煌斑巖的研究進展

李亮，祁婧

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煌斑巖的研究進展

李亮，祁婧

（成都理工大學地球科學學院，成都 610059）

近年來地質(zhì)學家越來越重視煌斑巖的分類、成因及其與礦產(chǎn)的共生關系等問題的研究。對于煌斑巖的分類，目前較為被認可的分類方法是依據(jù)化學成分的差異將其劃分為超鎂鐵質(zhì)煌斑巖、鈣堿性煌斑巖、堿性煌斑巖、超鉀質(zhì)煌斑巖及過鉀質(zhì)煌斑巖。關于煌斑巖的成因，主要認為有“富集型地幔熔融模式”和“基性巖漿陸殼混染模式”兩種成因模式。此外，研究發(fā)現(xiàn)煌斑巖還與金、鈾、金剛石、鐵等礦產(chǎn)有一定的伴生關系，特別是與金礦化在時空上有密切的聯(lián)系，因此這種聯(lián)系可以用來作為金礦的找礦標志。

煌斑巖；成因；分類；研究進展

德國地質(zhì)學家Wilhelm von Gumbel最初用煌斑巖指形成小侵入體、含普通角閃石、斑晶狀褐色云母但不含長石斑晶的巖石[1]?；桶邘r(Lamprophyre)是一種常見的暗色礦物含量較高的脈巖，多為斑狀結構，含有較高含量的揮發(fā)組分H2O、CO2，同時有較多的S、P2O5、K2O、Na2O以及某些稀有元素?；桶邘r規(guī)模一般較小，但分布廣泛，容易受到構造裂隙的控制，呈巖脈、巖床、巖墻等產(chǎn)狀產(chǎn)出[2]。

表1 煌斑巖分類

1 煌斑巖的基本特征

1.1 煌斑巖的產(chǎn)出與分布

煌斑巖類是常呈巖脈、巖席、巖墻等產(chǎn)狀形成放射狀或平形狀的巖脈群成群成列產(chǎn)出的富含鐵鎂礦物的暗色脈巖[3]，一般脈體長度變化從幾米到幾十千米不等，寬度變化為幾厘米到幾十米。從前寒武紀到第四紀都能發(fā)現(xiàn)煌斑巖的分布，主要集中于構造活動強烈的時代；煌斑巖在空間上主要分布在造山帶周邊區(qū)域、大陸裂谷區(qū)域、島弧帶、古大陸縫合周邊以及轉(zhuǎn)換斷層帶等各種不同的大地構造單元都有分布[4]。

1.2 化學成分與礦物成分

煌斑巖SiO2的含量在27% ~52%之間，Al2O3的含量介于8.04 ~19.86%，TiO2介于0.42 ~2.71%，鐵鎂鈣偏高（TFeO 8% ~13%，MgO 10%左右，CaO 10% ~15%）、富堿和鈦（Na2O+K2O 4% ~7%，TiO21% ~2%）[2]，揮發(fā)分含量也較高（CO2+H2O+3% ~6%，個別的達10%以上），煌斑巖中的揮發(fā)份既有原生的也有外來的成分，主要是跟其演化過程和后期的蝕變等作用有關[5]。煌斑巖具有富集輕稀土元素和大離子親石元素(Rb、Sr、Ba、K、Th等)、虧損重稀土元素和高強場元素(Ta、Nb、Ti、Hf等)[6]。

煌斑巖中鐵鎂礦物含量大于1/3，暗色礦物主要為黑云母和角閃石，輝石次之，少量橄欖石，還可以看見富鈉或鈦的堿性暗色礦物。淺色礦物主要為斜長石，也可是似長石?；桶邘r中還含有磁鐵礦、榍石、磷灰石、鋯石等副礦物。

1.3 結構構造

煌斑巖的煌斑結構中暗色礦物大多以自形晶構成煌斑巖的斑晶、基質(zhì)。斑晶主要為自形的黑云母和角閃石等鐵鎂礦物，基質(zhì)由自形-半自形的硅鋁礦物和自形的鐵鎂礦物構成細粒（或微晶）自形結構。煌斑巖的構造主要為塊狀構造，有時為斑雜構造、杏仁或氣孔構造[7]。

1.4 煌斑巖的分類

Rock將煌斑巖類劃分為四大類[8]：①超鎂鐵煌斑巖；②堿性煌斑巖；③鈣堿性煌斑巖；④鉀鎂煌斑巖。翟淳[9]在總結Rock、威納爾和斯特里克森等人關于煌斑巖分類方法的基礎上，提出了一種新的分類方法，如表1。但是此表的分類方法只適用于粗略的半定量的劃分煌斑巖。當詳細的了解煌斑巖的實際礦物成分后可以使用APF圖解進行分類（圖1）。

