岩浆通道成矿系统的理论与实践
金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式
金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式金川铜镍硫化物矿床是中国重要的硫化铜镍矿床之一，位于四川盆地东缘和成都冲绳地体南缘交界处。
该矿床受到地壳演化和构造作用的影响，形成了一系列的岩浆通道系统。
本文将分析金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式。
金川铜镍硫化物矿床主要赋存于下白垩统呈山组内部结构较复杂的剪切带、破碎带和褶皱展开带等构造组成的“三带两穴”成矿区域。
这些构造是由岩浆侵入和区域构造作用而形成的。
其中，地处于盆地东缘的呈山组为一套由海相碳酸盐岩和粗粒砂质岩组成的构造压实体系，自西向东呈倾斜状，沿南北走向展开。
该构造压实体系在晚白垩世至始新世之间经历了一系列撕裂、破碎、拗拉、褶皱、逆冲等变形历史，形成了许多复杂的断层、褶皱和岩浆侵入通道。
金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统主要分为三类：火成岩墙体、构造赋存岩体和断层岩体。
这些矿体都存在于区域岩体中的褶皱与断层带之中。
火成岩墙体一般具有沿构造的轻剪切，该轻剪切使火成岩墙体对成矿流体的富集和流动起到了重要的作用；构造赋存岩体和断层岩体一般为构造裂隙带中混入的裂隙岩体，其与区域褶皱断层体系相交形成矿脉及流岩体。
在金川铜镍硫化物矿床成矿过程中，主要成矿流体为热水，深部岩浆侵入和地层变形产生的压力使热水向上移动，通过沿火成岩墙体和断层裂隙集中成矿。
热水中的金属元素通过与周围岩石的反应，形成了长条状的矿物化带。
这些带通常与褶皱和断层带的交界处相连接，并且向上下延伸，在不同岩性和构造特征的区域内形成了集中和分散的矿床和矿点。
总之，金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统是矿床形成的重要因素之一，通过岩浆侵入、构造变形和热水运移等途径形成了一系列的岩浆通道和成矿流体富集带。
该矿床不仅为地质学研究提供了重要的参考价值，也为该地区的资源开发和经济建设做出了积极贡献。
为了进一步了解金川铜镍硫化物矿床的成矿特征，我们可以通过查阅相关数据来进行分析。
根据中国地质矿产部的数据，金川铜镍硫化物矿床包括地质储量为43.7万吨的铜、79.27万吨的镍和9.51万吨的钴。
岩浆活动成岩成矿理论
岩浆活动成岩成矿理论一、关于岩浆活动成岩成矿理论的反思地球历史，悠久漫长。
地质事件，层出无穷。
一个地区的地史经过诸多地质事件的相互叠加和改造后，古老面貌已不复存在，现在只能观察到出露的地层和岩石。
在地质观察研究中，根据露头下推，不过数百米，多则数千米。
若用深钻，目前达到的深度不过万余米。
再深处的地壳如何，也只能付诸推断。
在地质学领域内，岩浆热液演化过程可算得上是一大难题。
首先，地壳深处形成的岩浆，人类是无法直接观察到的。
岩浆上侵过程和就位后的演化过程同样是人类无法直接观察到的。
只有岩浆喷发到地表之后，或侵入到地壳并被剥露出来后，才能为人类观察到。
因此，人类只能利用一些间接资料来猜测、研究和模拟岩浆一热液的演化过程。
岩浆热液演化过程相当复杂，未知的因素很多。
在这上面建立起来的学说和推理，缺乏坚实基础。
一些学说和推理多属探讨性质，很难作出定论。
只有从野外的实际情况出发，根据实际材料和有效数据，用总结出来的材料，逐步加以补充和修改，才有希望逐步完善这方面的理论。
但是，从另一方面看，不少书中却几乎把一些似是而非的成矿理论全部肯定下来。
似乎是在这方面存在的问题已经基本解决了。
刚从地质勘探系毕业的学生，囿于书本知识，刚出校门时，常常踌躇满志，满以为用学到的知识可以有效地指导野外实践。
但是一旦到了野外，就被许多地质现象搞得晕头转向。
首先是野外遇到的岩石和矿物都不标准，且得花费一番精力去辨认。
及至岩矿基本清楚了，许多理论问题就纷至沓来，而且不少情况与书本上讲的多有偏颇，或大相径庭，或对一些至关紧要的问题，书上采取回避态度。
下面将列举岩浆一热液矿床成因理论中存在的一些问题。
(1)侵入上来的岩浆冷凝时都要有结晶分异作用。
岩浆演化到晚期，剩下来的热流体在成矿的有利部位可使围岩发生蚀变和矿化。
实际情况是，上侵的岩浆绝大多数是不能发生矿化的。
与成矿有关的岩浆活动只占极少数。
既然是占极少数，就应该研究与成矿有关的极少数岩体所具备的特殊条件，特别应该研究岩浆侵入之后到全部结晶之前的演化全过程。
国外岩浆热液成矿理论研究现状与进展 文档
国外岩浆热液成矿理论研究现状与进展1994，13（2）地质科技情报75-81刘凤山石准立本世纪以来热液成矿理论发生了显著变化，大致可分为三个时期：30—50年代的岩浆期后热液说；70年代的多源热液说(地表水、地层水、变质水、深源水等)；80年代以来的热液对流、循环、离层流说以及近年来盆地演化对流热液成矿控制论等。
进入80年代以来，岩浆热液成矿理论取得重大进展。
与基性超基性岩有关的成矿作用过去一直视为典型的正岩浆成矿作用，但目前越来越多的人认识到热液成矿作用的重要性。
Gupta(1992)认为印度Rasthan的铜镍硫化物矿床是构造期一变质期后多阶段热液作用的产物；Belkin(1992)认为美国东部高钛石英拉斑玄武岩中PGE、Au、Cu和Fe硫化物是热液作用的结果；Barker(1992)也认为与碳酸岩伴生的许多矿化作用表现了明显的热液活动迹象。
我们曾就热液作用对铜镍硫化物成矿的影响进行过略述(刘凤山，1993)。
，因此本文仅对80年代以来国外与花岗岩类有关的热液成矿理论研究现状与进展作一概述。
1 热液体系热液体系的现代解释是花岗岩类成矿规律内核，是高度经验和专门化的研究领域(Laznicka，1985a)。
目前得到最好证明的热液体系是由变冷的侵入体驱动的雨水、海水或原生水(即非岩浆的、外花岗质)的对流体系(Cathles，1981) 。
这样的热液体系活动期一般认为在地质时期内是短的(几万到几十万年)，大多依靠岩石的浸透性。
但是如果地热体系顶部是非浸透性的，那么热液体系也是可以较长时间活动的。
热液流体在地壳中的运动形式基本上可分为3类，即下渗(渗流)、上升流、近水平方向的平流，组合形式基本也是三类，即循环、对流、离层流。
Cathles(1981)指出不同构造背景下的运动形式是不同的，洋壳中海水在热岩中下渗和被加热的上升运动为循环热水系统，过渡型地壳沉积盆地中同生水受异常地热加热发生的为对流热水系统，而克拉通盆地中则存在离层流系统。
岩浆流动学说-概述说明以及解释
岩浆流动学说-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:岩浆流动学说是地球科学领域中一项重要的研究内容，涉及到岩浆的形成、运动和演化等方面。
岩浆是由地下岩石熔融而成的高温流体，在地壳深处经过高温高压的作用，形成了地球上的许多火山和岩浆岩。
岩浆流动学说的研究，对于地球内部的构造、火山爆发机理以及矿床的形成等都具有重要意义。
通过研究岩浆的流动特性和机制，可以揭示地球内部的动力学过程，进一步了解地球的演化历史。
本篇长文将以岩浆流动学说为中心，系统地介绍岩浆的基本特征、岩浆流动的原理以及相关的研究成果和发展趋势。
在引言部分，我们将概述本文的结构和目的，引出岩浆流动学说的重要性和研究价值。
接下来的正文部分，我们将详细介绍岩浆的基本特征，包括成分、温度、流动性等，以及岩浆流动的原理，包括岩浆流动的力学模型和流体动力学方程。
最后的结论部分，我们将总结岩浆流动学说的主要观点和理论成果，同时展望未来的研究方向和挑战。
通过对岩浆流动学说的深入探讨，我们可以更加全面地认识岩浆的运动规律及其对地球环境的影响。
同时，这也将为地质学、火山学以及资源勘探与开发等领域的科学研究提供重要的理论指导和技术支持。
希望本文能够给读者带来有益的启示，并为相关领域的学术研究提供参考和借鉴。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构部分是为了给读者提供一个清晰的导引，以帮助他们理解文章的整体架构和内容安排。
本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分是文章的开端，旨在向读者介绍岩浆流动学说这个话题，并概括文章的主要内容和目的。
在引言中，我们将简要介绍什么是岩浆以及岩浆流动的重要性，以引起读者的兴趣并提出研究的动机。
正文部分是文章的核心，主要论述岩浆的基本特征和岩浆流动的原理。
在正文的第一部分，我们将详细描述岩浆的基本特征，包括其组成成分、物理性质等。
在第二部分，我们将探讨岩浆流动的原理，如何解释岩浆是如何流动的、岩浆流动的机制等。
岩浆通道成矿系统_苏尚国
1000-0569/2014/030(11)-3120-30Acta Petrologica Sinica岩石学报岩浆通道成矿系统*苏尚国1汤中立2罗照华1邓晋福1伍光英3周美夫4宋晨1肖庆辉1，3SU ShangGuo1，TANG ZhongLi2，LUO ZhaoHua1，DENG JinFu1，WU GuangYing3，ZHOU MeiFu4，SONG Chen1and XIAO QingHui1，31.中国地质大学地球科学与资源学院，北京1000832.长安大学地球科学与国土资源学院，西安7100543.中国地质调查局，北京1000374.香港大学地球科学系，香港1.School of Earth Sciences andＲesources，China University of Geosciences，Beijing100083，China2.School of Earth Sciences andＲesources，Chang’an University，Xi’an710054，China3.Geological Survey of China，Beijing100037，China4.Department of Earth Sciences，University of Hong Kong，Hong Kong，China2014-03-31收稿，2014-06-30改回.Su SG，Tang ZL，Luo ZH，Deng JF，Wu GY，Zhou MF，Song C and Xiao QH.2014.Magmatic Conduit Metallogenic System.Acta Petrologica Sinica，30（11）：3120－3130Abstract The primary characteristics of the key magmatic Cu-Ni sulfide deposits in the world are：（1）There is an obvious boundary between orebodys and country rocks，and orebodys always intruded into country rocks；（2）“sulfild melts”migrate and settle in the later stage of magma evolution；（3）all orebodys settle in the conduit of magma.Until now，no models of magmatic deposits’origin can explain all these characteristics of magmatic Cu-Ni sulfide deposits.It infers that new model is needed to depict the Cu-Ni sulfide deposits’s origin.Our recently research shows that（1）there are Fluid Minerals Assemblages in the sulfide ores，this implies that there are a lot of fluid in the ore magma when it crystallized；（2）the composition of ores in different parts in the Cu-Ni sulfide deposits is different.The ores are richening in Ni in the front of magmatic conduit，and richen in Cu，Pt，Pd in the back of magmatic conduit.A new model“Magmatic Conduit Metallogenic System”is advocated by the authors.The definition of“Magmatic Conduit Metallogenic System”is the space of migration and settlement of melt-fluid flow bearing metals in the later stage of magma evolution in the magma metallogenic system.There are very complicated structures in the“Magmatic Conduit Metallogenic System”.There are three points are important compared with“Magmatic Conduit Metallogeny”.