巖漿礦床的形成作用及其特征

1、巖漿礦床的形成作用及其特征巖漿礦床的形成作用及其特征巖漿中有用組分析出、聚集和定位的過程稱為巖漿成礦作用。與巖漿礦床有關(guān)的鎂鐵超鎂鐵質(zhì)巖體的成巖過程十分復(fù)雜，因此成礦作用也是多種多樣的。根據(jù)成礦作用的方式和特點(diǎn)，巖漿成礦作用主要可分為結(jié)晶分異成礦作用、殘余熔融成礦作用和熔離成礦作用三類。一、結(jié)晶分異成礦作用與巖漿分結(jié)礦床一、結(jié)晶分異成礦作用與巖漿分結(jié)礦床巖漿冷凝時(shí)，隨著溫度的逐漸下降，各種礦物依次從中晶出，導(dǎo)致巖漿成分不斷改變，巖漿成分

2、的改變又促使某些組分的結(jié)晶，這種隨結(jié)晶作用巖漿成分發(fā)生改變的過程稱之為結(jié)晶分異作用。由巖漿結(jié)晶分異作用形成的礦床稱為巖漿分結(jié)礦床，又稱巖漿分凝礦床。當(dāng)富含Cr、Pt等成礦元素的鎂鐵超鎂鐵質(zhì)巖漿侵入地殼適當(dāng)部位后，由于溫度緩慢下降而開始結(jié)晶。隨著溫度下降，巖漿中的礦物按照一定的順序晶出，首先，是硅酸鹽礦物的晶出，溫度區(qū)間約為1800℃~1200℃；暗色礦物的晶出順序依次是橄欖石→斜方輝石→單斜輝石→角閃石→黑云母。其中淺色礦物長(zhǎng)石的結(jié)晶順

3、序是基性斜長(zhǎng)石在前，酸性斜長(zhǎng)石在后。就鎂鐵超鎂鐵質(zhì)巖而言，最早結(jié)晶的金屬礦物是自然鉑、鉻鐵礦等，與它們同時(shí)或稍晚晶出的硅酸鹽礦物有橄欖石、輝石和斜長(zhǎng)石等。從巖漿中晶出的金屬礦物和硅酸鹽礦物，由于重力及對(duì)流作用的影響，比重大的礦物在巖漿中逐漸下沉，比重小的礦物在巖漿中相對(duì)上浮，于是巖漿發(fā)生了分異，礦物呈現(xiàn)相對(duì)的集中（圖31）。鉻鐵礦（比重為4.3~4.6）、自然鉑（比重為14~19）等礦物因其比重較大，在鎂鐵超鎂鐵質(zhì)巖漿的底部聚集堆積，與

4、比重較大的橄欖石（比重為3.18~3.57）、輝石（比重為2.63~2.76）和斜長(zhǎng)石（比重為3.1~3.6）等硅酸鹽礦物一起構(gòu)成鉻鐵礦或自然鉑礦體。由于金屬礦物結(jié)晶時(shí)間大多早于硅酸鹽?；蚺c早期硅酸鹽同時(shí)晶出，礦床形成于巖漿結(jié)晶的早期階段，所以通常將其稱為早期巖漿礦床。結(jié)晶分異作用早期形成的巖漿礦床主要為產(chǎn)于超鎂鐵質(zhì)巖中的鉻鐵礦礦床。由于結(jié)晶分異作用（如重力沉降）的影響，礦體常聚集在巖體的底部和邊部，主要和純橄欖巖、斜方輝橄巖巖相伴生。

5、礦體形態(tài)以似層狀、透鏡狀為主，少數(shù)成巢狀、瘤狀等。礦體和圍巖沒有明顯的界線，一般為漸變過渡關(guān)系，礦體邊界需要依據(jù)品位加以圈定。礦石的礦物成圖31巖漿結(jié)晶分異及重力聚集理想模式示意圖（轉(zhuǎn)引自姚鳳良，1983）1在冷凝帶形成后，早期巖漿結(jié)晶；2早結(jié)晶的鐵鎂質(zhì)礦物和礦石礦物向下沉墜，隨后結(jié)晶的硅酸鹽礦物位于上部；2’不同比重的礦物按重力關(guān)系占據(jù)各自位置；如富含揮發(fā)組分，此時(shí)在硅酸鹽晶體的間隙內(nèi)就會(huì)被富含金屬的殘余巖漿所占據(jù)；3含礦殘漿向下（通

