1、精选ppt1第六章第六章 喷流沉积成矿理论喷流沉积成矿理论第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床二、古海底喷流沉积块状硫化物矿床类型与标志特征二、古海底喷流沉积块状硫化物矿床类型与标志特征第二节第二节 喷流沉积成矿地质理论喷流沉积成矿地质理论一、概述一、概述二、二元结构二、二元结构三、含矿热水喷流沉积岩系三、含矿热水喷流沉积岩系四、管道系统四、管道系统五、层状硫化物热液自交代作用五、层状硫化物热液自交代作用六、晚期热液活动与交代作用六、晚期热液活动与交代作用七、多喷口席状七、多喷口席状-块状
2、矿化块状矿化八、铜金矿化与组分迁移演化八、铜金矿化与组分迁移演化第三节第三节 喷流沉积成矿地球化学理论喷流沉积成矿地球化学理论一、岩石化学标志与特征一、岩石化学标志与特征二、稀土元素二、稀土元素三、流体包裹体三、流体包裹体四、同位素地球化学和年龄四、同位素地球化学和年龄精选ppt2第六章第六章 喷流沉积成矿理论喷流沉积成矿理论n现代海底喷流沉积硫化物矿床的发现，极大地推现代海底喷流沉积硫化物矿床的发现，极大地推动了海底热液成矿理论的发展，也大大地提高了动了海底热液成矿理论的发展，也大大地提高了对古代海底喷流块状硫化物矿床的研究水平。喷对古代海底喷流块状硫化物矿床的研究水平。喷流沉积成矿作用和成
3、矿理论，构成现代成矿理论流沉积成矿作用和成矿理论，构成现代成矿理论的核心内容。的核心内容。精选ppt3第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论n海底热液喷流沉积成矿作用，是当前矿床学、地球化学海底热液喷流沉积成矿作用，是当前矿床学、地球化学研究的前沿课题之一，自研究的前沿课题之一，自20世纪世纪60年代联合国进行年代联合国进行“深深海钻探计划海钻探计划”以来，在大洋扩张脊附近海底，陆续发现以来，在大洋扩张脊附近海底，陆续发现了黑烟囱、白烟囱和热泉喷涌，并有生物、微生物活动了黑烟囱、白烟囱和热泉喷涌，并有生物、微生物活动及硫化物堆积等现代海底喷流沉积成矿作用。这一发现，及硫
4、化物堆积等现代海底喷流沉积成矿作用。这一发现，极大地推动了海底热液成矿理论的发展。海底喷流沉积极大地推动了海底热液成矿理论的发展。海底喷流沉积作用，合理地解释了许多块状硫化物矿床、层状金属硫作用，合理地解释了许多块状硫化物矿床、层状金属硫化物、氧化物矿床、层状非金属矿床，及许多低温热液化物、氧化物矿床、层状非金属矿床，及许多低温热液矿床的成矿机制。因此，这一新的成矿理论，大大提高矿床的成矿机制。因此，这一新的成矿理论，大大提高了对地质历史时期形成的海底喷流沉积矿床研究的理论了对地质历史时期形成的海底喷流沉积矿床研究的理论水平。喷流沉积是重要的成矿作用，是我国水平。喷流沉积是重要的成矿作用，是我
5、国Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Fe、S等金属及非金属矿产资源的重要等金属及非金属矿产资源的重要来源，其中包括许多超大型矿床。来源，其中包括许多超大型矿床。一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床精选ppt4第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n20世纪世纪60年代以来，海底喷流年代以来，海底喷流-沉积矿床的研究，取得了突破性进沉积矿床的研究，取得了突破性进展，尤其是对现代海底热液成矿作用与地质历史时期中形成的块状展，尤其是对现代海底热液成矿作
6、用与地质历史时期中形成的块状硫化物矿床的理论研究，及实际勘查，都取得了丰硕成果。硫化物矿床的理论研究，及实际勘查，都取得了丰硕成果。(一一)现代海底热水喷流沉积成矿作用概述现代海底热水喷流沉积成矿作用概述n20世纪世纪60年代，在非洲与阿拉伯半岛之间，经缓慢扩张形成的红海年代，在非洲与阿拉伯半岛之间，经缓慢扩张形成的红海海渊，发现了规模巨大的多金属矿床和含金属热卤水海渊，发现了规模巨大的多金属矿床和含金属热卤水(Bischoff,1969)震动了整个地学界，激起了人们对现代海底热水成矿作用的震动了整个地学界，激起了人们对现代海底热水成矿作用的极大兴趣。自极大兴趣。自20世纪世纪0年代发现红海海
