四川米易青皮村镁铁质侵入体的固结过程

含矿与无矿侵入体的区分是阐明岩浆型矿床成因的基础,也是深部找矿预测的依据。本文选择四川米易青皮村岩体为例,通过岩相学及矿物成分剖面和定量化结构分析,试图阐明无矿岩浆侵入体的固结过程,并与攀枝花含矿岩体对比,进一步揭示含矿与无矿侵入体形成过程的区别。岩相学分析表明,青皮村岩体中粒辉长岩的造岩矿物可以划分为四个世代：①粗粒斜长石→②中粒斜长石+单斜辉石→③黑云母+铁钛氧化物→④伟晶状斜长石,展示了封闭系统的固结过程。加上粗晶辉长岩脉的矿物组合钠长石+单斜辉石+角闪石+磷灰石,可以将青皮村岩体的组成矿物划分为5个世代,进而划分成四个晶体群：通道晶体群、岩浆房晶体群、基质晶体群和流体晶体群。晶体成分剖面分析表明,通道晶和岩浆房晶显示正环带,具有封闭系统降温结晶的特点,其中通道晶的生长伴随着减压作用;基质晶初始为正环带,末期显示反环带,反映了残余流体的聚集与逃逸;而流体晶体群的产出则反映了超临界流体的相分离和排气作用。定量化结构分析揭示了岩浆固结晚期的粗化过程,是封闭岩浆系统固结过程的重要证据,与岩相学和晶体成分剖面分析结果一致。此外,青皮村岩体中Fe Ti氧化物含量甚低,其体积分数仅为4%,暗示它们不可能聚集成矿。与攀枝花岩体相比,青皮村岩体固结过程中缺失先存晶体的溶蚀结构,后者被认为是高温含矿流体输入的结果。据此,本文提出,外来含矿流体(透岩浆流体)输入与否决定了镁铁质岩浆侵入体的产矿能力;进而认为,是流体输入导致了岩浆分异,而不是岩浆分异产生了含矿流体。     

岩浆通道系统与岩浆硫化物成矿研究新进展

大型-超大型岩浆硫化物矿床的形成需要满足3个基本条件:(1)大量幔源岩浆参与成矿;(2)岩浆演化导致硫化物熔离;(3)硫化物在有限空间聚集。然而,除Sudbury矿床外,全球与镁铁质岩浆有关的超大型铜镍硫化物矿床都发现于小的镁铁-超镁铁岩体中。近10年来的研究表明这些含矿岩体实际上都是岩浆通道系统的一部分,中国金川、杨柳坪、喀拉通克、红旗岭等大型和超大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床都形成于岩浆通道系统中,正是岩浆通道这样特殊的开放系统为大规模岩浆硫化物矿床提供了成矿条件。总结国内外最新研究结果,可以发现与成矿有关的岩浆通道系统都分布在深大断裂附近,大规模的幔源岩浆补充与地幔柱、大陆裂谷、碰撞造山后伸展等地质事件有密切的关系。尽管研究证明硫化物熔离都与地壳物质的混染有关,但矿石各种元素的品位却受母岩浆性质、硫化物熔离强度、与新注入镁铁质岩浆反应、以及硫化物本身结晶分异等多重因素的影响;含矿岩体和硫化物矿体的形态和大小都强烈地受围岩地质特征的控制。进一步明确这类矿床的地质特征、形成机制、成矿背景和成矿标志,对未来的研究和找矿工作都是非常必要的。     

