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礦化池是如何工作的

發布時間:2024-09-10 15:17:05

A. 礦化系列

礦化系列是指在一定的地質環境中,具有相同或相似的成礦過程,在時空上有密切聯系、成因上有成生關系的一組礦化類型組合。

依據區內礦床地質構造環境、成礦地質作用、成礦物質來源,以及成礦時空上的聯系,區內分布的鎢、鉬、錫、鉛鋅、銀、金、銅礦床可劃分岩漿礦化系列、變質熱液礦化系列、沉積礦化系列、沉積改造礦化系列及表生礦化系列(表2-1-1)。

表2-1-1 安徽東南地區鎢鉬錫鉛鋅銀金銅礦化系列表

(一)岩漿礦化系列

岩漿礦化系列是指與岩漿熱液作用有關的礦床。按照不同成礦階段形成的各具一定特色的礦化組合,並以成礦作用和成礦特徵為主要依據,又可劃分為與晚侏羅世深源高位中酸性侵入岩有關的鎢、鉬、金、銅、鉛、鋅、銀亞系列、與早白堊世花崗岩有關的鎢、錫、鉬礦化亞系列、與中元古代變質海相火山沉積細碧角斑岩有關的銅礦化亞系列及青白口紀變質火山岩系銅礦化亞系列。

1.與晚侏羅世深源高位中酸性侵入岩有關的鎢、鉬、銅、金、鉛、鋅、銀亞系列

主要分布在近東西向祁門-三陽斷裂及北東向寧國墩-五城斷裂兩側,侵入體受控於績溪和藍田古生代盆地滑覆構造及北東向斷裂帶。主要岩性為花崗閃長斑岩、斜長花崗斑岩、黑雲母二長花崗斑岩。其特點為:①主要物質成分來源於上地幔,部分為下地殼,具淺成和超淺成特徵。岩石結構為斑狀和細斑狀,其中石英斑晶具有結晶後的熔蝕作用特徵。②以小岩株(體)產出為主,部分呈脈狀,成群成帶分布。部分岩體有隱爆特徵,如祁門三寶、歙縣金谷山、銅尖下等礦床(點)均發育隱爆角礫岩。③侵入體及其周邊普遍發育Cu、Au、Pb、Zn、Ag、W 等元素地球化學異常,成礦侵入體往往有地磁異常。④岩石普遍發育硫化物,風化後呈現火燒皮特徵。⑤小岩株(體)自身及圍岩均發育較強的蝕變,主要為硅化、鉀化、絹雲母化、綠泥石化、角岩化、黃鐵礦化等。與該礦化亞系列有關的礦化類型,主要有岩漿熱液型、斑岩型、矽卡岩型,如東源鎢鉬礦、三寶銅鉛鋅礦、逍遙鎢礦、際下鎢礦、烏溪金多金屬等礦床。

2.早白堊世花崗岩有關的鎢、錫、鉬礦化亞系列

主要分布在太平褶斷帶及寧國墩-五城斷裂北東段和榔橋-里東坑斷裂兩側。侵入體一般呈岩基、岩株、岩枝產出。岩石類型主要為花崗岩、似斑狀花崗岩、花崗斑岩。岩石為中粗粒結構、似斑狀結構,斑雜狀結構。岩漿分異演化作用特徵明顯,使其相關的W、Sn、Mo、Bi、Be等元素在演化中得以富集,從而形成岩漿熱液型鎢、錫、鉬礦床。如西塢口、古門坑花崗斑岩,似斑狀花崗岩中鎢、錫、鉬礦床。

3.中元古代變質細碧角斑岩銅礦化亞系列

主要分布在白際嶺島弧帶北側及祁門-三陽斷裂南側。含銅岩系為中元古代西村岩組細碧角斑岩建造,岩石主要為變細碧岩、輝綠-細碧枕狀熔岩、細碧角斑岩及石英角斑岩。礦化多呈條帶狀(層帶狀)、浸染狀分布。礦化帶受北東向和近東西向韌性剪切帶控制,圍岩蝕變主要為綠泥石化、透閃石化、陽起石化、硅化等,如歙縣水竹坑、大備坑及休寧黃土嶺等銅礦床(點)。

4.青白口紀變質中基性火山岩系銅礦化亞系列

主要分布在障公山隆起區北緣及祁門三陽斷裂北側的歷口構造區內,銅礦化產於青白口紀變質火山岩系中,變質火山岩系為青白口紀鋪嶺組和井潭組。鋪嶺組由玄武岩、玄武安山岩、玄武質凝灰岩、玄武安山質凝灰岩組成,岩石具緻密塊狀和杏仁狀構造,斑狀結構發育;井潭組為安山岩、英安岩、流紋斑岩及流紋質凝灰岩,如祁門宕里、壁坑和太平上戴等銅礦點,銅礦化多受裂隙和火山角礫構造控制,礦石品位為中貧。圍岩蝕變主要為綠泥石化、鈉長石化、絹雲母化。該礦化亞系列的已知產地一般為礦點,勘查研究程度較低,研究資料較少,本書僅作一般性敘述。

(二)變質熱液礦化系列

這類礦化系列形成機理尚未查明,但作者認為,成礦物質的火山-沉積岩,在區域變質和強烈剪切作用下,流體相分離是剪切帶成礦流體的普遍特徵,這種特徵反映了剪切帶對成礦作用最基本的控制(池國強,1994)。流體相分離一般發生在流體壓力突降之處,而剪切帶的擴張空間把成礦流體吸入,並成為成礦物質沉澱場所。

安徽東南地區這類礦化系列,多為金和金多金屬礦,主要產於白際嶺島弧區青白口紀淺變質岩系內,受韌性剪切帶及其上脆性破碎帶控制。研究資料表明,強變形帶是變質成礦流體形成和帶出的主要源區,而其中弱變形區及與主剪切帶相關的次級剪切帶和裂隙是金的儲集區。韌性剪切帶中的金主要來源於火山碎屑-沉積岩,部分來源於火山岩。金礦富集經歷碰撞造山-韌性剪切,岩層發生強烈的構造置換和化學置換,金礦物質流體經過遷移沉澱,從而形成含金石英脈和含金糜棱岩,尤其在次級剪切帶的膨大處和產狀變化處更有利金礦物質富集,部分區段又經過岩漿侵入活動,使金物質帶入並就位於岩體(脈)的頂部和兩側破碎帶中,形成破碎蝕變岩型金礦。

(三)沉積礦化系列

安徽東南地區沉積礦化系列主要產於早震旦世和早寒武世黑色岩系及中生代陸相紅色沉積岩系內,可分海相沉積黑色岩系銀、釩、鉬礦化亞系列和陸源碎屑沉積銅、金礦化亞系列,以前者分布較為廣泛。

(1)海相沉積黑色岩系銀、釩、鉬礦化亞系列。主要產於早震旦世藍田組及早寒武世荷塘組和黃柏嶺組黑色地層中。礦化廣泛分布在東至-石台-黃山以東和黟縣一帶,大體呈近東西向分布;另一片礦化區分布在歙縣北東-績溪楊溪-寧國東南部,大體呈北東向分布。黑色岩系為一套淺海相硅質-炭質-粘土岩組合和粘土岩-碳酸鹽岩組合,如西坑、留杯盪等礦床。

(2)陸源碎屑沉積銅、金礦化亞系列。主要分布於中生代陸相紅色沉積盆地內,含礦岩系為早侏羅世月潭組和早白堊世徽州組紅色地層。月潭組主要為石英砂岩、炭質頁岩、凝灰質粉砂岩;徽州組主要為棕灰色塊狀礫岩、紫紅色厚層鈣質砂岩、砂岩互層,銅礦化一般較弱,目前尚未發現理想礦化富集地段,如休寧蓮花尖、月潭金礦及桂林銅礦點。

(四)沉積-改造礦化系列

該礦化系列是指礦化先期同生沉積後,經岩漿熱作用改造富集成礦。區內沉積改造礦化系列為海相同生沉積礦化,後經岩漿熱液作用富集形成的銀鉛鋅礦床(點),如西坑、留杯盪銀鉛鋅礦床。礦體產於震旦紀藍田組、寒武紀荷塘組中。礦區內斷裂構造發育,並有花崗閃長岩體(枝)分布。礦化特徵顯示,銀鉛鋅礦床是在海相沉積基礎上經過岩漿熱源改造富集而成的。

(五)表生礦化系列

該礦化系列是指風化、破碎、溶蝕等外力作用影響下,經過搬運、堆積或殘積形成的砂金礦、殘坡積金礦,如休寧縣月潭砂金礦、蓮花尖金礦點等,一般規模小。

B. 噴流-沉積(Sedex)型礦床

一、概述

噴流-沉積(sedimentary exha1ative)礦床指在細碎屑岩為主的沉積岩中成層產出、以發育塊狀具條帶層紋狀富硫化物礦石為特徵的一類礦床。這類礦床中最常見和最重要的是鉛鋅礦床。目前,國內把這類礦床又稱為熱水沉積礦床。

