试论大火成岩省与成矿作用

根据组成大火成岩省的岩浆类型不同,大火成岩省可以分为两类,一是以基性火成岩为主的镁铁质大火成岩省（MLIPs）,二是以酸性火成岩为主的长英质大火成岩省（SLIPs）。它们都是由于在异常高的地幔热流参与下导致地幔或地壳大规模熔融形成的。大火成岩省独特的巨量岩浆活动是引起多层次物质和能量交换的重要场 所。成矿物质的聚集导致成矿作用和矿床的形成是必然的,因此大火成岩省本身就是一个大成矿系统。在这个成矿系统中,由于物源、成分、温度、压力、流体和氧逸度等条件的差异性,形成不同种类的矿化和矿床,并构成一定的成矿系列。镁铁质大火成岩省中形成的矿床类型有岩浆硫化物型Cr-Cu-Ni-PGE矿床和Ti-Fe 氧化物型V-Ti-Fe 矿床,热液型的Cu-Pb-Zn-Au-Ag矿床,以及远程低温热液矿床等。长英质大火成岩省形成的矿床类型为岩浆和交代型、热液型Cu-Pb-Zn-Au-Ag,W-Sn,U-Th-REE矿床,以及Sb-As矿床等。加强对大火成岩省及其成矿机理的研究,有望形成新的成矿理论和加速超大型矿床的发现。     

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆成矿作用

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆作用同时形成了Cu-Ni-PGE硫化物矿床和V-Ti-Fe氧化物矿床等不同类型的岩浆矿床。从硫化物矿床的PGE富集型、Cu-Ni-PGE富集型到Cu-Ni富集型,再到钒钛磁铁矿矿床,成矿基性-超基性岩体中基性岩石比例逐渐增加,PGE含量降低。铜镍铂族硫化物矿床具Nb和Ta负异常,岩浆流体组分含量较高,含有较高的H₂;而钒钛磁铁矿矿床具Nb、Ta和Ti正异常,Zr和Hf负异常,岩浆流体组分含量较低,含有较高的H₂O、CO₂和H₂。两类矿床强不相容元素和轻稀土元素(LREE)富集,Sr-Nd同位素组成与峨眉山玄武岩的演化趋势一致。Sr-Nd-Os-C-He同位素组成揭示岩浆上升过程中经历了不同程度的地壳混染,高钛玄武岩和钒钛磁铁矿矿床成矿岩体的地壳混染程度较低,部分低钛玄武岩和铜镍硫化物矿床存在明显的地壳混染。这两类岩浆矿床的形成与峨眉山地幔柱玄武岩浆有关,岩浆介质环境中H₂含量较高,V-Ti-Fe 氧化物矿床的形成与分离结晶、高含量的水和氧逸度的升高有关,Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床的形成与还原性流体介质、结晶分异和地壳混染作用有关。     

岩浆Cu-Ni-PGE矿床研究现状及发展趋势

从全球视野分析研究了世界岩浆铜镍硫化物矿床的大地构造分布和成岩成矿类型,特别是通过上世纪末新发现的加拿大Voisey′s Bay矿床与俄罗斯Noril′sk等世界级矿床特征的对比研究,突出强调了大火成岩省(LIPs)对大规模岩浆硫化物矿床形成的意义,从更加宏观的角度审视了世界级岩浆硫化物矿床形成的地质背景和岩浆作用条件,为中国金川等岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的深入研究提供了参照背景。评述分析了当代岩浆硫化物矿床成矿研究中,幔源岩浆中硫化物液相不混溶(熔离)的演化轨迹,对岩浆萃取地壳中的硫改变硫化物饱和度促成不混溶作用发生的可能性和条件进行了探讨,进一步讨论了岩浆演化过程中,亲铜元素(Ni、Cu、Co、Pt和Pd等)进入硫化物液相成为金属硫化物或先期进入先结晶的橄榄石、辉石矿物成为氧化物的物理化学行为,并通过加拿大Sudbury陨石撞击构造成因矿床复合热液对硫化物矿体形成贡献的讨论,提出了热液作用对岩浆硫化物矿床成矿的可能贡献。分析判断了中国岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的成矿特点和金川超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床外围的找矿潜力。     

