浅成低温热液贵金属矿床成矿条件浅析

万良钦，喻军敏，杨永胜，钟　源

（1.江西有色地质勘查五队，江西九江332000；2.中国地质大学<武汉>资源学院，湖北武汉430074；3.中国地质大学<武汉>地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北武汉430074；4.南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210093）

浅成低温热液贵金属矿床成矿条件浅析

万良钦*1，2，喻军敏1，2，杨永胜2，3，钟源4

（1.江西有色地质勘查五队，江西九江332000；2.中国地质大学<武汉>资源学院，湖北武汉430074；3.中国地质大学<武汉>地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北武汉430074；4.南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210093）

浅成低温热液矿床主要是美国学者White（1981）、Cox、Guilbert等研究环太平洋火山—岩浆带高地热异常地区中热液和热泉成矿作用过程所建立的类型。随着近年来一系列浅成低温热液贵金属矿床的发现，它已经成为重要的贵金属矿床类型之一，也是当前国际矿床学界研究热点。近年来的矿床学研究在浅成低温热液型贵金属矿床的地球化学特征、成矿岩浆背景、成矿机理及成矿模式等方面取得了明显的突破。主要通过从成矿的宏观以及微观2个方面，着重从矿床产出的大地构造环境，成矿年代，成矿流体类型，演化，矿质来源，迁移沉淀，简要阐述浅成低温热液贵金属的形成过程，为今后寻找类似矿床提供方向。

浅成低温热液；贵金属；成矿条件

浅成低温热液型贵金属矿床是重要的矿床类型，在成矿理论研究方面也是近30年来发展最快，成果最多的，是目前乃至今后一段时期内矿床界研究的热点。1983年举办了“角砾岩与成矿作用：地质产状与成因”讨论会，作为讨论会的成果，美国《经济地质》出版了角砾岩型矿床专集（A Special Devoted to Ore-Hosted Breccias，1985，Vol.60，No.6）；1992年召开的第29届国际地质大会上矿床组的论文多数是关于浅成低温热液贵金属矿床方面的［1-2］；我国于1999年召开了“隐爆角砾岩及相关金矿床”研讨会［3］；2003年在希腊雅典召开的第七届国际矿床地质大会与浅成低温热液贵金属矿床有关的论文达36篇［4］，一批高水平的研究成果相继被推出。

目前浅成低温热液贵金属矿床基本定义是指形成于低温（200℃±，一般＜300℃）、低压（10～50MPa）、成矿深度浅（一般≤2km）、成矿流体盐度低（一般＜5% wt%NaCl），热液活动主要发生在火山—浅成岩体系统浅部的以产出Au、Ag贵金属为主（伴生Cu、Pb、Zn、Te等金属）的热液矿床［5］。

1　矿床的分布

世界范围内，浅成低温热液矿床主要分布在3个巨型成矿区域中，地中海喜马拉雅、环太平洋及古亚洲成矿带，研究表明，环太平洋成矿带最为集中。环太平洋西带代表型矿床有中国台湾金瓜石金矿集区、日本九州菱刈金银矿集区、东北的团结沟、五凤—五星山、二道沟及古力库、山东的七宝山和归来庄、河南的上宫和祈雨沟、安徽的天头山和东溪、广西的龙台山和福建的紫金山。环太平洋东带主要有美国的Cripple Creek和Red mountain、墨西哥的Guanajuato等超大型矿床。地中海—喜马拉雅成矿带主要有罗马尼亚的阿普赛尼、西班牙的罗达尔基拉尔、保加利亚的麦迪德班。古亚洲成矿带代表区域有俄罗斯的巴列伊、蒙古国塔林、中国新疆的石英滩以及阿希金矿、大兴安岭的部分金矿床。

我国浅成低温热液矿床主要分布在3条成矿带上：环太平洋成矿带、三江成矿带和北天山—北山成矿带（图1）。

2　矿床类型的划分

20世纪70年代以来，人们提出多个关于陆相火山岩—次火山岩有关的浅成低温热液贵金属矿床类型的划分方案，其中最有影响的是Hendenquist等（1994）主要依据矿床特征和成矿流体特点，将浅成低温热液矿床划分的高硫化型和低硫化型（表1）。Sillitoe等（2003）将斑岩铜（金）成矿系统中的浅成低温热液矿床，划分为高硫型、中硫型、低硫型3种常见类型。该类分类方案在国内外已经得到广泛的应用。在我国，已知浅成低温热液矿床以低硫为主。高硫型较少。

图1　中国浅成低温热液金矿时空分布简图（据毛景文等，2003）

表1　低硫化型与高硫化型浅成低温热液金矿床的主要特征（据江思宏等2004修改）

3　成矿的宏观条件

浅成低温热液型贵金属矿床可形成于板块俯冲带上盘的大陆弧或成熟的岛弧及弧后拉张动力学环境，洋中脊（冰岛）环境，近年来也可见于陆内裂谷环境和陆陆碰撞由挤压向伸展转换时期的构造背景。Karen等认为大多数Au-Ag-Te矿床与造山晚阶段或未发育成熟的裂谷有关［6］。总之该类型矿床的形成与挤压地球动力学背景有关的拉张环境密切相关，其中高硫化型主要形成于挤压应力场环境，而低硫化型矿床主要产于张性或中性环境下［7］。

现有文献统计显示中—新生代和古生代为该类型矿床两个重要的成矿期，绝大多数浅成低温热液型贵金属矿床形成于中—新生代，其成矿时代集中偏新的原因可能主要是因其形成深度浅，要求矿床所在地壳稳定，剥蚀浅，才能在漫长地质历史中保存下来。在具备成矿物源条件下，浅成低温热液金矿床的形成时间可能主要受其所处大地构造环境演化阶段控制。