早期研究中曾把這類礦床看作是火山成因塊狀硫化物礦床的一種過渡類型或一個端元類型,因為它們具有塊狀、條帶層紋狀富金屬硫化物礦石這個共同特點。後來的工作證明有些地區含礦岩系中只有很少或完全沒有火山岩,表明火山噴氣作用不是成礦的必要機制。有人為突出容礦岩石的特點,提出稱頁岩型礦床的意見。特別是在20世紀中葉,隨著澳大利亞、加拿大、德國同類礦床的發現和深入研究,不僅認識到這類礦床在有關金屬資源量上佔有突出地位,而且逐步形成了較完整的新的成因解釋,即在多級斷陷盆地中,由同生水受熱演化形成含礦熱水,藉助適當通道噴出或噴流到海底而沉積成礦的基本成因概念。有意義的是繼識別出礦體下盤通道的礦化蝕變帶之後,在我國更是發現研究了礦床中的多種熱水沉積岩。概括地說,現在認為這類礦床成礦流體不是岩漿熱液,而是由下滲水、同生水演化生成的熱水,成礦作用不是後生的充填交代作用,而是具有沉積同生成岩的性質,當然也可以受到程度不同的後生改造。

這類礦床不僅是鉛鋅的最重要來源之一,而且也是銅、金、銀、錳、重晶石、螢石的重要來源或部分來源,世界5個地區有重要分布,包括:①中國北方,如南秦嶺廠壩、鉛硐山、銀硐子-大西溝,狼山-渣爾泰山東升廟、霍各乞,中條山胡家峪-蓖子溝;②澳大利亞東北部,如麥克阿瑟河(McArther River)、芒特艾薩(Mount Isa)和布羅肯希爾(Broken Hi11);③北美西部,如加拿大霍華茲山(Howards Pass)、沙利文(Su11ivan)、托姆(Tom);④歐洲西北部,如德國麥根(Meggen)鉛鋅重晶石礦床和臘梅爾斯伯格(Ramme1sberg)鉛鋅礦床、愛爾蘭錫爾佛邁茵斯(Si1vermines);⑤南部非洲,包括南非和辛巴威。

噴流-沉積型礦床成礦作用在一個大地構造區域內不一定是同時,但常常大致屬於同一時代,中元古宙(17億~14億年)和古生代早中期(4.5~3億年)是最為重要的成礦時代;成礦環境為冒地槽或被動大陸邊緣受陸緣裂陷控制的盆地,盆地形成於造山前的一次非造山性構造事件中。這類礦床含礦岩系為陸屑沉積向類復理石過渡型和構造次穩定型建造,包括細碎屑岩、泥岩和淺水碳酸鹽岩。噴流-沉積型礦床的成礦區常具有明顯地在很大程度上由於深部(隱伏)岩漿加熱引起的古地熱梯度異常;許多礦床空間上都伴有成礦時期活動的(同沉積)斷層,它們可能是盆下源含礦熱液上升到達地表的通道;這些同沉積斷層經常通過沉積相和厚度等陡變現象來判斷。

礦床由一個或多個層狀、似層狀或透鏡狀硫化物礦體組成,層位穩定。礦床規模大型者較多,礦體厚度可達幾十米,延長延深從幾百米到1km以上。有的礦床雖受後期構造強烈改造而使礦體發生褶皺變形,但與圍岩是同步的,兩者產狀仍保持一致。在層狀礦體的下面或附近往往可見到網脈狀或脈狀礦體和硅化、黃鐵礦化、鈉長石化等熱液蝕變,這種網脈-蝕變礦化帶被理解為盆下源成礦物質上升的通道。容礦岩石是粉砂岩、頁岩、碳酸鹽岩等水成沉積岩,而含礦層內直接容礦岩石往往是不同類型熱水沉積岩,如硅質岩、鈉長石岩、重晶石岩、鎂鐵碳酸鹽岩、電氣石岩等。

噴流-沉積型礦床的礦石以簡單硫化物組合為特點,常見有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦,其次為磁黃鐵礦或白鐵礦、黃銅礦、毒砂,偶有硫鹽類礦物。礦石塊狀、條帶狀、層紋狀構造為主,網脈-蝕變礦石為裂隙充填、細脈和角礫狀,部分礦石因受後生改造可出現新的礦石構造。噴流-沉積型礦床具明顯礦化分帶,平面上,從噴流中心向外依次為Cu-Pb-Zn-SiO2-BaSO4(Fe)等的硫化物、氧化物和硫酸鹽,形成富銅核,鉛和鋅分布更廣,邊緣為硅質岩和重晶石,有時有赤鐵礦;垂向上,自下而上通常為Cu-Zn-Pb-(Ba)。礦物氣液包裹體均一溫度一般為150~300T,鹽度一般在7%~22%(NaC1)之間。

二、礦床類型及重要實例

噴流-沉積礦床以往多按容礦岩石分為頁岩型和碳酸鹽岩型。實際上該類礦床的容礦岩石還有粉砂岩、硅質頁岩、硅質岩等熱水沉積岩等,幾乎所有的水成和熱水沉積岩都可以成為該類礦床的容礦岩石。不少礦床由細碎屑岩-頁岩-碳酸鹽岩組成含礦岩系,礦體可產在不同層位的不同沉積岩中。按礦種,噴流-沉積型礦床分為噴流-沉積型鉛鋅礦床、噴流-沉積型多金屬硫化物礦床、噴流-沉積型銅礦床、噴流-沉積型硫鐵礦礦床等。有人認為,某些層控型銀、金礦床也屬於噴流-沉積成因。

1.甘肅廠壩和李家溝鉛鋅礦床

位於甘肅省隴南地區成縣境內,它是秦嶺泥盆系以鉛鋅為主多金屬成礦帶熱水沉積成礦系列中規模最大的鉛鋅礦床,礦石平均品位Pb+Zn大於10%,鉛鋅總金屬量已超過500萬噸。該礦床包括廠壩和李家溝兩個礦段(圖6-8)。

含礦地層為中泥盆統安家岔組,原岩為一套泥岩-細碎屑岩夾碳酸鹽岩沉積序列,為揚子地台北緣陸棚海中外陸棚海槽復陸屑建造向類復理石建造過渡層位中的一段,在成礦區內出露厚度達3000m。安家岔組分為兩層,下部層為廠壩層(D2a1),上部層為焦溝層(D2a2)。廠壩層為含礦層,上部泥岩、粉砂岩為主,下部以碳酸鹽岩為主。岩石普遍遭受了綠片岩相、有的達到角閃岩相區域變質,成為黑雲母石英片岩、黑雲母石榴子石透閃石透輝石片岩、方解石石英片岩和黑雲母條帶大理岩等。廠壩層自上而下層序為:變質粉砂岩、片岩;方解石石英片岩;泥質條帶大理岩;白雲岩;黑雲母石英片岩、黑雲母石榴子石片岩。

根據含礦岩石把整個含礦層分為兩個含礦系統,即以鈣質為主的大理岩含礦系統和以細碎屑岩為主的片岩含礦系統。兩個系統中都發育熱水沉積岩,在礦區內主要為鈉長石岩、硅質岩、重晶石岩,其中含電氣石可達3%,此外還含有其他熱水成因礦物,如鐵白雲石、鋇長石、透閃石、透輝石等。鉛鋅礦體主要呈層狀、似層狀、透鏡狀產於方解石石英片岩和大理岩中,有多個成礦層位,產狀與圍岩一致(圖6-9)。目前已勘探出工業礦體20個,主礦體為廠壩Ⅰ號礦體(大理岩容礦)、廠壩Ⅱ號礦體(方解石石英片岩容礦)、李家溝Ⅰ、Ⅱ號礦體(大理岩容礦)和李家溝Ⅲ號礦體(片岩容礦),其中廠壩Ⅱ號礦體(延長400m以上,延深超過600m,最大厚度近40m)和李家溝Ⅱ號礦體(延長2000m,控制延深500m以上,厚度可達40m)占總儲量93%以上。含礦層總厚度大於500m,礦體集中於4~5個層位中(圖6-9)。

圖6-8 甘肅廠壩和李家溝鉛鋅礦床地質簡圖

(引自祁思敬等,1993)

