7第7讲 成矿物质来源

(1)与岩浆作用关系密切的矿床类型 (1)与岩浆作用关系密切的矿床类型
地壳内部产生的岩浆作用起始于较老岩石的 部分熔融。 部分熔融。这些较老的岩石或者是消减带的镁铁 质洋壳、或者是大陆壳下部的镁铁质角闪岩， 质洋壳、或者是大陆壳下部的镁铁质角闪岩，也 可以是陆壳的长英质变质沉积岩。 可以是陆壳的长英质变质沉积岩。由于镁铁质源 岩中贱金属和贵金属丰度值较高， 岩中贱金属和贵金属丰度值较高，因而它们趋向 于产生富含这些成矿元素的部分熔融体；同理， 于产生富含这些成矿元素的部分熔融体；同理， 变质的长英质沉积岩则易于形成富含锡、碱金属、 变质的长英质沉积岩则易于形成富含锡、碱金属、 稀有和稀土金属的部分熔融体。 稀有和稀土金属的部分熔融体。在这二类矿源岩 中，部分融熔作用都成为富集成矿元素的一个重 要途径。 要途径。
第7讲 成矿物质来源与判 别标志
主讲 陈永清
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一、成矿物质来源
成矿物质来源问题是成矿作用最重要的问题， 成矿物质来源问题是成矿作用最重要的问题， 也是成矿规律学中需要研究的基本问题之一。 也是成矿规律学中需要研究的基本问题之一。当 代人们注意的焦点， 代人们注意的焦点，主要集中在成矿区内各种各 样的成矿物质是从哪里来的? 样的成矿物质是从哪里来的? 为什么某种( 为什么某种(些)成矿物质只在某些特殊的成矿环境 下富集而在另一些成矿环境中却表现为亏损? 下富集而在另一些成矿环境中却表现为亏损? 为什么某地的侵人体环境中发生了矿化而另一 地具有类似成分和产状的侵人体环境则不发生矿 化?这些问题的解决不仅在理论研究方面具有重大 意义， 意义，而且在成矿预测的实践中也起着重要的指 导作用。 导作用。
(2)与岩浆作用关系不明显的矿床 (2)与岩浆作用关系不明显的矿床
在区域变质作用过程中产生的变质流体在变质和 变形作用下可能被导流进入有利的构造环境， 变形作用下可能被导流进入有利的构造环境，如果变 质流体在途中萃取了围岩中的成矿物质， 质流体在途中萃取了围岩中的成矿物质，在这种减压 扩容的构造环境中便可能聚集成矿。 扩容的构造环境中便可能聚集成矿。下图阐明了这样 一种成矿机](Fyfe ](Fyfe等 1973；Evans，1995)。 一种成矿机](Fyfe等，1973；Evans，1995)。设想某 个火山～沉积建造在角闪岩相环境中遭受变质作用， 个火山～沉积建造在角闪岩相环境中遭受变质作用， 岩石将会释放大约2 的变质水， 岩石将会释放大约2％的变质水，如果变质水中含有 一定的盐度并且系统中的氧受到磁铁矿一铁硅酸盐矿 物组合的缓冲，那么，在温度为500℃ 500℃条件下变质溶 物组合的缓冲，那么，在温度为500℃条件下变质溶 液中金的溶解度可以达到o 10— 的水平； 液中金的溶解度可以达到o．1×10—s的水平；如果 这种变质热液汇聚到绿片岩相岩石的有利构造部位， 这种变质热液汇聚到绿片岩相岩石的有利构造部位， 热液中的金将沉淀富集形成矿体。 热液中的金将沉淀富集形成矿体。
1.成矿物质来源于上地幔 1.成矿物质来源于上地幔
