块状硫化物矿床研究进展

陈 龙 皮晓东

(1.内蒙古自治区国土资源储备交易登记中心，内蒙古 呼和浩特 010010;2.内蒙古自治区地质调查院，内蒙古 呼和浩特 010010)

前言

块状硫化物矿床是一类重要的金属矿床，通常产于海相火山岩和沉积岩系中，主要由Fe、Cu、Zn 和Pb 的硫化物组成，并常伴有Au、Ag、Co 等多种有益元素，多表现为块状矿体和网脉状矿体。块状硫化物矿床中的铜矿与斑岩型铜矿、砂页岩型铜矿、岩浆铜镍硫化物矿床，是世界四大支柱型铜矿类型。在我国，块状硫化物矿床中铜的储量位居第五位。鉴于块状硫化物矿床重大的经济价值及对成矿理论研究的重要意义，近年来，该类矿床一直是国际成矿学界的研究热点。

一、块状硫化物矿床的类型

广义的块状硫化物矿床包括火山成因块状硫化物矿床(VMS)、沉积喷流矿床(SEDEX)以及火山沉积岩容矿型块状硫化物矿床(VSHMS)，亦有人将火山成因块状硫化物矿床称为火山岩为主岩的块状硫化物矿床(VHMS)。

对块状硫化物矿床的分类主要有两大类，以围岩岩性为主要依据的分类(地质分类法)和以矿石组成为主要依据的分类(化学分类法)。

二、块状硫化物矿床的成矿构造背景

地壳内矿床的形成和时空分布是不均匀的，但也不是随机的，它们的分布于其所处的成矿构造环境密切相关。查明矿床的成矿构造环境，有利于提高对该类矿床产出和分布规律的认识，从而提高成矿预测成功率，因此成矿构造环境研究一直是矿床学研究的重要内容和研究方向之一。

(1)VMS 矿床成矿构造环境

VMS 包含塞浦路斯型、黑矿型、别子型和诺兰达型4 种类型。其中塞浦路斯型块状硫化物矿床产出于洋中脊拉张环境，含矿岩系为一套大洋拉斑玄武岩，经后期俯冲碰撞出现在造山带蛇绿岩之中。诺兰达型和黑矿型块状硫化物矿床均产于火山岛弧环境，但二者产出时代和赋矿岩系及矿石成分方面存在差异。别子型矿床目前大多认为产出在弧前盆地(或海槽)环境。由于大洋俯冲过程中强烈的消减作用，导致塞浦路斯型和别子型矿床很难被保存，因此产于岛弧和弧后盆地环境中的黑矿型矿床是最常见的一种古海底块状硫化物矿床。

(2)SEDEX 矿床成矿构造背景

以往认为SEDEX 型矿床产出的构造背景为大陆裂谷、坳拉槽或被动大陆边缘，并且与VMS 型矿床不同，其形成的地球动力学背景不是板块汇聚边缘而是离散板块边缘或离散板块内部裂谷。然而随着澳大利亚北部元古代世界级SEDEX 型铅锌矿床成矿动力学背景研究的不断深入，表明这些矿床成矿构造环境并不是被动大陆边缘裂谷，而是汇聚板块地球动力背景下的远离弧后的大陆拉张盆地。而且不仅产出于元古代克拉通盆地的SEDEX 型铅锌矿床具有上述特点，且显示宙与元古界的SEDEX 型矿床也具有类似的成矿动力学背景。

(3)VSHMS 矿床成矿构造背景

火山沉积岩容矿型块状硫化物矿床是近10年来块状硫化物矿床研究的新方向，该类矿床成矿动力学背景为汇聚板块边缘的硅铝质弧后裂谷盆地。虽然VMS 矿床也可形成于汇聚板块边缘，但VSHMS 一般为大陆硅铝壳基础上发展起来的岛弧/弧后裂谷环境，这也与其形成时代多为地球演化后期的地质事实相符。此外，不同于SEDEX 型矿床既可以形成于汇聚板块动力学背景也可以形成于离散板块背景，VSHMS 仅形成于汇聚板块的动力学背景，而SEDEX 型矿床则形成于远离弧后的陆内裂陷盆地。

三、块状硫化物矿床的成矿物质来源

成矿物质来源一直是矿床学研究的热点，针对块状硫化物矿床中硫和成矿金属的来源也一直是地质学家争议的问题。

块状硫化物矿床中的硫源大致分为三类:1)以火成岩来源硫为主，部分海水来源硫加入(以形成于洋中脊的VMS 型矿床为主);2)以沉积物来源硫为主，有海水来源硫和有机还原硫加入(以形成于远离弧后拉张断陷盆地的SEDEX 型矿床为主);3)以火山岩来源硫和沉积岩来源硫的混合硫为主，并有海水来源硫的部分加入(以形成于硅铝质弧后裂谷盆地的VSHMS 型矿床为主)。

对于成矿金属的来源主要有两种观点:含矿围岩及其下伏基地物质的淋滤、深部岩浆房挥发分的直接释放，具体来源与矿床形成的环境有关。

四、块状硫化物矿床的矿化蚀变与分带特征

块状硫化物矿床中可综合利用的元素较多，主要有S、Cu、Pb、Zn 等，次要的有Bi、Cd、Co 等。一般VMS 矿床富铜贫铅锌，而SEDEX 矿床相对贫铜富铅锌。两类矿床矿物一般较简单，主要的矿石矿物有多到少依次为黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、少量毒砂、磁铁矿以及黝铜矿-砷黝铜矿，脉石矿物主要是石英及碳酸盐、重晶石、绿泥石和绢云母等。矿石结构主要晶粒结构、脉状结构、压碎结构和变余结构，矿石构造以块状构造为主，在块状矿石下面常分布网脉状和浸染状、条带状和同生角砾状矿石。其中，SEDEX矿床还有与沉积和变形有关的纹层状构造、揉皱状构造等。

块状硫化物矿床的矿化分带是比较明显的。SEDEX 矿床的金属元素的地层学垂直分带明显，铅锌常富集于矿床上方。VMS 矿物也具明显分带性，由下而上，黄铜矿渐变为闪锌矿。

块状硫化物矿床中围岩蚀变较普遍，且在蚀变带形成过程中元素发生规律性变化。VMS 矿床通常下盘蚀变，上盘几乎不蚀变，而且蚀变类型随矿床类型不同而不同。SEDEX 型矿床中蚀变类型主要为绿泥石化、硅化和绢云母化等。

小结

块状硫化物矿床因其重要的经济意义，一直以来是国际成矿学界的研究热点。随着对典型块状硫化物矿床研究的不断深入，对块状硫化物矿床形成的构造背景、成矿物质来源及蚀变特征等有了进一步的认识:1)VMS 多形成于岛弧开裂断陷阶段，形成于远离弧后的陆内拉张盆地的SEDEX 更具有潜力，VSHMS 则形成于汇聚板块边缘的硅铝质弧后裂谷盆地;2)成矿物质中的硫既可来自岩浆也可来自海水硫酸盐，对不同硫化

物开展Pb 和S 同位素测定可有效制约成矿物质的来源，而岩浆演化过程中可形成富含各种成矿金属的独立流体相，为岩浆体系直接贡献成矿物质提供了依据;3)VMS 相对富铜贫铅锌，SEDEX 相对富铅锌贫铜，VMS 矿床从蚀变的岩筒向上到透镜体，Cu/Zn 比值变小，SEDEX 亦是上部富集铅锌、下部富集铜。

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