打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
热液矿床超大比例尺构造-蚀变-矿化填图:基本原理与注意事项
userphoto

2022.12.01 河南

关注

野外地质填图是地质学类专业的基本功之一(袁晏明等,2008王涛等,2016),贯穿于地学工作者的整个职业生涯.本文所指的热液矿床“超大比例尺”填图是指对地表露头、平硐、钻孔和手标本上等记录的各类地质现象进行观察和描述.一方面,热液矿床超大比例地质填图是深入认识矿床地质特征、矿床成因类型和区域成矿规律的基础(方维萱,2016陈衍景等,2020);另一方面,热液矿床超大比例地质填图的成果对于矿体-矿床-矿田乃至区域尺度的资源潜力评价和勘查工程部署也具有重要意义(杨志明等,2012陈静等,2020).由于热液矿床具有分布广、成因类型多、成矿期次和空间分带复杂等特点(Pirajno,2009),在矿区尺度野外调查、填图和研究中,需要观察、描述和甄别的内容复杂,如岩性、构造、流体和蚀变等(池国祥和薛春纪,2011陈正乐和陈柏林,2012).经典矿床学教材教学中(翟裕生等,2011),多倾向于按矿床成因类型对各类热液矿床的矿床地质特征、成矿过程和成矿模式分门别类进行介绍.这一系统分类对于快速掌握矿床学基础知识具有重要意义.但是,初学者为了将这些复杂的现象简单化,容易直接套用经典成矿模型,导致重要成矿信息的忽略和大量研究成果的同质化.

热液矿床超大比例尺地质填图的概念是什么?野外填图应该重点调查哪些内容?重点关注哪些地质现象?这些地质现象背后的成因启示是什么?笔者结合多年实践经验,对这些问题做了梳理,提出了热液矿床“超大比例尺”填图这一概念.“超大比例尺”是相对于测绘科学中的大比例尺而言,一般大比例尺是指1∶10万甚至更大(叶天竺等,2014).而热液矿床中矿区范围一般在几平方千米,所要观察记录的现象一般是1∶1 000甚至更大比例尺下肉眼观察到的现象(宋明春等,2021).因此,我们认为热液矿床超大比例尺填图应该从工作目的和科学问题出发,重点调查矿区内肉眼可见的构造、蚀变和矿化等关键特征.同时,需要掌握热液矿床成矿作用的基本原理,挖掘这些现象背后隐藏的成因启示,从而事半功倍达到工作目的.基于此,本文系统总结热液矿床构造-蚀变-矿化超大比例尺填图的基本概念和基本原理.同时,对容易混淆和理解困难的注意事项,例如成矿流体通道和圈闭、充填和交代作用以及热液脉体形成等,做了重点阐释.

1.   矿床研究的空间尺度问题

空间尺度是热液研究中经常面临的问题(陈衍景等,2009胡瑞忠等,2016毛景文等,2020).为了形象直观和准确地反映矿区内陆层、构造和岩浆岩等地质体的分布情况,常用等比例缩小的形式来比较准确地体现地质内容.其中,图件与实际区域的大小比例称为比例尺,又称缩尺.通常,小比例尺地质图覆盖范围相对较大,但测量精度较低,细节不突出(王功文等,2021);而大比例尺地质图表示的空间范围小,内容细致(宋明春等,2022).

热液矿床研究涉及到一系列的空间尺度,从宏观到微观包括:全球/板块→成矿省/矿集区→矿床/矿体→矿石/矿物→显微/超显微等.本文所讲的“超大比例尺”填图,大致相当于1∶1 000及更大比例尺,主要覆盖“矿床/矿体→矿石/矿物”两个尺度(图 1).在这一尺度下,主要工作场所是地表露头、探槽、平硐和钻孔等.研究者可以通过肉眼或放大镜直接进行观察、记录和描述.本文重点探讨的是直接通过野外观察,结合热液矿床的基本原理和形成过程,经过综合分析,得出一些重要的矿床成因启示.

