论成矿的今昔
在沿海洋脊的裂谷和弧后扩张带，海底热液和喷射活动是一种常见现象，可在红海、东太平洋海隆、加拉巴哥斯裂谷、鲍尔深海、大西洋中脊、西太平洋和地中海的火山岛弧带、中国东海和陆内弧后盆地发现。最近在琉球和日本岛弧地区也有报道。J.R.Cann(1979)曾估计，沿洋脊的贱金属硫化物沉积频率为每100公里一次。资料表明，海底热液和喷流活动是大洋中脊裂谷和岛弧张力带沿线相当普遍的地质现象。有研究者称这一过程为“热水沉积成矿”、“热卤水沉积成矿”、“热液喷流成矿”。
在已经详细研究过的红海中，在北段大约65，438+0000米的距离内发现了65，438+06个海底热盐水洼地。如果把沿轴向裂谷分布的整个热卤水活动带看作一个“成矿带”，把单个凹陷(面积几十平方公里)看作一个“矿田”，其规模和关系完全可以与今天大陆上的成矿带和矿田相比。
大洋中脊裂谷带热液活动的普遍性是由于热源、玄武岩透水性、裂隙等形成热液循环系统的有利条件。海水沿着新生洋壳玄武岩中的无数裂缝渗入数千米深处。裂谷带的岩浆房和侵入体使其具有很高的热梯度，加热了渗出的冷海水，海水温度不断上升，最终以温泉的形式从海底涌出。这样冷水不断渗入，热水不断排出，使海底玄武岩与热海水发生元素交换，热海水获得岩浆中丰富的金属元素、盐类和残液，构成所谓的成矿热液。这样，含矿热液来自岩浆分异的传统观点就被上述大尺度对流单元所取代。洋脊或其他类型裂谷的巨大热能，即板块的运动机制，强烈驱动热液对流的循环(图3)。
图3大洋中脊轴的海水环流。
(据金兴春1983)
海底热液作用的强度和规模也是惊人的。大陆上所有的火山及其热液活动，如温泉，只损失2.5%的热量。根据n . h . Sleep(1976)t . j . Wolery的资料，海底扩张中心通过单元岩石的海水流量为(1.3 ~ 9)×1017g/a，足以使5 ~ 65438+中的所有海水。看来这个大对流理论足以为金属成矿提供足够的热液。这种海水-玄武岩反应无疑是成矿金属取之不尽的来源。
从地壳演化的角度来看，地球形成初期火山作用较为强烈，可以用太古代和元古代大量的绿岩火山岩来解释。大量的热流体被倾倒入当时还原性的原始海洋，其规模应该是极其宏大的(当时水圈和大气圈都是还原性的)。从古至今，水圈和大气圈经历了很多不可逆的演变，氧气从无到有，从少到多。气氛从还原变为氧化。原来大气成分有不同的说法，主要包括水蒸气、甲烷、氨、氢气等。，没有游离氧，观点基本一致。根据天文数据，太阳系任何一颗行星的大气中都不存在游离氧和氮。现代大气及其相关水圈中的游离氧是在地壳演化过程中由于光解(水蒸气在当时一定波长的紫外线照射下分解)和光合作用而逐渐积累起来的(图4)。
图4地球环境和生命的演变
(根据沃洛金，略有修改)
当时的地表温度和海水温度也很高，氧同位素数据显示太古代海水温度为80℃。世界上广泛分布的条带状铁硅建造(鞍山式铁矿)代表了游离氧的逐渐积累阶段(大气的过渡阶段)。低价铁可以作为氧的受体，被氧化沉淀高价铁。在此期间，铁细菌(其化石在铁硅质岩中)发挥了重要作用，将铁摄入体内，并通过酶的催化作用将其转化为三价铁。水圈大量铁沉淀后，继续生成的游离氧会在大气中积累(图5)。
图5“地质时钟”——地球演化示意图。
顺时针代表古代。
1 ——由Betespennes建造；2-Nonesachi页岩；三孔白云石；4-建于麦克明；5-Gangflint含铁建筑；6-德兰士瓦超群；7-Wit Waters Land超群；8-波加玛石英岩；9 .苏丹的含铁建筑；10-布拉瓦超群；11-非Guttery组；12-斯威士兰优越；13—Angweiwat群块状铁硅建造是这一还原热海水中的一种化学沉积岩，主要出现于前寒武纪早期和中期。随着地壳历史的演化，海水的还原性消失，温度下降，所以地球上再也不会生成这种特殊的热液沉积岩，这是一种不可逆的演化。
现代热水或温泉系统的确可以提供大量的沉积硅质岩，喜马拉雅热带地区富含SiO2 _ 2的热泉及其巨大的化学沉积物——硅化台地和硅化丘(有的高达50m)就证实了这一点。
海底热水或热液循环系统确实可以形成巨量的化学沉积岩，尤其是硅质岩和金属硫化物岩(矿物)。从地壳演化的角度来看，这个系统:在前寒武纪，由于地壳较薄，地热热释放普遍，海洋中热水循环系统普遍，可以用铁硅构造的广泛传播来解释。自古生代以来，由于板块机制使地壳增厚，地热只能在裂谷和薄弱带容易释放，形成热水循环系统。在近期的中新生代，大陆缝合线与地体的交界区也是热水系统的生成部位，有利于成矿。
长期以来，人们将海洋视为被动接受各大洲风化产物的低地。随着近年来对海底特别是洋脊的大对流以及热源驱动力的认识，人们认识到这个系统足以提供巨大的、无穷无尽的成矿物质。
人们常常惊叹于一些超大型矿床的巨大规模，如白云鄂博稀土矿床、秦岭铅锌多金属矿带、大厂锡多金属矿田，能在狭小的空间内聚集如此巨量的金属。似乎海底洋脊裂谷和一些弧后伸展断裂带、同生断层完全可以提供如此大规模、无穷无尽的成矿物质来源和强大的热动力。