氣化熱液礦牀

地質作用會產生氣水溶液,它的温度在50～650℃之間。氣水溶液有氣態的，也有液態的，都是以水為分散介質的溶液。含有礦質的氣水溶液沿岩石的孔隙、裂隙流動，由於 在溶液中發生了化學變化，導致礦質過飽和並大量集中沉澱，就形成了氣化熱液礦牀。氣態溶液形成氣化礦牀，液態溶液形成熱液礦牀。

由於地殼裏温度和壓力都比較大，氣態和液態兩種溶液之間的差別比較小；一些礦牀的形成過程中兩種溶液都起了作用。因而氣化礦牀與熱液礦牀不易區分，常統稱為氣化熱液礦牀。

氣化熱液礦牀種類很多，經濟價值很大，是銅、鉛、鋅、金、銀、汞、銻、鎢、錫、鉍、鉬、鈮、鉭、鐵、鈷、稀土金屬、分散元素（鎘、鎵、銦、鍺、錸、硒、碲、鉈）、重晶石、螢石、菱鎂礦和硫鐵礦等礦產的重要來源。

氣化熱液礦牀有如下一些特點：①礦牀與構造關係密切，礦體常常沿裂隙、斷層、破碎帶或層面生成；②一般是後生礦牀，礦體形成晚於圍巖；③礦石以充填和交代的方式沉澱；④礦體形態多成脈狀和網脈狀，礦石多見梳狀、帶狀、皮殼狀、角礫狀、晶簇狀、浸染狀、塊狀構造；⑤礦脈四周的岩石明顯遭受熱液作用，圍巖發生了礦物的和化學的變化，出現了很多新礦物；⑥礦脈有分帶現象，礦脈中的礦物分帶排列；⑦礦石中的礦石礦物和脈石礦物，大多有氣液包裹體。

水熱流體有3類:①岩漿水。是指岩漿上侵到淺部（減壓） 時所釋放出的溶解水。不同岩漿含水量不同，當岩漿中的水含量超過溶解度時，超過的部分要從岩漿中分出。岩漿的上侵、岩漿頂部區域性斷裂的形成以及岩漿的結晶等，都會導致岩漿分出水熱流體。花崗岩岩漿含水可到8%（重量）,花崗岩含水一般只有 1%，岩漿結晶過程中會排出大量的水。②變質水。指變質作用中從沉積岩中擠出的熱水溶液，其量隨變質程度的增高而加大。岩石中的水，一般存於岩石的空隙中和含水礦物內部。含水多的岩石，水含量可佔岩石重量的30%。在深變質岩石中保存下來的水,常常只有1～2%。③大氣降水。大氣降水（雨水、海水等）有時會滲入地下深處，獲得地熱或岩漿熱後，變成熱的水熱流體。在這3類水熱流體中，岩漿水熱流體最重要,大多數氣化熱液礦牀都與火成侵入體相伴可作證明。

水熱流體中造礦物質（礦質）有兩類來源，來自岩漿或來自流經的岩石。

岩漿中含有硫和造礦金屬，例如銅、鉛、鋅、鉬、銀等，它們在岩漿結晶的過程中，不進入造岩礦物的晶格，在剩餘的岩漿中逐步富集。岩漿水過飽和分出獨立 的水相，礦質遵循分配定律，一部分留在岩漿中，一部分進入分出的水相，形成含礦水熱流體。岩漿演化愈趨後期，剩餘岩漿中水和礦質也愈多，從而產生含礦水熱流體，形成氣化熱液礦牀。

水熱流體也能從其流經的岩石提取礦質。造礦元素鉛、鋅、鉬、銀等，常以微量賦存在普通礦物中，或替換礦物晶格中的某種元素類質同象混入，或呈微粒夾在礦物解理和裂縫中，或被礦物表面吸附。鉀長石中有鉛，輝石、閃石和粘土礦物中有鋅、有銅等，並不罕見。水熱流體流經岩石，與岩石相互反應，在這些礦物溶解或再結晶的時候，所含的造礦元素就進入了水熱流體。

