“岩浆热场”说及其成矿意义(下)

上篇(张旗等[1])初步讨论了岩浆热场说的概念,本文为下篇,主要谈应用,探讨它与成矿作用的关系。研究表明,岩浆热场说对热液成矿作用有重要的意义,可能解决了岩浆热液成矿作用中许多很难解释和争议很大的问题:如钨锡与金铜为什么相伴的问题,矿床为什么大多是多金属成矿的问题,远离侵入体的夕卡岩成因问题,成矿为什么滞后于花岗岩的问题,为什么有些岩体成矿,有些岩体不成矿的问题,为什么大规模岩浆活动与大规模成矿作用息息相关的问题等。岩浆热场与煤和油气成藏有关是一个重要的发现。岩浆热场对煤和油气生成、运移、聚集的影响主要表现在加速烃源岩的热演化,使生油门限变浅,使烃源岩进入高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低。令人感兴趣的是,岩浆热场说还导出了一个"成矿组合"的概念,所谓成矿组合是指在一个或大或小的区域内,在岩浆活动集中的时间段范围内,在热场的统一作用下所形成和影响的所有矿床,不论成因和矿种,均属于一个成矿组合。它包括下述4种类型的矿床:岩浆热液矿床、热泉型矿床、层状热液矿床及生物有机质矿床等。岩浆热场说对于找矿也有启示:首先,我们可以从3个不同的级别上(大规模岩浆活动级别;成矿带、成矿区、矿集区级别;单个矿床级别)规划找矿布局;其次,在岩浆热场的统一影响下将金属矿床和非金属矿床、热液矿床和沉积矿床、无机质矿床和有机质矿床联系起来;第三,推进不同类型矿床研究的互补和交流。看来,岩浆热场对于成矿的作用是最值得学术界关注的,它也许可以改变我们目前对成矿作用的某些根深蒂固的认识,开拓出一个新的领域,推进矿床学研究进入新的时代。     

与岩浆热场有关的“成矿组合”及其对找矿的启示

与岩浆热场有关的成矿组合是一个新概念,是指在一个或大或小的区域内,在岩浆活动集中的时间段范围内,在岩浆热场的统一作用下所形成和影响的所有矿床,不论成因和矿种,均属于一个成矿组合。与岩浆热场有关的成矿作用主要包括下列几类： 岩浆热液矿床、岩浆热场叠加的沉积矿床、岩浆热场叠加的变质矿床、岩浆热场叠加的能源矿床（藏）以及热泉型矿床等。与岩浆热场有关的成矿组合把金属与非金属成矿作用联系起来,把无机与有机成矿联系起来,把热液与沉积成矿联系起来,把热液与变质成矿联系起来,把金属与能源（燃料）成矿联系起来。这种成矿组合的分布有两种趋势： 一是纵向上的由不同温度构成的成矿组合,如钨锡—铅锌组合、锡—铜组合等; 二是横向上的由相同温度不同矿种构成的成矿组合,如钨锡—石墨组合、金—铜—煤组合、铅—锌—煤组合、油—气—煤—铀组合等。成矿组合强调综合找矿的思路,在找矿时,除了注意主要矿产的找矿外,还应当注意其他矿产和矿种的找矿。在找金属矿床时,注意非金属矿床、沉积叠加改造矿床、变质叠加改造矿床以及能源矿床找矿的可能性。在研究高温金属矿床时,注意与高温成矿相伴的其他矿种成矿的可能性,注意低温金属矿床成矿的可能性,注意与低温成矿作用相伴的其他矿种成矿的可能性。开阔找矿的思路,就不能拘泥于本行本专业,而是围绕岩浆热场,将找所有可能出现的矿为己任。     

透岩浆流体成矿作用——理论分析与野外证据

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。大多数矿区的岩石遭受过强烈蚀变,暗示成矿作用伴随着大规模流体活动。然而,地质观察和实验研究表明岩浆中流体的含量有限、小岩体常常与大型矿床有关、围岩中的流体由于高温岩浆的热压力而不能进入岩浆体中,表明成矿流体主要来自深部的独立流体系统。前人的实验还表明,流体中成矿元素的溶解度随压力快速增加。因此,成矿作用的前提条件是:(1)存在大量的深部流体和流体中高的金属浓度;(2)岩浆系统和成矿流体系统是两个独立的地质系统,它们具有类似的起源;(3)巨量金属堆积有赖于深部含矿流体的快速上升,岩浆体是含矿流体上升的有利通道,流体是岩浆快速上升侵位的驱动力之一。因此,岩浆系统和成矿流体系统往往具有同时活动的特点,这两个地质系统常常叠合在一起,形成我们现在观察到的火成岩及与其密切相关的成矿现象。根据这个理论,成矿作用的规模和位置取决于:(1)岩浆系统与流体系统的体积比,(2)含矿流体的上升速度,(3)金属堆积的边界条件,(4)岩浆系统与流体系统分离的程度。因此,快速上升侵位的岩浆有利于形成斑岩型矿床,较慢速侵位的岩浆可以形成夕卡岩型甚至远程低温热液型矿床,多数情况下是这三类矿床的复杂组合。冈底斯带曲水岩体中含铜暗色微粒包体的野外观察有助于理解成矿物质的来源、迁移和集聚成矿,是透岩浆流体成矿作用的一个缩影。将暗色微粒包体展现的成矿现象与藏东玉龙等斑岩铜矿相比,发现二者具有很好的类比性。可见,透岩浆流体成矿作用理论是一种非常重要的成矿理论,可以解释许多内生成矿作用之谜。     

