岩浆热场与热液多金属成矿作用

岩浆热场指的是很短时间内一个局部地区出现的岩浆活动使该区域地热梯度明显上升,形成局部区域的瞬间热场。热场的规模通常很小,离岩体约几米至几千米。范围、规模和形状与侵入体的温度、成分、形态、大小、侵入深度以及流体、构造、围岩性质等有关。岩浆热场最重要的意义在于它是流体赖以上升的场所。岩浆热场不同于地热场的一个重要区别是,岩浆热场往往伴有流体的活动,是流体循环、上升、汲取地壳中有用金属元素的场所。文中讨论了岩浆热场与热液多金属成矿之间的关系,讨论了岩浆热场在岩浆热液矿床、热泉型矿床、热水沉积矿床以及变质热液矿床成矿过程中的作用。岩浆热场对于热液多金属成矿作用的影响是非常明显的,它从一个新的角度解释了成矿为什么是多金属、多成因、多来源等问题。文中强调指出,岩浆热场说解释了为什么大规模岩浆活动与大规模成矿作用密切相关,指出大规模岩浆活动产生的热效应不是1+1=2,而是1+12的效果。即它可以在一个局部范围内把岩浆热场从一个开放体系变为封闭体系,在这个封闭体系内,固岩可以达到更高的温度,热可以持续更长的时间,促进热场范围内流体的对流循环,使流体可以从围岩中汲取尽可能多的有用金属元素,起到单个岩浆无法比拟的效果。许多大型一超大型的多金属矿床即可能与这种作用有关。从热场说角度来看,大规模岩浆活动的成矿潜力几乎是无可限量的。文中还讨论了岩浆热场说的原理及应用中存在的问题,指出岩浆热场说与成矿的关系非常值得关注,它也许可以改变目前对成矿作用的某些固有认识,开拓出一个新领域。     

与岩浆热场有关的“成矿组合”及其对找矿的启示

与岩浆热场有关的成矿组合是一个新概念,是指在一个或大或小的区域内,在岩浆活动集中的时间段范围内,在岩浆热场的统一作用下所形成和影响的所有矿床,不论成因和矿种,均属于一个成矿组合。与岩浆热场有关的成矿作用主要包括下列几类： 岩浆热液矿床、岩浆热场叠加的沉积矿床、岩浆热场叠加的变质矿床、岩浆热场叠加的能源矿床（藏）以及热泉型矿床等。与岩浆热场有关的成矿组合把金属与非金属成矿作用联系起来,把无机与有机成矿联系起来,把热液与沉积成矿联系起来,把热液与变质成矿联系起来,把金属与能源（燃料）成矿联系起来。这种成矿组合的分布有两种趋势： 一是纵向上的由不同温度构成的成矿组合,如钨锡—铅锌组合、锡—铜组合等; 二是横向上的由相同温度不同矿种构成的成矿组合,如钨锡—石墨组合、金—铜—煤组合、铅—锌—煤组合、油—气—煤—铀组合等。成矿组合强调综合找矿的思路,在找矿时,除了注意主要矿产的找矿外,还应当注意其他矿产和矿种的找矿。在找金属矿床时,注意非金属矿床、沉积叠加改造矿床、变质叠加改造矿床以及能源矿床找矿的可能性。在研究高温金属矿床时,注意与高温成矿相伴的其他矿种成矿的可能性,注意低温金属矿床成矿的可能性,注意与低温成矿作用相伴的其他矿种成矿的可能性。开阔找矿的思路,就不能拘泥于本行本专业,而是围绕岩浆热场,将找所有可能出现的矿为己任。     

