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論不同侵位空間中侵人巖體的成礦和賦礦特征2010-09-10 | 作者： 紀(jì)燕祥 紀(jì)廣儉 | 來源： 國(guó)土資源情報(bào)摘要：巖漿從深部巖漿房沿構(gòu)造帶向上侵位時(shí)，隨著溫度的降低，一方面可在該構(gòu)造帶內(nèi)形成與其形態(tài)和產(chǎn)狀相適應(yīng)的巖體；另一方面，巖漿也可以沿一些裂隙向構(gòu)造帶旁側(cè)的低壓、低洼空間流動(dòng)，并在那里形成巖體。本文將前者稱為主侵體，將后者則根據(jù)與前者的關(guān)系分別稱為溢流體和溢離體。溢流體是指直接從主侵體流出且其間還保持緊密聯(lián)系的部分，溢離體則指與主侵體相距較遠(yuǎn)且彼此已經(jīng)中斷聯(lián)系的那些孤立巖體。本文分別對(duì)上述各類巖體的成礦和賦礦特征進(jìn)行了探討和論述，并且指出只有主侵體才具有最好的成礦和賦礦條件，因而是找礦的重點(diǎn)和主要目標(biāo)。關(guān)鍵詞：巖槳巖 侵位空間 主侵體 溢流體 溢離體 成礦與賦礦在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要地位的多種礦產(chǎn)與巖漿巖關(guān)系密切，巖漿是成礦物質(zhì)的攜帶者，巖漿巖是巖漿礦床的成礦母巖，研究和查明有用礦產(chǎn)與巖漿巖的具體伴生關(guān)系也即是二者在配置和分布上的規(guī)律性，對(duì)找礦工作有著重要的指導(dǎo)意義，這就是為什么在找礦中特別重視對(duì)各類巖漿巖的各種特征進(jìn)行研究的主要原因。如果說在以露頭礦為主的找礦時(shí)代，許多礦是靠群眾采礦、報(bào)礦和拼工程（大量的探槽、鉆孔、坑道及采樣）找到和勘查的，對(duì)上述規(guī)律性的研究尚可適當(dāng)忽略，那么在找礦難度越來越大且將以尋找隱伏礦為主的今天，對(duì)這種規(guī)律性的研究和運(yùn)用則是十分必要和不可缺少的了。關(guān)于與巖漿巖伴生的礦床、礦體的分布規(guī)律，已有大量學(xué)說、理論及實(shí)例論述和說明，本文不擬討論，這里僅就賦存在不同的侵位空間中的各類侵入巖體所具有的成礦和賦礦特征做初步探討，供從事找礦工作的同事、同志們參考，并敬請(qǐng)批評(píng)指正。一、巖漿巖侵入體的侵位空間概念和分類根據(jù)已有的地質(zhì)理論，所有巖漿巖侵入體都是處于地殼深部的巖漿在地殼運(yùn)動(dòng)作用力的作用下，沿某些構(gòu)造帶（主要是斷裂裂隙帶）、軟弱帶上侵并在淺部適當(dāng)部位停留所形成的。當(dāng)這些巖漿沿那些構(gòu)造帶、軟弱帶向上侵位和運(yùn)移時(shí)，隨著溫度和壓力的降低，巖漿會(huì)在一些空間停積下來，并逐漸冷卻和結(jié)晶、凝固形成侵入巖體。那些被侵入巖體占據(jù)的空問即稱為侵入巖體的侵位空間。巖漿在侵位過程中，一方面，可在那些做為侵入通道的構(gòu)造帶、軟弱帶中形成與其形態(tài)和產(chǎn)狀相適應(yīng)的巖體；另一方面，又可在上侵的途中及到達(dá)頂點(diǎn)時(shí)，若周圍有裂隙及低凹、低壓的空間存在，也可以沿裂隙向這些空間流動(dòng)，并在這些空間中形成與其產(chǎn)狀和形態(tài)相適應(yīng)的巖體。