巖漿礦床的形成條件

1、巖漿礦床的形成條件巖漿礦床主要源于巖漿，但并非所有巖漿都能形成巖漿礦床，也不是在任何地質(zhì)條件下 都能形成巖漿礦床。巖漿礦床是多種地質(zhì)因素綜合作用的產(chǎn)物，其中起主導(dǎo)作用的是成礦元 素的地球化學性狀、巖漿巖條件、大地構(gòu)造條件和物理化學條件等。一、巖漿礦床成礦元素的地球化學性狀與鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖漿活動有關(guān)的成礦元素位于元素周期表的中部，介于親氧元素和 親硫元素之間。其中Cu、Ni易形成硫化物，而Cr、V、Ti、Fe主要為氧化物，并且有較強 的形成金屬鍵的能力，可以形成多種自然金屬和金屬互化物。Fe和Ni的地球化學性狀接近Mg2+所以在MgO含量高的巖石中Fe和Ni僅以分散狀 態(tài)進入含Mg的造巖礦物

2、中，故Fe、Ni礦化常與含鎂較低的鎂鐵巖有關(guān)，特別是在含斜長 石較多的輝長巖、斜長巖中有鐵礦床形成。鉻的地球化學性狀決定其在超鎂鐵巖中含量最高， 通常與橄欖巖和純橄巖有關(guān)。鉑族元素的性狀各有不同，Ru、Os、Ir更具親氧性，常與鉻 鐵礦共生；Pt相對親硫，常常產(chǎn)于Cu、Ni硫化物中。二、控制巖漿礦床形成的巖漿巖條件巖漿是巖漿礦床成礦物質(zhì)的主要提供者和攜帶成礦物質(zhì)的介質(zhì)，因此巖漿中有用組分含 量的多少對能否形成巖漿礦床有重要影響。不同成分的巖漿所含有用組分的種類和數(shù)量很不 相同。據(jù)統(tǒng)計，鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石中Cr、Ni、Co、Pt、V、Ti等元素的含量，遠較中性 巖和酸性巖為高（表3-1）。一般

3、認為，巖漿巖體的規(guī)模越大，其中所含的有用組分越多，因而越有利于成礦。鉻（鉑） 元素在超鎂鐵質(zhì)巖中含量最高，這就是鉻鐵礦礦床主要產(chǎn)于富鎂超鎂鐵質(zhì)巖中的主要原因。 當然，有用組分富集成礦的原因是十分復(fù)雜的，除巖漿中元素的含量外，還決定于元素本身 的特性及其所處的物理化學環(huán)境與地質(zhì)構(gòu)造條件等。表3-1不同巖漿巖中某些成礦元素含量（重量）元素超鎂鐵質(zhì)巖石（純橄欖巖等）鎂鐵質(zhì)巖石（玄武巖、輝長巖等）中性巖（閃長巖、安山巖等）酸性巖（花崗巖、流紋巖）鈦（Ti）4X10-29X10-28 X 10-22.3X10-2釩（V）4X10-32X10-21 X 10-24X10-3銘（Cr）2X10-12X10-

4、252X10-32.5X10-3鐵（Fe）9.858.565.852.70鉆（Co）2X10-24.52X10-31 X 10-35 X 10-4鎳（Ni）2X10-11.6X10-25.5X10-38X10-4銅（Cu）2X10-31X10-23.5X10-32X10-3鉑（Pt）2X10-51X10-5-硫（S）2X10-23 X 10-22X10-24X10-2（據(jù)A.n.維諾格拉多夫，1962）（一）巖漿巖成礦專屬性巖漿巖成礦專屬性是指巖漿巖與內(nèi)生礦床間在成因上表現(xiàn)出有規(guī)律的聯(lián)系，一定類型的 巖漿巖經(jīng)常產(chǎn)有一定類型的礦床。與鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)侵入巖有關(guān)的礦床鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖經(jīng)常是由多種

5、巖石類型組合而成的復(fù)雜的巖漿雜巖體，由單一巖石 類型構(gòu)成的巖體較為少見。巖體的規(guī)模大小不等，以小型居多，形態(tài)以巖株、巖蓋、巖盤、 巖床最常見。根據(jù)巖相和組合不同，鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖可分為3個類型。（1）超鎂鐵質(zhì)巖體：由純橄欖巖、斜方輝橄巖、單斜輝橄巖和輝巖等組成。純橄欖巖 相經(jīng)常和斜方輝橄巖相伴生，相互漸變過渡。有時出現(xiàn)由單一純橄欖巖巖相構(gòu)成的超鎂鐵質(zhì) 巖。這類巖體形態(tài)多呈透鏡狀、似層狀或不規(guī)則狀，空間上大多成群成帶分布，一般平行于 區(qū)域構(gòu)造線方向。巖石的鎂鐵比值（F/M）多大于7。我國的鉻鐵礦礦床多與此類巖體有關(guān)。 單斜輝橄巖一般不與純橄欖巖伴生，按單斜輝石的含量多寡也可分為若干個巖相，巖體

