喷流-沉积(Sedex) 型矿床
sedex矿床是一种以沉积岩为容岩的喷流热水沉积型的矿床，具有如下特征：
（1）构造位置：大陆裂谷或被动大陆边缘长期沉陷的断陷盆地。
（2）成矿环境：盆地接受了巨厚的陆源碎屑沉积物。矿床形成于同沉积断裂附近或由同沉积断裂控制的二级及三级盆地中。
（3）赋矿岩石：主要是中元古代和古生代以含有机质的黑色页岩、粉砂岩及细砂岩、碳酸盐岩、燧石岩等为主的细碎屑及海相沉积岩。
（4）矿体特征：矿体可分为喷流-沉积成因和热液充填-交代成因两类。前者为主要矿体，呈层状、似层状、凸镜状整合地产于上述容矿岩层中；热液充填交代成因的矿体仅在部分矿床中可见，为沿热液上升通道分布的不整合矿体。
（5）矿石的矿物组合：矿石中主要的金属矿物是黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿，次为黄铜矿，还可见少量其他一些铁、铜、铋、钼的硫化物及硫砷化物等矿物；主要的脉石矿物有石英、方解石、铁白云石、重晶石、白云石等。
（6）矿石组构特征：矿石多为细粒结构，次可见交代结构、固溶体分离结构；条带及条纹状构造、浸染状构造、块状构造、角砾状构造、细脉及网脉状构造。
（7）围岩蚀变：常见的围岩蚀变有硅化、电气石化、钠长石化、白云石化及铁白云石化、重晶石化、菱铁矿化及绿泥石化。
一、内容概述
沉积-喷流矿床（Sedimentary exhalative，简称SEDEX）是指以沉积岩为围岩的板状矿床。该类矿床主要产于大陆裂谷环境下的还原性盆地内，形成于海底，与热液流体排气孔的排气混合物有关。SEDEX型矿床是世界上Zn和Pb矿产资源的主要来源，其储量约占Zn储量的50%和Pb储量的60%。SEDEX矿床的内部格架主要受流体卸载口附近的海底硫化物所控制，矿床围岩主要由盆地海相、还原性的细粒沉积物组成，热液蚀变结构、矿物和元素围绕流体的卸载中心呈放射状分布（Goodfellow et al.，1993）。从火山喷气口中心向外，Zn/Pb比值增加是SEDEX矿床最显著的特征，而Pb/Ag、Cu/（Pb＋Zn）、Ba/Zn、SiO2/Zn比值也是增加的。SEDEX矿床的蚀变矿物有石英、白云母、绿泥石、铁白云石、菱铁矿、电气石和硫化物等。热液蚀变带广泛发育，在成矿前和成矿后的沉积岩中延伸可达100m，侧向延伸达数千米。
许多SEDEX矿床形成于还原性的海相盆地，并且主要形成于盆地演化过程中的凹陷阶段，临近深穿透的走滑断裂带附近。这些构造在同裂谷阶段的高渗透性的碎屑岩中切割碳酸盐岩和页岩建造，并从流体库中捕获含矿流体（Nelson et al.，2002）。SEDEX矿床演化过程中与大洋分层缺氧、富H2S时期密切相关，最有利于形成SEDEX矿床的盆地是大陆裂谷盆地（图1），这些盆地至少有2～5km厚的粗粒、渗透性较好的碎屑岩及其有关的火山岩和火山碎屑岩组成（Goodfellow et al.，2007）。SEDEX型矿床成矿流体大多是氧化性的、贫H2S的流体，这些流体产生于同裂谷碎屑沉积岩的热液流体库中，而碎屑岩往往被细粒的碎屑岩或碳酸盐岩所覆盖（Cooke et al.，2000）。成矿期次主要受重新活动的裂谷构造事件的控制，这些裂谷断裂往往产生下沉的地堑或半地堑的二级或三级盆地。矿质沉淀的位置要有足够的还原性硫的存在是这类矿床形成的必要条件（Cooke et al.，1998）。
二、应用范围及应用实例
（一）红狗铅锌矿床
红狗铅锌矿床位于北阿拉斯加Brooks山脉西部的De Long山地区，2001年，Teck Cominco公司发布红狗矿床矿石储量/资源量为140.6×106t（Jennings et al.，2002）。区域上主要出露古生代和中生代岩石。红狗地区南北边界为两条主要的北西西-南东东向正断层，主要由3个褶皱-断裂推覆体组成（De Vera et al.，2004）。靠近Kuna组Kivalina单元底部和Kayak页岩顶部，有蚀变的长英质、铁镁质凝灰岩及铁镁质岩床分布。石炭系Kuna组是红狗矿床的主要赋矿层位，以富含有机质的泥岩、页岩、硅质岩和碳酸盐岩为主，局部富含有机质，沉积地球化学研究表明，Kuna组沉积环境为盆地相和斜坡相（John et al.，2004）。