现代海底热液成矿作用研究的思考

<正>洋底大规模热液成矿系统的研究是近几十年来全球矿床研究重点领域之一。海底热液硫化物矿床主要分为两大类:VMS型矿床和SEDEX型矿床,一般规模巨大,矿石储量通常百万吨-上亿吨。典型的海底热液硫化物矿体自上而下通常分别为热液沉积物和烟囱体、固结的硫化物丘、网脉状矿石(马文璞,1993)。目前国内外对海底热液硫化物矿床成因的倾向认同:作为金属来源的新生玄武质洋壳、由地壳拉伸出现的裂隙系和驱动海水环流的热源为洋底热液成矿的三个必要条件(林文洲,2000)。成     

海底热液成矿活动研究的进展、热点及展望

海底热液活动研究进展迅速,热液矿化作用已成为当前国际地球科学最为活跃的研究领域之一。本文叙述了:(1)热液调查新技术、新方法、矿床赋存状态、主要类型以及热液矿化作用的研究进展:(2)当前国际研究的热点,包括海底热液矿床和构造岩浆背景、热液流体形成和金属浸析作用、热液沉淀过程中的金属分馏作用、热液排放与大洋的质重平衡等。最后强调加强海洋地球科学国内外合作的必要性。     

大陆内部浆控高温热液矿床成矿流体性质及其与岛弧区同类矿床的差异

本文总结了中国大陆内部不同构造单元60个浆控高温热液型矿床的矿床地质地球化学特征,这些矿床包括了常称的斑岩型、矽卡岩型、爆破角砾岩型、脉型和IOCG型,它们形成并分布于碰撞造山带、断裂一岩浆岩带和活化陆内造山带或克拉通边缘等3类构造环境,围岩蚀变普遍以钾长石化、绿帘石化、萤石化、碳酸盐化等相对贫水蚀变为主,而绢云母化、绿泥石化、黑云母化等富水蚀变较弱;成矿流体以高盐度、富CO_2区别于岩浆弧区同类矿床的贫CO_2的NaCl-H_2O型流体,并且富F、富K.分析表明,陆内与岩浆弧背景浆控高温热液矿床围岩蚀变及成矿流体性质的差异缘于其源区物质成分的差别,大陆壳具有较高的K/Na、F/Cl、CO_2/H_2O等比值,而大洋壳则具有极低的K/Na、F/Cl、CO_2/H_2O等比值.     

大洋中脊热液硫化物矿床分布及矿物组成

海底热液硫化物是继大洋多金属结核、富钴结壳外的又一种新型海底多金属矿物资源，富含Cu，Zn，Fe，Mn，Pb，Ba，Ag，Au，Co，Mo等金属和稀有金属。多金属硫化物矿床是热液活动的产物，主要分布在大洋中脊、年轻和成熟的弧后盆地、岛弧以及海山等。本文总结了热液硫化物矿床在大洋中脊的分布特征及矿物组成，探讨不同扩张速度条件下的热液硫化物矿床的差异，有助于我们今后在大洋中脊环境中勘查和寻找新的大型热液硫化物矿床。     

成矿热液系统中水的多来源研究综述

成矿热液系统中水是多来源的,有岩浆水、下降的天水、同生水、海水、变质水及地幔初生水等,这些水都各有不同的氢、氧同位素组成。岩浆水由岩浆结晶分出面形成岩浆热液及其有关矿床;下降天水和同生水受热循耳可形成独立的合矿热液,也可与上升岩浆热液混合或从深部进入岩浆房参加热液成矿系统;在海底成矿环境中海水循环热液系统是海相热液—沉积矿床的主要成矿介质;变质水则是含矿变质热液的主体并趋向于在变质前锋区及前锋区前成矿;地幔初生水可沿深大断裂自动上升到地壳浅部成矿,也可随岩浆熔体上升或进入变质带进而参加热液成矿系统。在地壳中,有单一热波形成的矿床,两种或多种流体混合形成的矿床也不乏其例。     

