浅成低温热液贵金属矿床成矿条件浅析论文_刘艺婧1,张博2

浅成低温热液贵金属矿床成矿条件浅析论文_刘艺婧1,张博2

1南京市产品质量监督检验院 210028; 2中南建筑设计院股份有限公司 430080

摘要:本文主要对浅成低温热液贵金属矿床成矿的宏观条件及微观条件进行分析,并探讨了其与碱性岩之间及与斑岩型矿床成因之间的关系,以期为相关研究提供参考。

关键词:浅成低温热液;贵金属矿床;条件

浅成低温热液贵金属矿床实质为于成矿流体w( )低(通常<5%)、成矿深度浅(通常≤2km)、低压(10~40MPa)及低温(200℃±,通常<300℃)下所形成,火山-浅成岩体系统浅部为主要热液活动区域,并主要产出物为Ag、Au贵金属的热液矿床。当前,国际上通用的分类方法由Hendenquist等于1995年所提出,划分依据为成矿流体特点及矿床特征,即可分为低硫化型(LS)和高硫化型(HS),但此分类体系地域性明显。

1.成矿的宏观条件

浅成低温热液贵金属矿床较多形成于成熟的岛弧及弧后拉张力学环境,以及板块俯冲带的大陆弧环境中。基于特殊状况下,在洋中脊(冰岛)环境中也可形成。近些年来,陆陆碰撞及陆内裂谷环境从以往的挤压转换为伸展时期的构造背景同样受到比较多的关注。Karen等指出诸多Au-Ag-Te矿床与未完全发育成熟或造山晚阶段的裂谷具有一定关系。总之,此类型矿床形成,密切相关于挤压地球动力学框架下的拉张环境,其中对于高硫化型而言,挤压应力场环境乃是其主要形成环境,而针对低硫化矿床来讲,中性或者张性患者为其主要形成条件。依据文献记载可知,多数浅成低温热液型金属矿床,多在中-新生代予以形成,另据数据统计可知,古生代及中-新生代乃是此种类型矿床两个关键性的成矿期,而对其成矿时代而言,其之所以集中偏心的关键原因在于,其具有较浅的形成深度,并要求具有比较稳定的矿床所在地壳,方能在长时间的地质演变当中得以保存。基于具有相应矿物源背景下,通过结合作用,形成成矿时代及地球动力学背景,浅成低温热液金矿床在具体的形成时间方面,主要受控于所在地质构造的环境演化阶段。在基底岩石上,乃是浅成低温热液型贵金属矿床的主要产出区域,经发育而最终形成双层形式的结构类型,对于此种类型矿床而言,陆相火山岩及与之处于相同时代的火山沉积岩当中乃是其主要产地,有时其下伏各种类型的基底岩石也是其产于地。多数矿床产生地与火山中心位置较近的地方,发育熔结火山碎屑岩及火山碎屑岩,只有极少数形成地为与火山口比较远处的火山岩之中,主要有两种容矿构造形式,分别为热液砾岩简构造与断裂构造。与浅成低温热液贵金属成矿具有关联性的岩浆岩组分,通常均具有比较高的K质特征,近些年来通过研究发现,与浅成低温热液贵金属矿床具有关联性的岩浆岩,主要为斑岩及碱性岩。

2.成矿的微观条件

2.1流体类型

浅成低温热液贵金属矿床当中,其所具有的诸如C、S、O和H等同位素地球化学研究可知,岩浆水及大气降水所形成的混合热液乃是其主要的成矿液体(主要为大气降水)。其中高硫化型主要成分为岩浆水,w( )<5%、pH值<2、酸性流体及氧化乃为其主要性质,而O及H同位素可知,自早至晚成矿流体系统在演化方面表现出大气降水出现增多,而岩浆水则持续减少的趋势;而对于低硫化型矿床而言,其主要成分则为大气降水,其中存有来自于岩浆经过挥发作用所形成的C和S,其实际上乃是近中性及还原流体,w( )<3.4%。

