喷流热水沉积矿床研究的现状与进展

根据笔者近年来对广西大厂锡矿、云南新平大红山铜矿、易门铜矿、程海带玄武岩铜矿等喷流热水沉积矿床的研究，结合有关中外文献，重点论述了这类矿床的研究现状。

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组具“斑状”结构热水喷流沉积岩的成因及地质意义

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组(相当于芦草沟组)发育一套陆内裂谷背景下的湖泊相砂岩、泥岩、灰岩、白云岩、凝灰岩互层以及它们的过渡岩石,是区内最主要的烃源岩和储集层。近年来,在帐北断褶带、石树沟凹陷和吉木萨尔凹陷中二叠统平地泉组暗色泥岩、泥晶白云岩中发现了一类特殊的沉积岩,该类岩石发育类似火山岩的斑状结构。"斑晶"主要为粗晶白云石、方解石、黄铁矿及方沸石等,在岩心标本上呈"树枝状"或"雪花状"散布于基质中;基质则主要由泥晶白云石或泥质沉积物构成,富含有机质,发育水平层理及小型变形层理等。岩石学和矿物学分析表明,"斑晶"往往为粗晶方解石或白云石的集合体,也常见黄铁矿、方沸石与碳酸盐矿物共生,"斑晶"方解石发育环带,而白云石未见明显环带。电子探针分析表明"斑晶"方解石具有低镁、低铁及锶分布不均匀的特点,而"斑晶"白云石(FeO含量介于7.272%~11.086%之间)与"基质"泥晶白云石(FeO含量为1.027%)相比具有明显富铁的特点。流体包裹体分析表明"斑晶"方解石均一温度平均为180.68℃,"斑晶"白云石均一温度平均为320.95℃。这种特殊"斑状"白云岩和"斑状"泥质岩很可能是湖底热液喷流作用的结果。当湖水沿深大断裂下渗至地下深处,与围岩发生物质交换并被加热后再沿断裂返回地表喷涌而出,热液流体携带的离子达到过饱和后就会析出方解石、白云石及黄铁矿等集合体,随热液的喷涌作用上升并破碎散落于湖底细粒沉积物内。"斑状"白云岩的发现对新疆北部中二叠统热水喷流沉积作用及该区油气的成因研究具有重要的意义。

桂中盘龙铅锌矿流体包裹体特征及其对钦杭成矿带热水喷流-改造成矿作用的指示

盘龙铅锌矿是近年来在钦杭成矿带南段新发现的大型铅锌矿床,位于广西大瑶山西侧,属于桂中坳陷带与大瑶山隆起的结合部位。它的容矿围岩为泥盆纪上伦组白云岩。成矿过程可分为三个成矿期:1)原生沉积期,以星散状构造、似层状-条带状构造、浸染状构造、胶状-变胶状构造、草莓状构造、揉皱构造等矿石组构特征为代表;2)活化改造期,成矿元素重新活化富集形成网脉状构造、假角砾状构造、环带构造、晶洞构造、小球状构造、交代结构、压力结构等;3)地表氧化期,原生的硫化物在地表被氧化。本研究系统分析了原生沉积期和活化改造期重晶石内的流体包裹体特征。包裹体岩相学分析显示,两个期次的流体包裹体类型均比较简单,主要为富液相的气液两相包裹体。显微测温结果显示,原生沉积期均一温度范围110.0~234.3℃(平均值为147℃),盐度介于0.33%~15.57%NaCleqv之间(均值为7.09%Nacleqv)。活化改造期均一温度稍低于原生沉积期,但盐度却明显高于前者,均一温度范围107.9~179.5℃(平均值为139℃),盐度范围1.81%~21.24%NaCleqv(均值为10.90%Nacleqv)。拉曼分析测试显示,两个成矿期次流体包裹体气相组分主要为H_2O。原生沉积期和活化改造期成矿流体均具有中低温、低盐度和贫CO_2的特征。结合重晶石矿物的产出状态,原生沉积期流体特征与SEDEX型矿床流体特征相吻合,而对其改造的后期流体与浅成低温热液矿床或者SEDEX型矿床流体特征相符。联系到区域演化历史及海底热水的幕式喷发特征,本研究认为,盘龙铅锌矿是典型的古生代热水喷流沉积叠加后期改造成矿的复合"二阶段成矿作用"的结果,对古生代地层中SEDEX型矿床的改造动力来源于后期浅成低温热液活动,也可能是晚期的又一次热水喷流活动。

