1、第六章成矿物质来源、成矿流体第六章成矿物质来源、成矿流体的性质及其演化的矿物学标志的性质及其演化的矿物学标志 第一节第一节 成矿物质的来源成矿物质的来源 一、与超基性岩浆、基性岩浆的分异与结晶作一、与超基性岩浆、基性岩浆的分异与结晶作用有关的矿床物质来源用有关的矿床物质来源 (一)与基性岩有关的Cu Ni硫化物矿床 含Pt的硫化物矿物(针镍矿、黄铜矿)构成的角砾矿石胶结了侵入岩的碎块，铂族矿物与水化硅酸盐（蛇纹石、绿泥石等）密切共生。伟晶相矿石的存在；铂族矿物与高温热液矿物共生，交代古铜辉石岩，铂族元素形成典型的热液矿物(Te、Bi、S、As、Sb化物，含钌铑的磁黄铁矿；铂族元素与大量的Au、
2、Ag矿物的共生等，都表明铂族元素可在岩浆期后的作用铂族元素可在岩浆期后的作用(伟晶作用、热液作用)中形成中形成。（二）岩浆期后阶段铂族元素的矿化类型与特（二）岩浆期后阶段铂族元素的矿化类型与特点点：1.伟晶岩型铂矿床伟晶岩型铂矿床。布什维尔德杂岩体苏长岩带中的酸性伟晶岩相中，铂族矿物是气化热液阶段的产物。2.矽卡岩型铂矿床矽卡岩型铂矿床：布什维尔德超复于白云岩之上的苏长岩体放出的含气热液渗透到其下的白云岩中形成含铂族矿物的矽卡岩(透辉石、钙铝榴石、阳起石等)，富矿体沿接触而延伸约400m，宽约21m，砷铂矿、锑钯矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿及方黄铜矿共生。3.热液型铂矿床与铂矿化热液型铂矿床
3、与铂矿化。热液型铜矿床中，铂族矿物为铂碲钯矿、黄碲钯热液型铜矿床中，铂族矿物为铂碲钯矿、黄碲钯矿、钯碲铂矿，产于热液铜矿脉中与黄铜矿、斑铜矿、矿、钯碲铂矿，产于热液铜矿脉中与黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、硒铅矿、绿帘石共生。辉铜矿、蓝辉铜矿、硒铅矿、绿帘石共生。形成温度为270-400。矿脉旁围岩(麻粒岩)绿盘岩化，铂族矿物产于绿泥石、绿帘石、钠长石、石英绿盘岩化蚀变带中。蚀变带中贵金属含量为(g/T)：Pt 24.0，Pd ll6，Rh 1.3，Ru 0.6，Ir 2，Au0.6，Ag152.4 斑岩铜矿及斑岩铜斑岩铜矿及斑岩铜-钼矿中，含铂族元素较低钼矿中，含铂族元素较低。铜精矿中Pt
4、 0.0080.2%，Pd 0.0090.16%，PdPt，Pt/Pd=l:510，钼精矿中，Pt/Pd1：0.5。含金石英脉中，若有硫化物共生时则含含金石英脉中，若有硫化物共生时则含Pt较高较高。布什维尔德杂岩体中部的瓦捷斯别山(典型的气成热液石英-硫化物脉型Au-Pt矿床)自然铂与镜铁矿或与黄铁矿共生；Pt含量不均匀(矿石含Pt数百到5700克/吨)。综上所述，铂族元素主要富集在含铂族元素主要富集在含CuCu、NiNi的的基性岩浆岩的热液作用阶段中基性岩浆岩的热液作用阶段中，其次从与基性其次从与基性-超基性岩有关的酸性伟晶岩中，也是气化超基性岩有关的酸性伟晶岩中，也是气化-热液热液作用的产
5、物作用的产物；此外在矽卡岩、热液脉等地质体此外在矽卡岩、热液脉等地质体中有时也可富集成矿或产生矿化中有时也可富集成矿或产生矿化。铂族元素被公认是地幔源的铂族元素被公认是地幔源的；但其成矿却但其成矿却延迟到热液阶段，而且赋矿岩石（围岩）可与延迟到热液阶段，而且赋矿岩石（围岩）可与基基-超基性岩无关，这就不能不使人产生怀疑：超基性岩无关，这就不能不使人产生怀疑：壳源（例如重熔型中酸性岩浆岩）是否可提供壳源（例如重熔型中酸性岩浆岩）是否可提供铂族元素或只提供一部分铂族元素。铂族元素或只提供一部分铂族元素。二、斑岩型矿床的成矿物质来源二、斑岩型矿床的成矿物质来源 斑岩型矿床（钨、铜-钼、锡）成矿金属来
6、源、热液(“水”)的来源及成矿的“热源”存在着迥然不同的两种看法：岩浆源的岩浆源的；大气降水与自围大气降水与自围岩中浸出金属岩中浸出金属(“(“金属活化热液金属活化热液”)。研究了矿区地质、岩浆岩岩石学(岩体地质、岩石化学等)、岩石地球化学(微量元素、稀土配分模式等)、矿石的同位素地质学与地球化学(O、H、C、S等)、矿物共生组合、标型特征、包裹体矿物学、岩浆成矿流体的演化、围岩蚀变及分带、矿床的垂直分带等等。绝大多数人认为以上这些绝大多数人认为以上这些斑岩型矿床，其成矿物质来源属幔源，或经壳源斑岩型矿床，其成矿物质来源属幔源，或经壳源物质混杂而成。含矿岩浆岩为浅成物质混杂而成。含矿岩浆岩为浅