1—中泥盆統安家岔組;2—下泥盆統吳家山組;3—黑雲母石英片岩;4—黑雲母方解石英片岩;5—黑雲母條帶大理岩;6—白雲質大理岩;7—白雲岩;8—綠泥石陽起石絹雲母蝕變帶;9—淺色花崗岩(廠壩岩體);10—花崗閃長岩(黃渚關岩體);11—礦體編號(CH—廠壩礦區,L—李家溝礦區);12—斷層破碎帶;13—相變帶;14—產狀

廠壩Ⅱ礦體容礦岩石類型為方解石黑雲母石英片岩。塊狀礦石產於層狀礦體的下部,其中夾有電氣石和石英鈉長石岩條帶;中部以條帶狀礦石為主,為金屬硫化物與鈉長石、石英交互條帶;頂部出現了富重晶石條帶。在透鏡狀礦體的下盤,出現了綠泥石陽起石鈉長石化網脈帶和蝕變角礫岩帶。礦石平均品位Zn 12.15%、Pb 2.96%。李家溝Ⅰ、Ⅱ礦體容礦岩石為黑雲母條帶大理岩,Pb+ Zn平均10%。廠壩 I礦體產出層位和容礦岩石類型與之相同。

廠壩礦床主要礦石礦物為黃鐵礦(在片岩含礦系統中含量較高)、閃鋅礦(大部分為鐵閃鋅礦,Fe含量最高達 12.9%)、方鉛礦,此外還有較多的磁黃鐵礦及少量的毒砂、硫銻鉛礦,極少見到銅礦物。脈石礦物種類復雜,與容礦岩石類型有關。主要脈石礦物有石英、黑雲母、方解石、重晶石、鈉長石等。礦石以塊狀-條帶狀構造為主,次為浸染狀構造,具粗粒變晶結構。礦石鉛同位素組成十分均勻,μ值為9.15~9.72;礦石中礦物流體包裹體均一溫度在 110~180t之間,鹽度為19.8%,流體性質為Na-K-C1型,含較高的CH4,偏酸性,流體的87Sr/86Sr為0.708~0.710,接近海洋鍶。

圖6-9 甘肅廠壩鉛鋅礦床37勘探線剖面圖

(引自祁思敬等,1993)

(圖例同圖6-8)

2.內蒙古東升廟多金屬礦床

礦床產於內蒙古巴彥淖爾盟杭錦後旗。含礦地層為中元古代書記溝組、增隆昌組和阿古魯溝組,它們沉積於華北陸塊北緣裂陷海盆中,海盆被陸棚中央隆起狼山-石哈河古島分隔為內外海槽,東升廟礦床產於內槽。含礦岩系為淺海相碎屑岩-碳酸鹽岩-碳質泥砂岩建造,下部為濱淺海碎屑岩相,包括砂礫岩、石英長石砂岩、石英岩(書記溝組),中部為淺水台地碳酸鹽岩相及斷陷盆地相,岩性包括疊層石灰岩、白雲質灰岩、白雲岩和含碳泥砂岩(增隆昌組),上部為陸棚邊緣斷陷盆地相,岩性為富碳的泥岩、粉砂岩和碳酸鹽岩構成的韻律層(阿古魯溝組)。

東升廟礦床主要礦體產於增隆昌組粉砂質千枚岩和白雲岩(硫鐵礦礦體和銅礦體)以及阿古魯溝組碳質板岩中(鉛鋅礦體),容礦岩石有水成沉積的碳質白雲岩、碳質板岩和熱水沉積的鐵白雲石岩、硅質岩和鈉長石石英岩。礦體呈層狀、似層狀與圍岩產狀一致,但受區域變形影響而與圍岩同步褶曲(圖6-10)。

圖6-10 內蒙古東升廟礦床縱剖面圖

(引自翟裕生等,2003)

1—塊狀和層塊狀礦體;2—角礫狀礦體;3—熱水沉積硅質岩、鈉長石岩等;4—凝灰岩層;5—岩性界線;6—地層代號;7—礦體編號

礦區探明工業礦體12個,其中6個主礦體長1400~1700m,平均厚9.88~14.86m。礦體頂板為含碳質粉砂質板岩,底板為鈉長石石英岩、黑雲母磁鐵礦白雲岩、含電氣石黑雲母片岩等含熱水沉積的岩石。此外礦體中亦有大量熱水沉積礦物,如鐵白雲石、綠泥石、電氣石、綠簾石、透閃石、陽起石及少量鈉長石和重晶石,底板岩石中除黑雲母、磁鐵礦外,還有鐵鋁榴石、綠簾石等條帶。此外在礦層中還見有微斜長石、鈉長石和綠泥石網脈。礦體主要是塊狀硫鐵礦,占礦體總數的60%,其次為鋅礦體、鉛鋅礦體,還有少量銅礦體。鉛鋅礦體平均品位Zn為1.41%~4.92%、Pb為0.86%~1.82%,Zn/Pb 比為9/1,有的含Cu 在 0.39%~1.32%之間。礦床鋅鉛總金屬量超過 450萬噸,硫鐵礦儲量在 2億噸以上。主要礦石礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦,次要為黃銅礦、方鉛礦、菱鐵礦、磁鐵礦等。礦石主要呈層紋狀構造,次為浸染狀構造,並見有角礫狀、網脈狀礦石。

3.中條山胡家峪和蓖子溝銅礦床

位於山西省南部垣曲縣境內。礦床產在古元古代陸內裂陷環境中的邊緣裂陷帶中,陸內裂陷是在華北陸塊太古宙古陸基礎上發展起來的。礦田區域范圍內太古界變質火山岩多見,礦區新太古界為一套變質的超鉀質火山岩,方柱石黑雲母片岩、角閃石黑雲母片岩和變流紋岩、變流紋凝灰岩組成的變質雙峰式火山岩系構成變質核雜岩的主體;太古界之上為古元古宙陸內裂陷環境中邊緣裂陷帶內堆積的厚層陸源沉積變質岩系,即下元古界中條群,由石英岩、鈣泥質片岩、含金雲母白雲石大理岩、黑色片岩、方柱石白雲石大理岩等組成。容礦的地層主要是中條群篦子溝組黑色片岩建造,岩性可劃分為水成沉積和熱水沉積兩類建造,前者包括黑色泥質片岩、灰色板岩、石榴子石絹雲母片岩及少量大理岩;後者包括條紋狀電氣石岩、金雲母石英白雲石大理岩、石英鈉長石岩和變角礫岩等(孫海田等,1990)。

工業礦體的產出嚴格受地層層位和岩性控制,與熱水沉積岩層的空間分布基本一致,主體為層狀、似層狀和透鏡狀與圍岩整合產出,界線清楚,極少礦體為脈狀。礦石中主要礦石礦物為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等,脈石礦物主要是石英、白雲石、鈉長石、金雲母、電氣石等。礦石銅品位1%~3%,礦床儲量達到大型。

三、成礦作用

在現代洋底擴張中心、裂谷帶及其附近,海底熱液活動形成許多噴口,深部熱液從噴口噴至海底並通過熱水沉積方式形成現代洋底含金屬沉積物(軟泥),這被理解為現代海底發生的噴流-沉積作用。本節所述礦床類型的形成與現代海底熱水沉積相似,主要產於陸內/陸間裂谷或坳拉谷等伸展裂陷構造環境,定位於受裂谷控制的克拉通內或其邊緣坳陷沉積盆地內;但是,噴流-沉積型礦床形成的類似海盆中沒有典型洋殼,這是它與火山塊狀硫化物礦床的明顯不同之一。噴流-沉積型礦床的成礦時代主要是中元古代和古生代早中期,中元古代在地球演化過程中正處於大陸分裂和超大陸開始形成的轉折期,古生代早中期是超大陸破裂後,冷大陸形成初始期,大陸邊緣應力場由拉張向擠壓轉變時期;在這樣一個特殊的地殼發展階段和特殊的地殼熱狀態下,不僅容易形成直達海底的裂谷通道,而且容易在地殼中形成熱水對流系統,這是海底噴流-沉積礦床形成的基本背景。

依據該類礦床主要特徵、形成的構造環境及當時地殼演化的基本背景,現在絕大多數學者都認為它們是由海底噴流沉積形成的。

1.成礦流體的形成

形成這類礦床的流體,主要為盆下源的地層水(建造水)和循環海水,成分主要是富氯化物溶液。沉積盆地內,隨著沉積物由於埋藏深度增加,溫度增高,岩石壓力增大,沉積物逐漸被壓實脫水,孔隙水中鹽度增高。當溫度升到90t時,沉積物繼續被壓實,可膨脹的粘土向非膨脹粘土轉化,如蒙脫石變為伊利石,這時會有金屬物質開始通過流體作用從礦物中萃取出來,進入同生水溶液。到130t時,進一步升壓脫水,一方面被排出的同生水大量增加,另外有更大量的金屬被流體萃取活化出來進入同生流體,在正常地溫梯度加熱條件下,形成初始的含礦熱液和成礦流體。最近研究表明也不排除有盆下源深部岩漿水的成礦貢獻。