现代海底热液活动与块状硫化物矿床成因研究进展

现代海底热液活动的发现及对其分布特征和成矿机理的研究是近年来海洋地质学和矿床地质学的一大进展。对现代海底金属硫化物成矿作用的研究大大推动和促进了对古代块状硫化物矿床成因的认识。有关研究成果综合分析表明：(1)深部热液对流循环系统是块状硫化物成矿的核心，对流循环模式有简单的热液对流模式和双扩散对流模式。(2)块状硫化物矿床集中分布在大洋中张裂性活动板块边界，与大地构造活动紧密联系。(3)成矿流体与成矿物质均有多源性，在强调海水循环淋滤的同时，通过应用新的方法技术，岩浆来源物质(流体及成矿金属等)对一些块状硫化物矿床成矿的直接贡献得到初步确认。(4)在高温热液活动区及金属硫化物沉积中发现大量生命活动和生物群体，意义重大。     

洋壳矿床研究现状和趋势

从第二十七届国际地质大会的学术活动可以看出国际地质界很注意研究洋壳矿床,特别重视洋壳矿床形成的构造-岩浆背景以及洋壳岩浆矿床、洋壳热液矿床和洋底锰结核矿床的成因和分布规律等基本问题的研究。下面试就这些方面的研究现状和发展趋势做些分析和评述。     

中新生代海水锶同位素演化和古海洋事件

中新生代是地质历史中海水锶同位素组成变化最大的时期。晚白垩世以来海水N(87 Sr)/N(86Sr)值的持续上升与全球海平面的持续下降有关。喜马拉雅造山运动造成了40 Ma以来N(87 Sr)/N(86 Sr)值上升速度的显著加快;侏罗纪—早白垩世海水锶同位素的变化在很大程度上受泛大陆的解体控制,该地质事件使侏罗纪—早白垩世海水锶同位素总体上呈降低趋势;二叠/三叠纪界线的生物绝灭事件及界线后三叠纪初期的生态萧条控制了晚二叠世—早三叠世海水的锶同位素组成,早三叠世在全球海平面上升的背景下反而出现了锶同位素比值的急剧上升,单位时间的上升幅度居显生宙之首。与二叠/三叠纪界线生物绝灭有关的全球大陆植被的缺乏和风化速率加快是其主要控制因素;发生于中生代的海相红层事件记录了海水锶同位素比值的上升,显示风化作用的加剧可能诱发海相红层;但晚白垩世的大洋红层对应着全球海平面下降,其成因还与在全球变冷的背景下,温度较低且富氧的大洋表层水以及从两极向赤道方向运动的低温富氧海水与大洋深层水交换并造成大洋底层水富氧和沉积物的氧化有关。中生代的三次大洋缺氧事件均发生在锶同位素下降的时间间隔中,这与洋中脊洋壳生产和有关热液活动的增加有关,洋壳生产的增加导致了CO2 排气作用的增强和全球变暖,最     

洋岛玄武岩中的熔体包裹体揭示地球深部氯循环

正地球深部与表层间挥发性元素的交换一直是重要的地球科学问题。来自海水的挥发分通过热液蚀变作用进入大洋地壳,之后通过洋壳的俯冲作用进入上地幔。但是这些挥发分是否能够被带入更深的下地幔目前依然不清楚。Cl元素非常适合示踪俯冲物质中海水来源的挥发分。含有海水来源挥发分所形成的地幔源区具有很高的Cl含量,上地幔中Cl的不均一性被认为     

滇东北火德红铅锌矿床地球化学特征与成矿机制分析

文章通过研究滇东北火德红铅锌矿床岩石地球化学和S、Pb同位素地球化学特征,分析其成矿金属和成矿流体来源,进而对其成矿机制进行探讨。围岩主量与微量元素分析结果表明,火德红铅锌矿床为后生热液矿床,铅锌等成矿金属物质随热液进入赋矿围岩,结合围岩蚀变特征判断,其应属中_低温热液成因;闪锌矿与黄铁矿的δ34S主要分布在-17‰~-11.4‰,其S源极可能来自生物成因硫酸盐还原,与川滇黔地区铅锌矿的S同位素来源(总体来自海水硫酸盐热化学还原)有着明显的不同;矿石硫化物的Pb同位素比值变化范围较窄,均为正常Pb;Pb同位素主要来自于上地壳,有少量岩浆物质混入。上述特征表明火德红铅锌矿床为构造和岩性共同控制的后生热液型矿床,其成矿机制与典型MVT型铅锌矿相似。     

