滇西地区富碱斑岩中地幔流体作用踪迹及其成矿作用意义

滇西地区大量产出的富碱斑岩及其包体岩石的形成和演化与该区新生代陆内变形、构造作用、幔源岩浆和深源流体活动,及其与此有关而广泛发育的内生多金属矿产存在必然的联系。本文通过岩相学、岩石化学、电子探针、扫描电镜和能谱分析,较为系统地分析论证了这一关联的内在统一制约和联系的纽带即深部地质过程和由此相伴的含矿地幔流体作用,初步揭示了这种深部过程和地幔流体作用的微观踪迹和方式可以直接表现为:(1)呈脉状和浸染状穿插于深源包体岩石中的富钠玻璃,透光镜下呈微晶和雏晶,颜色随成分差异而不均匀,化学成分以高硅、铝、钠、铁,低钾、钙、镁为特征,矿物成分以钠长石、角闪石、磁铁矿(镜铁矿)、钛铁矿组合为特征,是富碱岩浆携带包体岩石之前即已存在的上地幔流体;(2)呈脉状、团块状和浸染状穿插于主岩和各类包体岩石的富铁玻璃;(3)呈独立包体产出于霓辉正长斑岩中的富铁熔浆包体。后两者物质在透光镜下无光性,呈黑色不透明,反光镜下不反光,但在电子显微镜下呈显微晶质结构,化学成分以高硅、铝、铁,低钙、镁、钠、钾为特征,矿物组成上以硅酸盐和石英为主,含有碳硅石、含铬自然铁、钛铁矿、磷灰石等地幔标志矿物,其中微晶金属和非金属矿物之间呈熔离结构交生,反映了地幔流体的熔浆性质及其与富碱岩浆不混溶的特征;由地幔流体对岩石的交代浸染作用,引起主岩和包体岩石中普遍发育各种蚀变作用,如角闪石化、硅化和绿泥石化等,并导致矿物组合总体上表现为暗色矿物由辉石→角闪石→黑云母→绿泥石的退变序列。该地幔流体微观踪迹的三种表现形式与富碱岩浆共存,并共同运移,但两者由于组成和性质的差异而互不混溶;结合透岩浆流体成矿作用理论和本文论证的综合分析认为,当富碱岩浆和地幔流体系统封闭较好,地幔流体则伴随富碱岩浆的结晶过程对富碱斑岩进行同步自交代蚀变,在斑岩体或其深部形成矿床,构成正岩浆成矿体系,典型成矿实例如马厂箐斑岩钼矿床;若在此成岩成矿过程中发生构造作用扰动,则地幔流体进入岩体与围岩的接触带,或紧邻接触带的地层围岩中进行交代蚀变成矿,构成接触带成矿体系,典型成矿实例如马厂箐矿区中赋存于夕卡岩—大理岩带中的斑岩型铜矿和主要赋存于地层围岩中的斑岩型金矿,若金矿出现在斑岩体内,则一般受控于穿切斑岩体的成岩后断裂;若岩浆和流体运移通道的深大断裂体系发育,环境相对开放,则地幔流体伴随富碱岩浆的成岩过程而脱离岩浆沿分支断裂通道进入远离岩体的不同地层岩石中进行交代蚀变成矿,构成远程热液成矿系统,典型成矿实例如兰坪金顶超大型铅锌矿床;在这一成矿过程中,地幔流体可以随深度和环境变化引起的物理化学条件变化,其性质由熔浆→超临界流体→液相流体转化,并运载和沿途活化成矿物质至适宜容矿部位集中,促使幔壳物质叠加成矿;进而有利于深部成矿并形成大型和超大型矿床。

地幔流体在滇西富碱斑岩成岩成矿过程中的作用——地质年代学和同位素地球化学制约

滇西金沙江哀牢山断裂以东广泛发育富碱斑岩型多金属矿床,其富碱斑岩体中有多处产出深源岩石包体。对包体岩石和寄主富碱斑岩及其成矿石英脉的地质年代学研究显示,深源岩石包体的成岩年龄大于寄主富碱斑岩,而富碱斑岩的成岩与成矿是基本同时的。结合铅硅锶钕同位素地球化学研究表明,在富碱岩浆的成岩过程中,伴随富硅成矿流体对围岩和岩体的交代蚀变,并与地壳岩石一定程度混染而实现成矿作用。这种富硅成矿流体作用实质上是地幔流体作用在地壳中成矿作用的延续。据此,从地幔流体交代矿物的结晶年龄(116.0 Ma)到富硅成矿流体年龄(51.2 Ma),揭示地幔流体作用贯穿于富碱岩浆成岩成矿的全过程。正是这一地幔流体作用过程,导致Si、Al、Na、K及其它硅不相容元素和成矿元素富集,进而导致其Sr-Nd同位素特征由亏损地幔向富集地幔过渡,并引起从岩体→围岩对应、从高温→低温的系列成矿效应。也正是这种流体作用,构成滇西新生代广泛成矿的内在统一制约因素和大型-超大型矿床形成的重要地球化学背景。