7、成-超浅成岩体超浅成岩体(次火山岩次火山岩)。斑岩斑岩铜矿铜矿毕鸟夫带毕鸟夫带软流圈软流圈低波速带低波速带下沉的岩石圈板块下沉的岩石圈板块莫霍面莫霍面玄武岩浆玄武岩浆玄武岩和辉长岩玄武岩和辉长岩海洋地壳中铜的富集海洋地壳中铜的富集海洋海洋海洋沉积物海洋沉积物海沟海沟岩基岩基古古大陆壳大陆壳链状链状火山群火山群斑岩铜矿床成因的板块构造模式斑岩铜矿床成因的板块构造模式 （据R.H.西里托，1972）三、内生钨矿床的矿质来源三、内生钨矿床的矿质来源 南岭地区钨矿床主要与花岗岩或浅变质岩伴生；另有产于斑岩中者。与花岗岩有关的称为“岩控钨矿床”，与斑岩有关者为“斑岩钨矿”。研究表明，斑岩(或玢岩)与花岗
8、岩是在不同的大地构造单元中产生的、物质来源不同、形成方式各异的两种岩浆岩。斑岩、玢岩与幔源有关，为“同熔型”(I型)；花岗岩（南岭地区）多为“改造型”(S型)。I型与S型的岩石成分、矿物组成、含矿性、演化序列皆不相同(表6-3)。“S型型”花岗岩较花岗岩较“I型型”花岗花岗(斑斑)岩含岩含F量、量、F/Cl值、钾长石三斜度、值、钾长石三斜度、87Sr/86Sr值值均高；而成岩温度、均高；而成岩温度、Mg/(Mg+Fe3+Fe2+)、铜矿石中的铂族元素含量、氧化系数铜矿石中的铂族元素含量、氧化系数却相反，却相反，“同熔型同熔型”高于高于“改造型改造型”。S型型(系列系列)的演化序列的演化序列：花
9、岗闪长岩、二长花岗岩中粗粒斑状花岗岩浅色花岗岩(钠长花岗岩、超酸性花岗岩)花岗斑岩或石英斑岩岩墙。I型型(系列系列)的演化序列的演化序列：辉石闪长岩、石英闪长岩(或玢岩)花岗闪长岩、石英二长岩(或斑岩)石英粗安斑岩、石英钠长斑岩或花岗岩。S型系列为南岭花岗岩，型系列为南岭花岗岩，I型系列为长江中下游中型系列为长江中下游中-酸性酸性岩浆岩。岩浆岩。对比说明，“同熔型同熔型”是在氧逸度较高是在氧逸度较高(浅成浅成)，高温环，高温环境中生成境中生成。“改造型改造型”则在中深、较低温、氧逸度较低则在中深、较低温、氧逸度较低的条件下形成。的条件下形成。与“同熔型”有关的铜矿石中含铂族元素较高(成矿物质来
10、自上地幔)，而与“改造型”有关的铜矿石含铂族元素甚低，但氟含量高，与脉状钨矿床有关。两种类型岩浆岩中的黑云母成分不同黑云母成分不同，该矿物的化学成分继承了寄主岩的特点：同熔型黑云母较改造型黑云母Fe3+/(Fe2+Fe3+)与Mg/(Mg+Fe2+Fe3+)高为特征(图6-1，6-2)。斑岩型钨矿床与“改造型”花岗岩形成的黑钨矿成分不同黑钨矿成分不同。前者为端元组分钨铁矿前者为端元组分钨铁矿；后后者高温为中间组分钨锰铁矿或钨铁锰矿；者高温为中间组分钨锰铁矿或钨铁锰矿；中、中、低温时则多为钨锰矿，少数情况下为钨铁矿低温时则多为钨锰矿，少数情况下为钨铁矿。张理刚(1985)根据氢、氧同位素组成认为
11、南岭地区一些钨矿床中热液水的来源为：岩浆水与大气降水，二者在成矿作用的不同阶段岩浆水与大气降水，二者在成矿作用的不同阶段起不同的作用。起不同的作用。漂塘钨矿漂塘钨矿:早期成矿阶段成矿热液水的早期成矿阶段成矿热液水的18O为为4.94.99.19.1；DD在在-48-48-55-55之间之间,表明热液水是岩浆成因。表明热液水是岩浆成因。中期成矿阶段中期成矿阶段18OH2O1.21.26.0,D6.0,D值为值为-59-59-63,-63,为岩浆水与大气水的混合。为岩浆水与大气水的混合。晚期矿化阶段晚期矿化阶段18OH2O值值1.81.8-6.9,D-6.9,D值值-6464-55,-55,属于大
12、气降水来源。属于大气降水来源。SMOW水-20-15-10-50510152025120500变 质 水岩浆水18OD大气线海水热液海水2065西华山坑道水内接触带；江水井水江水江水内接触带西华山钨矿雨水和主要脉钨矿床黑钨矿、石英包裹西华山钨矿雨水和主要脉钨矿床黑钨矿、石英包裹体水体水DD1818O O关系图关系图同位素地球化学D=-33.36-89.42，按计算的石英和黑钨矿包裹体水18O=+4.96+9.5l.高温岩浆热液矿床证据：A）岩浆水B）花岗岩普遍含较高的W、Sn、Nb、Ta、Be的含的含量；量；C）成矿温度高成矿温度高DD 四、前寒武纪变质铁矿中富矿体的成因及铁质四、前寒武纪变质
13、铁矿中富矿体的成因及铁质来源来源 我国前寒武纪变质铁矿床中，富铁矿的成因问题争论较多。以鞍本地区为例，大体上可分为四种见解：1.1.同生矿床同生矿床：认为富矿体是与贫矿体在大体上相同的沉积环境中在海底火山作用下形成，含石墨富矿即属此成因(弓长岭二矿区)-原为沉积菱铁矿，后经区域变质作用还原而成石墨与磁铁矿。同位索资料表明，该区Fe6(第六层铁矿)含石墨富矿体中的碳基本上是无机碳(13C为-4.7)（陈江峰等，1985）。弓长岭铁矿二矿区弓长岭铁矿二矿区弓长岭东南部的南芬铁矿床，据硫同位素资料(表)，为沉积型富矿，与贫矿的形成方式相同。2 2变质热液变质热液(或混合岩热液或混合岩热液)形成的富矿