7、底硫化物矿床以来，目前勘年代发现红海海底硫化物矿床以来，目前勘查表明，红海卤水池含金属沉积物，是己知最大的现代海底硫化物查表明，红海卤水池含金属沉积物，是己知最大的现代海底硫化物矿床。其中，亚特兰提斯矿床，约有矿床。其中，亚特兰提斯矿床，约有1亿吨硫化物及氧化物沉积。亿吨硫化物及氧化物沉积。与此同时，在东太平洋脊沉积物中，亦发现了热水金属组分。与此同时，在东太平洋脊沉积物中，亦发现了热水金属组分。精选ppt5第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n20世纪世纪70年代，在大西洋的年代，在大西
8、洋的TAG热水区，发现了海底热泉和低温热水区，发现了海底热泉和低温热水矿床。此后，在热水矿床。此后，在Galapagos扩张中心，发现海底热泉和热水扩张中心，发现海底热泉和热水喷口生物群。在喷口生物群。在1978年，法国在东太平洋北纬年，法国在东太平洋北纬21发现了正在发现了正在活动的高温热泉和块状硫化物矿床，从此掀起了研究现代海底热活动的高温热泉和块状硫化物矿床，从此掀起了研究现代海底热水成矿作用的热潮。水成矿作用的热潮。n目前。美国海洋与大气管理研究中心的科学家，在中大西洋的研目前。美国海洋与大气管理研究中心的科学家，在中大西洋的研究取得一定突破后，迅速组织开展了太平洋中脊和中大西洋海底究
9、取得一定突破后，迅速组织开展了太平洋中脊和中大西洋海底调查。法国科学家，不仅迅速占领了东太平洋和中大西洋部分海调查。法国科学家，不仅迅速占领了东太平洋和中大西洋部分海域，而且在向西南太平洋进军，并取得重大进展。德国科学家与域，而且在向西南太平洋进军，并取得重大进展。德国科学家与法国和日本科学家一道，在西南太平洋岛弧和弧后扩张盆地，发法国和日本科学家一道，在西南太平洋岛弧和弧后扩张盆地，发现了具有重大意义的海底热水活动和硫化物矿床。日本地质学家，现了具有重大意义的海底热水活动和硫化物矿床。日本地质学家，发现了全球最大的热水云团和正在活动的黑烟囱式块状硫化物矿发现了全球最大的热水云团和正在活动的黑
10、烟囱式块状硫化物矿床。加拿大多伦多大学科学家，建立了海洋地质研究实验室，重床。加拿大多伦多大学科学家，建立了海洋地质研究实验室，重点开展现代海底热水成矿作用与古代矿床对比研究。点开展现代海底热水成矿作用与古代矿床对比研究。精选ppt6第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n 80年代末，日本在西南太平洋冲绳海槽内，发现了黑烟囱式硫化物矿年代末，日本在西南太平洋冲绳海槽内，发现了黑烟囱式硫化物矿床，为目前在海底发现的第一个类似于床，为目前在海底发现的第一个类似于“黑矿型黑矿型”的矿床。关于海底
11、热的矿床。关于海底热液成矿作用的理论研究，国外在液成矿作用的理论研究，国外在80年代出版了大量的著作，发表了大年代出版了大量的著作，发表了大量的文献。美国学者量的文献。美国学者P.A.Rana等等(1984)，在，在海底扩张中心的热液海底扩张中心的热液作用作用一书中，除深海考查的丰富资料外，对海水对流的模式、海水与一书中，除深海考查的丰富资料外，对海水对流的模式、海水与玄武岩间的水玄武岩间的水-岩反应、元素的迁移、质量平衡及循环、围岩蚀变、热岩反应、元素的迁移、质量平衡及循环、围岩蚀变、热液矿化、生物及微生物的作用，都作了详细论述。液矿化、生物及微生物的作用，都作了详细论述。T.J.Barre
12、tr(1988)主编了海底热液成矿作用研究专辑。主编了海底热液成矿作用研究专辑。n 一般认为，从现代海底扩张中心喷出的热液流体，是一种海水。当它以一般认为，从现代海底扩张中心喷出的热液流体，是一种海水。当它以对流圈形式在洋壳中循环时，已经与玄武岩发生了反应，形成了海底成对流圈形式在洋壳中循环时，已经与玄武岩发生了反应，形成了海底成矿热液。该模型已得到海水矿热液。该模型已得到海水-玄武岩反应实验、计算机模拟和对海底玄玄武岩反应实验、计算机模拟和对海底玄武岩观察的验证。在现代洋壳中，存在热液对流圈，已得到确切证实。武岩观察的验证。在现代洋壳中，存在热液对流圈，已得到确切证实。这些热液对流圈，首先被
13、提出来用于解释大洋中脊热流的测量值与理论这些热液对流圈，首先被提出来用于解释大洋中脊热流的测量值与理论值之间的差异，后来又被热平衡概算的数学模型所预测，最后大洋中脊值之间的差异，后来又被热平衡概算的数学模型所预测，最后大洋中脊高温热液喷出口的发现，证实了它们的存在。由于得到这些真实现象的高温热液喷出口的发现，证实了它们的存在。由于得到这些真实现象的验证，对流圈模型是目前关于火山成因块状硫化物矿床形成的最流行的验证，对流圈模型是目前关于火山成因块状硫化物矿床形成的最流行的水动力模型。水动力模型。精选ppt7第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用