6、內(nèi)有 時還伴生一定數(shù)量的角閃石。與這類巖體有關(guān)的主要為銅-鎳硫化物礦床。（2）超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)雜巖體：這類雜巖體常成巖盤、巖床或似層狀巖體產(chǎn)出。巖體的 巖相組合復(fù)雜，鎂鐵質(zhì)巖相往往分布在超鎂鐵質(zhì)巖相之上，顯示出一定程度的垂直分帶特征。 巖體內(nèi)有時有穩(wěn)定而顯著的層狀構(gòu)造，火成層理清楚，著名的南非（阿扎尼亞）布什維爾德 鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖便具有這些特征。由純橄欖巖-輝長巖組合成的這類雜巖常與鉻鐵礦有 關(guān)；由斜方輝橄巖-輝長巖組合成的這類巖體主要與銅、鎳礦床有關(guān)。（3）鎂鐵質(zhì)巖體：有輝長巖-蘇長巖、輝長巖-斜長巖和單獨的斜長巖侵入體三類組合， 前者與銅鎳礦床有關(guān)，后兩種組合主要形成釩鈦磁鐵礦礦床。

7、與正長巖、霞石正長巖和碳酸巖雜巖體有關(guān)的礦床與巖漿礦床有關(guān)的這類巖石大多呈巖株狀產(chǎn)出，巖體內(nèi)不同成分的巖相帶常呈環(huán)狀分布， 與其有關(guān)的礦床有霞石-燒綠石-稀土元素礦床。由上述可見，巖漿礦床與成礦巖體之間有明顯的成礦專屬性。在一定程度上，此種專 屬性以成礦巖體巖石的MgO含量和鎂鐵比值（F/M）表現(xiàn)極為清晰，如我國的含鉻鐵礦的 超鎂鐵巖的主要巖石類型為純橄巖、斜輝橄欖巖和斜輝輝橄巖等，F(xiàn)/M值為6.515 ；含銅、 鎳、鉑的超鎂鐵巖的巖石類型屬橄欖巖-輝石巖（含斜長石），其F/M值為26.5；含釩鈦磁 鐵礦的超鎂鐵巖是由輝長巖、輝石巖和橄欖巖組成的層狀巖體，其F/M值為02；含鉑族元 素的成礦巖

8、體情況較為復(fù)雜，以鋨銖為主的和含鉻巖體關(guān)系較為密切，而以鉑為主的和含銅 鎳的巖體關(guān)系密切。一般認為，成礦的超鎂鐵質(zhì)、鎂鐵質(zhì)巖石均是原始地幔物質(zhì)完全熔融、分熔和分異的 產(chǎn)物。根據(jù)同位素測定，某些含鉻鐵礦的雜巖體，如南非布什維爾德和美國蒙大拿州斯提沃 特的這類巖體，其中所含硫化物及含銅鎳硫化物礦體的硫同位素組成均接近隕石中隕鐵礦的 硫同位素組成。此外，這類巖體及礦床產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造條件，通常與超殼深大斷裂有關(guān)，進 一步說明其成巖成礦物質(zhì)來源于上地幔的這一結(jié)論。（二）巖漿中揮發(fā)性組分的作用巖漿中揮發(fā)性組分的種類和數(shù)量對巖漿的結(jié)晶分異及成礦組分的運移、富集也有一定影 響，因而也稱為礦化劑。當原始鎂鐵、超

9、鎂鐵質(zhì)巖漿中含H2O、F、Cl、B、S、As、P等組 分時，由于它們的熔點低、揮發(fā)性強，能延緩巖漿的冷凝速度，使巖漿得到更充分的分異。 含Cu-Ni硫化物的熔漿成礦時，H2O、Cl等組分使部分Cu-Ni組分進入溶液，形成Cu-Ni 硫化物礦床中的部分脈狀礦化，并促進和加強了超鎂鐵巖的蛇紋石化。當含釩鈦的鎂鐵巖漿 含磷較高時，其熔點降低，故大多數(shù)釩鈦磁鐵礦礦床形成于晚期巖漿階段，并有不同程度的 磷灰石和綠簾石化等蝕變伴生，局部地段還構(gòu)成磷灰石礦體。此外，由于揮發(fā)分對壓力變化 特別敏感，富于流動性，故常將巖漿中的某些成礦物質(zhì)，自下部帶至上部，自高壓地段帶至 低壓帶，集中到有利的構(gòu)造部位富集成礦。由