湖南城步县金水铜矿地质特征及成因探讨

金水铜矿床受构造控制,热液成矿标志明显。依据成矿地质背景及矿床地质特征、硫同位素和流体包裹体特征等研究认为,成矿物质来源深部,成矿作用具多阶段,成矿流体具热卤水性质;矿床初步确定为岩浆期后热液脉型铜矿床。     

岩浆热场：它的基本特征及其与地热场的区别

"岩浆热场"指的是由岩浆引发的瞬间热场。热场的热主要来自未固结的岩浆,岩浆加热了围岩,使下地壳、中地壳和上地壳的下部在一个短暂的时间内保持一种高热状态。岩浆热场与地热场有许多不同:(1)热的来源不同。地热场的热主要来自地壳物质放射性生成的热;岩浆热场的热来自岩浆。(2)热的分布不同。地热场的等温面总体上呈水平分布,温度随深度增加而增加;岩浆热场的等温面则围绕岩体分布,靠近岩体温度高,远离岩体温度低,故岩浆热场的等温面是大体垂直于地热场等温面分布的。(3)热场的规模不同。地热场是全球性的,岩浆热场是局部性的,只在有岩浆的地方才出现。岩体小则规模小(热场宽度仅几米或几十米),岩体大则规模大(宽约几千米);如果存在大规模岩浆活动,岩浆热场的长宽均可达几百或上千千米,如在中国东部中生代大规模岩浆活动期间。(4)热持续的时间不同。地热场可以持续很长的时间(几十、几百或几千个百万年);岩浆热场是瞬间的突发性事件,持续的时间从几年到几个百万年。岩浆热场最重要的意义是,它是热液赖以上升的通道,它有利于来自下地壳底部和壳幔过渡带的流体(热液)的活动,使含矿热液得以顺利上升,并在热场范围内进行充分的活动、对流循环、萃取围岩中的成矿金属元素,并在地壳浅部岩浆热场之上合适的部位沉淀富集成矿。"岩浆热场"的概念依赖于对岩浆物理性质和过程的深入了解,由于我们这方面的知识相对贫乏,所以目前对岩浆热场的了解还是很肤浅的。     

“岩浆热场”说及其成矿意义(上)

文中首先介绍了岩浆热场的沿革,指出"岩浆热场"并不是一个新概念,很早已出现在文献中了。常识告诉我们,炽热的岩浆侵位必定在周围形成一个热场,这就是岩浆热场。国外在19世纪晚期即对岩浆热场有比较深入的研究。罗文积和陈家清早在20世纪90年代(1997)就明确表述了对"岩浆热场"的认识,并给予精彩的阐述,他们是"岩浆热场"学说的先行者。文中简要介绍了地热场的概念,讨论了岩石的热力学性质、热传导形式、影响热流和地温分布的各种可能的因素。而"岩浆热场"指的是:在一个很短的时间内,在一个局部的地区出现的岩浆活动,使该区域地热梯度相对周边地区明显的上升,使之形成一个局部区域的热场。热场的规模很小,通常只离岩体几米或几公里。热异常和等温线是垂直分布的,叠加在地热场之上。并介绍了岩浆热场的基本特征。岩浆热场与地热场的热的来源不同,热的分布不同,地温梯度不同,热场规模不同,持续的时间不同,热与流体的关系不同以及研究方法不同等。岩浆热场说是建立在岩浆物理性质和岩浆动力学基础上的,它依赖于对岩浆的形成、侵位、冷却、固结及其对围岩的影响等知识的了解。牵涉到岩浆的温度、压力、黏度、密度、流变等基本问题。文中着重讨论了岩浆对围岩的热效应和岩浆热场中的流体等问题。岩浆热场最重要的意义是,它是流体赖以上升的通道。文中还概略讨论了流体和成矿流体来自哪里?流体是怎样上升的?热场中流体是怎样对流循环的?热液双向汇聚成矿理论等。     