图  1  热液矿床研究中的空间尺度问题

Fig.  1.  Spatial scales in the research of hydrothermal deposits

以铅锌矿床及共伴生关键金属元素的研究为例(图 1),目前主要工作从宏观到微观主要包括“全球对比→矿集区→矿床/矿体→矿石/手标本→矿物/显微镜→原子/离子”等6个尺度(张长青等,2013周家喜等,2021刘英超等,2022).本文所指的“超大比例尺填图”重点关注的是在矿区露头、平硐和钻孔所直接观察到的各类构造、蚀变和矿化现象,重点查明这些现象的空间分布和时间演化.这项工作对于具体某个矿床的成因认识和矿床尺度的勘查工作具有重要意义.现代测试技术的进步,如各类遥感技术和原位微区测试技术,使得宏观和微观尺度的研究取得了显著进步.但是,野外观察和发现能力,尤其是基于野外调查的超大比例尺填图研究,反而更加薄弱了.因此,本文主要出发点是基于热液成矿作用的基本原理,从野外调查直接观察到的地质现象出发,来介绍这些现象背后的成因启示.

2.   基本原理:A+B→C+D

热液矿床成因类型具有多样,如斑岩型、矽卡岩型、造山型、VMS、SEDEX、MVT、卡林型和浅成低温热液型等.每一类热液矿床都具有独特的地质特征、矿物-元素组合、结构构造和控矿因素等.矿床成因类型的分类,对于快速高效掌握和集成表达矿床基本信息具有重要意义,也是现代矿床学研究中的巨大进步(李建威等,2019).但过度强调矿床成因类型,反而导致一些重要的成矿信息被忽略.实际上,热液矿床的形成是一个非常复杂的过程,尤其是一些超大型矿床,成矿元素的巨量和超常富集是多因素耦合的结果,经历长时间、多期次的叠加富集形成,并在有利的构造部位完成矿体定位.那如何来系统表达这些复杂的成矿过程中元素富集?

复杂的现象和问题解决要从简单的原理入手.从原理上,无论哪一成因类型的热液矿床,一个成矿期或一个成矿阶段的成矿要素都可以用图 2的通用性公式(A+B→C+D)表示.成矿过程可以被看作是一个复杂的化学反应过程,即携带着成矿元素的成矿流体沿着一定的通道与围岩反应,从而形成矿石和围岩蚀变带.其中,“A”指的是成矿流体,包括岩浆流体、变质流体、盆地卤水和大气降水等(卢焕章等,2004);“B”指的是新鲜无蚀变的围岩,岩浆岩、沉积岩和变质岩均可作为容矿围岩;“C”指的是蚀变带,通常它们的分布范围要比矿体/矿石的范围要大;“D”指的是矿石,即有用元素和矿物达到可以开采利用的水平.此外,成矿流体通道也非常重要,常见的断层和褶皱等构造、沉积岩的孔隙、变质岩的片理面等,都是成矿流体运移和沉淀的绝佳通道.

图  2  热液矿床形成的基本原理(A+B→C+D)

Fig.  2.  Basic principle for formation of the hydrothermal deposits(A+B→C+D)

有了这一认识,对于一些现象的观察和描述就需要分清主次,有的放矢.从空间上看,成矿流体携带着大量金属/成矿物质,沿着一定的流体通道运移,当运移到合适的位置,由于物理条件变化和化学反应等因素,从而导致成矿元素的溶解度急剧下降,进而促进金属沉淀形成矿体/矿石.在具体矿床调查过程中,了解各类成矿元素的空间分布,对于理解矿床形成过程,尤其是布置找矿勘查工程,具有重要意义.在实际调查过程中,由于大规模的地质流体已经基本消耗殆尽,因此我们在一个矿床中实际观察到的是矿石(D)、蚀变带(C)、围岩(B)和部分的流体通道(主要是构造).如何通过残留的上述信息片段,推测和重建整个成矿过程,是超大比例尺填图和矿床成因研究的重要问题.