2.流體的對流循環

含礦熱液形成後,在過渡型地殼這一特殊區域可與下滲海水一起形成對流循環系統,含礦熱液在對流循環中使其中的成礦物質更加豐富。熱水對流循環形成的基本要素遵循雷諾方程:

基礎礦床學

解釋,式中包括滲透率(k)、流體膨脹系數(a)、重力加速度(g)、透水層厚度(H)、透水層頂底板的溫度(Δt)即溫度梯度、流體的粘滯度(V)、飽和介質熱擴散度(Km)。其中滲透率和溫度梯度是發生對流的基本參數。由此 M.J.Russe11在總結大量前人認識的基礎上提出了一個「地殼伸展期間熱水對流房加深作用形成噴流-沉積型鉛鋅礦床」的模式。So1omon(1976)較詳細描述了海底下面對流池內的熱液和海水的循環模式。經計算,這種對流系統的直徑約為10km,深度為4~5km。因此,熱液流經的岩石中可提供大量的金屬物質。Russe11(1978)指出,在愛爾蘭中部石炭系盆地之下的早古生代對流系統,直徑為35~50km,深度可達14km,因此,只需利用熱液流經源岩中1%的鋅,即可形成愛爾蘭納凡大型鋅礦床。

熱液對流循環系統在其演化的不同階段對不同成礦元素的萃取能力不同,因而各階段的成礦流體形成不同特點和類型的礦化。大多數研究者認為,鉛鋅礦是在其演化的主期形成的,此時系統中的熱焓最高,酸鹼度和氧逸度正適合於萃取岩石中的鉛鋅,因而可能形成流量較大的鉛鋅成礦流體。這可能是世界上該類礦床以鉛鋅礦床占絕對優勢的主要原因。

含礦熱液的對流循環需要熱源,這種熱源的明顯表現是礦床在區域上處於異常的高熱流區。有較多證據表明,區域上的異常地熱梯度與深部的岩漿房活動及地幔熱點有關。也就是說,是地幔熱點長期為大量的同生水(地層水)、海水的對流循環提供足夠的熱能。

3.成礦流體的噴出與金屬硫化物的沉澱

足夠的熱能可使地殼中對流循環的含礦熱液沿某種同生構造排泄到海底,在地表和近地表發生熱水沉積成礦作用。排泄通道常常是切開對流池並一直在礦化期活動的同生斷裂,這些斷裂的活動,是將含礦熱液突然噴到地表的最重要機制之一。基底斷裂帶通常把地殼分割成許多塊體,這些地塊以不同的速度下沉,結果使噴流-沉積礦床定位於盆地或隆起邊緣。

一般情況下,當含礦熱液進入斷裂通道時,其物理化學條件會發生迅速的改變,如溫度下降、壓力降低、fO2和PH值增高,並且由於與下滲海水的混合可能提供豐富的H2S、HS-和S2-,這些都可能使成礦流體未達海底即發生卸載,將成礦物質沉澱在通道中,並伴生主岩的角礫岩化,形成網脈-蝕變礦化。如果上覆水體深度較大,在噴口處形成較大靜水壓力,且含礦熱液涌量很大,而通道系統又比較通暢時,則通道中的熱液不會發生沸騰,會一直噴溢海底發生熱水沉積。

含礦熱水溶液排泄至海底後,由於其密度較大就以密度流形式從噴出中心沿地表流動,並且可在較長時間內保持其原始的化學成分,因而能使含礦熱液在離開噴流中心較遠的范圍內成礦。一般是在盆地的低窪處,先形成鹵水池,然後隨著溫度迅速降低與海水混合,還原硫增加,礦石礦物大量沉澱下來,聚集在海盆底部,形成層狀礦化。熱水活動區的靜水壓力(水體深度)將決定含礦熱液溢出時,在噴口及其附近有無沸騰和硫化物沉澱。熱水活動區海底是斜坡還是盆地或窪地決定了含礦熱液是否再流動。因此在上述不同的條件下,造成的噴流-沉積礦床具有一些不同的特徵。如有的礦床具有網脈-蝕變礦化和層狀礦化兩種成礦類型;有的則只有層狀礦化,而網脈-蝕變礦化在礦區難以見到;有的礦層底板有明顯的蝕變,有的則蝕變不明顯。

在熱水沉積成礦過程中,金屬硫化物將按其溶解度不同、熱水沉積環境溫度、Eh、PH及離熱水活動中心距離等不同分別發生沉澱。黃銅礦是溶解度最小的硫化物,隨著熱液溫度的降低首先沉澱下來,而且常在通道內或通道口附近沉澱,呈網脈狀、角礫狀和蝕變礦化;然後沉澱閃鋅礦和方鉛礦。因此這類礦床常具有明顯的礦物和元素分帶現象。垂向上,銅在下,往上依次為鋅、鉛。側向上表現為銅局限於分帶序列的核部,周圍為鉛、鋅,再外為鐵。側向分帶礦床的礦石通常都有很好的條帶狀構造,每一條帶代表一次熱液噴出活動和熱水沉積,而每一層中的側向分帶則反映離開熱水活動中心熱液溫度等物理化學條件向外逐漸的梯度變化。

噴流-沉積成礦模式(圖6-11)概括了這類礦床成礦的主要機制和特徵:盆地中多孔隙沉積物在埋藏期間經壓實排出孔隙水、層間水(同生水),並受(常為高異常的)地溫梯度影響變熱,酸度和鹽度增高,能萃取地層柱中的金屬物質,形成含礦熱水溶液。在熱動力驅動下,含礦熱液隨同下滲海水在地殼對流池中對流循環,更大量地萃取出所流經岩石中的成礦物質。在高異常地熱和構造活動地區,成礦流體沿切穿對流系統的同生斷裂從沉積地層內排出至地表,並在地表低窪處沉澱成礦。流體可以一次沿斷裂噴出形成一層礦體,也可多次噴出形成多層礦體。該成礦模式清楚地表示出通道中交切網脈成礦系統(交代充填)與盆地(鹵水池)中層狀成礦系統(沉積)的空間關系和成因聯系以及礦床中成礦物質的分帶性。有許多礦床實例表明,熱液通道與沉積鹵水池在空間上可以有多種關系,有的二者之間有較大的距離,如McArther River礦床;有的如圖6-11所示位於鹵水池一側,如Si1vermins 礦床;有的則在鹵水池正下方,如Ramme1sberg 礦床。而不論通道與盆地距離多遠,二者之間都是統一的成礦系統,層狀礦化與網脈-蝕變礦化具有密切的成因聯系,而非兩次不同成礦作用所致。

圖6-11 噴流-沉積成礦模式

(據F.W.Iydon,1983;D.E.Large,1981)

四、礦床勘查評價要點

噴流-沉積型礦床不僅在特徵上,而且在形成條件等方面均顯著不同於水成沉積礦床,與火山塊狀硫化物礦床也有較大差別。

這類礦床受多級盆地控制(圖6-12)。一級盆地為大陸邊緣的陸緣裂陷海槽或是內陸裂谷盆地。這些盆地的規模有幾百至千餘千米長,100 千米至幾百千米寬,並以具有(幾千米)巨厚碎屑-泥質沉積或碳酸鹽沉積為特徵。在成礦帶范圍內巨厚沉積柱是形成大規模熱液對流系統和可能發生熱水沉積作用的基本條件。

在一級盆地中,同期的伸展構造作用常常會形成次級盆地(地塹)和隆起(地壘)。這種次級盆地通常是不連續的,其側向規模通常為幾十公里,被稱為二級盆地。二級盆地的存在可由沉積相和沉積厚度等的突然變化反映出來(圖6-12)。

圖6-12 多級盆地控制噴流-沉積礦床形成的概念模型

(據D.E.Large,1981)

在上述一級或二級盆地的邊緣附近,往往是明顯的線性構造帶(斷裂活動帶、基底薄弱帶、礁體生長帶、隆起邊緣等),這些線性構造帶是深部成礦流體上升至地表(常為海底)的良好通道。因此在不少一級或二級盆地的邊緣,都有噴流-沉積型礦床形成,如德國的麥根礦床,產在華力西海槽北部邊緣的斷裂帶中,加拿大的托姆礦床位於麥克米倫山口二級盆地的活動邊緣附近。三級盆地是比較小的凹陷或窪地,橫向規模為幾百米到幾千米。盆地水體靜滯還原,它們是含礦熱液流入的「鹵水池」,是層狀礦化體的沉積場所。

