成矿流体的幕式排泄

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成矿流体的驱动力~

关于成矿流体的驱动力,Ndoble(1963)提出盆地沉积成岩压实作用可作为形成密西西比河谷型矿床流体的驱动力,但正常的稳定盆地沉积成岩压实作用,无论在温度方面,还是成矿流体的流动方面(成矿所需要的流体流动速度是沉积压实作用所能达到最大的值的300~500倍)都不能满足成矿的需要。Cathle和 Smith提出了盆地快速沉淀、脉动快速排泄流体的观点。一些学者结合北美密西西比河谷型矿区及区域地层建造特征,通过数字化模拟发现沉积压实作用在温度、流体的量和持续时间(太短)上,皆不能满足成矿的需要,即使是快速沉积脉动排泄流体模式也不例外。Oliver就此问题提出了构造应力模式,构造挤压使岩石空隙中的流体被挤出,而密西西比河谷型矿床也确定与一些造山活动有关。Leach和 Rowan利用包裹体等研究表明造山带活动排出成矿流体形成Ozark地区广泛发育的密西西比河谷型矿床。有人还提出了地震泵(seismic pumping)驱动的观点。如果把因地貌形态而引起的重力因素(山前盆地中由重力驱动的地下水最大流速为1~10m/a)也考虑进来,就可基本上解决这一问题,即构造挤压和重力联合驱动模式,在流体向成矿部位迁移过程中,重力场对流体运动的影响愈来愈显著。

侯增谦等(2001)曾对呷村矿床东矿带进行过详细的观察和描述,并建立了东矿带块状硫化物的精细结构柱状图(图6.1)。按块状硫化物矿体与喷气岩-化学沉积岩的组合关系和结构构造,将块状矿带分为5个喷气-化学沉积单元。
单元I:由上部含硫化物喷气岩和下部的过渡型块状硫化物矿体构成。喷气岩由近喷口的透镜状“硅帽”、丘状分布的杂色重晶石岩以及远喷口的层状硅质岩和碧玉岩组成。下部过渡型块状硫化物透镜体与下伏网脉状矿逐渐过渡。
单元Ⅱ:由下部块状硫化物矿层和上部黑灰色重晶石岩层构成。块状硫化物矿层以黄铁矿为主,闪锌矿、方铅矿、黄铜矿次之。块状矿层具明显的垂向结构构造变化,自下而上,由纹层状构造、条纹状构造经粒序层理构造向含重晶石角砾的块状构造递变。黑灰色重晶石岩整合覆盖于块状矿上,呈薄层状产出,厚度变化于1.5~4.0m之间。重晶石岩层下部出现硫化物纹层,具有明显的条纹条带状构造(见照片3.19);中部夹硅化流纹质凝灰岩。
单元Ⅲ:由下部块状硫化物矿层和上部灰白色重晶石岩构成,界面起伏不平(见照片3.20)。块状硫化物矿层因富方铅矿和闪锌矿而显黑色,为典型的“黑矿”(见照片3.21)。块状矿层下部为含重晶石角砾矿石,上部为致密块状矿石。灰白色重晶石层呈中厚层(5.5~7.5m)产出,下部夹硅质岩薄层(见照片3.18),中部夹流纹质凝灰岩和凝灰质板岩。
单元Ⅳ:由块状硫化物碎屑矿层和重晶石岩透镜体及薄层凝灰质板岩构成。块状硫化物矿层由下部角砾状矿石和上部斜层理块状矿石组成。角砾既有硅质角砾,又有硫化物角砾。重晶石岩呈似层状透镜体产出,与块状矿层互为斜交。
单元Ⅴ:由厚达15~20m的碳酸盐岩和块状矿夹层构成。碳酸盐岩序列下部为化学沉积而成的结晶白云岩和白云质灰岩,上部为正常沉积而成的含生物碎屑灰岩。块状矿呈似层状、透镜状矿体产出。
可见,呷村东矿带由以重晶石岩和硅质岩为标志的低温热水淀积产物与硫化物层(黑矿)构成“下矿上岩”的微结构单元,周而复始,旋回产出,反映矿体的垂向加积是通过卤水池的化学淀积和机械堆积(滑塌)过程实现的。因此,呷村东矿带块状矿体的硫化物+硫酸盐微结构单元,是幕式排泄的热流体在卤水池周期性积聚和金属硫化物化学沉积-滑塌堆积联合作用的产物(侯增谦等,2001)。