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2.2流体演化

相关研究指出,在斑岩型-浅成低温热液贵金属矿床流体相应推进过程中,发生最为普遍的过程乃是相分离,而于浅部乃是矿质得以有效沉淀的关键机制,而对于较深部位而言(3~4km),则可能是造成流体打乱而又实现矿元素重新分配的一种机制。Pokrovski等通过对高中温热液脉型矿床及斑岩型矿床当中的流体包裹体开展研究,最终结果表明,在具有比较大的温压变化状况下(20~85MPa,350~650℃),其在各种流体系统当中,与相分离时,金属元素融入到各种特性具有一致性,即Na、Fe、Zn、Cs、Pb和Sr等,在进入液态流体相方面具有优先性,而S、As和Cu等则在进入汽水相(vapor)方面具有优先性。另有研究通过对含有硫或无硫盐水体系进行试验模拟可知,基于无硫体系当中,金属元素主要集中于液相,也就是Km<1;而在含有硫的相应体系当中,Au在气水相当中更多倾向,且伴随S元素在浓度方面的增大而出现增大状况。在具有比较典型的相分离深度方面,即25~75MPa当中,由于Cu与Au在Km方面具有较大的比值(Cu≤100,Au≈6~95),也就是促使相分离当中,气相水在原始流体质量方面所占比重,仅占有少部分,还可将其进行分配,即分成较为客观的Cu和Au。另有研究通过对流体包裹体进行分析,并推测金的熔接实验可知,在岩浆流体当中,对于含有一定量的铁的硫化物当中,可较为稳定的把含有成矿意义的Au进行转运,及将其运送至浅部具有典型性的浅成低温环境。

3.与碱性岩之间的关系

针对许多世界级的金矿床而言,比如斐济的Emperor、美国的Cripple以及几内亚的Porgera,其均在碱性岩及钾质钙碱性岩当中。通常情况下,碱性岩当中仅有一些比较低的硫化型矿床,而在高硫化型矿床方面则比较少。而对于与浅成低温热液贵金属矿床具有相关性的碱性岩而言,一般情况下,其具有比较高的K,另外,还富含有挥发性且非常高的氧逸度,而对于和碱性岩之间具有相关性的浅成低温热液贵金属矿床当中,则较常存在有碲化物,这种类型的矿床当中,碲化物乃是其中最为核心的载金矿物,而在自然金方面则比较少,通常形成一种下富含银而上部富含金的状况。对于Te而言,其在酸-中性环境及还原环境当中,能够与Ag(The)2、Au(The)2及Au等形成络合物 ,由于Te在卤水当中具有非常低的溶解度,因此,较难从周围相应围岩当中获取,此外,对于能够形成缔合物的流体而言,其通常为一种低盐都的流体,所以,Te能够在亲气相相应岩浆流体当中直接获取。

4.与斑岩型矿床成因之间的关系

经相关研究发现,有学者通过对浅成低温热液型与斑岩型在具体的贵金属矿伴生机理方面作出一假设,指出岩浆流体(来自浅成斑岩体),容易出现沸腾状况,促使多数经过溶解的Au更加容易的进入到氯化物当中,进而形成一种含金的卤水,因为其具有比较高的密度,可能会造成其在与母岩相接近的位置下沉,进而促使斑岩型的形成,其中富含Cu和Au矿床;而在其持续沸腾过程中,许多的H2S和H2O就会进至气相,而当其冷却之后,通过再次冷凝,便会形成一种具有较低盐度且具有丰富的H2S的岩浆,通过重新活化溶解,便可生成诸多的Au(HS)2,然后通过移动至底边附近,便可生成浅成低温热液贵金属矿床。

5,结语

总而言之,只有了解浅成低温热液贵金属矿床成矿的宏观条件及微观条件,并通过知晓其与碱性岩以及斑岩型矿床在成因方面所存在的关系,方能更加细致而又全面的了解浅成低温热液贵金属矿床的具体构造及形成流程,便于后续的发掘与开采。

参考文献:

[1] Mile, 王海俊. 印尼西爪哇Pongkor矿床:上新世浅成低温热液型Au—Ag—(Mn)矿床[J]. 贵金属地质, 2000(1):60-63.

[2] 陈根文, 夏斌, 肖振宇,等. 浅成低温热液矿床特征及在我国的找矿方向[J]. 地质与资源, 2001, 10(3):165-171.

[3] 张炯飞, 王显忠, 权恒,等. 得尔布干成矿区(北片)成矿条件初步研究[J]. 地质与资源, 2001, 10(4):220-225.

论文作者:刘艺婧1,张博2

论文发表刊物:《基层建设》2016年25期

论文发表时间:2016/12/12

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