14、。据弓长岭二富铁矿体的产状及围岩蚀变、硫同位素等研究认为该矿体铁来自混合岩化热液或变质热液该矿体铁来自混合岩化热液或变质热液：富铁矿体受顺层富铁矿体受顺层-低角度斜交层理的深断裂控低角度斜交层理的深断裂控制；而近矿蚀变也受该断裂控制制；而近矿蚀变也受该断裂控制；富矿体主要由磁铁矿与富矿体主要由磁铁矿与-赤铁矿赤铁矿(磁赤铁矿磁赤铁矿)构成，且分布在地表以下构成，且分布在地表以下(150m(150m以下以下)的深部，显然并的深部，显然并非地表氧化而成。非地表氧化而成。形成该富矿体的物化学条件为：温度为480-535，压力2kb：氧逸度为10-2510-28bar。盐度大于17%(NaCl)，热液
15、密度大于0.9；包体的气相成分为CO2、H2、CH4、H2S，以C02为主；包体的液相成分中，碱金属与碱土金属离子浓度高、Cl-的离子浓度低，此外尚含CO32-与HS-,因此热液为高盐度碱溶液。这种热液是在温压高、氧逸度低的环境中，沿较深的这种热液是在温压高、氧逸度低的环境中，沿较深的断裂带流动，与磁铁石英岩淋滤交代，去硅，磁铁矿断裂带流动，与磁铁石英岩淋滤交代，去硅，磁铁矿富集。富集。1-上混合岩；2-石英岩层；3-混合岩；4-绿片岩；5-角闪岩；6-石英黑云钠长石；7-中部片岩；8-下部片岩；9-斜长角闪岩；10-下混合岩；11-磁铁石英岩；12-高炉磁铁富矿；13-平炉磁铁富矿；14-断
16、层 矿物合成实验资料与包裹体测温所得形矿物合成实验资料与包裹体测温所得形成富矿的物理成富矿的物理-化学条件相似化学条件相似（P=2kb，T400600，fO210-25，弱碱性溶液(表6-5)。据上述认为，弓长岭二矿区磁铁富矿是在压力2000bars左右，温度450600，氧逸度fO2低于10-25bar，在弱碱性溶液中形成。硫同位素研究表明，弓长岭二矿区、八硫同位素研究表明，弓长岭二矿区、八盘岭、樱桃园的富铁矿皆由后期叠加的热液形盘岭、樱桃园的富铁矿皆由后期叠加的热液形成，它们与南芬富铁矿的成因不同成，它们与南芬富铁矿的成因不同。前者的矿质来源主要为后期热液(与富铁矿-磁铁矿-共生的黄铁矿中
17、的硫来自热液)，而后者的矿质与贫矿属同一来源。磁铁富矿与蚀变岩磁铁富矿与蚀变岩(石榴绿泥岩石榴绿泥岩)在空间上在空间上紧密相随，在形成时间上一致，二者间往往紧密相随，在形成时间上一致，二者间往往找不到明显的接触界限，为过渡关系，有时找不到明显的接触界限，为过渡关系，有时可见二者同时交代了贫铁矿层。可见二者同时交代了贫铁矿层。因此，磁铁富矿与蚀变岩为统一的热液作用改造贫矿层的结果。上列五个方面是作为富矿成因与热液活上列五个方面是作为富矿成因与热液活动有关的证据提出的。在贫矿的基础上，经动有关的证据提出的。在贫矿的基础上，经热液去硅、加富而成，富矿的铁质来源主要热液去硅、加富而成，富矿的铁质来源主
18、要是热液是热液(变质热液或混合岩化热液变质热液或混合岩化热液)。3.3.层状富矿为沉积变质形成，脉状富矿则与热层状富矿为沉积变质形成，脉状富矿则与热液作用有关液作用有关。4.4.层状富矿为原生沉积较富的矿床经热液叠加层状富矿为原生沉积较富的矿床经热液叠加再加富而成。再加富而成。陈光远等(1984)认为弓长岭地区“磁铁矿磁铁矿及赤铁矿贫、富矿层均为太古代绿岩带各旋回及赤铁矿贫、富矿层均为太古代绿岩带各旋回火山沉积产物，形成于火山喷发间隙或喷发以火山沉积产物，形成于火山喷发间隙或喷发以后，是绿岩带火山沉积旋回演化发展晚期的产后，是绿岩带火山沉积旋回演化发展晚期的产物。物质来源概与富铁的超镁铁质科马
19、提岩及物。物质来源概与富铁的超镁铁质科马提岩及拉斑玄武岩的海底火山喷发有关拉斑玄武岩的海底火山喷发有关”。磁铁矿富矿，是元古代花岗岩侵入体的低中级磁铁矿富矿，是元古代花岗岩侵入体的低中级热变质使当地铁矿层中的铁质局部活化、短程热变质使当地铁矿层中的铁质局部活化、短程运移运移”而形成。强调铁质是而形成。强调铁质是“就地取材就地取材”。五、载体矿物五、载体矿物 一些硅酸盐矿物中的Fe、Mg离子可以被其它有用元素代替，如Sn可以进入很多铁-镁矿物的晶格中（Sn-Fe或Sn-Mg代替）；但Sn不能进入长石晶格，因为Sn与K、Na的离子半径差值大，Au可代替K（钾长石中），而不能代替Na。Na离子半径1