峨眉山大火成岩省Cu-Ni-PGE成矿作用——几个典型矿床岩石地球化学特征的分析

峨眉山大火成岩省岩浆型Cu-Ni-PGE矿化岩体广泛分布,构成峨眉山地幔柱成矿系统中一个非常重要的成矿系列。本文剖析了峨眉山大火成岩省该类矿床的分布及部分典型矿床的地质地球化学特征和矿化特征,揭示了成矿岩体统一的地幔柱成因,阐述了Cu-Ni-PGE成矿作用与峨眉山地幔柱岩浆活动体系的关系,探讨了由于岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程的差异所导致的矿化类型变异。指出Cu-Ni-PGE矿床成矿岩体原始岩浆为地幔柱高程度熔融的高镁玄武岩浆,成矿岩体与峨眉山低钛玄武岩同源,矿化岩体主要产于峨眉山地幔柱活动模型的内带低钛玄武岩分布区;金宝山、朱布、力马河、杨柳坪矿床分别代表峨眉山地幔柱Cu-Ni-PGE成矿作用不同成矿机制的端员类型。     

峨眉火成岩省岩浆矿床成矿作用与地幔柱动力学过程的耦合关系

峨眉火成岩省位于扬子地块西部,为中二叠世末地幔柱活动产物。迄今为止,峨眉火成岩省已发现超大型V-Ti磁铁矿矿床4处,大中型岩浆硫化物型Ni-Cu-(PGE)矿床近10处。这些矿床的含矿镁铁-超镁铁岩体为260Ma±,与峨眉山玄武岩为同一地幔柱的产物。系统归纳和分析上述两类含矿镁铁-超镁铁岩体在空间分布、岩体规模、岩石组合和造岩矿物组成等方面存在明显的差异:可以分为内带和外带,内带以巨厚的峨眉山玄武岩、大型层状岩体和众多小型镁铁-超镁铁岩体、低Ti玄武岩、碱性岩体和丰富的成矿作用为标志。外带则玄武岩厚度降低,以高-Ti玄武岩为主,很少有侵入岩体。在对这两类岩浆矿床的分布及其与低Ti和高Ti玄武岩地质和地球化学联系的归纳和分析基础上,结合对杨柳坪Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床成矿过程与峨眉山玄武岩岩浆起源和演化相互关系的研究结果,认为峨眉山火成岩省这些不同类型的矿床是地幔柱动力学过程不同阶段的产物。V-Ti磁铁矿矿床的形成于高Ti玄武岩浆有关,主要受控于岩浆的分离结晶作用;而Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床成矿主要取决于3个因素:高程度的部分熔融,下地壳同化混染和分离结晶。Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床是地幔柱活动早期阶段的产物,而V-Ti磁铁矿矿床则形成则晚于岩浆硫化物矿床。     

峨眉大火成岩省钒钛磁铁矿矿床地质特征及成因

峨眉大火成岩省内带的攀西地区发现了攀枝花、红格、白马、太和等超大型钒钛磁铁矿矿床,是世界上最大的钒钛磁铁矿矿集区。与世界其他类似的钒钛磁铁矿矿床不同,攀西地区的这些矿床都呈层状赋存在大型层状镁铁-超镁铁岩体的下部和中部岩相带,而不是上部岩相带。最近十多年的系统研究表明,这些矿床形成的主要机制有:①幔源岩浆在深部岩浆房发生硅酸盐矿物的分离结晶形成了富钛铁岩浆;②富钛铁岩浆进入浅部含矿岩体后,钛铁氧化物成为近液相线矿物,较早结晶并经过流动分选,使得钛铁氧化物在下部和中部岩相带聚集成矿。     

峨眉山大火成岩省朱布铜镍铂族硫化物矿床成矿作用:流体组成和C-Sr-Nd-Hf同位素的制约

<正>峨眉山大火成岩省的朱布镁铁—超镁铁质岩体由通道相边缘带和层状堆晶杂岩体序列组成,赋存有小型岩浆铜镍铂族硫化物矿床。Ni-Cu-PGE矿化主要以浸染状硫化物存在于边缘带及层状杂岩体底部,是认识通道成矿作用与岩浆就地结晶堆晶成矿作用的典型矿床。本研究通过岩浆矿物流体组成、C-Sr-Nd-Hf同     