14、与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n经过对全球经过对全球50000km长的大洋中脊约长的大洋中脊约1%地区的详细勘查，发现了一百地区的详细勘查，发现了一百余个海底金属矿床及热液区。已知的热液区，主要分布在东太平洋。在余个海底金属矿床及热液区。已知的热液区，主要分布在东太平洋。在那里，大多数喷出门发育在洋脊隆起的中间谷地中，热液流体直接从火那里，大多数喷出门发育在洋脊隆起的中间谷地中，热液流体直接从火山岩山岩(主要为玄武岩主要为玄武岩)基底中喷射出来。目前研究最多的地区，是北纬基底中喷射出来。目前研究最多的地区，是北纬21N处的东太平洋隆起。其中一个典型丘堤处的东太平洋隆起。其
15、中一个典型丘堤-烟囱联合体，含有烟囱联合体，含有2000t的硫化物。在东太平洋隆起的硫化物。在东太平洋隆起13N处，沿处，沿20km长的轴向盆地地段，已长的轴向盆地地段，已查出查出80多个单独的硫化物堆积体。目前所发现的、可能也是最大的丘堤多个单独的硫化物堆积体。目前所发现的、可能也是最大的丘堤-烟囱矿床，发育在大西洋中脊中部烟囱矿床，发育在大西洋中脊中部26N处的处的TAG热液田中，一个单个热液田中，一个单个矿床，估计含有矿床，估计含有450万吨硫化物。万吨硫化物。n现代海底硫化物丘堤现代海底硫化物丘堤-烟囱矿床的发现烟囱矿床的发现.不仅证实了关于火山成因块状硫不仅证实了关于火山成因块状硫化
16、物矿床成因的热液喷流沉积模型，而且为阐明成矿过程提供了新的依化物矿床成因的热液喷流沉积模型，而且为阐明成矿过程提供了新的依据。最重要的进展，还包括热液的化学和物理数据测定结果，以及根据据。最重要的进展，还包括热液的化学和物理数据测定结果，以及根据这些数据模拟热液系统和热液矿物的沉淀作用建立起来的数学模型。最这些数据模拟热液系统和热液矿物的沉淀作用建立起来的数学模型。最近，中国留美学者丁抗博士近，中国留美学者丁抗博士(1996)，准备利用他们发明的，准备利用他们发明的pH及及Eh传感传感器，安装在海底热液喷口烟囱内，建立观测站，长期测定尚未与海水混器，安装在海底热液喷口烟囱内，建立观测站，长期测
17、定尚未与海水混合的海底热液的物理化学参数及其变化。这将大大提高对海底热液成矿合的海底热液的物理化学参数及其变化。这将大大提高对海底热液成矿理论的研究水平。理论的研究水平。精选ppt8第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n现代海底热水成矿作用，是岩石圈与大洋现代海底热水成矿作用，是岩石圈与大洋(水圈水圈)在洋脊扩张中心、岛在洋脊扩张中心、岛弧、弧后扩张中心及板内活动中心发生热和化学交换作用的产物。弧、弧后扩张中心及板内活动中心发生热和化学交换作用的产物。这种交换过程，不仅产生了具有重要经济意
18、义的金属矿床，而且对这种交换过程，不仅产生了具有重要经济意义的金属矿床，而且对水圈和生物圈也产生了重大影响，成为当今地球科学的重大前沿研水圈和生物圈也产生了重大影响，成为当今地球科学的重大前沿研究领域之一。据估计，来自地球深部的物质和热水，约究领域之一。据估计，来自地球深部的物质和热水，约80%是通过是通过热水活动排放。因此，现代海底热水活动，成为观察地球物质和热热水活动排放。因此，现代海底热水活动，成为观察地球物质和热流量的重要窗口。流量的重要窗口。n热水喷流沉积成矿作用，正在海底进行。对这一天然实验室的观察热水喷流沉积成矿作用，正在海底进行。对这一天然实验室的观察与研究，不仅为古代矿床成因
19、提供不可估价的成因信息，同时，也与研究，不仅为古代矿床成因提供不可估价的成因信息，同时，也可丰富和更新我们现有的成矿理论。陆地矿产资源的日趋贫乏，使可丰富和更新我们现有的成矿理论。陆地矿产资源的日趋贫乏，使得许多国家已把战略眼光盯住海底矿产资源。在短短十几年时间里，得许多国家已把战略眼光盯住海底矿产资源。在短短十几年时间里，在占海底不到在占海底不到1%的地段，已发现百余个金属矿床和热水区。的地段，已发现百余个金属矿床和热水区。精选ppt9第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n近年来，现代海
