小巖體成大礦中的流體效應

馮修俊

摘?要： 分散的成礦元素通過地質作用聚集或富集在有限的空間范圍內，這是礦床形成的普遍規(guī)律。分散元素聚集在特定的空間范圍需要載體將其帶入，而流體很好的充當了這一角色。根據(jù)已經發(fā)現(xiàn)的小巖體成大礦實例，成礦元素如果全是從該小巖體運移而來是不符合質量守恒定律的，因此必然存在巖體之外的成礦元素通過流體運移聚集到此成礦，這類小巖體成大礦具有特殊性，同時具有規(guī)律性，流體作為成礦載體也必然存在著與之相關的流體效應。本文在查閱了相關文獻的基礎上，對小巖體成大礦中的流體效應做簡單的評述。

關鍵詞： 成礦元素;流體;小巖體成大礦

【中圖分類號】TD8?【文獻標識碼】B?【文章編號】1674-3733（2020）22-0280-01

1?引言

自20世紀中葉甘肅金川小侵入體鎳礦床被探索發(fā)現(xiàn)之后，我國相繼發(fā)現(xiàn)了許多“小侵入體成大礦”的實例。湯中立教授在對巖體規(guī)模進行劃分時[1]，認為巖體最大的截面積不到10km2的可以稱之為小巖體，小巖體成大礦的眾多實例揭示小巖體成大礦在自然界具有一定的規(guī)律性。成礦物質的源、運、儲過程，不但決定了礦床能否形成，還決定了礦床的規(guī)模、品位。而流體在成礦過程中，扮演了重要的角色，因此弄清楚成礦過程中的流體效應，具有重要意義。

2?小巖體成大礦中的流體形成機制

巖漿中均含有一定量的水，一般花崗巖漿的水含量達5%～8%左右，鎂鐵質巖漿中也含有少量的水含量。巖漿水和揮發(fā)分是組成巖漿流體的主要組分，火山噴發(fā)過程中均噴發(fā)出大量含金屬元素的氣體-流體。這是由于巖漿沿火山通道上升，壓力、溫度下降，巖漿中大量金屬元素可能隨揮發(fā)分分離析出，成礦元素主要以離子形式或細分散流體轉入氣相。因此火山噴發(fā)時當巖漿處于臨界溫度狀態(tài)下，就會產生流體分離作用，并排出大量富含金屬元素及水的火山氣體，其主要組分為：揮發(fā)分（H2O、Cl、F、H2S、S）、造巖組分（K、Na、Si、Al）及成礦元素（Au、Ag、Pb、Zn、Cu、Sn、Fe）。根據(jù)花崗巖中流體包裹體成分分析：除含常量元素Al、Si、K、Na、Ca、Mg、Fe外，還含有HCO3-、SO42-、F-、Cl-、B2O42-、SiF62-、Ar、Li、Rb、Cs、Zr、Ti、Sc、Ga、W、Sn、Cu、Pb、Zn、Au等;另外，花崗巖流體還含有微量氣體CO2、CO、CH4、N2、H2S、SO2、He、Ar等。在華南金屬礦床中，微量氣體含量表現(xiàn)為H2O>CO2>N2>CH4>CO，陰離子HCO3->SO42-> F->Cl-，陽離子為Na+>K+>Ca2+>Mg2+。我國許多金、錫、鎢、鉛、鋅礦床常與流體包裹體中CO2、HCO3-高含量有關。

在小巖體成大礦中，以鎂鐵質、超鎂鐵質巖漿為例，其成礦機制為“深部熔離貫入成礦作用”[2-6]，實質就是在巖漿侵入現(xiàn)存空間之間，在深部已經發(fā)生了礦質的“預富集作用”，然后再一次或多次侵入現(xiàn)存空間成礦。而在其預富集過程中，巖漿由于重力分異作用、結晶分異作用及和圍巖的同化混染作用，在這一過程中，勢必伴隨著大量的物理化學反應，釋放水、揮發(fā)分等物質，形成含硅酸鹽熔融體、水、揮發(fā)分、氣體、成礦元素等的復雜流體。

