火山巖是許多重要礦產資源的母巖或賦存巖石。
以下是火山巖與礦產資源的主要關系及蘊含的“地質寶藏”:
巖漿分異礦床:
- 成因: 當富含金屬元素的基性或超基性巖漿(如玄武巖質、橄欖巖質)在深部巖漿房中緩慢冷卻結晶時,較重的礦物(如鉻鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、鉑族元素礦物)會因密度差異而沉降聚集,形成層狀或透鏡狀的礦體。
- 典型礦產: 鉻、鉑族元素(鉑、鈀、銠等)、釩、鈦、鎳、銅(部分)。
- 賦存巖石: 層狀侵入體(如南非布什維爾德雜巖體中的鉑鉻礦、俄羅斯諾里爾斯克的銅鎳鉑礦)。
熱液礦床(與火山活動密切相關):
- 成因: 火山活動后期或結束后,殘余的富含揮發分和金屬元素的熱液流體(巖漿熱液、加熱的大氣水)沿著火山通道、斷裂帶或圍巖裂隙上升、循環。在物理化學條件(如溫度、壓力、pH值、氧化還原電位)發生變化時(如遇冷水、不同巖性接觸帶、開放空間),金屬元素會沉淀下來形成礦床。這是最重要和最廣泛的與火山巖相關的成礦類型。
- 典型類型與礦產:
- 斑巖型礦床: 與中酸性(花崗閃長巖、石英二長巖)次火山巖體密切相關。形成巨大的低品位、大噸位的銅鉬金礦床(如智利埃斯康迪達銅礦、美國賓厄姆峽谷銅礦)。銅、鉬、金、銀是主要礦產。
- 淺成低溫熱液礦床: 形成于近地表、較低溫(<300°C)的熱液環境中,常與破火山口或火山穹窿構造相關。主要產出金、銀(常伴生碲化物),有時有汞、銻(如美國克里普爾溪金礦、日本菱刈金礦)。
- 矽卡巖礦床: 當熱液流體(通常與中酸性侵入體有關)與碳酸鹽巖(如石灰巖、白云巖)接觸時發生交代作用形成。可產出鐵、銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬、金等(雖然圍巖是碳酸鹽巖,但熱液來源常與深部火山-侵入活動相關)。
- 火山塊狀硫化物礦床: 主要形成于海底火山環境(見下一點)。
火山噴發沉積礦床:
- 成因: 火山噴發過程中直接噴出的物質或火山噴發后形成的特殊環境可以富集礦產。
- 典型礦產:
- 火山玻璃(黑曜巖、珍珠巖): 本身就是有價值的工業礦物(磨料、建材、填料、助濾劑)。
- 浮石、火山渣: 輕質建筑材料。
- 自然硫: 火山噴氣孔周圍硫磺沉積。
- 某些鐵礦: 與火山噴發相關的“火山沉積型鐵礦”,如部分“阿耳戈馬型”條帶狀鐵建造。
- 膨潤土、沸石、高嶺土等粘土礦物: 火山玻璃或火山灰在后期熱液蝕變或地表風化作用下形成的重要非金屬礦產。
海底火山噴流沉積礦床(VMS - Volcanogenic Massive Sulfide):
- 成因: 這是熱液礦床的一個特殊亞類,發生在海底。熱液流體(通常由海水下滲被巖漿加熱并淋濾巖石中的金屬形成)從海底火山噴口(“黑煙囪”、“白煙囪”)噴出,與冷海水混合后,其中的金屬硫化物(黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等)迅速沉淀,堆積在噴口周圍形成層狀、透鏡狀或丘狀的塊狀硫化物礦體。
- 典型礦產: 銅、鋅、鉛、金、銀,通常伴生硫(黃鐵礦)。
- 賦存巖石: 賦存于海底噴發的火山巖序列中(玄武巖、安山巖、流紋巖及其火山碎屑巖),常伴有硅質巖、燧石、含鐵建造等化學沉積物。現代實例在東太平洋海隆等地,古代實例遍及全球(如加拿大基德克里克、西班牙力拓)。
火山巖作為重要的工業原料:
- 致密堅硬的玄武巖、安山巖等本身就是優質的建筑石材、鋪路石料。
- 浮石、火山渣是輕質骨料和混凝土摻合料。
- 火山灰是天然的水泥原料(古羅馬混凝土的核心成分之一)。
- 火山巖地區形成的土壤往往非常肥沃(如火山灰土),是重要的農業資源。
關鍵因素:
- 巖漿成分: 不同的巖漿類型(基性、中性、酸性)攜帶不同的金屬元素組合。
- 構造環境: 板塊匯聚邊界(島弧、活動大陸邊緣)、板塊離散邊界(洋中脊)、大陸裂谷等是火山活動和相關成礦作用最活躍的地區(如環太平洋成礦帶、特提斯成礦帶)。
- 熱液系統: 熱液流體的來源、成分、運移通道和沉淀場所是形成熱液礦床的核心。
- 后期地質作用: 風化、剝蝕、變質等作用可能改造或進一步富集原有的礦化。
結論:
火山巖絕非僅僅是噴發的產物,它們是地球深部物質和能量的窗口,更是孕育珍貴地質寶藏的搖籃。從貴重的金、銀、鉑族金屬,到基礎的銅、鉛、鋅、鐵,再到戰略性的鉻、鉬、稀土元素,以及不可或缺的非金屬礦產(硫、建材、粘土等),其形成過程都深深地烙印著火山活動的痕跡。無論是巖漿自身的分異結晶,還是火山熱液流體的運移沉淀,抑或是海底火山噴口的噴流堆積,都為人類提供了豐富的礦產資源。因此,研究火山巖的分布、類型、形成環境和蝕變特征,是尋找和勘探這些“地質寶藏”的關鍵途徑。