成矿元素富集机制的量子地球化学研究——以攀枝花钒钛磁铁矿矿床为例

攀枝花钒钛磁铁矿矿床为富集钒、钛、铁等过渡元素的典型岩浆矿床。文章运用量子地球化学的理论和方法研究该矿床的元素组合、分配及变化特征 ,并用量子力学理论的abini tioHartree Fock分子轨道法对钛磁铁矿和钛铁矿晶体结构进行了模拟计算。结果表明 :源于地幔的原始岩浆富集成矿元素 ;在其结晶过程中 ,V ,Ti,Fe等成矿元素再次富集于钛磁铁矿和钛铁矿中而形成矿床 ,这种再富集受晶体结构择位能控制。     

东昆仑造山带家琪式斑岩型Cu-Mo矿床中花岗闪长岩的斜长石晶体群及其成矿意义

近年来,越来越多的作者接受火成岩由多种晶体群组成的新概念。本文以东昆仑造山带家琪式斑岩型Cu-Mo矿床中花岗闪长岩为例,试图阐明火成岩晶体群的涵义及其研究方法和意义。显微镜观察表明,花岗闪长岩的斜长石按其结晶习性可划分为5种不同类型,阴极发光图像分析证实了这一观察,并揭示了它们的生长过程。电子探针剖面分析揭示了横跨晶体切面的化学变化,进一步表明这些晶体具有不同的生长环境和生长过程,属于不同的晶体群。基于平衡热力学原理,推测晶体群来自5个不同的岩浆子系统,暗示形成花岗闪长岩的岩浆为多重岩浆房系统岩浆混合作用的产物,且混合岩浆经历了快速固结过程。这些认识对于探讨斑岩型矿床成因具有重要意义。     

内蒙古额仁陶勒盖银矿床稳定同位素研究

额仁陶勒盖银矿床是次火山热液作用产物。燕山晚期本区受太平洋板块的影响 ,额尔古纳断裂带复活 ,产生壳幔混合作用形成花岗质岩浆 ,该岩浆在地下浅处发生强烈的结晶分异作用 ,形成花岗岩和石英斑岩 ,两者是同一岩浆结晶演化不同阶段的产物。石英斑岩是花岗质岩浆成岩期的最后产物 ,分异作用导致银在成岩后期及期后成矿热液中富集。因此 ,石英斑岩是矿床的直接母岩。地表大气水参与了成岩和成矿作用的全过程     

地幔柱成矿系统:以峨眉山地幔柱为例

地幔柱沟通了地核、地幔、地壳各个圈层之间的物质与能量交换,提供了板内构造岩浆活动及成矿作用的一种重要的动力学机制。峨眉山地幔柱是晚古生代全球最显著的地幔柱活动之一,形成了多种有重大资源经济价值的矿床类型。以峨眉山地幔柱为例,对几种典型矿床类型的产出特征及成因进行了系统分析,阐述了地幔柱成矿系统中各种成矿作用与地幔柱构造岩浆活动的关系及成矿机理。(1)通过对部分典型岩浆硫化物矿床的地质地球化学特征和矿化特征分析,揭示了峨眉山大火成岩省不同矿化特征的岩浆硫化物矿床形成于统一的地幔柱岩浆活动体系,并与峨眉山玄武岩为同源演化关系,岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程存在的差异造成了矿化类型的变异。(2)对攀西地区4个超大型钒钛磁铁矿矿床进行了详尽的地质地球化学分析,论述了成矿岩浆的性质、与峨眉山玄武岩的关系及成岩演化过程和成矿模式,表明成矿母岩浆来自于地幔柱,但经历了较大程度的地壳混染作用,提出岩浆的多次补给混合及结晶锋面上发生的双扩散造成的液态分层导致了韵律条带矿石的形成。(3)阐述了滇黔相邻地区玄武岩型自然铜和黑铜矿铜矿化现象,指出玄武岩岩浆气液阶段的自变质作用和玄武岩构造变质热液蚀变改造作用两种方式造成铜矿化富集,岩浆气液阶段的自变质作     

