热液又称
汽水热液,是
地质作用中以水为主体,含有多种具有强烈化学活性的
挥发份的高温热气溶液。在不同的地质背景条件下,可形成不同组成、不同来源的热液。温度多在50-400℃。组成物质除水以外,含
H2S,
HCL,
HF,
SO2,
CO, CO2, H2,
N2、
KCl、
NaCl、B(
OH)4等挥发组分,
金属离子有K、Na、
Ca、
Mg、Fe、
Cu、
Pb、
Zn、
Au、Ag、W、
Sn。是后生地质活动的重要参与者与关键性因素。对于绝大多数
金属矿产和
变质岩的形成起着决定性作用
类型
岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的
热水溶液,最初是岩浆体系的重要组成部分,含
H2S,
HCL,
HF,
SO2,
CO, CO2, H2,
N2等挥发组分,具有很强的形成金属
络合物并使其迁移活动的能力。
这些“热液”渗入岩体或围岩裂隙中继续冷却,对其改造,其
金属矿物释出、结晶、沉淀。通过
交代作用和
充填作用形成岩石蚀变和矿脉。
岩石在进化
变质作用过程中释放出来的热水溶液。岩石遭受进化变质作用时,伴随矿物的
脱水反应,脱水变质的强度成正比,变质成因热液也具有很强的溶解迁移金属络合物的能力。有的
热液矿床主要是在
变质水参与下形成的。
沉积物沉积时含在沉积物中的水,因此又称
封存水,再沉积物
固结成岩过程由于深埋作用及其他成岩反应被加热形成热液。建造水广泛见于油田勘测过程中。有的低温前行矿床主要与建造水构成的热液活动有关。
包含雨水,湖水,海水,河水,
冰川水,和浅部地下水下渗至深部被加热形成热液。加热的
大气水广泛的参与热液体
成矿作用。在
岩浆流体
成矿系统中早期
成矿以岩浆流体为主,但中晚期常有不同比例的大气水混入。
热卤水
热卤水产生的机制分为两类:①当含有
盐类沉积的
海相、
潟湖相、
海陆交互相或陆相沉积物在埋深过程中,受地热和压力的影响,使其中各种形式的水和盐分释放而形成热卤水;②由下渗的海水在
地热异常区被加热而形成。由于热卤水具有十分活泼的
化学性质,在与围岩
反应过程中可强烈淋取岩石中的
成矿元素,并将石膏或
硫酸根还原成
硫离子。热卤水对于铁、铜和多金属块状硫化物矿床的形成具重要意义,如现代红海
裂谷的深渊、
大西洋、印度洋洋
中脊、
东太平洋海隆等热卤水正在发生重要
成矿作用以及美国
索尔顿湖,
土库曼斯坦里海切列肯等地也在发生的这类成矿作用。
地幔源
挥发分流体,其最初来源可以是核幔脱气,也可以使大洋岩石圈俯冲到
上地幔中脱气,是在地幔中形成的一种
高密度的
超临界流体。挥发成分以水和
二氧化碳为主。参与热液成矿作用主要表现在
(1)
幔源C-H-O流体溶解深部
成矿元素并带入地壳成矿。
(2)幔源C-H-O流体改造地壳物质,使其中的成矿元素发生活化转移成矿。
(3)幔源C-H-O流体含有较多的碱质和硅质。直接为某些
热液矿床提供这类位置。
(4)幔源C-H-O流体可以在地壳中产生异常的
地热梯度,加速地壳
浅层水的深循环,或与浅层水混合形成对流的循环系统而成矿。
海底热液活动
指从
火山活动频繁的
洋中脊山顶喷涌而出的高温液体,这种液体中含有大量的丰富的化学
物质,形成了海底独特的地质活动与
生态环境。
由热液流体,热液柱,喷口生物和硫化物等热液产物组成。
热液流体包括喷口流体和海底下的流体 热液流体的来源具有多样性热液柱是由喷口流体与周围冷海水相遇后形成的, 其在物理化学性质上与喷口流体不同,由于喷口
流体密度相对小,加之浮力大,可使喷口流体呈羽状上浮,达到
中性浮力面,并且飘到一定距离
热液柱和喷口流体以喷口为界,喷口以外对海水开放的上升流体为热液柱,喷口以内对海水相对封闭的为喷口流体。
热液柱不是热液流体
热液硫化物富含CU,ZN, AU, AG等
金属元素,又称为多
金属硫化物。
产物
是指所有
海底热液活动过程形成的产物,主要包括热液流体,热液柱,
热液硫化物,
喷口生物,
热液蚀变岩石,含金属沉积物和
自然元素等。
热液产物可以分布在海底表面,也可以分布在海底以下。
热液堆积体 由热液产物堆积而成的,主要由从热液流体中沉淀出的
硫化物,
硫酸盐等
矿物组成。若热液堆积体主要由硫化物组成,又称为海底多金属
硫化物堆积体,热液产物可以呈
烟囱体,丘状体,
脉体,网脉体,
