“小巖體成大礦”理論體系研究

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

一、前言

20 世紀(jì)人們崇尚的“基性大巖體中才能形成大礦床”傳統(tǒng)理論指導(dǎo)了找礦勘查活動，20 世紀(jì)后半葉，中國、俄羅斯、加拿大等地質(zhì)勘查實(shí)踐逐漸發(fā)現(xiàn)了一批大型、超大型礦床產(chǎn)于小巖體中。我國迄今并未發(fā)現(xiàn)像國外產(chǎn)出的那類“大巖體大礦床”，而在一些規(guī)模較小或很小的巖體中卻發(fā)現(xiàn)了巨型、超大型或大型礦床。由此提出了“小巖體成大礦”概念，而且是幔源和殼源兩類巖漿的“小巖體成大礦”?！靶r體成(大)礦”是指在地殼淺部、超淺部的規(guī)模相對較小的侵入體內(nèi)部和/或附近的圍巖中，形成與小巖體有關(guān)的大型、超大型甚至世界級礦床。這種現(xiàn)實(shí)并非意味著巨量礦質(zhì)主要來自小巖體自身而是指深部熔融形成的含礦巖漿經(jīng)歷了復(fù)雜的侵、演化與就位的過程，致使巨量礦質(zhì)聚集或耦合包含小巖體在內(nèi)的現(xiàn)存空間的一種成礦作用。

二、小巖體成礦系統(tǒng)

(一)成礦背景。這類礦床的地質(zhì)背景主要有大陸陸內(nèi)或邊緣裂解背景下的小侵入體礦床; 造山帶后碰撞伸展背景的小侵入體礦床; 大火成巖省背景下的小侵入體礦床 。

(二)鄰近深大斷裂。小巖體礦床一般都鄰近深大斷裂,這種斷裂有時耦合于重要的地殼縫合帶,如金川南側(cè)華北地塊與祁連山之間的縫合帶,紅旗嶺南緣輝發(fā)河深斷裂帶,喀拉通克北緣額爾齊斯北西向深斷裂帶,白馬寨北西之哀牢山—紅河深斷裂帶等,它們及其次級羽狀裂隙為地幔巖漿上升成巖、成礦,提供了通道和儲礦空間。

(三)原生巖漿。小巖體礦床的原生巖漿主要有高鎂拉斑玄武巖漿、苦橄質(zhì)巖漿和科馬提巖漿 。

三、兩類小巖體成(大)礦的成礦機(jī)制與成礦類型

(一)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)小巖體成大礦的成礦機(jī)制。結(jié)合小巖體礦床的成礦過程建立了小巖體的成礦模式，這個模式的主要內(nèi)容包括：前導(dǎo)性巖漿一般是大規(guī)模的、大質(zhì)量的；繼發(fā)性巖漿一般是小質(zhì)量、小規(guī)模的。來自深部地幔的巖漿多期次涌進(jìn)地殼的深部巖漿房中，由于物理化學(xué)條件的變化發(fā)生分離結(jié)晶作用和熔離作用和部分結(jié)晶作用，在重力作用下，巖漿房中的液體分異成為不含礦巖漿、貧礦巖漿、富礦巖漿和礦漿幾部分，然后向現(xiàn)存空間一次或多次脈動式噴發(fā)-貫入成巖成礦。一般來說，經(jīng)過結(jié)晶、分異、熔離后的不含礦巖漿的體積，比貧礦巖漿、富礦巖漿和礦漿的體積要大得多，在上侵過程中，不含礦巖漿大部分都噴溢出地表或侵入到不同的空間，形成噴發(fā)巖流或侵入巖體群。剩余的巖漿、貧礦巖漿、富礦巖漿和礦漿可以多次貫入同一空間成巖、成礦，也可以分別貫入不同的空間成巖、成礦。相對于就地熔離的“大巖體”礦床而言，這種深部熔離-貫入礦床的巖體體積小得多，含礦率和礦石品位也高得多，所以這種成礦作用導(dǎo)致形成小巖體，大礦床；即所謂的“小巖體成大礦”，這個模式簡要概括為深部熔離(預(yù)富集)-脈動式貫入-終端巖漿房聚集成礦。

(二)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)小巖體成大礦的成礦類型

(1)深熔-單式貫入成礦。繼發(fā)性巖漿如果分別貫入不同的空間成巖成礦，其中的富礦巖漿單獨(dú)貫入一脈型空間成礦，總體組成含礦率很高、Ni>1 %的大型礦床，如紅旗嶺7 號。

(2)深熔-脈沖式貫入成礦。繼發(fā)性巖漿如果依次貫入同一較小的空間成巖成礦，先貫入的巖漿、含礦巖漿分布于通道的外側(cè)，后貫入的富礦巖漿或礦漿分布于通道的中下部，截面上呈中心式結(jié)構(gòu)，總體組成含礦率很高(60 %)、Ni>1 %的大型礦床，如喀拉通克。