关于亲花岗岩类矿床研究的进展和趋势

本文试就矿床与花岗岩类侵入体存在成因联系的证据、亲花岗岩类矿床形成的地球化学因素和岩石成因因素三方面的研究进展和趋势作简短概述。矿床和火成岩在地理上的伴生、分带现象、金属与特殊种属花岗岩类之间的关系、岩体微量元素的浓度与其伴生矿床的关系以及相对年代关系,是确定矿床和火成岩之间存在成因联系的依据。元素离子的电子层构造、离子半径和离子势等地球化学性质与矿石沉积地点、母火成岩成分、矿石形成方式、矿物生成顺序、矿石矿物成分、矿质沉淀温度以及矿石形成深度等都有内在联系。花岗岩类岩荣的形成与矿质的富集、岩浆和富水流体之间的关系和造矿元素在岩浆与富水流体之间的分配关系是控制矿床形成的三个关键性因素。     

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床,两者赋矿镁铁-超镁铁岩体的年龄相近(290～260 Ma),主、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成相似,分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线,揭示两者岩浆源区相同,可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁-超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关,Co主要富集在基性程度高的岩石中;块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差,Co和Ni具有不同的富集机制,Co热液富集作用明显。北山镁铁-超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌,诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融,形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床,富铁母岩浆氧逸度高、富水,岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴,形成铁钴氧化物矿床。     

关于金矿成矿物质来源的初步探讨

近年来“矿源层”这一概念已被广大地质学家所接受，他们认为矿床中的金是从围岩中萃取的，本文认为矿床中的金来源于岩浆残余热液。在地壳深部，当丰度值高的基性岩或其他岩石，在深熔作用下产生花岗质岩浆时，同时带出许多金，当岩浆侵入到上部地壳冷凝结晶时，其中的大部金进入残余热液，最后富集成矿。     

东天山香山铜镍硫化物-钛铁氧化物矿床成因

新疆东天山地区是中国重要的Cu-Ni-Au-Mo-Fe矿集区,目前,该地区唯一的一个铜镍硫化物-钛铁氧化物复合型矿床产自香山岩体中。通过对香山岩体的岩石地球化学和同位素地球化学研究,表明香山岩体是同源岩浆不同演化阶段的产物;硫化物熔离主要受控于岩浆自身分离结晶作用,同化混染和外来硫的加入对硫化物熔离具有一定促进作用。岩浆高度演化、残余岩浆中Ti、Fe元素富集、岩浆体系高氧逸度、富含流体相和挥发分使钛铁氧化物逐步结晶,并在合适的容矿空间富集成矿。     

峨眉大火成岩省钒钛磁铁矿成矿机制

<正>峨眉大火成岩省内带是世界上规模最大的钒钛磁铁矿矿床的矿集区。通过对峨眉大火成岩省内带最重要的钒钛磁铁矿含矿岩体:攀枝花、红格、白马和太和的系统对比和研究,发现这些岩体的岩相组合和矿化部位和特征存在差异,尽管它们成矿的关键控制因素具有相似性:(1)高钛苦橄质岩浆在深部岩浆房经硅酸盐矿物分离结晶形成富铁钛的镁铁质岩浆;(2)富铁钛的镁铁质岩浆进入浅部岩浆房中,铁钛氧化物较早结     

岩浆演化对成矿作用的控制——以西藏冈底斯北缘铅锌矿带为例

与岩浆-热液或热液矿床有关的岩浆,大都经历了不同程度的演化(如结晶分异、同化混染等),其岩石学和地球化学特征只是岩浆演化终态的反映,针对这些岩浆岩本身的研究有时很难刻画出其详细的演化过程及该过程中关键成矿元素的地球化学行为。已有研究显示,同时代同区域大面积分布的火成岩可能记录着含矿岩浆演化早期或演化不同阶段的岩石学和地球化学信息,为解决上述难题提供了可能。基于此,本文以发育于大陆碰撞初期(即主碰撞)的西藏冈底斯北缘铅锌矿带为例,通过对主碰撞阶段冈底斯带大量火成岩地球化学数据的统计学研究,初步展示了岩浆演化过程及其对成矿的控制作用。研究结果表明,除了自身体系的分离结晶,陆壳混染作用是大陆碰撞早期岩浆由基性向中酸性演化的另一关键控制因素,主碰撞岩浆中普遍不具有高的含水量和氧逸度,但演化到中后期,岩浆的氧逸度会逐渐升高;富S和H2O的幔源岩浆底侵,诱发具有较高Zn含量的陆壳物质熔融,产生的岩浆再经历高度的演化(以达到Pb的富集),最终浅成就位形成岩浆-热液成矿系统。这是形成冈底斯北缘铅锌矿带的成矿动力学机制。     