20、.37，K离子半径为1.33，Au离子半径为0.97。因此，Au能以微量存在于钾长石中。据晶体化学资料，Al3+、Si4+、Sn4+、W6+、Fe3+、Fe2+的性质相近，它们之间能够组成固溶体(表)。W6+可能在黑云母中代替四面体位置上的Si或Al；或W6+代替八面体中的Al、Fe3+、Fe2+(如黑钨矿中WO42-构成畸变八面体那样)。南岭钨矿床中，花岗岩造岩矿物中的黑云母、白云母皆含W(表6-7)，其中黑云母含W量相当于白云母的二倍。表中还可看出黑云母与钾长石含W高。与钨矿物共生的辉秘矿、辉钼矿、锡石等矿物的W含量比造岩矿物还高。比较花岗岩中与蚀变围岩中W含量，发现由于微斜长石化或云英岩
21、化作用，W富集到蚀变矿物(微斜长石、白云母)之中。云英岩中的W大部分在白云母中。此时的白云母较花岗岩中的白云母含W量增加100以上。可见，W在云英岩中被富集起来。随着交代作用的发展，由黑云母花岗岩经正随着交代作用的发展，由黑云母花岗岩经正常云英岩、富石英云英岩到云英岩化最终阶段的常云英岩、富石英云英岩到云英岩化最终阶段的富云母云英岩，富云母云英岩，W W含量总体趋势是增加的含量总体趋势是增加的(表表6-8)6-8)。尤其是富云母云英岩中尤其是富云母云英岩中W W含量达到最大值，这是含量达到最大值，这是因为白云母含因为白云母含W W高所致。高所致。蚀变花岗岩中Sn的含量变化与上述W的情况相似(表
22、6-9)。花岗岩中的黑云母、白云母以及云英岩中的白云母都可花岗岩中的黑云母、白云母以及云英岩中的白云母都可以看成以看成W W的载体矿物。的载体矿物。花岗岩中的长石(钾长石、斜长石)因云英岩化、钾微斜长石化而解体，将其所含W释放出来至岩浆期后成矿的事实表明，钾长石、斜长石也是W的携带者。钾(微斜长石)化是花岗岩的早期蚀变，在蚀变后释放出的W、Sn（被带入含矿热液中)超过花岗岩中W含量的一半(表6-10)，Be近1/3。钾化是将花岗岩中的斜长石、钾长石、云母(主要为黑云母)等改造为以钾微斜长石、钠长石、石英为主，黑云母、白云母、萤石、绿泥石、锆石、黑钨矿为辅的岩石。钾化岩石含W、Sn、Be均低于花
23、岗岩的原因是，原花岗岩载体矿物(黑云母、白云母、钾长石、斜长石)中的W、Sn、Be主体部分带入含矿热液中。硅化作用也使花岗岩中的W含量降低原花岗岩载体矿物中的W大部分被带入成矿热液中(表6-12)；但与钾微斜长石化相比，后者中W的贫化(即W被带出)更为显著。在西华山矿区，出现红长石化(钾微斜长石)的地段位于花岗岩体的较深部位，向上为硅化，再向上，至岩体顶部为云英岩化地段。黑云母、白云母、钾长石、斜长石都被认为是载体矿黑云母、白云母、钾长石、斜长石都被认为是载体矿物；而钾微斜长岩物；而钾微斜长岩(蚀变岩中者蚀变岩中者)与石英则不是载体矿与石英则不是载体矿物，见表物，见表6-136-13。样品样品
24、编号编号矿物矿物Aug/gg/gAgg/gg/gAsg/gg/gBig/gg/gCog/gg/gGag/gg/gIng/gg/gNig/gg/gSbg/gg/gS%Fe%FW-25黄铁矿黄铁矿54.891409.61815.90.2897.32.250.06728.625.542.5435.38FW-50黄铁矿黄铁矿47.71127.5454.80.1339.52.170.08614.14.546.1138.25FW-51黄铁矿黄铁矿54.19132.1519.60.348.82.360.08615.65.844.8038.88FW-52黄铁矿黄铁矿17.23148.71876.20.1711
25、6.32.570.14423.914.7FW-53黄铁矿黄铁矿12.28355.6371.90.2516.92.320.0868.47.344.6137.68FW-54黄铁矿黄铁矿2.26231.93922.80.2483.12.150.19226.834.5FW-55黄铁矿黄铁矿0.4736.01305.30.1485.71.930.05821.35.2801黄铁矿黄铁矿0.2648.016000.2088.03.40.2439.07.948.7543.28802黄铁矿黄铁矿0.2381.014000.1071.03.700.1731.063.047.4743.81803方铅矿方铅矿7.80