3.   成矿构造:热液矿床的骨骼

成矿构造,又叫矿田构造,是指控制热液矿床矿体形态、产状、结构、规模以及形成和分布的地质构造要素的总和(翟裕生等,2004).成矿构造按照空间的大小分为不同尺度,例如板块构造属性、矿集区、矿田尺度、矿床尺度、矿体尺度和露头尺度等.有些学者将成矿大地构造背景和成矿建造等宏观因素列为成矿构造要素(侯增谦等,2009翟明国,2010).在本文所指的热液矿床超大比例尺填图中的成矿构造是指可以通过肉眼识别的中小尺度构造要素,尤其是矿体和露头尺度的构造.热液流体的运移需要一定的通道,尤其是断层构造常作为热液运移最重要的通道(图 3).因此,我们认为成矿构造是热液矿床的“骨骼”.查明热液矿床“骨骼”(成矿构造)的几何学和动力学特征,是理解热液矿床元素富集过程和分带机制的基础.

图  3  热液矿床形成的构造条件

a~c. 3种拉开成矿空间的构造,分别是伸展、水平剪切和垂向剪切;d. 同一应力场形成的挤压和伸展构造;e.断层脉;f.伸展脉

Fig.  3.  Structural condition for formation of the hydrothermal deposits

通常来讲,成矿构造按照性质分为导矿构造、配矿构造和赋矿构造(翟裕生等,2004).除了通道作用,构造最主要的作用是能够为成矿提供大量的成矿空间.因此,应力薄弱位置是元素富集和矿体就位的有利部位,例如背斜鞍部、层间滑脱带等(图 3).这些构造应力薄弱部位往往是通过伸展和剪切作用所形成(图 3a~3c).其中,需要重点强调的是“旋”和“阶”的区别.顺时针相对运动,称之为左旋;反之,逆时针相对运动称之为右旋.面向矿体,升高一侧位于左侧称为左阶,而升高一侧位于右侧称为右阶(图 3d).因此,左旋左阶和右旋右阶等伸展环境是矿体就位的主要部位(图 3d).

除了要查明热液矿床控矿构造的几何学形态,对其运动学和动力学机制的研究以及应力场的反演也是成矿构造解析的重要内容.热液矿床大比例尺填图中,常见热液脉的成因包括断层脉和伸展脉两类(图 3e~3f).其中,断层脉通常平行于断裂带或剪切带,并发育多组平行脉体.断裂脉内常包含一些定向拉长的围岩物质组成碎裂-愈合脉体.断裂脉的总体方向常平行或小角度相交于断裂带或剪切带.脉体内矿物结构构造多与整个脉体方向平行,有时候会呈现复杂的雁列、折尾和菱形结环等现象(图 3e).与之相对的是伸展脉,个体短而弯曲,表现出裂面不平和不规则错开,疏密不规则(代表了应力集中处-张节理密集).伸展脉体常以中高角度与断裂带或剪切带总体方向相交,与应变椭球最大应力方向斜交.此外,部分伸展脉发育在断裂或剪切带外侧(图 3f).

4.   围岩蚀变:热液矿床的血肉

围岩蚀变,又叫热液蚀变,是指围岩发生的矿物、化学成分和结构构造的变化(胡受奚等,2004).准确理解蚀变现象背后的地质成因指示,不但对于解决矿床成因和找矿勘查问题具有重要意义(杨志明等,2008唐菊兴等,2016),也是后续代表性样品的挑选和测试分析的关键.因此,在观察描述围岩蚀变时,要区分哪些蚀变与成矿作用有关,哪些与成矿无关.本部分重点介绍围岩蚀变的概念、描述方法、影响因素和观察描述的要点等.

如何来描述蚀变作用?总体原则是清晰、准确和一致.围岩蚀变的表达方式通常有3种方式.第1种是基于矿物组成的描述,例如石英、钠长石、绢云母和钾长石等;第2种是基于化学组成的描述,例如钾化、硅化、钙化、钠化和镁化等;第3种是基于成因的描述,例如,青磐岩化、绢英岩化、云英岩化和泥化等.其中,基于化学组成和基于成因的蚀变描述需要对矿物化学成分和成因有扎实的知识背景,入门较难,因此我们推荐基于矿物或矿物组合的蚀变描述.命名蚀变岩的方法有两种,一种是蚀变较弱,常命名为某某蚀变化原岩,类似于变质岩中的“变余”,例如棉花坑铀矿的水云母化花岗岩;另一类是围岩蚀变强烈,基本是由蚀变矿物组成,命名为某某蚀变矿物岩石,类似于变质岩中的“变成”,例如石碌铁矿的透辉石透闪石岩.