显然，上地幔物质只有从地壳的二种部位才有可能 显然， 侵入到地壳浅部或到达地表。 侵入到地壳浅部或到达地表。 其一是地壳薄弱的部位， 其一是地壳薄弱的部位，这种部位通常是由于上地 幔隆起而使地壳拉伸变薄，从而导致上地幔物质上涌， 幔隆起而使地壳拉伸变薄，从而导致上地幔物质上涌， 如洋中脊部位和大陆裂谷区，此外， 如洋中脊部位和大陆裂谷区，此外，太古代时期的地壳 很薄， 很薄，致使上地幔物质曾经大面积侵入到地表形成绿岩 带. 其二是超壳深大断裂发生的部位， 其二是超壳深大断裂发生的部位，可成为上地幔物 质迅速到达地表的通道。 质迅速到达地表的通道。为了了解火山岩提供成矿物质 的潜力，Ohmoto(1996)模拟了形成一个典型的黑矿型矿 的潜力，Ohmoto(1996)模拟了形成一个典型的黑矿型矿 床所需要的矿源区、 床所需要的矿源区、热源区规模以及流体的质量等特征 见表5 见表5—1。
(2)与岩浆作用关系不明显的矿床 (2)与岩浆作用关系不明显的矿床
许多热水型沉积矿床， 许多热水型沉积矿床，如密西西比河谷型铅 锌矿与岩浆作用无关(Rusell 1983；Edwards， (Rusell， 锌矿与岩浆作用无关(Rusell，1983；Edwards， 1986；Sawkins，1990)。 1986；Sawkins，1990)。这类矿床是由地下水热 液作用富集成矿， 液作用富集成矿，这些热液成因上或者属于大气 或者为原生水或其他卤水。 水，或者为原生水或其他卤水。一些学者根据沉 积盆地中碳氢化物的迁移机制提出“ 积盆地中碳氢化物的迁移机制提出“盆地压实模 来解释这类矿床的成因(Edwards (Edwards等 1986)， 型”来解释这类矿床的成因(Edwards等，1986)， 该模型的基本要素是高盐度的建造水与成岩硅酸 盐矿物之间的相互作用而萃取矿质， 盐矿物之间的相互作用而萃取矿质，这种含金属 的卤水在压实作用下沿着断裂带排向地表。 的卤水在压实作用下沿着断裂带排向地表。
1.成矿物质来源于上地幔 1.成矿物质来源于上地幔
(3)由热液作用富集形成的矿床 (3)由热液作用富集形成的矿床 由上地幔侵位于地壳浅部的岩浆在冷凝结晶 的晚期熔浆的沸腾作用可以产生岩浆气液， 的晚期熔浆的沸腾作用可以产生岩浆气液，或者 岩浆房作为热引擎， 岩浆房作为热引擎，驱动地下水或下渗的海水对 流循环，萃取同源火山岩或浅成侵人体中的成矿 流循环， 物质富集成矿。 物质富集成矿。前者形成的矿床主要包括碳酸岩 中的稀土矿床， 中的稀土矿床，如美国加州的芒特一帕斯 (Mount-Path)和我国攀西地区的牦牛坪矿床 和我国攀西地区的牦牛坪矿床； (Mount-Path)和我国攀西地区的牦牛坪矿床；后 者的热液系统主要形成火山岩型块状硫化物矿床， 者的热液系统主要形成火山岩型块状硫化物矿床， 如塞浦路斯型矿床和黑矿型矿床。 如塞浦路斯型矿床和黑矿型矿床。
0. 概述
张秋生教授(1982) 张秋生教授(1982)认为成矿物质的来源在理 (1982)认为成矿物质的来源在理 论上只有如下几种可能—— 论上只有如下几种可能—— 宇宙源 上地幔源 地壳源 过渡类型。 过渡类型。
0. 概述
0. 概述
1.成矿物质来源于上地幔 1.成矿物质来源于上地幔
上地幔的成矿物质进入到地壳浅部成矿基于基性或超基性岩 浆作用。它们的共同特点是，在多数情况下矿质和介质是同源的， 浆作用。它们的共同特点是，在多数情况下矿质和介质是同源的， 有时二者成为一个整体。 有时二者成为一个整体。 上地幔来源的矿床可分为三大类型： 上地幔来源的矿床可分为三大类型： (1)在中深成环境下 主要通过岩浆结晶分异作用 熔离作用形 在中深成环境下， 岩浆结晶分异作用或 (1)在中深成环境下，主要通过岩浆结晶分异作用或熔离作用形 成的岩浆富集矿床 矿化一般发育在母岩体内部，在一些晚期岩浆矿床中， 矿化一般发育在母岩体内部，在一些晚期岩浆矿床中，分异 出的矿浆在压滤作用下可贯入到附近围岩中成矿。