岩浆通道成矿系统

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.已有的成矿模型不能同时解释这三个基本特征,暗示必须进一步理解岩浆铜镍硫化物矿床的形成机制.最近几年我们的研究发现岩浆铜镍硫化物矿床中典型矿石具有如下特征:(1)矿石中存在流体晶矿物组合,它们既不同于岩浆岩中的矿物组合,也不同于变质岩中的矿物组合,推测是从流体中直接结晶的产物;(2)铜镍硫化物矿床中不同部位矿体中矿石存在显著的成分变化,前锋端矿石以富Ni为特点,尾端矿石富含Cu、Pt、Pd.据此,本文提出了"岩浆通道成矿系统"的新模型,试图整合解释岩浆铜镍硫化物矿床中的各种观测事实.所谓岩浆通道成矿系统,系指岩浆演化晚期,"矿浆"运移和就位的空间及其相关成矿要素的组合.该模型强调:(1)深部岩浆房在岩浆矿床的形成过程中起着非常重要的作用,"矿浆"定位于岩浆成矿系统演化的晚期;(2)矿浆具有整体的流动性,因而提出了"岩浆通道前进方向"的概念;(3)所谓的"矿浆"实际为富含矿熔体-流体流,后者因失去挥发份而呈"矿浆"状,以大的流体体积和流体/熔体比值为特征.数值模拟表明,往硫化物矿浆加入挥发份流体可以显著提高矿浆的上升能力.当加入的挥发份流体达到30vol.%时,受到质疑的密度问题将不复存在,矿浆具有快速上升到浅部地壳的能力.但是,如此富含挥发份的矿浆也不再是传统概念上的矿浆,而是含矿熔体-流体流.此外,由于流体超压等原因,含矿熔体-流体流利用先存的构造薄弱面快速上升,形成岩浆通道,并在有利的部位卸载成矿金属形成矿体.因此,矿体常常侵入切割围岩.     

钒钛磁铁矿床的透岩浆流体成矿模型——来自马达加斯加扎卡岩体的证据

目前,国内外学术界对赋存于镁铁-超镁铁杂岩体中的钒钛磁铁矿床的成因存在多种不同的解释,在一定程度上对这类矿床的资源勘查造成了困惑。因此,阐明镁铁-超镁铁侵入体中成矿物质大规模聚集的机理依然是矿床学界和勘查学界面临的重要科学前缘问题。马达加斯加中北部Alaotra湖地区的扎卡岩体是一个赋存有超大型钒钛磁铁矿床的典型镁铁质层状侵入体,已探明铁矿石远景资源量8亿t(含333),伴生钛6000万t,伴生钒230万t,为阐明钒钛磁铁矿床的成因提供了良好的条件。本文报道了扎卡岩体的地质学、矿体地质学、岩相学、矿相学和岩石地球化学特征,主要得出以下认识:(1)扎卡岩体发育韵律性火成层理,为一个典型的镁铁质层状岩体,但伟晶岩可构成独立的侵入单元;(2)矿体主要赋存在层状岩体中,可划分为整合型、不整合型和伟晶岩型等3种不同的类型;(3)辉长岩具有橄榄石→斜长石→单斜辉石或橄榄石→斜长石+单斜辉石的结晶顺序,暗示扎卡岩体为一浅成层状岩体,岩浆侵位深度约3 km;(4)矿石矿物与硅酸盐矿物呈热力学不平衡关系,且与含水暗色矿物平衡共生,暗示成矿作用发生在岩浆演化晚期的富含挥发分环境;(5)致密块状铁矿石的REE四分组效应也表明成矿过程伴随着富F、Cl等组分的流体活动。据此,本文提出扎卡岩体中钒钛磁铁矿床的形成与透岩浆流体过程有关。     

金川含矿超镁铁岩侵入体侵位序列

金川铜镍硫化物矿床是世界第三大镍矿床,但其成岩成矿过程及侵位机制一直存在较大争论。根据金川含矿超镁铁岩岩石学特征、穿插关系、矿物成分及地球化学特征,提出了金川含矿岩体5阶段的成岩、成矿侵位序列,它们分别是:(1)超镁铁质岩浆侵位;(2)浸染状硫化物矿浆侵位;(3)网状硫化物矿浆侵位;(4)块状硫化物矿浆侵位;(5)铂钯富集体侵位。金川铜镍(铂)矿床中Ni,Cu,Pt,Pd,Rh,Ir,Ru,及Co与S呈正相关关系;当ω(S)=5%～15%时,铂族元素发生明显的分离作用,铂族金属主要富集在铂钯富集体中。铂钯富集体是硫化物矿浆经单硫化物固溶体结晶后的残余熔浆;块状矿石是单硫化物固溶体堆积而成的产物。金川铜镍硫化物矿床的侵位机制为岩墙型岩浆通道。     

