浅成低温热液型矿床的成因机制

1. 高硫化型浅成低温热液矿床成因机制

尽管形成深度小，但高硫化矿床仍显示其形成过程中有岩浆成分的加入。成矿的早期

图6-24 斑岩铜矿、高硫化型、低硫化型浅成低温热液矿床的成因机制示意图（据Hendenquist等，1996）

活动火山热液体系从去气岩浆到火山喷气孔和酸性泉，为斑岩和(或)高硫化矿床形成环境，而低硫化矿床则形成于以中性酸碱度为特征的地热系统；这些地热水可能以热泉和间歇喷泉的形式排出

阶段以围岩的广泛淋滤为特征，成矿流体的pH<2，具有岩浆（火山）流体和大气水混合的氢、氧同位素组成特征。岩浆（火山）流体被大气水吸收后形成酸性热液，pH值通常在0.5~1.5之间。这种酸性热水的成分受到了所流经岩石的化学组成的影响，通过酸性淋滤作用形成了高硫化矿床围岩的淋滤带，产生了多孔状二氧化硅残留物（硅核，wSiO₂>90%）。酸性热液进一步活动形成了高级泥化等蚀变带，高硫化型浅成低温矿床与斑岩铜矿床的高级泥化带在矿物学和稳定同位素特征方面有许多共同特征，表明两者之间可能存在密切的联系。硫同位素以及硫酸盐矿物的存在，显示热液流体是氧化的，成矿过程中硫的不同价态主要是在岩浆SO₂岐化形成H₂SO₄时产生的。

与铜的硫盐矿物和石英中的流体包裹体研究表明，矿化流体的盐度为2~5wt%NaCl。有时随深度增加盐度会有显著的增加，甚至在矿带的下面可以达到20%~30%。高硫化型浅成低温矿床中存在的这种低盐度流体位于高盐度流体之上的分离现象，在形成深度更大斑岩型矿床中也很明显，并可见超高盐度盐水与低盐度气体共存。这种分离现象可能是由于盐水密度较大，不易上升到浅处而造成的。在相对氧化的高硫化热液体系和斑岩环境中，铜和金的紧密共生说明两种金属可在相似的条件下搬运，但高硫化型浅成低温矿床与温度和盐度都较低的流体有关。

2. 低硫化型浅成低温热液矿床的成因机制

与斑岩型矿床和高硫化型矿床相比，低硫化型浅成低温热液金矿床的岩浆特征更加模糊不清，形成于地热系统中。总体来说，低硫化型矿床在低于200~300℃、远离岩浆热源的地段形成。低硫化矿床的稳定同位素表明大气水热液占主导地位，但富矿体中石英的δ¹⁸O和δD值明显偏移当地的大气水的相应值，这可以看作是岩浆成分参与成矿的一个证据。

硫和碳的同位素组成，也表明在许多低硫化型浅成低温热液型矿床中， S和C主要来源于岩浆活动。但通常也存在沉积来源的硫，并且在少数情况下会出现有机碳。低硫化矿床中成矿物质的多来源可能是由于热水溶液和不同的地壳岩石之间的相互作用造成的。如前所述，形成低硫化型矿床的热液为低盐度、中性流体，其中金和其它金属的来源，比起斑岩系统和高硫化体系来说具有更大的不确定性。

如果氢、氧同位素特征所显示的岩浆水混入了成矿流体是正确的话，那么就要求混入的岩浆成分必须是低盐度的，因为只有这样，才能解释形成低硫化型浅成低温热液金矿床的含矿热液为何是很稀的热水溶液。这种情况下，混入的岩浆流体相应该是低密度的岩浆气体，而非高盐度的岩浆流体。这种岩浆气体向大气水热液提供的任何酸性气体，都会通过与容矿岩石的中和反应而变为中性，随后参与到成矿过程中。中和反应发生时，通过氢与金属阳离子的交换，可使岩浆气体中的金属含量升高，有利于成矿。岩浆气体在完全混入到低硫化热液体系之前，所发生的中和作用规模可能很大，这与赋存低硫化型浅成低温热液矿床的火山岩区发育的大规模青磐岩化蚀变是一致的，这种蚀变可达几百到几千平方公里。

低硫化型浅成低温热液矿床中铜的含量很低，可能与低盐度、近中性和还原性流体（硫以-2价为主）不能携带足够的铜有关。这类矿床还可以进一步进行细分，如根据金属组合可分为两类：一类富金（Ag/Au=1/10~10/l），贱金属痕量；另一类富银（Ag/Au>100/1），并有具经济意义的锌和铅存在。富金矿床与低盐度但富气体的流体（盐度<1wt%NaCl，气体——主要为CO₂、H₂S——质量百分比高达4%）有关。富银和贱金属的矿床与盐度较大的流体（盐度10~15wt%NaCl）有关，这种盐度上的差别对于流体的搬运能力是重要的。因为金以二硫络合物的形式搬运，而银、锌，也许还有铅，则在还原环境中由氯络合物搬运。富金浅成低温热液型矿床的流体与大多数现代地热系统相似，而产出富银和贱金属矿床的构造背景中还没有发现现代盐水地热系统。

3. 与斑岩型矿床成因的联系

目前，在浅成低温热液型矿床深部发现了大量的斑岩型矿化，而且在斑岩型矿床附近发现大量的浅成低温热液型矿床，证明了斑岩型矿床和浅成低温热液型矿床之间存在内在关系的看法。但斑岩铜矿床和高硫化矿床之间并不总是相互叠加，而且低硫化矿床也并不一定非得起源于侵入体附近的斑岩矿化。不过，有可能出现不同类型矿床在时间和（或）空间上的地球化学转化。如早期斑岩型矿化由超高盐度岩浆流体活动形成，到晚期会被低温、低盐度的大气水活动所取代，这样富集在早期形成的斑岩矿化中的金，会再次活化迁移，形成浅成低温热液型金矿床。