許多噴流-沉積礦床一側或兩側都以從同生沉積時期就已經活動的斷層為界。據斷層兩側容礦沉積岩岩相和厚度變化、明顯有滑塌角礫岩存在以及沉積岩層內顯著的同生變形構造等分析,這些斷層是具生長斷裂性質的同沉積斷裂,他們控制著三級盆地的下沉,而且很可能是一級或二級盆地邊緣斷裂系統的一部分,因此是含礦熱液噴流至地表的通道。

此外,可將如下一些礦化存在的指示參數作為噴流-沉積型礦床的勘查標志。

(1)層狀重晶石岩、硅質岩、鈉長石岩、鐵氧化物及鐵鎂碳酸鹽岩等熱水沉積是某些噴流-沉積型礦床的重要組成部分,主要呈層狀堆積,產在層狀硫化物之上或其周圍,有時重晶石與金屬硫化物組成薄互層,也有的呈集合體含在礦石內。W.格沃茲等(1974)和D.斯托普爾(1979)等的研究均表明重晶石中的鋇是與金屬物質一起由同一種熱液噴流到海底的。因此,區域沉積岩系中有層狀重晶石岩等熱水沉積岩可作為噴流-沉積型礦床的重要勘查標志。

層狀硅質岩、似碧玉岩等在噴流-沉積礦床中很常見,極細粒(或隱晶質)石英與其他沉積物形成韻律(層紋)。這類岩石的岩礦特徵、氧、硅同位素地球化學特徵和微量元素組成特徵等均表明它們是噴流到地表的熱液中的SiO2呈凝膠體沉積形成的。此外,噴流-沉積礦床中還有電氣石岩、鈉長石岩、鐵碳酸鹽岩等熱水沉積岩與金屬硫化物密切伴生。勘查實踐表明,以上任何一種熱水沉積岩都是發現噴流-沉積型礦床的可能標志。

(2)特殊的非對稱圍岩蝕變。蝕變是熱液活動的顯著標志。在噴流-沉積型礦床中,伴隨網脈、角礫礦化的蝕變非常發育,通常為硅化、硅鐵碳酸鹽化(硅質鐵白雲石),也有電氣石化、綠泥石化(如Su11ivan 礦床)等,而且多呈「筒狀蝕變帶」分布於礦床的底板岩石中。這種蝕變反映了熱液在上升通道中對圍岩的交代,也有人認為是層狀礦石沉積之後(或同時)熱液在下伏岩層裂隙帶中交代的結果。有些礦床層狀礦化一般無蝕變伴生,有時可在底盤有較微弱的硅化。很顯然,這類礦床的蝕變特徵與一般的熱液礦床明顯不同,具特殊性。區域上「筒狀蝕變帶」是判斷噴流-沉積礦床熱液活動的重要標志。

(3)礦化分帶。如前所述,海底噴流-沉積型礦床的元素和礦物分帶不論在側向還是在垂向上都有表現,根據區域上 Cu、Pb、Zn、Mn、Fe的分布規律,可以查證熱水活動發生的中心及所波及的范圍,識別出潛在硫化物礦床周圍存在的地球化學暈和礦化中心帶,由此發現礦床的位置所在。

C. 儲存五大連池礦泉水要用哪種瓶子

呵呵~!
你要是買廠家出廠的礦泉水會按照保質期的時間
如果你是在南北泉自己接的礦泉水 不管用什麼樣的瓶子最多隻能保存24小時,因為礦泉水
有許多礦物質會把瓶子礦化的 然後水就變黃了

D. 噴流-沉積(Sedex) 型礦床

一、概述

噴流-沉積 ( sedimentary exhalative) 礦床指在細碎屑岩為主的沉積岩中成層產出、以發育塊狀具條帶層紋狀富硫化物礦石為特徵的一類礦床。這類礦床中最常見和最重要的是鉛鋅礦床。目前,國內把這類礦床又稱為熱水沉積礦床。

早期研究中曾把這類礦床看作是火山成因塊狀硫化物礦床的一種過渡類型或一個端元類型,因為它們具有塊狀、條帶層紋狀富金屬硫化物礦石這個共同特點。後來的工作證明有些地區含礦岩系中只有很少或完全沒有火山岩,表明火山噴氣作用不是成礦的必要機制。有人為突出容礦岩石的特點,提出稱頁岩型礦床的意見。特別是在 20 世紀中葉,隨著澳大利亞、加拿大、德國同類礦床的發現和深入研究,不僅認識到這類礦床在有關金屬資源量上佔有突出地位,而且逐步形成了較完整的新的成因解釋,即在多級斷陷盆地中,由同生水受熱演化形成含礦熱水,藉助適當通道噴出或噴流到海底而沉積成礦的基本成因概念。有意義的是繼識別出礦體下盤通道的礦化蝕變帶之後,在我國更是發現研究了礦床中的多種熱水沉積岩。概括地說,現在認為這類礦床成礦流體不是岩漿熱液,而是由下滲水、同生水演化生成的熱水,成礦作用不是後生的充填交代作用,而是具有沉積同生成岩的性質,當然也可以受到程度不同的後生改造。

這類礦床不僅是鉛鋅的最重要來源之一,而且也是銅、金、銀、錳、重晶石、螢石的重要來源或部分來源,世界 5 個地區有重要分布,包括: ①中國北方,如南秦嶺廠壩、鉛硐山、銀硐子-大西溝,狼山-渣爾泰山東升廟、霍各乞,中條山胡家峪-蓖子溝; ②澳大利亞東北部,如麥克阿瑟河 ( McArther River) 、芒特艾薩 ( Mount Isa) 和布羅肯希爾 ( Bro-ken Hill) ; ③北美西部,如加拿大霍華茲山 ( Howards Pass) 、沙利文 ( Sullivan) 、托姆( Tom) ; ④歐洲西北部,如德國麥根 ( Meggen) 鉛鋅重晶石礦床和臘梅爾斯伯格 ( Ram-melsberg) 鉛鋅礦床、愛爾蘭錫爾佛邁茵斯 ( Silvermines) ; ⑤南部非洲,包括南非和辛巴威。

噴流-沉積型礦床成礦作用在一個大地構造區域內不一定是同時,但常常大致屬於同一時代,中元古宙 ( 17 億 ~14 億年) 和古生代早中期 ( 4. 5 億 ~3 億年) 是最為重要的成礦時代; 成礦環境為冒地槽或被動大陸邊緣受陸緣裂陷控制的盆地,盆地形成於造山前的一次非造山性構造事件中。這類礦床含礦岩系為陸屑沉積向類復理石過渡型和構造次穩定型建造,包括細碎屑岩、泥岩和淺水碳酸鹽岩。噴流-沉積型礦床的成礦區常具有明顯地在很大程度上由於深部 ( 隱伏) 岩漿加熱引起的古地熱梯度異常; 許多礦床空間上都伴有成礦時期活動的 ( 同沉積) 斷層,它們可能是盆下源含礦熱液上升到達地表的通道;這些同沉積斷層經常通過沉積相和厚度等陡變現象來判斷。

礦床由一個或多個層狀、似層狀或透鏡狀硫化物礦體組成,層位穩定。礦床規模大型者較多,礦體厚度可達幾十米,延長延深從幾百米到 1 km 以上。有的礦床雖受後期構造強烈改造而使礦體發生褶皺變形,但與圍岩是同步的,兩者產狀仍保持一致。在層狀礦體的下面或附近往往可見到網脈狀或脈狀礦體和硅化、黃鐵礦化、鈉長石化等熱液蝕變,這種網脈-蝕變礦化帶被理解為盆下源成礦物質上升的通道。容礦岩石是粉砂岩、頁岩、碳酸鹽岩等水成沉積岩,而含礦層內直接容礦岩石往往是不同類型熱水沉積岩,如硅質岩、鈉長石岩、重晶石岩、鎂鐵碳酸鹽岩、電氣石岩等。

噴流-沉積型礦床的礦石以簡單硫化物組合為特點,常見有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦,其次為磁黃鐵礦或白鐵礦、黃銅礦、毒砂,偶有硫鹽類礦物。礦石塊狀、條帶狀、層紋狀構造為主,網脈-蝕變礦石為裂隙充填、細脈和角礫狀,部分礦石因受後生改造可出現新的礦石構造。噴流-沉積型礦床具明顯礦化分帶,平面上,從噴流中心向外依次為 Cu-Pb-Zn-SiO2-BaSO4( Fe) 等的硫化物、氧化物和硫酸鹽,形成富銅核,鉛和鋅分布更廣,邊緣為硅質岩和重晶石,有時有赤鐵礦; 垂向上,自下而上通常為 Cu-Zn-Pb- ( Ba) 。礦物氣液包裹體均一溫度一般為 150 ~300℃,鹽度一般在 7% ~22% ( NaCl) 之間。

