火山成因矿床

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  火山成因矿床汉语拼音:huoshɑn chenɡyin kuɑnɡchuɑnɡ;英语:volcanogenic mineral deposit),一组与火山岩潜火山岩有成因联系的金属和非金属矿床。主要的成矿作用包括岩浆成矿作用、喷流成矿作用、气化–热液成矿作用(含热泉成矿作用),以及火山沉积成矿作用等。火山成因矿床位于同构造旋回的火山岩浆活动带内,成矿作用直接或间接与火山活动有关,矿质主要或部分来自火山岩浆。火山活动分为陆相和海相两大类。火山成因矿床按成矿作用分为4种类型。

  火山岩浆矿床 主要指岩浆在地壳深部经分异作用形成富集某种成矿物质的特殊熔浆(又称矿浆),然后经火山喷发作用将含矿熔浆带至地表或火山通道的裂隙系统中冷凝而成的矿床。当火山岩浆分异出不混熔的矿浆时,呈矿浆状流溢并覆盖于早期熔岩之上,矿石表面具流动构造,局部是绳状构造;矿石内有大小不等的气泡、管状体,推测形成温度可达1,500℃或更高。如智利北部安第斯山脉浦那高原的拉科铁矿床,第四纪火山岩系由安山岩、火山碎屑沉积岩、熔结凝灰岩和铁矿熔岩组成。矿区中破火山口的核部由流纹英安岩组成,其四周次级火山口喷溢出铁矿熔岩流,由磁铁矿、赤铁矿大面积熔岩状矿石堆积,形成5个主矿体,分布在上新世安山质熔岩之上,矿石含铁平均65%,矿石储量达10×108吨。中国宁芜地区的玢岩铁矿床和云南曼养赋存于细碧角斑岩中的磁铁矿矿床等都属典型的火山岩浆矿床。科马提岩系中的硫化镍矿床是新发现的一种火山岩浆熔离矿床。

  火山热液矿床 火山喷发时多伴有大量气体和热液,这些喷气和热液含有大量重金属化合物,在适当的地质条件下形成火山热液矿床。

  1.火山喷气矿床。主要有自然硫、雄黄、雌黄、萤石和硼矿等,作为喷气的升华冷凝产物,分布于火山口和附近的地表,一般矿床规模不大。1936年千岛群岛发生火山喷发,火山口中连续几个月溢出伴随炽热蒸气的熔融状态的硫磺,并很快形成一个含硫达90%以上的大型自然硫矿床。

  2.火山热液矿床。这类矿床主要产于基性、中性、酸性火山岩和火山碎屑岩中,成矿介质为火山岩浆残余热液与天水循环的地下水混合流体,成矿物质来自火山岩浆和流体萃取围岩中的重金属元素。主要矿产有铜、金、银、铅、锌、铋、汞、锑、砷、碲等,以及萤石、重晶石、明矾石、高岭石、迪开石、叶蜡石、沸石等非金属矿产。环太平洋成矿带中出现很多火山热液金属矿床。如中国台湾金瓜石金–铜脉状矿床,大部分矿体产于第三纪石英安山岩中,受断裂控制,主矿脉长1,500米、厚5~10米,深部延展达700米以上。这类矿床以中–低温,中浅深度为主,金属矿物以硫化物为主,常有硫盐、碲和砷的化合物等共生。围岩蚀变发育,常见的蚀变类型有青盘岩化、绢云母化、硅化、泥化(高岭土化)、明矾石化、叶蜡石化、沸石化等。

  火山沉积矿床 按成矿环境可分为陆相和海相两类,其中又以海相火山沉积矿床最为重要。海相火山活动过程中产生的射气、喷流和热液循环等方式,使成矿物质与海底火山沉积物相互作用而形成的矿床。这类矿床常具有同生矿床和后生矿床的双重特点,也可以看作是火山热液成矿和沉积成矿紧密联系,互为过渡的产物。这类矿床分布广,规模大,成矿作用和成矿环境复杂多变,是铜、铅、锌、金、银和铁矿床的重要类型,有很高的经济价值。主要有:

  1.块状金属硫化物矿床。矿床的矿体形态为与火山岩呈整合产出的层状、透镜状和交错脉状、网脉状矿体共生,金属硫化物矿石中常见的金属矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、白铁矿、黄铜矿、黝铜矿、辉银矿、银金矿、自然银,以及菱铁矿、赤铁矿、镜铁矿、磁铁矿等。矿石构造主要有块状、条带状、层纹状、浸染状、角砾状等;矿石结构以较均匀的细晶粒状为主,其次为交代结构、胶状、变胶状结构等。矿床围岩蚀变强烈,一般矿体下盘岩石蚀变最为发育,主要蚀变类型有硅化、石英绢云母化、青盘岩化、黄铁矿化等。空间上,围岩蚀变有明显的分带性。矿体中,矿石矿物组合复杂,矿石也有一定的分带现象。现代海底洋脊上已观察到这类矿床正在形成中,如太平洋马里亚纳海沟带上的“黑烟囱”和“白烟囱”,就是海底含金属硫化物的喷流现象。日本的黑矿矿床都分布在酸性熔岩丘中,矿石有明显分带,自上而下为:黑矿,由闪锌矿、方铅矿、重晶石的块状矿石组成;黄矿,由黄铁矿、黄铜矿块状矿石组成;硅矿,由黄铜矿、黄铁矿和大量石英组成;石膏矿,由石膏和硬石膏组成,局部可见黑矿与黄矿的巨块和大小不等的角砾。硅矿的下界非常不规则,实际上是硅化的英安熔岩,黄铁矿、黄铜矿和石英呈浸染–细脉状,认为是含矿流体上升通道的遗迹。黑矿和黄矿中有明显沉积特征的层状构造。中国甘肃白银厂的黄铁矿型铜矿床也是这类矿床的典型实例。

  2.变质火山沉积型铁矿床。矿石主要为磁铁矿、赤铁矿,伴以燧石、石英等,硅质矿物和铁矿物常呈薄细交互层,显示清楚的原生沉积层纹。铁和硅都来自基性火山岩带的喷流和热液,如中国辽东地区的鞍山式铁矿床和新疆谢尔塔拉铁矿床等。

  潜火山热液矿床 这类矿床分布于潜火山岩体或是围岩接触带,附近的火山碎屑岩中等。含矿热液主要来源于次火山岩体冷凝结晶过程中分异出的气液流体,并在浅成–超浅成条件下,外压力骤然降低,具有剧烈的气液活动而形成的隐爆角砾岩,以及放射状、环状断裂系统。与矿床有关的火山岩主要是安山玢岩、闪长玢岩、花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩等。典型实例有斑岩型铜(钼)矿和玢岩铁矿,它们都具有重要的工业价值。玢岩铁矿一词类似于斑岩铜矿的概念,是指中国宁芜地区晚侏罗–早白垩世陆相安山质火山岩分布区,与辉石闪长玢岩等次火山岩体有空间、时间和成因联系的一组以铁为主的硫、磷、石膏矿床。一组铁矿床往往围绕着一个火山侵入中心分布:

  1.岩体中央细脉浸染状的钠柱石、钠长石、透辉石、磷灰石、磁铁矿矿床,属晚期岩浆到高温气液交代成因,称为陶林式铁矿。

  2.岩体顶部和边部有凹山式的阳起石(透辉石)、磷灰石、磁铁矿矿床,呈脉状、网脉状、角砾状,属伟晶高温气液交代–充填成因。

  3.岩体与安山岩、凝灰岩接触带上的梅山式透辉石–石榴石、磷灰石、磁铁矿矿床,属接触交代–充填成因,部分为矿浆充填成因。

  4.岩体与前火山岩系沉积岩的接触带上有姑山式矿浆充填矿床、凹山式伟晶高温气液交代–填充矿床和凤凰山式金云母、磷灰石、磁铁矿接触交代–充填矿床。

  5.岩体附近火山岩中的龙虎山式石英–镜铁矿中低温热液充填矿床和龙旗山式层状、似层状火山–沉积矿床。瑞典基鲁纳式铁矿和俄罗斯土尔盖、乌拉尔等地区的某些铁矿,基本特征与玢岩铁矿相似。

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