10、上述可知，巖漿中各種揮發(fā)性氣體（通常為混合氣體）的存在將會影響到有用礦物晶 出的先后。不僅如此，近代的研究結(jié)果還表明（周明寶，1993），巖漿所含混合氣體中，不 同成分氣體的有效分壓力對晶出的有用礦物種類也有很大影響，尤以o2和S2的有效分壓力 影響最大。其中氧的分壓力（氧逸度，/02）的影響主要表現(xiàn)在：低氧逸度下，有利于玄 武巖漿中鉻鐵礦和釩鈦磁鐵礦礦床的形成：在形成鉻鐵礦礦床的演化過程中，當/c相對 02 較高時析出鉻鐵礦，當/02較低時析出硅酸鹽晶體，如果在結(jié)晶帶內(nèi)/02的升降呈脈動式的變 化反復(fù)進行，就可形成層狀鉻鐵礦礦床中的硅酸鹽層和鉻鐵礦層的韻律構(gòu)造。根據(jù)麥克侖1969年對FeS-

11、FeO-Fe2O3-Si2O體系的詳細研究，天然硅酸鹽熔漿中硫化物 熔體的產(chǎn)生和金屬硫化物的分離，與氧逸度和硫逸度（硫逸度，/$）的大小密切相關(guān)。系 統(tǒng)中/S較高時，有利于硫化物的形成；反之，則有利于金屬氧化物的形成。S2總的來說，在巖漿分異的早期，揮發(fā)性組分的作用不顯著，但隨著巖漿冷卻結(jié)晶，礦化 劑在巖漿中的含量相對增加，其作用也逐漸重要起來。（三）巖漿同化作用對巖漿礦床成礦的影響巖漿在其形成和向上運移過程中，往往會熔化或溶解一些外來物質(zhì)（如圍巖碎塊），從 而使巖漿成分發(fā)生改變的作用，即同化作用。在巖漿侵位過程中，對圍巖的同化作用在一定 程度上影響巖漿的成分，也影響著其中的成礦組分的分異和聚

12、集能力。巖漿侵位時，同化作用對巖漿成分、成礦幾率的影響關(guān)鍵在于圍巖成分，在圍巖成分與 巖漿近似時，同化作用對巖漿成分影響不大；當圍巖成分與巖漿成分相差較大時，它既降低 了巖漿中成礦物質(zhì)的濃度，也影響成礦物質(zhì)分異、聚集的程度，如含銅鎳硫化物組分的鎂鐵 -超鎂鐵質(zhì)熔漿，當其同化數(shù)量足夠的碳酸鹽巖層時，它可降低熔漿的粘度，促進熔離作用 的發(fā)生，使硫化物得以聚集而有利于成礦。但這類同化作用對鉻鐵礦石的聚集成礦及礦石質(zhì) 量十分不利，因為CaC03的加入使鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿中的鐵大量游離形成磁鐵礦，使鉻鐵 比值降低，影響了礦石質(zhì)量。一般認為，在地殼活動強烈地區(qū)，巖漿與被同化圍巖成分差別越大、侵入體的規(guī)模越

13、大、 侵位越深、成分越酸性、揮發(fā)分越多以及圍巖破碎程度越高時，同化作用愈強烈而完全。（四）巖漿的多期次侵入作用對成礦的控制大量的資料表明，含礦巖體往往具有如下特征：從區(qū)域上看，它們常常是同一構(gòu)造運 動形成的巖漿巖帶中的較晚期產(chǎn)物；從一個礦區(qū)看，礦化主要與復(fù)式巖體的晚期巖相關(guān)系 密切，如我國西南地區(qū)的鉑族元素礦床，含礦巖體為一個先后連續(xù)侵入的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜 巖體，其含礦性具有一定規(guī)律性，即一般在閃長巖、輝長巖類中尚未發(fā)現(xiàn)礦化，而在繼而侵 入的橄欖輝長巖中則含銅鎳硫化物，但不含鉑和鈀；輝石巖開始含鉑鈀礦體，但品位較貧； 最晚侵入的橄欖巖-輝橄巖一般都含有鉑鈀礦體，品位也較富。此外，同源同期而不同

14、階段 形成的復(fù)式巖體的含礦性往往較單一巖相巖體好，稍晚侵入的巖體往往分異較好，礦化較富。復(fù)式巖體和巖漿多次侵入對成礦作用的控制在鉻鐵礦礦床、銅鎳硫化物礦床和釩鈦磁鐵 礦礦床中都有明顯的表現(xiàn)，其對形成規(guī)模大、質(zhì)量好的礦床具有很大的意義。三、控制巖漿礦床形成的大地構(gòu)造條件大地構(gòu)造對巖漿礦床的類型、分布等有重要影響。大多數(shù)巖漿礦床在成因和空間上和鎂 鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖漿巖有關(guān)。由于鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖漿系地幔物質(zhì)部分熔融而成，所以切 穿地殼而達上地幔的深大斷裂對鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵巖及與之有關(guān)的巖漿礦床有嚴格的控制作用。 地殼中不同構(gòu)造單元的結(jié)合帶以及同一構(gòu)造單元中次級構(gòu)造單元的交接處，常常是深大斷裂 的所在部位，它們?？刂浦V鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖漿巖及其中的巖漿礦床的空間分布。按板塊構(gòu)造學說，兩個板塊的交接帶，是地殼的強烈活動部分，它提供了地幔物質(zhì)熔化、 分異所