浅成低温热液型贵金属矿床产出区域常在基底岩石之上发育火山岩构成双层式结构，并主要产于陆相火山岩及与其同时代的火山沉积岩中，有时也产于其下伏各类基底岩石［8］。大部分矿床产于火山活动中心附近，少数产于远离火山口的火山岩中，重要容矿构造有2种为断裂构造和热液角砾岩筒构造。有学者认为矿化常发生在具有良好分异的火山岩地区［9］。

近年来的研究显示，与浅成低温热液型金矿床有关的岩浆岩主要为碱性岩和斑岩［10］。

4　成矿的微观条件

4.1流体类型

浅成低温热液贵金属矿床成矿流体主要为大气降水与岩浆水的混合热液［11］。其中高硫化型以岩浆水为主，性质为氧化、酸性流体，从早到晚成矿流体系统演化呈现出岩浆水减少、大气降水增多的趋势［8］；低硫化型矿床以大气降水为主，含有来自岩浆的挥发分S和C，属还原、近中性流体。

4.2流体演化

相分离是斑岩型—浅成低温热液贵金属型矿床流体演化中普遍发生的过程，在浅部是矿质沉淀一种重要机制，在较深部（3～4km）可能为流体重新分配成矿元素的一种机制［12］。在温压条件变化较大（400℃～700℃，20～90MPa）的不同流体系统中，相分离过程中金属元素进入不同相的特性较为一致：Na、K、Fe、Mn、Zn、Rb、Cs、Pb、Ag、Sr、Sn和W优先进入液态流体相，Cu、Au、As和S等优先进入气水相。

在无硫体系中，金属元素主要向液相集中；在含硫体系中，Au倾向于进入气水相，并且随S元素浓度的增大而增大，Cu倾向于随S进入气水相。以上研究可能表明流体在相分离过程中成矿元素的重新分配与载矿元素（S、Cl等）在相分离过程中的行为密切相关［12］。于典型的相分离深度（30～80MPa深度），即使相分离中气水相只占原始流体质量的一小部分，也可分配可观的Au和Cu。岩浆流体中含过量的铁的硫化物时，能够稳定地将具有成矿意义的Au（ppm级别）运移至浅部典型的浅成低温环境［12］（图2）。

图2　低硫化型与高硫化型浅成低温热液型金矿床产出环境与成矿流体演化（引自Corbett，2002）

4.3矿质运移及沉淀

Au可能以氯络合物、硫（碲）氢络合物，还有可能存在于硅胶体中运移，最近有学者研究认为热液体系中的蒸气可能是金属迁移的潜在重要介质；而Au于浅成低温热液环境中沉淀可能有多方面原因：沸腾、流体混合、冷凝或与围岩反应。

若见到蚀变矿物为方解石、冰长石及伊利石等指示成矿流体pH为中性的矿物，则该套岩石的含矿性与金属硫化物的含量呈正相关关系；若见到蚀变矿物为高岭石和石英等指示成矿流体为强酸性的矿物，则该火山岩的含矿性可能与金属硫化物的含量呈反相关，或至少过多的金属硫化物不利于Au的迁移富集成矿。低硫化型浅成低温热液矿床中Cu的含量很低，可能与低盐度、近中性的还原性流体不能携带足够的Cu有关。

由于高硫化型主要形成于挤压应力场环境，而低硫化型矿床主要产于张性或中性环境下，因而两者矿质沉淀的机制也不同：沸腾可能是导致低硫化型浅成低温热液型矿床贵金属和贱金属沉淀的主要原因，高硫化型矿床的形成可能主要受流体混合的控制。但有学者认为流体混合作用导致金属矿物沉淀重要性远不如沸腾作用，因浅成低温热液矿床所需要的高能量流体的水动力压力使流体混合只在热液系统的边缘才起作用［8］。

4.4矿质来源

矿床S、Pb同位素特征显示，成矿物质具多源性，既有岩浆来源，也有容矿围岩或基底变质成矿元素的加入，且不同阶段有不同的来源［8］。Sr同位素也显示了成矿元素的多来源性。研究人员利用保加利亚Madjrovo浅成低温热液金矿矿脉中重晶石的Sr同位素来示踪物质来源，结果表明，成矿流体中的Sr来自不同程度混合的岩浆和基底变质溶液，且远离变质基底矿脉中的Sr同位素组成显示出放射成因Sr减少的趋势。而对于成矿元素Au的来源，有些学者认为是地壳岩石在碰撞或者岛弧迁移之后，沉入地幔的岩石圈板片部分熔融从而导致地幔中硫化物的氧化释放出Au。

5　结论

（1）浅成低温热液型贵金属矿床可形成于板块俯冲带上盘的大陆弧或成熟的岛弧及弧后拉张动力学环境，洋中脊（冰岛）环境，也可见于陆内裂谷环境和陆陆碰撞由挤压向伸展转换时期的构造背景。成矿流体主要为大气降水与岩浆水的混合热液。成矿物质具多源性，既有岩浆来源，也有容矿围岩或基底变质成矿元素的加入。

（2）浅成低温热液矿床在我国主要分布在3条成矿带上：环太平洋成矿带、三江成矿带和北天山—北山成矿带。应该说我国处在有利的浅成低温热液贵金属成矿区域内，成矿地质条件优越，近年来也取得了一些成就，但单一矿床规模上没有突破，应加强研究工作，笔者认为北天山、大小兴安岭以及东南沿海是重点区域。

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P61

A

1004-5716（2016）09-0133-04

2015-10-12

2015-10-13

万良钦（1990-），男（汉族），江西宜春人，助理工程师，现从事地质勘查研究工作。