花岗质岩石的渗透性及其成矿意义
低渗透率的花岗质岩基对含矿流体的运动其阻隔作用,迫使含矿流體沿裂隙流动,有利于成矿金属在有限的裂隙范围内聚集成矿,花岗岩质岩石对含矿流体具有屏蔽作用,对含矿流体聚集、结晶、成矿具有重要作用。
标签: 花岗质岩石;渗透率;裂隙;含矿流体
1 花岗质岩石的渗透率
流体作为溶解剂从“源”萃取成矿物质;作为携带者把巨量的成矿物质带到“沉淀区”而在抵达“沉淀区”时,条件的突变使得溶解的成矿物质“集中”沉淀。这些过程都是发生在地壳不同深度的岩石断裂或者孔隙中的,而断裂(孔隙)允许流体通过的能力就直接影响了流体对成矿物质的萃取、搬运和沉淀,岩石允许流体通过的能力被称为渗透率。这时,流体流动大多位于由构造变形产生的断层、剪切带等断裂中,这种由大型断裂决定的岩石渗透流体的能力称为水力渗透率。这两者只是岩石渗透率的两个端员,实际情况下岩石的渗透率都应为固有渗透率和水力渗透率之和。
渗透率的影响因素:温度、应力和水岩反应等因素都不能忽视。
2 微裂隙的形成机制
岩石力学研究认为:当岩石受到外力作用时,首先通过矿物颗粒位置调整来改变应力作用所带来的影响,当所受外力超过岩石屈服极限时,岩石就发生破裂,从而在其内部形成一系列张性裂隙,这些显微裂隙的两端往往成为应力集中部位。因此,当外力持续作用时,裂隙两端就可能成为新的生长点,不断向外扩展,尤其是在富含水条件下这种现象就更易发生.裂隙形成机制主要有2种:一是流体驱动显微构造裂隙的成生机制,另一种是构造挤压剪张作用形成脉状裂隙的形成机制。当然这里所说构造应力形成的脉状裂隙并不是排除了流体的影响作用,而是强调了在脉状裂隙成生过程中构造起了决定性作用。
3 微裂隙对渗透率的影响
高裂隙度岩石能够提供大量存储流体的空间。裂隙裂的连通性是控制岩石渗透率和流体流动的重要因素。(1)末梢裂隙:这一类别有一端与主干裂隙相连通,另一端封闭,是一种单方向通道,它们作为主干断裂的分支在热液体系上游为主干提供流体,而在下游则将主干裂隙中的流体分散出去;(2)孤立裂隙:它们与其他裂隙完全隔绝[13],基本没有流体从其中流过。
4 花岗质岩石的屏蔽效应
如果岩浆中含有足够数量的含矿流体,它们就有可能聚集并沿确定的方向。
在岩体的边部,较早固结的寄主岩外壳可能由于应力差发生破裂,含矿流体就容易沿裂隙运移,形成脉状矿化带。较大的矿脉也常常分离出细脉进入围岩中,形成细脉状矿化。这种矿化特征表面上与网脉状矿化类似,但细脉不会穿透主脉,并在离主脉不远处消失。有的大脉是明显沿断裂分布的。
在野外收集了大量的岩石标本,进行切片后在显微镜下做了大量的岩石薄片观察,记录和统计了黄铁矿和黄铜矿含矿面积如表1:
在此又对薄片标本中的裂隙进行了系统的统计,由于影响矿物分布的是主干裂隙,在此主要对主干裂隙进行统计,如下表所示:
由此发现了一个现象含矿率和裂隙数目成正相关,裂隙多的标本较裂隙少的标本含矿率多,矿物沿裂隙分布。
当含矿流体沿着通道上升到花岗质岩基时,花岗质岩的渗透率有限,促使含矿流体不能透过岩基,罗照华等(2007)将混沌边缘解释为物理化学边界层,并将其划分为物理边界层、化学边界层和混合边界层三类,导致成矿组分的富集,从而有利于聚集成矿。因此,可以具浸染状构造的岩石为中心展开进一步的找矿工作。对于加速资源勘查具有重要意义。
本文通过对野外观察和实验研究,尤其在实验中利用统计学规律主要得到以下二方面的结论和认识:
1、野外观察了对火成岩与成矿作用的关系有了进一步认识:所谓火成岩与成矿作用有关,实际上系指该火成岩是含矿流体的溢出通道。从岩浆固结过程来说,随着温度的下降和硅酸盐矿物的结晶,熔浆的渗透率越来越低,最终将会有一部分含矿流体被圈闭在造岩矿物的颗粒之间形成浸染状矿化。因此,浸染状矿化是判别成矿物质来源的可靠证据。
2、低渗透率的花岗质岩基对含矿流体的运动其阻隔作用,迫使含矿流体沿裂隙流动,有利于成矿金属在有限的裂隙范围内聚集成矿,岩浆固结过程中常常有一部分含矿流体被圈闭在造岩矿物颗粒之间形成浸染状矿化。花岗岩质岩石对含矿流体具有屏蔽作用,对含矿流体聚集、结晶、成矿具有重要作用。
参考文献:
[1]罗照华,莫宣学等.透岩浆流体成矿理论,2009
[2]周利敏,张德会等.岩石中的渗透率、流体流动及热液成矿作用
[3]郭涛,邓军等.焦家金矿床成矿流体运移的通道、式及驱动机制
[4]许索倡等.含矿流体在花岗斑岩中的渗透作用