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矿床学下

第七章热水喷流沉积矿床

热水喷流成矿作用是近代成矿理论研究的重大发展，该类矿床地史上分布广泛、规模大，形成了大量的大型和超大型矿床，具重要的工业价值，热水喷流成矿作用已经成为当前矿床学、地球化学研究的热点课题之一。

第一节概述

20世纪五十年代以前，不同的学者曾经提出过与热水喷流沉积成矿作用有关的一些看法，甚至提出过海底喷气-沉积（exhalativesedimentary）成矿的假说，这已经很接近目前流行的海底热水喷流沉积成矿理论了。

由于受当时的技术条件和人们对成矿作用认识的限制，虽然引起了一定的反响，但并未得到普遍的认可。

随着20世纪六十年代初，在红海AtlantisⅡ海渊中发现热卤水和多金属软泥，揭开了现代海底热水活动与金属硫化物沉积成矿研究的序幕，海底热水喷流沉积成矿作用的研究也开始得到普遍重视。

随后，Rider（1973）把海底喷气-沉积成矿由假说上升到理论，引起了世界大多数相关学者的共鸣。

之后的1976年和1979年，相继在东太平洋Galapagos扩张中心和EPR21°N的大洋中脊分别发现了低温海底热水喷流活动和正在形成硫化物矿床的黑烟囱——高温洋底热水喷流系统。

这些发现使喷流成矿作用的研究达到新的高潮，并依此为基础开始更加深入地研究古老的块状硫化物矿床的形成机制，使喷流成矿理论和块状硫化物成矿作用研究取得了长足的进展。

1986年的第七届国际矿床成因会议的召开是一个重要的标志，当时M.J.Russell正式将这类矿床称为SEDEX（sedimentaryexhalativedeposit）型矿床。

我国学者对这类矿床的研究也非常重视。

涂光炽（1988）为喷流沉积矿床给出了详细的定义：

“热水沉积矿床（即喷流沉积矿床）是指在水温70~350℃或更高的热水介质（海水、湖水、热泉水等）中形成的，主体以沉积方式形成于水-岩石界面之上水体中之层状、似层状矿体，但也包括此界面之下可能存在的以充填和交代形成的筒状、锥状或面型热液含矿蚀变体，两者可共生或分别出现”。

韩发等（1989a，1989b，1990）在研究广西大厂锡矿时首次提出了该矿床为热水喷流成因。

徐克勤等（1996）强调指出，自60年代联合国“深海钻探计划”以来的深海考察，在大洋扩张脊附近海底发现了黑烟囱、白烟囱和热泉喷涌，并有生物、微生物活动及硫化物堆积等现代海底喷流成矿作用。

这些发现极大地推动了海底热水喷流沉积成矿理论的发展。

陈毓川（1997）指出在原来的三个矿床系列组合之外（沉积、变质和岩浆成矿系统组合），还存在第四个成矿系统组合，即地壳含矿热水成矿系列组合。

海底考察和研究表明，现代洋底高温喷流成矿作用具有两套成矿系统，即喷口以下的热水补给系统和喷口以上的喷流沉积系统。

补给系统在海底以下的通道中形成网脉状矿化和强烈蚀变，矿化明显晚于周围的围岩，属后生成矿作用；而喷流沉积系统则在海底以上形成层状、似层状或透镜状矿体，与其围岩近于同时形成，属于典型的同生成矿作用。

显示出热水喷流矿床与其它类型矿床的重要区别。

由此可知，热水喷流沉积成矿作用泛指不同成因的（含矿）热水在喷溢出海底的过程中，在喷流口以下的热液通道中通过充填、交代作用，在喷流口以上的海底则通过与冷海水之间的相互作用，使热水中所携带的物质组份分别在热液通道和海底沉淀下来而富集成矿的过程。