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的地幔流体交代作用特征

滇西富碱斑岩体中,有多处产出深浅来源不同的包体岩石。针对寄主岩石和包体岩石的岩相学和岩石化学成分的对比研究发现:寄主岩石较包体岩石更富S iO2,A l2O3,N a2O和K2O,而包体岩石较寄主岩石更富C aO,M gO,F e2O3和F eO,岩石蚀变以角闪石化、钠黝帘石化和硅化为主,结合具超基性岩性的包体岩石发育碎裂结构,碎裂粒间出现与交代成因角闪石共生的微晶硅质、碳质、碳酸盐和金云母等表现地幔流体显交代作用的特征矿物组合,由此判定交代主岩和包体岩石的流体富含碱质和硅质,是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体,其交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用,而此交代作用促进了成矿元素和挥发份的聚集,且富碱斑岩与地幔流体的交代作用之间存在有利的时差关系。

地幔流体作用微观踪迹特征和意义研究——以云南六合富碱斑岩及其深源包体岩石为例

鹤庆六合富碱斑岩体处在丽江-剑川-洱海弧形断裂带东侧的北东向断陷盆地中,主要为霓辉正长斑岩。本文通过对寄主岩及其深源包体岩石的岩相学研究结合电子探针、扫描电镜和能谱分析可以看出:(1)

碱型地幔流体与富碱热液成矿

碱交代作用是整个热液作用成矿的一个基本机理,包括:①所有的热液作用是碱型地幔流体从对岩石(或岩体或地层)进行碱交代(K、Na的带入)开始的;②提供矿源(靠富K、Na热液的强烈交代作用在热液上升路途中萃取岩石矿质);③形成碱交代岩,使热液由强碱性向酸性([H+]离子浓度增长)演化,以破坏稳定的矿质迁移形式,导致沉淀、卸载、成矿;④碱交代岩是高压高温爆裂岩,角砾和次生孔隙度由此大增,有利于热液和构造再活动,成为金属成矿和油气成藏的有利储矿围岩。文章用新的证据证明此富碱热液来自深部碱型地幔流体(A-HACONS)。通过碱金属地球化学这条纲把热液作用和地幔流体作用串联为深浅一个整体。

北疆卡鲁安Li-Be-Nb-Ta伟晶岩岩浆-热液过渡过程与晶体-熔体-流体相互作用:锆石矿物学记录

新疆卡鲁安伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta矿床是阿尔泰造山带内重要的锂矿床之一。本文研究发现,卡鲁安富锂伟晶岩的各内部结构带,即钠长石-石英-白云母带(Ⅰ)、锂辉石-钠长石-石英带(Ⅱ)和锂云母-锂辉石-钠长石-石英带(Ⅲ)中的锆石结构和成分变化复杂,均发育三类、不同世代的锆石:Zr-P、Zr-A和Zr-O。Zr-P为原生岩浆锆石,它们具有均匀或振荡CL结构,相似的低HfO_(2)和Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs、Ta含量。Zr-P_(Ⅰ)和Zr-P_(Ⅱ)的稀土元素配分模式呈左倾型,而Zr-P_(Ⅲ)的稀土配分模式呈平坦型,这与磷灰石和锰铝榴石分离结晶或熔-流体相互作用有关。Zr-A的CL结构不均匀,发育孔洞、微小富U/Th矿物包裹体,并含较高的Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量。Zr-A_(Ⅰ)和Zr-A_(Ⅱ)锆石显示相似的富集轻稀土、平坦式重稀土的M型稀土元素配分模式,而Zr-A_(Ⅲ)显示与Zr-P_(Ⅲ)相同的平坦型稀土配分模式。显微结构和成分差异表明,Zr-A是由原生岩浆锆石溶解-再沉淀而来,其中Zr-A_(Ⅰ)、Zr-A_(Ⅱ)锆石形成于岩浆热液过渡阶段的晶体-熔体-流体相互作用,而Zr-A_(Ⅲ)为流体交代的产物。Zr-O形成最晚,它们的CL结构均匀且强度最高,含最低UO_(2),而HfO_(2)、Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量与原生岩浆锆石Zr-P相似,为热液成因。因此,卡鲁安富锂伟晶岩经历了岩浆、岩浆-热液过渡和热液多阶段演化,流体出溶后的晶体-熔体-流体相互作用活化早期锂辉石中的Li为伟晶岩晚期锂云母矿化(锂再富集)提供了重要物质条件。