圖1 鈣堿性、堿性和超堿性煌斑巖APF定量分類圖

A=堿性長石，P=斜長石，F(xiàn)=似長石，M=鐵鎂礦物。1.云煌巖；2. 閃輝正煌巖；3. 云斜煌巖；4. 閃斜煌斑巖；5. 棕閃煌巖；6. 閃輝煌斑巖；7. 斜閃煌巖；8. 堿煌巖；9. 霞輝煌斑巖；10. 輝閃霞煌巖；11. 黃長煌斑巖；12. 無橄黑云堿煌巖

目前煌斑巖主要的分類方法是根據(jù)SiO2、K2O+Na2O及K2O、Al2O3、Na2O的相對含量將煌斑巖劃分為超鎂鐵質(zhì)煌斑巖、鈣堿性煌斑巖、堿性煌斑巖、超鉀質(zhì)煌斑巖及過鉀質(zhì)煌斑巖[6]。

2 煌斑巖的成因

煌斑巖的成因較為復雜，迄今尚無定論。地質(zhì)學者通過對煌斑巖的深入研究后，提出了不同的煌斑巖成因理論，其中富集型地幔部分熔融和基性巖漿陸殼混染兩種成因模式[11]最為流行和被認可。

2.1 富集型地幔部分熔融模式

Rock曾認為來自地核或深地幔的交代流體交代上地幔產(chǎn)生的富集型地幔源部分熔融可以形成煌斑巖原始巖漿。富集地幔的形成主要有三種[7]。邱檢生、王德滋[12]等對魯西富鉀火山巖及煌斑巖的主量元素、微量元素以及Nd-Sr同位素地球化學研究后發(fā)現(xiàn)煌斑巖表現(xiàn)出富堿富鉀、富輕稀土及大離子親石元素和貧高場強元素及親鐵元素的特點，表明富鉀火山巖和煌斑巖均起源于富集型地幔的部分熔融。胡阿香[13]運用元素地球化學和同位素地球化學（Sr-Nd）同位素定年等方法手段，對湘中錫礦山煌斑巖的地球化學特征研究分析后發(fā)現(xiàn)湘中錫礦山煌斑巖起源于富集型地幔的部分熔融。因此富集型地幔部分熔融模式是較為被地質(zhì)學者認可的一種成因模式。

2.2 基性巖漿陸殼混染模式

煌斑巖基性巖漿陸殼混染成因本質(zhì)上就是煌斑巖在形成運移過程中受到陸殼物質(zhì)不同程度的混染，由于煌斑巖中Cr、Ni的含量較高，一些學者認為煌斑巖是地幔源基性巖漿同化大陸硅鋁殼產(chǎn)生的，母巖主要是交代富集地幔。通過對華北克拉通太行山地區(qū)煌斑巖化學成分研究發(fā)現(xiàn)該煌斑巖主要是因為富集不相容元素的大陸巖石圈地幔發(fā)生了較弱的部分熔融，熔融產(chǎn)生的熔體在上升過程中發(fā)生鐵鎂相礦物的結晶分異并受到下地殼的混染[14]。

3 煌斑巖與成礦的關系

3.1 煌斑巖與金礦的時空關系

煌斑巖與金礦的共生關系是近幾年煌斑巖的研究熱點，地質(zhì)學家通過對煌斑巖與金礦共生關系研究總結出一條關于煌斑巖與金礦的規(guī)律：“礦期生金、礦后吃金”，即煌斑巖在成礦期可以形成金礦，但是在成礦后煌斑巖又會破壞礦體[15]。因此，煌斑巖與金礦體在時空及成因上的聯(lián)系非常密切。

1）煌斑巖和金礦體的空間關系：金礦區(qū)廣泛發(fā)育有煌斑巖，金礦富礦體受煌斑巖脈控制明顯。據(jù)國內(nèi)外一些金礦床的統(tǒng)計資料表明，凡是有煌斑巖出露的金礦床區(qū)，均發(fā)育有深斷裂和與之有關的巖漿活動，并且還出露有中基性和超基性巖脈[16]。

2）煌斑巖與金礦體在時間上的相近性：按煌斑巖與金礦體的穿切關系，煌斑巖脈可分為礦前、礦期和礦后三種類型[17]：① 煌斑巖形成于金礦化之前：主要為鉀鎂煌斑巖和超鎂鐵煌斑巖。后期的構造活動或變質(zhì)作用使煌斑巖中的金活化，并且在構造有利部位富集；②煌斑巖與金礦化“同時”形成：煌斑巖從地幔向地表運移過程中混染了部分地殼物質(zhì)，釋放金及伴生元素，并且在有利的部位富集成礦，主要為鈣-堿性煌斑巖；③煌斑巖形成于金礦化之后：這種類型的煌斑巖會切穿金礦體,起到破壞金礦體的作用，或礦化疊加、增強的作用。