这种作用使热水中的矿质富集并形成的矿床，称之为“喷流沉积矿床（Exhalativesedimentarydeposit）”。

以往，对这类矿床的称谓还不统一，不同的学者曾冠以“喷气矿床”、“喷流矿床”、“喷流沉积矿床”、“喷流热水沉积矿床”、“热水沉积矿床”和“块状硫化物矿床”等名称，为统一起见，本书将这类矿床统一定名为“热水喷流沉积矿床”，简称“热水喷流矿床”。

一般热水喷流矿床具有以下几个方面的特征：

（1）矿床伴有典型的喷流岩（exhalite，热水沉积岩），以此区别于其它类型矿床。

这些岩石主要是硅质岩、条带状含电气石岩或电气石岩、条带状含长石岩或富长石岩、透辉岩与透闪岩（或双透岩）、重晶石或石膏层等。

（2）矿床具有层控及时控特征。

在某一地区内矿体往往赋存于一定层位，如长江中下游断裂拗陷带中铁、铜矿床多产于中石炭统黄龙灰岩下部。

（3）这类矿床的矿体往往呈层状、似层状或透镜状产于地层中，且矿体一般随地层褶皱而褶皱。

部分矿床具典型的“双层”构造，上部为层状矿体，下部为细脉状、筒状含矿蚀变体。

（4）矿体和矿石具有微层理甚至微细沉积韵律，常具有顺层条带状、顺层揉皱等构造以及显微球粒状、同心环带、生物和鲕状等结构，反映了同生沉积的特征。

此外，矿石中常广泛发育胶黄铁矿。

显微镜下胶黄铁矿具有两种特征性的结构：

一种是显微球粒结构，球粒粒径在0.02至0.05mm左右；另一种是分布广泛得多的同心环带结构，直径大小不一，从零点几至5mm不等。

必须着重指出的是，在所有这些矿区，胶黄铁矿是所有金属矿物中形成最早的矿物，它总是被晚期的硫化物（包括黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿等）或氧化物（如磁铁矿等）所包裹或交代。

（5）具有与现代海底热水喷流成矿作用相似的两套成矿系统。

Hutchison（1988）认为热水通道周围有明显的蚀变，层状矿的下盘也具有蚀变，而上盘一般不具有蚀变现象，并称之为不对称蚀变作用（底蚀构造）。

Large（1992）的研究指出上盘也有微弱的蚀变现象。

芮宗瑶（1989）指出，在火山岩容矿的热水喷流沉积矿床（VMS）中，喷流通道常见明显的绿泥石化、硅化，有时还能见到钠长石化以及铁镁碳酸盐化。

在喷口以上的层状矿体的下盘可见到明显的黄铁绢英岩化；在沉积岩容矿的喷流热水沉积矿床（Sedex）中，喷流通道中常见的蚀变是硅化，有时也还有电气石化、钠长石化，在沉积的层状矿的下盘仅见到白云石化、电英岩化和绿泥石化。

总之，现代海底热水喷流系统的发现及热水喷流沉积成矿理论的提出，给矿床学研究带来了重要的进展。

以往，经典的成矿学说对不同的成矿作用只强调它们的区别与对立，认为多数矿床不是外生就一定是内生，不是同生就一定是后生。

而热水喷流沉积成矿理论打破了矿床成因上的“非此即彼”的思想僵局，认为该类矿床的形成中既包括“火”的力量，又包括“水”的力量，既有同生成矿作用，又有后生成矿作用。

热水喷流沉积矿床使同生、后生成矿作用在同一个矿床中达到了完美的统一。

一般而言，往往以同生作用形成的矿体占主体，以后生成矿作用形成的矿体为辅。

这种同生成矿作用和后生成矿作用同时发生于一个矿床中的现象，属于喷流沉积矿床的特有属性，和典型的热液矿床特点（后生矿床）以及典型的沉积矿床（同生矿床）都完全不同，也明显不同于后生矿床叠生于同生矿床之上的叠生成矿作用，而是在同一成矿过程中，后生和同生成矿作用同时存在，且空间上二者密切相关。