地幔流体及其成矿作用

地幔流体及其成矿作用的研究是当前地学界倍受关注的前沿课题。地幔流体是一种以CO2和H2 O为主、同时含有一定量的溶质成分、相对富集大离子等不相容元素的超临界流体 ,具有独特的溶解和输运能力 ,主要来源于俯冲板块的脱水、脱气作用和地核及地幔脱气作用。地幔流体在许多大型—超大型金属、非金属、油气矿床和矿集区形成过程中具有重要意义。地幔流体成矿作用主要表现为本身成矿、提供成矿物质、成矿流体和成矿热动力。地质构造背景、岩浆活动、矿床地质、矿床地球化学等方面的研究均可提供地幔流体成矿作用的证据。地幔流体成矿作用的主要特征是矿床具有深大断裂构造背景、伴随幔源岩浆活动、成矿物质和成矿流体具有幔源性。

富金斑岩型铜矿床的基本特征、成矿物质来源与成矿高氧化岩浆-流体演化

第三纪富金斑岩型铜矿床主要发育于板块汇聚边缘与俯冲作用相关的火山-岩浆弧以及陆缘弧中,而大多数较古老的富金斑岩型铜矿床则主要发育于向大陆边缘增生的岛弧环境中。含矿斑岩的岩性变化范围从低钾钙碱性闪长岩、石英闪长岩和英云闪长岩到高钾钙碱性石英二长岩到碱性的二长岩及正长岩,通常侵位于地壳浅部1～2km处,与同期的火山岩密切共生,并常见热液爆破角砾岩。其围岩蚀变从早到晚依次可分为Ca-Na硅酸盐蚀变、K硅酸盐蚀变、中级泥质蚀变、绢云母化、高级泥质蚀变,而浅部的高级泥质蚀变可以与早期K硅酸盐蚀变同期形成。Cu、Au矿化主要发育在K硅酸盐蚀变带中,矿化与A型脉密切相关,贫钼而富铂族元素。控制富金斑岩型铜矿床形成的几个关键过程包括:(1)源区有大量的Cu、Au等成矿元素;(2)能使Cu、Au等成矿物质有效进入岩浆熔体的机制;(3)合成矿元素的岩浆熔体在从地幔上升到地壳高侵位而形成斑岩体的过程中没有Cu、Au等成矿物质损失;(4)在岩浆上升演化过程中,岩浆挥发份能有效的逸出,并且逸出的时间越早,对成矿越有利;(5)Cu、Au等成矿元素能有效进入岩浆挥发份; (6)在成矿斑岩体上部发育有利的相对封闭机制,阻止岩浆挥发份的逃逸;(7)含Cu、Au成矿流体的有效沉淀机制; (8)具有一个地壳上部的岩浆房,能够不断提供成矿物质和驱动热液循环的热能。要形成大型矿床一般需要多期岩浆脉动侵位与多期矿化热液蚀变事件的叠加。现多倾向认为交代的地幔楔可能是其主要物质来源。而有利于富金斑岩型铜矿床形成的岩浆有钾质钙碱性岩浆、埃达克质岩浆、碱性弧岩浆。俯冲板片脱水形成的流体或者熔融产生熔体提供了上覆地幔楔熔融的高氧逸度条件,这种高氧逸度特征是地幔源区Cu、Au成矿元素能否进入岩浆熔体的重要条件之一。最近研究表明流体的冷却可能是Cu、Au沉淀成矿最主要的因素。本文扼要介绍了富金斑岩型铜矿的矿床地质特征、矿床成因等方面的研究进展,分析了存在的主要问题并对其发展趋势作了展望。

云南姚安与富碱岩浆活动有关的金矿床地质及成因

云南姚安金矿床是滇西北地区与喜马拉雅期富碱侵入岩类有关的典型矿床之一.矿床成矿具有多期多阶段性,蚀变分带明显.矿体(脉)的产出与区内富碱岩体(脉)具有空间上形影相随、时间上相近或稍晚、成因上密切相关的关系.对矿床和相关富碱岩体(脉)金丰度值、同位素和稀土元素的研究表明,富碱岩体本身并不是矿质的源地.成矿流体和主要矿质均源于地球深部,以上地幔或壳幔混合带为主.通过深入讨论岩体成岩与流体成矿之间的关系,反映了与富碱岩浆活动有关的金矿床在成因上具有复杂性.