影响蚀变作用的因素很多,不同学者总结的也略有差异(图 4Corbett and Leach, 1998).我们基于经验,提出了5个影响因素,分别是温度、渗透率、压力、围岩组成和流体性质.其中,温度是影响热液蚀变最重要的因素,因为大部分化学反应需要较高的温度来提供能量.渗透率控制了成矿流体进入和通过围岩的能力.通常致密岩石具有较低的渗透率,由于不透水,往往只发生轻微蚀变.压力并不是蚀变作用发生的直接因素,但压力往往控制了地质深度,超压控制了流体迁移,降压导致流体沸腾和成矿物质沉淀.原始围岩的组成决定了元素与矿物反应的有效性.通常,流体与造岩矿物反应的难易程度,往往与鲍温反应序列的矿物结晶方向相反.最后,流体的组成和性质(如,氧化还原程度、酸碱度、挥发分组成和阴阳离子组成等)对于热液矿床围岩蚀变的形成也具有重要影响.

图  4  热液矿床常见的围岩蚀变组合及指示的成矿条件(据Corbett and Leach, 1998修改)

Fig.  4.  Mineral assemblages and their forming condition of alteration in the hydrothermal deposits (modified after Corbett and Leach, 1998)

那如何来观察描述围岩蚀变?首先是矿物组成,包括矿物种类和组合等;其次是蚀变结构构造,如浸染状、选择性矿物交代和充填脉体等.尤其是重点观察蚀变作用是均匀还是不均匀分布,是普遍分布还是沿片理或断裂等局部构造分布等;第三是蚀变强度方面,通常划分为蚀变微弱、中度和强烈等多个强度级别;第四是围岩蚀变的空间分布,除了垂向和水平的蚀变分布,还需要注意近矿和远矿蚀变;第五是时间因素.野外调查常通过脉体穿插、交代反应和包裹等关系判断蚀变形成的相对时间.

5.   矿石:一种特殊的围岩蚀变

成矿作用的最终产物是矿石,由矿石矿物和脉石矿物组成.其形成过程可理解为成矿元素经过富集达到经济品位,最根本原因是金属元素或金属元素络合物因为溶解度的降低而发生沉淀(顾雪祥等,2019Li et al., 2021).因此,溶解度的影响因素是解析矿床沉淀机制的根本.深刻理解各类元素的元素溶解/沉淀相图,尤其是常见的Au、Cu、Pb、Zn和Ag金属离子,是掌握矿化沉淀机制的核心.金属离子往往与阴离子组成络合物溶解在水里,其溶解度的变化决定了金属迁移还是沉淀富集.溶解度的大小,是成矿流体的温度、盐度、压力、pH值以及络合物种类的函数.这里,我们介绍了常见脉石矿物石英和方解石以及金铜铅锌硫化物的溶解度影响因素(图 5).

图  5  热液矿床主要矿物沉淀的控制因素

a.脉石矿物石英溶解度与深度和温度的相图(据Barnes,2015修改);b.不同pH和Eh条件下,热液中硫的稳定区间(据Barnes,2015修改);c.铜、金和锌的溶解度与温度的关系(据Corbett and Leach, 1998修改);d.铜、金和锌的溶解度与酸碱度的关系(据Corbett and Leach, 1998修改)

Fig.  5.  Controls on mineral precipitation in the hydrothermal deposits

5.1   石英和方解石

石英和方解石溶解度与热液的温度、盐度、挥发分组和压力有关(图 5aBarnes,2015).通常,高温流体与大气降水的混合和稀释作用导致了体系温度下降和大量石英的沉淀.另外,高压条件下,压力的骤降导致石英溶解度急剧降低,从而大量石英沉淀.斑岩矿床中大量细脉浸染状的热液网脉的形成主导因素就是大气降水混合和流体压力降低.此外,方解石大量沉淀一个非常重要的因素是富含HCO3-流体中CO2逸失,导致流体中CO2偏分压降低.