红狗矿床4个矿体均位于红狗板片中，排列于低角度的双重构造中，而矿体赋存部位被限制在单个的逆冲叠瓦状构造中（图2）。单个矿体的内部蚀变矿化分带清楚，从矿床顶部向下，矿石分别为：①贫硫化物重晶石；②含硫化物重晶石；③硅质岩；④块状硫化物。矿石结构主要有石英和硫化物的环带结构、粒状结构、镶嵌结构等。围岩蚀变普遍，主要有硅化、硫化物化、燧石化、重晶石化等，成矿主要与浅色瘤状或不规则层状热液硅化有关。矿石中硫化物主要有黄铁矿、白铁矿、方铅矿以及少量的黄铜矿、磁黄铁矿等，非硫化物主要为石英、重晶石、伊利石、石膏和钙氟石等。红狗矿床块状硫化物和脉状硫化物中的黄铁矿Re-Os年龄为（344±3）Ma。研究证明，沉积喷流矿床既可以在海底形成，也可以通过交代作用和开放空间的充填作用在海底之下形成（Large et al.，2002），红狗即是后一种模式。
图1 SEDEX矿床沉积盆地构造格架
（据Goodfellow et al.，2007）
总之，该矿床具有如下特点：①大地构造背景为大陆边缘盆地和裂谷盆地，赋矿地层为富含有机质的泥岩、页岩、硅质岩，夹少量碳酸盐岩；②矿化和围岩具有蚀变垂直分带特征，单个矿体内部蚀变矿化自上而下为贫硫化物重晶石-含硫化物重晶石-硅质岩-块状硫化物；③主要结构为环带结构、粒状结构、镶嵌结构等，主要蚀变为硅化、硫化物化、燧石化、重晶石化等，主要硫化物为黄铁矿、白铁矿、方铅矿、闪锌矿；④原生矿体为水平状态，但后期具有明显改造作用，使矿体呈透镜状、倾斜状，也造成矿体相互叠置；⑤从找矿实践上看，红狗矿床早期的发现归功于传统勘查方法和水系沉积物测量，近期的发现主要归功于运用构造模式去指导勘查工作。
（二）里申（Lisheen）铅锌矿床
里申铅锌矿位于爱尔兰中南部的Tippeeray县，泥盆纪—石炭纪爱尔兰中部均为被动大陆边缘台地，台地边缘同生构造发育，控制了沉积相的展布。矿体埋深60～240m，产于下石炭统Waulsortian组泥墩复合体的核部相浅灰色—灰色微晶灰岩中，位于断层的上盘，其底部为不透水的碳酸盐层，矿层产状与岩石层理产状一致，呈单个或多个层状硫化物透镜体产出。里申矿床主要受控于4个主要的北东东向伸展断层，矿床矿化（厚度和品位）均位于这些主断层上盘的Waulsortian碳酸盐岩中。矿石矿物组合相对简单，主要矿物包括闪锌矿、方铅矿和铁硫化物（白铁矿、黄铁矿等）。白云岩化是主要的围岩蚀变，断层上盘尤为发育，其他的蚀变还包括网脉状粉红色白云岩脉、白云石-玉髓-赤铁矿脉。岩石和矿物成分分析表明，含Cu、As、Co、Ni的地层主要分布在主断层附近，并富集在主成矿阶段的主断层附近的各种硫化物中，说明近东西向主构造是成矿流体从深部搬运这些元素的主要通道。Wilkinson et al.（2005）提出了里申矿床的成矿模式（图3）。该模式认为陆壳内部循环的（蒸发）海水发生在裂谷区或伸展的被动大陆边缘，深部循环可以产生巨量的成矿流体。晚古生代温室环境下Laurussian大陆边缘广泛发育的蒸发卤水似乎是盆地产生巨量金属堆积的关键因素。
图2 红狗矿床双重构造及矿体叠覆关系
（据De Vera et al.，2004）
该矿床具有如下特征：①里申矿床属于比较典型的SEDEX型矿床，成矿背景为被动大陆边缘台地，赋矿地层为台地碳酸盐岩，岩石发生区域白云岩化；②矿体顺层分布，同生断层严格控制了矿体的分布，次级断层对富矿体起了控制作用；③成矿流体盐度为12%～18%，温度为200～280℃，两种流体混合导致了成矿作用；④从找矿实践上看，里申矿床属于隐伏矿床，成矿模式对矿床发现起了重要作用。其成功经验之一就是在靶区筛选过程中根据成矿模式在有力的成矿背景中寻找有力的岩性岩相和同生断层分布区。此外，垂直断层带上的土壤剖面测量是发现矿化异常的主要手段，在化探异常区进行IP测量和瞬变电磁测量（TEM）是圈定矿化体的有效手段。
图3 里申铅锌矿床两种流体成矿模式图
（据Wilkinson et al.，2005）
三、资料来源
毛景文，张作衡，王义天等.2012.国外主要矿床类型、特点及找矿勘查.北京：地质出版社，328～334