20、底热水成矿作用研究取得的重大进展，近年来，现代海底热水成矿作用研究取得的重大进展，主要体现在两个方面主要体现在两个方面:其一，在诸如洋脊、弧后和板内其一，在诸如洋脊、弧后和板内火山活动中心等海底环境，大批正在活动或业已停止火山活动中心等海底环境，大批正在活动或业已停止的热水区和硫化物矿床被发现，不仅为人类提供了重的热水区和硫化物矿床被发现，不仅为人类提供了重要的金属矿产资源，而且极大地丰富了矿床学内容要的金属矿产资源，而且极大地丰富了矿床学内容;其其二，现代海底硫化物矿床成矿作用的观察与研究，不二，现代海底硫化物矿床成矿作用的观察与研究，不仅为研究古代矿床注人了新的活力，而且对我们现有仅为研究
21、古代矿床注人了新的活力，而且对我们现有的成矿理论提出了严重挑战，并已成为成矿理论发展的成矿理论提出了严重挑战，并已成为成矿理论发展和开创成矿新理论的摇篮口和开创成矿新理论的摇篮口n根据初步勘察结果，已知产出的矿床，主要集中在大根据初步勘察结果，已知产出的矿床，主要集中在大洋中脊洋中脊(海底扩张中心海底扩张中心)和火山岛弧后面和火山岛弧后面(弧后盆地弧后盆地)的的离散板块边界、岛弧和大陆板块活动中心。离散板块边界、岛弧和大陆板块活动中心。精选ppt10第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床(二
22、二)现代海底硫化物矿床特征现代海底硫化物矿床特征n在古代地质记录中。以火山岩为容矿岩石和以沉积岩在古代地质记录中。以火山岩为容矿岩石和以沉积岩为容矿岩石的硫化物矿床，占有举足轻重地位。这两为容矿岩石的硫化物矿床，占有举足轻重地位。这两大类矿床的现代类比物，已在现代海底大量发现。它大类矿床的现代类比物，已在现代海底大量发现。它们通常形成于张裂或裂谷作用阶段，并随着张裂盆地们通常形成于张裂或裂谷作用阶段，并随着张裂盆地的发育，形成各具特色的硫化物矿床，构成完整的成的发育，形成各具特色的硫化物矿床，构成完整的成矿谱系。在矿谱系。在100多个热水活动区中，至少有多个热水活动区中，至少有15个金属个金属
23、硫化物矿床与陆上矿床规模相当。硫化物矿床与陆上矿床规模相当。146个已知的热水活个已知的热水活动区和硫化物矿床。主要分布在动区和硫化物矿床。主要分布在4种不同的构造环境，种不同的构造环境，即大洋中脊、弧后盆地、岛弧和弧前盆地。硫化物矿即大洋中脊、弧后盆地、岛弧和弧前盆地。硫化物矿床，可划分为两大类矿床，以火山岩为容矿岩岩石的床，可划分为两大类矿床，以火山岩为容矿岩岩石的矿床和以沉积岩为容矿岩石的矿床。矿床和以沉积岩为容矿岩石的矿床。精选ppt11第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床1.以火
24、山岩为容矿岩石的硫化物矿床特征以火山岩为容矿岩石的硫化物矿床特征n以火山岩为容矿岩石的硫化物矿床。主要发育在洋脊以火山岩为容矿岩石的硫化物矿床。主要发育在洋脊环境和弧后扩张盆地环境。环境和弧后扩张盆地环境。1)洋脊环境洋脊环境n洋脊环境，是目前世界海底发现热水喷流沉积活动和洋脊环境，是目前世界海底发现热水喷流沉积活动和金属硫化物矿床最多和最重要的环境。按洋脊扩张速金属硫化物矿床最多和最重要的环境。按洋脊扩张速率，可分为快速扩张脊和慢速扩张脊。从热水汉分布率，可分为快速扩张脊和慢速扩张脊。从热水汉分布和矿床规模角度分析，快速扩张脊，似乎比慢速扩张和矿床规模角度分析，快速扩张脊，似乎比慢速扩张脊，
25、更具有成矿潜力。脊，更具有成矿潜力。精选ppt12第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n(1)红海海渊热卤水和硫化物矿床红海海渊热卤水和硫化物矿床:是大洋板块缓慢扩是大洋板块缓慢扩张、大洋初期阶段形成的典型矿床类型。海渊深达张、大洋初期阶段形成的典型矿床类型。海渊深达2000多米，产于转换断层附近的平行于火山喷发轴多米，产于转换断层附近的平行于火山喷发轴部地带的狭长盆地中。该矿床金属储量，高达部地带的狭长盆地中。该矿床金属储量，高达1亿亿t，大于日本整个北鹿盆地黑矿矿床总储量大于日本整个北