礦物中金屬的來源不易確定。鉛由鉛-204、鉛-206、鉛-207和鉛-208四種同位素組成，可以根據鉛同位素組成，探討鉛的來源。礦牀的鉛同位素組成與伴生火成岩的鉛同位素組成一致，推測鉛來自形成該火成岩的岩漿；礦牀的鉛同位素組成與所在地區某層砂岩中的長石的鉛同位素組成非常一致，鉛可能是在長石與水熱流體反應的過程中進入流經砂岩的水熱流體，鉛來自砂岩層。

水熱流體在沉澱礦質形成礦牀之前，都曾在地殼中運移過，因而運移的通道和運移的原因也就成了引人注意的問題。

岩石中的孔隙有多種，有的與岩石同時形成，如礦物、岩屑之間的孔隙，層面之間孔隙；有的產生於岩石形成之後，如溶解孔隙，層間剝離孔也隙及構造作用產生的節理、斷裂和破碎孔隙等。孔隙若互相連通，就成為水熱流體的運移通道。有些礦牀的礦石儲量數千萬噸甚至超過億噸，形成它們的水熱流體的體積必然也很巨大，這就需要有通暢的通道。另外通道還需能夠集中礦液，否則礦質沉澱分散，廣泛礦化，但不能成礦。

很多礦牀是由上升的水熱流體形成的，流體在外壓比內壓小的時候上升，上升的原因有多種：岩石遭受擠壓，體積收縮,孔隙減小,把礦液擠出；受局部熱源（如火成岩體）影響，流體中出現密度差，密度小的流體必然上升；冷卻中的岩漿分出流體，流體的內壓很大，驅動流體上升。

礦質搬運和沉澱 　水熱流體如何搬運礦質，特別是如何搬運硫和重金屬，至今還有很多不明之處。自然界氣化熱液礦牀中，成礦物質多呈硫化物和氧化物狀態出現，故此人們曾設想成礦物質在水熱流體中當以真溶液狀態進行搬運。但由於其溶解度極小而很難搬運。後來又提出呈膠體溶液搬運的可能性。當前最受重視的是礦質以絡合物形式搬運的學説。重金屬在水熱流體中能形成絡合物，從而加大了重金屬的溶解度。例如，在25℃、1個大氣壓和pH=8的條件下，汞在飽和辰砂(HgS)和硫化氫(H2S)的溶液中的濃度大約是10摩爾/升，如果汞形成硫化汞絡合離子(Hg卆)，汞的濃度增大到0.001克/升，汞在溶液中的總濃度約加大了10倍。

成礦作用中最重要的絡合物有兩類：一類是硫化物或硫氫化物絡合物；另一類是氯化物絡合物。流體中有過量的硫離子(S),硫化物就會和S化合,形成硫化物絡合離子，如硫氫離子(HS)過量時，形成硫氫化物絡合離子，例如硫化、氫硫化汞絡合離子〔HgS(HS)〕、硫化、氫硫化鉛絡合離子〔PbS(HS)〕、硫化、氫硫化鋅絡合離子〔ZnS(HS)〕等。氯離子(Cl)過量時，形成氯化物絡合離子,如氯化銅絡合離子(CuCl娛)、氯化銀絡合離子（AgCl娛）、氯化錫絡合離子(SnCl宮)等。氣化熱液礦牀中的重金屬都能形成絡合物，礦質能以絡合物的方式大量搬運。

温度下降使絡合平衡移動，以及絡合物配位體濃度的減小，都要降低水熱流體搬運礦質的能力，引起礦石礦物沉澱。絡合物配位體濃度減小的原因有多種，其中以流體與圍巖發生化學反應（見圍巖蝕變），流體與另外的流體混合以及流體因外界壓力下降分出氣相（氟化氫、氯化氫等）最為重要。

常把氣化熱液礦牀分為5大類：

由火山活動噴出的氣體形成。礦牀形成温度在100～600℃之間。礦石礦物大多通過昇華作用在火山岩的裂隙中或火山口的四壁上形成。這類礦牀目前為數不多，價值還不大，自然硫礦牀可作代表。