Goodfellow W D，Lydon J W.2007.Sedimentary exhalative（SEDEX）deposits.In：Goodfellow W D.Mineral Deposits of Canada：A Synthesis of Major Deposit Types，District Metallogeny，the Evolution of Geological Provinces，and Exploration Methods：Geological Association of Canada.Mineral Deposits Division，Special Publication 5，163～183
Jennings S，King A R.2002.Geology，exploration history and future discoveries in the Red Dog district，western Brocks Range，Alaska.In：Cooke D R，Pongratz J.Giant ore deposits：Characteristics，genesis，and exploration.The Centre for Ore Deposit Research Special Publication，4：151～160
Large R，Bull S，Selly D et al.2002.Controls on the formation of giant stratiform sediment-host Zn-Pb-Ag deposits：With particular reference to the north Australian Proterozoic.In：Cooke D R，Pongratz J.Giant ore deposits：Characteristics，genesis，and exploration.The Centre for Ore Deposit Research Special Publication，4：107～149
Wilkinson J J，Weiss D J，Mason T F D et al.2005.Zinc isotope variation in hydrothermal systems：Preliminary evidence from the Irish Midlands Orefield.Economic Geology，100（3）：583～590
一、概述
喷流-沉积 ( sedimentary exhalative) 矿床指在细碎屑岩为主的沉积岩中成层产出、以发育块状具条带层纹状富硫化物矿石为特征的一类矿床。这类矿床中最常见和最重要的是铅锌矿床。目前，国内把这类矿床又称为热水沉积矿床。
早期研究中曾把这类矿床看作是火山成因块状硫化物矿床的一种过渡类型或一个端元类型，因为它们具有块状、条带层纹状富金属硫化物矿石这个共同特点。后来的工作证明有些地区含矿岩系中只有很少或完全没有火山岩，表明火山喷气作用不是成矿的必要机制。有人为突出容矿岩石的特点，提出称页岩型矿床的意见。特别是在 20 世纪中叶，随着澳大利亚、加拿大、德国同类矿床的发现和深入研究，不仅认识到这类矿床在有关金属资源量上占有突出地位，而且逐步形成了较完整的新的成因解释，即在多级断陷盆地中，由同生水受热演化形成含矿热水，借助适当通道喷出或喷流到海底而沉积成矿的基本成因概念。有意义的是继识别出矿体下盘通道的矿化蚀变带之后，在我国更是发现研究了矿床中的多种热水沉积岩。概括地说，现在认为这类矿床成矿流体不是岩浆热液，而是由下渗水、同生水演化生成的热水，成矿作用不是后生的充填交代作用，而是具有沉积同生成岩的性质，当然也可以受到程度不同的后生改造。
这类矿床不仅是铅锌的最重要来源之一，而且也是铜、金、银、锰、重晶石、萤石的重要来源或部分来源，世界 5 个地区有重要分布，包括: ①中国北方，如南秦岭厂坝、铅硐山、银硐子-大西沟，狼山-渣尔泰山东升庙、霍各乞，中条山胡家峪-蓖子沟; ②澳大利亚东北部，如麦克阿瑟河 ( McArther River) 、芒特艾萨 ( Mount Isa) 和布罗肯希尔 ( Bro-ken Hill) ; ③北美西部，如加拿大霍华兹山 ( Howards Pass) 、沙利文 ( Sullivan) 、托姆( Tom) ; ④欧洲西北部，如德国麦根 ( Meggen) 铅锌重晶石矿床和腊梅尔斯伯格 ( Ram-melsberg) 铅锌矿床、爱尔兰锡尔佛迈茵斯 ( Silvermines) ; ⑤南部非洲，包括南非和津巴布韦。