因此，为了突出这类矿床的独有特征，并与其它类型矿床相区别，本教材建议用“同-后生共生型”（epi-syngenic）矿床来概括热水喷流成矿作用的本质特征（此概念在第二章“矿床学的某些基本概念”中已经提到并作了简单解释），这也是本教材明确把热水喷流矿床划分为独立的类型并作为独立一章进行讨论的重要理论依据。

需要强调指出的是，热水喷流成矿作用的研究应包括现代海底热水喷流作用和古老热水喷流矿床两大部分，可以说前者是后者的重要基础，后者是前者的应用和深化，这两个方面的共同研究正促进着热水喷流沉积成矿理论的发展。

第二节现代热水喷流成矿作用

图7-1岩石圈板块边界与现代海底已知热水喷流系统（黑实心圆）（据Herzig等，1995）

目前世界范围内，已发现许多正在形成金属硫化物的热水体系（图7-1），这类现代热水体系包括二种：

①红海和美国Salton海的热卤水：

②洋底热水喷流体系。

现代热水喷流作用，虽然目前形成的工业矿床很少，但随着经济技术的发展，其产物将具有巨大的开发利用价值。

不过，目前对这种现代成矿作用研究，其更大意义在于它们提供了无与伦比的天然成矿实验室，通过对现代喷流成矿作用的考察和详细研究，将有助于对比研究古老的喷流矿床，建立成矿模式，指导有关矿床的深入研究和勘查评价。

现代热水喷流活动的大地构造背景分为四类：

大洋中脊、洋内弧后（Lau盆地型）、陆内弧后（Okinawa海槽型）及陆内裂谷（红海AtlantisⅡ海渊型）。

一、热卤水成矿作用

（一）红海热卤水成矿

1964年在红海发现高热卤水与AtlantisⅡ海渊多金属软泥，揭开了现代海底热水活动与金属硫化物沉积成矿研究的序幕。

红海热水系统是一个与裂谷作用有关的、受岩浆热驱动的热水对流体系，高密度热卤水覆盖在尚未固结的含金属软泥上，是现今已知的通过同生作用使硫化物堆积，且局部达到工业品位的最著名的实例。

红海中目前至少已发现13个热卤水池，最大、热流体活动最强的当属最早发现的AtlantisⅡ海渊，这里有5km3盐度大约为26%的热卤水，其中溶解了大量的各类金属组分。

1972年显示的最高温度60℃左右，比1964年刚发现时的56℃略高，但热卤水底部沉积物中的矿物组合表明这些矿物从200℃以上的流体中沉淀出来。

目前普遍接受的看法是，热卤水来自于正常的红海海水，其高盐度是海水与含蒸发盐的中新世沉积物在海底以下发生反应的结果。

AtlantisⅡ海渊中的含金属沉积物平均20m厚，在大约50km2的范围内，形成了微细（大多数颗粒小于2μm）、薄层的氧化物、硅酸盐、硫化物、硫酸盐和碳酸盐组成的多金属软泥，其中的孔隙流体含量可达95%。

一些富含金属的样品中，含有高达21%的ZnO，4%的CuO，0.8的%Pb，8.5%的Fe2O3和5.7%的Mn3O4，但金属的总体含量要低得多。

这些金属可能来自于下伏的镁铁质火山岩和中新世蒸发岩-页岩，并以Cl的络合物形式搬运。

硫化物的硫同位素资料表明，硫化物沉淀所需要的还原硫来自于流体中硫酸盐-硫的无机还原作用。

硫化物的沉淀机制为两种流体的混合（Pottorf和Barnes，1983）引起的温度降低所致，一种为浅的流体，温度低于250℃，其SO42-的含量大于H2S；另一种流体来源更深且更热，其H2S的含量大于SO42-。

据大多数学者的研究，AtlantisⅡ海渊中的富硫化物沉积物在许多方面与火山块状硫化物矿床相似，这些相似性包括与火山活动的关系、形成的构造背景、磁黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿之间的分带性、金属的含量、沉积组构以及流体的大多数特点等。