矽卡岩型钨矿床成矿相关岩体识别——以江西景德镇朱溪超大型矽卡岩型钨矿床为例

钨矿往往与酸性或中酸性侵入岩相关,对于复式岩体通常仅与某一特定期次岩浆相关,如何确定成矿相关岩体是找矿勘查的一道难题。朱溪矽卡岩型钨矿床位于江南古陆钨矿带,是一个世界级钨矿床。该矿床的形成主要与黑云母二长花岗岩和细粒花岗岩密切相关,此次研究发现黑云母二长花岗岩中的黑云母发生蚀变、分解过程中形成了大量含W金红石(w(WO_3)为0.01%~0.96%)。这类含W次生金红石同样出现在华南地区多个钨矿床的成矿相关岩体中,并且其WO_3含量显著高于与岩浆作用相关的锡矿床和斑岩型铜(金)矿床中的次生金红石的WO_3含量。此外,朱溪矿床中岩浆演化晚期形成的细粒花岗岩中结晶了一些自形板状的原生金红石,这些金红石同样显著富集W元素(w(WO_3)为0.06%~1.12%)。金红石中的Ti容易被W所替代,导致(岩浆)热液体系所经历的W元素富集过程会被结晶的金红石所记录。因此,通过花岗质岩体中黑云母发生蚀变或分解后形成的次生金红石,或岩浆演化晚阶段形成的细晶岩脉中的原生金红石的W元素含量,可以判断岩浆结晶演化过程中是否经历过W元素的富集及相应的富集程度,从而判断花岗质岩体是否具备形成钨矿床的潜力。     

四川杨柳坪Cu—Ni—PGE富矿体的成因及意义

Cu-Ni-PGE矿床绝大多数赋存在基性超基性岩岩体内部,在成因上主要与岩浆结晶分异熔离作用有关,岩浆期后或者独立的热液对于矿床的形成往往起叠加富集的作用。但在四川杨柳坪矿区,除了一般岩浆结晶分异熔离作用形成的Cu-Ni-PGE矿体之外,新近还发现存在独立的完全由热液形成的Cu-Ni-PGE矿体,矿体赋存在基性超基性岩体之外的大理岩片岩中,与基性超基性岩没有直接的关系,矿石品位很高,而且已经成为首要的开采对象。考虑到这样的富矿体在国外文献中鲜有报道,本文介绍其地质概况及初步的研究结果。     

内蒙古柴胡栏子金矿田燕山期岩浆岩与金矿床

岩相学、岩石化学及稀土元素和微量元素研究证明, 柴胡栏子金矿田的燕山期火成岩组合具有活动大陆边缘弧火成岩组合的特点, 介于典型的靠近海沟的钙碱性弧火成岩与陆内造山火成岩之间的过渡类型。流体包裹体测温 （１８０℃～２９０℃）, 硫同位素 （δ３４ Ｓ＝ ３１‰～７８‰）, 氢氧同位素 （成矿流体以岩浆水为主, 有大气水参与）, 岩石、矿石稀土元素配分特点的相似性等说明金的成矿主要与岩浆作用有关。燕山期岩浆构造作用引起原始矿源层太古界建平群中的金发生活化、迁移, 并在岩浆热液的进一步作用和大气水的参与下, 发生富集沉淀, 形成金矿床。柴胡栏子金矿田的北矿区金矿成矿主要与闪长岩有关, 以蚀变岩型为主。王府矿区金矿化与闪长玢岩脉关系最密切, 以石英脉型为主。岩浆作用为金矿床的形成提供了热源和大部分热液来源, 并且是成矿物质活化和转移的载体。本区金矿床应属与岩浆作用有关的中温热液矿床。