（1）The deep magmatic chamber plays a very important role in the magmatic deposits’origin，“ore magma”migrate and and settle in the later stage of magma evolution；（2）“ore magma”moves as a whole，and the concept of moving direction of magmatic conduit is advocated；（3）“ore magma”maybe contain a lot fluids，it belongs to melt-fluid flow bearing metals.After degasing，“ore magma”settles as orebodys.Numerical modeling shows that 30%fluids are added into“ore magma”，the density of“ore magma”will dramatic decrease，and it can move upward easily.Because of the fluid overpressure，melt-fluid flow bearing metals will move along the structure weakness（for example boundary of two kinds of rocks and faults），so ores always intruded into the country rocks in the magmatic sulfide deposits.Key words Magmatic conduit；Moving direction of magmatic conduit；Melt-fluid flow bearing metals；Fluid minerals assemblages；Magmatic Cu-Ni sulfide deposits摘要全球最主要的岩浆铜镍硫化物矿床基本特征是:(1)矿石与围岩边界平直，呈侵入接触关系;(2)“矿浆”在岩浆成矿系统的晚期上侵就位;(3)矿体赋存于岩浆通道中。
第7章岩浆成矿作用、伟晶岩成矿作用及其矿石内容提要：学习
第7章岩浆成矿作用、伟晶岩成矿作用及其矿石内容提要：本章主要介绍岩浆成矿作用、伟晶岩成矿作用和气化热液成矿作用及其形成的矿石。
学习目标：通过本章学习，了解什么是岩浆成矿作用、伟晶岩成矿作用和气化-热液成矿作用，了解它们形成的主要矿石类型。
学习建议：1、岩浆成矿作用、伟晶岩成矿作用和气化-热液成矿作用都属于内生成矿作用，在学习时注意将内生作用形成的矿石、岩石联系起来，避免孤立地去记忆。
2、建议学时：2学时§7-1 岩浆成矿作用及其矿石岩浆是起源于地壳深部或上地幔的富含CO2、H2O等挥发分的粘稠高温高压硅酸盐熔融体。
岩浆在向地壳上部运移的过程中，发生各种分异现象，而使某些组分富集成矿的作用，称为岩浆成矿作用。
可分为以下三种基本类型：1 结晶分异作用及其矿石1.1 结晶分异作用结晶分异作用就是指岩浆在冷凝过程中，各组分在熔融体中按照一定的顺序先后结晶析出并导致液相成份改变的作用。
1.1.1 流动分异作用岩浆在流动过程中产生矿物成分的分异和聚集的作用，称为流动分异作用。
岩浆中的某些熔点很高的矿物先结晶，在重力作用以及岩浆内部对流作用的影响下，密度大的往下沉，密度小的往上浮。
从而，在岩浆下部或底部形成有用矿物和暗色硅酸盐矿物的富集带。
如有用矿物的含量达到了工业要求，即成为矿石(如图)。
这种有用矿物先结晶而形成的矿床称为早期岩浆矿床。
1.1.2 压滤作用当岩浆中含有较多的挥发组分时，成矿元素可与挥发组分结合成易溶的化合物，一直残留在岩浆熔体中，直到主要硅酸盐矿物结晶后才晶出。
当有用矿物较晚地从岩浆中结晶出来形成贯入矿体，称压滤作用。
形成的矿床称为晚期岩浆矿床。
1.2 主要矿石及矿床实例由岩浆结晶分异作用形成的矿石主要有超基性岩中的铬铁矿矿石和铂族金属矿石、以及基性岩中的钒钛磁铁矿矿石。
此外，岩浆岩常被用作建筑石料或装饰石材。
1.3 熔离作用熔离作用是指在较高温度下呈均匀状态的熔融体，当温度和压力下降时分离成两种或多种不混熔的熔融体的作用。
矿床学实验一 岩浆矿床
实验一、岩浆矿床一、目的要求通过实习进一步理解、掌握以下内容：1、岩浆矿床形成与大地构造背景的关系。
2、岩浆矿床形成与岩浆岩岩性、岩相的关系，成岩成矿在时间上、空间上、物质成分上的一致性，加深岩浆岩成矿专属性概念的理解。
尤其应当意识到在岩浆矿床的找矿工作中，加强岩体研究的重要性。
3、掌握岩浆矿床的主要成矿作用及其矿床的主要特征。
二、方法原理认真阅读实验资料，仔细观察实验标本，掌握其特征，分析成矿作用和形成机理，编写实验报告。
三、主要实验仪器和材料矿石标本、围岩标本、放大镜和小刀四、实习资料四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床位于四川省渡口市东北12Km处。
储量近百亿吨，是我国最大的岩浆型钒钛磁铁矿矿床。
区内最古老的地层为上震旦系。
分两层，下部是蛇纹石化大理岩；上部是透辉岩和透辉石大理岩互层。
上三叠纪地层在本区最发育，分布在矿区北部和西北部，其底部是紫红色砂砾岩；上部为灰绿色砂岩与黑色砂页岩互层，含煤。
老第三系紫红色砂砾岩呈水平或近水平，不整合覆于老地层之上。
含矿岩体位于康滇地轴中段西缘的安宁河深大断裂带中，受安宁河深大断裂次一级NE 向断裂控制。
岩体呈NE30°方向延展，长35km，宽2km，与震旦纪地层整合接触。
向北西倾斜，呈单斜状。
岩体内部层状构造明显，不同成分矿物构成的浅色岩与暗色岩相互更叠交替；层之间为过渡关系。
岩体自上而下分为五个相带：①顶部浅色层状辉长岩带：厚500-1000m。
浅色矿物含量一般>50%。
含稀疏的暗色矿物条带，偶尔为铁、钛氧化物矿条。
该岩带顶部与三叠系或正长岩呈断层接触。
②上部含矿带：厚10-120m。
以含铁辉长岩为主，夹有稀疏浸染状矿石。
含磷灰石丰富，达5%-20%，并有较多的辉石集中，可作标志层。
在底部有时可见厚约3m的斜长岩层。
③下部暗色层状辉长岩带。
暗色矿物含量一般>50%，构成密集条带，并夹有含铁辉长岩薄层及钒钛磁铁矿条。
总厚度166-800m。
与底部含矿层呈过渡关系。
小岩体成大矿与岩浆通道成矿理论的比较
小岩体成大矿与岩浆通道成矿理论的比较张照伟;李文渊【摘要】从小岩体成大矿和岩浆通道成矿理论的提出、发展、完善及其主要成矿控制因素展开探讨，结合典型矿床实例，指出这两种理论在勘查实践中的贡献和应用价值，并比较其异同点。
小岩体成大矿与岩浆通道成矿理论的主要区别在于：小岩体成大矿理论中岩浆管道与岩浆通道成矿理论并非同一概念；深部熔离预富集是前者的主要控制因素；前者是硫化物深部熔离脉冲式贯入占主导，而后者是硫化物就地熔离局部聚集为主；在硫化物熔离机制方面，后者要求外来硫的加入是必需条件，而前者认为外来硫的加入并非不可或缺，在岩浆深部就可以发生硫化物不混溶作用；在成矿物质聚集方式上，后者认为含矿岩浆分凝和上侵是连续过程，而前者则强调岩（矿）浆上侵是脉动式过程。
在找矿实践过程中要重视小岩体，并注重含矿小岩体的下盘和岩浆上升的管道位置，这些地区是扩大区域找矿前景、增加资源储量最具潜力的部位。
%The theories of large orebodies hosted in small intrusion and magma conduit mineralization were introduced;the development and main metallogenic controlling factors of the two theories were discussed;combined with the typical magmatic Cu-Ni deposits,the applications of the two theories for prospecting and exploration practice were summarized;and the two theories were compared. The differences between the two theories of large orebodies hosted in small intrusion and magma conduit mineralization include that the concept of magmatic pipe for the former is different from that for the latter;deep liquation and preconcentration is main controlling factors of the former;is the main mineralization features are deep liquation-pulsedpenetration of sulfide for the former, and in-situ liquation and partial concentration of sulfide for the latter;for the mechanism of sulfide liquation,extrinsic sulfur is requirement for the latter,but extrinsic sulfur is optional for the former,and sulfide immiscibility occurs in the deep of magma;for the concentration of ore-forming materials,the progresses of segregation and intruding of ore-bearing magma are continuous for the latter,but the progresses of intruding of magma or pulp are pulsed for the former.The small intrusion is important for prospecting and exploration practice;the footwall of ore-bearing small intrusion and pipe positionof magmas rising are paid attention to;all of them have the greatest potential for enlarging the prospecting prospect and increasing resources reserves of magmatic Cu-Ni sulfide deposits.【期刊名称】《地球科学与环境学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】10页(P48-57)【关键词】深部熔离;就地熔离;预富集;小岩体;成矿;岩浆通道;铜镍矿;岩浆作用【作者】张照伟;李文渊【作者单位】西安地质矿产研究所国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室，陕西西安 710054;西安地质矿产研究所国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室，陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】P588.1;P6110 引言小岩体成大矿理论是著名矿床学家汤中立院士长期探索总结形成的具有独创性的成矿理论认识，在指导找矿过程中发挥了重大作用[1-4]。
