成矿模式

什么叫成矿模式~

成矿模式是对矿床赋存的地质环境、矿化作用、随时间变化显示的各类特征（地质的、地球物理的、地球化学的和遥感地质的）和成矿物质来源、迁移富集机理等矿床成因要素进行的概括、描述和解释，是某类矿床共性的表达方式。公认为是典型矿床研究的最终成果和成矿规律的表达方式。

关于耳泽矿床的成因，曾有两种不同认识：火山沉积改造型和地下水渗滤溶洞充填型。
通过工作，我们注意到以下几点事实：
1）矿体相对围岩具有明显的后成性。
2）控制矿体的空间具有明显的构造破碎带特征，它们具有先压后张的性质，而溶蚀形成的溶洞中显然不可能有此构造力学性质。
3）溶洞主要是在近地表环境中形成的，因此充填于溶洞中的矿物以显示氧化电位较高为特征。但耳泽矿床中的菱铁矿石却表明了它是在还原环境中形成的。
4）矿石中的硫化物组合较为复杂，在耳泽矿石中存在的毒砂、砷黝铜矿、方铅矿、硫铁铋铅矿、硫铜铁矿，为岩浆热液矿床中的硫化物组合。特别值得一提的是，Zn、Cu系列互化物矿物目前仅发现于铜、镍硫化物矿床、火山岩及陨石中，锌铜矿在耳泽矿石中的发现，在一定程度上也反映了本矿床的形成和岩浆热液具内在联系。
5）构成矿石的矿物中，不论是石英、菱铁矿，还是方解石，其中的气液包裹体均很发育，包裹体中的气液比在15%左右，最高可达30%。在不同时间形成的石英中，包裹体的均一温度是不同的，呈浸染状分布在菱铁矿中的他形石英内，温度最高，一般变化于200～250℃；Ⅶ号矿体的脉状石英中，温度变化于180～240℃；然而，在矿石氧化过程中形成的水晶均一温度几乎全在200℃以下，最低在130℃。黄铁矿等硫化物的爆裂温度变化于120～272℃，温度最低者是在褐铁矿中呈网脉分布的黄铜矿，矿体中黄铁矿的平均温度达190℃，低于石英的温度，这和它的形成阶段基本一致。
表5-28 石英包裹体中液相成分


表5-29 石英包裹体中气相成分


6）包裹体的成分分析表明（表5-28、5-29），在液相成分中，阳离子仅为Na+和K+，且w（Na+）＞w（K+）。在阴离子中，Cl-的含量普遍大于F-，阳离子的矿化度普遍大于阴离子的矿化度。在气相成分中，H2O占有明显的优势，CO2 的含量普遍在H2O的1/2 以下，CH4 甚至可以忽略不计。矿床中石英包裹体的成分与基性岩脉伴生的石英的成分（R—31）有相似性。包裹体的以上特征表明，金的成矿热液是一种富含Na、K，并以Na为主的碱性氯化物溶液，因而可认为金的钠氯络合物是它主要的迁移形式。
7）石英中的δ18O普遍较高（表5-30），而且从菱铁矿中浸染分布的石英→脉体石英→褐铁矿中的水晶，该值趋于增高，符合氧同位素组成的变化规律。如果按均一法测温结果，依分馏方程1000 Inα石英—水 =3.57×106T-2 -2.71（G.福尔，1979）换算成值，则看出从菱铁矿石中的呈浸染分布石英褐铁矿体中的水晶是依次降低的。此外，我们还直接测定了石英包裹体中H2 O的δD和δ18 O，把测定值投入图5-21，其投点主要在天水范畴，郑明华（1989）所测数值的投点接近于岩浆水。
表5-30 石英的氧同位素组成