湖南省主要成矿作用与矿床成矿系列

湖南省地处扬子与华夏陆块结合部,构造活动强烈,矿产资源丰富。主要成矿作用有沉积、岩浆热液与热卤水3种类型。省内地层分布广泛,从中元古界至第四系均有出露,沉积类型较多样,伴随着沉积作用形成了丰富的铁、锰、铜、镍、钼、钒、石膏、芒硝、石盐、煤等沉积型矿床。全省构造运动复杂,岩浆活动强烈,有色金属矿床大都与中性-酸性侵入岩及浅成斑岩有关,且同时代不同地区、同地区不同时代、同地区同时代不同岩石类型和不同岩石特征的岩体其成矿作用不同。与热卤水有关的成矿作用主要分布于雪峰隆起区及两侧,矿化以锑、金为主,另有铅锌、汞等。笔者在深入分析成矿作用与矿产特征的基础上,依据陈毓川等(2006)划分的"全国矿床成矿系列",将全省矿产资源划分为10个矿床成矿系列,20个亚系列,并归并为3个系列组。其中,与沉积作用有关的矿床成矿系列组合划分了5个成矿系列,13个亚系列;与岩浆作用有关的,划分了3个成矿系列,4个亚系列;与热卤水作用有关,划分了2个成矿系列,3个亚系列。该划分方案基本涵盖了省内目前已发现的主要金属与非金属矿产,可为地质找矿"按图索骥"提供依据,将对全省找矿部署起着十分积极的指导作用。     

关于花岗岩与成矿作用若干基本概念的再认识

借着对张旗先生两篇文章提出进一步质疑的机会,文章阐述了与花岗岩有关成矿作用的若干基本概念、基础知识以及国内外矿床学界对某些相关问题的研究成果。认为花岗岩浆从形成起到最后固结成岩,必然经历了一定的演化过程,花岗岩浆的分异演化,可以形成富含水和其他挥发组分的残余岩浆,出现晶体、熔体、流体三相共存的"岩浆-热液过渡阶段",并最终分泌出热液(岩浆水)。中国华南尤其是南岭地区钨锡铋钼锂铍铌钽等稀有金属的大规模成矿作用正是与该地区大规模花岗岩浆活动及其演化密切相关的。文章强调了花岗岩类与钨锡等成矿作用之间存在着密切的成因关系,并重申了"成矿母岩"、"含矿岩体"等术语在矿床学研究及指导找矿勘查等方面的积极意义。指出"金铜和钨锡可以伴生"是大量矿床所反映的、因此也是必须尊重的基本地质事实,而不是依据了什么理论。文章最后认为,关于成矿作用问题的任何讨论和争鸣都必须建立在尊重地质事实、尊重矿床学基本概念和尊重矿床学领域前人研究成果的基础之上。     

透岩浆流体成矿作用——理论分析与野外证据

文中介绍并发展了科尔任斯基等有关透岩浆流体成矿作用的基本概念,结合当今地质学领域的一些基本事实,以及混沌边界成矿理论和小岩体成大矿的原因分析,力图完整地阐述透岩浆流体成矿理论,并从地球动力学的视角来讨论成矿作用的基本问题。大多数矿区的岩石遭受过强烈蚀变,暗示成矿作用伴随着大规模流体活动。然而,地质观察和实验研究表明岩浆中流体的含量有限、小岩体常常与大型矿床有关、围岩中的流体由于高温岩浆的热压力而不能进入岩浆体中,表明成矿流体主要来自深部的独立流体系统。前人的实验还表明,流体中成矿元素的溶解度随压力快速增加。因此,成矿作用的前提条件是:(1)存在大量的深部流体和流体中高的金属浓度;(2)岩浆系统和成矿流体系统是两个独立的地质系统,它们具有类似的起源;(3)巨量金属堆积有赖于深部含矿流体的快速上升,岩浆体是含矿流体上升的有利通道,流体是岩浆快速上升侵位的驱动力之一。因此,岩浆系统和成矿流体系统往往具有同时活动的特点,这两个地质系统常常叠合在一起,形成我们现在观察到的火成岩及与其密切相关的成矿现象。根据这个理论,成矿作用的规模和位置取决于:(1)岩浆系统与流体系统的体积比,(2)含矿流体的上升速度,(3)金属堆积的边界条件,(4)岩浆系统与流体系统分离的程度。因此,快速上升侵位的岩浆有利于形成斑岩型矿床,较慢速侵位的岩浆可以形成夕卡岩型甚至远程低温热液型矿床,多数情况下是这三类矿床的复杂组合。冈底斯带曲水岩体中含铜暗色微粒包体的野外观察有助于理解成矿物质的来源、迁移和集聚成矿,是透岩浆流体成矿作用的一个缩影。将暗色微粒包体展现的成矿现象与藏东玉龙等斑岩铜矿相比,发现二者具有很好的类比性。可见,透岩浆流体成矿作用理论是一种非常重要的成矿理论,可以解释许多内生成矿作用之谜。     