小岩浆大流体成大矿与透岩浆流体成矿作用——以东秦岭-大别山成矿带钼矿床为例

岩浆活动与内生金属成矿作用关系密切,备受国内外矿床学家的关注。表现为它们在时空上具有广泛的一致性,成矿与岩浆岩有关,成矿物质由同源岩浆分异演化而来。这便是著名的岩浆热液成矿理论,也称岩浆期后热液成矿理论,该理论把内生金属成矿系统看作是一个理想系统。东秦岭-大别山地区的钼矿-花岗岩关系研究表明,钼成矿与小岩体(小岩浆)关系密切,而大岩体/基与钼矿没有成生联系;地质事实表明,大型-超大型矿床往往广泛发育了大规模的热液(流体)蚀变(大流体),具有大的流体/岩浆比,其矿化蚀变范围是小岩体的几十甚至几百倍,表明成矿过程中必有外来流体的广泛参与。由于小岩体往往没有经过强烈的分异结晶作用,质量平衡计算表明,小岩浆体不可能产生足够数量的含矿流体和成矿物质;因此,成岩与成矿有本质的区别,成矿系统应是一个非线性的复杂性动力学系统。研究表明,东秦岭-大别山小斑岩体来源较深(下地壳),成矿流体来源于地幔,二者呈双层结构;岩浆实际上是沟通深部和浅部的通道,这种非岩浆分异的外来成矿流体我们称之为透岩浆流体。小岩体不是成矿的必备的条件,只有出现大流体时才能成大矿。东秦岭-大别山地区有200多个小岩体,但大型、超大型钼矿矿床仅有10余个,只有小岩浆(小岩体)大流体(强蚀变)成大矿,其余众多小岩体由于没有流体(蚀变)或流体少(弱蚀变)而不成矿或成小矿。由此可见,岩浆成矿系统实际上是一种流体(挥发分)过饱和系统或熔体-流体流及流体对熔体的强相互作用。当岩浆系统被加入大量源自地幔的高温高压含矿流体之后,系统将具有极大的活动能力,从而深部含矿流体沿裂隙快速上升到地壳浅部卸载成矿。为解释上述成矿特征,作者引入并厘定了透岩浆流体的概念。透岩浆流体被重新定义为透过岩浆活动并导致岩浆系统行为发生非线性变化的外来流体。据此,输入了含矿流体的岩浆可成矿,未输入含矿流体的岩浆不成矿。这种认识可以解释东秦岭-大别山地区大多数小岩体不成矿或只形成小矿的现象。     

岩浆热液成矿理论的失败:原因和出路

流行的岩浆热液成矿理论假定含矿流体由岩浆分异作用、特别是分离结晶作用产生。由于大型、超大型矿床往往与小岩体有关,而小体积岩浆不能满足质量平衡的要求,其支持者进一步假定含矿岩体的深部存在一个大岩浆体。这种解释与矿区观察到的地质现象和理论推导结果相悖:(1)含矿斑岩中常见暗色微粒包体和大量具有较高密度的矿物,表明岩浆没有发生分离结晶作用;(2)流体的活动性远大于硅酸盐熔浆,没有证据表明岩浆分异产生的流体要在熔浆固结之后才开始活动;(3)矿区普遍见有同成矿的宽谱系岩墙群,暗示成矿期不存在大的深部岩浆房。因此,岩浆热液成矿理论遭遇的困境不仅仅是质量平衡问题,有必要重新思考岩浆相关矿床的形成机制。岩浆热液成矿理论失败的深层原因则是它将成矿作用看作是理想系统中的平衡线性过程,而成矿系统实际上是一种复杂性动力系统,成矿作用是一种非平衡、非线性过程;换句话说,在流行的岩浆热液成矿理论中,对成矿系统和成矿作用的基本属性缺乏正确的理解。在当今科学发展水平上,其失败是必然的,因而有必要构筑新的成矿理论。依据复杂性科学的基本原理,罗照华等(2007,2009)将熔浆和含矿流体看作是成矿系统中2个独立的子系统,认为它们的强相互作用及其环境约束主导了成矿系统的戏剧性变化;进而构筑了一个新的框架性模型,称为透岩浆流体成矿理论。该理论不仅可以解释比流行岩浆热液成矿理论更多的地质现象,还可以推导潜在的具体找矿标志,可能成为岩浆相关矿床成因研究的新起点。     