岩浆期后成矿的能量原理

矽卡岩、云英岩、钠长岩和热液类型的矿床是岩浆期后金属矿床的典型代表。到目前为止,相当肯定地确定了这些矿床和其它内生金属矿床成矿物质的来源以及形成这些矿床的矿化热液的来源。成矿物质来源分为:1)壳下玄武岩类的或岩浆的;2)地壳花岗岩类的或同化的;3)渗入的。成矿热水系分力:1)岩浆水;2)交质水; 3)沉积岩的埋藏水;     

巨型中温热液金矿床的特征描述成因模式及勘查区的选择准则

中温热液金矿床赋存在由花岗岩侵位的碰撞造山带的各个时代的以火山岩为主和沉积岩为主的上壳岩带内。贫的和富的成矿带的主要区别是,富矿带容纳有异常大的矿床。这一模式是对区域内所属不同成矿带的矿区间进行成矿贫富性的详细对比而得出的。我们对该区域４７ 个巨型（＞ ６０ｔＡｕ）中温热液金矿床的地质特征和背景的研究表明,８０％ 的金矿床产在以火山岩为主的上壳岩带,而２０％ 的金矿床产在沉积岩为主的上壳岩带。几乎没有证据能够说明巨型矿床的产生是受矿物沉积规模所控制。例如：围岩岩性的复杂性控制着矿床构造的复杂性,而与矿床规模无关。从区域上讲,不管怎样,巨型金矿床特定的有利的岩石组合并可能与早期形成的金矿化体有显著关系。多数以火山岩为主的上壳岩带内的巨型金矿床出现在具有高镁火山岩（科马提岩）或侵入的岩带内,其中２０％ 与长英质火山岩共生;７５％ 含有前变质高铝热液蚀变矿物组合。一个巨型矿床和许多小型矿床与斑岩型Ｃｕ－Ａｕ 矿化关系密切。赋存在前寒武纪以沉积岩为主的上壳岩带内的巨型金矿床均以含铁建造为主,但在显生宙以沉积岩为主的上壳岩带内的矿床却不是这样。解释中温热液金矿床的共有特征,金矿床矿物学特有的事实说明与围岩环境有关。矿床的同位     

三江特提斯叠加成矿作用样式及过程

三江地区经历了特提斯洋的多期洋-陆俯冲和新生代以来的陆-陆碰撞;成矿主要集中在大洋生长与俯冲造山阶段以及碰撞造山主碰撞向晚碰撞的转换阶段,控制了区域喜马拉雅期斑岩型铜金矿带、沉积岩容矿型铅锌多金属矿带与造山型金矿带等。在不同时期构造环境作用下,在矿田与矿床范围内形成了复杂多样的叠加成矿作用。叠加成矿作用可划分为3种类型及9种方式:(1)VMS-岩浆热液叠加型。包括喜马拉雅期岩浆热液型矿体叠加海西期-燕山期"VMS型"矿体(老厂式Pb-Zn-Mo矿床和鲁春式Cu-Pb-Zn矿床),印支/燕山期岩浆热液型矿体叠加海西期VMS型矿体的羊拉式Cu-Mo-Pb-Zn矿床;(2)沉积-热液叠加型。包括喜马拉雅期岩浆热液型矿体叠加燕山期沉积矿源层的白秧坪式Cu-Pb-Zn矿床,喜马拉雅期建造热液型Ge矿体叠加沉积煤层的大寨/中寨式Ge矿床,燕山期岩浆热液叠加加里东期分水岭式Fe-Cu矿床;(3)多期热液叠加型。主要为喜马拉雅期与印支期两期叠加成矿作用的老王寨床式Au矿床,燕山期叠加印支期普朗-红山式Cu矿床,喜马拉雅期多期次叠加的金满Cu矿床。叠加成矿作用增加矿床的资源储量,丰富了矿种类型;但是现在仅有部分年代学与矿田-矿床尺度地质现象的某些证据,叠加矿床的矿体-矿石结构特征、形成条件与地球化学及矿物学约束仍有待于进一步研究。     