這就形成了儲(chǔ)存在上述兩種空間中的兩種形態(tài)和產(chǎn)狀的巖體，即一種是充填在作為巖漿侵入通道的構(gòu)造帶空間中的巖體，另一種是充填在構(gòu)造帶旁側(cè)一些低壓低洼空間中的巖體。為了區(qū)別這兩種空間中的巖體，作者將直接在構(gòu)造帶中形成的巖體稱為侵入主體，簡(jiǎn)稱“主侵體”，其主要特點(diǎn)是形態(tài)大多呈柱狀或板狀（脈狀）體，延深很大，可與巖漿房（也有可能是處于地殼深部的大型巖體）相連，俗稱有“根”，與火山巖的火山頸相當(dāng)；而將那些在構(gòu)造帶周圍低壓低洼空間中形成的巖體又按其與主侵體的聯(lián)系情況不同分別稱為“溢流體”和“溢離體”，前者是指那些與主侵體緊密相連（直接從主侵體流出），但底部“無根”的部分；后者則指那些距離主侵體較遠(yuǎn)，并已與其中斷了聯(lián)系的孤立巖體（當(dāng)然更是無根的）。同時(shí)將作為巖漿侵人通道的構(gòu)造帶和軟弱帶稱為主侵通道構(gòu)造，主侵通道構(gòu)造與主侵體二者在產(chǎn)狀上應(yīng)大體一致（圖1)。眾所周知，巖漿中的SiO2含量決定著它的粘度和流動(dòng)性?；浴⒊詭r漿因SiO2含量低，粘度小，流動(dòng)性強(qiáng)，加之受構(gòu)造擠壓力和本身較高的熱力作用，在向上侵位過程中，即使旁側(cè)有微小裂隙存在，也可沿其向各方向（包括向上）的低凹、低壓空間運(yùn)移和充填，故不僅可以形成主侵體，也極易形成溢流體及大量的溢離體；而中酸性巖漿因其SiO2含量較高，粘稠度大，較不易流動(dòng)，往往形成齊進(jìn)式的蠕動(dòng)，故多以形成主侵體和溢流體為主，溢離體則較少。由于巖漿的熱膨脹性和對(duì)圍巖較強(qiáng)的熔蝕、吞蝕性，在所有空間形成的侵入巖體，在規(guī)模和形態(tài)上不會(huì)完全與這些空間的形態(tài)、規(guī)模一致，而是往往較那些空間要大和復(fù)雜。這是值得注意的。由于上述3種類型侵入巖體侵位空問的性質(zhì)、產(chǎn)狀及相互關(guān)系不同，導(dǎo)致了它們具有不同的成礦和賦礦特征。總的來說，因?yàn)橹髑煮w位于主侵通道構(gòu)造內(nèi)，直接與深處的巖漿房相通，不僅巖漿可以直接侵入，而且成礦的礦漿和揮發(fā)組分不僅可以由深部直接貫入，還可以有多次補(bǔ)充，因而具有最好的成礦和賦礦條件；而溢流體和溢離體則因距主侵通道較遠(yuǎn)以及有圍巖阻隔（溢離體），造礦的礦漿和揮發(fā)分難以抵達(dá)和多次補(bǔ)給，因而成礦條件很差或根本不具備，大多不會(huì)形成有價(jià)值的礦床和礦體。以下分別對(duì)處于不同侵位空間中的基性、超基性巖和中酸性巖這兩大巖類巖體的成礦和賦礦特征做一探討。二、基性、超基性巖體的成礦和賦礦特征眾所周知，與基性、超基性巖相伴生的礦，多為產(chǎn)于巖體內(nèi)部的巖漿型礦床，包括鉻、鐵、鎳、鈦、釩及鉑、鈀、鉆等。在尋找這些礦時(shí)，首先是要找到基性、超基性巖體，然后對(duì)這些巖體的含礦性及價(jià)值進(jìn)行勘查與研究。但大量的事實(shí)證明，即使在同一成礦區(qū)成礦帶及巖性、巖相完全相同的基性、超基性巖體中，也并非個(gè)個(gè)都有礦。這其中的原因?yàn)楹危靠赡艿囊蛩睾芏?，其中巖體的侵位空間類型應(yīng)是主要原因之一。冀東超基性巖體中的鉻礦的成礦和賦礦特征就是一個(gè)例子。