5.2   金铜铅锌硫化物

温度、pH、氧逸度和硫逸度是影响这些金属沉淀的重要因素(图 5b~5dCorbett and Leach, 1998Barnes,2015).其中,温度是影响金属溶解度最重要的因素.铜和金元素在中高温流体主要与Cl-络合,在低温流体中多与HS-络合.中高温时,热液温度降低,铜和金的络合物溶解度降低,导致矿石矿物沉淀;低温时,热液温度减低,铜和金的溶解度反而升高.锌的溶解度与温度成正比,当体系温度降低时,锌络合物溶解度降低.pH值也是影响溶解度的重要因素.金铜铅锌的溶解度与pH成反比,越酸性条件下,金铜铅锌的溶解度越大.对于金,pH < 4时,体系越酸性,金的溶解度越大.碱性条件下,铜和金的溶解度有波动,但在pH=8时溶解度最大.氧逸度总体与溶解度成正比,氧逸度越高,金属溶解度越高.很多情况下,热液系统冷却和稀释等综合作用是导致矿石矿物大规模沉淀的原因.

5.3   成矿元素的分带性

元素的这些溶解-沉淀行为导致了成矿系统的元素分带(Corbett and Leach, 1998).例如,在低硫化状态下,以Cl-络合的成矿元素往往表现出Cu→Fe-Zn→Zn→Pb的分带性,以HS-络合的成矿元素往往表现出Au→Au-As→Au-Sb的元素分带.很多时候,由于氧化还原状态和pH值的变化,往往表现出Ag→Au和As→Sb的元素分带性.在高硫化状态下,成矿流体往往以Cl-来运移金属离子.一般酸性条件下,Zn和Pb由于冷却和稀释等原因发生大量沉淀沉淀;极度酸性条件下,往往表现出Cu→Cu-Au-As→Au-As-Sb-Te的元素分带.花岗岩体的元素分带性就是由上述因素所控制.

6.   几个值得注意的问题

6.1   成矿环境的判别

成矿环境的判别是热液矿床研究中常遇到的问题(孙卫东等,2010周涛发等,2017秦克章等,2017),这里的成矿环境包括物理环境和化学环境两方面.

物理环境是指受机械应力作用的情况,常见的物理环境包括挤压环境、伸展环境和挤压向伸展转换等环境(范宏瑞等,2005邓军等,2006Hu et al., 2020Cao et al., 2021).一般来讲,挤压环境中,表现出一些角砾状、团块状、碎裂状、石香肠、拔丝构造、揉皱、构造透镜体等应力和变形的结构构造,矿物多呈机械破碎、波状消光和细粒化等特征.而伸展环境下,矿物多呈一些晶簇状、皮壳状、梳状、自形晶体等,指示形成于开放环境.造山型金矿的矿石矿物沉淀多发生在挤压向伸展转换的环境,以烟灰色、富含硫化物的平直脉体为代表特征.尤其是高品位矿石,多表现出“挤压→伸展→挤压→伸展→……”反复交替的现象.多期次热液叠加和大量的元素卸载沉淀,造成了局部品位异常高的矿石类型,典型矿床实例为雪峰山地区的锑金矿床(刘飚等,2021Li et al., 2022).

化学环境包括温度、pH值、Eh值和组分等因素(杜乐天,2001倪培等,2020),可通过超大比例尺填图观察到的矿物及矿物组合来指示.同时,特定的矿物和矿物组合也是化学环境的反应.前人已有大量的相关研究,这里我们推荐温度-酸碱度图解(图 4Corbett and Leach, 1998).例如,低温酸性条件下,硅主要以蛋白石、方石英、鳞石英的形式存在.蛋白石的出现标志着低温、酸性的成矿条件.此外,低温碱性条件下容易形成绿泥石、蒙脱石、沸石、方解石和白云石等矿物组合.高温酸性条件下,形成明矾石、红柱石、石英矿物组合.高温碱性条件下,形成钾长石、硅灰石、石榴石、硅灰石、磁铁矿等矿物组合.中温中等酸碱度条件下,容易形成高岭石、伊利石、地开石、绢云母等矿物组合.

