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第六章 热液矿床各论

四 火山-次火山热液矿床

（一）概述

1、概念：在火山喷发作用的晚期或间歇期，喷气和热液活动非常强烈，气液中通常含有大量的重金属化合物，在一定的地质条件和物化条件下，这些气液与围岩、与海水或气液之间发生作用，使其中的有用组分聚集和沉淀，形成火山热液矿床。

2、火山-次火山热液矿床的特点：

（1）矿床常产于火山岩地区，在矿区内或其附近常有同期的火山岩、次火山岩或侵入体分布，矿化主要发生于火山活动的晚期或间歇期；

（2）矿化主要发生于地表、海底或地下浅处（＜1～2km＝，成矿温度范围较大（50-500℃）；

（3）成矿介质复杂多样，有喷气、热液，或火山口附近被烤热的湖水、地表水、海水等；

（4）火山机构控矿明显，如火山口、火山颈、角砾岩筒、环状裂隙、放射性裂隙等，因此矿体常具复杂独特的形态和产状特征；

（5）多数矿床围岩蚀变强烈，既有高温蚀变（如钾化、云英岩化、黑云母化、钾长石化等），又有中低温蚀变（如硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等），蚀变范围广，与矿化关系密切；

（6）矿石物质成分复杂，组构多样，主要的金属矿物主要有元素单质（Cu、Ag、Au等）、氧化物（磁铁矿、锡石、黑钨矿等）、金属硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等）。

3、火山-次火山热液矿床的工业意义：

火山-次火山热液矿床分布很广，规模较大，矿种多，矿石质量好。主要矿产有Fe、Cu、Mo、Sn、Pb、Zn、Au、Ag、U等金属矿产、稀有分散元素（Be）以及萤石、明矾石、硫等非金属矿产。

（二）火山热液矿床的成矿作用和主要类型矿床的地质特征 火山热液矿床的成矿作用有三：（1）火山喷气作用（2）火山热液作用（3）次火山热液作用。据此，并根据产出的环境，将该类矿床分为四个亚类：（1）陆相火山喷气矿床（2）陆相火山热液矿床（3）陆相次火山热液矿床（4）海相火山热液－沉积矿床。

1、陆相火山喷气矿床

此类矿床仅限于火山活动区，数量不多，规模有限，形成温度高（600～1100℃）。矿体呈似层状，与火山岩互层产出，或呈脉状或似脉状充填于火山通道的裂隙中。有关矿产主要为自然硫、雄黄（AsS）、雌黄(As2S3)、萤石和硼矿等。典型矿床有我国台湾和日本的自然硫矿床和黄铁矿矿床。

2、陆相火山热液矿床 陆相火山活动中，在地表或近地表，由于火山热液中成矿物质直接晶出或经化学反应形成的矿床，称为陆相火山热液矿床。

此类矿床主要产于基性、中性、酸性火山岩及火山碎屑岩中。矿产由火山喷发产生的热液交代火山岩或其它岩石，或充填于火山岩喷气孔和裂隙中形成，矿体产状复杂多样，有层状、似层状，也有巢状、脉状及不规则状。

矿石中以中低温矿物组合为主，主要为硫盐、硫酸盐、铁的氧化物、明矾石等。围岩蚀变发育，常见有青盘岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、泥化、明矾石化等。矿石品位富、

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矿床规模不等，主要矿产有：

（1）玄武岩中的自然铜－沸石矿床

自然铜充填于玄武岩、玢岩等岩石的气孔之中或在火山碎屑岩中以胶结物的形式存在，共生矿物有沸石、葡萄石、石英、方解石等矿物。此类矿床规模不大，分布不广，以美国元古代苏比利尔湖铜矿床和我国四川二叠系玄武岩中的自然铜矿床为代表。

（2）安山岩中的金－铜石英脉型金－铜矿床 以我国台湾的金瓜石为典型代表，矿床中的大部分矿体产在以英安岩为主的第三纪火山岩中，受构造裂隙控制，呈脉状，主要矿脉长1500m，厚5-10m，延深700m以上。矿体围岩蚀变发育，主要有青盘岩化、硅化、黄铁矿化、明矾石化及粘土化等。矿石矿物组合为：金属矿物－黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金、银金矿、金银矿等；非金属矿物－石英、方解石、重晶石、明矾石等。矿石中金品位2-10g/t，银10-40g/t，深部以铜为主，品位0.7-0.8%。此矿床是世界著名的超大型金矿床之一。

江苏的铜井金－铜矿床也属此类 （3）火山岩中的金－银碲化物矿床

矿床与白垩纪－第三纪的安山岩、英安岩和粗面岩具密切的时间、空间及成因联系中，矿体呈脉状、复脉状成群产于火山岩系中的角砾岩管内及四周的放射状裂隙或其它裂隙中。矿石矿物以金银的碲化物为主，如碲金矿、碲金银矿、碲银矿，此外尚有硒银矿和极少的自然银；脉石矿物为石英、冰长石、菱铁矿和萤石等。金的品位很高，平均75-130×10-6，有的可达几kg/t。

以美国的克里普尔－克里克金矿最为典型，这类矿床在环太平洋的许多国家都有分布。 （4）火山岩中的铅锌多金属矿床

矿床发育于凝灰岩或其它火山岩中，常伴有次火山岩，矿体，分布于火山沉积岩层背斜 核部或两翼的层间破碎带中，呈鞍状、层状、透镜状，也有脉状者。矿石矿物成分有菱铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及银矿物和金矿物、方解石、重晶石。如我国云南的老银厂、江西德兴及东南沿海中生代火山岩中都有这种矿床分布。