图5-21 耳泽金矿床成矿热液的氢、氧同位素组成

8）从矿区内不同产地及产状硫化物的硫同位素组成（表5-31）看，所有样品中δ34S值比较高，但产状不同，仍呈现一定的规律性差异。在原生菱铁矿石中，硫化物的硫同位素δ34S普遍较低，变化于4.8‰～7.6‰，平均为5.94‰。在褐铁矿石中，残留的黄铁矿δ34S则明显偏高，为6.00‰～15.00‰，平均为10.1‰。矿床外围大理岩中黄铁矿的δ34S值，虽然有些样品数值较低，但整体看也是较高的，平均为11.96‰，这些黄铁矿明显是在围岩沉积—变质之后沿裂隙侵入进去的。耳泽矿区外围地层中的黄铁矿δ34S值最低，和地层同时形成的黄铁矿的δ34S为负值，而产于典型基性火山岩中的黄铁矿为2.3‰～3.2‰。茶花铁矿区的几个样品也均产于较典型的火山岩系地层中，但它们和褐铁矿密切伴生，其值也是较高的，平均为8.43‰。矿床中黄铁矿等硫化物的硫同位素组成较分散，而且数值也较高，但它们和茶花火山岩铁矿中硫化物的硫同位素组成基本一致。反映了耳泽矿床的硫来源和火山活动有一定关系。根据以上事实，我们认为，耳泽矿床中的含金菱铁矿矿石是岩浆热液和渗入地下的天水组成的含金混合溶液构造裂隙充填冷凝而成的。从红土坡矿体的产状看，热液充填构造裂隙的特征是较清楚的。它和耳泽矿床的矿石矿物组成之所以不同，除了在热液组成上有差别外，可能与两个矿床产出的环境不同也有较密切的关系。红土坡矿床形成于氧化作用较强的环境中，铁基本以Fe3+形式出现，单独形成赤铁矿。而耳泽矿床由于形成于还原作用较强的环境中，铁基本仅以Fe2+形式产出。红土坡矿床产出的空间位置高于耳泽矿床也充分说明了这一点。
表5-31 耳泽矿区等地硫化物的硫同位素


9）从两矿床和围岩的关系看，成矿作用显然发生在岭麦沟组沉积—变质之后。通过对耳泽矿床Ⅲ号矿体中的方铅矿同位素年龄的测定（表5-32），根据单阶段铅演化所计算的模式年龄为139 Ma。与郑明华在耳泽矿床中菱铁矿等矿石和蚀变围岩获得的Rb-Sr年龄（分别为118.4 Ma、121 Ma、136.7 Ma、139.7 Ma）基本一致，属于燕山中晚期范畴。从区域发展史看，此时正是整体上升剥蚀，断块运动和花岗岩浆活动昌盛时期，它为岩浆热液的产生以及天水渗入地下，共同构成含矿热液创造了有利条件。
表5-32 耳泽矿区中方铅矿的铅同位素组成


10）从金的来源看，由于矿体是在围岩沉积—变质之后形成的，因此成矿物质来自异地是无疑的。其完全来自燕山期侵入岩浆的可能性甚小，而主要应来自周围地层。从前述本区各时代地层含Au丰度表明，Au含量较高的主要是两类岩石：一类是火山岩类；另一类是铁矿化白云质结晶灰岩。对后一类岩石，Au的较高含量实际上与后期叠加的铁矿化有明显的关系。

图5-22 碳酸盐岩构造裂隙中远成热液金矿床成矿模式理想剖面图

在区域火山岩类中，只要岩性相近，即使它们产出的时代或空间位置不同，其Au的含量也很接近的。根据110个样品的微量元素相关矩阵分析，与Au呈正相关的元素主要有Fe、Ca、Mg、Mn、Co、Cr、Ni、Cd、As、Sb，而这些元素则正是中基性岩浆岩中的特征元素，Au与它们相似的地球化学行为促使其共同在本区中基性火山岩中得到相对富集。在区域内，上述富Au岩系主要发育在震旦系陡山沱组、奥陶系人公组、二叠系岗达概组下部、上三叠统曲嘎寺组、图姆沟组等地层中。因此，基于Au主要来自周围地层的认识，我们认为，上述地层，特别是岗达概组下部和上三叠统曲嘎寺组构成了本区金矿床或矿化的源地。
据此可以推测耳泽和红土坡矿床的形成过程是：岭麦沟组沉积—变质之后，本区处于上升剥蚀时期，大量天水渗入地下，循环于上述岩系中，构成了最初的成矿溶液。与此同时，在燕山期中晚阶段本区外围发生的较大规模花岗岩侵入活动对本区产生了较大影响，它们所派生的热液有一部分参加到成矿溶液中。另外，岩浆活动所产生的热能对加热地下水溶液也起了积极作用。这些混合热液在地下循环过程中，除溶解和吸取了碳酸盐岩地层的部分成分外，同时也萃取了区内广泛发育的火山岩地层中的Au、Fe、Co、Ni、As、Cu、Pb、Zn等元素。当富含成矿元素的热液在构造应力的配合下，在上升的过程中，首先侵入到岗达概组的层间破碎带等构造裂隙中，在相对还原环境中，冷凝结晶了黄铁矿-石英-菱铁矿建造含金矿石。在进一步向上侵入的过程中，由于热液氧化电位增高，溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+，单独形成赤铁矿，其碳酸盐溶液则构成了方解石，从而产生了红土坡型赤铁矿-方解石建造金矿床。其成矿模式可简示在图5-22中。这两类金矿床，从矿石矿物组成、矿体产状等特征表明，它们应属于一种新类型金矿床，特别是红土坡矿床更是如此。它与叫曼方解石脉型金矿存在较大的差异。

