高、中温热液脉型矿床

高、中温热液脉型矿床

热液矿床中，矽卡岩型和斑岩型矿床已经形成了相对完善的成矿模式，对其特征和形成作用国内外具有较为一致的认识。而其他类型热液矿床的情况则要复杂得多，有关这些矿床的成因往往存在较大的争论，尚未普遍形成像矽卡岩型和斑岩型矿床那样广为接受的成矿模式，所以其分类也并未统一。本教材划分出高、中温热液脉型矿床和低温热液矿床，因高、中、低温热液矿床分类术语最初由Lindgren（1933）提出，为保持相关知识的连续性，各类矿床的成矿温度范围仍大致沿用他的方案。但需要明确指出的是，这里虽然仍沿用其分类术语，但本质上已经不同于完全依靠成矿温度和深度进行分类的思想，成矿温度仅仅是目前分类中所考虑的参数之一，实际应用中还要考虑地质背景、控矿条件、成矿作用等因素，因此成矿温度只是一种重要的参考指标。

一、高温热液脉型矿床

高温热液脉型矿床指主成矿温度大于300℃、主要受断裂构造控制的热液矿床。 这类矿床往往与中深成的中酸性侵入体具有密切的时空和成因联系，含矿热液主要为岩浆热液。由于成矿时温度较高，且矿液中富含挥发分，因而在近矿围岩和岩体内部都发生强烈蚀变。最重要的蚀变种类是云英岩化、钠长石化、钾长石化、电气石化、黄玉化等。

矿石的矿物成分主要是氧化物和含氧盐类，其次是硫化物。并形成较多的富含矿化剂的矿物，如电气石、黄玉、云母等。典型的矿物组合，金属矿物有磁铁矿、磁黄铁矿、锡石、白钨矿、黑钨矿、赤铁矿、辉钼矿、辉铋矿、铁闪锌矿、毒砂、自然金等。非金属矿物有石英、长石、锂云母、角闪石等。

矿石多具粗粒结构，带状或对称带状构造。

矿体常受各种裂隙构造控制，多以充填方式成矿，也有交代方式成矿。矿体呈不规则的脉状、串珠状等，常沿一个方向呈雁行状排列，也见沿层面交代形成扁豆状或似层状矿体。 高温热液脉型矿床的主要矿种有钨、锡、铍、铌、钽等，矿床的规模一般为中小型，少数规模很大，是一种重要的矿床类型，如该类矿床钨矿的储量可达几万吨到几十万吨。 常见的高温热液脉型矿床有云英岩型钨、锡石英脉型矿床和钠长岩稀有、稀土元素矿床。

（一）云英岩型钨、锡石英脉型矿床

此类矿床以产钨为主，伴生锡、钼等，可综合利用。有些还伴生铍、铜、铅、锌等。 1．矿床的形成条件

这类矿床在成因和空间上都和花岗岩类有关，这些花岗岩的特征元素有W、Sn、Be、Nb、Ta、V、Th、Li、Rb、Cs等，均有较高的丰度，与矿床中的矿物极其近似。岩体大多为规模较小的岩株或岩钟状。它们有的呈成独立的岩体产出，有的呈复式岩体的晚期旋回产出。云英岩型含钨石英脉矿床多分布于岩体顶部、边部或距接触带不远的围岩中。

围岩主要为轻微变质的砂岩、板岩、千枚岩等硅铝质岩石。如前所述，云英岩型黑钨矿矿床往往和矽卡岩型白钨矿矿床共生，两种类型的钨矿在同一矿区出现，经研究认为成矿作用是统一的，只是由于围岩性质不同而引起的差异。在石灰岩中形成白钨矿矿床，在硅铝质岩石中则形成黑钨矿矿床。

矿床受断裂、裂隙构造控制甚为明显，矿脉多充填于剪切裂隙、张剪复合裂隙中。 2. 围岩蚀变

矿床典型的围岩蚀变为云英岩化。根据伴生矿物不同，可以进一步分为电气石云英岩、萤石云英岩和黄玉云英岩等。据统计，钨、钼多和含萤石的云英岩伴生；锡则多和含电气石、黄玉的云英岩有关。