（5）汞和汞锑矿床

与火山作用有关的汞矿床约占世界汞矿床的一半以上。矿床主要分布在环太平洋及地中海的新生代火山活动带，多数产在玄武岩、安山岩和流纹岩中，少数产于碱性岩、粗面岩中，矿体呈脉状、网脉状产于火山喷出岩和沉积岩中。矿石矿物主要为辰砂和辉锑矿，其它金属矿物有白铁矿和黄铁矿等。意大利的阿米阿塔矿床即属此类。

（6）萤石矿床

火山岩中的萤石矿床是最主要的类型之一，我国浙江省中生代建德系火山岩中的萤石矿床，质好量大，是我国最主要的萤石产区

火山岩系主要为流纹岩、凝灰岩、凝灰角砾岩和集块岩，矿体呈脉状，矿石属萤石－石英建造。围岩蚀变有硅化、高岭土化和绢云母化。

（7）明矾石矿床

明矾石矿床产于中酸性蚀变岩中，如流纹岩、安山岩及凝灰岩中，附近常有次火山岩，明矾石矿床石明矾石化蚀变岩组成的。

我国浙江（平阳矾山）和安徽（庐江地区）明矾石矿床质高量大，是明矾石的重要产地。 3、陆相次火山热液矿床

根据赋矿围岩岩性，可分为斑岩型矿床和玢岩铁矿床两类。

“玢岩铁矿”是我国地质工作者首先提出，其涵义类似斑岩铜矿的概念，用来代表在特定地质条件下具有统一成因的一组矿床。具体是指产在陆相安山质火山岩分布区，与辉石闪长玢岩次火山岩、火山－侵入岩体在时间、空间及成因上有联系的一组以铁为主的矿床。江

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苏宁芜火山岩区的铁矿是此类矿床较全面、较有代表性的实例。

铁矿化往往围绕一个火山－侵入活动中的次火山岩（辉石闪长玢岩－辉石闪长岩）分布，受各种构造（角砾状构造、原生裂隙、接触带构造、围岩中的断裂裂隙及层间裂隙构造等）控制明显由岩体内部－接触带－围岩，常出现几种矿化类型

（1）陶林式：岩体中心浸染状和细脉状矿化－岩浆熔离成因；

（2）凹山式：岩体顶部、边部的脉状、网脉状、角砾状矿化－伟晶高温气液充填～交代成因；

（3）梅山式(凤凰山式)：岩体与安山岩、凝灰岩(灰岩、砂岩)接触带上的块状、角砾状矿化－接触交代型矿化；

（4）龙虎山式：岩体附近火山岩中的脉状、网脉状矿化－中温热液充填型矿化： （5）龙旗山式：岩体附近火山沉积岩中的层状（赤铁矿）铁矿化－火山沉积矿化。 除火山－沉积型矿体外，其余各类型围岩都有不同程度的蚀变现象，时间上可分为三期，早期以钠长石化、钠柱石化、透辉石化、石榴石化，中期以阳起石化、绿帘石化、绿泥石化、金云母化和碳酸盐化为特征，晚期蚀变主要有黄铁矿化、硅化、水云母化、高岭土化等；空间上，围岩蚀变常具有分带现象，一般分为：A、岩体下部浅色蚀变带――主要由早期蚀变产物辉石、钠长石构成；B、岩体上部至接触带附近安山岩中的深色蚀变带――主要由早期蚀变产物石榴石、辉石及中期蚀变的绿帘石、绿泥石组成；C、接触带之上的上部浅色蚀变带――主要由黄铁矿化、硅化、石膏化和泥化带组成。上述蚀变分带可作为直接找矿标志。

4、海相火山热液－沉积矿床

以火山成因的块状硫化物矿床（VMS-Volcanogenic Massive Sulfide Deposit）最为典型。块状硫化物矿床，又称黄铁矿型矿床，是指与海底火山活动有关的，矿体呈层状、似层状和透镜状，矿石中硫化物(黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等)体积大于50%，具有典型的块状构造的硫化物矿床。矿石中金属硫化物以黄铁矿、磁黄铁矿为主（占金属硫化物的50%以上）。此类矿床是铜的主要来源(第三位)，铅、锌的重要来源。

VMS型矿床是一种非常重要的矿床类型。主要形成于海底或接近海底的条件下，成矿温度介于50-400℃，与海相火山喷发晚期或间歇期火山气液作用有关，往往围绕火山喷发中心成群成带出现，如日本和我国甘肃白银厂等地。其地质特征主要表现在：

（1）这类矿床多产在不同岩相、不同岩性火山岩的接触部位，火山熔岩、火山碎屑岩的顶部或附近，矿化多发生于火山活动的末期或间歇期，成因上与火山沉积作用密切相关，实际上是热液矿床与沉积矿床的一种过渡类型，因此有人将其归为火山沉积矿床；

（2）矿体多呈与火山岩整合产出的层状、似层状、凸镜状以及交错的脉状、网脉状，矿体与围岩形成于时间上相近的连续的地质过程中，全部或部分具同生性；

（3）矿体的顶底板发育较强烈的围岩蚀变现象，常见的蚀变类型有硅化、绢云岩化、青盘岩化、黄铁矿化、重晶石化、石膏化、泥化等，有时围岩蚀变具分带现象；

（4）矿床的成矿元素主要是亲铜元素和部分铁族元素，常见矿物有黄铁矿、磁黄铁矿以及铜、铅、锌的硫化物、金银矿物等；矿石构造多呈块状，其次为层纹状、条带状、浸染状、角砾状构造，矿石结构以均匀的结晶粒状结构为主，次为胶状、变胶状和各类交代结构。

（5）Sawkins(1976)按成矿构造背景、元素共生组合将此类矿床分为四种亚类。

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