与含油沉积盆地流体的幕式排泄一样,在流体压力超过静岩压力的部位,流体压力将呈幕式驱动流体冲破上覆的封闭层,进入浅部的地层单元(Hunt,1990)。这样的事件在呷村矿床曾经发生并被记录下来,其直接证据是硫化物-硫酸盐旋回单元在UMO带重复出现(图4-21)。第一幕流体排泄的结果是:在网脉状矿带(MSO)的顶部形成硫酸盐(重晶石)-硅质丘或半固结的外壳。在硅质岩-硫酸盐结壳的下面,热水流体的循环导致了块状硫化物的堆积(图4-21)。强烈的热水流体排泄的第二幕可能在孤立的洼地形成卤水池,并破坏了早期形成的硅质岩-硫酸盐堆积丘。这个阶段形成层状的块状矿石,并使重晶石角砾或岩屑沉积在卤水池中,并被硫化物-重晶石层覆盖(图4-21)。流体排泄的第三幕也以块状硫化物的快速堆积开始,以块状重晶石的沉积结束。与前三幕相比,第四幕流体排泄的强度减弱、规模减小,主要对早期形成的硫化物-硫酸盐组合进行了破坏改造,随之形成碎屑状的硫化物矿石。第五幕流体排泄紧接碳酸盐的喷气沉积之后发生,形成了块状硫化物矿席(图4-21)。

矿床的流体包裹体也记录了流体从超压的海底热水系统中的幕式释放和卸载。采用卢焕章等(1990)的方法,根据包裹体的数据来计算流体的压力。呷村盆地脉状-网脉状矿带(MSO)的流体压力范围为14.1~21.5MPa,对应的水深为1410~2150m,大于盆地沉积相所估计的海水深度(徐明基等,1993)。这就有力地证明:由于排泄口的自封闭作用,呷村矿床的热水系统可以在海底形成较高的瞬时流体压力(Sherlock et al.,1999)。这种高的流体压力可能使热水爆破性喷射(Hedenquist and Henley,1985),从而冲破硫酸盐-硫化物丘,并在UMO带出现大量重晶石角砾和碎片。在黑色、灰白色重晶石透镜体中,夹有3个薄层状的流纹凝灰岩和凝灰角砾岩层,并与UMO带的块状硫化物矿体紧密伴生(图4-21),暗示着火山在海底的周期性喷发以及长英质岩浆对岩浆房的周期性供给可能是驱动呷村海底热水系统流体幕式排泄的主要动力。




成矿流体的幕式排泄
与含油沉积盆地流体的幕式排泄一样,在流体压力超过静岩压力的部位,流体压力将呈幕式驱动流体冲破上覆的封闭层,进入浅部的地层单元(Hunt,1990)。这样的事件在呷村矿床曾经发生并被记录下来,其直接证据是硫化物-硫酸盐旋回单元在UMO带重复出现(图4-21)。第一幕流体排泄的结果是:在网脉状矿带(MS...

席状矿床(Sheet-type):以呷村矿床为例
在岩浆的周期性喷发或基底断裂的间歇性张裂作用下,内压很大的流体囊可能发生幕式排泄,沿基底断裂运移,在海底喷口处喷射。(3)热水流体向上穿越的火山岩系的岩相学特征和热水迁移排泄的通道类型,决定了VMS矿床网脉状矿带的结构形态。具有高度渗透性的火山碎屑岩层,常导致热水流体在上升运移过程中发生侧...

