C1 · 出版卷 11

VMS、SEDEX/MVT 与 Basin-hosted Systems

海底热液、盆地卤水和沉积环境

学习目标

完成本课后，你应能够比较火山岩容矿块状硫化物、沉积喷流、Mississippi Valley-type 与其他盆地容矿系统，而不把它们合并为一个笼统“层状”类型；能够把热源与流体源、盆地格架、卤水演化、通道、排泄位置和围岩反应连接到观测矿化。

你还应根据结构构造和时代，而非仅根据几何，区分同沉积、成岩同期与后生关系。

VMS 系统形成于热源驱动水在火山或火山—沉积地壳中循环、淋滤并搬运组分，随后在排泄和海底下反应中沉淀。流体—岩石反应、沸腾或相分离、与环境水混合和冷却均可形成硫化物。

保存格架可包括整合或丘状硫化物透镜、网脉馈入带、热液蚀变筒和更广泛似层状蚀变。构造搬运、变形与变质会压扁、重复或重结晶这些特征。

火山相与地层恢复约束古海底和同火山断层。今天平行层理的硫化物透镜不足以证明海底沉积，因为沿渗透层位的交代同样可以整合产出。

沉积盆地可通过压实、密度流、地形驱动、加热和构造泵吸形成或聚焦盐水。蒸发岩或蒸发水可提供盐度与硫，碎屑岩或基底可提供金属；断层与渗透单元提供通道。

SEDEX 常用于与盆地流体和海底或近海底排泄相关的层状或层控锌—铅系统，但模型仍需区分喷流沉积与海底下交代。同沉积活动证据包括生长断层、近喷口相、沉积结构和时代关系。

MVT 常指盆地卤水形成的碳酸盐岩容矿后生锌—铅矿化，可出现交代、角砾充填、塌陷和开放空间结构。区域含水层、基底断层、蒸发岩和烃类有关还原硫都可能相关，但必须在具体盆地中证明。

来源归属需要分别研究金属、硫与流体历史。铅同位素可约束储库，硫同位素可识别多条硫路径，流体包裹体可约束盐度与温度；任何一项都不是唯一解，后期重结晶也会改造信号。

通道具有层级。盆地边界断层可向上传输流体，渗透砂岩可横向输送，小断层或相变可聚焦排泄。圈闭可能来自物理渗透性、化学还原、硫供应、碳酸盐反应或混合。

地层对比必须区分时代等同与流体连通。同一层位因共同岩性可在全盆地有利，而矿化可能穿时；反过来，一次流体事件可交代不同时代单元。

原生沉积纹层、粒序层、砾屑、胶状硫化物、交代前缘、角砾、脉和压力影分别约束过程。变质面理会转置原始层理，延性硫化物可迁入褶皱转折端或压力影。解释沉积几何前必须恢复变形。

蚀变可含绿泥石、绢云母、硅、碳酸盐、钠长石及铁镁变化，具体取决于围岩与系统。全岩质量平衡需要不活动参照和体积变化认识，还要把区域成岩背景与聚焦热液变化分开。

时代可以由容矿沉积、切穿侵入、变形和矿物年龄夹定。脉石碳酸盐年龄可能记录成矿、重结晶或晚期流体，必须按结构构造选靶。

采样应横跨地层与构造，而不只在可见硫化物中进行。背景剖面揭示梯度并区分围岩组成与蚀变；定向岩芯保留脉与角砾几何。块状硫化物柔软、破碎或与围岩物性差异大时，密度与回收率尤其重要。

地球物理可绘制导电、密度或极化差异，但石墨、缺乏磁黄铁矿的硫化物、盐水与贫矿黄铁矿都会造成歧义。地震与位场数据可先约束盆地格架和断层，再做直接靶区检验。

预测必须与模型对应。VMS 假设预测古海底、同火山热源和馈入—蚀变关系；盆地卤水假设预测流体储库、盆地尺度通道与化学圈闭；局地交代假设则可能不要求任何喷流地表表达。

一个合成钻孔剖面在细粒沉积岩中遇到 6 m 富硫化物层，其下 40 m 绿泥石化火山岩被石英—硫化物网脉切穿。富硫化物层向一条同火山断层增厚，顶部含再搬运硫化物砾屑。3 km 外另一个碳酸盐单元中出现开放空间闪锌矿—方铅矿脉及高盐包裹体。

第一组格架支持 VMS 型海底与海底下系统：馈入网脉、蚀变和再搬运彼此连接。不过在结构构造证明沉积或极早形成以前，沿沉积—火山接触交代仍是替代解释。

碳酸盐脉不能自动加入同一矿床。围岩、结构和卤水证据支持独立盆地流体假设；区域断层可能连接两个事件，也可能只是后来被重复利用。定向年龄、硫与铅储库以及恢复后的构造次序，可检验一个长寿盆地系统或两个无关事件。