2-3,表3-2-4)。表3-2-3 建德岭后铜矿床测温结果表表3-2-4 建德岭后铜矿床矿石包裹体流体成分及盐度表据硫同位素资料(胡永和,1994),δ34S值均接近零的低值,离散性小,硫化物之间硫同位素分馏达到平衡。反映硫源单一,稳定均一化,属深源硫(表3-2-5)。表3-2-5 建德岭后铜矿床硫同位素组成 单位:‰据周济元(1988)资料,岭后铜矿床的方解石碳氧同位素特征表明其成矿物质来源自海水或海底沉积物(表3-2-6)。表3-2-6 建德岭后铜矿床碳、氧同位素组成据胡永和、曹淑英、王执钧资料,矿床铅同位素比值变化范围小,属正常铅,在铅构造模式图上,处在造山带演化曲线附近,属壳源铅。以H-H法计算单阶段模式年龄值在329~456Ma之间,表明矿石铅与地层、矿床的同生成因。

火山成因矿床的类型 严格地讲,火山成矿作用并不是一种独立的成矿作用,它包括岩浆成矿作用、喷流成矿作用、气化-热液成矿作用、热泉成矿作用以及火山沉积成矿作用等。火山活动分成陆相和海相两大类,按成矿作用可将与火山作用有关矿床分为以下 3种类型。根据成矿作用方式,可分为:①火山喷气矿床。火山口喷出的大量气体由于降温可升华为固体而形成矿石堆积,矿体为层状、似层状、不规则状,往往伴有浅色蚀变,矿种有自然硫、硼酸盐等。如日本和意大利有大量近代火山喷气硫矿床。②火山岩浆矿床。火山喷出岩浆冷凝形成的有用岩石有 安山岩、玄武岩 等。还有由富铁岩浆在地下分异并沿火山口喷溢出的磁铁矿-赤铁矿矿床,如智利拉科铁矿床。③火山热液矿床。如中国东部燕山期陆相火山岩中的金-银和铅-锌矿床以及台湾金瓜石金-铜脉状矿床。④火山沉积矿床。由海底火山的喷气、喷流及随后的 沉积作用 而形成。这类矿床沿一定层位产出,分布面积广,矿石品位高,常含多种可综合利用的元素,主要有硫、铜、铅、锌、金、银、硒、碲等,具有很高的经济价值。如中国甘肃白银厂铜-多金属矿床。火山喷发时,多伴有大量气体,在火山口喷出的大量气体(尤富硫化氢),由于温度降低,可以凝华为固体而。

早古生代火山岩成因块状硫化物矿床区域成矿特征 与早古生代海底火山作用有关的铜多金属块状硫化物矿床是祁连山最显著的成矿特色(宋叔和,1985;孙海田等,1997),以白银厂铜多金属矿床为代表,50年来的勘查找矿工作取得了重要的成效,已发现矿床、矿点百余处,勘探成型的矿床10余处(图4-3),且以中小型矿床为主,目前已知该带中最具工业价值的矿床还是白银厂矿田。总体来说,祁连山块状硫化物矿床主要可分为两类:一类是与中酸性火山岩或中酸性、中基性火山岩相关的矿床,类似于日本的黑矿,如白银厂、尕大坂、浪里克等为代表,其成矿环境应是大陆裂谷或岛弧裂谷拉张环境;另一类是与基性火山岩相关的矿床,类似于塞浦路斯型矿床,成矿元素为富铜型或铜锌型,铅含量低,如石居里沟、九个泉、老虎山等,形成于洋壳的扩张环境。祁连山块状硫化物矿床以前一类为主,后一类由于成矿规模较小,一直不为重视,近年来随着北祁连中西段石居里沟富铜矿床规模的进一步扩大(李文渊等,1999;夏林圻等,2001),而受到关注。两类矿床的形成均与火山岩浆流体有关(Yang et a1.,1996;李文渊等,1999),火山岩浆流体提供了大量聚集的铜、铅、锌、金等金属元素,应该说不论洋底还是陆上,凡是有火山喷发的地方均有形成此类。

#硫化物矿床的形成条件

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