成矿流体地球化学界面的组成及标志
地电异常标志 由于成矿流体是富含大量离子(Na+,K+,SO2-4,H+,Cl-,F-等)的电解质溶液,因此,地球内部成矿流体的活动会引起流体作用区域的物质导电性的增强,同时,由于地球内部物质结构的差异、化学组分的不同以及流体岩石反应的影响,必将造成地球不同部位岩石地电结构的差异,这种差异构成地电异常界面。地电异常界面与...

成矿流体的来源与演化
其中,高温、高盐度的流体包裹体主要赋存在喷口附近的重晶石丘内,记录了在海底排泄的高温热流体;低温、低盐度的流体包裹体主要出现在上部块状矿带的块状和层状重晶石中,盐度接近正常海水,暗示了海水对硫化物沉淀的贡献。从重晶石丘内部向外围,流体包裹体的均一温度和盐度系统地降低,构成了混合的趋势(图5-13B)。这...

成矿流体地球化学特征
孙丽娜等(1992)计算成矿流体的压力为55~109.95 MPa,平均为78.6 MPa,采用NaCl-H2O体系,根据密度-温度-压力关系图解近似获得的压力为80 MPa,本次计算平均为平均70.5 MPa,基本上与之接近。 总之,金厂沟梁含金石英脉石英流体包裹体均一温度范围为190℃~380℃,集中在240℃~340℃之间,平均293.8℃,盐度范围0.18%~...

海底下部的卤水层与流体库
Hou等(2001)通过对呷村矿床形态、结构与流体包裹体研究,提出了一个被下部热流体幕式注入的卤水池模式。强调热水流体在海底凹地积聚成一个盐度大于12%的卤水池,硫化物在卤水池中沉淀堆积,形成层状矿席。来自深部的热水流体幕式排泄并注入卤水池,形成上部块状硫化物矿体,并导致了若干硫化物-硫酸盐...

建立了藏东成岩成矿的双冲模式、构造演化地球动力学模型
成矿流体的定位过程中,盆地流体普遍存在的去气作用,使H2S气体首先就位,H2S气体首先就位于构造圈闭中,占据成矿空间,并由此引起一系列改变圈闭构造的强烈活动。 因此,富锌矿、铅锌矿的形成与推覆、走滑构造活动有关的热流发生幕式排泄,与构造圈闭中堆积沉淀有关。 本书由陈建平、唐菊兴、钟康惠、付小方、汪名杰、李志...

呷村矿床东矿带精细结构型式
黑矿)构成“下矿上岩”的微结构单元,周而复始,旋回产出,反映矿体的垂向加积是通过卤水池的化学淀积和机械堆积(滑塌)过程实现的。因此,呷村东矿带块状矿体的硫化物+硫酸盐微结构单元,是幕式排泄的热流体在卤水池周期性积聚和金属硫化物化学沉积-滑塌堆积联合作用的产物(侯增谦等,2001)。

盆地成矿流体类型划分
粤北盆地在海西-印支期形成的层控矿床有大宝山式铜、铅、锌、铁矿床,凡口式铅、锌、黄铁矿矿床和红岩式黄铁矿矿床。由大宝山、凡口和红岩等矿床数十个矿物包裹体成分测定数据分析(表4-3;图4-12)可知:粤北盆地曾经历过4 种性质成矿流体的作用,它们可能分属于不同的流体系统。凡口铅锌矿床中...

与新生代侵入岩有关的成矿流体探索
基此,我们认为,西南三江地区,与新生代侵入岩有关矿产的成岩、成矿机制虽然复杂,但就其成矿流体的性质而言,基本上可以归纳为5类:即矿浆、低熔岩浆-热液过渡流体、岩浆期后气热溶液(可有少量地下热卤水渗入)、有岩浆热液渗入的地下热卤水和前述4种成矿流体的部分或全部组合。几乎所有与侵入岩有...

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