小岩体成大矿理论的科学意义和现实意义

内生金属矿床具有强烈而广泛的围岩蚀变,而围岩蚀变的典型特征是含流体(主要为H2O,下同)矿物取代无流体矿物,这种观察结果的普遍性早就为矿床学家所认识.因此,近矿围岩蚀变及流体的成分和P-T条件成为矿床学研究的重要内容.同时,矿床学家也发现矿区经常产出有某种或几种火成岩,因而大多数学者认为内生金属成矿作用主要与岩浆活动有关.结合含矿流体的研究结果(如元素地球化学和同位素地球化学),以及岩浆挥发分含量的估算值,多数学者认为含矿流体来自岩浆的分异作用.这就是流行岩浆热液成矿理论的由来.随着观察实例的增加和从不同角度考察内生金属成矿作用,流行理论的结构性缺陷逐渐显露出来(罗照华等,2011).因此,学者们提出了各种各样理论模型,试图用于取代流行的岩浆热液成矿理论,其中包括小岩体成大矿理论.     

透岩浆流体成矿体系

根据透岩浆流体成矿理论,熔浆体系与含矿流体体系可以看作是两个相互独立的地质体系,它们因相互需要而耦合在一起形成一个复杂的混合体系。当熔浆与流体发生解耦时,可以在不同的边界条件下发生不同类型的成矿作用。因此,可以将透岩浆流体成矿体系进一步划分成正岩浆成矿体系、接触带成矿体系、远程热液成矿体系和火山热液成矿体系。如果熔浆具有很强的流体圈闭能力,所有的含矿流体都将被封存在岩浆体内,并随着岩浆的固结而析出成矿物质,形成正岩浆矿床。当岩浆具有较高的渗透率且含矿流体逸出岩浆体时,如果岩浆的直接围岩具有较强的捕获成矿物质的能力,即发生接触带成矿作用。否则,含矿流体将在岩浆热驱动下远离岩浆体,形成远程热液矿床。如果有利的流体通道直达岩浆体,含矿流体甚至可以喷出地表或其附近,形成火山热液矿床或水底喷流沉积矿床。这种理论分析似乎与许多成矿事实相吻合,可以有效地指导区域成矿预测和矿床勘探。     

安徽铜陵天马山矿床与大团山矿床流体成矿作用对比研究

对安徽铜陵天马山矿床与大团山矿床流体包裹体进行了系统研究和对比。在此基础上探讨了在铜陵天马山矿床与大团山矿区分别形成层控夕卡岩型铜矿床的主要原因。研究结果表明,天马山矿区之所以形成金硫矿床,主要与岩浆岩岩体本身含金高而含铜低,围岩地层中有含有机质赋金黄铁矿层存在,并且主成矿阶段的成矿流体以岩浆流体为主有     

地层、构造、火成岩组合配套的成矿机制

内生矿床和复成矿床的成矿过程是一个复杂的运动过程。矿床形成虽然应具备的条件很多,但最基本的条件,无非是内因和外因两方面。内在因素就是成矿物质、流体和热源等;外在因素主要是构造条件。地层和火成岩则是成矿物质、流体和热源的载体,这样内因和外因相结合,就是成矿的地质前提。所以许多内生和复成矿床,都是地层、火成岩和构造条件组合配套或联合作用的产物。以岩浆矿床为例,矿的形成,固然与岩浆本身的含矿性及岩浆的分异作用有关,然而矿的就位机制却离不开构造条件,许多岩浆矿床的矿体、矿群、矿带均受岩相构造带或原生破裂带的控制。在岩浆矿床的成矿过程中,地层(围岩)常被岩浆同化,当其物质成分加入岩浆     