需要注意的是,热液矿床形成的物理和化学条件并不是完全分开的(Zheng et al., 2022).很多时候,我们在超大比例尺填图所观察到的蚀变-矿化现象是物理因素和化学因素共同作用和相互促进的产物.

6.2   流体通道与圈闭的判别

流体通道和流体圈闭在油气资源的研究和评价中广泛关注的内容(卢焕章等,2004).实际上,热液矿床中也是携带着大量成矿元素的流体沿着一定的通道运移,当遇到合适的条件会大量卸载成矿元素,而无用组分继续运移,从而导致形成围岩蚀变带和矿化现象(图 6).因此,热液矿床超大比例尺填图中对热液运移的通道和圈闭层的识别,将会对热液矿床成矿作用的解析和找矿勘探具有重要意义.

图  6  热液矿床中流体通道与流体圈闭的示意图

Fig.  6.  Schematic diagram of fluid channels and traps in the hydrothermal deposits

良好的流体通道具有以下特点:①规模大,切穿性强;②长期活动;③几何形态结构复杂;④能够携带高通量成矿流体.野外直接识别流体通道是一件非常困难的事情,主要原因包括:①这些流体通道可能是不连续、不可见的;②很多时候受断裂控制的蚀变-矿化是水岩反应平衡的产物,已经全部反应完全并表现出均一化;③流体通道往往是不规则状,并发生了多期次的流体缓冲和愈合;④构造-蚀变-矿化沿走向和倾向上有很大变化,规律复杂;⑤流体通道很多时候表现出不和谐的特点,如狭窄的通道却伴随着巨大的蚀变带.以碳酸盐岩容矿的铅锌矿为例,一些大型高品位的铅锌矿的形成显然需要巨量的流体沿着一定通道来运移成矿流体,但由于碳酸盐矿物极易发生溶解再沉淀,导致流体通道的识别非常困难(Taylor et al., 2009).

携带着大量金属的热液运移到一定的部位,由于物理和化学的圈闭作用,导致成矿元素大量卸载,从而形成矿体.这一过程中,非常重要的一个概念是流体圈闭(图 6).流体圈闭按照性质和作用分为化学圈闭和物理圈闭两种.常见的化学圈闭多是一些化学活动性较强的岩石,如碳酸盐岩、蒸发岩系、黑色页岩、富硫化物页岩和红层等.常见的物理圈闭物理性质突变带,如不透水地层可以作为阻隔层.此外,断裂交汇、断裂膨大、脆性断裂和褶皱鞍部等.这些构造薄弱区域,由于伸展形成低压区,导致相对高压的成矿流体携带着成矿元素进入并发生卸载沉淀而成矿.

6.3   充填与交代作用的判别

充填和交代作用也是热液矿床中常见的成矿作用,准确识别充填和交代作用对于热液矿床圈定矿体、估算品位和资源量以及设计采矿工程等具有重要意义(图 7顾雪祥等,2019).

图  7  热液矿床中充填成矿作用和交代成矿作用的示意

Fig.  7.  Schematic diagram of infilling and replacement mineralization in the hydrothermal deposits

充填脉体特征包括(图 7a):①脉体切穿围岩;②斜向切穿构造;③脉体靠近围岩两侧矿物颗粒较细,而脉体内部表现出粗粒特征;④通常发育一些不规则空洞;⑤矿石矿物表现出梳状、胶状、皮壳状结构或对称条纹.此外,在超大比例尺填图过程中,要注意观察矿物粒度、颜色和结构等的变化规律,这些信息也可以用来辅助判断.

交代脉体也是一种常见的成矿作用形式,主要特征包括(图 7b):①通常会发生矿物选择性交代现象,大量的交代残余“港湾”、“孤岛”、矿物交代假相、变斑晶结构和残留矿物相的存在指示了交代反应的发生;②脉体形态变化很大并表现出围岩、蚀变和脉体的边界模糊,通常会发育靠近新鲜围岩的蚀变前锋;③交代脉体常会发育大量的叠加结构,期次较为复杂;④一些特殊的矿物结构构造也可以用来指示交代反应的发生,如尖牙和龋齿结构等.