6、過粒間空隙）集中；4較晚結(jié)晶比重小的硅酸鹽晶體向上漂浮，結(jié)果在下部形成礦體；5受動(dòng)力擠壓流動(dòng)的含礦殘余熔體被擠壓到裂隙中去，形成貫入式礦體。a鎂鐵巖漿結(jié)晶；b冷凝帶；c鐵鎂質(zhì)礦物結(jié)晶；d含礦殘余巖漿物的現(xiàn)象。礦脈附近的圍巖常形成一定程度的蝕變現(xiàn)象，主要為綠泥石化和綠簾石化。貫入式礦體的礦石品位一般都較高，有時(shí)含一定數(shù)量的黃鐵礦。脈狀釩鈦磁鐵礦礦床是典型的貫入式晚期巖漿礦床，如河北大廟釩鈦磁鐵礦礦床；部分脈狀鉻鐵礦礦體也可能是晚期巖漿貫入

7、作用的產(chǎn)物，如西藏羅布莎鉻鐵礦礦床。近年來對(duì)晚期巖漿礦床更為深入的研究發(fā)現(xiàn)，此類礦床的成礦作用是十分復(fù)雜的，現(xiàn)已提出下列5種機(jī)制：（1）分離和重力結(jié)晶作用機(jī)制。（2）含P2O5較高的FeTiV氧化物和硅酸鹽熔體之間的不混溶作用機(jī)制。（3）由周圍固結(jié)的圍巖中壓濾出來的FeTi氧化物液體結(jié)晶而成的機(jī)制。（4）氧逸度的階段性升高，導(dǎo)致FeTi氧化物大量晶出的機(jī)制。（5）由于斜長(zhǎng)石在巖漿體底部大規(guī)模就地結(jié)晶，致使周圍熔體的全Fe含量和密度明顯增

8、高，形成一高密度的“停滯層”且不和上覆巖漿混合。此時(shí)，因無水硅酸鹽的大量分離，氧逸度增高，導(dǎo)致FeTi氧化物大量晶出。三、巖漿熔離成礦作用與熔離礦床三、巖漿熔離成礦作用與熔離礦床巖漿熔離作用亦稱液態(tài)分離作用或不混溶作用，是指成分均勻的巖漿熔融體隨著溫度和壓力的降低，分離成2種成分不同的熔融體的作用。熔離成礦作用在銅鎳硫化物礦床中表現(xiàn)最明顯。溫度在1500?C以上的鎂鐵質(zhì)巖漿，當(dāng)其富含揮發(fā)性組分時(shí)，可熔解一定數(shù)量金屬硫化物。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，鎂鐵

9、質(zhì)巖漿在1300?C以上時(shí)，可溶解6%~7%的FeNiCu的硫化物。隨著溫度、壓力降低和熔體中揮發(fā)性組分外逸以及由于與圍巖的同化作用而使熔體中SiO2、Al2O3和CaO增加，巖漿中金屬硫化物的溶解度便開始降低，從而發(fā)生熔離作用。熔離作用初期，金屬硫化物呈微滴狀懸浮在硅酸鹽熔體中，隨著巖漿的進(jìn)一步熔離逐漸匯合、變大，并由于其比重較大而逐漸下沉，在巖漿槽的底部形成熔融的金屬硫化物層，于是均一的巖漿熔體就分離成硅酸鹽熔體和金屬硫化物熔體兩部

10、分。隨著溫度繼續(xù)下降，兩種熔體先后結(jié)晶。金屬硫化物的結(jié)晶溫度較低，它們?cè)诠杷猁}完全結(jié)晶后，形成了巖漿熔離礦床。由這種方式所形成的巖漿熔離礦床往往分布于巖體的底部或邊部，呈似層狀，構(gòu)成所謂的底部或邊部礦體（圖33A）；當(dāng)硫化物熔體的匯合過程不完全，重力下沉不徹底而使其停留在巖漿房中部或上部時(shí)，經(jīng)后期結(jié)晶成礦可形成透鏡狀的上懸式礦體（圖33B）；在動(dòng)圖33吉林紅旗嶺銅鎳硫化物礦床I號(hào)巖體剖面示意圖（轉(zhuǎn)引自姚鳳良等，1981）A層狀底部礦體；