东天山镁铁质_超镁铁质岩带岩石特征及铜镍成矿作用

东天山地区分布有众多镁铁质-超镁铁质岩体,岩体成群成带状分布,从北向南可划分为7个区带,受区域性韧性剪切带和断裂构造控制。从岩相学来看,本区含矿岩体可分为多期次侵入的复式杂岩体和单期次侵入的超镁铁质单式杂岩体,显示出深源岩浆充分分异的特征。含矿岩体具有高镁、低碱、低钙、低铝、低钛特征,具有较高的Mg#、m/f和m/s比值,兼具岩浆硫化物熔离作用与岩浆结晶分异作用。根据TiO2-10P2O5-10MnO图判别出本区岩浆具有拉斑玄武岩到钙碱玄武岩过渡的性质,岩浆源具有钙碱性玄武岩浆特征,富含含水矿物,预示了早期俯冲洋壳对幔源岩浆的交代作用。岩体矿化分为3种成矿作用和5期成矿步骤,且岩浆成矿作用与热液作用几乎同时进行,岩浆分异作用提供热液来源,而热液作用促进硫化物的饱和与熔离,造成岩石的热液蚀变结构并对岩浆期成矿进行改造。晚期岩体隆升后,矿体出露地表遭受氧化淋滤作用,形成特有的地表氧化带找矿标志。     

红旗岭镁铁-超镁铁岩侵入体及铜镍硫化物矿床的成岩成矿机制

红旗岭铜镍矿床地处华北地台与吉黑地槽系接触带--辉发河断裂北侧.区内出露30多个镁铁-超镁铁质岩体,其中1、7号超镁铁岩体中赋存铜镍硫化物矿(床)体.含矿岩体分相明显,各类岩石均具堆积结构.铜镍矿体呈似板状、脉状、透镜状及囊状赋存于超镁铁岩体底部橄榄辉岩相中.岩石学和地球化学研究表明,7号岩体形成以流动分异为主,1号岩体为重力分异;原始岩浆属拉斑玄武质,块状矿石系压滤作用产物,后续岩浆的补给和混合补充了成矿物质,硫化物不混溶程度受挥发分制约,矿床属岩浆深部熔离分异成因,成矿时代为印支期.     

新疆尾亚钒钛磁铁矿--一个岩浆分异-贯入-热液型复成因矿床

由于特殊的矿化组合与大地构造环境,尾亚地区向来为研究东天山地区的地质学家所重视,然而关于尾亚矿床本身的研究尚不多见,本文试图对该矿床的地质特征和成因做一初步剖析,以期抛砖引玉,弥补东天山地区矿床研究的空缺。在详细的野外地质工作基础上,系统归纳整理了该矿床的地质特征,通过对矿石特征的研究,厘定了矿床的3个主要矿化阶段：岩浆结晶分凝阶段（形成似层状、浸染状和块状矿石）、贯入阶段（形成贯入式块状矿石）和岩浆热液阶段（形成伟晶状矿石）。对含矿岩石和矿石矿物进行了地球化学研究,计算出成矿的物理化学条件。含矿辉长岩的成岩温度为1296～1009℃,压力为296MPa左右,氧逸度为10^-5.62～10^-7.43;成矿温度（硫化物）为571～449℃,硫逸度为10^-19.35～10^-19.77。该矿床属于与碱性超镁铁质-镁铁质杂岩有关的岩浆型矿床;矿床形成以岩浆分凝和贯入式为主,晚期出现少量岩浆热液作用,为一岩浆分异-贯入-热液型复成因矿床。     

Phase Equilibria Constraints on Relations of Ore‐bearing Intrusions with Flood Basalts in the Panxi Region,Southwestern China