由岩漿噴射物在火成岩體四周接觸帶中形成的礦牀。經常出現在長英質岩漿與碳酸鹽岩石的接觸帶中。由於這類礦牀有典型的蝕變圍巖夕卡巖，所以又把這類礦牀叫做夕卡巖礦牀。礦牀形成過程長，階段多,通常可以根據特徵礦物劃分為石榴子石-透輝石、金屬氧化物和金屬硫化物3個階段。形成深度500～2000米,形成温度200～800℃。礦體形態不規則,變化大。礦石礦物有磁鐵礦、鏡鐵礦、白鎢礦、錫石、輝鉬礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和自然金等。脈石礦物有石榴子石、輝石、符山石、透閃石、綠簾石、蛇紋石等。主要礦產有鐵、銅、鎢、鉛、鋅、鉬、錫等，經濟價值大。中國接觸交代礦牀很多，如湖北大冶鐵礦、安徽銅官山銅礦、湖南柿竹園鎢礦、湖南水口山鉛鋅礦、遼寧楊家杖子鉬礦和雲南箇舊錫礦（見彩圖）等。

形成深度一般大於 3千米。成礦温度300～500℃。礦牀通常與花崗岩、花崗閃長巖有關，產在酸性侵入體內或其附近。交代和裂隙充填兩類礦體均有，礦體的深部持續性較好。礦石礦物有磁鐵礦、鏡鐵礦、磁黃鐵礦、錫石、砷黃鐵礦、輝鉬礦、斑銅礦、黃銅礦、含銀少的自然金、黑鎢礦、白鎢礦、黃鐵礦、方鉛礦、富鐵的閃鋅礦等。脈石礦物有石英、長石、雲母、螢石和石榴子石等。圍巖蝕變多見雲英巖化、鈉長石化、電氣石化等。礦石粒度粗，常呈條帶狀。主要礦產有鎢、金、錫、鉬、銅、鉛、鋅、砷等。中國高温熱液礦牀很多，如贛南的石英-黑鎢礦脈、石英-錫石礦脈分佈廣、產地多、品位高，鎢、錫儲量佔世界第一。

礦牀形成温度200～300℃，深度1～4千米。礦牀多與長英質侵入岩體有關。礦牀有的產在火成岩體內部，然而大多數情況下是產在巖體頂部的沉積岩和變質岩中。礦石礦物有自然金、黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、硫砷銅礦、輝銅礦、車輪礦、輝銀礦、瀝青鈾礦、紅砷鎳礦、輝砷鈷礦、黝銅礦和硫鹽等。脈石礦物常見鈉長石、石英、絹雲母、綠泥石、碳酸鹽類、綠簾石和蒙脱石等。常見圍巖蝕變是硅化、綠泥石化、碳酸鹽化或絹雲母化。礦產有金、銀、銅、砷、鉛、鋅、鎳、鈷、鎢、鉬、鈾、石棉、滑石、螢石、菱鎂礦和水晶等。中温熱液礦牀實用價值很大。由此類礦牀可以獲得大量的鉛、鋅、銅、鉬、錫、金、銀、石棉、滑石、菱鎂礦和水晶。中國中温熱液礦牀很多，如小秦嶺金礦、江西德興銅礦、雲南金頂鉛鋅礦（見彩圖）、四川石棉縣的石棉礦等。

形成温度50～200℃,深度從近地表到1500米，礦牀大多產在沉積岩或火山岩中。礦石礦物有自然金、自然銀、自然銅、自然鉍、黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、辰砂、脆硫銻鉛礦、輝銻礦、雄黃、雌黃、紅銀礦、輝銀礦、硒化物和碲化物等。脈石礦物有燧石、玉髓、石英、綠泥石、綠簾石、碳酸鹽、螢石、重晶石、冰長石、明礬石、地開石、菱錳礦、沸石等。圍巖蝕變不明顯，可以發現硅化、高嶺石化、黃鐵礦化、白雲石化、明礬石化和綠泥石化。在礦石結構和構造方面，皮殼構造、條帶構造、晶洞都比較常見。重要的礦產有鉛、鋅、金、汞、銻、銅、硒、冰洲石、明礬石、重晶石等。低温熱液礦牀的經濟價值也很大,是金和銀的重要來源,提供汞、銻、冰洲石和明礬石的全部以及相當多的銅、鉛、鋅、螢石和重晶石。貴州萬山汞礦、湖南錫礦山銻礦很有名。