26、450030033.02.05.20.081.0983.015.130.32FW-15方铅矿方铅矿0.88860.026.10.161.91.810.3842.373.017.570.42FW-25-1闪锌矿闪锌矿31.931346.865.110.4136.911.680.86423.415.733.393.53804闪锌矿闪锌矿14.10130040012.019.023.00.905.0120034.558.23FW-4闪锌矿闪锌矿24141272.514.60.1628.33.082.4011.68.530.770.73万全寺银金矿单矿物微量元素含量特征表万全寺银金矿单矿物微量元素含量
27、特征表 六、矿浆（六、矿浆（The ore The ore magmanmagman）岩浆型钛磁铁矿的矿浆成因早已为人所知。1973年，翟裕生提出：凹山铁矿床中的富矿体翟裕生提出：凹山铁矿床中的富矿体应当属于应当属于”矿浆矿浆”成矿成矿。1977年，宁芜研究项目编写小组”总结了该地区梅山、姑山、南山、凹山顶部的富矿体的矿浆成因及其形成机制，认为Na的富集是引起硅酸盐熔浆与磁铁矿-磷灰石熔浆不混熔的原因。宁芜地区磁铁矿-磷灰石组合的广泛分布与该地区偏碱性的岩浆活动有关，因为偏碱性岩浆比别的岩浆更富磷。宁芜、鄂东地区的矿桨型铁矿的共同特征是宁芜、鄂东地区的矿桨型铁矿的共同特征是：1.1.矿体与岩浆
28、岩矿体与岩浆岩(成矿母岩成矿母岩)在空间上紧密伴生；在空间上紧密伴生；矿体的空间分布受岩体构造、断层裂隙及接触带矿体的空间分布受岩体构造、断层裂隙及接触带构造控制。构造控制。2.2.矿体是成矿母岩浆演化的一定阶段的产物，矿体是成矿母岩浆演化的一定阶段的产物，而与该岩浆有关的铁矿床为多种类型而与该岩浆有关的铁矿床为多种类型,宁芜地区宁芜地区矿浆型铁矿在浸染状铁矿矿浆型铁矿在浸染状铁矿(陶村式陶村式)之后形成，鄂之后形成，鄂东地区矿浆型铁矿在矽卡岩型之后形成。东地区矿浆型铁矿在矽卡岩型之后形成。3.3.矿体形成温度高矿体形成温度高(宁芜为宁芜为350-1075350-1075左右，左右，鄂东为鄂东
29、为600-700600-700左右左右)，矿体边缘常有弧形焊接，矿体边缘常有弧形焊接边；因是贯入型，故其边缘围岩常具薄层片理化边；因是贯入型，故其边缘围岩常具薄层片理化带。带。4.4.矿石成分中，磁铁矿为最主要矿物，一般占矿石成分中，磁铁矿为最主要矿物，一般占矿体体积的矿体体积的80-90%80-90%以上；与磁铁矿共生者为含以上；与磁铁矿共生者为含F F、OHOH的矿物的矿物(磷灰石、金云母、阳起石、方柱磷灰石、金云母、阳起石、方柱石等石等)。矿石具块状构造、气孔构造、流动构。矿石具块状构造、气孔构造、流动构造，有的具有海绵陨铁结构。造，有的具有海绵陨铁结构。由于岩浆型矿石经常受到后期热液作
30、用的迭加。因此还有热液型矿物与之伴生(绿泥石、高岭石、石英、绿帘石等)。5.5.磁铁矿含磁铁矿含V V、TiTi较高，含较高，含MgMg，A1A1也较高。也较高。钨矿床中矿浆成矿的实例被认为是大吉山肉色细粒钠长花岗岩中的黑钨矿囊(图6-6)。黑钨矿囊外缘与花岗岩间为过渡关系；内缘有一层石英壳包围着黑钨矿晶体(集合体)，石英壳与黑钨矿间界限截然，此种WO3含量高达n10%的富矿囊。富矿囊很可能是一种“析离体”，在花岗岩冷凝之前就已存在，是一种液态分异的产物，相对富集挥发分和矿化物质的“气泡”、”乳滴”或“分异层”，富集于岩浆的上部。随着岩浆的流动，圆形”气泡”变成定向分布的椭球体、不规则囊包体，
31、有的分异“层”形成条带状构造。随着温度的下降，囊包体与花岗岩浆同时结晶；因囊包体中黑钨矿结晶时与它外边的石英壳处于平衡状态，因而二者结晶后界限截然；而石英壳与外边的围岩不平衡，产生扩散交代，因此呈过渡接触关系。第二节成矿流体的性质及其演第二节成矿流体的性质及其演化的矿物学标志化的矿物学标志 内生成矿作用中，各种作用的最后阶段多半内生成矿作用中，各种作用的最后阶段多半为热液作用。为热液作用。热液的性质以及它是如何从岩浆(或其他流体)演化而来？岩浆热液、变质热液(其中还包括混合岩化热液)、地下水热液埋藏于古地层中的水、海水、地幔成因的热液等的性质及它们之间的关系等问题都是现代矿床学研究的重要方面。
32、一、热液的多源性一、热液的多源性 据翟裕生的总结（1983），共有六种成因不同的热液（或“水”），它们是：1.1.岩浆热液岩浆热液 深成热液；火山热液 2.2.变质热液变质热液 3.3.地下水热液地下水热液 4.4.埋藏水埋藏水：赋存于海相古地层中的含矿化剂的水，为Cl-K-Mg水，受热后，活化、转移，可形成Pb、Sn矿床。5.5.海水海水：日本“黑矿”的形成与海底岩浆加热海水有关。6.6.地幔成因热液地幔成因热液(上地幔中的初生流体)。现代热液(溶液)与古代热液(矿物中的液态包裹体)成分的对比见表6-15。表中可看出，现现代热卤水与古代热液比较，以代热卤水与古代热液比较，以CaCa、NaNa