26、鹿盆地黑矿矿床总储量(7000万万t)。矿床主要为含金属沉积物，伴有硫化物、硫酸盐、氢矿床主要为含金属沉积物，伴有硫化物、硫酸盐、氢氧化合物和碳酸盐，及大量热卤水，尚可见到块状硫氧化合物和碳酸盐，及大量热卤水，尚可见到块状硫化物烟囱碎屑。主要矿物组合为铁蒙脱石、赤铁矿、化物烟囱碎屑。主要矿物组合为铁蒙脱石、赤铁矿、硫化物硫化物(闪锌矿、白铁矿、黄铜矿、黄铁矿闪锌矿、白铁矿、黄铜矿、黄铁矿)、重晶石、重晶石、石青、磁铁矿和富锰菱铁矿等。石青、磁铁矿和富锰菱铁矿等。精选ppt13第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉
27、积成矿作用与硫化物矿床n(2)中大西洋脊中大西洋脊20N-60N硫化物矿床硫化物矿床:热水活动和硫化物矿床，热水活动和硫化物矿床，发生于慢速扩张洋脊环境，形成于洋盆扩张的晚期阶段。热水活发生于慢速扩张洋脊环境，形成于洋盆扩张的晚期阶段。热水活动区分布较广，绵延数千公里，但以动区分布较广，绵延数千公里，但以TAG热水活动区最为强烈和热水活动区最为强烈和典型。该区位于中大西洋底裂谷东翼典型。该区位于中大西洋底裂谷东翼5 km处，热水活动带位于裂处，热水活动带位于裂谷正断层与转换断层交汇处的火山中心西缘谷正断层与转换断层交汇处的火山中心西缘2000-3500m的深水的深水盆地中。有盆地中。有3种热水
28、成矿类型种热水成矿类型:活动的高温硫化物丘堤，宽约活动的高温硫化物丘堤，宽约250m，高约，高约45m，金属储量，金属储量3百万吨百万吨-5百万吨百万吨;矿石类型主要有矿石类型主要有发育蜂窝状结构的块状发育蜂窝状结构的块状Cu-Fe硫化物、黄铁矿硫化物、黄铁矿-闪锌矿交生的块状闪锌矿交生的块状Zn-Fe硫化物、块状硫化物、块状Fe硫化物及黄灰色晶质烟囱碎屑，灰色粗粒硫化物及黄灰色晶质烟囱碎屑，灰色粗粒硫酸盐硫酸盐(石膏石膏)、碳酸盐、碳酸盐(方解石方解石)和铁氧化物及铁硫酸盐和铁氧化物及铁硫酸盐;主要硫化主要硫化物组合为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿和白铁矿物组合为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿和白铁矿;在停
29、息的热水硫化物在停息的热水硫化物带，亦可鉴别出块状带，亦可鉴别出块状Cu-Fe硫化物、硫化物、Zn-Fe硫化物、硫化物、Fe琉化物、琉化物、层状层状Mn结壳及结壳及Fe的氧化物等。在低温热水沉积带，在裂谷壁断块的氧化物等。在低温热水沉积带，在裂谷壁断块上发育不连续的氧化物上发育不连续的氧化物-硅酸盐沉积。硅酸盐沉积。精选ppt14第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n(3)西西Woodlark盆地硫化物矿床盆地硫化物矿床:形成于迅速扩张的形成于迅速扩张的2000-2300m的的深水盆地环境
30、，发育于洋盆扩张初期阶段。其扩张轴部延伸到张裂的深水盆地环境，发育于洋盆扩张初期阶段。其扩张轴部延伸到张裂的大陆壳中。矿床分布于扩张轴地段破火山口内，与玄武质安山岩带有大陆壳中。矿床分布于扩张轴地段破火山口内，与玄武质安山岩带有关。矿床由活动的关。矿床由活动的Fe-Mn-Si氧化物沉积、重晶石氧化物沉积、重晶石-非晶硅非晶硅-硫化物烟囱硫化物烟囱和和Fe-Mn-Si丘堤及重晶石丘堤及重晶石-非晶硅非晶硅-硫化物组成。主要矿物为重晶石、硫化物组成。主要矿物为重晶石、非晶硅、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿和水钠锰矿等。非晶硅、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿和水钠锰矿等。n(4)东太平洋硫化物矿床东
31、太平洋硫化物矿床:形成于中快速扩张的大洋中脊环境，发育于形成于中快速扩张的大洋中脊环境，发育于洋盆扩张的晚期阶段。热水活动区断续分布于长达数千公里的东太平洋盆扩张的晚期阶段。热水活动区断续分布于长达数千公里的东太平洋隆带上，但硫化物矿床规模一般较小，单个矿床矿石仅几千吨，矿洋隆带上，但硫化物矿床规模一般较小，单个矿床矿石仅几千吨，矿床主要产于洋底扩张中轴附近的轴部地堑、断块或裂隙化的扩张边缘床主要产于洋底扩张中轴附近的轴部地堑、断块或裂隙化的扩张边缘带，以及地堑与海底高地交汇处。在深达带，以及地堑与海底高地交汇处。在深达2600m的轴部地堑盆地，存的轴部地堑盆地，存在块状硫化物丘堤和块状硫化物
