成礦作用直接或間接與火山活動有關,礦質主要或部分來自火山巖漿的礦床。嚴格地講,火山成礦作用並不是一種獨立的成礦作用,它包括巖漿成礦作用、噴流成礦作用、氣化-熱液成礦作用、熱泉成礦作用以及火山沉積成礦作用等。火山活動分成陸相和海相兩大類,按成礦作用可將與火山作用有關礦床分為以下3種類型。

  火山噴氣和火山巖漿礦床 火山噴發時,多伴有大量氣體,在火山口噴出的大量氣體((尤富硫化氫),由於溫度降低,可以凝華為固體而形成礦床(如硫礦床)。這類礦床定位深度極淺,局限於火山口內、外及環狀-放射狀裂隙和層間軟弱帶中。礦體為層狀、似層狀、不規則狀,往往伴有淺色蝕變(矽化、明礬石化、高嶺土化等,見圍巖蝕變),礦種有自然硫、硼酸鹽等。日本和意大利有大量近代噴氣硫礦床。

  火山巖漿礦床的形成與產生火山巖-次火山巖的巖漿活動有關,當火山巖漿分異出不混熔的礦漿時,它呈礦石巖流溢出並覆蓋於早期熔巖之上,其中並有很多大、小不等的管狀空洞和氣泡,是少見、但很典型的陸相火山成因礦床,著名的實例是智利拉科磁鐵礦-赤鐵礦礦床。中國雲南曼養賦存於細碧-角斑巖中的磁鐵礦礦床亦屬於火山-噴溢巖漿礦床。中國寧蕪地區玢巖鐵礦床是偏堿性玄武安山質巖漿在一定演化階段的產物,由富鐵的矽酸巖漿經分異作用沿斷裂或火山口噴溢到地表而形成,所以名符其實地屬於火山巖漿礦床。

  火山熱液礦床 火山熱液是由火山巖漿上升時,壓力溫度下降,揮發組分強烈析出分餾而成,其中也可能混以地下水而形成混合熱液。這種主要由原巖漿提供礦質和部分從火山圍巖淋取礦質的含礦熱液,沿適宜的構造上升,交代火山巖或充填於裂隙帶中而形成的礦床,均屬於火山熱液礦床,它主要出現於陸相火山活動地帶。中國東部燕山期陸相火山巖系中的火山巖型鉛鋅礦床,即是較典型的火山熱液礦床。如浙江黃巖的五部鉛鋅礦床,它產於石英斑巖和石英霏細斑巖及其下伏晶屑玻屑凝灰巖中,明顯受巖性和斷裂破碎帶控制。大礦體長可達2000米,厚10米以上,成礦溫度200℃左右,發生明顯的絹雲母化、矽化、碳酸鹽化和綠泥石化的中溫圍巖蝕變現象。此外中國臺灣金瓜石金-銅脈狀礦床及美國克裡普爾-克裡克金-碲礦床等也屬這一類型。

  火山沉積礦床 這類礦床主要有兩類:塊狀硫化物有色金屬礦床和變質火山沉積型鐵礦床。兩類礦床都形成於海相火山活動環境,經濟價值均較大。

  ①塊狀硫化物有色金屬礦床。火山噴發發生在水下深處海底時,火山噴發物承受水柱壓力,礦質不易散失,是形成礦床的先決條件。在適宜的海水壓力和溫度下,含礦流體到達海底前,不發生沸騰,才形成塊狀硫化物礦體。在現代海底擴張中心發現的熱液礦化作用,在近噴發中心處,形成賦存於基性火山巖中的塊狀硫化物礦床,而遠離噴發中心的這類礦體,可以賦存於大陸沉積巖中,但礦質仍來自火山活動中心。

  現代洋脊上這類成礦作用與古代出現於大陸邊緣活動帶和島弧環境中的這類礦化,在地質特征及賦礦巖系上有一定的差異。古代礦床如西班牙的裡奧廷托塊狀硫化物礦床,礦體賦存於泥盆-早石炭紀正常海相石英角斑巖和角斑巖凝灰巖中,上覆以角斑巖和細碧巖。礦體上部為塊狀扁豆體,下部為呈巖筒狀的網脈礦體,代表礦質來源的通道(圖1)。古塊狀硫化物礦床另一些特點是硫化物成分比較復雜,特征的礦物數量雖小,但較普遍,形成比較明顯的礦石分帶,一般說鉛、鋅比銅的礦化靠上部。日本黑礦的分帶比較完善,其理想剖面見圖2。

  ②變質火山沉積型鐵礦床。在國外稱為阿爾戈馬式和蘇必利爾湖式鐵礦床。前者出現於太古宙綠巖帶內,礦石主要為磁鐵礦、赤鐵礦,伴以燧石、石英等。矽質礦物與富鐵礦物常呈薄細交互層,顯示清楚的原生沉積層紋。礦床的成因與塊狀硫化物礦床不同,是在靜海相的氧化環境中,鐵和氧化矽來自基性火山帶的噴流和熱液源,主要受構造控制。蘇必爾湖式磁鐵礦、赤鐵礦礦床,形成時代主要是早元古代,它發育於太古宙克拉通邊緣大陸斜坡,可能與近海火山脊同期,鐵、氧化矽沉淀可能遠離噴發中心,除膠體沉淀外,可能有生物化學沉淀。中國這類礦床有太古宙的遷安式鐵礦床(首鋼鐵礦基地)、鞍本式鐵礦床(鞍鋼鐵礦基地)和早元古代的袁傢村鐵礦床等。遷安式含礦巖系變質較深,主要是富含輝石和角閃石的麻粒巖和片麻巖,原巖恢復後,說明鐵礦屬由基性轉向中基性火山活動間隙的沉積相,礦床規模較小,但時代稍晚,由基性、中酸性熔巖及凝灰巖、粉砂巖、泥灰巖等組成含礦建造,鐵礦層屬於火山沉積旋回的沉積相時,礦床規模最大。鞍本式和袁傢村式的礦床則依次含火山巖變少,袁傢村礦床幾乎不含火山巖,規模亦很小。

  

參考書目

中國礦床編委會編著:《中國礦床》,地質出版社,北京,1989。