33、高，高，K K低，低，SOSO4 4更低，更低，ZnZn、CuCu亦低为特征。亦低为特征。这种差别的原因可能是：这种差别的原因可能是：地质历史上成矿流体地质历史上成矿流体(热液热液)的演化；的演化；地质环境、成矿类型的差别等。地质环境、成矿类型的差别等。现代热现代热卤水与卤水与古代热古代热液比较，液比较，以以CaCa、NaNa高，高，K K低，低，SOSO4 4更低，更低，ZnZn、CuCu亦低为亦低为特征。特征。二、含钨流体的性质及其演化二、含钨流体的性质及其演化 前面提到囊状黑钨矿可能属矿浆成因；脉状含钨石英脉与伟晶岩脉、含钨花岗岩间的过渡与转化关系等等。1.1.成矿流体的成分成矿流体的成
34、分 根据含钨石英脉中矿物的共生，伴生以及脉旁围岩蚀变，推测成矿流体富F、Na、Cl、CO2、K、OH等成分。这种推测在对矿物（主要是石英）中包裹体成分的研究中得到了证实（表6-16）。瑶岗仙脉钨矿床石英中的包裹体成分特征为：各样品的包裹体都是ClF CO2、Ca、Mg早期偏低，而晚期偏高；早期热液含K高，KNa；晚期热液K降低，多数样品为NaK，少数为KNa。各样品的包裹体都是各样品的包裹体都是ClClF F;COCO2 2、CaCa、MgMg早期偏低，而晚期偏高；早早期偏低，而晚期偏高；早期热液含期热液含K K高，高，K KNaNa；晚期热液晚期热液K K降低，多数样品为降低，多数样品为Na
35、NaK K，少数为少数为K KNaNa。2.W2.W的搬运与沉淀方式的搬运与沉淀方式 对这一问题一直有较大争论。W在成矿流体中赋存与搬运的形式有下列说法。卤化物：WF6、WCl6；易熔碱络合物R2WO4；硅代钨酸络合物R4Si(W2O10)4 杂多酸聚络合物(HW6O21)-xH2On。综合形式：舍尔比纳（1963）提出深部高温时呈W的卤化物或卤氧化物形式；中部中温时为碱性给合物；浅部低温时为硅酸络阴离子。矿物微粒搬运 3.3.含钨流体的演化含钨流体的演化 酸碱度的变化基于以下事实：众多脉伏钨矿床的矿物共生组合演化顺序大体一致，即硅酸盐氧化物硫化物碳酸盐。成矿流体的酸碱度变化与一定的蚀变围岩相
36、对应。包裹体成分测定表综合了上述、资料，概括表示了含钨流体的酸碱度变化：碱性表综合了上述、资料，概括表示了含钨流体的酸碱度变化：碱性-弱碱性中性弱碱性中性-酸酸性性-弱酸性弱酸性-中性中性-弱碱性（弱碱性（-弱酸性）。最后一个阶段往往不发育（或缺失）。弱酸性）。最后一个阶段往往不发育（或缺失）。三、岩浆三、岩浆-热液的演化热液的演化 含钨花岗岩含钨伟晶岩或”似伟晶岩壳”脉状钨矿体。这是南岭钨矿床的成矿母岩浆的演化模式。问题是，如何解释这种演化？矿化或成矿作用与这种演化的关系是什么？问题的焦点是：结晶分异作用还是岩浆熔离作用推动着岩浆的演化，直至成矿。1 1岩浆结晶分异作用及其成矿岩浆结晶分异作
37、用及其成矿：对于花岗岩的成矿作用有人主张可以采用结晶分异作用来解释。一个简化的花岗岩成矿模式为：硅铝层地壳重熔普通花岗岩选择性重熔成矿花岗岩结晶分异、交代选择性重熔使富含挥发分的酸性岩石首先转入熔体，因而形成含矿（成矿）岩浆岩。2 2岩浆熔离作用及其成矿岩浆熔离作用及其成矿 马拉库舍夫等认为，岩浆结晶分异产生的成矿金属在岩浆期后溶液中的含量甚微，不足以形成矿床；而成矿作用主要通过岩浆的熔离。这是他们通过合成实验得出的结论。各种元素在硅酸盐熔融体和热液之间分配的实验资料如表6-18所示。熔体中含量高，流体中含量低。熔体中含量高，流体中含量低。正岩浆的分异作用，特别是岩浆熔离作用，使流体熔融体与母
38、硅酸盐岩浆分离；这种分离是在深部进行的，因为分离的程度与压力呈正比例变化（图6-12）。流 体 熔 融 体(流 体 岩 浆)的 密 度 很 高(2.58g/cm3)，与母硅酸盐熔融体的差别不大，但它的结晶温度低，活动性强及其成分特点(氧化物、硅酸盐、卤化物、碳酸盐、硫酸盐等组成部分的比例关系变化很大)却反映出它接近于热水溶液。流体熔融体向上运移时，在侵入裂隙带时，由于压力降低，变为密度不高的(0.5gcm3-气态0.9g/cm3-热液)真正流体相(以水相为主)，此时岩浆系统变为三相系统(岩浆L1，流体熔融体L2，热液相G)，见图6-13。实验资料表示含水铝硅酸实验资料表示含水铝硅酸盐系统中流体