32、矿床。其顶部被烟囱覆盖，活动和停在块状硫化物丘堤和块状硫化物矿床。其顶部被烟囱覆盖，活动和停息的烟囱多达息的烟囱多达80余个。烟囱类型包括富余个。烟囱类型包括富Cu烟囱、富烟囱、富Zn烟囱和富烟囱和富Fe-Cu硫化物烟囱。在块状硫化物硫化物烟囱。在块状硫化物.丘堤和烟囱上，发育外表蚀变带。丘堤和烟囱上，发育外表蚀变带。精选ppt15第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床2)弧后扩张盆地环境弧后扩张盆地环境(1)冲绳海槽硫化物矿床冲绳海槽硫化物矿床:冲绳海槽是目前已知的唯一发育在厚达冲绳海槽是
33、目前已知的唯一发育在厚达20km陆壳陆壳基底上的弧后扩张盆地。它是因菲律宾大洋板块向西俯冲而发育的琉球弧基底上的弧后扩张盆地。它是因菲律宾大洋板块向西俯冲而发育的琉球弧发生张裂的产物。由于弧后盆地沿岛弧发生张裂的产物。由于弧后盆地沿岛弧“热线热线”开裂，弧后扩张盆地实际开裂，弧后扩张盆地实际L是一种是一种“岛弧裂谷岛弧裂谷”作用产物。在此深约作用产物。在此深约1200-1600m的弧后盆地内，发的弧后盆地内，发育由流纹质育由流纹质(英安质英安质)岩石和玄武质岩石构成的双峰岩石组合。沿弧后扩张岩石和玄武质岩石构成的双峰岩石组合。沿弧后扩张带出现高热流异常。热水喷流沉积活动区和硫化物矿床，形成于裂
34、谷地堑带出现高热流异常。热水喷流沉积活动区和硫化物矿床，形成于裂谷地堑内部的塌陷盆地中，发育于长英质火山岩系顶部。矿床特征，十分类似于内部的塌陷盆地中，发育于长英质火山岩系顶部。矿床特征，十分类似于日本黑矿，矿床由下部硫化物丘堤和生长其上的硫化物日本黑矿，矿床由下部硫化物丘堤和生长其上的硫化物-硫酸盐烟囱组成。硫酸盐烟囱组成。硫化物堤，以硫化物堤，以Zn-Pb-Cu为主，显示明显的矿物分带，顶部为重晶石矿石，为主，显示明显的矿物分带，顶部为重晶石矿石，下部为由闪锌矿和方铅矿组成的黑矿，底部为似黑矿，黄铜矿含量增多，下部为由闪锌矿和方铅矿组成的黑矿，底部为似黑矿，黄铜矿含量增多，但不足以形成但不
35、足以形成“黄矿黄矿”。因此，该硫化物矿床可能处于黑矿型矿床的早期。因此，该硫化物矿床可能处于黑矿型矿床的早期发育阶段。在硫化物丘堤之下的流纹质岩石，发生明显硅化和浸染状矿化，发育阶段。在硫化物丘堤之下的流纹质岩石，发生明显硅化和浸染状矿化，其特征类似于日本黑矿的其特征类似于日本黑矿的“硅质矿硅质矿”。硫化物。硫化物-硫酸盐烟囱，覆于硫化物丘硫酸盐烟囱，覆于硫化物丘堤之上，高约堤之上，高约5m，其喷出的热水温度可高达，其喷出的热水温度可高达320。烟囱碎屑，构成碎屑。烟囱碎屑，构成碎屑状或角砾状矿石或矿层，分布于硫化物丘堤顶部及附近。虽然，冲绳海槽状或角砾状矿石或矿层，分布于硫化物丘堤顶部及附近
36、。虽然，冲绳海槽矿床没有发现黑矿型矿床特征的硅质岩，但是，发育硅质烟囱。矿床没有发现黑矿型矿床特征的硅质岩，但是，发育硅质烟囱。精选ppt16第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n(2)马里亚纳海槽硫化物矿床马里亚纳海槽硫化物矿床:马里亚纳海槽，亦是沿岛马里亚纳海槽，亦是沿岛弧热线裂开而成的弧后扩张盆地。由于强烈扩张出现洋弧热线裂开而成的弧后扩张盆地。由于强烈扩张出现洋壳，发育典型的大洋中脊玄武岩，而非双峰岩石组合。壳，发育典型的大洋中脊玄武岩，而非双峰岩石组合。热水喷流沉积活动区和硫化物
37、矿床，发育于弧后盆地内热水喷流沉积活动区和硫化物矿床，发育于弧后盆地内沿扩张中轴发育的火山岩附近的裂隙系统和塌陷构造洼沿扩张中轴发育的火山岩附近的裂隙系统和塌陷构造洼地内，水深达地内，水深达3600-3700m。其矿化作用，总体上类似。其矿化作用，总体上类似于大洋中脊，以于大洋中脊，以Cu-Zn矿化为主。热水喷流沉积活动区矿化为主。热水喷流沉积活动区内，存在大量活动和停息的热水喷口和烟囱。喷出热水，内，存在大量活动和停息的热水喷口和烟囱。喷出热水，高达高达287。烟囱矿物，除硫化物外，有大量非晶硅。烟囱矿物，除硫化物外，有大量非晶硅。硫化物主要由闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿及少许方铅矿组硫化物主要由
38、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿及少许方铅矿组成。脉石矿物主要为重晶石和非晶硅。成。脉石矿物主要为重晶石和非晶硅。精选ppt17第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床2.以沉积岩为容矿岩石的硫化物矿床特征以沉积岩为容矿岩石的硫化物矿床特征n(1)Escanaha海槽硫化物矿床海槽硫化物矿床:Escanaba海槽，是海槽，是Gorda洋脊南段洋脊南段缓慢扩张形成的充填沉积物的中轴谷地。沉积物为半远洋沉积和浊缓慢扩张形成的充填沉积物的中轴谷地。沉积物为半远洋沉积和浊流沉积，厚约流沉积，厚约300-1200