3．矿体地质特征

矿床主要由充填作用形成。黑钨矿-石英脉都呈脉状产出，往往成带、成群出现，矿脉的形态与裂隙的类型及特点有关，按形态和产状，矿体可分3种类型：

（1）大脉型矿体：脉宽30~50cm，脉带成组平行排列，延长延深都较大，有时一个矿脉就可独立进行开采。

（2）中-薄脉带型矿体：矿体由产状近似的中-薄脉群构成。单脉宽10cm左右，脉带宽可达数十米，长断续可达千米。

（3）网脉型矿体：由细小的含钨、锡石英脉交织而成。细脉宽1~2cm，少数可达5cm。网脉型矿体的形态甚为复杂，局部地区可形成囊状富矿。

黑钨矿-石英脉在垂直剖面上可以看到明显的规律性变化，近年来，我国钨矿工作者总结出了脉状钨矿的“五层楼”垂直分布规律，矿脉自上而下可分5个带（图6-16）： （Ⅰ）微脉带：又称线脉带，为一系列微细裂隙组成的蚀变带，此带由宽小于1cm的云母-石英细脉组成，本身不具工业价值，是深部存在隐伏矿体的标志。 （Ⅱ）细脉带：位于微脉带之下，系由微脉合并而成。脉宽l~5cm，少数可达10cm。具有一定的工业价值。 （Ⅲ）中脉带：系细脉带往下进一步合并而成。脉幅宽10cm，个别宽可达50cm，脉成组平行排列，具有重要的工业价值。

（Ⅳ）大脉带：由中脉进一步合并而成，单脉宽数十厘米，常出现宽超过1m的巨脉，是最有工业价值的矿体。

（Ⅴ）稀疏大脉带：又称尖灭带，

分布于花岗岩中。矿脉不仅稀疏，而且随幅宽变小而逐渐尖灭。

钨矿脉的“五层楼”模式对找矿工图6-16钨矿床的“五层楼”分带示作具有一定指导意义。在一定程度上意图 阐明了多种形态脉状钨矿在空间上的分布规律。但是钨矿脉的“五层楼”现象在不同地区发育程度是不相同的。在实际工作中必须作具体分析。 4．矿石特点

云英岩型含钨、锡石英脉矿床主要是由充填作用形成的，所以矿石常具有对称带状构造、梳状构造、晶洞构造等特征。在网脉型矿床中可见到浸染状构造矿石，金属矿物多成自形晶散布于石英细脉或云英岩中。

矿石中的金属矿物主要为黑钨矿和锡石，少量辉钼矿、辉铋矿，毒砂只以伴生矿物出现。硫化物在某些矿区较为富集，主要为黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿等，它们常常是晚期矿化阶段的产物。矿脉内的金属矿物有时分布于脉壁，有时分布于脉中央。在矿脉膨胀、收缩，分支复合处以及产状转折处，矿化往往集中而成富矿段。

在垂直方向上，大多数矿区矿化呈现有分带现象，锡石在上，黑钨矿在下，少数

（转引自袁见齐等，1985） l-花岗岩；2-围岩；3-含钨石英脉

矿区则相反，硫化物一般都分布在黑钨矿和锡石之下。矿石中的脉石矿物主要为石英，构成含矿石英脉的主体，有时伴生有萤石、电气石、黄玉，个别矿脉中还有石榴子石、钾长石等出现。另外，近年来发现，云英岩型钨、锡石英脉矿床和花岗岩中的铌、钽、铍等稀有元素矿床之间常出现明显的垂直分带现象。即脉状钨、锡矿床往下为花岗岩中的铌、钽矿床所代替。两种矿床类型构成一组成矿系列。此外，黑钨矿中都含有一定数量的Nb2O5和Ta2O5，其含量随黑钨矿产出的深度增加而增加。

5. 矿床成因

目前认为，含钨花岗岩是深部硅铝层重熔岩浆侵入而成，钨、锡等成矿物质来自重熔前的矿源层。矿床形成于高温热液阶段，形成温度约在550~300℃，成矿深度约为4.5~1.5km，成矿方式以充填方式为主，成矿过程中挥发性组分起着一定作用。我国西华山钨矿床是这一类型的典型代表。 江西省西华山钨矿床

西华山钨矿区面积大约4.5 km，有宽10cm以上的矿脉400余条，矿床规模巨大，为世界所罕见。

区内西华山黑云母花岗岩呈岩株状产出，围岩为前泥盆系浅变质的千枚岩、板岩及石英砂岩等，构成向西倾伏的背斜。矿区内断裂构造发育，以NEE向的正断层为主，走向80°，倾向NNW，倾角50~60°。矿脉主要分布在花岗岩体内NEE向裂隙中，进入变质围岩后，矿脉即变小或尖灭，岩体内的矿脉大致构成南、中、北3个平行密集排列的组群（图6-17），其中以北组规模大、含钨也较富。 区内矿脉长以100m至300m者