3?討論

由于小巖體成大礦往往形成大型超大型礦床，如果其成礦元素完全來源于小巖體中是不符合質量守恒定律的，所以其必定是一個開放系統(tǒng)。成礦系統(tǒng)的能力是有限的，成礦功能的存活時間也是有限的[7]。一切成礦作用的發(fā)生都與流體有關，在小巖體成大礦的過程中，流體一方面擔任了成礦元素的“搬運工”，將開放系統(tǒng)內的成礦元素源源不斷的搬運過來，使得小巖體成礦系統(tǒng)有足夠的物源支撐其形成大型、超大型礦床。其次，根據(jù)湯中立教授多年對小巖體的研究，創(chuàng)造性的提出了導致小巖體成大礦的深部熔離-貫入成礦機制[2-6]，即母巖漿侵入現(xiàn)存空間之前，在深部巖漿房內就發(fā)生了熔離作用，使母巖漿分離為不同成分：上層大部分為無礦和貧礦巖漿，向下逐漸出現(xiàn)富礦巖漿，至最底層為礦漿，各層位間呈過渡關系。其中，無礦和貧礦巖漿大部分都侵入到不同空間，從而形成巖墻群或巖帶。而剩余的富礦巖漿和礦漿可以多期次貫入同一空間，也可分別貫入不同空間，從而脫離巖漿主體單獨成巖成礦。相對于就地熔離的礦床，這種深部熔離-貫入形成的礦床，其巖體體積會小得多，但礦化率卻相當高，從而出現(xiàn)小巖體成大礦實例。這種成礦作用的特點既是能在短時間內富集大量礦物質，這也能夠解釋所發(fā)現(xiàn)小巖體成大礦實例的普遍現(xiàn)象。富礦巖漿，礦漿這類流體的貫入成礦顯然不同于原始的流體成礦機理，它所需時間短，成礦儲量大，在地質作用和構造應力的作用下，上侵直接導致成礦。但是，其在成礦作用發(fā)生之前，其仍然是符合流體成礦的機理，其機理是單一流體不混溶形成礦漿和硅酸鹽熔漿，只不過這種流體成礦作用發(fā)生在真正的小巖體成大礦作用之前而為人們所忽視。我們?yōu)榇瞬浑y發(fā)現(xiàn)，其在深部可能存在著大量的由單一流體不混溶分離形成的礦漿體，只不過是現(xiàn)有技術條件下并不能將人類工業(yè)活動延伸與此。在構造應力的改變和地質作用影響下，這類礦漿上侵導致成礦，上侵可以是一次，也可以是多次，這取決于區(qū)域構造活動的強烈以及是否存在著高效的運移通道。流體成為小巖體成大礦整個過程中礦床的最終來源，并串聯(lián)起整個成礦作用，它是整個成礦作用的線索，在成礦作用過程中，它時時刻刻存在，任何它的終止，都會導致成礦作用的終止。

4?結論

（1） 巖漿流體是“小巖體成大礦”中礦質的最終來源;

（2） 流體在“小巖體成大礦”過程中擔當了“搬運工”的角色;

（3） 流體是整個成礦作用的線索，在成礦作用過程中，它時時刻刻存在，任何它的終止，都會導致成礦作用的終止。

參考文獻

[1]?湯中立，李小虎.兩類巖漿的小巖體成大礦[J].礦床地質，2006，25（增刊）：35-38.

[2]?湯中立.金川硫化銅鎳礦床成礦模式[J].現(xiàn)代地質，1990，4 （4）：55-64.

[3]?湯中立.金川含鉑硫化銅鎳礦床成礦模式[J].甘肅地質學報，1991，12：104-125.

[4]?湯中立.超大型巖漿硫化物礦床的類型及地質對比意義[J].甘肅地質學報，1992，1（1）：24-47.

[5]?湯中立，李文淵.金川銅鎳硫化物（含鉑）礦床成礦模式及地質對比[M].北京：地質出版社，1995.

[6]?湯中立.金川銅鎳硫化物礦床巖漿成礦作用的偏在性[J].甘肅地質學報，1996a，5 （2）：73-85.

[7]?翟裕生.成礦系統(tǒng)論[M].北京：地質出版社，2010.