二、礦床類型及重要實例

噴流-沉積礦床以往多按容礦岩石分為頁岩型和碳酸鹽岩型。實際上該類礦床的容礦岩石還有粉砂岩、硅質頁岩、硅質岩等熱水沉積岩等,幾乎所有的水成和熱水沉積岩都可以成為該類礦床的容礦岩石。不少礦床由細碎屑岩-頁岩-碳酸鹽岩組成含礦岩系,礦體可產在不同層位的不同沉積岩中。按礦種,噴流-沉積型礦床分為噴流-沉積型鉛鋅礦床、噴流-沉積型多金屬硫化物礦床、噴流-沉積型銅礦床、噴流-沉積型硫鐵礦礦床等。有人認為,某些層控型銀、金礦床也屬於噴流-沉積成因。

1. 甘肅廠壩和李家溝鉛鋅礦床

位於甘肅省隴南地區成縣境內,它是秦嶺泥盆系以鉛鋅為主多金屬成礦帶熱水沉積成礦系列中規模最大的鉛鋅礦床,礦石平均品位 Pb + Zn 大於 10%,鉛鋅總金屬量已超過500 萬噸。該礦床包括廠壩和李家溝兩個礦段 ( 圖 6-8) 。

圖6-8 甘肅廠壩和李家溝鉛鋅礦床地質簡圖( 引自祁思敬等,1993)

含礦地層為中泥盆統安家岔組,原岩為一套泥岩-細碎屑岩夾碳酸鹽岩沉積序列,為揚子地台北緣陸棚海中外陸棚海槽復陸屑建造向類復理石建造過渡層位中的一段,在成礦區內出露厚度達 3000 m。安家岔組分為兩層,下部層為廠壩層 ( D2a1) ,上部層為焦溝層( D2a2) 。廠壩層為含礦層,上部泥岩、粉砂岩為主,下部以碳酸鹽岩為主。岩石普遍遭受了綠片岩相、有的達到角閃岩相區域變質,成為黑雲母石英片岩、黑雲母石榴子石透閃石透輝石片岩、方解石石英片岩和黑雲母條帶大理岩等。廠壩層自上而下層序為: 變質粉砂岩、片岩; 方解石石英片岩; 泥質條帶大理岩; 白雲岩; 黑雲母石英片岩、黑雲母石榴子石片岩。

根據含礦岩石把整個含礦層分為兩個含礦系統,即以鈣質為主的大理岩含礦系統和以細碎屑岩為主的片岩含礦系統。兩個系統中都發育熱水沉積岩,在礦區內主要為鈉長石岩、硅質岩、重晶石岩,其中含電氣石可達 3%,此外還含有其他熱水成因礦物,如鐵白雲石、鋇長石、透閃石、透輝石等。鉛鋅礦體主要呈層狀、似層狀、透鏡狀產於方解石石英片岩和大理岩中,有多個成礦層位,產狀與圍岩一致 ( 圖 6-9) 。目前已勘探出工業礦體 20 個,主礦體為廠壩Ⅰ號礦體 ( 大理岩容礦) 、廠壩Ⅱ號礦體 ( 方解石石英片岩容礦) 、李家溝Ⅰ、Ⅱ號礦體 ( 大理岩容礦) 和李家溝Ⅲ號礦體 ( 片岩容礦) ,其中廠壩Ⅱ號礦體 ( 延長 400 m 以上,延深超過 600 m,最大厚度近 40 m) 和李家溝Ⅱ號礦體 ( 延長 2000 m,控制延深 500 m 以上,厚度可達 40 m) 占總儲量 93%以上。含礦層總厚度大於 500 m,礦體集中於 4 ~5 個層位中 ( 圖 6-9) 。

圖6-9 甘肅廠壩鉛鋅礦床 37 勘探線剖面圖( 引自祁思敬等,1993)( 圖例同圖 6-8)

廠壩Ⅱ礦體容礦岩石類型為方解石黑雲母石英片岩。塊狀礦石產於層狀礦體的下部,其中夾有電氣石和石英鈉長石岩條帶; 中部以條帶狀礦石為主,為金屬硫化物與鈉長石、石英交互條帶; 頂部出現了富重晶石條帶。在透鏡狀礦體的下盤,出現了綠泥石陽起石鈉長石化網脈帶和蝕變角礫岩帶。礦石平均品位 Zn 12. 15%、Pb 2. 96%。李家溝Ⅰ、Ⅱ礦體容礦岩石為黑雲母條帶大理岩,Pb + Zn 平均 10%。廠壩 I 礦體產出層位和容礦岩石類型與之相同。

廠壩礦床主要礦石礦物為黃鐵礦 ( 在片岩含礦系統中含量較高) 、閃鋅礦 ( 大部分為鐵閃鋅礦,Fe 含量最高達12. 9%) 、方鉛礦,此外還有較多的磁黃鐵礦及少量的毒砂、硫銻鉛礦,極少見到銅礦物。脈石礦物種類復雜,與容礦岩石類型有關。主要脈石礦物有石英、黑雲母、方解石、重晶石、鈉長石等。礦石以塊狀-條帶狀構造為主,次為浸染狀構造,具粗粒變晶結構。礦石鉛同位素組成十分均勻,μ 值為 9. 15 ~ 9. 72; 礦石中礦物流體包裹體均一溫度在 110 ~ 180℃之間,鹽度為 19. 8%,流體性質為 Na-K-Cl 型,含較高的 CH4,偏酸性,流體的87Sr /86Sr 為 0. 708 ~ 0. 710,接近海洋鍶。

2. 內蒙古東升廟多金屬礦床

礦床產於內蒙古巴彥淖爾盟杭錦後旗。含礦地層為中元古代書記溝組、增隆昌組和阿古魯溝組,它們沉積於華北陸塊北緣裂陷海盆中,海盆被陸棚中央隆起狼山-石哈河古島分隔為內外海槽,東升廟礦床產於內槽。含礦岩系為淺海相碎屑岩-碳酸鹽岩-碳質泥砂岩建造,下部為濱淺海碎屑岩相,包括砂礫岩、石英長石砂岩、石英岩 ( 書記溝組) ,中部為淺水台地碳酸鹽岩相及斷陷盆地相,岩性包括疊層石灰岩、白雲質灰岩、白雲岩和含碳泥砂岩 ( 增隆昌組) ,上部為陸棚邊緣斷陷盆地相,岩性為富碳的泥岩、粉砂岩和碳酸鹽岩構成的韻律層 ( 阿古魯溝組) 。

東升廟礦床主要礦體產於增隆昌組粉砂質千枚岩和白雲岩 ( 硫鐵礦礦體和銅礦體)以及阿古魯溝組碳質板岩中 ( 鉛鋅礦體) ,容礦岩石有水成沉積的碳質白雲岩、碳質板岩和熱水沉積的鐵白雲石岩、硅質岩和鈉長石石英岩。礦體呈層狀、似層狀與圍岩產狀一致,但受區域變形影響而與圍岩同步褶曲 ( 圖 6-10) 。

礦區探明工業礦體 12 個,其中 6 個主礦體長 1400 ~1700 m,平均厚 9. 88 ~14. 86 m。礦體頂板為含碳質粉砂質板岩,底板為鈉長石石英岩、黑雲母磁鐵礦白雲岩、含電氣石黑雲母片岩等含熱水沉積的岩石。此外礦體中亦有大量熱水沉積礦物,如鐵白雲石、綠泥石、電氣石、綠簾石、透閃石、陽起石及少量鈉長石和重晶石,底板岩石中除黑雲母、磁鐵礦外,還有鐵鋁榴石、綠簾石等條帶。此外在礦層中還見有微斜長石、鈉長石和綠泥石網脈。礦體主要是塊狀硫鐵礦,占礦體總數的 60%,其次為鋅礦體、鉛鋅礦體,還有少量銅礦體。鉛鋅礦體平均品位 Zn 為1. 41% ~4. 92%、Pb 為0. 86% ~1. 82%,Zn/Pb 比為9 /1,有的含 Cu 在 0. 39% ~ 1. 32% 之間。礦床鋅鉛總金屬量超過 450 萬噸,硫鐵礦儲量在 2 億噸以上。主要礦石礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦,次要為黃銅礦、方鉛礦、菱鐵礦、磁鐵礦等。礦石主要呈層紋狀構造,次為浸染狀構造,並見有角礫狀、網脈狀礦石。