喷流-沉积型矿床成矿作用在一个大地构造区域内不一定是同时，但常常大致属于同一时代，中元古宙 ( 17 亿 ～14 亿年) 和古生代早中期 ( 4. 5 亿 ～3 亿年) 是最为重要的成矿时代; 成矿环境为冒地槽或被动大陆边缘受陆缘裂陷控制的盆地，盆地形成于造山前的一次非造山性构造事件中。这类矿床含矿岩系为陆屑沉积向类复理石过渡型和构造次稳定型建造，包括细碎屑岩、泥岩和浅水碳酸盐岩。喷流-沉积型矿床的成矿区常具有明显地在很大程度上由于深部 ( 隐伏) 岩浆加热引起的古地热梯度异常; 许多矿床空间上都伴有成矿时期活动的 ( 同沉积) 断层，它们可能是盆下源含矿热液上升到达地表的通道;这些同沉积断层经常通过沉积相和厚度等陡变现象来判断。
矿床由一个或多个层状、似层状或透镜状硫化物矿体组成，层位稳定。矿床规模大型者较多，矿体厚度可达几十米，延长延深从几百米到 1 km 以上。有的矿床虽受后期构造强烈改造而使矿体发生褶皱变形，但与围岩是同步的，两者产状仍保持一致。在层状矿体的下面或附近往往可见到网脉状或脉状矿体和硅化、黄铁矿化、钠长石化等热液蚀变，这种网脉-蚀变矿化带被理解为盆下源成矿物质上升的通道。容矿岩石是粉砂岩、页岩、碳酸盐岩等水成沉积岩，而含矿层内直接容矿岩石往往是不同类型热水沉积岩，如硅质岩、钠长石岩、重晶石岩、镁铁碳酸盐岩、电气石岩等。
喷流-沉积型矿床的矿石以简单硫化物组合为特点，常见有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿，其次为磁黄铁矿或白铁矿、黄铜矿、毒砂，偶有硫盐类矿物。矿石块状、条带状、层纹状构造为主，网脉-蚀变矿石为裂隙充填、细脉和角砾状，部分矿石因受后生改造可出现新的矿石构造。喷流-沉积型矿床具明显矿化分带，平面上，从喷流中心向外依次为 Cu-Pb-Zn-SiO2-BaSO4( Fe) 等的硫化物、氧化物和硫酸盐，形成富铜核，铅和锌分布更广，边缘为硅质岩和重晶石，有时有赤铁矿; 垂向上，自下而上通常为 Cu-Zn-Pb- ( Ba) 。矿物气液包裹体均一温度一般为 150 ～300℃，盐度一般在 7% ～22% ( NaCl) 之间。
二、矿床类型及重要实例
喷流-沉积矿床以往多按容矿岩石分为页岩型和碳酸盐岩型。实际上该类矿床的容矿岩石还有粉砂岩、硅质页岩、硅质岩等热水沉积岩等，几乎所有的水成和热水沉积岩都可以成为该类矿床的容矿岩石。不少矿床由细碎屑岩-页岩-碳酸盐岩组成含矿岩系，矿体可产在不同层位的不同沉积岩中。按矿种，喷流-沉积型矿床分为喷流-沉积型铅锌矿床、喷流-沉积型多金属硫化物矿床、喷流-沉积型铜矿床、喷流-沉积型硫铁矿矿床等。有人认为，某些层控型银、金矿床也属于喷流-沉积成因。
1. 甘肃厂坝和李家沟铅锌矿床
位于甘肃省陇南地区成县境内，它是秦岭泥盆系以铅锌为主多金属成矿带热水沉积成矿系列中规模最大的铅锌矿床，矿石平均品位 Pb + Zn 大于 10%，铅锌总金属量已超过500 万吨。该矿床包括厂坝和李家沟两个矿段 ( 图 6-8) 。
图6-8 甘肃厂坝和李家沟铅锌矿床地质简图( 引自祁思敬等，1993)
含矿地层为中泥盆统安家岔组，原岩为一套泥岩-细碎屑岩夹碳酸盐岩沉积序列，为扬子地台北缘陆棚海中外陆棚海槽复陆屑建造向类复理石建造过渡层位中的一段，在成矿区内出露厚度达 3000 m。安家岔组分为两层，下部层为厂坝层 ( D2a1) ，上部层为焦沟层( D2a2) 。厂坝层为含矿层，上部泥岩、粉砂岩为主，下部以碳酸盐岩为主。岩石普遍遭受了绿片岩相、有的达到角闪岩相区域变质，成为黑云母石英片岩、黑云母石榴子石透闪石透辉石片岩、方解石石英片岩和黑云母条带大理岩等。厂坝层自上而下层序为: 变质粉砂岩、片岩; 方解石石英片岩; 泥质条带大理岩; 白云岩; 黑云母石英片岩、黑云母石榴子石片岩。