在冀東馬蘭峪背斜構(gòu)造核部的太古宇分布區(qū)內(nèi)，西起遵化的毛家廠，東到遷西的鐵門關(guān)，東西長(zhǎng)約4萬米，南北寬1萬米的范圍內(nèi)，據(jù)河北省、北京市、天津市區(qū)域地質(zhì)志（1989）統(tǒng)計(jì)，發(fā)育著一千多個(gè)超基性巖體，總體上呈東西向帶狀分布，被稱為河北北部超基性巖帶的南帶（圖2）。巖體規(guī)模均為小型，一般長(zhǎng)幾米、幾十米，最大的幾百米，寬由不足1米到數(shù)十米，最大一二百米。其形態(tài)各異，多為脈狀、透鏡狀、串珠狀、橢球狀，常成群成帶分布，巖體與圍巖界線清楚，且圍巖無明顯的蝕變現(xiàn)象。組成各巖體的巖石不一，但大多數(shù)為蛇紋石化的純橄巖和輝橄巖，僅少數(shù)為輝石巖。在純橄巖和輝橄巖中均見程度不等的鉻鐵礦化（大多呈副礦物存在），但歷經(jīng)十幾年勘查和研究，只在毛家廠巖體中求得幾十萬噸的工業(yè)儲(chǔ)量（表內(nèi)表外）。其余均因品位低和規(guī)模小不具工業(yè)意義或價(jià)值很小。含礦的毛家廠巖體位于遵化縣毛家廠村東，呈狹長(zhǎng)的脈狀，走向南北，向西傾斜，傾角700-500南北長(zhǎng)800余米，東西寬5060米。鉻鐵礦體賦存于巖體近下盤，組成一個(gè)東西寬5-6米的含礦帶，單個(gè)礦體厚2-3米，長(zhǎng)10-15米，礦石多為稠密浸染狀，少數(shù)為致密塊狀。礦帶底界界線清楚，礦石破碎，尤以下部最嚴(yán)重，致使開采困難（極易坍塌）。雖然該巖體規(guī)模較小，但其中的礦體、礦帶規(guī)模卻相對(duì)較大，它們很難由形成巖體本身的巖漿結(jié)晶分異而成，因而認(rèn)為鉻鐵礦體及整個(gè)礦帶可能是在巖體形成后期經(jīng)二次侵入（貫人）而成。對(duì)于本區(qū)內(nèi)的眾多的超基性巖體為什么只有毛家廠賦存有較大價(jià)值和規(guī)模的鉻礦體，而其他許多巖體即使有的規(guī)模較大，卻沒有或只有很少的鉻鐵礦化和微小礦體？究竟在冀東超基性巖帶還能否找到較大規(guī)模和價(jià)值的鉻鐵礦床？這些是在這一地區(qū)從事鉻礦勘查和研究的人士所關(guān)心和思考的大問題。應(yīng)用巖體侵位空間概念分析，作者認(rèn)為，在該區(qū)仍有找到工業(yè)鉻礦的可能性，其依據(jù)如下。與超基性巖體相伴生的鉻礦，大多為巖漿型的結(jié)晶和重力分異礦床，這種結(jié)晶和分異作用，有的在巖漿侵入到淺部后進(jìn)行（大型巖體），有的則在深部的巖漿房中進(jìn)行。如在大型侵入體內(nèi)進(jìn)行，則礦床應(yīng)集中在侵入體的底部和下部，如分異作用在巖漿房中進(jìn)行，則上侵的巖漿絕大多數(shù)是經(jīng)過分異的不含礦或含礦很少的上部巖漿，因而由這些巖漿所形成的巖體內(nèi)往往不含礦，但在較強(qiáng)的構(gòu)造擠壓力的作用下，也可以把巖漿房底部、下部的含造礦礦物（鉻鐵礦、磁鐵礦等）較多的“礦漿”擠壓上來，形成貫入式礦體。由于這些集中在巖漿房底部和下部的礦漿在許多情況下已經(jīng)成凝固或半凝固狀態(tài)，即使受到較強(qiáng)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力而上侵時(shí)，也只能貫入到主侵通道構(gòu)造（或主侵體中的裂隙構(gòu)造）中或其附近，而很難像流動(dòng)性大的巖漿那樣，可以流溢到距主侵體較遠(yuǎn)的地方形成溢離體。