（二）Salton海热卤水成矿

同样与裂谷作用有关的Salton海的热水对流体系，被认为是沉积岩中古老的块状硫化物矿床的最好的现代实例。

Salton海位于美国加里佛尼亚南部，热卤水温度最高可达360℃，具高盐度的特点，可达25~30%。

估计热卤水的体积为11.6km3，水深达3km。

据White（1981）的研究，其中含Zn5×106吨，Pb9×105吨，As1.2×105吨，Cu6×104吨，Cd2×104吨，和Ag1×104吨。

沉淀在卤水排泄口附近的富硫化物硅质沉积物中，经分析含有多种硫化物，且Cu和Ag的含量极高，分别最高可达20%和8%。

Salton海中流体系统的氢、氧同位素显示，这里的热卤水以大气水为主，与经过了蒸发作用的Colorado河水很相似。

卤水的高盐度被认为是几个作用综合的结果，包括古湖水的蒸发作用、地下水对浅部湖相蒸发盐的溶解作用和深埋的含石盐的湖相蒸发盐的地下热交代作用（McKibben等，1988）。

卤水的铅和锶同位素组成证明，少量金属可能是岩浆来源的，但大量金属来自于卤水和沉积物的相互作用。

计算获得的金属的氯络合物的稳定性与脉状矿化组合及卤水分析的结果很一致，这表明在富含金属的这种热卤水体系中，氯的络合物能够有效地搬运贱金属元素。

热卤水和后生脉中的硫同位素表明，硫来自于沉积物中的蒸发盐-硬石膏。

可以认为，如果有足够的还原硫持续加入沉淀场所的话，这样的热水体系将有能力形成大型的硫化物矿床。

二、现代洋底热水喷流成矿作用

现代洋底喷流成矿作用的发现和研究明显晚于红海热卤水成矿作用的研究。

1976年，在东太平洋赤道附近的Galapagos扩张中心，在以Fe蒙脱石和Mn氧化物组成的隆起上，发现了密度较低、温度＜13℃的热水喷流口。

但更壮观的是1979年在东太平洋洋隆21oN的地方，发现了贱金属和贵金属硫化物-硫酸盐组成的“黑烟囱”。

目前，已经在不同的构造环境中发现100个以上的地方，有温度高达405℃的含矿流体的喷流系统，主要分布在太平洋，但在大西洋、印度洋和地中海也有（RonaandScott，1993）。

较大的喷流作用已经形成了直径超过几百米、高数十米的热液构造，它们在延伸数公里的喷流区内分布。

（一）现代洋底喷流作用特征

1.喷流作用的构造背景及类型

全球范围内，正在形成多金属硫化物和富Fe、Mn沉积物的最壮观的现代洋底喷流作用发生在大洋扩张中心的洋中脊，还有少量的喷流系统发生在中等到快速扩张的弧后盆地以及海山上。