根据含矿岩石把整个含矿层分为两个含矿系统，即以钙质为主的大理岩含矿系统和以细碎屑岩为主的片岩含矿系统。两个系统中都发育热水沉积岩，在矿区内主要为钠长石岩、硅质岩、重晶石岩，其中含电气石可达 3%，此外还含有其他热水成因矿物，如铁白云石、钡长石、透闪石、透辉石等。铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状产于方解石石英片岩和大理岩中，有多个成矿层位，产状与围岩一致 ( 图 6-9) 。目前已勘探出工业矿体 20 个，主矿体为厂坝Ⅰ号矿体 ( 大理岩容矿) 、厂坝Ⅱ号矿体 ( 方解石石英片岩容矿) 、李家沟Ⅰ、Ⅱ号矿体 ( 大理岩容矿) 和李家沟Ⅲ号矿体 ( 片岩容矿) ，其中厂坝Ⅱ号矿体 ( 延长 400 m 以上，延深超过 600 m，最大厚度近 40 m) 和李家沟Ⅱ号矿体 ( 延长 2000 m，控制延深 500 m 以上，厚度可达 40 m) 占总储量 93%以上。含矿层总厚度大于 500 m，矿体集中于 4 ～5 个层位中 ( 图 6-9) 。
图6-9 甘肃厂坝铅锌矿床 37 勘探线剖面图( 引自祁思敬等，1993)( 图例同图 6-8)
厂坝Ⅱ矿体容矿岩石类型为方解石黑云母石英片岩。块状矿石产于层状矿体的下部，其中夹有电气石和石英钠长石岩条带; 中部以条带状矿石为主，为金属硫化物与钠长石、石英交互条带; 顶部出现了富重晶石条带。在透镜状矿体的下盘，出现了绿泥石阳起石钠长石化网脉带和蚀变角砾岩带。矿石平均品位 Zn 12. 15%、Pb 2. 96%。李家沟Ⅰ、Ⅱ矿体容矿岩石为黑云母条带大理岩，Pb + Zn 平均 10%。厂坝 I 矿体产出层位和容矿岩石类型与之相同。
厂坝矿床主要矿石矿物为黄铁矿 ( 在片岩含矿系统中含量较高) 、闪锌矿 ( 大部分为铁闪锌矿，Fe 含量最高达12. 9%) 、方铅矿，此外还有较多的磁黄铁矿及少量的毒砂、硫锑铅矿，极少见到铜矿物。脉石矿物种类复杂，与容矿岩石类型有关。主要脉石矿物有石英、黑云母、方解石、重晶石、钠长石等。矿石以块状-条带状构造为主，次为浸染状构造，具粗粒变晶结构。矿石铅同位素组成十分均匀，μ 值为 9. 15 ～ 9. 72; 矿石中矿物流体包裹体均一温度在 110 ～ 180℃之间，盐度为 19. 8%，流体性质为 Na-K-Cl 型，含较高的 CH4，偏酸性，流体的87Sr /86Sr 为 0. 708 ～ 0. 710，接近海洋锶。
2. 内蒙古东升庙多金属矿床
矿床产于内蒙古巴彦淖尔盟杭锦后旗。含矿地层为中元古代书记沟组、增隆昌组和阿古鲁沟组，它们沉积于华北陆块北缘裂陷海盆中，海盆被陆棚中央隆起狼山-石哈河古岛分隔为内外海槽，东升庙矿床产于内槽。含矿岩系为浅海相碎屑岩-碳酸盐岩-碳质泥砂岩建造，下部为滨浅海碎屑岩相，包括砂砾岩、石英长石砂岩、石英岩 ( 书记沟组) ，中部为浅水台地碳酸盐岩相及断陷盆地相，岩性包括叠层石灰岩、白云质灰岩、白云岩和含碳泥砂岩 ( 增隆昌组) ，上部为陆棚边缘断陷盆地相，岩性为富碳的泥岩、粉砂岩和碳酸盐岩构成的韵律层 ( 阿古鲁沟组) 。
东升庙矿床主要矿体产于增隆昌组粉砂质千枚岩和白云岩 ( 硫铁矿矿体和铜矿体)以及阿古鲁沟组碳质板岩中 ( 铅锌矿体) ，容矿岩石有水成沉积的碳质白云岩、碳质板岩和热水沉积的铁白云石岩、硅质岩和钠长石石英岩。矿体呈层状、似层状与围岩产状一致，但受区域变形影响而与围岩同步褶曲 ( 图 6-10) 。
矿区探明工业矿体 12 个，其中 6 个主矿体长 1400 ～1700 m，平均厚 9. 88 ～14. 86 m。矿体顶板为含碳质粉砂质板岩，底板为钠长石石英岩、黑云母磁铁矿白云岩、含电气石黑云母片岩等含热水沉积的岩石。此外矿体中亦有大量热水沉积矿物，如铁白云石、绿泥石、电气石、绿帘石、透闪石、阳起石及少量钠长石和重晶石，底板岩石中除黑云母、磁铁矿外，还有铁铝榴石、绿帘石等条带。此外在矿层中还见有微斜长石、钠长石和绿泥石网脉。矿体主要是块状硫铁矿，占矿体总数的 60%，其次为锌矿体、铅锌矿体，还有少量铜矿体。铅锌矿体平均品位 Zn 为1. 41% ～4. 92%、Pb 为0. 86% ～1. 82%，Zn/Pb 比为9 /1，有的含 Cu 在 0. 39% ～ 1. 32% 之间。矿床锌铅总金属量超过 450 万吨，硫铁矿储量在 2 亿吨以上。主要矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、铁闪锌矿，次要为黄铜矿、方铅矿、菱铁矿、磁铁矿等。矿石主要呈层纹状构造，次为浸染状构造，并见有角砾状、网脉状矿石。
