地质流体与成矿作用综述

(成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059)

矿床的形成过程与特定地质构造背景下地质流体的产生、运移和聚集有着密切联系，不同成矿流体的成矿机制各有差异。

一、流体性质

地质流体是自然流体在一定地质作用中形成的特殊流体溶液，其形成主要与各种地质作用有关。而成矿流体是地质自然流体在特定地质环境中经过特定的演化阶段形成的特征产物，是富含挥发份、卤素及不相容碱金属、碱土金属元素的流体溶液。

(一)流体来源

地质流体是一种天然流体，具有复杂的来源，总体归纳其主要来源有：

(1)岩浆上升过程中因分异或结晶释放的流体。杜乐天认为，成矿热液的热、挥发份及碱金属、放射性金属都非地壳本身所能全部供应。

(2)大气降水与海水渗循环演化产生的流体。大气降水在降落地表之前未与岩石发生作用，类似于纯净蒸馏水的成分，只是其中混入了粉尘物质，因此不具有成矿溶液的性质。由于大气降水的量与地理位置有关，由滨海到内陆，由热带到寒带，由构造活动区到稳定区降雨量逐渐减少，且夏季降雨量大，冬季降雨量小，但大气降水分布范围广，总的受时间或空间限制小，因此可以参与到一切地质作用或流体成矿作用中，几乎所有的成矿流体中都有大气降水混入。

(3)富水沉积物由于构造收缩或挤压产生的流体。各种作用的“去流体”过程包括沉积岩经埋深、压实、脱水和成岩过程中释放出大量的流体。

(4)变质过程中脱水——脱挥发份产生的流体。变质水是在变质作用过程中因矿物和岩石的脱水作用而形成的富含CO2型流体，H2O占80%以上，CO2约为5%～20%，盐度一般小于3%。对一种具体的变质流体而言，其成分取决于变质程度和发生脱水的变质相。一般来说，低级变质作用产生的流体富含H2O，高级变质相中产生的流体以高密度CO2为主；原岩如为蒸发岩，则放出富含NaCl的卤水，原岩如为碳质沉积岩，则放出富含H2O和CO2的流体。

(5)地幔排气作用产生的流体[1]。

(二)流体驱动力

地质流体的一个重要特点就是具有流动性，而驱动地质流体进行迁移的驱动力往往又是多种因素引起的。促使或驱动地质流体迁移的驱动力主要有：(1)造山期间构造作用(构造挤压、俯冲带、剪切等)驱动地质流体纵向或侧向迁移；(2)沉积压实或地壳热结构的改变造成地质流体的对流、循环、扩散，并造成围岩—流体反应；(3)不同位置的压力差、应力差或重力、盐度、密度梯度促使地质流体的运动迁移；(4)地质过程中产生出新流体引起的流动作用[2]。

在地质流体的迁移过程中，除了这些主要因素可以产生驱动力外，流体的混合与不混合、围岩的孔隙度与渗透率等同样也影响地质流体的迁移。地质自然流体除了会在不同驱动力作用下发生运移，还会与源岩或围岩发生相互作用，使成矿金属元素活化、溶解、络合，形成富含矿质的成矿流体[1]。

(三)流体分类

关于流体分类，由于分类的依据不同，各个文献与作者观点较多，但总体而言大致可以归结为以下的7类分类方式。

(1)卢焕章教授在其《地球中的流体》一书中按成矿流体的主要成分将其分为三种：岩浆，即形成岩浆矿床的岩浆；以H2O为主的成矿流体；以CO2为主的成矿流体。

(2)张文淮等对成矿流体样品中流体包裹体的研究资料将成矿流体主要分为：硅酸盐熔融体+M(金属)；H2O+NaCl+M；H2O+CO2+M；H2O+有机质+M等。

(3)芮宗瑶等依据流体的相态将成矿流体分为镁铁质—超镁铁质岩浆、花岗质岩浆—挥发相—热水、热水、常温水等四种。

(4)梁婷等依据成矿流体的来源与性质将成矿流体分为与超基性、基性岩浆有关的流体；与酸性岩浆有关的流体；与海相喷流—沉积有关的流体；与沉积盆地演化有关的盆地流体；与区域变质作用有关的变质流体和有机成矿流体。

(5)杨跃等根据流体天然产出地质特征将地质流体分为大气降水、海水、成岩流体、岩浆流体、变质流体、成矿流体、热液流体。

(6)肖荣阁等根据不同地质作用中形成的流体溶质成分及温度特征将成矿流体划分为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水、低温硫酸盐卤水等。

(7)李伟根据根据流体来源和形成环境可分为岩浆热液流体、海底喷流热液流体、盆地流体、变质流体、深源地幔流体和地表——近地表的大气降水和海水流体。

二、成矿作用

矿床形成的实质是有用组分在特定的条件下析出沉淀，富集成矿，其形成原因多种多样，但均会有成矿流体的参与。

目前关于流体成矿的理论包括：岩浆热液成矿论、深成喷气成矿论、侧分泌成矿论、热卤水成矿论、火山喷流一沉积成矿理论、变质热液成矿理论。但是岩浆热液成矿理论已经被推翻，主要是由于它将成矿作用看作是理想系统中的平衡线性过程，而成矿系统实际上是一种复杂性动力系统，成矿作用是一种非平衡、非线性过程。

流体的成矿作用主要包括：流体降温成矿作用，即单一的冷却就能引起流体中成矿物质的沉淀；流体混合成矿作用，即流体混合后，发生化学反应导致成矿物质赋存状态改变而成矿；流体不混合成矿作用，即压力诱发的流体不混溶，多种流体共存并成矿，多表现为几种矿床伴生存在；流体沸腾成矿作用，即经过升温或降压，流体沸腾，挥发分散失，提高流体中成矿物质浓度而成矿；水一岩反应成矿作用，即流体与围岩反应，改变流体的pH值、Eh值及流体成分等，从而成矿。