热水喷流的类型主要有两种，一是高温的集中喷流形式；二是低温的渗流作用。

前者以黑烟囱为代表，形成各类硫化物的沉积；后者则可能形成了广泛分布的硫酸盐、铁的氧化物-硅酸盐-锰的氧化物，以及可能的含钴的锰氧化物结壳。

低温渗流作用虽然温度较低，但由于发育广泛，估计这种流体活动占洋壳总对流热流的90%，且把大量的物质从洋壳带到海底。

2.热水流体的化学性质

研究热水流体的性质对分析喷流作用、了解成矿机理具有重要意义。

目前通过在典型的黑烟囱的中部取流体样，并通过对烟囱内的堆积体和网脉体中矿物的流体包裹体进行补充研究，已经积累了一定的资料。

（1）PH值和酸碱度：

所有取样获得的喷流流体都是酸性的。

如在东太平洋岭11oN、13oN、21oN的喷流口中，温度350℃时，PH值在4.1~4.9之间。

又如Lau弧后盆地中流体的PH为2，这里的流体含有异常高的某些元素（Cl、As、K、Mn、Zn、Pb和Cd）。

喷流流体的酸性特征是在高温反应带，水-岩形成如绿帘石这样矿物引起的：

2Ca2++Fe3++2Al3++3SiO2（水）+7H2O===Ca2FeAlSi3O12（OH）+13H+

绿帘石是被热液流体完全蚀变的玄武岩中常见的一种矿物。

另外，海底金属硫化物的沉淀也可以产生酸性条件：

H2S+Me2+====MeS+2H+

流体的这种酸性特征一是有利于淋滤、萃取成矿物质；二是有助于在喷流口使金属沉淀。

由于海水略偏碱性（2℃时PH=7.8），会在热流体排泄处周围形成大的PH值梯度，促使成矿物质沉淀。

（2）硫、硒、砷：

S在酸性喷流流体中以H2S形式存在。

当热流体接近或到达海底并与周围海水混合时，H2S被氧化，PH值升高，导致硫化物和单质硫的形成。

单质硫对喷流口附近的化学自营养显微生物是关键的。

As和Se与S相似，比在海水中要富集得多。

H2S的δ34S：

-2.3‰~+7.8‰，说明它并非完全来自于玄武岩（δ34S=-0.1‰~+0.5‰），必须有某种重硫混入流体中，最可能的来源是硫酸盐。

（3）碳：

在酸性的喷流流体中C的主要形式是CO2，尽管有少量的CH4和其它碳氢气体。

在Guaymas盆地流体中CO2的含量很高，当围压减小时流体会冒泡。

一个显著的例子是Jade矿床，气泡含有86%体积的CO2，3%H2S和11%的（CH4+H2）。

负的δ13C值说明喷流溶液中的C并不是全部来自海水（~0‰），应有岩浆C（δ13C=-3.4‰~-4.1‰）的加入。

（4）硅质：

是喷流热水中的主要成分，硅的含量变化不大。

在沉积物非补偿的洋中脊，喷流流体中SiO2的含量在17.5~22.9mmol/kg。

尽管高温反应带内Si的溶解作用被石英控制，但它在海底或紧靠海底附近的沉淀作用，则由具更高溶解度的非晶质硅或蛋白石控制。

（5）碱土元素：

Mg一般在喷流热液中含量为零，但个别情况下，具有较高含量。

Ca和Be比海水有不同程度的富集。

Ba的资料很少，这是因为一接触到海水Ba就会沉淀下来，但Ba在流体中的含量至少应该比海水高两个数量级。

Sr是几种与海水相比可以富集也可以贫化的元素之一。

Sr同位素界于海水和玄武岩相应值之间，说明Sr来自于两个来源。

（6）碱金属元素：

Li、K、Rb、Cs这些碱金属都比海水中呈明显的富集。

Na是喷流热水中的主要阳离子。

（7）B：

比海水有某种程度上富集。

（8）Al：

比海水具有明显的富集，但确切含量尚未确定。

在形成硫化物的喷流作用中，Al含量低，不能形成大量的含Al矿物。

但在Fe-Si-Mn氧化物矿床中，存在大量富Al的矿物，如绿脱石及相关的粘土矿物。

（9）稀土元素：

在几个喷流口分析过REE，其含量要比海富集1~3个数量级，但相对于新鲜玄武岩要贫3~4个数量级。

和古老块状硫化物矿床的REE样式相似，在沉淀过程中REE未发生分离。

（10）贱金属和黑色金属：

金属含量变化很大，绝大多数情况下比海水极富含这些金属。