There are two types of temporally and spatially associated intrusions within the Emeishan large igneous province (LIP); namely, small ultramafic subvolcanic sills that host magmatic Cu-Ni-Platinum Group Element (PGE)-bearing sulfide deposits and large mafic layered intrusions that host giant Ti-V magnetite deposits in the Panxi region. However, except for their coeval ages, the genetic relations between the ore-bearing intrusions and extrusive rocks are poorly understood. Phase equilibria analysis (Q-Pl-Ol-Opx-Cpx system) has been carried out to elucidate whether ore-bearing Panzhihua, Xinjie and Limahe intrusions are co-magmatic with the picrites and flood basalts (including high-Ti, low-Ti and alkali basalts), respectively. In this system, the parental magma can be classified as silica-undersaturated olivine basalt and silica-saturated tholeiite. The equivalents of the parental magma of the Xinjie and Limahe peridotites and picrites and low-Ti basalts are silica-undersaturated, whereas the Limahe gabbro-diorites and high-Ti basalts are silica-saturated. In contrast, the Panzhihua intrusion appears to be alkali character. Phase equilibria relations clearly show that the magmas that formed the Panzhihua intrusion and high-Ti basalts cannot be co-magmatic as there is no way to derive one liquid from another by fractional crystallization. On the other hand, the Panzhihua intrusion appears to be related to Permian alkali intrusions in the region, but does not appear to be related to the alkali basalts recognized in the Longzhoushan lava stratigraphy. Comparably, the Limahe intrusion appears to be a genetic relation to the picrites, whereas the Xinjie intrusion may be genetically related to be low-Ti basalts. Additionally, the gabbro-diorites and peridotites of the Limahe intrusion are not co-magmatic, and the former appears to be derived liquid from high-Ti basalts.     

Main Mineralization Mechanism of Magmatic Sulphide Deposits in China

Before intruding, primary magmas have undergone liquation and partial crystallization atdepth; as a result the magmas are partitioned into barren magma, ore-bearing magma, ore-richmagma and ore magma, which then ascend and are injected into the present locations once ormultiple times, thus forming ore deposits. The above-mentioned mineralizing process is knownas deep-seated magmatic liquation-injection mineralization. The volume of the barren magma isgenerally much larger than those of the ore-bearing magma, ore-rich magma and ore magma. Inthe ascending process, most of the barren magma intrudes into different locations or outpoursonto the ground surface, forming intrusions or lava flows. The rest barren magma, ore-bearingmagma, ore-rich magma and ore magma may either multiple times inject into the same space inwhich rocks and ores are formed or separately inject into different spaces in which rocks and oresare formed. The intrusions containing such deep-seated magmatic liquation-injection depositshave a much smaller volume, greater ore potential and higher ore grade than that of in-situmagmatic liquation deposits. Consequently this mineralizing process results in the formation oflarge deposits in small intrusions.     

岩浆矽卡岩及其矿床

岩浆矽卡岩是由钙硅酸盐熔（流）体或钙矽卡岩质岩浆贯入结晶或／和隐爆团结（结晶）形成的。主要呈脉状体，少数呈角砾岩筒（带），受断裂、裂隙构造控制，可产于各类不同岩石（层）中。岩浆矽卡岩与富碱中基－中酸性侵入岩密切共生，两者在主化学成分上具共轭、互补关系，组成特征的岩浆矽卡岩　－富碱（中基－中酸）侵入岩对。它们是深部高位岩浆房受钙质强烈混染的富碱闪长质岩浆发生不混溶分　离所衍生的两种不同性质的熔（流）体或岩浆的产物。与岩浆矽卡岩有关的各类矿床，主要是含同生铁氧　化物／硫化物液体的钙矽卡岩（矿）浆，伴随其成岩演变的产物，并构成了一个特殊的（岩）浆矽卡岩矿床系列。     

新疆乔夏哈拉铁铜金矿的矿床成因及其成矿模式

新疆阿尔泰乔夏哈拉铁铜金矿床,与火山-沉积型铁矿床和矽卡岩型铁铜金矿床具有相似性.铁的主要来源为火山岩浆源,铜的来源为侵入体岩浆源和部分基性火山岩.铁矿石和铜矿石为两期成矿,属于不同的成矿机制,分别与火山-沉积作用和后期的热液叠加改造作用紧密相关.该矿床的成矿模式可概括为:在大量岩浆喷发、喷溢过程中,铁质在海水中富集并发生沉淀,形成似层状磁铁矿矿体;断裂的活动,致使中基性侵入体侵位,热液中的铜在一定环境中形成硫化物矿石,同时发生广泛的绿帘石矽卡岩化;矽卡岩阶段形成的磁铁矿叠加在原来的磁铁矿之上;断裂的再次活动,导致深部岩浆源含铜金矿液的上升,叠加定位于铁矿层及围岩新生裂隙带之中,形成浸染状和块状硫化物铜金矿石.研究表明,在准噶尔北缘向东南具有进一步找矿的潜力.     