富氟花岗岩体系岩浆流体内稀土元素演化规律的实验研究

高温高压实验结果表明 ,随着富氟过铝花岗质岩浆分离结晶作用的进行 ,在与熔体相共存的流体相中 ,REE浓度呈有规律地变化 :当温度从 75 0℃下降至接近固相线 (5 70℃ )时 ,流体相中REE浓度逐渐降低 ,这一规律与REE在稀有金属花岗岩体上部岩相带中REE含量贫化的地质事实相一致。在富氟过铝质花岗岩体系中 ,REE易于分散进入某些造岩矿物 (如黑云母等 )和副矿物(如萤石和锡石等 )中 ,从而不利于REE形成热液矿床。

幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体——可能性与现实性

综合国内外研究资料并结合笔者的研究成果 ,评述了幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体的可能性和现实性。笔者认为 ,在地幔熔融和富集交代过程中可以形成富金和二氧化碳的岩浆 ,进一步在岩浆去气过程中金可以气相形式随二氧化碳排出 ,而一个由深部稳定热源驱动、富含幔源岩浆去气带入的二氧化碳和金并与地壳浅部流体混合的热液环流系统是形成重要金矿化的必要条件。

富碱侵入岩与金成矿关系:云南省姚安金矿床成矿流体形成演化的微量元素和同位素证据

以产在姚安富碱侵入岩体内外接触带上的姚安金矿床为对象,对成矿流体形成演化过程中的微量元素和S、C同位素地球化学进行了综合研究。研究结果表明,富碱侵入岩成岩过程中分异出的岩浆流体提供了姚安金矿床早期成矿作用所必需的成矿流体;从早期成矿阶段至晚期成矿阶段,成矿流体经历了从以岩浆流体为主的流体体系至以大气降水为主的流体体系的转变。因此,钙碱性侵入岩成岩过程中可分异出成矿流体的过程,也存在于富碱侵入岩的成岩过程中。

地幔岩中不同产状的流体-熔体包裹体及地幔流体交代作用

地幔捕虏体中存在不同产状的熔体包裹体和各种硅酸盐玻璃相,包括主矿物内部的蠕虫状、长圆形、圆形、不规则状包裹体(I型)、边部的连通的管状包裹体(T型)、主矿物边部和粒间的片状熔融体——“浆胞”(C型),三者可见明显过渡关系,它们是地幔流体交代地幔岩石过程中由交代重熔形成的,是研究地幔流体的特征和地幔交代作用的对象之一.从I型、T型到C型,其成分呈规律变化,其中S、Cu、Ni,K、Na含量呈明显的降低趋势.包裹体中玻璃相的成分较主矿物富Si、Al、S、Cu、Ni、K和Na,再加上CO2包裹体的发现,表明地幔流体的成分富碱金属、Si、Al、S、Cu、Ni和CO2.地幔交代作用可以使交代产物中Si、Al含量升高而形成中酸性岩浆,也可由于硫化物熔体聚集而形成矿浆.不同地区的地幔流体性质可能存在差异,这些不同性质的地幔流体可能与不同类型的地幔成矿作用有关.

地幔流体与地球的放气作用

地幔流体的形成、聚集和渗透是引起地幔交代作用的主要营力。地幔交代作用发育的强弱决定着所生成岩浆的碱性程度。地幔流体和部分熔融体高度富集不相容元素，它们与亏损地幔的相互作用可以使后者发生ＬＲＥＥ和不相容元素的局部富集。通过板块俯冲作用使地球表层的ＣＯ２进入地幔，参加地球的碳循环。热点岩浆来源的ＣＯ２中含有部分循环的ＣＯ２，而大洋中脊玄武岩中的ＣＯ２主要是原始地球的ＣＯ２。携带ＣＨ４和Ｈ２Ｏ的流体渗透至被俯冲带带入地幔的物质，使碳酸盐化的榴辉岩还原而形成含金刚石的榴辉岩和富水流体，并诱发局部熔融，所形成的熔体以火山喷发的形式上升到地表。地幔岩石中含有大量的流体，它们主要以流体包裹体的形式存在于地幔矿物中。几乎在所有的上地幔环境下形成的矿物中均找到了流体包裹体。包裹体内流体的成分主要是ＣＯ２，ＣＨ４，Ｈ２Ｏ及少量Ｈ２，Ｎ２等。