弧后环境似乎尤为有利，这与古老的有利成矿环境相一致。

资料表明，这些金属是以氯的络合物形式搬运的。

（11）金：

喷流流体中的金含量尚未分析过，通过热动力学计算表明海底喷流热液可以含高达0.5~1nmol/kg的Au。

Au在温度＜300℃时，以Au的二硫化络合物形式（Au（HS）2-）排放到海底，并在晚阶段沉淀下来。

早期的高温Cu-Fe硫化物脉中不含金（≤0.2ppm）。

3.热水流体的物理性质

（1）温度：

喷流口热流体的温度是用温度探测器测定的。

形成硫化物的热液喷流口的温度在2℃到最高350℃之间变化。

更高的温度如405℃甚至420℃也被记录过，但很少见，且不稳定。

（2）流量：

总流量的测定具有较大的不确定性。

PalmerandEdmond（1989）估算出洋中脊的流量是1.2±0.3×1014kg/a。

这相当于Amazon河的总流量，或是大约0.4~2.5%的全球河流向海洋的排放量（360×1014kg/a）。

根据这些数据，全球海洋水的总量会在5~11×106年内通过扩张洋脊的位置整个循环一遍，在太古代会快5倍，因为当时洋壳的地温梯度被认为比现在高得多。

单一喷流口和热田流量的估计是确定的，如测得20oN太平洋脊226~351℃单个烟囱的流速为0.7~2.4m/s，估计其流量是1.6~4.5×1010kg/a，整个热流田的流量是2.9~6.4×109kg/a。

（3）盐度：

盐度是指溶解在每公斤海水中的总固体物质的克数。

正常海水的盐度35‰，喷流流体的盐度从比海水低40%到高70%之间变化。

不同的喷流口差别很大，特殊的例子是，在红海AtlantisⅡ海渊中的热卤水，其盐度是海水的许多倍。

盐度变化大和极高盐度的情况，在现代大洋和白垩纪Troodos蛇绿岩的流体包裹体中存在着。

与之相似，在几个古老块状硫化物矿床下部的脉和网脉中，流体包裹体的盐度比现今海水的盐度要高得多，如日本黑矿中盐度为3.5~7%，而在加拿大魁北克某些前寒武纪矿床中的盐度高达46%。

关于喷流流体的盐度高度变化性，目前有几种解释。

在AtlantisⅡ深渊，高盐度是溶解了蒸发盐的缘故，蒸发盐与现代年轻洋盆边部与富Zn沉积物互层。

但是，这种作用对太平洋或大西洋现代喷流热液以及对古老的火山岩中的硫化物矿床来说是不存在的，因为这些地方并不存在蒸发盐，可能的机制包括与高盐度的岩浆流体混合、与玄武岩水-岩反应。

流体在超临界区的相分离或在较低压力下的沸腾作用是引起盐度变化很大的可能原因。

（4）密度：

现代和古老喷流流体的密度比周围海底海水的密度要小。

即使超高盐度的AtlantisⅡ海渊中的热流体最初也是上浮的，这是其高温性能所致，但在冷却过程中会变得比海水密度更大。

黑烟囱的喷流热水与海水具有最大的密度差，可达0.2~0.3g/cm3，正是因为这种密度差使其喷流作用表现出高温、高速率，形成从海底上升的热液柱。

相反地，形成Fe-Si-Mn氧化物矿化的流体具有小得多的密度差，在0.01g/cm3左右，此时流体仅以每秒几厘米的速率运移。

4.现代喷流矿床的基本特征

（1）现代喷流矿床的一般特征

现在正在海底形成的热液矿床，在矿物学上是复杂的。

简单起见，可分为硫化物和Fe-Si-Mn氧化物两类。

这两类矿床形成于相似的构造环境，具有相似的生长结构，只是形成它们的喷流热流体在温度和H2S含量上有明显的区别。

海底热液硫化物矿床是由一系列烟囱堆积而成的。

其形成已经被许多考查者进行了详细的记录和描述。

最初，喷流形成硬石膏烟囱，每天可生长几厘米。

这种硬石膏可以作为后期硫化物沉淀的基底，当足够厚的时候，会阻止周围冷的海水进入烟囱，更热的流体就会充填在喷口中心。

烟囱的内、外壁之间存在大的温度变化（350℃→2℃）、PH变化（~4.5→7.8）、氧化状态变化（还原→氧化）、硫的价态变化（高S2-→无S2-）和成分变化（内部比外部海水富集许多组分）。