3. 中条山胡家峪和蓖子沟铜矿床
位于山西省南部垣曲县境内。矿床产在古元古代陆内裂陷环境中的边缘裂陷带中，陆内裂陷是在华北陆块太古宙古陆基础上发展起来的。矿田区域范围内太古界变质火山岩多见，矿区新太古界为一套变质的超钾质火山岩，方柱石黑云母片岩、角闪石黑云母片岩和变流纹岩、变流纹凝灰岩组成的变质双峰式火山岩系构成变质核杂岩的主体; 太古界之上为古元古宙陆内裂陷环境中边缘裂陷带内堆积的厚层陆源沉积变质岩系，即下元古界中条群，由石英岩、钙泥质片岩、含金云母白云石大理岩、黑色片岩、方柱石白云石大理岩等组成。容矿的地层主要是中条群篦子沟组黑色片岩建造，岩性可划分为水成沉积和热水沉积两类建造，前者包括黑色泥质片岩、灰色板岩、石榴子石绢云母片岩及少量大理岩; 后者包括条纹状电气石岩、金云母石英白云石大理岩、石英钠长石岩和变角砾岩等 ( 孙海田等，1990) 。
图6-10 内蒙古东升庙矿床纵剖面图( 引自翟裕生等，2003)
工业矿体的产出严格受地层层位和岩性控制，与热水沉积岩层的空间分布基本一致，主体为层状、似层状和透镜状与围岩整合产出，界线清楚，极少矿体为脉状。矿石中主要矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等，脉石矿物主要是石英、白云石、钠长石、金云母、电气石等。矿石铜品位 1% ～3%，矿床储量达到大型。
三、成矿作用
在现代洋底扩张中心、裂谷带及其附近，海底热液活动形成许多喷口，深部热液从喷口喷至海底并通过热水沉积方式形成现代洋底含金属沉积物 ( 软泥) ，这被理解为现代海底发生的喷流-沉积作用。本节所述矿床类型的形成与现代海底热水沉积相似，主要产于陆内/陆间裂谷或坳拉谷等伸展裂陷构造环境，定位于受裂谷控制的克拉通内或其边缘坳陷沉积盆地内; 但是，喷流-沉积型矿床形成的类似海盆中没有典型洋壳，这是它与火山块状硫化物矿床的明显不同之一。喷流-沉积型矿床的成矿时代主要是中元古代和古生代早中期，中元古代在地球演化过程中正处于大陆分裂和超大陆开始形成的转折期，古生代早中期是超大陆破裂后，冷大陆形成初始期，大陆边缘应力场由拉张向挤压转变时期; 在这样一个特殊的地壳发展阶段和特殊的地壳热状态下，不仅容易形成直达海底的裂谷通道，而且容易在地壳中形成热水对流系统，这是海底喷流-沉积矿床形成的基本背景。
依据该类矿床主要特征、形成的构造环境及当时地壳演化的基本背景，现在绝大多数学者都认为它们是由海底喷流沉积形成的。
1. 成矿流体的形成
形成这类矿床的流体，主要为盆下源的地层水 ( 建造水) 和循环海水，成分主要是富氯化物溶液。沉积盆地内，随着沉积物由于埋藏深度增加，温度增高，岩石压力增大，沉积物逐渐被压实脱水，孔隙水中盐度增高。当温度升到 90℃ 时，沉积物继续被压实，可膨胀的粘土向非膨胀粘土转化，如蒙脱石变为伊利石，这时会有金属物质开始通过流体作用从矿物中萃取出来，进入同生水溶液。到 130℃时，进一步升压脱水，一方面被排出的同生水大量增加，另外有更大量的金属被流体萃取活化出来进入同生流体，在正常地温梯度加热条件下，形成初始的含矿热液和成矿流体。最近研究表明也不排除有盆下源深部岩浆水的成矿贡献。
2. 流体的对流循环
含矿热液形成后，在过渡型地壳这一特殊区域可与下渗海水一起形成对流循环系统，含矿热液在对流循环中使其中的成矿物质更加丰富。热水对流循环形成的基本要素遵循雷诺方程:
基础矿床学
解释，式中包括渗透率 ( k) 、流体膨胀系数 ( α) 、重力加速度 ( g) 、透水层厚度( H) 、透水层顶底板的温度 ( Δt) 即温度梯度、流体的粘滞度 ( V) 、饱和介质热扩散度( Km) 。其中渗透率和温度梯度是发生对流的基本参数。由此 M. J. Russell 在总结大量前人认识的基础上提出了一个 “地壳伸展期间热水对流房加深作用形成喷流-沉积型铅锌矿床”的模式。Solomon ( 1976) 较详细描述了海底下面对流池内的热液和海水的循环模式。经计算，这种对流系统的直径约为 10 km，深度为 4 ～5 km。因此，热液流经的岩石中可提供大量的金属物质。Russell ( 1978) 指出，在爱尔兰中部石炭系盆地之下的早古生代对流系统，直径为 35 ～ 50 km，深度可达 14 km，因此，只需利用热液流经源岩中 1% 的锌，即可形成爱尔兰纳凡大型锌矿床。