3. 中條山胡家峪和蓖子溝銅礦床

位於山西省南部垣曲縣境內。礦床產在古元古代陸內裂陷環境中的邊緣裂陷帶中,陸內裂陷是在華北陸塊太古宙古陸基礎上發展起來的。礦田區域范圍內太古界變質火山岩多見,礦區新太古界為一套變質的超鉀質火山岩,方柱石黑雲母片岩、角閃石黑雲母片岩和變流紋岩、變流紋凝灰岩組成的變質雙峰式火山岩系構成變質核雜岩的主體; 太古界之上為古元古宙陸內裂陷環境中邊緣裂陷帶內堆積的厚層陸源沉積變質岩系,即下元古界中條群,由石英岩、鈣泥質片岩、含金雲母白雲石大理岩、黑色片岩、方柱石白雲石大理岩等組成。容礦的地層主要是中條群篦子溝組黑色片岩建造,岩性可劃分為水成沉積和熱水沉積兩類建造,前者包括黑色泥質片岩、灰色板岩、石榴子石絹雲母片岩及少量大理岩; 後者包括條紋狀電氣石岩、金雲母石英白雲石大理岩、石英鈉長石岩和變角礫岩等 ( 孫海田等,1990) 。

圖6-10 內蒙古東升廟礦床縱剖面圖( 引自翟裕生等,2003)

工業礦體的產出嚴格受地層層位和岩性控制,與熱水沉積岩層的空間分布基本一致,主體為層狀、似層狀和透鏡狀與圍岩整合產出,界線清楚,極少礦體為脈狀。礦石中主要礦石礦物為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等,脈石礦物主要是石英、白雲石、鈉長石、金雲母、電氣石等。礦石銅品位 1% ~3%,礦床儲量達到大型。

三、成礦作用

在現代洋底擴張中心、裂谷帶及其附近,海底熱液活動形成許多噴口,深部熱液從噴口噴至海底並通過熱水沉積方式形成現代洋底含金屬沉積物 ( 軟泥) ,這被理解為現代海底發生的噴流-沉積作用。本節所述礦床類型的形成與現代海底熱水沉積相似,主要產於陸內/陸間裂谷或坳拉谷等伸展裂陷構造環境,定位於受裂谷控制的克拉通內或其邊緣坳陷沉積盆地內; 但是,噴流-沉積型礦床形成的類似海盆中沒有典型洋殼,這是它與火山塊狀硫化物礦床的明顯不同之一。噴流-沉積型礦床的成礦時代主要是中元古代和古生代早中期,中元古代在地球演化過程中正處於大陸分裂和超大陸開始形成的轉折期,古生代早中期是超大陸破裂後,冷大陸形成初始期,大陸邊緣應力場由拉張向擠壓轉變時期; 在這樣一個特殊的地殼發展階段和特殊的地殼熱狀態下,不僅容易形成直達海底的裂谷通道,而且容易在地殼中形成熱水對流系統,這是海底噴流-沉積礦床形成的基本背景。

依據該類礦床主要特徵、形成的構造環境及當時地殼演化的基本背景,現在絕大多數學者都認為它們是由海底噴流沉積形成的。

1. 成礦流體的形成

形成這類礦床的流體,主要為盆下源的地層水 ( 建造水) 和循環海水,成分主要是富氯化物溶液。沉積盆地內,隨著沉積物由於埋藏深度增加,溫度增高,岩石壓力增大,沉積物逐漸被壓實脫水,孔隙水中鹽度增高。當溫度升到 90℃ 時,沉積物繼續被壓實,可膨脹的粘土向非膨脹粘土轉化,如蒙脫石變為伊利石,這時會有金屬物質開始通過流體作用從礦物中萃取出來,進入同生水溶液。到 130℃時,進一步升壓脫水,一方面被排出的同生水大量增加,另外有更大量的金屬被流體萃取活化出來進入同生流體,在正常地溫梯度加熱條件下,形成初始的含礦熱液和成礦流體。最近研究表明也不排除有盆下源深部岩漿水的成礦貢獻。

2. 流體的對流循環

含礦熱液形成後,在過渡型地殼這一特殊區域可與下滲海水一起形成對流循環系統,含礦熱液在對流循環中使其中的成礦物質更加豐富。熱水對流循環形成的基本要素遵循雷諾方程:

基礎礦床學

解釋,式中包括滲透率 ( k) 、流體膨脹系數 ( α) 、重力加速度 ( g) 、透水層厚度( H) 、透水層頂底板的溫度 ( Δt) 即溫度梯度、流體的粘滯度 ( V) 、飽和介質熱擴散度( Km) 。其中滲透率和溫度梯度是發生對流的基本參數。由此 M. J. Russell 在總結大量前人認識的基礎上提出了一個 「地殼伸展期間熱水對流房加深作用形成噴流-沉積型鉛鋅礦床」的模式。Solomon ( 1976) 較詳細描述了海底下面對流池內的熱液和海水的循環模式。經計算,這種對流系統的直徑約為 10 km,深度為 4 ~5 km。因此,熱液流經的岩石中可提供大量的金屬物質。Russell ( 1978) 指出,在愛爾蘭中部石炭系盆地之下的早古生代對流系統,直徑為 35 ~ 50 km,深度可達 14 km,因此,只需利用熱液流經源岩中 1% 的鋅,即可形成愛爾蘭納凡大型鋅礦床。

熱液對流循環系統在其演化的不同階段對不同成礦元素的萃取能力不同,因而各階段的成礦流體形成不同特點和類型的礦化。大多數研究者認為,鉛鋅礦是在其演化的主期形成的,此時系統中的熱焓最高,酸鹼度和氧逸度正適合於萃取岩石中的鉛鋅,因而可能形成流量較大的鉛鋅成礦流體。這可能是世界上該類礦床以鉛鋅礦床占絕對優勢的主要原因。

含礦熱液的對流循環需要熱源,這種熱源的明顯表現是礦床在區域上處於異常的高熱流區。有較多證據表明,區域上的異常地熱梯度與深部的岩漿房活動及地幔熱點有關。也就是說,是地幔熱點長期為大量的同生水 ( 地層水) 、海水的對流循環提供足夠的熱能。

3. 成礦流體的噴出與金屬硫化物的沉澱

足夠的熱能可使地殼中對流循環的含礦熱液沿某種同生構造排泄到海底,在地表和近地表發生熱水沉積成礦作用。排泄通道常常是切開對流池並一直在礦化期活動的同生斷裂,這些斷裂的活動,是將含礦熱液突然噴到地表的最重要機制之一。基底斷裂帶通常把地殼分割成許多塊體,這些地塊以不同的速度下沉,結果使噴流-沉積礦床定位於盆地或隆起邊緣。

一般情況下,當含礦熱液進入斷裂通道時,其物理化學條件會發生迅速的改變,如溫度下降、壓力降低、fO2和 pH 值增高,並且由於與下滲海水的混合可能提供豐富的 H2S、HS和 S2 -,這些都可能使成礦流體未達海底即發生卸載,將成礦物質沉澱在通道中,並伴生主岩的角礫岩化,形成網脈-蝕變礦化。如果上覆水體深度較大,在噴口處形成較大靜水壓力,且含礦熱液涌量很大,而通道系統又比較通暢時,則通道中的熱液不會發生沸騰,會一直噴溢海底發生熱水沉積。

含礦熱水溶液排泄至海底後,由於其密度較大就以密度流形式從噴出中心沿地表流動,並且可在較長時間內保持其原始的化學成分,因而能使含礦熱液在離開噴流中心較遠的范圍內成礦。一般是在盆地的低窪處,先形成鹵水池,然後隨著溫度迅速降低與海水混合,還原硫增加,礦石礦物大量沉澱下來,聚集在海盆底部,形成層狀礦化。熱水活動區的靜水壓力 ( 水體深度) 將決定含礦熱液溢出時,在噴口及其附近有無沸騰和硫化物沉澱。熱水活動區海底是斜坡還是盆地或窪地決定了含礦熱液是否再流動。因此在上述不同的條件下,造成的噴流-沉積礦床具有一些不同的特徵。如有的礦床具有網脈-蝕變礦化和層狀礦化兩種成礦類型; 有的則只有層狀礦化,而網脈-蝕變礦化在礦區難以見到; 有的礦層底板有明顯的蝕變,有的則蝕變不明顯。

在熱水沉積成礦過程中,金屬硫化物將按其溶解度不同、熱水沉積環境溫度、Eh、pH 及離熱水活動中心距離等不同分別發生沉澱。黃銅礦是溶解度最小的硫化物,隨著熱液溫度的降低首先沉澱下來,而且常在通道內或通道口附近沉澱,呈網脈狀、角礫狀和蝕變礦化; 然後沉澱閃鋅礦和方鉛礦。因此這類礦床常具有明顯的礦物和元素分帶現象。垂向上,銅在下,往上依次為鋅、鉛。側向上表現為銅局限於分帶序列的核部,周圍為鉛、鋅,再外為鐵。側向分帶礦床的礦石通常都有很好的條帶狀構造,每一條帶代表一次熱液噴出活動和熱水沉積,而每一層中的側向分帶則反映離開熱水活動中心熱液溫度等物理化學條件向外逐漸的梯度變化。

