研究历史和现状

自20世纪60年代对海底热泉活动系统和现代海底成矿作用的观察和研究以来,热液沉积和热液沉积岩的研究引起了地球科学的极大关注。人们对热液沉积的岩石学特征、矿物学特征、地球化学特征、形成环境、热液循环系统、成因机制、嗜热动物群落等进行了广泛的研究,取得了大量的研究成果(Bostrom等,1979;Marchig等人,1982;西蒙尼特等人,1982,1996,2002;山本1987;罗纳,1986,1993,2002;皮埃勒,1999;Renaut,2002;科辛斯基,2007;陈先培等,1992;肖等,2001;薛,2000;曾志刚,2003;彭润民,2003;翟世奎,2007,文华乡村,2008)。

图10-5黑烟囱及其丘状硫化物热液沉积岩成因示意图。

热液沉积作用始于海底热泉活动和现代海底成矿作用的研究,大部分研究成果主要集中在海相,尤其是海相“黑烟”热液沉积岩(即海底“黑烟囱”)(Rona,1986,1993,2002;汉弗莱斯等人,1995;拉塞尔,1996;哈尔巴赫等人,1998,2002;Zierenberg等人,1998;芙凯,1999;沙尔特,2003年;Koschinsky等人,2007年;周等;薛,1997;包等,2007;何等,2007;张志彬等,2007),在洋底(太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋和红海)和西太平洋弧后盆地已发现140多个黑烟囱及其丘状硫化物热液沉积岩(图10-5),“黑烟型”热液沉积岩大多位于1000 ~的深海海底。构造环境包括洋中脊、弧后盆地、板内海山、拉分盆地、转换断层、裂谷等。产于玄武岩、长英质火山岩、深海浊积岩等围岩中。海相“白烟”热液沉积岩多在国外发现和研究,如硅质岩、钠长石岩、钾长石岩、重晶石岩和热液次生白云岩或鞍状热液白云岩(Davis et al .,1998;莱特等人,2000年;博尼等人,2000年;Tritlla等人,2001;哈尔巴赫等人,2002年;Canet等人,2003年;Reyes等人,2006年;Shikazono等人,2006年;Luczaj等人,2006年;彭军等人,1999;杨福全等,2004;冯生斌等,2007;杨瑞东等人,2007年;彭润民等,2000,2004)。

国内外对陆相热液沉积岩的研究成果相对较少。比如国外的陆地“黑烟”热液沉积岩,只有三个地方有。一处是“黑烟囱”及其金属硫化物的发现(克雷恩,1991;Shanks,1992),另一个在奔巴和班扎,东非坦噶尼喀湖北部的两个现代热液喷口,也发现了黑色烟囱及其相关的金属硫化物(Tiercelin,1993),另一个在加利福尼亚州北部的间歇泉-清澈湖,那里有热水矿床和与金和汞有关的硫化物矿床(夏洛克,2005年)。

近年来,国外对陆相“白烟”热水沉积岩的研究只有零星报道,主要集中在湖底凝灰岩和硅石及相关热水沉积物的研究,如东非坦噶尼喀湖湖底发育的热水碳酸盐岩(Barrat等,2000),肯尼亚裂谷中部巴林戈湖晚更新世热水硅石沉积物(Renaut等,2002)。陶波火山带(TVZ)附近陶波湖裂谷中的特普普二氧化硅烟囱(Ronde等人,2002年),美国黄石国家公园黄石湖湖底的“烟囱状”无定形二氧化硅热液喷出物(Guidry等人,2003年),墨西哥西部西塔拉断陷盆地中暴露热水沥青的热水沉积物(Valle等人,2005年),以及受东非坦桑尼亚马拉维湖的结构、气候和热液控制的热水沉积物(Branchu等人,2005年

陆相“白烟型”热水沉积白云岩仅在一处发现(Al-Aasm,2002,2003),即加拿大西部沉积盆地泥盆系地层中发育的鞍状白云岩(热水沉积白云岩),属于中泥盆统卤水与构造活动有关的放射性基底流体混合形成的热液,并导致泥盆纪和密西西比亚期大部分碳酸盐岩白云石化形成热水沉积白云岩。这种所谓的大陆热水沉积白云岩只是与断层构造活动有关的热液交代和充填的结果,而不是由海/湖底喷出的热流体进行经典直接沉淀的产物。

据资料显示,我国对陆相热液沉积岩的发现和研究很少。滇西腾冲仅发育含金、铀、黄铁矿的陆相钙华型热液沉积岩(肖等,1994),滇西临沧锗矿床中发育的硅质岩也被认为属于陆相热液沉积硅质岩(齐等,2003)。对典型的湖相“烟状”热水沉积岩有比较多的报道和深入的研究,如云南金顶古近系“烟状”热水铅锌矿(王等,1998)和白牛厂银热水多金属矿(王等,1998;朱朝辉等,2006),内蒙古林西县大井银铜铅锌矿断陷湖盆中有菱铁矿绢云母(刘建明等,2001)与银-铜-锡-铅-锌热液矿床共生,内蒙古大青山东部九龙湾银多金属矿床(徐九华等,2006),符合“海/湖底喷出的热流体是直接的,