对小岩体成矿的认识及其找矿意义

小岩体成大矿是汤中立院士通过对岩浆铜镍硫化物矿床的勘查研究提出的学术认识,在矿床勘查实践中,发现小岩体成矿是存在于与侵入岩浆作用有关的内生矿床的普遍特征,研究小岩体成矿有助于深入认识成矿作用的关键环节和指导找矿实践。在讨论小岩体成矿的概念和定义的基础上,对小岩体成矿作用进行了分类研究,将其划分为岩浆不混溶和岩浆热液两大类型。岩浆不混溶类型又进一步划分为硫化物熔离和氧化物分凝两个亚类;岩浆热液类型则进一步划分为气液交代、气液充填交代和接触交代三个亚类。并对小岩体成矿的机理进行了认识总结,初步提出4种机制:深部熔离-多次贯入成矿、岩浆通道成矿、脉冲成矿和脉动与复合叠加成矿。讨论了隐伏和半隐伏小岩体识别的找矿价值和小岩体含矿性判别及其关键因素。     

秦岭造山带金属成矿系统

秦岭造山带是一个多旋回复合大陆碰撞造山带，是我国重要的多金属成矿带之一，自太古代以来秦岭经历了四大构造演化阶段及多种构造体制的转化，导致了多期构造热事件和成矿作用的发生，形成了多个构造成矿旋回，为秦岭金属元素的大规模富集成矿创造了条件，根据构造，建造，成矿作用及矿床组合特征，从早到晚可将秦岭区域成矿划分为六大成矿系统。其中，中晚元古代与海相火山岩及岛弧菌浆活动有关的成矿系统，早古生代与海相火山热液有关的成矿系统，海西期与海底热液及岩浆作用有关的成矿系统及中生代与陆内造山体制构造一岩浆活动有关的成矿系统对成矿的贡献最大，成矿系统的叠加是区内大多数大型，超大型矿床形成的前提。     

云南个旧锡矿床成因研究综述

从成矿地质背景、矿床地质特征及地质发展史出发，依据矿石光片鉴定及鲕状黄铁矿电子探针分析，综合分析前人提出的岩浆热液成矿和热水沉积成矿的证据，认为个旧锡多金属矿床既存在热水沉积成矿作用，又有岩浆热液成矿作用，为热水沉积-岩浆热液叠生矿床。     

华北克拉通南缘早白垩世区域大规模岩浆-热液成矿系统

华北克拉通南缘在中生代发生了大规模的成矿作用,主要的矿床类型有脉状金矿床(石英脉型、构造蚀变岩型)、斑岩型钼矿床、脉状银铅锌矿床.对于这些矿床的成因和成矿动力学背景,目前还存在不少争议.但近年来越来越多的成矿年代学证据表明,这些矿床均主要形成于早白垩世,且与区域上广泛发育的岩浆活动具有高度的时空一致性.在归纳总结华北克拉通南缘主要矿床类型地质特征和时空分布的基础上,简述各类矿床的成矿物质来源以及它们之间的成因联系,指出这些不同类型的矿床组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统.华北克拉通南缘成矿作用与其邻近的东秦岭-大别成矿带的成矿作用具有一致性,均受中国东部早白垩世大规模伸展作用控制,是统一的地球动力学背景下的产物.结合地球物理的资料认为,早白垩世岩石圈伸展及其导致的岩浆作用最可能与晚中生代古太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲作用有关.上涌的岩浆热液在合适的构造体制下,与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合,最终在浅部形成大规模的岩浆-热液成矿系统.     