海底多金属硫化物矿床的主要特征

海底多金属硫化物由于含有贵金属而具有潜在的经济价值并,受到国际地质学家们的广泛关注。已经发现的矿点和矿床有一百多处,然而规模比较大的不足20处。相对于锰结核,多金属硫化物在海底产出的部位较浅,矿石中含有Cu、Zn、Ag和Au等,具有很高的经济价值。据粗略估计,已发现的大型矿床共含有一百万到五百万吨的块状硫化物。世界海底多金属硫化物矿床主要分布在东太平洋海隆、西太平洋构造活动带、西南太平洋以及大西洋中部的大洋中脊。海底多金属硫化物属于海底热液烟囱物,它是热液活动的产物,其成因机制涉及构造和岩浆活动与热液活动的关系,海水及水深以及沉积物与热液成矿的关系,岩水反应,热液地球化学,生物活动等。     

熊耳山—外方山矿集区中生代Au-Mo成矿系统

熊耳山—外方山矿集区位于秦岭造山带之华北板块南缘,经历了复杂的碰撞造山过程,成矿时间跨度大,成矿强度高,成矿作用多样。复合造山过程和相应的成矿作用已被深入研究,但成矿系统的划分和叠加成矿作用尚需研究。本文将熊耳山—外方山矿集区发育的Au-Mo矿床划分为造山型Mo矿床、斑岩型Mo矿床、岩浆热液脉型Mo矿床、造山型Au矿床和岩浆热液型Au矿床5个类型,对应5种成矿系统：(1)造山型Mo矿床形成于250~227 Ma的同碰撞环境和227~194 Ma的后碰撞环境,为变质热液萃取壳源Mo成矿;(2)斑岩型Mo矿床形成于163~135 Ma的洋陆俯冲环境和135~116 Ma的岩石圈减薄环境,为岩浆热液携带幔源或壳源Mo成矿;(3)岩浆热液脉型Mo矿床形成于227~194 Ma的后碰撞环境,为岩浆热液携带幔源Mo成矿;(4)造山型Au矿床在三叠纪发生了预富集作用,主要形成于163~135 Ma的洋陆俯冲环境和135~103 Ma的岩石圈减薄环境,为变质热液萃取壳源Au成矿;(5)岩浆热液型Au矿床仅形成于135~103 Ma的岩石圈减薄环境,为岩浆热液携带壳源Au成矿。矿集区主要存在两种叠加成矿作用,即不同构造背景下多种成矿系统的叠加和同一构造背景下不同成矿系统的叠加。     

西藏班公湖—怒江成矿带研究进展及一些新认识

狭义的班公湖—怒江成矿带的范围与班公湖—怒江洋盆残留的蛇绿混杂岩带一致,包括与超基性岩浆熔离作用相关的Cr,Fe,Ni等矿床;广义的班公湖—怒江成矿带包括缝合线南北两侧与班公湖—怒江洋俯冲、碰撞、碰撞后及陆内伸展作用有关的所有矿床和岩浆岩,其范围包括南羌塘地体南缘、班公湖—怒江缝合带、北—中拉萨地块的大部分区域,发育的矿床类型有斑岩型铜(金)矿、矽卡岩型铁(铜)矿、热液—蚀变岩型金矿和热液型钨矿等,涉及的动力学背景包括活动大陆边缘到板内的各个阶段。在2期重要的斑岩铜(金)成矿作用中,120~105 Ma BP矿床的形成与拉萨地体和南羌塘地体碰撞过程中深部俯冲洋壳物质的重熔有关,90~85 Ma BP矿床始于碰撞后阶段岩石圈地幔的底侵作用。一些关键的基础性科学问题,诸如大地构造背景(成矿环境)、岩浆作用特征、典型矿床成矿机制、矿床的保存与高原隆升之间的关系等,需要在今后的研究工作中予以关注。     