贵州天柱上公塘—大河边寒武纪重晶石矿床海底热水喷流沉积结构、构造特征

贵州天柱寒武系重晶石矿床属世界上最大的重晶石矿床,其储量达到2亿吨以上。通过系统的野外调查,发现其中包含有大量的海底热水(液)喷流沉积形成的脉状构造、冲刷构造、饼状体构造、柱状体构造、块状构造、斑状构造、水平纹层构造、碳质膜壳构造等沉积构造和沉积构造序列,同时具有热水(液)喷流成因的黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿、钡冰长石等典型矿物。建立了较为完整的天柱寒武系重晶石矿床沉积序列,为这一超大型矿床的成因提供了更直接的证据。

江西省众埠街热水喷流沉积型锰铅锌矿的成矿机制研究

过去针对江西众埠街锰铅锌矿的成因研究成果均停留在对矿床地质特征和矿石质量等要素的研究层面,缺少对矿床元素及组分的地球化学特征的研究,对国内外类似典型矿床的资料搜集和对比研究也基本未涉及等,为更有效地实施地质项目,对该矿开展了成矿规律及外围成矿预测研究。该矿为一探明的大型锰铅锌矿床,矿床呈现上锰下铅锌的双层结构,为同生锰矿和后生铅锌矿的共生复合矿床。通过总结矿床地质特征,分析和研究矿床元素地球化学特征,并与同类型典型热水喷流沉积型矿床相类比,探讨矿床成矿物质和热液来源、成矿时代和成矿机理,认为矿床为与海底火山喷流有关的铅锌矿和沉积型锰矿的共生复合矿床。

西秦岭造山带东段喷流沉积型铅锌矿床特征及其成矿模式——以徽县洛坝矿床为例

西秦岭造山带东段西成矿田内发育一系列泥盆纪的喷流沉积型（sEDEx）铅锌矿床，甘肃徽县洛坝铅锌矿床就是其中的代表型矿床之一。它产于中泥盆统安家岔组焦沟层上部，矿体分布受洛坝背斜和南、北两翼断裂控制，与地层产状基本一致，矿石主要为纹层状、层状、浸染状、块状构造。经过详细的显微构造和SEM扫描电镜分析，鉴定出与喷流沉积有关的通道构造、淬火构造等。矿床地球化学分析显示，该矿床赋矿围岩的Ba、As、Sb、B、Ag、Hg等喷流沉积指示元素值均较高，且两者均具有LREE相对富集、明显的Eu正异常和中等Ce正异常特征，对比表明，成矿流体中的REE主要继承赋矿围岩（硅质岩）。矿床包裹体及硫同位素分析表明：成矿温度为168～350℃，以中、高温为主；早期矿化硫化物的δ^34S值（平均9．8‰）明显大于晚期矿化硫化物的δ34S值（平均5．6‰），说明后期改造作用中有地层硫的参与。综合研究表明，该矿床为热水喷流沉积型铅锌矿床，后期又受到海西期一印支期的叠加改造，并确定该矿床为秦岭后造山期板内伸展热水喷流的产物，最后建立了洛坝铅锌矿床热水喷流沉积成矿模式。

新疆西昆仑切列克其铁矿成因——地球化学及流体包裹体证据

新疆切列克其铁矿位于西昆仑造山带南带,矿体呈层状、似层状产于志留系温泉沟组地层中。在对矿床地质特征进行研究的基础上,开展了详细的岩矿石地球化学及流体包裹体研究,探讨了切列克其铁矿的成因。切列克其铁矿经历了2期成矿作用：早期为海底热水喷流成矿作用,是主要成矿期,主要形成层状、纹层状和条带状矿体,硅质条带中流体包裹体均一温度为140~160℃,盐度为4.79%~5.09%Na Cl eqv,成矿流体为低温低盐度流体;晚期为岩浆热液成矿作用,该期成矿作用造成了菱铁矿的活化迁移,形成了细脉状菱铁矿石,通过对含菱铁矿石英脉中包裹体的研究,可见气液两相、含子矿物三相和富气相3种类型包裹体,成矿流体包括中高温高盐度流体和中低温低盐度流体。