仅就几个有代表性的矿床成矿模式列举如下：

（一）板其金矿床

1.大地构造位置：位于南华活动带西缘的右江（印支）褶皱带北侧。

2.成矿环境：矿区位于近东西向的纳板穹隆南翼，组成穹隆核部的地层为下二叠统茅口组及上二叠统吴家坪-长兴组灰岩、海绵礁灰岩等，向外依次为下三叠统紫云组角砾状灰岩，中三叠统新苑组（许满组）粉砂岩、粘土岩、细砂岩、薄层泥灰岩，中三叠统边阳组粘土岩、砂岩、粉砂岩夹灰岩。在穹隆南翼有一近东西走向逆断层（F₁），其倾角与下盘地层基本一致，与上盘地层略有斜交。矿体产于该断层下盘之新苑组底部，容矿岩石主要为泥质粉砂岩、粉砂质粘土岩及细砂岩等。

3.矿体分布及产状：板其矿区包括弄丁、埃进、松林坡三个矿段，其中埃进为主要矿段，以0号和I号为主矿体。由于严格受F₁断层（下盘）控制，因此矿体产状与地层基本一致，即走向近东西，向南倾，倾角40°～50°，并向南西方向侧伏，侧伏角30°～40°。矿体呈透镜状及似层状。

4.矿石类型及矿物组合：按矿物组合及化学成分，划分为正常矿石、硅质矿石、黄铁矿质矿石及毒砂质矿石。按容矿岩石可分为含金泥质粉砂岩、含金细砂岩及含金粘土岩三类。

矿石中金属矿物除含金矿物外，主要为黄铁矿、毒砂、辉锑矿，其次为白铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿，非金属矿物主要为石英、水云母、方解石、白云石、高岭石，其次为重晶石、地开石、雄黄、雌黄、石膏、萤石等。此外还有铜蓝、褐铁矿、蓝铜矿、锑华、黄锑矿、砷华等。

5.矿石结构构造：矿石构造主要为浸染状构造、细脉浸染状构造、角砾状构造，其次为条带状构造及晶洞状构造。矿石结构包括自形-半自形结构、凝胶-再结晶结构、包含变晶结构、晶粒外部环带及花环状结构、晶粒间隙填隙结构、晶粒内部环带结构、半自形-它形结构以及少量的假像结构、花瓣结构、乳滴状结构等。

6.矿化阶段：分热液期和表生期，热液期由早到晚划分为：Ⅰ、黄铁矿-石英阶段；Ⅱ、毒砂-白铁矿-黄铁矿-水云母阶段；Ⅲ、多金属硫化物-石英阶段；Ⅳ、碳酸盐阶段。其中Ⅱ阶段为金的主要矿化阶段，工、Ⅲ为次要矿化阶段。

7.蚀变类型：以硅化、黄铁矿化为主，其次为毒砂化、粘土化、碳酸盐化（方解石化和铁白云石化）、辉锑矿化、重晶石化、雄黄化等。

8.成矿物理化学条件：均一温度一般为150～250℃，个别高者达360℃，爆裂温度一般为128～310℃，最低115℃，最高315℃。并表现出由成矿早期到晚期，温度由高到低变化。

根据流体包裹体成分分析计算的压力值为90×10⁵～110×10⁵Pa,pH值4.92～5.07,E_h值-0.62～-0.68V,fo₂为10^-29～10^-33Pa,fs₂10^-11～10^-27Pa。

在矿物包裹体的气相成分中，H₂O＞CO₂＞CO＞N₂，液相成分中，阳离子Na^＋>Ca^2＋>K^＋>Mg^2＋，阴离子Cl^->F^->

。含盐度5.16%～5.69%，总矿化度54.33～60.0g/L。

9.矿床成因：硫、氢、氧、碳、铅稳定同位素组成以及微量元素特征等的研究表明，成矿溶液主要为大气水，成矿物质主要来源于地壳上部地层中，其成因属渗滤热液（地下热卤水）矿床。