这类矿床中， 出的矿浆在压滤作用下可贯入到附近围岩中成矿。这类矿床中， 有许多矿床不仅规模大，而且品位高， 有许多矿床不仅规模大，而且品位高，如加拿大肖德贝里铜镍矿 我国金川铜镍矿床、攀枝花钒钛磁铁矿床、 床、我国金川铜镍矿床、攀枝花钒钛磁铁矿床、南非布什维尔德 铬铁矿床等，这类矿床还是铬铁矿和铂族元素的主要来源。 铬铁矿床等，这类矿床还是铬铁矿和铂族元素的主要来源。岩浆 富集矿床虽然分布很广，但其类型相对较少、 富集矿床虽然分布很广，但其类型相对较少、矿物成分简 单。
(1)与岩浆作用关系密切的矿床类型 (1)与岩浆作用关系密切的矿床类型
显然，地壳深部矿源岩的性质、岩浆的形成过程以 显然，地壳深部矿源岩的性质、 及岩浆的侵位对于这类矿床的形成是至关重要的，然而， 及岩浆的侵位对于这类矿床的形成是至关重要的，然而， 这种由部分熔融作用产生的富含成矿物质的岩浆侵位后， 这种由部分熔融作用产生的富含成矿物质的岩浆侵位后， 仅依靠岩浆作用本身仍难以使其成矿物质进一步富集形 成工业矿床，必须借助于富水挥发相的作用 富水挥发相的作用。 成工业矿床，必须借助于富水挥发相的作用。如果缺乏 这一过程， 这一过程， 伟晶岩矿床就不能形成, 伟晶岩矿床就不能形成, 矽卡岩矿床就难以产生, 矽卡岩矿床就难以产生, 斑岩铜钼矿床以及其他网脉状矿床的断裂系统就不能发 育, 由火山爆破作用产生的许多储矿构造也就不会存在。 由火山爆破作用产生的许多储矿构造也就不会存在。 地壳深部矿源物质通过岩浆作用和气液作用而聚集 成矿，可形成伟晶岩矿床、稀有元素矿床、 成矿，可形成伟晶岩矿床、稀有元素矿床、斑岩铜钼矿 锡矿床、钨钼矿床、接触交代矿床、多金属矿床等。 床、锡矿床、钨钼矿床、接触交代矿床、多金属矿床等。
1.成矿物质来源于上地幔 1.成矿物质来源于上地幔
2.成矿物质来源于地壳内部 2.成矿物质来源于地壳内部
分散在地壳内部的成矿物质可以通过中酸性 岩浆作用或热液(岩浆热液、变质热液、 岩浆作用或热液(岩浆热液、变质热液、地下水 热液)作用发生迁移和富集。 热液)作用发生迁移和富集。理论和实践都已经 证明， 证明，地壳内部的矿源是成矿物质初步富集的岩 石单元，这种岩石单元称为矿源层。 石单元，这种岩石单元称为矿源层。矿源层由沉 积作用形成(Knight 1957；张秋生，1982； 积作用形成(Knight，1957；张秋生，1982；孟良 (Knight， 1993)，并在构造作用下埋藏于地壳深部， 义，1993)，并在构造作用下埋藏于地壳深部，成 为深部矿源层。 为深部矿源层。成矿物质来源于地壳内部的矿床 可分为二大类型： 可分为二大类型： (1)与岩浆作用关系密切的矿床 (1)与岩浆作用关系密切的矿床 (2)与岩浆作用无关的矿床。 (2)与岩浆作用无关的矿床。 与岩浆作用无关的矿床
(1)与岩浆作用关系密切的矿床类型 (1)与岩浆作用关系密切的矿床类型
大量的研究表明，许多空间上和时间上都与 大量的研究表明， 中酸性侵入体有关的热液矿床， 中酸性侵入体有关的热液矿床，其成矿流体的性 质主要表现为大气水来源、 质主要表现为大气水来源、成矿物质则主要来自 侵入体附近的围岩(Mitchell (Mitchell等 1991；Pirajno， 侵入体附近的围岩(Mitchell等，1991；Pirajno， 1992；Evans，1995)。在这个意义上， 1992；Evans，1995)。在这个意义上，岩浆侵入 体只是在该成矿系统中作为热源起着热引擎的作 用，驱动以大气水为主的深部地下水对流运动形 成地热成矿系统。 成地热成矿系统。