现代海底烟囱中流体包裹体的研究

大洋中脊的海底块状硫化物矿床是当前地球科学的一个热点。因为他不仅具有经济效益,而且可以直接观测到这些矿床的形成过程。这些矿床均有许多黑烟囱和白烟囱。在这些烟囱中成矿流体不断地流过,并同时沉淀出Cu,Pb,Zn硫化物和脉石矿物。本研究的样品是取自北纬21°N的太平洋洋脊中现代大洋海底的Zn(Cu)型硫化物烟囱。对这些烟囱的矿物共生组合进行研究发现其矿物组合相当简单,分硫化物和脉石矿物两种。硫化物中以其含量多少排列为闪锌矿,黄铁矿,黄铜矿和磁黄铁矿。脉石矿物以硬石膏为主,见少量重晶石。在烟囱中这些硫化物和脉石矿物的分布是有分带性的。从外到内为硬石膏带,黄铁矿带,闪锌矿带。闪锌矿带向里可见到少量黄铜矿和磁黄铜矿,及硬石膏,但它们尚未构成一个带。烟囱的中心常常是空的,因为是原来的热液通道。 发现两类流体包裹体:一类为水溶液相包裹体。另一类为CH_4的包裹体。其均一温度是从180～265℃。最外面的硬石膏带,均一温度从180～245℃(平均212℃)。黄铁矿带均一温度从185～260℃(平均218℃)。闪锌矿带均一温度从190～265℃(平均229℃)。从平均的均一温度看似乎从边上到中心从212—218—229℃向上升,说明一个趋势,中间的温度较高,边上的较低。成矿溶液的盐度与海水相差不大,但略大於海水     

澜沧老厂银铜铅锌多金属矿床地质特征及成因探讨

云南澜沧老厂银铜铅锌矿床为我国西南三江地区重要的多金属矿床.文中综合分析了该矿床的地质特征,认为其成因与火山喷流沉积作用、火山期后热液改造作用密切相关,成矿流体为岩浆水和大气降水或海水的混合水,成矿物质主要为幔壳混合来源.     

浙江淳安银山银铅锌多金属矿床硫铅同位素地球化学特征

银山银铅锌多金属矿是近几年来在该区域发现的中型以上的银铅锌多金属矿床,为地层-构造-岩浆综合控制型矿床。运用矿区的黄铁矿矿石S、Pb同位素示踪的方法探讨了矿床成矿物质来源。矿区黄铁矿和方铅矿的硫同位素组成δ34S值为-1.5‰~27.9‰,且硫同位素分布直方图中显示3种来源特征,指示成矿物质来源可能为海水、地层或岩浆。Pb同位素组成μ(~(238)U/~(204)Pb)值特征、Zartman构造模式、Δγ-Δβ成因分类研究表明,矿区矿石铅为幔-壳混源,指示物源主要来自于中生代岩浆热液,而非海底热液沉积物。综合表明银山银铅锌多金属矿床是中生代岩浆热液型矿床。     

广东长坑大型-超大型金银矿床的地球化学与成因带

对长坑金银矿床的化学组成、同位素特征、流体性质、成矿物理化学条件和机理的系统研究表明,与矿化最密切的硅质岩应主要为热液交代成因;金、银矿体的稀土和微量元素特征既有共性又有异性;矿床的硫、铅、碳、锶同位素组成特征反映它们均为壳源物质或沉积成因;成矿流体相对富Ｃａ、Ｋ,主要来自演化了的加热大气水或建造水;矿床形成于中低温的热液条件,矿化机制包括热液沸腾、流体混合与水岩反应。总之,长坑矿床为微细浸染型金矿与碳酸盐岩交代型银矿构成的新颖矿床组合,金、银矿体是统一的热液作用在不同的成矿环境和控矿条件下的产物,它们与区域内的铅锌（银）矿床应属于一个成矿系列。