小岩体成大矿的理论与找矿实践意义--以西北地区岩浆铜镍硫化物矿床为例
小岩体成大矿的理论与找矿实践意义--以西北地区岩浆铜镍硫化物矿床为例李文渊;张照伟;陈博【摘要】The theory on small intrusions forming large deposits put forward by academician Zhongli Tang was a recapitulative summary by Long-term studying of magmatic Ni-Cu sulfide deposits which related to mafic-ultramafic intrusions. And this theory got a common response by exploration industry in the world. Many mineral exploration practices have effectively illus-trated that the hypabyssal and small intrusion could always form the larger ore deposits. Our study is about the mineralization of Ni-Cu sulfide deposits which related to mafic-ultramafic in-trusions in the northwestern of China. In this paper,we have discussed the theory of small intru-sions forming large deposits,considering that mantle magma deep part liquation and injection is the main mechanism of this theory. And another theory of magma conduit systems,may cause the local enrichment of mineral,and like that theory of small intrusions forming large deposits. After summarizes the prospecting fact of magmatic Ni-Cu sulfide deposits in the northwestern of China,we expand the scientific connotation of the theory on small intrusions forming large deposits,and make it more realistic meaningful in guiding prospecting.%汤中立院士提出的“小岩体成大矿”理论，是基于对与镁铁-超镁铁质侵入岩有关的岩浆铜镍硫化物矿床长期调查研究得出的概括性成矿认识总结。
岩浆矿床实习报告
一、实习目的通过本次岩浆矿床实习，旨在了解岩浆矿床的形成过程、类型及特征，掌握岩浆矿床的勘探方法，提高对地质矿产知识的实际应用能力。
二、实习时间与地点实习时间：2021年X月X日至X月X日实习地点：某地岩浆矿床三、实习内容1. 实习背景岩浆矿床是指在岩浆活动过程中，由于岩浆成分、温度、压力等因素的影响，形成的具有经济价值的矿床。
本次实习主要针对某地岩浆矿床进行实地考察。
2. 实习过程（1）实地考察实习小组首先到达实习地点，对岩浆矿床的地理位置、地貌、植被等进行了初步了解。
随后，我们跟随导师对矿床进行了详细的实地考察。
（2）岩浆矿床类型识别在导师的指导下，我们学习了岩浆矿床的类型、特征及形成条件，对实习地点的岩浆矿床类型进行了识别。
（3）岩浆矿床勘探方法实习期间，我们学习了岩浆矿床的勘探方法，包括地质调查、地球物理勘探、地球化学勘探等。
通过对实习地点的实地考察，我们对这些方法有了更直观的认识。
（4）岩浆矿床评价实习小组对实习地点的岩浆矿床进行了评价，包括矿床规模、品位、赋存状态等，为后续的矿产资源开发提供了依据。
3. 实习成果（1）掌握了岩浆矿床的类型、特征及形成条件；（2）了解了岩浆矿床的勘探方法，包括地质调查、地球物理勘探、地球化学勘探等；（3）对实习地点的岩浆矿床进行了评价，为后续的矿产资源开发提供了依据。
四、实习总结通过本次岩浆矿床实习，我们不仅学到了岩浆矿床的相关知识，还提高了自己的实际操作能力。
以下是实习过程中的一些心得体会：1. 实践是检验真理的唯一标准。
在实习过程中，我们将理论知识与实际操作相结合，提高了自己的实际应用能力。
2. 团队合作的重要性。
实习过程中，我们分工合作，共同完成了实习任务。
这使我们深刻认识到团队合作的重要性。
3. 勤奋学习，不断进步。
实习过程中，我们不断学习新的知识，提高了自己的综合素质。
总之，本次岩浆矿床实习让我们受益匪浅，为我们今后的学习和工作打下了坚实的基础。
“小岩体成大矿”的核心——岩浆通道系统成矿原理、特征及找矿标志
文章编号:1009-6248(2012)04-0117-11小岩体成大矿 的核心 岩浆通道系统成矿原理㊁特征及找矿标志宋谢炎,陈列锰(中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵州贵阳550002)摘要: 小岩体成大矿 是根据我国岩浆硫化物矿床找矿勘探实践提出的独创性的理论,其核心就是现今被广泛研究的 岩浆通道系统成矿 ㊂结合典型的矿床实例,系统分析总结了产于岩浆通道系统上小型含矿岩体的主要特征㊁小岩体形成超大型矿床的关键因素以及岩浆通道系统型矿床的找矿方向和标志,以期促进对该类型矿床的进一步研究㊂关键词:小岩体成大矿;岩浆通道系统;岩浆矿床;岩浆补充中图分类号:P611.11文献标识码:A小岩体成大矿 是汤中立院士针对岩浆硫化物矿床提出的重要概念(汤中立,1999,1993, 1995,2000,2006a,2006b),并在许多矿床的找矿勘探过程中得到印证和应用㊂我国金川超大型N i-C u-(P G E)矿床(汤中立,1991;汤中立等, 1995;宋谢炎等,2005;S o n g e t a l.2009,2012)㊁新疆喀拉通克(S o n g e ta l.,2009)㊁四川杨柳坪(S o n g e ta l.,2003,2004,2006a)等岩浆N i-C u 硫化物矿床,以及加拿大的V o i s e y sB a y超大型N i-C u-C o矿床(L i e t a l.,1999;N a l d r e t t e t a l., 2000)㊁俄罗斯的N o r i l s k-T a l n a k k h超大型N i-C u-P G E矿床(N a l d r e t te ta l.,1995;A r n d te t a l.,1997;N a l d r e t t e t a l.,1999)都产于镁铁质-超镁铁质小岩体中㊂从 大型层状岩体有利成矿 到 小岩体有利成矿 是整个20世纪地质勘探寻找岩浆N i-C u硫化物矿床实践所得出的最重要结论,地质学家逐渐认识到大型层状岩体不利于大规模的硫化物堆积,而岩浆通道系统中的小型基性-超基性岩体却可能为硫化物熔离和大规模堆积提供各种必要条件(M a i e re ta l.,2001)㊂笔者认为 小岩体成大矿 这个概念不仅有利于理解岩浆硫化物矿床的成因,对于其他岩浆矿床的研究和找矿也具有极其重要的意义㊂笔者试图通过分析典型矿床来阐明以下问题:岩浆通道系统上小型含矿岩体的主要特征是什么?岩浆通道系统上的小岩体形成超大型矿床的关键控制因素是什么?主要的成矿规律和找矿标志有哪些?这些问题的解决是运用 小岩体成大矿 概念进行找矿实践的关键㊂1小岩体成大矿的典型 甘肃金川超大型岩浆N i-C u-(P G E)矿床甘肃金川超大型岩浆N i-C u-(P G E)矿床位于华北地台边部阿拉善地块西南缘的龙首山推覆体北缘(甘肃省地质矿产局第六地质队,1984;汤中立等,1995),是仅次于俄罗斯N o r i lᶄs k矿床和加拿大收稿日期:2012-11-26基金项目:国家自然科学基金(40973038,41172090),矿床地球化学国家重点实验室 十二五 项目群(S K L O D G-Z Y125-06)作者简介:宋谢炎(1962-),男,研究员,从事岩石及矿床地球化学研究㊂E-m a i l:s o n g x i e y a n@v i p.g y i g.a c.c nS u d b u r y矿床的世界第三大在采镍矿床(N a l d r e t t, 2004)㊂金川矿床的N i平均品位为1.2%,金属储量为545ˑ104t,占全国N i总储量的62.2%;C u 平均品位为0.73%,金属储量为350ˑ104t,占全国总储量的6.4%;特别是铂储量居全国首位,铂族金属储量约占全国总储量的53%,是我国重要的铂族金属产出地(汤中立等,1995)㊂金川岩体总长约6500m,宽20~527m,地表出露面积仅1.34k m2,而矿化率高达47%,是被汤中立院士誉为 小岩体成大矿 的典型代表㊂金川岩体侵入于古元古界白家咀子组的片麻岩㊁混合岩㊁大理岩中㊂以一系列北东东向平移断层(F8㊁F23和F16-1)为界,由西至东分为I I I㊁I㊁I I㊁I V四个岩体㊂最大的1号和2号矿体分别赋存在I I号岩体的西部和东部,第三大的24号矿体产于I 号岩体中下部(图1)㊂岩体以二辉橄榄岩㊁含辉橄榄岩为主,含少量辉石岩㊁斜长二辉橄榄岩(汤中立等,1995)㊂汤中立等(1990,1991,1992,1995,1996)经过长期的勘探和研究提出 幔源岩浆深部分异-熔离,依次贯入 成岩成矿模式:地幔深部富S的铁质超基性岩浆上侵到地壳深部岩浆房,发生橄榄石结晶和硫化物熔离,由于重力作用在岩浆房中形成了自上而下岩浆㊁含矿岩浆㊁富矿岩浆和矿浆的分层㊂在构造应力脉动式作用驱动下,第一期最上层的贫硫化物岩浆侵入,构成了金川岩体的二辉橄榄岩和橄榄二辉岩;第二期含矿岩浆主要形成少硫化物二辉橄榄岩,构成金川岩体的主体(占岩体的67.7%),底部有稀疏浸染状硫化物;第三期为富矿岩浆侵入,形成富硫化物橄榄岩,构成了1号㊁2号和24号主矿体;第四期为硫化物矿浆沿2号矿体下部构造裂隙的贯入形成块状矿石㊂这种成岩成矿模式得后续研究者的广泛支持,并且进一步研究发现金川岩体的西段和东段岩体及其矿体的地质㊁地球化学特征差异显著,二者是两个独立的岩体,它们的成岩成矿过程不同(T a n g e ta l., 2009;陈列锰,2009;S o n g e t a l.,2012)㊂地壳物质同化混染㊁以及硅酸盐矿物分离结晶作用是导致S饱和发生硫化物熔离和成矿的最主要因素(S o n