3.2 煌斑巖與金礦成因關系

煌斑巖是地殼火成巖中金含量最高的巖石，就背景值而言，煌斑巖有可能為金的礦源，鈣堿性煌斑巖可以提供金成礦所必須的H2O、CO2、S、K等組分。金成礦熱液是富C02的低鹽度溶液，煌斑巖巖漿熱液的特征與之一致，并且煌斑巖中硫含量達0.1%~0.2%，可以提供形成金礦床所必需的硫源?；桶邘r在金成礦過程中可以作為還原劑，煌斑巖中Fe2+、S2-等低價元素含量高，還原能力強，尤其是主要造巖礦物包裹體中含有許多強還原氣體H2S、CH4、CO等，使含金熱液在煌斑巖中或其附近沉淀富集，提供了一個地球化學屏障[17]。

地質(zhì)學者根據(jù)相關資料分析總結后認為煌斑巖與金礦成因可能主要受構造因素、煌斑巖本身的性質(zhì)以及幔源C-H-0流體的分異演化等因素的影響。

1）構造因素[11]：煌斑巖一般是幔源巖漿活動的結果，它們會在特定的構造背景下侵入到地殼淺部，如超殼斷裂等?；桶邘r沿主要構造帶產(chǎn)出，金礦化往往與煌斑巖伴生，煌斑巖和金礦化的成因與會聚板塊的邊緣構造有關，它們都是在構造環(huán)境向下延伸到達地幔的構造侵位的產(chǎn)物，但彼此來自不同的源區(qū)。實質(zhì)上，與中溫熱液金礦伴生的煌斑巖主要是鈣堿性煌斑巖，這類巖石與早期綠巖帶演化無關，但在時間上、空間上和與俯沖有關的轉(zhuǎn)換擠壓后碰撞、造山及擠壓剪切帶構造環(huán)境關系密切。

2）煌斑巖本身的性質(zhì)[11]：煌斑巖是一種富含大離子親石元素、稀土元素等不相容元素的暗色脈巖，它們獨特的物理和化學性質(zhì)，也是煌斑巖與金礦化伴生的重要因素。首先，煌斑巖中揮發(fā)份（CO、S、F、Cl）的含量高于一般的火成巖，這些揮發(fā)份有利于金的活化轉(zhuǎn)移[18]。其次，煌斑巖在侵位結晶過程中會釋放出熱能促進大氣降水深循環(huán)，這種循環(huán)與巖石相互作用從中萃取金等成礦元素并在適宜的成礦場所富集成礦。最后，煌斑巖具有界面效應，因為煌斑巖與圍巖不同的物理化學性質(zhì)會導致它們的接觸處產(chǎn)生強烈的“界面效應”[18]，即地球化學障。

3）幔源C-H-O流體的分異演化[11]：幔源C-H-O流體上升進人地殼后，由于壓力降低以及揮發(fā)份組成的變化而形成富含硅堿質(zhì)的C-H-O流體及富含鎂鐵質(zhì)的硅酸鹽流體，前者會引發(fā)并參與地殼中的某些熱液成礦作用(如金礦化等)，而后者在地殼淺部形成鈣堿性煌斑巖。

4 結語

煌斑巖廣泛發(fā)育于不同的構造背景中，產(chǎn)出形式較為復雜，它的組成含量因礦床的產(chǎn)出背景不同而存在差異，它是研究地幔物質(zhì)上涌過程同地殼相互作用以及地幔演化的重要對象?；桶邘r主要可以分為超鎂鐵質(zhì)煌斑巖、鈣堿性煌斑巖、堿性煌斑巖、超鉀質(zhì)煌斑巖及過鉀質(zhì)煌斑巖。主要有 “富集型地幔熔融”和“基性巖漿陸殼混染”兩種成因模式。煌斑巖與金、鉛、鈾、金剛石等礦產(chǎn)的密切聯(lián)系，特別是金礦床，煌斑巖與金礦化主要受構造因素、煌斑巖本身的性質(zhì)以及幔源C-H-0流體的分異演化等因素的影響。

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Advances in Research into Lamprophyre

LI Liang QI Jing

(College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

Geologists have paid great attention to lamprophyre, including its classification, genesis and relation to minerals. At present, lamprophyre is divided into ultramafic, calc-alkaline, alkaline, ultrapotassic lamprophyre and perpotassic lamprophyre. Genesis of lamprophyre has enriched mantle melting model and basic magma-continental crust contamination model. The study reveals that lamprophyre is related to Au, U, Fe and diamond deposits.

lamprophyre; genesis; classification; advance

2017-06-12

李亮（1996-），男，四川達州人，本科在讀，專業(yè)方向：資源勘查工程專業(yè)

P581

A

1006-0995（2018）01-0023-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.005