39、与岩浆的分盐系统中流体与岩浆的分层现象，其产生是由于向层现象，其产生是由于向系统中加入碱性盐类而引系统中加入碱性盐类而引起。形成两个熔离区：起。形成两个熔离区：硅酸盐岩浆硅酸盐岩浆(L(L1 1)与流体与流体硅酸盐岩浆硅酸盐岩浆(L(L2 2)；流体硅酸盐岩浆流体硅酸盐岩浆(L(L2 2)与与真正的流体相真正的流体相(热液热液G)G)。第一个熔离区第一个熔离区(L(L1 1一一L L2 2)随着温度的升高仍能保持稳定随着温度的升高仍能保持稳定；第二个熔离第二个熔离区区(L(L2 2-G)-G)则随着温度降低而产生和扩大则随着温度降低而产生和扩大。L L2 2(流体硅酸盐岩浆流体硅酸盐岩浆)含碱
40、金属与成矿金属，比重较大，充填在裂含碱金属与成矿金属，比重较大，充填在裂隙中造成矿体；而酸性的热水溶液隙中造成矿体；而酸性的热水溶液(G)(G)则因比重小而继续上升，使则因比重小而继续上升，使裂隙旁以及上部的围岩产生酸性淋滤，形成交代岩。裂隙旁以及上部的围岩产生酸性淋滤，形成交代岩。压力的降低，温度的降低都会产生上述母岩浆（压力的降低，温度的降低都会产生上述母岩浆（L1L1）的分离作用。的分离作用。四、河北金、银多金属成矿物质来源四、河北金、银多金属成矿物质来源 对河北印支期-燕山期内生矿产近千个同位素数据统计认为:成矿物质源自地球深部。其同位素基本规律为:40个矿床的559个硫同位素数据中绝
41、大部分值域为-55，均一化程度高，硫主要为岩浆硫;37个矿床200个铅同位素数据表现为矿质以幔源为主，确有部分壳源物质加入;34个矿床96个氧、氢、碳同位素数据统计表明，成矿流体应以岩浆水为主，兼有其他来源的水加入;30个矿床41黄铁矿等硫化物同位素均位于地幔氦附近。反映氦气应以地幔来源为主，并在上升过程中有脱气现象或放射性4He(壳源物质)加入。表表4 张宣幔枝构造区金银铅锌矿硫同位素统计表张宣幔枝构造区金银铅锌矿硫同位素统计表矿区矿区矿化矿化类型类型样品样品数数34S（平均值）平均值）离差离差变化范围变化范围备注备注半壁山半壁山Au43.1250.674+2.36+3.83于润林于润林金家
42、庄金家庄Au241.8852.23-1.4+5.03彭岚、河北三队彭岚、河北三队大营子大营子Au3-0.500.721-0.3+0.1北京三所北京三所黄土梁黄土梁Au12-4.9871.485-1.6-7.4河北三队河北三队张全庄张全庄Au531.881.10-0.205.60王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先响水沟响水沟Au10-3.963.03-8.80-1.30王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先大营盘大营盘Au42.351.640.63.80王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先小营盘小营盘Au21-11.3741.779-7.76-14.36河北三队河北三队东东 坪坪Au17-7.8762.274-5.5-
43、13.5河北三队河北三队后后 沟沟Au9-10.443.046-3.5-15.95河北三队河北三队水晶屯水晶屯Au13-10.372.58-13.10-5.40王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先中山沟中山沟Au7-16.150.00-23.83-11.05王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先赵家沟赵家沟Au7-9.902.54-16.80-6.32王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先韩家沟韩家沟Ag26-10.123.08-14.40-0.65王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先蔡家营蔡家营AgZnPb544.9910.31-0.509.81王金锁王金锁水关口水关口Ag61.845.09-0.834.26王金锁、宋瑞先王金
44、锁、宋瑞先彭家沟彭家沟Ag25.652.054.28.1李红阳等李红阳等万全寺万全寺Ag5-0.585.6-4.301.30王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先青羊沟青羊沟Ag18-0.9716.50-12.963.54王金锁、宋瑞先王金锁、宋瑞先相广相广AgMn33.034.700.104.80河北三队河北三队火石沟火石沟Ag48.933.115.011.8李红阳等李红阳等表表5 冀东幔枝构造区部分金矿床硫同位素统计特征表冀东幔枝构造区部分金矿床硫同位素统计特征表矿区矿区样品数样品数34S（平均值）平均值）离差离差变化范围变化范围备注备注金厂峪金厂峪59-1.7882.88-6.30+3.10剔除剔