g e t a l.,2006b;L e h m a n ne t a l.,2007;陈列锰等, 2008),硫化物深部熔离是导致金川硫化物矿石P G E亏损的最重要的机制(S ue t a l.,2008;S o n g e t a l.,2009;陈列锰,2009)㊂2产于岩浆通道系统上小型含矿岩体的主要特征2.1岩体具有极高的矿化率和较高的矿石品位与大型层状岩体硫化物原地熔离的矿床相比,产于岩浆通道系统中的N i-C u-(P G E)矿床的含矿岩体体积小得多,其硫化物矿体所占的比例非常高,矿石品位也高得多,这是因为熔离出的硫化物与后续不断补充的大量的岩浆发生反应㊂如:甘肃金川超镁铁岩体出露面积仅1.34k m2,而3个巨大的N i-C u硫化物矿体就占岩体体积的约47% (汤中立等,1995),并且N i平均品位为1.2%, C u平均品位为0.73%;新疆喀拉通克1号岩体面积仅0.1k m2,而N i-C u硫化物矿床达到大型规模,矿体占岩体体积的60%(王润民等,1991); N i平均品位为0.8%,C u平均品位为1.3%;俄罗斯N o r i l s k地区3个含矿岩体为厚度小于300 m的岩席,但却蕴含着世界最大的N i-C u-P G E硫化物矿床,N i平均品位为1.77%,C u平均品位为3.57%(N a l d r e t t e t a l.,1995;A r n d t e t a l., 1997;N a l d r e t t e t a l.,1999)㊂除岩浆硫化物矿床外,近年来发现岩浆氧化物矿床也表现出 小岩体成大矿 的这种特征,如峨眉大火成岩省的钒钛磁铁矿含矿岩体,钒钛磁铁矿层厚度占岩体厚度的比例很大,质量平衡计算表明岩体本身无法提供如此多的成矿物质(宋谢炎等,2005a;Z h a n g e ta l., 2012)㊂2.2含矿岩体沿深断裂呈串珠状分布俄罗斯N o r i l s k矿集区由K h a r a e l a k h㊁T a l n a k h和N o r i l s k3个含矿岩体为厚度小于300 m的岩席组成,蕴含着世界最大的N i-C u-P G E硫化物矿床(N a l d r e t te ta l.,1995;A r n d te ta l., 2005)㊂加拿大的V o i s e y sB a y超大型N i-C u-C o 矿床从东部到西部由E a s t e r n D e e p s㊁O v o i d㊁D i s c o v e r y H i l l和R e i dB r o o k4个小型岩墙构成(L i e t a l.,2000;L i g h t f o o t e t a l.,2012),这些岩体由狭窄的岩浆通道相联㊂近年来,对金川岩体细致的岩相学㊁矿物学和地球化学研究发现,东部的I I号岩体西段具有独特的对称的岩相分布,硫化物纯橄岩分布在中心构811西北地质N O R THW E S T E R NG E O L O G Y2012年图1甘肃金川超镁铁岩体及N i-C u-(P G E)硫化物矿床地质剖面简图及主要剖面图(据甘肃省地质矿产局第六地质队,1984和S o n g e t a l.,2009修改)F i g.1 S i m p l i f i e d g e o l o g i c a lm a p a n dm a i n c r o s s s e c t i o n s o f t h e J i n c h u a nu l t r a m a g i c i n t r u s i o na n dh o s t e dN i-C u-(P G E)s u l f i d e d e p o s i t 911第4期宋谢炎等: 小岩体成大矿 的核心 岩浆通道系统成矿原理㊁特征及找矿标志成巨大的 火焰状 1号矿体,向两侧过渡为二辉橄榄岩(图1)㊂而西部的I号岩体却由上㊁下2个岩相带构成,2个岩相带之间呈突变接触㊂上部岩相带从下至上由中细粒含辉橄榄岩㊁二辉橄榄岩和橄榄二辉岩构成,下部岩相带则由中粗粒硫化物含辉橄榄岩㊁(硫化物)二辉橄榄岩及部分含硫化物透辉岩构成,巨大的24号矿体分布其中㊂这种岩相学差异以及矿区断裂构造特征表明,金川存在2个独立的岩体(T a n g e t a l.,2009;陈列锰,2009; S o n g e t a l.,2012);新疆喀拉通克矿床也是由Y1㊁Y2和Y3三个相互连通的岩体组成(S o n g e t a l., 2009);峨眉大火成岩省内带多个钒钛磁铁矿含矿岩体沿南北向断裂分布(宋谢炎等,2005)㊂2.3含矿岩体具有多次岩浆补充的特征由于含矿基性-超基性岩体很小,矿体相对大而富,这种矿体不可能从小岩体自身产生出来㊂因此,岩体在就位于现存空间之前的深部或就位过程中,经过特殊的演化过程在深部达到硫化物饱和,发生硫化物熔离和部分分离结晶㊂由于重力作用,岩浆分异为不含矿岩浆㊁含矿岩浆㊁富矿岩浆和矿浆几个部分㊂通常,经过深部熔离㊁结晶分异后的不含矿岩浆的体积比含矿岩浆㊁富矿岩浆和矿浆的体积要大得多,在岩浆不断补充上侵过程中,不含矿岩浆大部分都侵位到不同的空间或喷溢出地表,形成岩体群或岩流㊂剩余的岩浆㊁含矿岩浆㊁富矿岩浆和矿浆可以多次贯入同一空间成岩㊁成矿,也可以分别贯入不同的空间成岩㊁成矿(汤中立等, 2007)㊂这种深部熔离-多次贯入的过程在岩体的岩相学及矿物学成分得以很好的表现㊂尽管小岩体的母岩浆为镁铁质岩浆,但岩体超镁铁质岩相却占据很大比例,甚至是主要岩相㊂例如:根据橄榄石F o 牌号计算,金川岩体的母岩浆为含量约为12.6%的高M g O玄武质岩浆,但其主要岩相为二辉橄榄岩(陈列锰等,2009b);甘肃西部的黑山岩体主要由斜长二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成,但其母岩浆M g O含量仅为11.3%(X i e e t a l.,2012)㊂这种特征说明橄榄石㊁辉石等矿物从不断补充的玄武质岩浆中分离结晶并堆积是主要的成岩机制㊂这种机制的另一个标志就是含矿岩体主要造岩矿物成分从下至上呈现多个旋回式的变化㊂例如:金川岩体橄榄石的F o牌号集中分布在82~86,变化很小(陈列锰等,2009a);黑山岩体橄榄石的F o牌号显示出3个大的旋回(X i ee t a l.,2012);峨眉大火成岩省攀枝花岩体和白马岩体全岩成分和矿物成分的旋回式变化以及钒钛磁铁矿层的形成都与富铁钛的岩浆的反复补充有关(张晓琪等,2011;Z h a n g e ta l.,2012)㊂2.4含矿岩体的产状受围岩地质特征影响呈岩席状㊁透镜状或漏斗状含矿岩体的产状往往取决于围岩的地质特性㊂侵入于未褶皱和未变质沉积岩中的岩体往往呈舒展的㊁延伸较大的岩席,而侵入于褶皱地层或变质岩中的岩体则往往较小,并呈现复杂的形态㊂俄罗斯N o r i lᶄs k地区的含矿岩体侵入未变质的泥盆系-下二叠统沉积地层,3个含矿岩席中,K h a r a e l a k h岩体呈三角形的岩席,而T a l n a k h和N o r i lᶄs k岩体则呈宽度小于2k m㊁长度达15~20k m的 隧道状 岩席(N a l d r e t t e t a l.,1995;A r n d t e t a l.,2005)㊂我国峨眉火成岩省北部杨柳坪地区的几个含矿岩体顺层侵位于泥盆系大理岩中,形成厚度小于300 m㊁延长达1~3k m的岩席(S o n g e t a l.,2003, 2004)㊂侵位于变质岩中的含矿岩体的典型实例包括我国的金川岩体和加拿大的V o i s e yᶄs B a y岩体㊂金川岩体由东㊁西二个独立的岩体组成,其厚度均小于500m,长度均小于4k m(T a n g e ta l.,2009; S o n g e t a l.,2012)㊂加拿大东部的V o i s e yᶄsB a y 岩体侵入于早元古代变质岩中,数个C u-N i-C o硫化物矿体分布在东㊁西二个橄长岩岩体之间狭窄的岩浆通道中(L i e t a l.,2000)㊂而峨眉大火成岩省侵位于元古代变质岩中的力马河岩体呈漏斗状,岩相分布也不规则(S o n g e t a l.,2008;T a oe t a l., 2008)㊂2.5矿体多产于岩体底部㊁岩体变宽或坡度变缓的部位由于硫化物熔浆密度明显大于硅酸盐岩浆,在重力作用下硫化物乳珠向下沉降聚集在岩浆房的下部㊂当硫化物熔离明显早于硅酸盐矿物结晶时,往往在岩体底部形成层状致密块状硫化物或海绵陨铁状硫化物;而当硫化物熔离与硅酸盐矿物结晶同时发生时,镁铁质矿物与硫化物乳滴一起向下沉降形成浸染状硫化物层㊂在舒展的岩席状岩浆通道中,硫化物可以形成021西北地质N O R THW E S T E R NG E O L O G Y2012年巨大而连续的层状矿体分布于岩席底部,如俄罗斯N o r i lᶄs k地区的含矿岩体和我国四川杨柳坪地区的含矿岩体㊂在比较复杂的岩浆通道系统中,硫化物会在岩浆通道变宽或变缓的部位以及上部岩浆房入口处沉积形成矿体,如V o i s e y sB a y矿床(L i e t a l.,2000;N a l d r e t t e t a l.,2007;L i g h t f o o t e t a l., 2012)㊂如果硫化物-硅酸盐晶粥在构造挤压下发生再次迁移,则可能形成更为复杂的硫化物矿体分布,如金川1号矿体分布在I I号岩体中心(宋谢炎等,2005;S o n g e t a l.,2009),力马河硫化物矿体分布在岩体的边部(S o n g e t a l.,2008;T a oe t a l.,2008)㊂这种分布特征表明,含矿岩浆的定位受流体动力学状态突然变化的控制㊂3岩浆通道系统上的小岩体形成超大型矿床的关键控制因素3.1S不饱和的幔源岩浆是形成N i-C u-(P G E)硫化物矿床的前提条件幔源岩浆的N i㊁C u和P G E组成主要取决于以下几个因素:①地幔源区的成分特点㊂②N i㊁C u和P G E的赋存状态㊂③部分熔融程度㊂上地幔由98%的硅酸盐矿物㊁2%尖晶石㊁0.07%硫化物和极少量的金属合金(<0.05%)组成(B a r n e s e t a l.,1999)㊂地幔中的N i主要赋存于主要的造岩矿物橄榄石中㊂这意味着幔源岩浆中N i的含量受橄榄石熔融量的控制,即受部分熔融程度的控制;而P G E和C u的含量则取决于硫化物是否能够全部被熔融出来㊂高程度部分熔融形成的幔源原始岩浆可达到S不饱和,并为成矿奠定了物质基础㊂部分熔融程度最高的科马提岩和苦橄岩具有最高的N i和P G E含量,而部分熔融程度较低的大洋中脊玄武岩具有非常低的P G E含量(宋谢炎等, 2009)㊂值得指出的是,由于地幔是不均一的,受流体交代后形成的辉石岩地幔尽管其部分熔融程度不高,但由于没有N i的赋存相容硅酸盐矿物(橄榄石),也可以形成N i含量很高的镁铁质-超镁铁质岩浆(S o b o l e v e t a l.2007)㊂3.2独特的岩浆演化促使岩浆中S达到饱和导致硫化物熔离镁铁-超镁铁岩浆的S溶解度与岩浆成分㊁温度㊁压力㊁氧逸度和硫逸度有关㊂L i e t a l.(2005)根据前人的实验数据,在氧逸度为Q F M缓冲剂条件下,1200~1600ħ内拟合出玄武质岩浆S溶解度与F e O㊁S i O2㊁N a2O㊁K2O㊁M g O的含量㊁温度㊁压力关系的经验公式:l n X S=1.229-0.74(104/T)-0.021(P)-0.311 l n X F e O-6.166X S i O2-9.153X N a2O+K2O-1.914X M g O+6.594X F e O(1)…………………岩浆S的溶解度实际上还与T i O2的含量有关, H2O对岩浆氧逸度会产生重要影响,而氧逸度不仅会对F e2+和F e3+的比例产生影响,对S的溶解度有重要影响㊂因此,L i ue t a l.