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。     

透岩浆流体成矿理论的应用 -以云南马厂箐铜多金属矿床成矿作用为例

[摘要]马厂箐铜钼金多金属矿床是西南三江地区的重要矿床之一,对其成因迄今存在争议。本 文报道了新的观测资料,结合前人的研究结果,试图以透岩浆流体成矿理论为指导解释马厂箐矿床的成 因。透岩浆流体成矿作用是罗照华等(2009)提出的一种与国内外矿床学界内生矿床成矿理论主流见解 不同的新理念和新见解。马厂箐铜、钼、金成矿与马厂箐小岩体空间上紧密相伴,时间上相近或稍晚。 马厂箐矿区岩体和矿脉S、C、Pb、H、O、Si 和He、Ar 同位素数据表明:铜、钼矿的成矿物质主要来源于深 部地幔流体(透岩浆流体),金矿成矿物质由深部地幔流体(透岩浆流体)和围岩地层共同提供。马厂箐 的小岩体既有幔源岩石(如煌斑岩),又有壳源岩石(如花岗斑岩),而原生流体则均来自地幔,流体与岩 浆来源的不一致性暗示了透岩浆流体的性质;马厂箐矿床的时空展布特征与透岩浆流体成矿理论的预 测相一致,比传统岩浆热液成矿理论更好地解释了矿床成因;马厂箐矿床是透岩浆流体成矿作用的产 物,主要与区农小岩体群有关,斑状花岗岩体仅仅起着含矿流体的屏蔽作用。马厂箐铜、钼、金多金属矿 是在同一能量驱动机制下,岩浆热压力和地幔流体内压力可能驱动含矿流体在不同的位置上堆积不同 种类的金属,从而在含矿流体通过的路径上发生不同性质的成矿作用,并形成一系列不同类型的矿床, 其铜、钼、金多金属成矿过程可以全部归属为透岩浆流体成矿体系。     

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。     

诺里尔斯克Cu-Ni-PGE硫化物矿床成矿过程流体组成示踪

诺里尔斯克(Noril’sk)Cu-Ni-PGE硫化物矿床位于西伯利亚大火成岩省的西北边缘,是251.2±0.3Ma(Kamo et al.,1996)地幔柱岩浆作用体制下大火成岩省成矿的典型实例(Basu etal.,1995)。岩浆演化过程中围岩膏盐层对硫饱和成矿具有重大的贡献,本研究通过大火成岩省喷出岩和成矿岩体中流体组成特征对比,探讨成     

青海东昆仑哈陇休玛钼多金属矿床成矿流体特征及成矿模式

哈陇休玛钼多金属矿床是东昆仑成矿带东段目前仅有的中型斑岩型矿床。为了查明其成矿流体性质及成矿物质来源,构建矿床成矿模式,本文进行了详细的流体包裹体和H-O-S同位素研究。流体包裹体显微测温显示,哈陇休玛矿床发育气液两相和含CO₂三相两种类型包裹体,成矿流体呈现中高温(集中于280～340℃)、高盐度(w(NaCl),集中于6.00%～18.00%)和中等密度(集中于0.64～0.92 g/cm³)特点,成矿深度为2.4～4.1 km,形成于中浅成环境。H-O同位素显示,成矿流体具有岩浆水和大气降水混合的特征,但主体以岩浆水为主;S同位素显示,成矿物质主要来自于深部岩浆。结合区域构造演化认为,哈陇休玛矿床成矿模式为印支晚期东昆仑地区发生强烈壳幔混合作用,形成富含成矿元素的混合岩浆,含矿流体在随混合岩浆上升的过程中发生流体沸腾,并与大气降水混合冷却,导致成矿物理化学条件发生变化,促使成矿物质沉淀成矿。     