秦岭造山带金属成矿系统

秦岭造山带是一个多旋回复合大陆碰撞造山带，是我国重要的多金属成矿带之一，自太古代以来秦岭经历了四大构造演化阶段及多种构造体制的转化，导致了多期构造热事件和成矿作用的发生，形成了多个构造成矿旋回，为秦岭金属元素的大规模富集成矿创造了条件，根据构造，建造，成矿作用及矿床组合特征，从早到晚可将秦岭区域成矿划分为六大成矿系统。其中，中晚元古代与海相火山岩及岛弧菌浆活动有关的成矿系统，早古生代与海相火山热液有关的成矿系统，海西期与海底热液及岩浆作用有关的成矿系统及中生代与陆内造山体制构造一岩浆活动有关的成矿系统对成矿的贡献最大，成矿系统的叠加是区内大多数大型，超大型矿床形成的前提。     

深源岩浆作用与江西德兴大型矿集区成矿关系

德兴大型矿集区范围约长２０ｋｍ,宽１０ｋｍ,已发现３个大矿田１３个矿床和许多矿点。赣东北深断裂带控制了区域构造演化,岩浆活动和成矿作用。德兴矿集区的形成是构造－岩浆－成矿统一的地质作用的结果。深源岩浆作用对大规模多金属成矿有决定性的影响。中－新元古代海相火山喷发营造了双桥山群成矿建造— 矿源层。中生代I型花岗岩浆活动对大规模多金属成矿的制约主要有5个方面：(1)供给Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿金属元素;(2)产生成矿热流体;(3)提供成矿热驱动力;(4)营造成矿空间;(5)激活围岩“矿源层”中的成矿物质参与成矿。     

华北克拉通南缘早白垩世区域大规模岩浆-热液成矿系统

华北克拉通南缘在中生代发生了大规模的成矿作用,主要的矿床类型有脉状金矿床(石英脉型、构造蚀变岩型)、斑岩型钼矿床、脉状银铅锌矿床.对于这些矿床的成因和成矿动力学背景,目前还存在不少争议.但近年来越来越多的成矿年代学证据表明,这些矿床均主要形成于早白垩世,且与区域上广泛发育的岩浆活动具有高度的时空一致性.在归纳总结华北克拉通南缘主要矿床类型地质特征和时空分布的基础上,简述各类矿床的成矿物质来源以及它们之间的成因联系,指出这些不同类型的矿床组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统.华北克拉通南缘成矿作用与其邻近的东秦岭-大别成矿带的成矿作用具有一致性,均受中国东部早白垩世大规模伸展作用控制,是统一的地球动力学背景下的产物.结合地球物理的资料认为,早白垩世岩石圈伸展及其导致的岩浆作用最可能与晚中生代古太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲作用有关.上涌的岩浆热液在合适的构造体制下,与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合,最终在浅部形成大规模的岩浆-热液成矿系统.     

云南个旧锡矿床成因研究综述

从成矿地质背景、矿床地质特征及地质发展史出发，依据矿石光片鉴定及鲕状黄铁矿电子探针分析，综合分析前人提出的岩浆热液成矿和热水沉积成矿的证据，认为个旧锡多金属矿床既存在热水沉积成矿作用，又有岩浆热液成矿作用，为热水沉积-岩浆热液叠生矿床。     

大兴安岭南段热液脉状矿床的流体包裹体和稳定同位素特征:对矿床成因的启示

大兴安岭南段发育大井、双尖子山、布金黑、拜仁达坝、维拉斯托等多个具有典型后生特征的热液脉状铅锌银锡多金属矿床。为了查明上述矿床在成矿流体、成矿物质等方面的特征与差异,进而总结大兴安岭南段热液脉状矿床成矿作用特点,本次研究在野外地质调研的基础上,对上述矿床进行了流体包裹体、激光拉曼和氢氧硫同位素的研究,并取得了如下主要的认识:(1)双尖子山银多金属矿床成矿流体属简单盐水体系热液,维拉斯托和布金黑矿床成矿流体属富碳质盐水体系热液,而大井铜矿成矿流体则为含子矿物的不均匀盐水体系热液;(2)大井、布金黑、拜仁达坝和维拉斯托等矿床早期成矿流体均来自于岩浆热液,但布金黑、拜仁达坝和维拉斯托矿床成矿流体在运移过程中明显地受到了大气降水和地层中有机质的影响;(3)大兴安岭南段多数热液脉状多金属矿床矿石硫同位素δ34S值具有岩浆来源特点,个别矿床硫同位素δ34S值偏高可能是由复杂的岩浆源区性质及地层硫混入所引起。总的来说,大兴安岭南段不同热液脉状矿床在物质来源和流体演化方面的差异明显,而这也体现了该区中生代热液成矿作用的多样性和复杂性特点。     

长江中下游成矿带铜陵矿集区层控硫化物矿床成因研究进展

安徽铜陵矿集区是长江中下游成矿带内重要的多金属成矿区,该矿集区具有大规模的成矿作用和多种类型的复杂成矿系统演化,找矿潜力大,研究程度较高.区内广泛发育一系列层状硫化物矿床,其成因问题一直是中国矿床学界争议的焦点之一.文章从成矿年代学、成矿流体来源以及成矿物质来源等方面,对近半个世纪以来国内外学者对该矿集区内层控硫化物矿...     

