地幔柱活動助推力馬河銅鎳硫化物礦床的形成

李芳 劉洋

摘要：地幔柱是在熱點的基礎上提熱點，熱點是指來自上地幔中相對固定的火山的巖漿源。地幔柱的存在是造就全球巨大山脈的動力來源之一。本文作者對前人研究成果的學習，通過實地調(diào)查和實驗，總結(jié)概括力馬河銅鎳硫化物礦床成礦原因、成礦階段，最后得出即地幔柱活動推助力了馬河銅鎳硫化物礦床的形成。

關鍵字：地幔柱；成礦關系；力馬河銅鎳硫化物礦床

一、地幔柱的分類

地幔對流的主要形式是地幔柱構(gòu)造，地幔柱分為冷地幔柱和地幔熱柱兩種類型，不同類型的地幔柱在成巖成礦過程中作用是不同的，冷地幔柱是指當大洋板塊俯沖至地下670km深度時，此時巖漿會短時間停留，并且會形成冷地幔柱。熱地幔柱涉及到地幔中的熱對流，簡單的講就是釋放地核熱的過程中具有高溫度及低粘度的巖漿體。地幔熱柱并不是依附于板塊運動，相反地幔熱柱往往獨立于板塊運動，這也是地幔熱柱引起學者高度關注的原因之一。

二、地幔柱的表現(xiàn)形式

至今為止地幔柱的表現(xiàn)形式并沒有權(quán)威而又統(tǒng)一的提法，這個問題既是熱點也是焦點。學者通過總結(jié)研究得出以下幾種表象。（一）地殼隆升。地殼隆升是地幔柱最重要的表現(xiàn)形式，眾所周知的喜馬拉雅山脈就是由于歐亞板塊和印度洋板塊相互作用的情況下，經(jīng)過很長的歷史時期才得以形成，通過幾代地質(zhì)學專家常年研究得出全球大多數(shù)巨大型山脈的形成都與地幔柱活動有著密切的關系，由此可以得出地幔柱活動是造就巨大山脈的主要動力。不僅僅是這一觀點得到相關學者專家的一致認同。地幔柱的存在是造就全球巨大山脈的動力來源之一。（二）火山巖漿活動。火山活動這一現(xiàn)象一直受到學者的關注，世界上火山活動主要分布在環(huán)太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、東非裂谷火山帶，喜馬拉雅火山帶。研究表明地幔柱的分布與火山的空間分布基本一致，這也進一步論證了地幔柱與火山活動之間存在著密切的關系。令學者驚奇的是全球熱點空間分布與地幔柱及火山分布也基本一致。由此可以得出熱點與地幔柱及火山活動三者之間的關系非常緊密。

三、地幔柱成礦原理

（一）形成超大型礦床必需要滿足兩個必要條件：第一較短時間內(nèi)有足夠多的成礦物質(zhì)來源、第二高效率成礦流體和龐大的聚礦場。地幔柱活動可以為大型礦床的形成提供源源不斷地物質(zhì)來源，隨著地幔熱柱的上升，早期來自軟流圈的高熱物質(zhì)導致下地殼形成大規(guī)模花崗巖巖漿，中后期地幔柱活動使得地幔成礦物質(zhì)直接提供成礦物質(zhì)來源。地幔柱所擁有的巨大熱量可以活化某些成礦元素，為礦床的形成奠定基礎。

此外，高效率的成礦流體是大規(guī)模成巖成礦的又一個極為重要的條件大型礦床的形成不僅僅是需要高效率的成礦流體，還需要成礦流體攜帶大量有效的礦化劑，地幔熱柱的活動過程中產(chǎn)生巨大的熱量促進了礦床的形成，并且最終形成成礦流體體系：同時富含大量成礦物質(zhì)的幔源氣體為大規(guī)模成礦流體富含幔源氣體，成礦流體不斷萃取出更多的成礦物質(zhì)，隨著時間和空間的推移，成礦流體的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)會發(fā)生改變，機會一旦成熟成礦元素就會卸載成礦，最終形成礦床。

四、礦床實例

以力馬河銅鎳硫化物礦床為例。力馬河銅鎳硫化物礦床位于四川省會理縣，該礦床的成礦巖體是鎂鐵一超鎂鐵侵入巖，成礦元素主要是銅、鎳，該礦床富含硫化物，該礦床是峨眉山大火成巖活動的產(chǎn)物，其巖漿形成的環(huán)境與峨眉山玄武巖的形成環(huán)境非常相似。礦體主要產(chǎn)出部位有圍巖處、接觸帶等，富礦體共有9個，主要分布在巖體西部邊緣地帶，礦體產(chǎn)狀與含礦橄欖巖相一致。力馬河銅鎳硫化物礦床成礦階段，該礦床成礦過程大致可歸結(jié)四個階段。首先巖漿在地殼深處發(fā)生重力分異和熔離作用。地殼深處的橄欖玄武巖漿，在一個構(gòu)造運動相對穩(wěn)定階段，得以充分的液態(tài)重力分異和硫化物熔離，從而分化為不相混溶的液態(tài)熔融體，自上而下依次為不合硫化物的基性巖漿、富含硫化物的超基性巖漿和純硫化物礦漿。這也是成巖成礦的主要階段。其次基性巖漿上侵階段。巖漿房上部的基性巖漿沿河斷裂和裂隙上侵至地殼的某一位置，在上侵過程中，巖漿的溫度和壓力會逐漸降低，當壓力和溫度降低到成巖條件時，基陛巖漿慢慢冷卻結(jié)晶并且伴隨著不完善的垂直分異作用。最后形成閃長巖、輝長巖及其過渡巖相。此外，當閃長一輝長巖體形成之后，由于斷裂的繼承性活動，富含金屬硫化物的超基性巖漿隨之沿斷裂上侵。在含礦橄欖巖脈形成之后，沿其節(jié)理有煌斑巖脈、偉晶輝石巖漿的貫入。這一階段也稱之為超基性巖漿貫入階段.最后當含礦橄欖巖脈及其派生的偉晶輝石巖和煌斑巖脈形成之后，斷裂再次復活，純硫化銅鎳礦漿沿斷裂上侵，穿插于含礦橄欖巖、石灰?guī)r、石英巖、偉晶輝石巖和煌斑巖之中，這一階段稱之為純硫化物貫入階段，經(jīng)過四個階段成巖成礦的過程，貫入型致密塊狀硫化銅鎳礦脈最終得以形成。結(jié)論：（一）地幔柱的存在是造就全球巨大山脈的動力來源之一。力馬河銅鎳硫化物礦床為地幔柱活動所形成的超級礦床。（二）力馬河銅鎳硫化物礦床的共經(jīng)歷了四個成礦階段，分別為巖漿液態(tài)重力分異和熔離階段、基性巖漿向上侵入階段、超基性巖漿灌入階段、純硫化物巖漿貫入階段，四個階段依次類推，經(jīng)過漫長的地質(zhì)過程，最終形成貫入型致密塊狀硫化銅鎳礦床。（三）力馬河鎳礦形成于巖漿的硫化物熔離作用。地殼深部的大斷裂為超鎂鐵巖漿上侵提供良好的通道。