脉状铅锌（铜、银）多金属热液矿床研究进展

目前在矿床学分类研究中对沉积岩容贱金属矿床的命名和分类尚未统一,其中一类赋矿围岩为沉积岩、矿体受构造(断层、褶皱等)控制呈脉状产出的、成矿金属为铅锌铜银多金属的矿床成为缺失环节,缺少系统的归纳总结。但该类矿床是造山作用的产物,对其进行归纳综合分析,有助于了解造山作用中的矿质迁移和沉淀过程。本文将该类矿床资料收集,对其成矿特征、控矿构造、成矿流体、矿质来源等进行分析总结。研究表明,此类矿床与造山作用或造山带有着紧密的联系。成矿物质表现为多源性,包括基底围岩、岩浆来源以及幔源贡献。成矿流体具有岩浆流体、变质流体、盆地卤水等多种来源,部分矿床的成矿流体受大气水影响。该类型矿床与MVT铅锌矿床有相似之处,但在成矿环境、控矿因素、金属来源以及成矿流体来源等方面有较大差异。     

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。     

斑岩铜矿若干问题的最新研究进展

斑岩铜矿是最重要的铜矿床类型,对其成矿作用的认识对找矿实践具有重要指导意义,为此,文章通过收集和整理有关文献总结了近年来斑岩铜矿研究在构造和岩浆对成矿作用的控制、成矿金属和成矿流体来源、矿石伴生金属组分含量的影响因素等方面所取得的成果。近几年的研究工作揭示:斑岩铜矿的大规模成矿作用与洋壳高浮力块体(包括无震海岭和洋底高原)的俯冲有关,高氧逸度的岩浆活动有利于斑岩铜矿的形成,与无矿斑岩体相比,含铜斑岩体一般具有低稀土元素含量以及亏损Ho和Er等特征;斑岩铜矿中铜和金多由俯冲洋壳所释放的流体对地幔中硫化物的氧化作用释放而来;在部分斑岩铜矿中,岩浆来源流体可构成绢英岩化期流体的主体;斑岩铜矿伴生金属组分的含量受许多因素控制,其中包括岩浆源区地幔演化、火成岩岩石类型、岩浆侵位深度和成矿温度等多个方面。部分研究成果应作为找矿标志在实践中运用。     

甘肃省小柳沟钨矿区成矿流体特征

通过对小柳沟矿区成矿流体特征的研究认为,该区钨矿床成因是复杂多样的,其成矿流体是大气降水、海水和岩浆水的混合体,以海水为主,其成矿环境为弱酸性还原环境,推测矿床的形成为火山喷发沉积-后期岩浆热液叠加改造型矿床.     

金属矿床的成矿流体成分和流体包裹体

自然界中的成矿流体按其主要成分,可分为:(1)岩浆,即形成岩浆矿床的岩浆;(2)以H2O为主的流体(含Na Cl);(3)以CO2为主的流体。地壳中的流体类型很多,只有含一定金属元素含量的,并且达到一定浓度时才称为金属矿床的成矿流体。基于对矿床中流体包裹体和天然成矿流体中金属种类和含量的测定,这些金属矿床的成矿流体按金属元素含量可以分为五组,成矿流体可以来自岩浆、岩浆热液、大气降水、盆地卤水和变质流体等地质环境。     

还原性斑岩型Cu与Mo-Cu矿特征与形成机制

还原性斑岩型Cu矿是近年新识别的一类斑岩型矿床,以岩浆阶段发育大量磁黄铁矿和成矿流体富CH4为主要特征。成因上,还原性斑岩型Cu矿与钛铁矿系列I型花岗岩伴生,形成于俯冲环境或者后碰撞环境。成矿流体为岩浆流体。岩浆阶段磁黄铁矿的结晶沉淀将导致岩浆中成矿元素Cu进入硫化物相而贫化,不利于成矿元素在流体中富集,结果导致还原性斑岩型Cu矿的矿化和蚀变规模较小。对比研究发现西准噶尔宏远Mo-Cu矿也具有还原性斑岩型矿床的特征,可能为还原性斑岩型矿床的新类型。     