(2007)提出了另一个经验公式:l n(S i n p p m)=11.35251-(4454.6/T)-0.03190(P/T)+0.71006l n(M F M)-1.98063[(M F M)(X H2O m e l t)]+0.21867l n(H2O m e l t)+0.36192l n X F e O m e l t(2)…………………式中:M F M=[N a+K+2(C a+M g+ F e2+)]/[(S i+(A l+F e3+)]从上述公式可以看出,镁铁质岩浆S的溶解度与温度㊁F e O㊁M g O含量成正相关关系,而与压力㊁S i O2㊁A l2O3㊁F e2O3含量成负相关关系㊂由于S溶解度与压力成负相关关系,幔源岩浆的上升将导致其中S的溶解度增大而难以到达S 饱和,因此,基性-超基性岩浆需要经历独特的演化过程才能达到S饱和㊂导致岩浆中S饱和的机制主要有(N a l d r e t t,2004,2010):①地壳混染作用㊂一方面,由于岩浆中F e O的含量一般随S i O2含量的增高而降低,地壳硅铝质岩石的同化混染往往会使幔源岩浆S i O2含量增高和(F e O+ T i O2)含量降低,导致S的溶解度降低和硫化物的熔离;另一方面,地壳中的S通过同化混染作用进入岩浆,导致S含量的增加达到S饱和,这往往是导致硫化物熔离的关键因素,许多矿床(如:N o r i l s k,D u l u t h)的S同位素组成都说明有大量地壳S的加入㊂②岩浆温度的快速降低可导致岩浆S溶解度降低㊂③岩浆的结晶分异作用㊂④岩浆混合作用㊂⑤体系的氧逸度降低㊂对于具体的岩浆铜镍硫化物矿床而言,导致S达到饱和的机制可能是一种或多种㊂然而,对于起源于交代地幔的原始岩浆,由于其高氧逸度导致高的S溶解度和高的S含量,其硫化物熔离可能与岩浆在地121第4期宋谢炎等: 小岩体成大矿 的核心 岩浆通道系统成矿原理㊁特征及找矿标志壳中的还原作用有关,而不一定需要地壳物质的同化混染(宋谢炎等,2010)㊂3.3 深部岩浆房分离结晶过程形成负铁钛岩浆是形成大型钒钛磁铁矿矿床的主要机制峨眉大火成岩省表明岩体有多个岩相旋回,橄榄石㊁斜长石㊁单斜辉石成分也显示出旋回式变化,表明有多次岩浆补充㊂橄榄石较低的F o 牌号表明,岩浆在进入岩体之前经历了强烈的分离结晶㊂根据这些特点利用M E L T S 软件的模拟计算发现深部岩浆房(5k b a r )的分离结晶会产生富F e ㊁T i 的岩浆,而这种研究进入白马岩体之后(~1k b a r),磁铁矿成为近液相线矿物,有利于在岩浆房底部的堆积成矿(Z h a n g eta l .,2012)㊂因此,峨眉大火成岩省内带的超大型钒钛磁铁矿矿床实际上也形成于岩浆通道系统,这样的岩浆通道系统中深㊁浅2个岩浆房的分离结晶过程控制了超大型钒钛磁铁矿矿床的形成㊂3.4 含矿岩体处于开放系统上大量岩浆参与成矿大量同源岩浆参与成矿作用,特别是这些岩浆是连续补充的,不混溶的硫化物熔体与后续补充的岩浆持续反应,有利于形成大规模㊁集中的矿化(N a l d r e t t ,1999,2004;L ie ta l .,2001;宋谢炎等,2010)㊂俄罗斯N o r i l s k 地区含矿岩体的体积仅为约3.5k m 3,而其金属N i 储量达2300ˑ104t,意味着约1000k m 3的玄武岩浆参与了成矿(N a l d r e t t ,2004)㊂金川岩体的体积仅约1k m 3,其约545ˑ104t 金属N i 储量需要约300k m 3的玄武岩浆参与成矿㊂基于质量平衡的计算表明,成矿的岩浆房一定是一个开放体系,当新的岩浆注入时,硫化物乳珠沉降下来,其余岩浆随着新岩浆的不断补充而不断被挤出,形成不含矿岩体或喷出岩㊂不同体系熔离出的硫化物中金属元素的含量有所差异㊂当体系为封闭系统(C l o s e ds ys t e m ),硫化物与硅酸盐岩浆不断反应达到平衡时,熔离出的硫化物熔体中金属元素的浓度满足下列关系式(C a m pb e l l e t a l .,1979):C S =C L *D *(R +1)/(R +D )(3)… 式中:C S 金属元素在硫化物熔体中的浓度;C L金属元素在硅酸盐岩浆中的浓度; D金属元素在硫化物/岩浆的分配系数; R硅酸盐岩浆与硫化物熔体的体积比㊂硫化物中金属元素的含量与R 因子的关系如图2-A 所示㊂当体系为简单开放系统(S i m p l e M u l t i s t a g e U p g r a d i n g S ys t e m )时,即先前熔离出的硫化物熔体不断提取后期持续补充的岩浆中的金属元素,进一步富集C u ㊁N i 和P G E 等,硫化物熔体中金属元素的浓度满足下列关系式(K e r r e t a l .,2005): C S =C L *D *{1-[D /(R i n c +D )]N} (4) 式中:C S金属元素在硫化物熔体中的浓度;C L 金属元素在硅酸盐岩浆中的浓度; D金属元素在硫化物/岩浆的分配系数; R i n c每次硅酸盐岩浆与硫化物熔体发生反应的体积比;N与后期岩浆持续补充脉动次数㊂经过N 次岩浆脉动补充反应之后,总的反应的岩浆质量与硫化物质量之比R c u m 为:R c u m =N *R i n c(5)……………硫化物中金属元素的含量与R c u m 因子的关系如图2-B 所示㊂还有一种为复杂开放系统(M u l t i s t a g e -d i s s o l u t i o nU p g r a d i n g S ys t e m ),新的S 不饱和岩浆持续脉动式补充,重新溶解部分已经熔离出的硫化物熔体,硫化物与后来补充的岩浆反应达到平衡后,硫化物中金属元素的浓度满足下列关系式(K e r r e t a l .,2005): C S =C L *[D *R ᶄi n c /(R ᶄi n c -L *D )]*{1-[D /(R ᶄi n c +D -L *D )N](6)………………… 式中:C S金属元素在硫化物熔体中的浓度;C L 金属元素在硅酸盐岩浆中的浓度;D 金属元素在硫化物/岩浆之间的分配系数;R ᶄi n c后期补充的岩浆与反应前硫化物质量比值;L 硫化物溶解占总的硫化物体积百分比; N与后期岩浆持续补充脉动次数㊂ 经过N 次岩浆脉动补充反应之后,参与反应的岩浆总质量与硫化物质量之比R c u m 为:R c u m =M m a g(c u m )/M s u l N =R ᶄi n c *[1/(1-L )N-1](7)………………………………………………221西 北 地 质 N O R THW E S T E R NG E O L O G Y 2012年硫化物中金属元素的含量与R c u m 因子(参与反应的岩浆总质量与硫化物质量之比)的关系如图2-C 所示㊂3.5 适宜的成矿构造背景及环境大陆岩石圈伸展和减薄往往会引发上地幔的大规模部分熔融,为岩浆N i -C u -(P G E )硫化物成矿创造有利的地质背景㊂地幔柱活动㊁软流圈上涌㊁碰撞造山后的岩石圈松弛等地质事件都可以导致大陆岩石圈伸展,强烈的大陆岩石圈伸展可以形成大陆裂谷㊂与地幔柱有关的大火成岩省是大规模岩浆活动最为典型的表现㊂例如,俄罗斯N o r i l ᶄs k -T a l n a k h 矿床和加拿大V o i s e y ᶄsB a y 矿床是地幔柱作用形成的大火成岩省成矿的典型实例(L i e t a l .,2001,2003;N a l d d r e t t ,2004)㊂汤中立等(1995)认为金川超大型N i -C u -(P G E )硫化物矿床形成于大陆边缘裂谷,L i e t a l .(2005)认为金川矿床可能是新元古代地幔柱活动的产物㊂许多学者研究证明我国峨眉山大火成岩省的一系列岩浆硫化物矿床都和二叠纪峨眉山地幔柱有关(S o n g e t a l .,2003,2008;W a n g e t a l .,2006;T a o e t a l .,2008;宋谢图2 不同体系发生硫化物熔离作用后硫化物中P G E 的含量变化示意图(以P t 为例)图中各参数含义和文中一致(据K e r r e t a l .,2005)F i g .2 E x a m p l e so fe l e m e n t (P t )b e h a v i o r i n (A )c o l s e ds y s t e m ,(B )s i m p l e m u l t i s t a g e u p g r a d i n g a n d (C )m u l t i s t a g e -d i s s o l u t i o nu p g r a d i n g ,a s s h o w nb y t h e s u l f i d em e t a l c o n c e n t r a t i o n s p l o t t e da g a i n s t t h e c u m u l a t i v eR f a c t o r (R c u m )f o r v a r i o u s v a l u e s o f R ᶄi n c (A f t e rK e r r e t a l .,2005)A .封闭系统,硫化物中P G E 的含量与R 因子以及母岩浆中P G E 的初始含量的关系;B .简单开放系统,硫化物中P G E 的含量与R c u m 累积因子以及R i n c 增加因子之间的关系,该体系中P G E 的含量比封闭系统增加更加迅速,并且R i n c 越小增加越;C .复杂开放系统,硫化物中P G E 的含量与R c u m 累积因子以及R ᶄi n c 增加因子之间的关系㊂该体系中PG E 的含量比封闭系统㊁简单开放体系增加更加迅速,并且R ᶄi n c 越小增加越快321 第4期 宋谢炎等: 小岩体成大矿 的核心 岩浆通道系统成矿原理㊁特征及找矿标志炎等,2005;陶琰等,2006)㊂需要强调的是,并不是所有岩浆硫化物矿床的形成都与地幔柱有关㊂如形成与在汇聚板块边缘环境中的铜镍硫化物矿床,它们的形成很可能与俯冲板片拆离有关,俯冲板片拆离,软流圈地幔发生减压熔融也可以形成大量的成矿岩浆(S o n g e t a l.,2011;X i e e t a l.,2012)㊂岩浆可以快速上侵到地壳,含矿岩体本身就是镁铁质岩浆通道(L ie ta l.,2001;宋谢炎等, 2004;L i e ta l.,2005)㊂形成岩浆N i-C u-P G E硫化物矿床一个关键条件是原始岩浆在上侵到地壳之前没有或者只有很少量橄榄石分离结晶,而且没有硫化物移出㊂因为N i在橄榄石中为中等相容元素,橄榄石分离结晶会导致岩浆中N i含量的减少㊂类似的N i㊁C u和P G E金属元素在硫化物熔浆/硅酸盐熔浆中分配系数很高,即使少量硫化物移出,残余岩浆中的这些成矿元素的含量会急剧亏损,难以形成岩浆N i-C u-P G E硫化物矿床(L i g h t f o o te t a l.,1997)㊂薄的地壳(裂谷)㊁地壳断裂通常是成矿最有利的构造环境(N a l d r e t t,1999,2009)㊂4找矿方向和找矿标志毫无疑问,找矿工作要解决的问题包括:①区域找矿潜力大小的评价㊂②可能的矿床类型和潜在的矿床规模的估计㊂③有效找矿标志的确定(宋谢炎等,2010)㊂4.1区域找矿潜力大小的评价因为大型 超大型矿床不仅需要岩浆的连续补给,还需要硫化物能够在同一岩体内沉降富集,所以,与镁铁质岩浆通道系统有关的铜镍硫化物矿床只可能形成于岩浆活动较强烈的地质部位,沿深大断裂分布的岩体应该是勘察的首选㊂在同一区域每个岩体都含矿可能并不利于形成大型 超大型矿床㊂区域地质研究不仅要正确认识与成矿有关的幔源岩浆活动与区域地质事件的对应关系㊁地质背景㊁含矿岩体分布与深大断裂以及岩浆活动中心关系等基础地质问题,也要评价后期构造活动的作用,正确恢复含矿岩体及岩浆通道系统的地质产状㊂4.2矿床类型和潜在的矿床规模的估计对于剥蚀程度不高的岩体,上部岩石全岩P G E的地球化学和橄榄石的矿物学特征可以作为判断岩体底部硫化物矿化类型的标志㊂这些岩石强烈的P G E亏损以及橄榄石显著的N i的亏损意味着岩体底部可能存在岩浆硫化物矿化㊂岩体上部岩石出现P G E亏损,但其中橄榄石N i的亏损不明显则意味着深部可能存在P G E矿化㊂小的含矿岩体边缘出现较宽的热接触变质可能标志着有大量岩浆在较长的时间穿过该岩体,这时,如果周围同源岩体及喷出岩出现了较广泛的P G E亏损,则暗示可能有大量岩浆参与了含矿岩体的成矿㊂4.3有效找矿标志的确定物化探勘方法是寻找岩浆硫化物矿床的重要手段,最有效的是磁法勘探㊂但需要注意的是镁铁-超镁铁侵入体中的磁铁矿往往都可以导致较强的磁异常而成为干扰㊂笔者强烈建议在磁异常的解译过程中要密切结合上述地质标志的研究㊂由于岩浆矿床不会形成广泛的元素迁移,不会形成宽广的原生晕,因此,除非岩浆硫化物矿体出露地表,很难形成显著地化探异常㊂这类矿床找矿的基本工作程序应该是:①区域性镁铁-超镁铁岩浆作用性质和成矿作用潜力进行评价ң②通过对相关岩体和喷出岩成矿元素丰度分析,对成矿作用类型做出合理判断ң③部署针对性的物探工作ң④对科研及物探工作圈定的异常进行钻探验证及进一步的勘探㊂参考文献(R e f e r e n c e s):甘肃省地质矿产局第六地质队.