居多，最长的可达900余米，脉宽图6-17 江西西华山钨矿床地质示意略

图 以10至30cm为最常见，最宽的可达

（转引自袁见齐等，1985） 3.6m，平均为30cm。矿脉在垂直方

向上呈一不对称的纺锤体，在地表

出露略小，延深至数十米处膨大，再往深部又渐次变小。

矿体内的矿物有30种以上，以石英、黑钨矿、白云母为主，其他矿物含量较少。矿物分布大体上有一定规律：上部锡石、绿柱石较多；中部以黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、黄铜矿和毒矿为主，下部则以白钨矿、方铅矿较多。矿脉中除钨外，锡、钼、铋、和绿柱石可综合利用。矿区内元素组合表现出明显的水平分带特征：即自岩体中心向外依次为W、Be带-W、Mo带-W、Sn硫化物带。

矿石结构复杂，有自形、半自形、它形粒状结构等，构造有块状、浸染状、条带状等。 围岩蚀变以云英岩化和硅化为主，多沿矿脉两旁发育，尤以上部最为强烈。云英岩的类型和矿化的垂直分带有一定的依存关系（图6-18）。云英岩宽数厘米至30cm不等，多成不规则的囊状。其中也分布有浸染状黑钨矿、锡石、白钨矿及辉钼矿，蚀变强烈处，钨、锡矿化有时也可达到工业要求。

据气液包裹体测温，矿脉中石英的形成温度为260~325℃，属高、中温热液的产物，氢、氧同位素测试结果显示其成矿流体主要来自岩浆水。据同位素年龄测定，成矿年龄

2

为141~13lMa，岩体形成年龄为185~140Ma，矿体是在复式花岗岩体的晚期侵入相形成之后产生的。

（二）钠长岩型稀有、稀土元素矿床

这类矿床主要指与花岗岩有关的Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Zr及稀土元素的各类矿床。

围岩蚀变十分发育且普遍，主要为钠长石化，钠长石化的结果使花岗岩变成一种中-细粒的浅色岩石——钠长岩。其矿物成分主要为钠长石、微斜长石和石英。

钠长石化花岗岩形成深度较浅，含矿岩体多为复式岩体，这类岩体的SiO2

含量明显偏高，常大于73％。其中碱质含量高，K2O+Na2O常大于7.5％。岩体中Fe、Mg、Ca、Ti等基性组分含量明显偏低。

矿化主要受岩体的微细构造（原生 节理、矿物颗粒间的空隙、解理、双晶图6-18 西华山钨矿床围岩蚀变垂直结合面等）及后生裂隙所控制。矿化的分带与矿物分布关系示意图（转引自姚凤良等，分布主要集中在岩体的顶部和边部。矿1983） 石呈浸染状，主要矿石矿物有钽铁矿、铌铁矿、铌-钽铁矿和锂云母等，伴生矿石矿物有独居石、磷钇矿、锆石、褐帘石、硅铍钇矿、氟碳铈矿、氟铈镧矿、

1-变质岩；2-花岗岩；3-石英脉；4-富云母云英岩；5-正常云英岩；6-富石英云英岩；7-钾、钠化；8-黑钨矿；9-锡石；10-绿柱石；11-硫化物；l2-稀土矿物

褐钇铌矿、褐钇钽矿、富钽易解石、黑稀金矿、烧绿石等。

这类矿床常和云英岩型钨、锡矿床共生。矿床中蚀变分带明显，在发育完整的情况下，自下而上为钾化带→钠化带→云英岩化带→似伟晶岩带→石英壳。钠化带是铌、钽的富集成矿带，云英岩带中则富集钨、锡矿化。云英岩型钨、锡石英脉矿床和花岗岩中的铌、钽、铍等稀有元素矿床出现的明显垂直分带现象，往往使两种矿床类型构成一组成矿系列。 目前，对钠长岩型稀有、稀土元素矿床的成因认识很不一致，有的强调岩浆硅酸盐结晶作用和以后的残余气液交代作用是一个统一的持续发展过程，故认为是岩浆矿床分类中的岩浆自变质矿床；也有的从交代作用及矿化与花岗岩的密切关系出发，将本类矿床与伟晶岩矿床并列，命名为稀有金属花岗岩型矿床，斯米尔诺夫根据其典型的围岩蚀变特征将它划为钠长岩型矿床。由于钠长岩型稀有、稀土元素矿床和云英岩型钨、锡矿床存在的密切联系，本书认为其成因和后者存在必然的联系，属于高温热液矿床。

这类矿床在我国南方分布广泛，如广东、广西、江西、湖南等地。

二、中温热液脉型矿床

中温热液脉型矿床是指主成矿温度大致在300~200℃之间，受断裂构造控制的热液矿床。该类矿床可以由不同成因的含矿热液形成。其中，有不少矿床在空间上往往与中小型、中深