Question

银山矿床动态成矿作用分析

Answer 1

银山矿床的成因与中生代中酸性陆相火山-次火山活动有关，矿床空间分布及蚀变矿化分带明显受燕山期英安斑岩体控制。

据测定（江西冶金勘探公司十一队，1977），英安斑岩中Cu、Pb、Zn含量分别为166×10^-6、62.5×10^-6和128×10^-6，分别是酸性岩维氏值的8.3倍、3.1倍和2.1倍；矿区外围千枚岩中Cu、Pb、Zn含量分别为57.3×10^-6、35.9×10^-6和77.5×10^-6，分别是沉积岩维氏值的1.0倍、1.5倍和0.97倍。显然，燕山期岩浆岩更具有提供成矿物质的潜力。

蚀变千枚岩化学成分变化则显示热液蚀变过程中，千枚岩的Ca、Mg、Na等成分被强烈淋滤进入流体。华仁民等（1993）通过对银山矿区外围225km²范围内213个双桥山群地层样品的金含量分析，获得了明显的围绕矿区展布的金地球化学降低场及其含量的梯度变化，从而定量地证实双桥山群为银山矿床的金矿化提供了成矿物质。

银山矿床主要成矿温度范围在200～300℃，该温度远低于中酸性岩浆岩的固相线温度（650～925℃），这一温度间隔意味着，在银山矿区由燕山期岩浆液态不混溶分离出来的热液，和岩浆在结晶分异过程中分异出来的热液，是非常有限的，没有在矿床中留下明显的痕迹。

从矿区岩体和矿体产状分析，矿体形成深度主要在1000m以内。据计算，矿床成矿压力在260×10⁵～200×10⁵Pa（魏菊英等，1988）。由于热液活动处在一种压力和温度梯度相对较大的近地表环境，大气水的补给又十分有利，因此由热动力及其所引起的流体密度差异所导致的重力不稳定性作用，必然造成热液对流循环的发生，而大气水及大量地层物质从地表附近及地层进入岩体接触带的现象是成矿热液对流循环作用的反映。

因此，作者认为银山矿床的形成是两个地质过程耦合的结果，其一是Cu、Pb、Zn等矿化元素在英安斑岩中的初始富集，与岩浆分异作用有关，但在英安斑岩固结过程中并没有形成工业矿体；其二是后期的热液对流作用，导致矿质的活化-迁移-聚集，并最终形成矿体。

在岩浆侵位的初期，岩浆温度在固相线以上，透水性不利于大量流体穿透，因此不利于流体的循环和成矿。当岩浆逐渐冷却、结晶和破裂以后，大规模的对流才得以形成，使富集在岩体中成矿金属元素进一步聚集成矿。

热液对流循环所造成的流体物理化学条件的交替转化是矿质活化-迁移-堆积的关键，并形成了银山矿床蚀变-矿化分带。热液对流系统的动态演化决定了成矿物质迁移形式的多样性和变化性。而对流热液在岩浆岩、地层等多种不同性质的岩石间的循环，则导致了成矿物质多来源性。

银山矿床蚀变分带特征显示了流体酸碱性的交替转化，其中绢英岩化和绿泥石化蚀变代表了一种共轭的酸-碱变化过程。英安斑岩中的绢英岩化蚀变导致流体酸性降低，反应过程如下：

动态成矿作用与找矿

或

动态成矿作用与找矿

千枚岩中的绿泥石化蚀变则导致流体酸性增强，反应如下：

动态成矿作用与找矿

在银山矿区，大气水的补给是造成水饱和环境及热液对流的关键。而在该对流系统的浅部区域，硫的循环和演化则是导致成矿金属元素活化-迁移-堆积，并造成矿化分带的重要原因。由于来自地表的大气水中富含游离氧，因此浅部对流热液具有更强的氧化性，导致围岩发生氧化作用，围岩中的Fe^2＋氧化成为Fe^3＋，硫化物则发生氧化并形成酸性渗透溶液，热液中的含硫组分以

占主导，因此多数亲铜元素和过渡元素的迁移能力将大大增强，岩体与地层中的成矿金属元素发生活化并主要以硫酸盐形式迁移。由于 Zn^2＋、Cu^2＋在富

条件下溶解度较高，而Pb^2＋的溶解度相对较小，因此Zn^2＋、Cu^2＋更容易迁移至接近热源的地点并聚集成矿，从而与Pb^2＋发生分离。

在对流热液向热源或深部方向迁移时，随着流体中氧逸度的逐渐降低，

向S^2-发生临界转化，形成硫化物的聚集。这一过程与硫化物矿床次生富集带中所发生的矿质活化-迁移-聚集过程有相似之处，不同之处在于流体的运动方式和成矿物理化学条件的差异，但反应过程均可示意性地表示为：

动态成矿作用与找矿

促使该反应发生的主要动力是来自温差电流等电能形式在地热系统中的产生与释放，辅助性的动力可能还包括：①流体在向热源或深部方向迁移过程中游离氧的减少和还原性的增强；②地壳浅部有机质参与热液对流循环也会对E_h值产生重要影响，如流体中甲烷气与水的反应对E_h值的制约，反应可表示为：CH₄＋2H₂O→CO₂＋8H^＋＋8e和CH₄＋H₂O→CO＋6H^＋＋6e③共轭出现的物理化学反应，如黄铁绢英岩化与钾化及绿泥石化碳酸盐化构成了共轭酸碱反应关系，及围岩蚀变过程中Fe^2＋→Fe^3＋的氧化与硫化物结晶过程中

的还原构成了共轭的氧化-还原关系等。