热液对流循环系统在其演化的不同阶段对不同成矿元素的萃取能力不同，因而各阶段的成矿流体形成不同特点和类型的矿化。大多数研究者认为，铅锌矿是在其演化的主期形成的，此时系统中的热焓最高，酸碱度和氧逸度正适合于萃取岩石中的铅锌，因而可能形成流量较大的铅锌成矿流体。这可能是世界上该类矿床以铅锌矿床占绝对优势的主要原因。
含矿热液的对流循环需要热源，这种热源的明显表现是矿床在区域上处于异常的高热流区。有较多证据表明，区域上的异常地热梯度与深部的岩浆房活动及地幔热点有关。也就是说，是地幔热点长期为大量的同生水 ( 地层水) 、海水的对流循环提供足够的热能。
3. 成矿流体的喷出与金属硫化物的沉淀
足够的热能可使地壳中对流循环的含矿热液沿某种同生构造排泄到海底，在地表和近地表发生热水沉积成矿作用。排泄通道常常是切开对流池并一直在矿化期活动的同生断裂，这些断裂的活动，是将含矿热液突然喷到地表的最重要机制之一。基底断裂带通常把地壳分割成许多块体，这些地块以不同的速度下沉，结果使喷流-沉积矿床定位于盆地或隆起边缘。
一般情况下，当含矿热液进入断裂通道时，其物理化学条件会发生迅速的改变，如温度下降、压力降低、fO2和 pH 值增高，并且由于与下渗海水的混合可能提供丰富的 H2S、HS－和 S2 －，这些都可能使成矿流体未达海底即发生卸载，将成矿物质沉淀在通道中，并伴生主岩的角砾岩化，形成网脉-蚀变矿化。如果上覆水体深度较大，在喷口处形成较大静水压力，且含矿热液涌量很大，而通道系统又比较通畅时，则通道中的热液不会发生沸腾，会一直喷溢海底发生热水沉积。
含矿热水溶液排泄至海底后，由于其密度较大就以密度流形式从喷出中心沿地表流动，并且可在较长时间内保持其原始的化学成分，因而能使含矿热液在离开喷流中心较远的范围内成矿。一般是在盆地的低洼处，先形成卤水池，然后随着温度迅速降低与海水混合，还原硫增加，矿石矿物大量沉淀下来，聚集在海盆底部，形成层状矿化。热水活动区的静水压力 ( 水体深度) 将决定含矿热液溢出时，在喷口及其附近有无沸腾和硫化物沉淀。热水活动区海底是斜坡还是盆地或洼地决定了含矿热液是否再流动。因此在上述不同的条件下，造成的喷流-沉积矿床具有一些不同的特征。如有的矿床具有网脉-蚀变矿化和层状矿化两种成矿类型; 有的则只有层状矿化，而网脉-蚀变矿化在矿区难以见到; 有的矿层底板有明显的蚀变，有的则蚀变不明显。
在热水沉积成矿过程中，金属硫化物将按其溶解度不同、热水沉积环境温度、Eh、pH 及离热水活动中心距离等不同分别发生沉淀。黄铜矿是溶解度最小的硫化物，随着热液温度的降低首先沉淀下来，而且常在通道内或通道口附近沉淀，呈网脉状、角砾状和蚀变矿化; 然后沉淀闪锌矿和方铅矿。因此这类矿床常具有明显的矿物和元素分带现象。垂向上，铜在下，往上依次为锌、铅。侧向上表现为铜局限于分带序列的核部，周围为铅、锌，再外为铁。侧向分带矿床的矿石通常都有很好的条带状构造，每一条带代表一次热液喷出活动和热水沉积，而每一层中的侧向分带则反映离开热水活动中心热液温度等物理化学条件向外逐渐的梯度变化。
喷流-沉积成矿模式 ( 图 6-11) 概括了这类矿床成矿的主要机制和特征: 盆地中多孔隙沉积物在埋藏期间经压实排出孔隙水、层间水 ( 同生水) ，并受 ( 常为高异常的) 地温梯度影响变热，酸度和盐度增高，能萃取地层柱中的金属物质，形成含矿热水溶液。在热动力驱动下，含矿热液随同下渗海水在地壳对流池中对流循环，更大量地萃取出所流经岩石中的成矿物质。在高异常地热和构造活动地区，成矿流体沿切穿对流系统的同生断裂从沉积地层内排出至地表，并在地表低洼处沉淀成矿。流体可以一次沿断裂喷出形成一层矿体，也可多次喷出形成多层矿体。该成矿模式清楚地表示出通道中交切网脉成矿系统( 交代充填) 与盆地 ( 卤水池) 中层状成矿系统 ( 沉积) 的空间关系和成因联系以及矿床中成矿物质的分带性。有许多矿床实例表明，热液通道与沉积卤水池在空间上可以有多种关系，有的二者之间有较大的距离，如 McArther River 矿床; 有的如图 6-11 所示位于卤水池一侧，如 Silvermins 矿床; 有的则在卤水池正下方，如 Rammelsberg 矿床。而不论通道与盆地距离多远，二者之间都是统一的成矿系统，层状矿化与网脉-蚀变矿化具有密切的成因联系，而非两次不同成矿作用所致。