10.矿床类型：微细浸染型。模式图见图4-22。

（二）东北寨金矿床

对东北寨金矿不少学者都建立过成矿模式，现以李小壮等（1992）所建的为例（包括描述性模式和成因模式）。

1.描述性模式

矿床类型名称：“东北寨式”微细浸染型金矿，或卡林型“东北寨式”金矿。

典型特征描述：与黑色含炭质板岩系有关，以韧脆性剪切构造动力变质岩为容矿岩石，并主要与微细浸染状黄铁矿、毒砂等硫化矿物相共生的超微粒金矿。

伴生矿床类型：浅成低温热液型雄黄或辉锑矿脉。

成矿地质环境：

（1）区域构造背景：扬子地台西北被动大陆边缘，后龙门山-巴颜喀喇印支陆间滑脱-逆冲推覆造山带与燕山-喜马拉雅陆内碰撞型逆冲推覆造山带的叠加地带。

（2）含矿岩系：泥盆系危关群、下石炭统香腊台组及上三叠统新都桥组等富含腐泥型有机质、显微莓群状黄铁矿的黑色板岩系。

图4-22　板其金矿床成矿模式图

1—三叠统边阳组；2—中三叠统新苑组上段；3—新苑组下段；4—下三叠统紫云组；5—上二叠统吴家坪-长兴组；6—下二叠统茅口组；7—推测隐伏岩体；8—断层；9—挤压力方向；10—大气水下渗；11—含矿热液流动方向；12—金矿体

（3）沉积环境：裂陷冒地槽深水还原性海湾相沉积环境。

（4）控矿构造：韧脆性逆冲推覆-走滑断裂。

（5）变质作用：低绿片岩相区域变质＋低温韧脆性剪切构造动力变质。

（6）容矿岩石：流劈理化千糜状碎粒-细砾岩。

（7）岩浆活动：中生代基性-中酸性岩浆侵位-喷发活动与金矿的形成具有一定的相关性。

（8）成矿时代：燕山期。

矿床地质地球化学特征

（1）典型矿物共生组合

早期主矿化阶段：硅化石英＋含砷黄铁矿＋毒砂＋超微粒金。

晚期叠加矿化阶段：热液方解石±雄黄±辉锑矿。

（2）典型元素共生组合：Au+As±Sb±Hg。

（3）典型矿石组构：以动力变质组构和结晶组构为主。

（4）工业矿石类型：以原生矿石为主，氧化矿石比较少见。

图4-23　“东北寨式”微细浸染型金矿床构造动力成矿演化模式图（据李小壮等）

A—加里东-印支中晚期陆缘冒地槽-黑色矿源层形成阶段；B—印支晚期（诺利克期）陆间造山-成矿物质预富集阶段；C—燕山-喜马拉雅早期（？）陆内叠加造山-工业富集成矿阶段（以岷江南北向构造成矿带为例）；D—典型热液矿物-成矿元素共生组合垂直分带（以岷江南北向构造成矿带为例）

（5）热液蚀变类型：硅化、碳酸盐化、黄铁矿化。

（6）控矿地质条件：黑色矿源层，韧脆性剪切构造动力变质带，中生代岩浆活动，浅成低温混合型含矿热液等成矿物理化学条件。

矿床实例

（1）松潘县东北寨金矿床（产出层位：上三叠统新都桥组黑色岩系）。

（2）松潘县桥桥上金矿床（产出层位：同上）。

（3）松潘县盐水沟金矿床（产出层位：下石炭统香腊台组＋上三叠统新都桥组黑色岩系）。

（4）北川县蚂蝗沟金矿床（产出层位：泥盆系危关群黑色岩系）。

2.成因（或概念性）模式

“东北寨式”微细浸染型金矿的成因模式，准确地说，应称之为构造动力成矿模式，可简要地概括为：黑色矿源层供矿-构造动力驱动下成矿物质的活化与迁移-深层强还原性上升变质含矿地热流体与地表富氧渗滤含矿地下水在断裂浅部减压空间的混合成矿作用。

成矿过程及成矿机理见图4-23。

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北关区15180205268： 成矿模式 - 搜狗百科？
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北关区15180205268： 请问高人:如何运用矿床模型开展找矿评价?？
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北关区15180205268： 对成矿规律与成矿预测的认知和理解 - ？
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挚泉奥迪： 该地区的地质背景(区域成矿地质背景),该矿床的成矿机理、矿床成因、成矿规律、成矿模式,找矿方向.

北关区15180205268： 矿床种类繁多,按成矿作用方式可分为哪几种呢? - ？
挚泉奥迪： 按成矿作用方式,矿床可分为内生矿床(内力地质作用生成)、外生矿床(外力地质作用生成)和变质矿床(变质作用生成)

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