白家咀子硫化铜镍矿床地质[M].北京:地质出版社,1984.S i x t h G e o l o g i c a l U n i t.G e o l o g y o ft h e B a i j i a o z u i z i C u-N i s u l f i d ed e p o s i t[M].G e o l o g i c a lP u b l i s h i n g H o u s e, B e i j i n g,1984(i nC h i n e s e).陈列锰.甘肃金川I号岩体及其铜镍硫化物矿床特征和成因[R].地球化学研究所,贵阳:中国科学院研究生院,2009.C h e n,L M.F e a t u r e sa n d g e n e s i s o fS e g m e n tIa n di t s h o s t e dN i-C u s u l f i d e d e p o s i t s o f t h e J i n c h u a n i n t r u s i o n,G a n s uP r o v i n c e[R].I n s t i t u t eo fG e o c h e m i s t r y,t h eG r a d u a t eU n i v e r s i t y o fC h i n e s e A c a d e m y o fS c i e n c e s,G u i y a n g,2009(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t).陈列锰,宋谢炎,L V D a n y u s h e v s k y,等.金川I号岩体橄榄石N i-M g O相互关系及其地质意义[J].岩石学报, 2009a,25:3369-3378.C h e n,L M,X Y S o n g,L VD a n y u s h e v s k y,e t a l.421西北地质N O R THW E S T E R NG E O L O G Y2012年。
透岩浆流体成矿作用理论简介
透岩浆流体成矿作用理论简介3罗照华① 高 飞②①教授,中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083;②高级工程师,河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院,许昌4610003国家自然科学基金对外交流与合作项目(40911120079)和河南省地质矿产重大科技攻关计划项目(26417)联合资助关键词 透岩浆流体 内生金属矿床 成矿作用 高位火成岩 成矿体系 近十年来中国学者在内生金属成矿理论研究方面取得了一系列重要进展,可以用透岩浆流体作用将这些研究进展整合在一起,称为透岩浆流体成矿理论。
与传统的岩浆热液成矿理论不同,岩浆与含矿流体被看作是两个完全不同的地质体系,它们的耦合有利于成矿物质的迁移,解耦导致成矿作用。
该理论更注重成矿预测的宏观标志,有助于矿产资源的快速预测。
本文的目的是以与高位火成岩相关的成矿作用为例,简要介绍透岩浆流体成矿作用理论模型。
与岩浆活动有关的矿床是人类获取固体矿产资源的主要矿床类型,阐明该类矿床的形成机制是重要的科学问题。
近十年来,有关岩浆相关矿床的成因研究取得了许多重要的进展,主要包括:①大规模成矿作用往往与小岩体有关[1];②成矿作用发生在混沌边缘[224]或地壳中物理化学条件急剧变化的部位[5];③成矿作用是一种地质时间尺度上的瞬时过程(小于1百万年,实际上位于同位素测年方法误差范围之内),且受控于岩石圈性质[6],因而岩石圈灾变伴随着成矿作用大爆发[7];④在同一能量驱动机制下,形成一系列具有成因联系的矿床类型[8210];⑤地球内部含有大量的流体[11213],流体中成矿物质的溶解度强烈依赖于压力[14],因而成矿作用与深部流体紧密相关[15]。
所有这些研究进展可以用科尔任斯基在1952年提出的透岩浆流体假说整合在一起,形成一个框架性模型,称为透岩浆流体成矿作用理论[5]。
根据这个模型,岩浆和含矿流体是两个完全不同的地质体系,它们因相互需要而常常形成耦合关系;当岩浆体系与流体体系解耦时,就导致了成矿作用的发生。
区域成矿学_岩浆活动(含火山)与成矿
在于 中 低 温 流 体 系 统
靠正常或偏高的区域大地热流供应和维持；
有足够水量和一定的循环深度，因而能“集中” 热量和成矿元素；
主要靠裂隙及破碎带导水，多出现在断裂交汇 部位；
其形成和建立需要一个时间过程。如一个由正 常区域热背景供热（60mW/m2），循环深度达 4 km，发育在裂隙岩体中的地热流系统，约 需10万年时间才能建立完成。
(瑶岗仙)； 3. 多次侵位岩体常伴有大型矿床，如美国Bingham斑
岩铜矿； 4. 多次侵位通道前后一致，垂直分带为主(柿竹园) 5. 多次侵位通道前后不一，水平分带为主 (瑶岗仙)
❖ 空间结构：
火山-侵入岩体的垂向分带 ▪ 玢岩铁矿模式 ▪ 斑岩铜矿模式 ▪ 陆相火山岩中低温热液矿床(银山、浙西
5. 地幔流体是以CO2 ＋H2O为主的超临界流体， 常伴随幔源岩浆活动，多形成高中温热液矿床。 6. 地壳中流体大规模运移、不同构造环境流 体的演化、水岩相互作用
控矿条件
成 地层
矿 构造
地 质
岩浆岩
环 地化
境 流体
直接的 间接的
成矿要素
成矿物质
能量
成
矿
介质(含矿流体) 发
输运通道
生
储矿场所
耦合
谢谢！
大通子系统
C2
新桥子系统
303±33Ma
Re/Os
主要流体系统的流体性状特征
均一温度 d18O
dD
燕山期岩浆 流体系统
海西期喷流沉积 流体系统
石榴石 石英 方解石
石英 重晶石
>560 ℃ 150-417 ℃ 120-361 ℃
128-344 ℃ 97-224 ℃
7.0-10.1 （6） 10.6-15.1 （21） 12.8-17.4 （10）
实习二、岩浆矿床(实习)
实习单元二岩浆矿床一、目的要求通过实习进一步理解、掌握以下内容：1、岩浆矿床形成与大地构造背景的关系。
2、岩浆矿床形成与岩浆岩岩性、岩相的关系，成岩成矿在时间上、空间上、物质成分上的一致性，加深岩浆岩成矿专属性概念的理解。
尤其应当意识到在岩浆矿床的找矿工作中，加强岩体研究的重要性。
3、掌握岩浆矿床的主要成矿作用及其矿床的主要特征。
二、典型矿床实习资料1、河北承德大庙钒钛磁铁矿矿床。
2、四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床。
3、西藏罗布莎铬铁矿矿床。
三、实习指导以河北大庙钒钛磁铁矿为例，实习方法步骤如下：1．课前复习《矿床学》“岩浆结晶分异作用与岩浆分结矿床”一节，复习以下矿物和岩石的主要鉴定特征：磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、斜长石，辉石、绿泥石，磷灰石，金红石等。
斜长岩、辉长岩等。
2．读图：区域地质图：找出大庙矿区在图上的位置，观察区域内还有哪些钒钛磁铁矿区，注意这些矿床的分布位置与铁质基性岩体、与区域性构造(如深大断裂)有什么关系？矿区地质图：可看出矿体的产出部位、矿体平面形态，矿体分布规律。
矿体类型。
矿体与构造和岩浆岩的关系。
矿体与围岩的界线。
围岩蚀变发育情况。
岩体、矿体，岩脉之间的穿插关系等。
地质剖面图：可看到矿体在垂直方向上的产状、形状及矿体的类型。
岩体、矿体、岩脉之间的穿插关系，从而判断它们的生成次序及哪种岩浆岩与成矿关系密切。
围岩蚀变发育情况。
在较大比例尺的剖面图上，还可看到矿体内部的构造。
3．观察标本：手标本有岩石标本和矿石标本。
岩石标本的观察描述同岩石学；矿石标本的观察描述同实习单元一。
对矿石标本的观察还要注意区分矿石类型；观察浸染状矿石的海绵陨铁结构并联系其成因意义；观察致密块状矿石的固溶体分离结构并联系其成因意义。
4．镜下观察矿石光片，重点是矿石的结构。
5．把标本观察与图件观察联系起来，尽可能找出标本在图上的位置。
注意有两类矿体，对比它们产状、形状、矿石结构构造上的差异，并进一步分析其成因。
透岩浆流体成矿作用_理论分析与野外证据_罗照华
第14卷第3期2007年5月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Earth Science Frontiers (China University of Geosciences ,Beijing ;Peking University )Vol .14No .3M ay 2007收稿日期:2007-01-20;修回日期:2007-02-04基金项目:国家重点基础研究发展计划“973”项目(G1998040807,2002C B412603);河南省地质矿产重大科技攻关计划项目(26417)作者简介:罗照华(1956—),男,教授,博士生导师,矿物学、岩石学、矿床学专业,火成岩岩石学、区域岩石大地构造研究方向。
E -mail :luozh @cugb .edu .cn透岩浆流体成矿作用———理论分析与野外证据罗照华1, 莫宣学1, 卢欣祥2, 陈必河1, 柯 珊1, 侯增谦3, 江 万41.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京1000832.河南省国土资源科学研究院,河南郑州4500533.中国地质科学院地质研究所,北京1000374.中国地质科学院地质力学研究所,北京100081Luo Zhaohua 1, Mo Xuanxue 1, Lu Xinxiang 2, Chen Bihe 1, Ke Shan 1, Hou Zengqian 3, Jiang Wan 41.S tate Key Labor ator y o f Geologica l Proces ses and Miner al Res our ces ,Ch ina Univer sity o f Geosciences ,Beijing 100083,C h ina2.S cienti fic A cademy o f Land and Res ou rces o f H enan ,Zhengz hou 450003,Ch ina3.Institute o f Mineral R esources ,CAGS ,Beijin g 100037,China4.Institute o f Geomechan ics ,Ch inese Aca dem y o f Geo logical S ciences ,Beij ing 100081,ChinaLuo Zhaohua ,Mo X uanxue ,Lu Xinxiang ,et al .Metallogeny by trans -magmatic fluids —theoretical analysis and field evidence .Earth Science Frontiers ,2007,14(3):165-183Abstract :This paper is aimed at introducing and dev elo ping the principle of M etallog enic T heory thr ough T r ans -mag matic Fluids (M T T F )propo sed by the Russian K ozhinskii s scho ol .Some fundamental pr oblems of metallog