从而导致了烟囱壁从内向外的矿物学分带。

在高温的喷流孔中，烟囱内壁主要为铜的硫化物而外壁主要为Zn的硫化物、硫酸盐和氧化物组成。

随后，老的烟囱会不断被沉淀的矿物填满，老烟囱的喷流作用会停止。

随之温度就会降低，由于硬石膏在冷水里比在热水里的溶解度要大，它会溶解并使烟囱弱化，而引起坍塌。

如果这种作用持续足够长时间的话，会导致相邻的堆积锥结合成一个大的矿床。

在构造活跃区形成的堆积锥可能会发生断裂并叠加新的堆积体，形成复杂的内部结构。

通过烟囱的不断形成、不断坍塌堆积，最终可形成规模可观的块状硫化物矿床，矿床的的通道部分显示后生矿床的特点，而矿床的层状部分则表现为同生矿床的特点。

海底烟囱的形成过程见图7-2。

图7-2现代海底黑烟囱成因示意图（据Goldfarb等，1983）

a-烟囱的形成；b-烟囱的生长；c-烟囱的矿物分带；矿物缩写：

cp=黄铜矿；cub=方黄铜矿；po=磁黄铁矿；sp=闪锌矿。

叠水镁钒是一种新的，羟基硫酸盐-氢氧化物矿物

（2）喷流矿化体的部分矿物学特征

不同地质环境决定着某些矿物的特征。

例如，金在绝大多数洋脊和海山的硫化物中，不管其品位如何都是不可见的，但在弧后盆地的原生硫化物中则形成了光学可见的颗粒。

磁黄铁矿在Guaymas盆地和Escanada海沟中比黄铁矿或白铁矿要多得多，这两种沉积环境均具有高有机碳含量，从而形成了还原环境。

相反的情况出现在沉积物非补偿的洋脊和弧后盆地中，此时为更氧化条件。

大多数硫化物、碳酸盐、氧化物、硅酸盐及单元素矿物主要是原生成因的，石膏、黄钾铁矾、氯铜矿肯定是风化作用的产物。

在现代喷流矿床中，会出现古老矿床中从不出现的矿物，这是因为成岩和退火作用使该类矿物发生转化和固溶体分离。

例如，有一种铜-铁-硫化物，有时描述为“铜磁黄铁矿”或“立方体方黄铜矿”，以前只有在实验室相平衡研究中存在，但在海底矿床中很常见。

它在高温下稳定，在冷却过程中会分解成黄铜矿、斑铜矿、方黄铜矿、硫铜铁矿、褐硫铁铜矿、普硫铁铜矿、斜方硫铁铜矿。

。

另外，SiO2在古老矿床中常以石英或燧石形式存在，而在海底矿床中主要以非晶质硅的形式存在，某些情况下具有可识别的蛋白石-A型或蛋白石-CT型构造。

（4）矿化组分

目前，除对红海AtlantisⅡ海渊进行了全面的经济评价外，其它海底喷流矿床的成分知之甚少。

由于拖船或潜艇进行的偶然取样缺乏代表性，连品位也很难计算。

目前，对现有的硫化物矿和氧化物矿的样品平均分析结果表明，Zn、Cu、Pb、Fe达到工业品位，而Ag、Au、Hg、Cd、As、Sb等有可能达到工业品位。

尽管代表性很差，但可用于对比研究。

（二）现代洋底喷流成矿作用机理

1.流体与热源

热液流体本质上是海水，可被加热到350℃（或许在某些情况下会更高），通过水-岩反应，使其发生了化学成分变化。

其中所含的金属主要是Fe、Mn，少量的Cu、Zn及微量的其它金属。

与正常的海水相比，金属元素富集程度很高。

大多数情况下，流体中还原硫的含量高，使金属以硫化物的形式沉淀出来，但某些流体还原硫的含量低，而沉淀出氧化物。

循环的海水通过在海底以下与堆积很厚的玄武岩相互反应，会形成含矿的热卤水，此时其中溶解的金属含