6.4   断裂与脉体形成过程

最后,笔者来讨论一下断裂和热液脉体的关系.尽管热液脉在热液矿床中广泛分布,脉体穿插关系也是最常用和最可靠的成矿期次判断依据.热液脉体是热液矿床中大规模流体活动的直接记录,在成矿中非常重要.热液脉体的规模变化较大,大的可到几千米,小的只能在几厘米.在热液矿床超大比例尺填图中,我们可以通过脉体矿物组合和流体包裹体显微测温等手段限定成矿流体的成因和来源(卢焕章等,2004池国祥和薛春纪,2011).此外,我们还可以通过热液脉体几何形态、产状和应力特征来判断热液矿床的构造机制,从而揭示多期构造-热液活动的性质.

实际上,热液脉体的形成包括3个重要的过程:“裂隙打开、形成空间”→“流体流经、保持张开”→“矿物沉淀、形成脉体”(图 8a~8c).在这种情况下,我们常用的切割律(即老的脉体被新的脉体切割),可能存在问题,因此需要特别注意热液脉体中矿物的分布情况(图 8d~8f).例如,要判断图 8d中A、B和C三组脉体的先后关系,如果内部矿物如8e所示,则指示A和B脉被C脉切穿;如果内部矿物如8f所示,则指示A、B和C三组脉体同时形成.

图  8  热液矿床中脉体的形成过程与先后顺序判别

a~c.脉体形成的三部曲,裂隙打开、形成空间→流体流经、保持张开→矿物沉淀、形成脉体;d. A、B和C脉的切穿关系;e. C脉晚于A脉和B脉;f. C脉与A脉和B脉同时形成;g. A脉、B脉和断裂的切穿关系;h. A脉和B脉通过充填交代作用同时形成

Fig.  8.  The formation process and sequences of various veins in hydrothermal deposits

另外一个需要关注的问题是,我们对局部脉体穿插的观察是有局限性的.要想准确判别先后关系,一方面观察的范围要扩大,尽量找出蚀变-矿化带的边界(图 8g~8h);另一方面,很多时候我们观察到的是二维平面,很多看似有先后关系脉体放在三维空间观察会发现是同时关系.

7.   结论

(1) 热液矿床超大比例尺填图是指1∶1 000及更大比例尺的填图,主要是记录露头、平硐、钻孔和手标本上通过肉眼直接观察到的各类地质现象;

(2) 热液矿床的形成过程可用公式“成矿流体+新鲜围岩→围岩蚀变+矿石”来表示,并提出“构造→骨骼”和“蚀变和矿化→血肉”的类比;

(3) 成矿环境判别、流体通道与圈闭、充填与交代和断裂-脉体形成等是矿床研究中长期忽略的问题,在超大比例尺填图过程中需要谨慎对待.

致谢: 谨以此文祝贺中国地质大学(武汉)70周年校庆!笔者毕业于该校资源学院资源勘查工程基地班(020041班).学习和工作中受到资源系诸位老师的谆谆教诲,在此感谢姚书振、丁振举、周宗桂、李建威、蒋少涌和张晓军等教授的传道授业解惑.李占轲、熊索菲、江满容和史冠中等同窗好友已成长为地大资勘教学和科研的中坚力量,与本人经常讨论相关的学术问题,使我受益匪浅.感谢《地球科学》邀稿,鼓励我撰写这样一篇探讨热液矿床大比例尺填图思路和方法的学术论文.论文学术思想受到加拿大萨省地调局学术沙龙的启发,与Thomas David的多次讨论使作者很多问题明了化.这篇论文与其说是一篇学术论文,倒不如说是笔者多年学习和研究热液矿床的心得体会.文中许多学术观点参考了许多前人的研究,笔者尽量按照学术规则进行了一一引用,如果未能提及和准确引用,在此表示歉意.两位审稿人的建设性意见极大提高了本文的学术质量,在此表示感谢!

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
热液矿床超大比例尺构造
富铁矿(紧缺矿产)是怎样形成的?中国4种富铁矿类型及其找矿方向
增储200吨的山东黄金西岭巨型金矿床地质特征与三维预测
地球矿产资源及其形成作用(14)
围岩蚀变及找矿标志
岩浆矿床围岩蚀变的特征
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服