eny are discussed on geodynamic bases .In this theo ry ,the trans -mag matic fluid is interpreted a s a moving fluid passing thro ug h mag ma w hich is no t ye t conso lidated .T he intensiv e w allro ck altera tion of most of hy drothermal o re sy stems sugg ests that la rge scale fluid flow accompanies me tallogenesis .Ho weve r ,geo -log ical obse rvations and e xperiments imply a very limited so lubility of fluids in magmas .I n addition ,the clo se relatio nship betw een small ig neo us bodies and larg e ore sy stems tog ethe r with the difficulty of fluids tha t fr om the wallr ocks might enter a mag matic body ,w hich is under high pressure and temperature ,need also to be consider ed .T hose ore -bearing fluids that o riginate fro m a deep fluid sy stem ,a re independent o f mag mas .Ex -periments show rapid increases of the solubility o f o re -fo rming elements o r their co mpo unds in hy dro therma l fluids .T herefo re ,the essential prerequisites fo r mine raliza tion a re (1)larg e v olumes of deep o re -bea ring fluids with hig h co ncentratio n of metals ,and (2)the lar ge amounts of metal accumula tion depend o n the r apid ascent of the deep o re -bearing fluid .M agma s ar e the fav or able medium fo r the a scending fluids ,because these mag -ma s pro vide conditio ns that prevent re -equilibrium be tween the fluid and the wa llrocks a t different deep levels .T he fluids in turn ,may pr ovide the driving fo rce for the rapid ascent of magma s .T he refore ,the tw o sy stems act tog ethe r to acco unt fo r the clo se relatio nship betw een magma tism and metallo geny .A ccor ding to this theo -ry ,the scale and lo ca tion of an o re -for ming pro cess are decided by (1)the v olumet ric r atio of the mag ma and the fluid sy stems ,(2)the ascending rate of the ore -bearing fluid ,(3)the bo undary co nditions fo r metal accu -mulatio n and (4)the seg reg atio n of the fluid from the magma .T he field inv estiga tions o f co pper -bearing M el -ano cratic M acrog ranular Enclaves (M M E )in the Q ushui massif ,G ang dise belt are v ery helpful for under stand -ing of so urce ,tra nspor t and precipitatio n o f or e -forming materials .In this example ,it can be seen that fluid -rich M M Es is the source of the o re -fo rming element co pper .Co pper is tr anspor ted out fro m M M Es by the flu -id,follo wing disper sal in the g r anitic mag ma.T he coppe r-bea ring fluid is then transfer red through the mag ma and induced to depo sit miner alization elsew he re.T hese processes have been noted w hen co mpar ing the metallo-genic features in bo th M M E in the Qushui massif and the po rphyr y copper depo sits in Y ulong,easter n T ibet,. It is obvious that M T T F is a ver y im po rtant theory fo r metallog eny of endog enic deposits.U sing this theo ry, many paradoxe s in metallo genesis can be inte rpreted in ea sie r manner.Key words:transmagmatic f luid;metallog eny;igneous rock;so lubility;phy sico-chemical boundary lay er摘 要:文中介绍并发展了科尔任斯基等有关透岩浆流体成矿作用的基本概念,结合当今地质学领域的一些基本事实,以及混沌边界成矿理论和小岩体成大矿的原因分析,力图完整地阐述透岩浆流体成矿理论,并从地球动力学的视角来讨论成矿作用的基本问题。
岩浆与成矿
3、侵入岩研究方法
（1）野外观察与描述 在野外对岩石进行比较正确、系统的描述及命名，注意观 察岩石颜色、结构、构造、矿化蚀变及其宏观变化，注意识 别不同的侵入体，研究不同侵入体之间及其与围岩的接触关 系；收集包体、残留体、捕虏体特征；观察区域性脉岩、专 属性脉岩特征；采集相关样品。 （2）侵入岩野外定名过程中，需要掌握好以下几点： 石英的有无及含量； 钾长石、斜长石的有无及含量； 暗色矿物的种属及含量； 白云母的有无及含量； 副长石的有无及含量； 对于斑状岩石，注意斑晶的种属及含量。
KAl…(AlSiO3O10)(OH…) SiO2 39% K2O 10% SiO2 KAlSi3O8 NaAlSi3/CaAl2Si2O8 NaAlSiO4 SiO2100% SiO2 71% K2O 8% SiO2 68-50% SiO2 40% Na2O 16%
各类岩浆岩中主要造岩矿物种类的变化规律
2、火山岩研究内容
（1）研究火山岩的成分、结构、构造、层
面构造和接触关系，研究火山岩层的层序、 厚度、产状、分布范围、沉积夹层； （2）研究火山作用的旋回、韵律特征；识 别火山机构，划分火山颈相、次火山相、喷 发相和喷发—沉积相，划分岩石地层单位。 （3）研究岩石化学和地球化学特征，研究 岩浆来源、演化、火山活动机制，确定火山 喷发时代。 （4)调查研究火山机构、断裂、裂隙对矿液 运移和富集的控制作用及与火山作用有关的 岩浆期后热液蚀变、矿化特征；研究探讨火 山作用与区域构造及成矿的关系。
侵入岩产状：
整合侵入体：岩盆、岩盖、岩床、岩鞍 不整合侵入体：岩墙、岩脉、岩枝、岩瘤、 岩株、岩基
侵出岩相：
浅成相（0-3千米） 中深成相（3-10千米） 深成相（＞10千米）
小岩体成大矿的核心——岩浆通道系统成矿
文章编号:1009-6248(2012)增刊-0001-04小岩体成大矿的核心 岩浆通道系统成矿宋谢炎(中国科学院地球化学研究所矿床地球化学重点实验室,贵州贵阳550002)小岩体成大矿 是汤中立院士针对岩浆硫化物矿床提出的重要概念(汤中立,1990),并在许多矿床的找矿勘探过程中得到印证和应用,笔者认为这个概念对于理解其他岩浆矿床的成因也具有极其重要的意义㊂那么,岩浆通道系统上含矿岩体的主要特征是什么?为什么岩浆通道系统上的小岩体能够形成超大型矿床?主要的成矿标志有哪些?这些问题是运用 小岩体成大矿 概念进行找矿实践的关键㊂1产于岩浆通道系统上含矿岩体的主要特征1.1极高的矿化率产于岩浆通道系统中的镍㊁铜㊁钼㊁族矿床的含矿岩体,其硫化物矿体所占的比例非常高㊂例如,甘肃金川超镁铁岩体出露面积仅1.34k m2,而3个巨大的镍㊁铜硫化物矿体就占岩体体积的约47%(汤中立等,1995);新疆喀拉通克1号岩体面积仅0.1k m2,而镍㊁钼硫化物矿床达到大型规模,矿体占岩体体积的约60%(王润民和赵昌龙, 1991);俄罗斯N o r i l's k地区3个含矿岩体为厚度<300m的岩席,但却蕴含着世界最大的镍㊁钼㊁铂㊁族元素硫化物矿床(Z e n'k oa n dC z a m a n s k e, 1994)㊂四川攀枝花岩体厚度仅为约2000m,而仅块状磁铁矿层厚度就累计达到100m㊂1.2含矿岩体的岩相学及造岩矿物成分特征都显示出岩浆反复补充的特征尽管母岩浆为镁铁质岩浆,但岩体超镁铁质岩相却占据很大比例,甚至是主要岩相㊂例如,根据橄榄石F o牌号计算,金川岩体的母岩浆为M g O 含量约为12%的高M g玄武岩岩浆,但其主要岩相为二辉橄榄岩(陈列锰等,2009a);甘肃西部的黑山岩体主要由斜长二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成,但其母岩浆M g O含量仅为11.3%(X i ee t a l.,2012)㊂这种特征说明橄榄石㊁辉石等矿物从不断补充的玄武质岩浆中分离结晶并堆积是主要的成岩机制㊂这种机制的另一个标志就是含矿岩体主要造岩矿物成分从下至上呈现多个旋回式的变化㊂例如:黑山岩体橄榄石的F o牌号显示出3个大的旋回(X i e e t a l.,2012);金川岩体橄榄石的F o牌号集中分布在82~86,变化很小(陈列锰等, 2009b);四川白马钒钛磁铁矿含矿岩体的橄榄石㊁斜长石及磁铁矿的成分也都显示出若干个旋回式的变化(Z h a n g e t a l.,2012)㊂1.3含矿岩体产状受围岩地质特征影响,呈岩席状㊁透镜状或漏斗状含矿岩体的产状往往取决于围岩的地质特性㊂侵入于未褶皱和未变质沉积岩中的岩体往往呈舒展的㊁延伸较大的岩席,而侵入于褶皱地层或变质岩中的岩体则往往较小㊁并呈现复杂的形态㊂俄罗斯N o r i l s k地区的含矿岩体侵入未变质的泥盆系-早二叠系沉积地层,3个含矿岩席中,K h a r a e l a k h 岩体呈三角形的岩席,而T a l n a k h和N o r i l s k岩体则呈宽度<2k m,长度达15~20k m的 隧道状 岩席(N a l d r