大厂长坡-铜坑锡多金属矿床成矿作用分析

从长坡-铜坑锡多金属矿矿床地质出发,分析其热水沉积成矿和岩浆热液成矿的证据,认为其主要成矿作用为泥盆纪热水沉积成矿,燕山期花岗岩浆热液则对早期的热水沉积矿体进行叠加改造,故矿床是热水沉积成矿-岩浆热液叠加改造的产物。     

大兴安岭南段锡的成矿作用：以黄岗-甘珠尔庙地区为例

大兴安岭南段是我国重要的锡多金属成矿集中区,为促进区域锡多金属找矿突破,以在黄岗-甘珠尔庙地区多年的野外调查研究工作为基础,运用年代学测试、化学分析及地质模型等方法,分析了区域锡的成矿作用。认为二叠统基底地层及锡林郭勒杂岩是成矿物质的初始来源,经历的变质过程具有进一步富集的作用,大部分锡矿均遭受了多期次的火山-岩浆活动,最终决定锡多金属成矿的是燕山期酸性岩浆-热液成矿作用。同时成矿作用还受到控岩控矿构造、围岩性质、氧化-还原条件、开放-封闭环境的制约,认为在氧化性花岗岩浆侵入钙质地层条件下成矿作用以铁锡为主;还原性岩浆在侵入具开放性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩外带围岩中的热液型脉状锡矿为主,而在侵入具封闭性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩内带岩浆凸起部位的花岗岩型锡矿为主。因此,建议将主攻矿种由铅锌调整为锡银,部署重砂及化探方法圈定异常,针对硫化矿体部署电法,针对隐伏岩体部署磁法与重力,还可部署烃、汞、氧气测量等非常规化探方法预测隐伏岩体。     

粤北盆地流体系统及其矿化特征

盆地构造演化流体系统矿化作用是当代矿床学研究的新课题。盆地演化过程 ,压实流体系统温度场、动力场和地球化学场可以通过地质研究和数字模拟来重塑。粤北晚古生代沉积盆地存在 3种类型的矿化流体。大宝山型流体与岩浆热动力作用有关 ,形成海底火山热液沉积多金属矿床 ;凡口型流体与深部建造的循环热液有关 ,形成中低温海底热泉喷溢沉积铅锌银汞矿床 ;红岩型流体与盆地成岩压实水有关 ,形成低温单一黄铁矿矿床。红岩地区盆地压实流体系统在盆缘古隆起地段形成红岩型黄铁矿矿带的同时 ,还形成特征的白云岩化作用。白云岩产状和组构、白云石“亮边”和“雾心”特征及地球化学特征表明 ,红岩型诸矿床的成因与盆地沉积物压实过程形成的流体有关     

矿床形成深度与深部成矿预测

阐述了不同类型内生矿床的成矿深度和金属沉淀的垂直范围。热液成矿作用的深度下限可以下降到10000～12000m。不同类型矿床的成矿深度范围与成矿时的具体地质构造特征有关,且有很大的变化空间。金属矿床的形成深度受成矿母岩岩浆侵位深度的约束,而岩浆侵位的深度又与岩浆中挥发组分的数量、流体释放的时间、成矿元素的矿物/熔体和溶液/熔体分配系数等因素有关。据此可以解释斑岩铜-(钼)、斑岩钼-(铜)和斑岩钨矿床形成深度的差异。地温梯度和多孔岩石的渗透率也与成矿深度有关。CO2等挥发组分的溶解度对压力非常敏感,因此流体包裹体地质压力计对于成矿深度的确定有重要的应用价值。在开展深部成矿预测和找矿时,探寻隐伏岩体顶上带或岩钟是寻找深部与花岗岩有关的多金属矿床的捷径之一。     

赣东北朱溪矿床深部似层状钨(铜)矿体白钨矿、磷灰石原位U-Pb年代学及微量元素研究

钨和铜由于地球化学行为存在明显差异,导致二者通常很难同时发生大规模的成矿作用.然而,江南钨矿带却出现了以石门寺和朱溪为代表的钨(铜)矿床.本文对朱溪钨(铜)矿床中最为重要的铜矿化作用开展了研究,即对形成于新元古代浅变质岩与古生代碳酸盐岩不整合界面附近的似层状钨(铜)矿体进行了精细的矿物学微区原位测试分析.厘定了朱溪矿床...