毛家廠巖體之所以含礦，主要原因就是該巖體屬產(chǎn)于延深很深的構(gòu)造帶中的主侵體，該巖體雖厚度只有50-60米，延深卻達(dá)400多米，且尚無尖滅跡象（圖3）。表明控制這個(gè)主侵體的主侵通道構(gòu)造，可能曾與深部超基性巖巖漿房相通，不僅超基性巖漿能沿其從巖漿房中上侵，而且?guī)r漿房下部由早期結(jié)晶和重力分異形成的富含鉻尖晶石的“礦漿”，也可以在較強(qiáng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力的作用下上侵到巖體中。前述在該巖體中的含礦帶內(nèi)裂隙構(gòu)造十分發(fā)育和礦石異常破碎，即是該主侵通道構(gòu)造帶存在和多次活動(dòng)的證明（成礦后仍有活動(dòng)）。除毛家廠巖體外，冀東超基性巖帶內(nèi)的眾多巖體，既使地表的規(guī)模較大，但延深普遍較淺，均屬“溢離體”類型。因它們都是一次性從主侵體流溢出的含鉻尖晶石很低的巖漿，當(dāng)然就不會(huì)有較大、較富鉻礦體的形成，最多就是這股巖漿中所攜帶的少量鉻尖晶石在冷卻結(jié)晶時(shí)集聚而成的小規(guī)模礦體（以侵染狀礦石為主）。基于以上的分析和認(rèn)識(shí)，作者認(rèn)為欲想在本區(qū)找到有價(jià)值的鉻鐵礦床，關(guān)鍵是尋找可能與深部巖漿房相通相連的主侵體或主侵通道構(gòu)造帶。按道理而言在任何一個(gè)巖體集聚區(qū)（巖群），均應(yīng)該有一個(gè)或幾個(gè)這樣的主侵體或主侵通道構(gòu)造帶存在，否則這些巖體就沒有來源和不會(huì)形成了。但因這些主侵體和主侵通道構(gòu)造帶在巖體形成的后期或因收縮（如坍塌的火山口）或被以后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)擠壓封閉，致使其在現(xiàn)在的地表處于隱伏或封閉狀態(tài)而難以發(fā)現(xiàn)和識(shí)別了。這就需要做深入的調(diào)查和分析研究工作。根據(jù)實(shí)際分析，認(rèn)為在珠嶺一綠石溝、大河局一蘇家洼及喜峰口等3個(gè)超基性巖群中，均可能發(fā)育有隱伏的超基性巖主侵體和主侵通道構(gòu)造存在，并在其中有望找到工業(yè)鉻礦床（體）?，F(xiàn)以珠嶺-綠石溝巖群為例闡述如下：珠嶺-綠石溝巖群，位于毛家廠巖群以東2000米處，主要由珠嶺南山、珠嶺、閻王臺(tái)和綠石溝等幾個(gè)較大巖體和200多個(gè)小巖體組成。上述幾個(gè)較大巖體雖然在規(guī)模上（地表出露面積）較毛家廠為大，地表呈近等軸狀或薯狀，長(zhǎng)寬比差不大，但鉆探證實(shí)延深均較淺，一般僅幾十到100多米即被穿透（圖4)，呈漂浮在太古宇片麻巖之中的溢離體（游魚狀）。巖性以蛇紋石化純橄巖為主，巖體內(nèi)鉻鐵礦化微弱。但奇怪的是在珠嶺南山巖體東端之外的圍巖片麻巖中，卻有一長(zhǎng)寬各數(shù)米的近等軸狀鉻鐵礦富礦體，礦體為蠶豆?fàn)罴靶∏驙钽t鐵礦集聚體，含鉻鐵礦大于80%，少量的脈石礦物為白色滑石，分布于鉻鐵礦球之間。在此礦體南側(cè)所打的一南北向平銅中，也斷續(xù)見有若干個(gè)直徑10-20厘米的鉻鐵富礦團(tuán)，亦由蠶豆?fàn)?、小球狀鉻鐵礦和滑石組成，均賦存于片麻巖中。根據(jù)這些富鉻礦團(tuán)不產(chǎn)于超基性巖體中，而產(chǎn)在片麻巖中，推測(cè)這里很可能是一個(gè)巖漿通道（主侵通道構(gòu)造）的標(biāo)志。