e t te ta l.,1995;A r n d te ta l., 2005)㊂峨眉火成岩省北部杨柳坪地区的几个含矿岩收稿日期:2012-10-20作者简介:宋谢炎(1962-),男,研究员,从事岩石学及矿床学研究工作㊂E-m a i l:s o n g x i e y a n@v i p.g y i g.a c.c n元古宙变质岩中的力马河岩体呈漏斗状,岩相分布也不够规则(S o n g e ta l.,2008;T a o e ta l., 2008)㊂1.4矿体产于岩体底部㊁岩体变宽的部位㊁岩浆通道的入口处或岩体中部在舒展的岩席状岩浆通道中,硫化物可以形成巨大而连续的层状矿体分布于岩席底部㊂例如,俄罗斯N o r i l s k地区的含矿岩体和我国四川杨柳坪地区的含矿岩体㊂在比较复杂的岩浆通道系统中,硫化物会在岩浆通道变宽或变缓的部位,以及上部岩浆房入口处沉积形成矿体㊂例如,V o i s e y s B a y矿床(L i e t a l.,2000;N a l d r e t t e t a l.,2007)㊂如果硫化物-硅酸盐晶粥在构造挤压下发生再次迁移,则可能形成更为复杂的硫化物矿体分布,如金川1号矿体分布在I I号岩体中心(S o n g e ta l., 2009),力马河硫化物矿体分布在岩体的边部(T a o e t a l.,2008)㊂2为什么岩浆通道系统上的小岩体能够形成超大型矿床2.1含矿岩体是开放系统-大量岩浆参与成矿俄罗斯N o r i l s k地区含矿岩体的体积仅为约3.5k m3,而其金属N i储量达2300t,意味着约1000k m3的玄武岩浆参与了成矿(N a l d r e t t, 2004)㊂金川岩体的体积仅约1k m3,其约545t金属N i储量需要约300k m3的玄武岩浆参与成矿㊂基于质量平衡的计算表明成矿的岩浆房一定是一个开放体系,当新的岩浆注入时,硫化物乳珠沉降下来,其余岩浆随着新岩浆的不断补充而不断被挤硅铝质物质的加入是硫化物熔离的先决条件㊂然而,对于起源于交代地幔的原始岩浆,由于其高氧逸度导致高的硫溶解度和高的硫含量,其硫化物熔离可能与岩浆在地壳中的还原有关,而不一定需要地壳S的加入㊂对于钒钛磁铁矿矿床而言,岩浆通道系统中深部岩浆房的分离结晶是形成富F e-T i岩浆的前提,这种富F e-T i的玄武质岩浆进入含矿岩体中磁铁矿较早结晶并堆积是基本的成矿机制(Z h a n g e t a l.,2012)㊂3找矿方向和找矿标志找矿工作要解决的问题包括:①区域找矿潜力大小的评价㊂②可能的矿床类型和潜在的矿床规模的估计㊂③有效找矿标志的确定㊂3.1区域找矿潜力大小的评价因为大型-超大型矿床不仅需要岩浆的连续补给,还需要硫化物能够在同一岩体内沉降富集,所以,与镁铁质岩浆通道系统有关的铜镍硫化物矿床只可能形成于岩浆活动较强烈的地质部位,沿深大断裂分布的岩体应该是勘察的首选;在同一区域每个岩体都含矿可能并不利于形成大型-超大型矿床㊂区域地质研究不仅要正确认识与成矿有关的幔源岩浆活动与区域地质事件的对应关系㊁地质背景㊁含矿岩体分布与深大断裂以及岩浆活动中心关系等基础地质问题;也要评价后期构造活动的作用,正确恢复含矿岩体及岩浆通道系统的地质产状㊂3.2矿床类型和潜在的矿床规模的估计对于剥蚀程度不高的岩体,上部岩石全岩P G E的地球化学和橄榄石的矿物学特征可以作为P G E亏损,则暗示可能有大量岩浆参与了含矿岩体的成矿㊂3.3有效找矿标志的确定物化探是寻找岩浆硫化物矿床的重要手段,最有效的是磁法㊂但需要注意的是镁铁-超镁铁侵入体中的磁铁矿往往都可以导致较强的磁异常而成为干扰㊂笔者强烈建议在磁异常的解译过程中要密切结合上述地质标志的研究㊂由于岩浆矿床不会形成广泛的元素迁移,不会形成宽广的原生晕,因此,除非岩浆硫化物矿体出露地表,很难形成显著地化探异常㊂这类矿床找矿的基本工作程序应该是:①区域性镁铁-超镁铁岩浆作用性质和成矿作用潜力进行评价ң②通过对相关岩体和喷出岩成矿元素丰度分析,对成矿作用类型做出合理判断ң③部署针对性的物探工作ң④对科研及物探工作圈定的异常进行钻探验证及进一步的勘探㊂参考文献:陈列锰,宋谢炎,D a n y u s h e v s k y L.V.,等.金川I号岩体橄榄石N i-M g O相互关系及其地质意义[J].岩石学报,2009b,25(12):3369-3378.陈列锰,宋谢炎,D a n y u s h e v s k y L.V.,等.金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程的熔浆热力学模拟[J].地质学报,2009a,83(9):1302-1315.官建祥,宋谢炎,D a n y u s h e v s k y L.V.,等.峨眉火成岩省内带岩浆硫化物含矿岩体橄榄石的成因意义[J].地球科学,2010,35(2):224-234.官建祥,宋谢炎.四川攀西地区几个小型镁铁-超镁铁岩体含矿性的铂族元素示踪[J].矿床地质,2010,29(2):207-217.A r n d tN T,L e s h e rC M,C z a m a n s k eG K.M a n t l e-d e r i v e d m a g m a sa n d m a g m a t i c N i-C u-(P G E)d e p o s i t s.E c o-n o m i c G e o l o g y[M].100t h A n n i v e r s a r y V o l u m e: 2005.L i CS,L i g h t f o o tPC,A m e l i nY,e t a l.C o n t r a s t i n gp e t r o-l o g i c a l a n d g e o c h e m 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透岩浆流体成矿理论探析
构造带延伸方 向可 以划分 出若干岩石 圈结 构不 同的区段。不 同的 区段
由 于 物 质 结构 不 同 ， 在 同一 构 造 热 体 制 作 用 下 能 够 提 供 的 金 属 和 金 属
着岩 浆一起 上升 ，并推 动岩浆 快速侵 位 ；当岩浆 快速侵 位并冷 却 时， 深部流 体不能 或很少进 入岩浆 ，有可 能在岩浆 体冷却收 缩形成 的接触 带构造 裂隙 中堆积成矿 。如果岩浆 上升速度 与流体 同步 ，含矿流体 就 有可 能进入岩 浆体 内，既降低岩浆 的密度使其 得 以快速 上升 ，又可 以 寻求岩 浆的保 护，使其成矿 元素 的浓 度不会 因为流体与 围岩接触 而降
接 透岩 浆流体 成矿 理论与Ｇ ｓ Ｉ 成矿信 息的纽 带， 并从 成矿地质 背景 、 成矿作 用触发机制 和金 属 大规模 堆积三方 面， 分别说明 了各级 预测体制及 可能
利 用的 宏 观 地 质 标 志 。
【 关键 词 】 透岩浆流体
成矿
理论
理解为地球动 力学系统 的做功，而地球 的 内动力一般 认为来 自地球 深 部 ，其最基本 的运动方式是 热能和位能耦 合导致 的地幔 对流 。这种对 流涉及到 巨大 的物质系统和 能量系统 ，一 经启动将很难 发生改变 ，因 而具有长程 时一空结构和可 预测性 。这样 的动力学系统 对岩石 圈的约 束是 巨大 的，可 以导 致岩石 圈板 块裂 解 、生成 、倾没 和碰 撞 ，常常 在地球表 层形成 巨大 的构造带 ，金属矿产 就宿 主于这样 的构造 带 中， 因而从 成矿 作用 的角度来 说 ，这样 的构造 带称 为成矿 带 。
域 ，它 是 岩 石 圈 不 连 续 的 部 位 ，也 是 成 矿 作 用 发 生 的 主 要 位 置 。 上 述 三 个 方 面 仅 仅 是 成 矿 作 用 的地 质 背 景 ， 并 不 意 味 着 成 矿 作 用
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矿
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质
2010 年
有围岩捕虏体。
图 2 Voisey’s Bay 铜镍矿床岩 浆通道特征
图 3 金川铜镍（铂）硫化物矿床岩浆通道特征（Tang, 2009）
2 金川铜镍（铂）硫化物矿床岩浆通道特征
金川铜镍（铂）硫化物矿床岩石、矿石三维空间的分布特征以及岩石学、矿石学及地球化学特征等， 可以识别出五期成岩成矿侵位序列，它们分别是：不含矿超镁铁质岩石浸染状矿石网状矿石块状矿 石铂钯富集体。 金川镁铁-超镁铁质岩体主要属于岩墙型通道。 最主要的证据是： 在二矿区中部岩体岩相主要呈现出水 平对称分异，中心为纯橄岩，向两侧随着基性程度逐渐降低，依次出现二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、 （斜长） 二辉岩等。网状矿石主要分布于中心部分的纯橄岩中（图 3） 。而在二矿区 34 行以东，岩体变宽，岩体产 状呈漏斗状，岩性主要呈似层状，纯橄岩位于最下部，向上基性程度逐渐降低，依次出现二辉橄榄岩、橄 榄二辉岩、二辉石岩等。块状矿石出现在岩体底部。从金川铜镍（铂）硫化物矿床的岩浆通道特征来看， 二矿区 34 行以东深部具有很好的找矿潜力。
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基金项目：国家自然科学基金项目（40472051） ；高等学校学科创新引智计划（B7011） ；中国地质调查局项目（1212010711814）
第一作者简介 苏尚国，男，教授，1965 年出生，矿物学、岩石学和矿床学专业，主要从事岩浆作用与岩浆矿床及岩石大地构造的教学与研究工作。 Email:susg@
参 考 文 献
Tang Z L, Song X Y, Su S G. 2009. Ni-Cu deposits related to High-Mg basaltic magma, Jinchuan, Western China [M]. Beijing: Geol Pub House. 1-209. Turoftsev D M. 2002. Contact metamorphism of Noril’sk intrusions[M]. Moscow: Nauchnyi Mir, 1- 319 (in Russian).
矿
2010 年
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第 29 卷 增刊
MINERAL DEPOSITS
岩浆通道成矿系统的理论与实践*
苏尚国 1，汤中立 2
（1 中国地质大学，北京 100083； 2 长安大学，陕西 西安 710064）来自1 岩浆通道的类型及特征
近年来的研究发现，岩浆铜镍（铂）硫化物矿床形成的主要方式是岩浆通道成矿。从全球镁铁质 -超 镁铁质成矿侵入体的特征来看，主要有 2 种通道类型。一种为水平通道，主要以俄罗斯 Norilsk-Talnah 矿 床为代表（图 1） ；另一种为岩墙通道型，主要以加拿大 Voiseys Bay 铜镍硫化物矿床及金川铜镍（铂）硫 化物矿床为代表。水平通道型镁铁-超镁铁岩体岩性分布的最大特征是岩石/矿石按密度分层，密度大的岩 石/矿石侵位晚，一般分布在岩体的底部或边部（图 1） 。
图 1 俄罗斯 Norilsk-Talnakh 铜镍铂硫化物矿床中水平岩浆通道特征（Turoftsev, 2008）
岩墙通道型镁铁-超镁铁质岩体，由于岩浆通道的复杂性，所以岩性分布及成矿的有利部位也是复杂 的。如果岩浆通道直立或近于直立，则矿体（密度大的部分）主要在岩体的中心部分分布（图 3） ；如果岩 浆通道不规则，则矿体就会出现在岩浆通道的转折处或岩浆通道膨大处（图 2） 。大部分岩墙通道型镁铁质 －超镁铁质侵入体除在岩墙通道成矿外，在岩墙通道上部的小岩盆亦成矿，且矿体主要分布在岩体的中心 部位。 岩浆通道系统具有相当复杂的结构。在大的岩浆通道中包含有很多支流。而硫化物矿浆往往就在支流 中就位。已知的含矿岩浆通道具如下特征：①通道相岩石中含有较多的围岩捕虏体；②通道相岩石中流动 构造发育；③通道相中岩石结构复杂，流体活动特征如退色带及巨晶等明显。在含矿的岩浆通道中一般都