浙江洋滨斑岩锡矿成矿流体特征

在岩石地球化学、同位素地球化学的研究基础上，通过对浙江洋滨斑岩锡矿成矿流体的一系列研究．从流体角度探讨了洋滨斑岩锡矿的成矿机理。本区沸腾流体包裹体的形成压力约为25～40MPa，主要成矿深度约为0．76～1．22km，说明含矿岩浆是在浅成一超浅成环境下侵位的，由于压力突然降低及有少量大气降水混入，导致流体沸腾，加速矿质沉淀。流体包裹体中多种子矿物的发现及各相成分分析结果充分表明当时有多种不混溶流体被同时捕获，且不混溶的岩浆-流体富含成矿元素，进一步证实了洋滨斑岩锡矿属岩浆-大气降水混合型矿床，成矿物质主要来源于花岗斑岩。     

辽宁青城子矿田高家堡子银矿成矿流体特征及地质意义

高家堡子银矿是产于辽宁青城子矿田内的大型银矿床。利用从该矿床所采集的含银石英脉及脉状铅锌银矿石样品,对矿床成矿流体进行了详细显微测温、激光拉曼光谱、群体包裹体成分及氢氧同位素测试研究。结果表明高家堡子银矿存在纯液相及水盐气液两相流体包裹体;流体包裹体显微测温揭示水-盐气液两相流体包裹体均一温度为122℃~202℃,主要集中在122℃至185℃之间;成矿流体盐度为1.05%~9.34%Na Cleq;激光拉曼测试显示包裹体主要由H2O、CO2、CH4等组成,与流体包裹体气相成分测试结果基本一致;成矿流体液相分析显示Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Cl-、SO2-4为主要成矿流体的阴阳离子。结合矿田内已有H-O同位素测试分析结果,认为青城子矿田内金银矿成矿流体来自岩浆活动驱动的热液系统。高家堡子银矿为岩浆热液叠加早期沉积变质大理岩的浅成低温银矿床,岩浆活动在成矿中起了重要作用。     

特约主编致读者

流体成矿既是一个化学过程,也是一个物理过程。但是,在矿床学研究领域,长期以来更注重流体成矿化学过程研究,即针对地壳中成矿流体起源、性质和其中成矿物质沉淀机理开展较深入研究,而关于成矿流体流动的物理过程及其与矿床形成和定位关系的研究明显薄弱。成矿流体保真样品流体包裹体的研究国内外、尤其国内十分活跃,但如何与流体动力学研究...     

新疆哈密土屋铜矿床地质和地球化学特征

土屋铜矿床是我国近年来发现的特大型斑岩铜矿床,其独特矿床地质背景和矿床规模已经引起国内外地质学界和矿业界的广泛关注;本文详细叙述该矿床的地质背景,对矿床的地质、地球化学特征进行系统研究和总结,对矿床的成矿作用动力学过程进行探讨。研究表明,该矿床成矿物质具有深部来源特征,而岩浆在侵位过程中受到上地壳物质一定程度的混染;成矿流体以岩浆水为主,天水和岩浆水的混合仅为少量;石英流体包裹体均一温度较低,但盐度较高;含矿斑岩体是多次脉动式侵位的,成岩时代主要集中于早石炭世(367～358 Ma);成矿时代为晚于成岩时代(347.3±2.1 Ma～322.7±3 Ma)。     

辽西-冀北地区多金属矿成矿流体碼质研究

本文探讨了辽西-冀北地区区域性的成矿流体性质、成矿物化条件和成矿物质来源。指出本区多金属矿床成矿流体具有如下特征：①流体成分中,阳离子以Na⁺、K⁺为主,阴离子以Cl^-为主;流体盐度属中-低盐度流体,流体盐度的高低与成矿母液的来源、运移途径密切相关。②流体温度表明区内内生多金属矿床属中-高温成矿系列;成矿压力不仅与矿床产出深度密切相关,而且与赋矿构造的开放程度有关。③成矿流体的物化条件研究表明,区内大多数矿床形成于酸性条件,且其酸性随着成矿作用的进行而不断降低,pH值在5.8-8.14间变化;成矿作用于还原条件下进行,R值平均为0.655。④成矿物质来源：区内流体具有明显的岩浆水与天水的混合特征,表明了矿液的岩浆来源和围岩中成矿组分的叠加。