贵州镇宁乐纪泥盆系重晶石矿热水沉积特征

贵州镇宁乐纪泥盆系重晶石矿床地质储量3 302万t,属大型矿床类型。通过对矿床沉积结构、构造特征研究发现,矿床(体)中分布:纹层状构造、条带状构造、角砾状构造、碎屑状构造、块状构造等,它们与天柱—大河边重晶石矿、广西古潭热水沉积重晶石岩及北秦岭二郎坪群热水沉积重晶石岩类似,海底热水喷流形成的热水喷流通道相、单一热水沉积岩相及热水混合同生沉积相在镇宁重晶石矿层中广泛分布,共同构成了热水浊流沉积相,这与秦岭泥盆系热水沉积岩(矿)类似,矿层沉积结构、构造及岩相特征很好的记录了海底热水喷流、演化的信息,沉积韵律特征说明了热水喷流由弱—强—弱的变化过程。海底热水喷流沉积形成的镇宁重晶石矿中热水沉积结构、构造及热水沉积岩相发育,是研究古热水喷流沉积成岩、成矿、划分热水沉积岩相的理想场所。

贵州松桃新元古代大塘坡期锰矿热水沉积构造特征

随着锰矿整装勘查及研究程度的深入,贵州松桃新元古代大塘坡期锰矿逐渐受到重视,并成为我国重要的锰矿基地之一。通过对松桃盆地各矿区锰矿石的沉积构造特征进行研究,发现松桃锰矿既有代表热水喷流沉积的角砾构造、网脉构造、块状构造等,又有反映热水与海水混合沉积的条带(纹)构造,同时存在成岩期同生变形构造:薄膜构造、破裂构造等。此外,该区锰矿具有独特的特征:矿体往往表现为"透镜体"状和上部为层状、下部为角砾、脉状的"二元式"结构。认为贵州松桃锰矿是由2套成矿方式(热水喷流单一成矿方式及热水与海水混合成矿方式)构成的具有完整热水沉积旋回的热水喷流—沉积类型锰矿区。

黔西南中晚二叠世大厂层火山热水沉积成矿作用

贵州晴隆大厂锑矿区赋矿地层大厂层为一套以硅化为主的火山碎屑岩沉积建造,因其别具特色的岩石组合、特殊的构造位置,以及含有金、锑、萤石、硫铁矿等矿产资源而备受地学界关注。晴隆大厂锑矿床90%以上的锑矿体和金矿化体均位于大厂层之中,因此,研究大厂层的形成和演化过程及其对锑、金成矿的控制作用或影响机理显得尤为重要。沉积岩相学研究表明,大厂层主要包括火山岩相(火山溢流相、淬碎角砾岩相、沉凝灰岩相、空落集块岩相和熔结凝灰岩相)和热液沉积岩相(热水沉积相、热水喷流相和热水交代相)。中-晚二叠世(约260 Ma)的溢流玄武岩、基性火山喷发和海底热水喷流活动是大厂层的主要物源供给者。元素地球化学研究表明,大厂层在沉积过程的热水喷流沉积作用提供了Sb、As、Au、Ag、Pb等成矿元素,并形成成矿元素的初始"富集体"。综合研究认为,中-晚二叠世的热水喷流沉积活动在时间上与右江盆地印支期低温热液成矿事件(200~250 Ma)在时空上基本一致,为印支期成矿事件在右江盆地北缘的响应。