因?yàn)樾纬蛇@些富礦團(tuán)的礦漿，是在巖漿房中結(jié)晶和重力分異形成，已成凝固或半凝固體狀態(tài)，雖然可以在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下沿構(gòu)造帶上侵到地殼淺部，但已不具較大的流動(dòng)性，所以它們所在的位置或附近即可能就是主侵通道構(gòu)造帶的位置。遺憾的是，因當(dāng)時(shí)勘查者沒有主侵體、溢離體的概念，也就未能在此基礎(chǔ)上持續(xù)進(jìn)行深入的勘查和研究，錯(cuò)過了找到有價(jià)值礦體的機(jī)會(huì)，應(yīng)是個(gè)教訓(xùn)。作者認(rèn)為，運(yùn)用主侵體、溢離體的概念，重新對(duì)該區(qū)進(jìn)行深入的研究和勘查，是有望找到主侵通道構(gòu)造帶及其中含鉻礦的超基性巖主侵體的。大河局巖群和喜峰口巖群情況與珠嶺-綠石溝巖群相近，亦均可能存在著主侵通道構(gòu)造，詳情從略。另在本區(qū)西部的密云、懷柔、昌平、延慶一帶，也有200多個(gè)大小不一、形態(tài)各異的超基性巖體分布，應(yīng)屬冀東巖帶的西延，各方面特征（包括含礦性）也與冀東相近，也完全可以用前述的思想和認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，進(jìn)行研究和找礦。三、中酸性巖體的成礦和賦礦特征由中酸性巖漿侵入作用形成的礦床，包括各種接觸交代（矽卡巖）型礦床、斑巖型礦床及高中溫氣液型礦床等，主要是由巖漿中所帶來的以揮發(fā)分為主的造礦成分經(jīng)聚集、冷卻、結(jié)晶、交代和蝕變而成。因此，尋找這些類型礦關(guān)鍵是尋找中酸性巖體中揮發(fā)分容易聚集的場(chǎng)所和部位。由于揮發(fā)組分的揮發(fā)性和比重輕，在巖漿侵位后，隨著溫度和壓力的降低，就會(huì)從巖漿中分離出來，對(duì)于這些揮發(fā)分聚集的場(chǎng)所和部位，可能受許多因素包括地層、巖石、構(gòu)造等的控制，但最主要的則是多在巖體（主要是主侵體）的頂部和上部集中，因?yàn)橹挥兄髑煮w的上方才有揮發(fā)分的大量供應(yīng)，隨著溫度的降低，就在那里液化并對(duì)周圍巖石進(jìn)行一系列交代、蝕變、結(jié)晶等作用，形成各種蝕變巖石和礦化、礦體。這幾乎是絕大多數(shù)與中酸性巖漿巖體伴生的礦床的總體成礦過程。由于液態(tài)的巖漿在從主侵體向外圍的低壓低洼空間流動(dòng)時(shí)，位于其頂部、上部的氣態(tài)揮發(fā)組分不會(huì)或不易隨著一起流動(dòng)和運(yùn)移，這就造成了只有在主侵體的頂部和上部才會(huì)有大而富礦床、礦體的形成，而那些溢流體的上部只在與主侵體接觸處或其間的過渡帶才可能形成一些礦體，而在距主侵體較遠(yuǎn)處，則很難有規(guī)模和價(jià)值較大的礦床、礦體的形成。這可能就是為什么在許多中酸性巖體及其周圍的接觸帶中，并不是到處都有礦床、礦體的賦存，較大規(guī)模和價(jià)值的礦床、礦體只分布和集中在巖體的某些部位或某段的接觸帶中的一個(gè)最主要的原因。需要說明的是，以上所述的礦床、礦體的分布、集中的部位與巖體空間類型的關(guān)系，只是限于一次性巖漿侵入活動(dòng)及伴隨的成礦作用而言，如果巖漿的侵入活動(dòng)有兩次或多次，那就另當(dāng)別論了。