噴流-沉積成礦模式 ( 圖 6-11) 概括了這類礦床成礦的主要機制和特徵: 盆地中多孔隙沉積物在埋藏期間經壓實排出孔隙水、層間水 ( 同生水) ,並受 ( 常為高異常的) 地溫梯度影響變熱,酸度和鹽度增高,能萃取地層柱中的金屬物質,形成含礦熱水溶液。在熱動力驅動下,含礦熱液隨同下滲海水在地殼對流池中對流循環,更大量地萃取出所流經岩石中的成礦物質。在高異常地熱和構造活動地區,成礦流體沿切穿對流系統的同生斷裂從沉積地層內排出至地表,並在地表低窪處沉澱成礦。流體可以一次沿斷裂噴出形成一層礦體,也可多次噴出形成多層礦體。該成礦模式清楚地表示出通道中交切網脈成礦系統( 交代充填) 與盆地 ( 鹵水池) 中層狀成礦系統 ( 沉積) 的空間關系和成因聯系以及礦床中成礦物質的分帶性。有許多礦床實例表明,熱液通道與沉積鹵水池在空間上可以有多種關系,有的二者之間有較大的距離,如 McArther River 礦床; 有的如圖 6-11 所示位於鹵水池一側,如 Silvermins 礦床; 有的則在鹵水池正下方,如 Rammelsberg 礦床。而不論通道與盆地距離多遠,二者之間都是統一的成礦系統,層狀礦化與網脈-蝕變礦化具有密切的成因聯系,而非兩次不同成礦作用所致。

圖6-11 噴流-沉積成礦模式( 據 F. W. Iydon,1983; D. E. Large,1981)

四、礦床勘查評價要點

噴流-沉積型礦床不僅在特徵上,而且在形成條件等方面均顯著不同於水成沉積礦床,與火山塊狀硫化物礦床也有較大差別。

這類礦床受多級盆地控制 ( 圖 6-12) 。一級盆地為大陸邊緣的陸緣裂陷海槽或是內陸裂谷盆地。這些盆地的規模有幾百至千餘千米長,100 千米至幾百千米寬,並以具有 ( 幾千米) 巨厚碎屑-泥質沉積或碳酸鹽沉積為特徵。在成礦帶范圍內巨厚沉積柱是形成大規模熱液對流系統和可能發生熱水沉積作用的基本條件。

在一級盆地中,同期的伸展構造作用常常會形成次級盆地 ( 地塹) 和隆起 ( 地壘) 。這種次級盆地通常是不連續的,其側向規模通常為幾十公里,被稱為二級盆地。二級盆地的存在可由沉積相和沉積厚度等的突然變化反映出來 ( 圖 6-12) 。

在上述一級或二級盆地的邊緣附近,往往是明顯的線性構造帶 ( 斷裂活動帶、基底薄弱帶、礁體生長帶、隆起邊緣等) ,這些線性構造帶是深部成礦流體上升至地表 ( 常為海底) 的良好通道。因此在不少一級或二級盆地的邊緣,都有噴流-沉積型礦床形成,如德國的麥根礦床,產在華力西海槽北部邊緣的斷裂帶中,加拿大的托姆礦床位於麥克米倫山口二級盆地的活動邊緣附近。三級盆地是比較小的凹陷或窪地,橫向規模為幾百米到幾千米。盆地水體靜滯還原,它們是含礦熱液流入的 「鹵水池」,是層狀礦化體的沉積場所。

許多噴流-沉積礦床一側或兩側都以從同生沉積時期就已經活動的斷層為界。據斷層兩側容礦沉積岩岩相和厚度變化、明顯有滑塌角礫岩存在以及沉積岩層內顯著的同生變形構造等分析,這些斷層是具生長斷裂性質的同沉積斷裂,他們控制著三級盆地的下沉,而且很可能是一級或二級盆地邊緣斷裂系統的一部分,因此是含礦熱液噴流至地表的通道。

圖6-12 多級盆地控制噴流-沉積礦床形成的概念模型( 據 D. E. Large,1981)

此外,可將如下一些礦化存在的指示參數作為噴流-沉積型礦床的勘查標志。

( 1) 層狀重晶石岩、硅質岩、鈉長石岩、鐵氧化物及鐵鎂碳酸鹽岩等熱水沉積是某些噴流-沉積型礦床的重要組成部分,主要呈層狀堆積,產在層狀硫化物之上或其周圍,有時重晶石與金屬硫化物組成薄互層,也有的呈集合體含在礦石內。W. 格沃茲等( 1974) 和 D. 斯托普爾 ( 1979) 等的研究均表明重晶石中的鋇是與金屬物質一起由同一種熱液噴流到海底的。因此,區域沉積岩系中有層狀重晶石岩等熱水沉積岩可作為噴流-沉積型礦床的重要勘查標志。

層狀硅質岩、似碧玉岩等在噴流-沉積礦床中很常見,極細粒 ( 或隱晶質) 石英與其他沉積物形成韻律 ( 層紋) 。這類岩石的岩礦特徵、氧、硅同位素地球化學特徵和微量元素組成特徵等均表明它們是噴流到地表的熱液中的 SiO2呈凝膠體沉積形成的。此外,噴流-沉積礦床中還有電氣石岩、鈉長石岩、鐵碳酸鹽岩等熱水沉積岩與金屬硫化物密切伴生。勘查實踐表明,以上任何一種熱水沉積岩都是發現噴流-沉積型礦床的可能標志。

( 2) 特殊的非對稱圍岩蝕變。蝕變是熱液活動的顯著標志。在噴流-沉積型礦床中,伴隨網脈、角礫礦化的蝕變非常發育,通常為硅化、硅鐵碳酸鹽化 ( 硅質鐵白雲石) ,也有電氣石化、綠泥石化 ( 如 Sullivan 礦床) 等,而且多呈 「筒狀蝕變帶」分布於礦床的底板岩石中。這種蝕變反映了熱液在上升通道中對圍岩的交代,也有人認為是層狀礦石沉積之後 ( 或同時) 熱液在下伏岩層裂隙帶中交代的結果。有些礦床層狀礦化一般無蝕變伴生,有時可在底盤有較微弱的硅化。很顯然,這類礦床的蝕變特徵與一般的熱液礦床明顯不同,具特殊性。區域上 「筒狀蝕變帶」是判斷噴流-沉積礦床熱液活動的重要標志。

( 3) 礦化分帶。如前所述,海底噴流-沉積型礦床的元素和礦物分帶不論在側向還是在垂向上都有表現,根據區域上 Cu、Pb、Zn、Mn、Fe 的分布規律,可以查證熱水活動發生的中心及所波及的范圍,識別出潛在硫化物礦床周圍存在的地球化學暈和礦化中心帶,由此發現礦床的位置所在。

E. 小區礦化水機什麼物質少

小區礦化水機什麼物質少?從大部分自動售水機的制水流程來看,都有「RO逆滲透」,這是製作純凈水的必經過程。經過這個處理後,水就基本上可以稱為純凈水。但是,這個只是自動售水機的中間過程,還有高密度過濾、礦化等流程。

處理過的水比自來水干凈

專家:有二次污染的風險

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自動售水機的水是把自來水進行多次處理後製成,如果制水過程中一些設備沒及時更換,就容易造成二次污染,有可能比沒處理的水還要不幹凈。同時,自動售水機雖有專用隔離區域,但這個區域的門可隨意打開,容易讓出水口暴露在外。

沒有水垢的水就是好水

專家:這不是衡量水質好壞的標准

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水垢不一定就是雜質,水燒開後殘留水垢,水質不一定就有問題,有可能是無機鹽等成分。

有消毒水味說明味道不達標

專家:正常,沒味道可能更有問題

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自來水在管網運輸過程中,管網內有氯氣,起到殺菌消毒作用,「沒有氯氣,自來水在運輸過程中就有可能被污染。

自動售水機的水可以直飲

專家:最好還是燒開後再喝

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自動售水機的水並不是真正意義上的直飲水。可否直接飲用,暫無相關檢測標准,建議最好還是把水燒開後再喝。

喝水能增強抵抗力

專家:大部分都是在炒作概念

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喝水增強抵抗力、防結石等,根本沒有科學依據。至於「洗蔬菜顏色更清澈透明」、「熬中葯更易溶解中葯成分」,這些都沒有相應的檢測標准,「沒有參照對象,大部分都是在玩概念。」

本版編輯:陳婷

來源:央視新聞、騰訊網

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