湘黔地区下寒武统热水喷流成矿矿物成因机制研究

对湖南、贵州剖面的上下岩层的硅质岩、磷块岩、重晶石岩、金属富集层的沉积海水的温度、深度、介质条件、生态条件进行研究,硅质岩沉积期古海水温度平均为84.81℃或87.27℃,磷块岩沉积期古海水温度平均为42.17℃,磷块岩的形成温度与硅质岩比较相似,<100℃,分别约为37～47℃、79～98℃。研究区水深变化在100～300 m之间。硅质岩、富硫化物黑色页岩(金属富集层)、重晶石生成于微碱性的介质环境。而磷块岩生成于微酸性-微碱性的介质环境。成岩成矿模型研究充分揭示亲基性元素Ni、Mo、V、Cr、PGE的存在与基性岩、超基性岩的成因联系。研究区域在早寒武世期间属于东特提斯海域,中国南部板块和澳大利亚板块于早寒武纪分离期间所形成的深大断裂带,正可能是海水进行深部循环吸取镁铁质下地壳PGE形成富金属热卤水而在海底沉积的通道。

关于钦-杭成矿带的若干认识

钦-杭成矿带作为一个新的成矿带,人们对它作为独立成矿单元的研究才刚刚开始。本研究认为,钦-杭成矿带是一条与扬子—华夏古老板块结合带对应的成矿带,并可分北、中、南3段。其中,中段与南岭带大体一致,主要分布在北纬24°~27°。钦-杭成矿带同时是一条古海洋喷流热水沉积矿床密集分布带,在认定的喷流热水沉积矿床和岩浆/热液矿床中,有相当一部分属于两期复式成矿：在元古宙或古生代,首先出现喷流热水沉积矿床,然后在燕山期叠加了岩浆/热液成矿作用。钦-杭成矿带是一条重要的斑岩矿床带,斑岩型矿床具有重要的找矿潜力。古老俯冲带改造成矿作用是其重要的成矿机制。

钦杭结合带成矿地质背景及成矿规律

钦杭成矿带是钦州湾-杭州湾成矿带的简称,具有矿床规模大、矿床分布密集、矿床类型齐全、伴生组分多样的显著特点,是中国地质调查局规划的全国重点成矿区带。钦杭成矿带又称为钦杭(构造)结合带,大地构造位置对应于扬子板块和华夏板块的接合带。研究显示,钦杭带是一条古老俯冲带。它在古生代仍存在洋壳,属于洋陆俯冲体系。中生代构造转换是一个重要的地质事件,它使钦杭带由特提斯构造域卷入到西太平洋构造域中,大地构造性质从华夏和扬子板块之间的板块构造机制为主,转为陆内岩石圈拉张伸展构造环境,并产生巨大的地质效应,最突出的是燕山期岩浆的大规模活动以及成矿作用的大爆发。燕山期花岗岩存在确切的幔源端元信息,幔源物质参与了许多矿床的形成,并为最近钨多金属矿床北拓找矿所验证。钦杭结合带是重要的斑岩铜(钼)矿带,斑岩铜(钼)矿在钦杭结合带北、中、南三段均有产出,它们的主成岩成矿年龄是燕山期,但带有古老俯冲带岛弧体系的基因。钦杭带也是一条古海洋喷流热水沉积矿床密集分布带,VMS型铜多金属矿床和SEDEX型铅锌多金属矿床发育。钦杭带是一条古老俯冲带改造成矿带,古老俯冲带经燕山期改造/叠加成矿是钦杭成矿带的重要成矿机制。

云南易门狮子山铜矿的地球化学

笔者近年承担了“罗次一元江元古宙海底喷流成矿”项目研究,应用了喷流成矿理论,将宏观矿床地质与微观地球化学相结合,对易门狮子山矿床进行了重点解剖。按矿床特征、成矿作用和地球化学,将矿床划分为三个成因类型,即喷流热水沉积-改造型铜矿、沉积-改造型砂岩铜矿和与细碧岩有关的含铜磁铁矿。第一类为矿区最主要铜矿类型,铜储量占矿区已探明储量的90％,是主要的找矿对象。该类型的主矿体深部和NW侧喷流岩发育,是最有利的找矿靶区。