但即使是有多次侵入活動(dòng)和成礦作用的巖體，單就每次侵入活動(dòng)而言，其主要成礦部位仍然集中在與其同期次巖體的上方。壽王墳銅礦位于河北省北部承德市西南部，為一中型銅礦，產(chǎn)于燕山期花崗閃長(zhǎng)巖與長(zhǎng)城系薊縣系自云巖層的接觸帶中，屬接觸交代型矽卡巖型礦床。燕山期花崗閃長(zhǎng)巖體地表成一南寬北窄的似二角形（葫蘆狀），分布面積170多平方千米，壽王墳銅礦床即產(chǎn)于該巖體西南角的接觸帶中（圖5）。幾乎從該礦發(fā)現(xiàn)時(shí)起，地質(zhì)工作者們即開始在該巖體其他部分的接觸帶進(jìn)行找礦工作，以求找到新的同類礦床，但一直未能如愿。原因?yàn)楹?？在該巖體近200千米長(zhǎng)的接觸帶中到底還有沒有壽王墳型礦的賦存？至今尚無確切結(jié)論。作者依據(jù)該巖體的相關(guān)特征運(yùn)用前述巖體侵位空間類型的概念進(jìn)行分析后認(rèn)為，欲想在該巖體周圍找到有價(jià)位的壽王墳式銅礦可能性已很小。其主要原因是根據(jù)壽王墳花崗閃長(zhǎng)巖體的地表形態(tài)成南寬北窄的葫蘆狀，顯示由巖漿從南向北流動(dòng)所成，矽卡巖和銅礦僅產(chǎn)于巖體的西南角，說明這里是揮發(fā)分集中之處，也應(yīng)是該花崗閃長(zhǎng)巖體的主侵體的頂部或上部（深部系一柱狀體，有人認(rèn)為是沿破火山口侵入的），而巖體的其他部分則均屬溢流體部分，它們與主侵體共同組成一個(gè)總體成多半個(gè)蘑菇或傘狀（勾手狀）的巖體。曾被許多地質(zhì)工作者認(rèn)為有很大找礦希望的該巖體北端潘家店附近的西接觸帶處，作者卻看到只有純熱力蝕變產(chǎn)物大理巖化而沒有矽卡巖，更沒有與成礦關(guān)系密切的所謂“濕矽長(zhǎng)巖”類礦物發(fā)育，說明這里只有由巖漿帶來的熱力變質(zhì)作用發(fā)生而無含礦化劑的揮發(fā)組分的作用，因而也就不會(huì)有矽卡巖型礦的形成，當(dāng)然也就不會(huì)有接觸交代型礦床和礦體的形成。欲想在該巖體中尋找新的壽王墳型的銅礦，就只能在真正主侵體周圍的接觸帶去找，但這些部分已大部被剝蝕掉，而最大可能尚賦存著有價(jià)值的礦床或礦體的地方是在被傘狀或蘑菇狀溢流體掩蓋著的下面的主侵體周圍，特別是主侵體與溢流體相連接部位的“胳肢窩”處（圖6）。但因巖體的厚度可能很大，現(xiàn)階段很難開展這方面的勘查工作。另外值得說明的是，應(yīng)在該巖體的外圍開展尋找同類型巖體的工作，特別是應(yīng)下大力氣尋找尚未剝蝕出來的隱伏巖體，如能找到隱伏巖體，因其上部的礦保存完整，規(guī)模和價(jià)值會(huì)更大。壽王墳巖體主要受近東西向與北北東向兩個(gè)斷層帶及燕山期破火山口的控制，若在該巖體的外圍，在相同或近似的地質(zhì)構(gòu)造條件地區(qū)尋找同類的隱伏巖體，就有很大可能找到隱伏的同類型銅或多金屬礦了。四、尋找和鑒別主侵體的方法總結(jié)上述，可以看出，尋找、判別和查明巖漿巖侵入體的侵位空間類型是找礦中一項(xiàng)非常重要的工作，應(yīng)當(dāng)引起所有從事巖漿巖型礦產(chǎn)工作者的注意和重視。由于現(xiàn)實(shí)中巖體的整體形態(tài)和產(chǎn)狀大多被掩蓋著或處于隱伏狀態(tài)，特別是主侵體與溢流體二者緊密相連，共同組成雨傘狀、蘑菇狀、勾手狀、寶塔狀等形態(tài)，從地表和淺部來看，完全