Alkaline granites and Be (Phenakite-bertrandite) mineralization: An example of the Orot and Ermakovka deposits

The Orot (Or) and Ermakovka (Er) intrusions of aegirine granites with various resources of accompanying Be mineralization in Transbaikalia were studied to reproduce Be behavior during the crystallization and degassing of alkaline granite magma. Data on the petrography and geochemistry of the rocks and the microthermomety and microprobe analysis of fluid and melt inclusions in them indicate that the intrusions were formed by discrete magma portions derived from a single magmatic source during successive stages of its differentiation. The intrusions crystallized at temperatures higher than 1030–1070°C (Or) and 840–640°C (Er), and the melts contained elevated concentrations of H₂O and F: from 2.1 to 3.5% F and from <1 to 1% H₂O for the former intrusion and from 3.9 to 6.7% F and from <2.6 to 4.1% H₂O for the latter. Fluids were released from the magma during a late crystallization stage for the Orot intrusion and an intermediate stage for the Ermakovka intrusion. Early in the course of this process, the fluids were halide-sulfate brines with the Cl: F ratio higher for the Orot intrusion and lower for the Ermakovka intrusion. A temperature decrease resulted in the exsolution of the fluids into two immiscible phases, one of which contained low and the other high concentrations of salts. The magmatic brines and low-salinity solutions of both intrusions were enriched in Be (up to 1.1 g/kg), which is comparable with the concentration of this element in the emanations of Be-bearing pegmatites in the Pamirs and is manyfold higher than C _Be in magmatic fluids related to granite intrusions with W-Sn mineralization. The Be ore mineralization of the Orot and Ermakovka deposits was produced by solutions whose composition and Be concentrations were analogous to those in the low-salinity phase of the corresponding magmatic fluids. The brines of the Ermakovka intrusion were enriched in Mo (up to 17 g/kg) and, to a lesser extent, Mn, Ce, and La and produced uneconomic monazite-molybdenite ore mineralization. Based on available data and results of our calculations, we arrived at the conclusion that the very high alkali concentrations in the melts of both intrusions (ASI < 1), their high F concentrations (up to 4.1%), and the absence of magmatic Be-bearing minerals facilitated Be selective extraction by the separated fluids in the form of its most soluble F-complexes. The high oxidation of the melt predetermined the predominance of hexavalent S and Mo compounds, which could be efficiently extracted by the fluid phase in the form of sulfates and molybdates of alkali metals. The differences in the ore potentials of the Orot and Ermakovka intrusions were caused by the different H₂O, F, and perhaps, also Be concentrations in the parental melts, which was, in turn, caused by their different degrees of differentiation during the preintrusive stages of their magmatic evolution.     

中国岩浆硫化物矿床的主要类型

母岩浆侵入现存空间之前，在深部就已发生了熔离作用和部分结晶作用，致使母岩浆分离为不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆，然后对现存空间一次或多次贯入成矿。这种成矿作用是小岩体成大矿的必备条件，这种深部熔离—贯入矿床，是中国最主要的岩浆硫化物矿床类型，也是世界主要的岩浆硫化物矿床类型之一     

浅成岩体引发的流体超压与岩石破裂及其对成矿的制约

浅成岩体成矿系统是一类非常重要的复杂动力学系统。在这类系统中,由浅成岩体引发的流体超压以及因此而促发的岩石破裂是制约成矿的关键动力过程。文章在综合前人有关研究成果的基础上,结合对铜陵—安庆地区夕卡岩矿床的研究,从理论上对浅成岩体成矿过程中流体超压的重要性、形成机制及其对成矿作用的制约进行了系统论述。夕卡岩矿床与角砾岩间...