39、m。谷底总体平坦，但发育链形分布的沉。谷底总体平坦，但发育链形分布的沉积丘和直径数公里的火山弯丘或中心。环状沉积丘，可高达积丘和直径数公里的火山弯丘或中心。环状沉积丘，可高达120m，可能是岩浆侵位和块断作用产物。热水喷流沉积活动这和块状硫化可能是岩浆侵位和块断作用产物。热水喷流沉积活动这和块状硫化物，则形成于沉积丘周围的环形凹陷内。块状硫化物矿床，出露厚物，则形成于沉积丘周围的环形凹陷内。块状硫化物矿床，出露厚度度100m以上，金属储量达几千万吨，为现代海底第二个最大的硫以上，金属储量达几千万吨，为现代海底第二个最大的硫化物矿床。化物矿床。n硫化物矿床，主要为磁黄铁矿矿床，伴有少量黄铜矿、闪
40、锌矿、毒硫化物矿床，主要为磁黄铁矿矿床，伴有少量黄铜矿、闪锌矿、毒砂和白铁矿，局部出现重晶石和多金属硫化物。富磁黄铁矿块状硫砂和白铁矿，局部出现重晶石和多金属硫化物。富磁黄铁矿块状硫化物矿石，富含化物矿石，富含Zn、Pb、Ag、As、Sb和和Sn。碎屑状硫化物矿石，。碎屑状硫化物矿石，见于富磁黄铁矿矿石顶部，硫化物间断，出现红褐色含金属泥，并见于富磁黄铁矿矿石顶部，硫化物间断，出现红褐色含金属泥，并被绿泥石化的半远洋沉积物和浊流泥、粉砂覆盖。尚发育以硫酸盐被绿泥石化的半远洋沉积物和浊流泥、粉砂覆盖。尚发育以硫酸盐为主的沉积物，如产于硫化物丘堤之上的重晶石烟囱和在活动热水为主的沉积物，如产于硫化
41、物丘堤之上的重晶石烟囱和在活动热水喷口附近的硫酸盐泉华。喷口附近的硫酸盐泉华。精选ppt18第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n(2)Middle Valley硫化物矿床硫化物矿床:Middle Valley，是，是Juan de Fuca海脊最北端中快速扩张形成的长约海脊最北端中快速扩张形成的长约50km的大洋裂谷。主要由半远洋沉积物和浊积物充填。的大洋裂谷。主要由半远洋沉积物和浊积物充填。裂谷谷底，总体平坦，但存在平行裂谷中轴断裂分布裂谷谷底，总体平坦，但存在平行裂谷中轴断裂分布的若
42、干沉积丘和小火山弯丘。谷底沉积序列，厚度不的若干沉积丘和小火山弯丘。谷底沉积序列，厚度不等，从裂谷边缘的几米，至谷底中心的几百米。在沉等，从裂谷边缘的几米，至谷底中心的几百米。在沉积丘和熔岩弯丘之下，存在洋中脊玄武岩及岩浆房。积丘和熔岩弯丘之下，存在洋中脊玄武岩及岩浆房。该区段出现明显的高热流异常。热水活动区有两个，该区段出现明显的高热流异常。热水活动区有两个，一个为块状硫化物区，矿床厚度超过一个为块状硫化物区，矿床厚度超过95m，达几千万，达几千万吨的超大到矿床规模，另一个为正在喷射高温吨的超大到矿床规模，另一个为正在喷射高温(265)流体的热水区。流体的热水区。精选ppt19第一节第一节
43、古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n在块状硫化物矿区，块状硫化物矿体产出于宽在块状硫化物矿区，块状硫化物矿体产出于宽400m、厚厚60m的沉积物丘中。碎屑硫化物矿层与蚀变和未蚀变的沉积物丘中。碎屑硫化物矿层与蚀变和未蚀变的半远洋沉积和浊流沉积，互层产出。硫化物的结构表的半远洋沉积和浊流沉积，互层产出。硫化物的结构表明，硫化物丘堤是硫化物烟囱生长与塌落堆积，并被热明，硫化物丘堤是硫化物烟囱生长与塌落堆积，并被热水流体渗透的交代产物。主要硫化物组合，为磁黄铁矿、水流体渗透的交代产物。主要硫化物组合，为磁黄
44、铁矿、黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、黄铜矿及少量方铅矿。非金黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、黄铜矿及少量方铅矿。非金属组合，主要为重晶石和非晶硅。属组合，主要为重晶石和非晶硅。n综上所述，现代海底热水喷流沉积成矿作用，可产生于综上所述，现代海底热水喷流沉积成矿作用，可产生于不同海底环境，但均与海底扩张作用和断陷活动密切相不同海底环境，但均与海底扩张作用和断陷活动密切相关。尽管不同构造环境的热水流体化学、热传输及矿化关。尽管不同构造环境的热水流体化学、热传输及矿化类型，可能存在重要差异，但基本的热水作用过程、成类型，可能存在重要差异，但基本的热水作用过程、成矿二步骤是类似的矿二步骤是类似的:由扩张中心及其附近