45、除X+3S样样2个个峪耳崖峪耳崖262.6920.544+1.60+4.5剔除剔除X+3S样样1个个唐杖子唐杖子302.8851.446+0.69+5.70本项目测一黄铁矿本项目测一黄铁矿34S-3.9沙坡峪沙坡峪32.6330.520+2.0+3.6本课题组本课题组胡杖子胡杖子2-11.35.657-15.3-7.30本课题组本课题组白庙子白庙子13.3 本课题组本课题组洒金沟洒金沟11.9 本课题组本课题组田家村田家村11.9 本课题组本课题组牛心山牛心山225.450.460 宋瑞先宋瑞先洞子沟洞子沟6-0.7（本项目）（本项目）-0.49+4.90总硫总硫-0.3 冶金冶金519队队毛
46、家店毛家店1-6.2 本课题组本课题组花市金矿花市金矿23.65 3.04.3本课题组本课题组花市钼矿花市钼矿13.5 本课题组本课题组总平均总平均+1.93 剔除胡杖子样品剔除胡杖子样品表表6 阜平幔枝构造区部分金矿床硫同位素统计特征表阜平幔枝构造区部分金矿床硫同位素统计特征表构造构造位置位置矿区矿区矿化矿化类型类型样品数样品数3434S（平均值平均值）极差极差变化范围变化范围备注备注太太行行山山中中段段石石 湖湖Au281.7127.18-2.155.0375.037本课题组、本课题组、杨殿范等，杨殿范等，19911991西石门西石门Au30.631.7-0.31.41.4本课题组本课题组
47、北营西沟北营西沟Ag2-9.451.5-10.2-8.7-8.7银洞沟银洞沟Mo11.0秋卜洞秋卜洞Ag14.4 丑泥口丑泥口Au11.6 杨树沟杨树沟Ag PbZn2-0.050.5-0.30.20.2太太行行山山北北段段孔各庄孔各庄Au46.131.2714.37.27.2栾木厂栾木厂Au 0.71.40.31.11.1大湾大湾ZnMoAg384.2324.4-8.41616本课题组本课题组木吉村木吉村CuMo71.672.020.42.62.6浮图峪浮图峪CuFe110.213.2-1.12.12.1茅儿峪茅儿峪CuFe40.054.9-3.31.61.6小立沟小立沟Fe260.374.
48、2-1.13.13.1镰巴岭镰巴岭PbZnCu141.549.6-2.76.96.9九集庄九集庄Au102.303.31.75.03耿洪等，耿洪等，19971997表表7 张宣幔枝构造区金银铅锌矿铅同位数数据统计表张宣幔枝构造区金银铅锌矿铅同位数数据统计表矿床类型矿床类型矿化类型矿化类型样样品品数数206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb资料来源资料来源平均值平均值平均值平均值平均值平均值小营盘小营盘金矿金矿1417.3915.4337.46张家口三队、冶张家口三队、冶金金516队、王金锁、队、王金锁、宋瑞先、彭岚等、宋瑞先、彭岚等、张家口工作部张家口工作部韩家沟韩家
49、沟金矿金矿217.3315.3537.34东坪东坪金矿金矿217.5015.4837.53后沟后沟金矿金矿317.5415.3837.39黄土梁黄土梁金矿金矿317.3815.3937.19中山沟中山沟金矿金矿117.3015.4637.26赵家沟赵家沟金矿金矿117.3915.4737.32张全庄张全庄金矿金矿416.7115.1536.94金家庄金家庄金矿金矿716.7515.2936.94大营盘大营盘金矿金矿316.4315.3036.61常庄子常庄子银矿银矿216.3415.1936.22水关口水关口铅锌矿铅锌矿216.3115.2536.51彭家沟彭家沟银矿银矿316.9015.16
50、37.02相广相广锰银矿锰银矿616.9715.5437.72上井沟上井沟银矿银矿217.1015.1337.15梁家沟梁家沟银矿银矿517.0115.5237.14青羊沟青羊沟银矿银矿416.7615.3436.97蔡家营蔡家营银多金属矿银多金属矿716.8015.4237.55牛牛 圈圈银金矿银金矿417.2515.4637.29章百明等章百明等 万全寺万全寺银矿银矿416.4215.2536.29杨仕道杨仕道 表表8 冀东幔枝构造区部分金矿和花岗岩铅同位素统计特征表冀东幔枝构造区部分金矿和花岗岩铅同位素统计特征表 矿区矿区构造位置构造位置样品样品数数测定矿物测定矿物铅同位素平均值铅同位素