(3)深熔-復(fù)式貫入成礦。繼發(fā)性巖漿如果依次貫入同一空間成巖成礦，先貫入的巖漿、含礦巖漿分布于巖體的中上部，后貫入的富礦巖漿或礦漿分布于巖體的中下部，總體組成含礦率很高(47 %)、Ni>1 %的大型、超大型礦床，如金川。

(4)深部結(jié)晶-礦漿貫入成礦。如果繼發(fā)性巖漿主要為礦漿，分別依次貫入同一或者不同較小的空間成礦，并且形成以塊狀結(jié)構(gòu)礦石為主要礦石類型的大型礦床。如磁海鐵礦、姑山鐵礦。

(三)中酸性小巖體成(大)礦的機(jī)制?，F(xiàn)存成礦小巖體處于整個巖體的頭部(或淺部)，這一部位正是巖漿“氣”、“液”和“礦質(zhì)”聚集的最有利場所，也是成礦的中心部位。巖漿侵位后，隨巖漿結(jié)晶，溫度下降，會依次達(dá)到高溫氣液期(600～420 ℃)，中溫?zé)嵋浩?420～280 ℃)和中低溫?zé)嵋浩?280～120 ℃)。對于以Cu為主或以Mo-W為主以及W-Sn-Mo-Bi 為主的礦床，主要以前兩個成礦期為主，同時向圍巖擴(kuò)散揮發(fā)分和礦質(zhì)熱流體，如果圍巖是碳酸鹽巖，即可發(fā)生夕卡巖礦化；如果圍巖屬花崗質(zhì)巖、細(xì)碧巖、凝灰?guī)r、千枚巖等，則相應(yīng)發(fā)生鉀化、硅化、絹云母化、粘土化、角巖化、青盤巖化等，同時伴以浸染狀、細(xì)脈浸染狀或網(wǎng)脈狀、脈狀礦化。對于以Au 為主的礦床如大水金礦床，主要以后一成礦期為主，屬中低溫巖漿熱液為主的細(xì)粒浸染礦床。

(四)中酸性小巖體成(大)礦的類型。這里的成礦類型是以小巖體作為主導(dǎo)成礦因素，而有別于通常劃分的礦床類型。共分以下6 類。

(1)前鋒式小巖體礦床。實(shí)例：西藏甲瑪(Cu-Mo)、安徽獅子山(Cu-Au)；在小巖體侵入的前鋒圍巖中和小巖體頂部成礦，且以前鋒圍巖中成礦為主的礦床。

(2)單式斑巖小巖體礦床。實(shí)例：安徽沙坪溝(Mo)；與通常所說的斑巖礦床并無差別，這里強(qiáng)調(diào)的是單次侵入的斑巖小巖體礦床。

(3)矽卡巖-斑巖小巖體礦床。實(shí)例：河南上房溝(Mo-Fe)、河南南泥湖-三道莊(Mo-W)；是指斑巖小巖體的接觸帶和圍巖碳酸鹽巖中形成了一個或多個矽卡巖礦體，這些矽卡巖礦體的規(guī)模和金屬量相當(dāng)于或大于斑巖礦體。

(4)復(fù)式斑巖小巖體礦床。實(shí)例：江西大湖塘(W、Sn)、西藏驅(qū)龍(Cu-Mo)；兩次或兩次以上侵入形成的復(fù)式巖體中，至少一期或最晚期侵入的斑巖小巖體與成礦密切相關(guān)的礦床。

四、結(jié)論

(1)小巖體成(大)礦的范疇：基性小巖體的成礦作用包含小巖體Ni-Cu-PGE礦、V-Ti 磁鐵礦、磁鐵礦和鉻鐵礦；中酸性小巖體的成礦作用包含斑巖礦床和一些非斑巖礦床，所有的斑巖礦床都是小巖體礦床，但是小巖體礦床不都是斑巖礦床，小巖體礦床還包含一些非斑巖礦床，比如高溫型的鎢錫礦床等。

(2)小巖體成(大)礦理論在基性-超基性小巖體礦床中表現(xiàn)為：小巖體尾羽成礦，前導(dǎo)性巖漿礦質(zhì)虧損，富橄欖石巖漿有利成礦，深斷裂兩側(cè)次級裂隙控礦，終端巖漿房多次脈動式貫入聚集成礦。在中酸性巖中成礦表現(xiàn)為：巖體頭部成礦(氣，液，礦質(zhì)，流體頭部成礦)，頭部以上(外)空間蝕變帶，爆破角礫巖多期巖(礦)脈等成礦，小巖體頭部面型成礦，小巖體外側(cè)金屬分帶成礦，小巖體本身金屬垂直分帶成礦。