图6-11 喷流-沉积成矿模式( 据 F. W. Iydon，1983; D. E. Large，1981)
四、矿床勘查评价要点
喷流-沉积型矿床不仅在特征上，而且在形成条件等方面均显著不同于水成沉积矿床，与火山块状硫化物矿床也有较大差别。
这类矿床受多级盆地控制 ( 图 6-12) 。一级盆地为大陆边缘的陆缘裂陷海槽或是内陆裂谷盆地。这些盆地的规模有几百至千余千米长，100 千米至几百千米宽，并以具有 ( 几千米) 巨厚碎屑-泥质沉积或碳酸盐沉积为特征。在成矿带范围内巨厚沉积柱是形成大规模热液对流系统和可能发生热水沉积作用的基本条件。
在一级盆地中，同期的伸展构造作用常常会形成次级盆地 ( 地堑) 和隆起 ( 地垒) 。这种次级盆地通常是不连续的，其侧向规模通常为几十公里，被称为二级盆地。二级盆地的存在可由沉积相和沉积厚度等的突然变化反映出来 ( 图 6-12) 。
在上述一级或二级盆地的边缘附近，往往是明显的线性构造带 ( 断裂活动带、基底薄弱带、礁体生长带、隆起边缘等) ，这些线性构造带是深部成矿流体上升至地表 ( 常为海底) 的良好通道。因此在不少一级或二级盆地的边缘，都有喷流-沉积型矿床形成，如德国的麦根矿床，产在华力西海槽北部边缘的断裂带中，加拿大的托姆矿床位于麦克米伦山口二级盆地的活动边缘附近。三级盆地是比较小的凹陷或洼地，横向规模为几百米到几千米。盆地水体静滞还原，它们是含矿热液流入的 “卤水池”，是层状矿化体的沉积场所。
许多喷流-沉积矿床一侧或两侧都以从同生沉积时期就已经活动的断层为界。据断层两侧容矿沉积岩岩相和厚度变化、明显有滑塌角砾岩存在以及沉积岩层内显著的同生变形构造等分析，这些断层是具生长断裂性质的同沉积断裂，他们控制着三级盆地的下沉，而且很可能是一级或二级盆地边缘断裂系统的一部分，因此是含矿热液喷流至地表的通道。
图6-12 多级盆地控制喷流-沉积矿床形成的概念模型( 据 D. E. Large，1981)
此外，可将如下一些矿化存在的指示参数作为喷流-沉积型矿床的勘查标志。
( 1) 层状重晶石岩、硅质岩、钠长石岩、铁氧化物及铁镁碳酸盐岩等热水沉积是某些喷流-沉积型矿床的重要组成部分，主要呈层状堆积，产在层状硫化物之上或其周围，有时重晶石与金属硫化物组成薄互层，也有的呈集合体含在矿石内。W. 格沃兹等( 1974) 和 D. 斯托普尔 ( 1979) 等的研究均表明重晶石中的钡是与金属物质一起由同一种热液喷流到海底的。因此，区域沉积岩系中有层状重晶石岩等热水沉积岩可作为喷流-沉积型矿床的重要勘查标志。
层状硅质岩、似碧玉岩等在喷流-沉积矿床中很常见，极细粒 ( 或隐晶质) 石英与其他沉积物形成韵律 ( 层纹) 。这类岩石的岩矿特征、氧、硅同位素地球化学特征和微量元素组成特征等均表明它们是喷流到地表的热液中的 SiO2呈凝胶体沉积形成的。此外，喷流-沉积矿床中还有电气石岩、钠长石岩、铁碳酸盐岩等热水沉积岩与金属硫化物密切伴生。勘查实践表明，以上任何一种热水沉积岩都是发现喷流-沉积型矿床的可能标志。
( 2) 特殊的非对称围岩蚀变。蚀变是热液活动的显著标志。在喷流-沉积型矿床中，伴随网脉、角砾矿化的蚀变非常发育，通常为硅化、硅铁碳酸盐化 ( 硅质铁白云石) ，也有电气石化、绿泥石化 ( 如 Sullivan 矿床) 等，而且多呈 “筒状蚀变带”分布于矿床的底板岩石中。这种蚀变反映了热液在上升通道中对围岩的交代，也有人认为是层状矿石沉积之后 ( 或同时) 热液在下伏岩层裂隙带中交代的结果。有些矿床层状矿化一般无蚀变伴生，有时可在底盘有较微弱的硅化。很显然，这类矿床的蚀变特征与一般的热液矿床明显不同，具特殊性。区域上 “筒状蚀变带”是判断喷流-沉积矿床热液活动的重要标志。
( 3) 矿化分带。如前所述，海底喷流-沉积型矿床的元素和矿物分带不论在侧向还是在垂向上都有表现，根据区域上 Cu、Pb、Zn、Mn、Fe 的分布规律，可以查证热水活动发生的中心及所波及的范围，识别出潜在硫化物矿床周围存在的地球化学晕和矿化中心带，由此发现矿床的位置所在。
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