45、岩浆热源，驱动由扩张中心及其附近岩浆热源，驱动海水在海底下循环海水在海底下循环;加热的海水与渗透性壳岩发生反应加热的海水与渗透性壳岩发生反应;热水在海底排泄成矿。热水在海底排泄成矿。精选ppt20第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床(三三)现代海底热水喷流沉积成矿作用探讨现代海底热水喷流沉积成矿作用探讨1.海底热水喷流沉积成矿构造背景海底热水喷流沉积成矿构造背景n现代和古代硫化物矿床研究表明，以火山岩为主岩和以沉现代和古代硫化物矿床研究表明，以火山岩为主岩和以沉积岩为主岩的硫化物矿床，其热
46、水喷流沉积成矿作用，通积岩为主岩的硫化物矿床，其热水喷流沉积成矿作用，通常均与张裂活动密切相关，主要为海底张裂作用或裂谷作常均与张裂活动密切相关，主要为海底张裂作用或裂谷作用环境。这种构造环境，主要为弧后扩张盆地和大洋中脊用环境。这种构造环境，主要为弧后扩张盆地和大洋中脊构造背景，具备了硫化物成矿作用构造背景，具备了硫化物成矿作用5个基本要素个基本要素:成矿的热成矿的热水流体主要源自海水，但不排除有岩浆水贡献水流体主要源自海水，但不排除有岩浆水贡献;岩浆热源岩浆热源(岩浆房或高位侵人体或脉岩系岩浆房或高位侵人体或脉岩系)加热水流体，并使之在壳加热水流体，并使之在壳层物质层物质(火山火山-沉积岩
47、系沉积岩系)中发生对流循环中发生对流循环;断裂裂隙系统，使断裂裂隙系统，使得被热水循环的物质具有高度渗透性，从而促进大规模的得被热水循环的物质具有高度渗透性，从而促进大规模的水水-岩反应岩反应;有效的沉淀机制，促进硫化物堆积沉淀有效的沉淀机制，促进硫化物堆积沉淀;快速及快速及时的埋藏条件，以使硫化物免遭氧化和破坏。时的埋藏条件，以使硫化物免遭氧化和破坏。精选ppt21第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n 早期研究认为，硫化物矿床形成于挤压造弧阶段，成矿与岛弧钙碱早期研究认为，硫化物矿床形
48、成于挤压造弧阶段，成矿与岛弧钙碱性中酸性火山岩有关，然而，越来越多的事实表明，成矿作用不是性中酸性火山岩有关，然而，越来越多的事实表明，成矿作用不是发生于成弧造山阶段，而是形成岛弧开裂断陷阶段发生于成弧造山阶段，而是形成岛弧开裂断陷阶段;矿床不是与岛矿床不是与岛弧钙碱性岩系相关，而是与双峰岩石组合密切共生。如，黑矿型火弧钙碱性岩系相关，而是与双峰岩石组合密切共生。如，黑矿型火山成因块状硫化物矿床，产出于岛弧环境。在弧后扩张之幼年期或山成因块状硫化物矿床，产出于岛弧环境。在弧后扩张之幼年期或发育期，因扩张程度不大，出现双峰岩石组合发育期，因扩张程度不大，出现双峰岩石组合;成熟期，弧后盆地成熟期，
49、弧后盆地继续扩张，并向边缘海方向演化，出现新生洋壳，发育典型大洋中继续扩张，并向边缘海方向演化，出现新生洋壳，发育典型大洋中脊玄武岩。硫化物成矿作用，可以发生于弧后扩张的不同发育阶段，脊玄武岩。硫化物成矿作用，可以发生于弧后扩张的不同发育阶段，形成特定的硫化物矿床，幼年期形成形成特定的硫化物矿床，幼年期形成Zn-Pb-Cuu矿床，成熟期形矿床，成熟期形成成Cu-Zn矿床。矿床。精选ppt22第一节第一节 古今海底喷流沉积成矿理论古今海底喷流沉积成矿理论一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床一、现代海底喷流沉积成矿作用与硫化物矿床n在洋脊环境，早期研究认为，高温热水喷流沉积活动在洋脊环境，早期
50、研究认为，高温热水喷流沉积活动和块状硫化物矿床，对应于一个中速至快速扩张的热和块状硫化物矿床，对应于一个中速至快速扩张的热边界条件，如太平洋脊。然而，高温烟囱、硫化物矿边界条件，如太平洋脊。然而，高温烟囱、硫化物矿床及喷口热水生物群，在慢速扩张的中大西洋床及喷口热水生物群，在慢速扩张的中大西洋TAG地地区的发现，揭示扩张速率不是决定硫化物矿床形成与区的发现，揭示扩张速率不是决定硫化物矿床形成与否的先决条件。在东太平洋和中大西洋，虽然硫化物否的先决条件。在东太平洋和中大西洋，虽然硫化物矿床矿物组合、流体化学和热水温度，无明显差别，矿床矿物组合、流体化学和热水温度，无明显差别，但矿床规模及分布特点