桂东寒武系培地组硅质岩成因与金的富集

根据岩石特征、化学成分、微量元素及稀土配分特征认为 :本区硅质岩是在大陆边缘坳陷环境下喷流热水沉积作用的产物 ;金在硅质岩及与之相伴的含碳泥页岩沉积过程中初步富集 ,而在后期热液改造成矿过程中再次聚集。指出硅质岩可作为桂东地区培地组中寻找沉积

三家厂铜矿地质地球化学及找矿

易门三家厂铜矿位于云南易门铜矿带西部 ,按产状、矿物组合及成矿作用可分为狮山式和凤山式矿床。矿床地质、地球化学研究结果表明 ,三家厂铜矿狮山式矿床是沉积岩容矿的海底喷流热水沉积硫化物矿床 ;凤山式矿床是狮山式矿床经后期构造和热液改造的产物。

贵州镇宁泥盆系大型重晶石矿床地球化学特征及其成因研究

水城—紫云—南丹深断裂是跨越黔桂两省较为闻名的断裂带,沿断裂带两侧分布一系列矿床类型,贵州镇宁泥盆系大型重晶石矿床位于北西侧。对镇宁大型重晶石矿床的沉积学、地球化学及成矿背景的研究发现,矿石中发育纹层状构造、条带状构造、角砾状构造、碎屑状构造和厚层块状构造等热水沉积构造,常量元素特征揭示该矿床可能形成于以SiO2及含矿硫酸盐流体的同生混合沉积作用。重晶石矿(岩)石中Sr、Zn和W明显富集,显示热水沉积特征,且该重晶石矿(岩)石在lg U-lg Th和Cr-Zr相关图解上也均显示热水沉积特征。稀土配分模式富集轻稀土,δEu表现正异常,δCe表现负异常,具热水喷流成矿特征。因此,认为镇宁大型重晶石矿属海底热水喷流沉积形成的产物。

长江中下游成矿带铜多金属矿床中灰泥丘的发现及其意义——以武山和冬瓜山铜矿为例

通过对长江中下游成矿带中武山铜矿和冬瓜山铜矿层状硫化物矿体的详细研究,发现了大量具有层圈状构造、层纹状构造或不规则同心环状构造的矿石。在前人研究基础上,经光薄片鉴定、扫描电镜观察和碳氧同位素分析等,认为这类矿石在宏观构造上显示出类似于灰泥丘的孔洞系统,微观上又发现了细菌等微生物结构,判断其属于一种矿化的灰泥丘。资料显示,灰泥丘产出的环境为陆坡相,水深明显大于台地相,并且灰泥丘与热水喷流沉积成矿作用关系密切,在国内外许多热水喷流沉积成因矿床中均发现有灰泥丘。本文所研究的两个矿床中灰泥丘构造矿石保存状况略有不同,冬瓜山铜矿灰泥丘构造矿石保留了大量显示原生热水喷流沉积成因的组构、并发现细菌等微生物结构,碳-氧同位素组成也显示原始沉积特征;而武山铜矿灰泥丘构造矿石则显示出受热液改造的矿石组构和碳-氧同位素组成特征,暂未发现细菌等微生物结构。冬瓜山和武山铜矿灰泥丘构造矿石的发现,有力地佐证了长江中下游成矿带在海西期曾发生过热水喷流沉积成矿作用。

贵州瓮安生物群和磷矿形成的沉积地球化学研究

运用沉积学和元素地球化学的理论和方法 ,通过对瓮福磷矿陡山沱组地层古地理背景与沉积环境分析 ,进一步揭示沉积记录中热水作用的客观存在性。研究认为 ,上震旦统陡山沱组“瓮安生物群”繁盛及磷块岩富集与海底热水喷流活动存在联系 ,热水活动在海洋生物的繁盛和海洋磷的运移过程中可能扮演了一个极其重要的角色 ,在缺氧带和亚氧化带的大量细菌对磷的分解和有影响力的铁 硫酸盐的循环作用下 ,富集的磷在海底上升洋流作用下 ,运移到氧化还原界面上富集成矿。