深源富碱硅热流体与斑岩铜矿含矿斑岩体的成因联系及流体包裹体、斑晶结构证据

通过中国几个主要斑岩铜矿含矿斑岩体中斑晶结构及斑晶中流体包裹体的详细研究得出 :斑岩体中的斑晶具明显的包含、筛状、间隙、聚合及次生加大等变斑晶结构。斑晶 (石英 )中流体包裹体具有饱和及过饱和盐水蒸气沸腾流体包裹体组合的特征 ,缺乏熔融包裹体。该沸腾流体包裹体组合(全岩 )中过饱和盐水包裹体占 2 9% ,饱和盐水包裹体占 2 % ,不饱和盐水包裹体占 4 5 % ,气相包裹体占 2 4 %。根据饱和盐水包裹体的均一温度确定斑晶的形成温度区间为 3 11～ 4 0 7℃。流体包裹体的成分主要为H2 O ,CO2 ,K+,Na+,Cl-,SO2 -4等 ,从而进一步论证了斑岩铜矿中含矿斑岩体并非岩浆直接结晶的产物 ,而很可能是由深部富K ,Na ,Si的热流体交代或局部熔融上部含Cu硅酸盐地壳的结果。

下庄矿田338矿床地幔流体与铀成矿作用

338铀矿床位于粤北贵东复式岩体东部，矿区内NWW和NNE向基性岩脉十分发育。矿床位于硅化带和基性岩脉(辉绿岩)交接部位，矿体严格赋存于基性岩脉内部或其边缘部分。金属矿物以沥青铀矿和黄铁矿为主，脉石矿物以方解石和(微晶)石英为主，蚀变作用发育，主要类型包括碱交代、硅化和赤铁矿化。沥青铀矿U-Pb年龄为125Ma，86Ma和79Ma，反映成矿作用具有多阶段性。H、O同位素研究表明，矿前期和成矿期成矿流体的δ^18OH120=1．4—6．6‰，δDH2O=-65～34‰，反映成矿流体主要由地幔流体组成。矿脉中方解石的δ^13C=-8．5～-3．1‰，反映矿化剂∑CO2来自地幔。上述特征表明，地幔流体在338铀矿床的形成中具有十分重要的意义。

富碱侵入岩成岩过程中流体聚集的地球化学研究

钙碱性岩类实验岩石学、热力学和流体包裹体地球化学以及与钙碱性岩类有着密切时空关系的矿床之成矿机理的大量研究成果均揭示出,钙碱性岩浆在由深部侵位到地壳浅部的成岩过程中能够分异出岩浆流体.近30年来,对这一问题认识的不断深化极大地丰富了钙碱性岩类岩石成因和岩浆岩与成矿关系的理论,也推动了在钙碱性岩浆岩中的找矿工作.……

峨眉山地幔柱岩浆矿床成矿流体介质组成及意义

<正>地幔柱岩浆作用是地球深部挥发分脱出的重要通道,形成了Fe-Ti-V氧化物与Cu-Ni-PGE硫化物岩浆矿床。二叠纪时期的峨眉山地幔柱(~259 Ma,Zhong et al.,2014)与西伯利亚地幔柱(~250 Ma,Kamo et al.,1996)形成世界级超大型的Noril’sk Cu-Ni-PGE硫化物矿床和攀枝花、红格、太和、白马、新街等Fe-Ti-V氧化物矿床,而峨眉山地幔柱硫化物矿床的规模较小。

滇西富碱斑岩型矿床岩体和矿脉同位素地球化学研究

选取马厂箐铜钼金矿、金厂箐金矿、北衙铅金矿和姚安铅银金矿四个典型的富碱斑岩型多金属矿床,对岩体和矿脉的铅、硅、氢、氧、硫、碳及氦、氩同位素分析。结果表明,富碱岩浆和富硅成矿流体的最初和主要铅源均来自地幔,但混染了部分地壳或地层铅;富碱岩浆起源于地幔交代作用形成的富集地幔源区,而富硅成矿流体则具有原始地幔流体性质,前者的硅同位素组成表现为经历强烈动力分馏的高正值;后者则为几乎未经动力分馏的低负值。综合研究表明,该类矿床的成矿作用是在富碱岩浆的成岩过程中,伴随富硅成矿流体对岩体和地层围岩的(自)交代蚀变作用,并与岩石一定程度混染而实现的。因此,富硅成矿流体作用实质上是地幔流体交代作用在地壳内成矿作用中的延续。