角砾,壳体和球体等形态产出,除了含有各种硫化物矿物之外,还包括硫酸盐,
氧化物等矿物。
热液产物地貌: 多个烟囱体
聚集分布,成群产出构成烟囱体群,烟囱体或烟囱体群可以分布在丘状体之上,烟囱体坍塌可以堆积成热液丘状体。 热液丘状体主要由坍塌的烟囱体,烟囱体碎块,
块状硫化物等堆积而成,在其内部可以分布着脉状和网脉状,存在着早期矿物被后期矿物交代,穿插现象,烟囱体的形态复杂多样,呈筒状,柱状,尖塔状和蘑菇状。
热液产物构成的地貌分类: 烟囱体地貌 丘状地貌 烟囱和丘状复合地貌
其他形态地貌 热液喷口: 指喷口流体喷出或者曾喷出并且伴随有热液产物形成的部位,烟囱体,丘状体或者海底裂隙处往往拥有众多的流体喷口,可以构成喷口群。
喷口区
分布着热液喷口的区域,一个热液区可以包括一个或者多个喷口区。
热液区
由一个或者多个
空间位置相对接近,形成环境(构造,沉积物和岩石)基本一致的热液点组成。
根据热液区中是否存在正在活动的热液流体,可以分为热液
活动区/点和和非活动区/点。
热液点:热液产物(热液柱,含金属沉积物除外)的分布点,内部可分布着一个或多个连续或
不连续分布的烟囱体(群),丘状体。 一个热液点可以包括一个或者多个喷口区。 有硫化物分布的热液区/点可以称为
热液硫化物分布区/点或者
多金属硫化物分布区/点。
矿体的埋藏情况。矿体有出露地表的、有隐伏地下的。
隐伏矿体又分为
埋藏矿体和
盲矿体。埋藏矿体指矿体生成后曾经在地表出露过,以后又被后来沉积物、
火山岩以及
土壤层等所覆盖。盲矿体指埋藏在地下基岩中的,即形成后从未出露过地表的矿体。 矿体是矿床的基本组成单位。
成岩作用就是在一定的
自然条件下,形成岩石的
地质作用。如果形成岩石的过程中,伴随有矿产的形成,则称为
成矿作用。可见,成岩作用和成矿作用是统一地质作用中的两个方面,即岩石和矿石是统一地质作用的两种产物。成岩作用是非常普遍的
地质现象,而成矿作用是比较特殊的地质现象。在地球的演化过程中,只有当分散在地壳上和
地幔中的元素在迁移过程中发生富集,才有可能形成矿石。
一个
热液硫化物分布区可以分布着一个或者多个热液硫化物矿床/堆积体,一个热液硫化物分布点可以分布着一个或者多个热液硫化物矿体/堆积体 现代海底热液
成矿作用是海底热液活动的变现形式之一。
热液系统
由海底热液活动及其所处环境构成的一个
有机整体,由海底面以上(烟囱体,丘状体,热液柱和喷口生物组成,包括释放区)和海底面以下(由注入区,反应区和上升区组成)组成。
形成物
块状硫化物
指硫化物矿物含量在60%以上,矿物
颗粒大小均匀,彼此相连,具有块状或者
带状构造的热液产物。
块状构造,英文:massive structure(释文:岩石(
岩浆岩)的一种构造[1]。即岩石中矿物排列无次序、分布均匀的构造。 又称均一构造(homogeneous structure)。具有块状构造的岩石,其特点是岩石各组成部分的成分和结构是均一的,无气孔,矿物排列无一定次序,无一定方向,不具任何特殊形象的均匀块体。块状构造是
火成岩最常见的一种构造 岩石中矿物排列不显示一定
方向性的(与
流纹构造、
流线构造成对比),称
块状构造。 这种构造往往为
深成岩所具有。如花岗岩即常具块状构造。
变质岩的块状构造: 变质岩的基本特点是
片理构造,是区别于岩浆岩和
沉积岩的重要特征。变质岩的块状构造是其片理构造的形态之一。构造特点:矿物无定向排列,也不能定向开裂;矿物成粒状
晶质结构。常见岩石:
大理岩、
石英岩等。)
由块状硫化物构成的堆积体或者矿床,又称为多金属块状硫化物堆积体或者矿床。 烟囱体或者丘状体的局部或者整体均可以由块状硫化物构成 如果热液产物堆积体(包括多金属块状硫化物堆积体)在经济技术
允许条件下能被开采,则该热液产物堆积体就称为矿体/矿床,否则称为矿物堆积体。
含金属沉积物
指分布在热液活动区附近(包括
洋中脊轴部或者
翼部)的未固结的
沉积物,由于混合了来自热液流体或者热液柱的物质,记录了热液活动的信息,导致这些沉积物的无机组分中富集Fe,
Mn以及多种
微量元素,相对亏损了Al和
Ti,不同于因热液-沉积物相互作用产生的热液蚀变沉积物。该金属沉积物在成因上不同于红海的含金属沉积物。 红海的含金属沉积物的形成与红海的热卤水有关,该热卤水被认为是海水与
玄武岩,
中新世蒸发岩相互作用的产物。