岩浆热液成矿理论的失败:原因和出路

流行的岩浆热液成矿理论假定含矿流体由岩浆分异作用、特别是分离结晶作用产生。由于大型、超大型矿床往往与小岩体有关,而小体积岩浆不能满足质量平衡的要求,其支持者进一步假定含矿岩体的深部存在一个大岩浆体。这种解释与矿区观察到的地质现象和理论推导结果相悖:(1)含矿斑岩中常见暗色微粒包体和大量具有较高密度的矿物,表明岩浆没有发生分离结晶作用;(2)流体的活动性远大于硅酸盐熔浆,没有证据表明岩浆分异产生的流体要在熔浆固结之后才开始活动;(3)矿区普遍见有同成矿的宽谱系岩墙群,暗示成矿期不存在大的深部岩浆房。因此,岩浆热液成矿理论遭遇的困境不仅仅是质量平衡问题,有必要重新思考岩浆相关矿床的形成机制。岩浆热液成矿理论失败的深层原因则是它将成矿作用看作是理想系统中的平衡线性过程,而成矿系统实际上是一种复杂性动力系统,成矿作用是一种非平衡、非线性过程;换句话说,在流行的岩浆热液成矿理论中,对成矿系统和成矿作用的基本属性缺乏正确的理解。在当今科学发展水平上,其失败是必然的,因而有必要构筑新的成矿理论。依据复杂性科学的基本原理,罗照华等(2007,2009)将熔浆和含矿流体看作是成矿系统中2个独立的子系统,认为它们的强相互作用及其环境约束主导了成矿系统的戏剧性变化;进而构筑了一个新的框架性模型,称为透岩浆流体成矿理论。该理论不仅可以解释比流行岩浆热液成矿理论更多的地质现象,还可以推导潜在的具体找矿标志,可能成为岩浆相关矿床成因研究的新起点。     

小岩体成大矿学说的内涵和意义

内生金属成矿系统被认识到是一种复杂性动力系统,而成矿作用则是一种非平衡、非线性过程。在这种理论框架下,成矿作用首先是一种物理过程,成矿系统是一种流体驱动的地质子系统。小体积岩浆系统也是一种流体驱动的地质子系统,因而小岩体与内生金属成矿作用具有内在的联系,揭示小岩体与成矿作用的内在联系是实践复杂系统成矿理论的关键环节。笔者列举了流行岩浆热液成矿理论的一些常见矛盾,阐明了小岩体成大矿学说的重要意义。基于岩浆系统时空结构的分析,小岩体可以划分为无根小岩体和有根小岩体,后者可以进一步划分为头部小岩体和通道小岩体。由于流体中成矿金属的溶解度与P-T呈正相关,大型-超大型矿床主要与无根小岩体有关。在小体积岩浆成矿系统中,透岩浆流体起了关键作用。透岩浆流体不仅向岩浆体注入了大量成矿金属,也是岩浆快速上升的触发机制和多源区近同时部分熔融的根本原因。这种特征决定了小岩体往往呈岩体群产出,而不是孤立的单个岩浆侵入体。岩浆快速上升造就了成矿期的近场应力场以主压应力分布在竖直方向为特征,后者进一步决定了小岩体群的空间展布形式。据此,小岩体可作为有效的可填图找矿标志。可以说,小岩体成大矿学说为研究岩浆动力学打开了新的窗口,是区域成矿预测的基本依据和重塑内生金属矿床成矿学的里程碑。     

华北克拉通南缘早白垩世区域大规模岩浆-热液成矿系统

华北克拉通南缘在中生代发生了大规模的成矿作用,主要的矿床类型有脉状金矿床（石英脉型、构造蚀变岩型）、斑岩型钼矿床、脉状银铅锌矿床.对于这些矿床的成因和成矿动力学背景,目前还存在不少争议.但近年来越来越多的成矿年代学证据表明,这些矿床均主要形成于早白垩世,且与区域上广泛发育的岩浆活动具有高度的时空一致性.在归纳总结华北克拉通南缘主要矿床类型地质特征和时空分布的基础上,简述各类矿床的成矿物质来源以及它们之间的成因联系,指出这些不同类型的矿床组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统.华北克拉通南缘成矿作用与其邻近的东秦岭-大别成矿带的成矿作用具有一致性,均受中国东部早白垩世大规模伸展作用控制,是统一的地球动力学背景下的产物.结合地球物理的资料认为,早白垩世岩石圈伸展及其导致的岩浆作用最可能与晚中生代古太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲作用有关.上涌的岩浆热液在合适的构造体制下,与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合,最终在浅部形成大规模的岩浆-热液成矿系统.      

中国岩浆硫化物矿床新分类与小岩体成矿作用

中国镍(铜、钴)、铂族等许多重要金属矿产都产出于岩浆硫化物矿床,该类矿床是矿床地质研究的热点之一。笔者综合构造背景、侵入方式、岩体规模、矿床模式、主成矿元素等因素,对中国岩浆硫化物矿床提出了新的分类:①古大陆内的小侵入体矿床;②与大陆溢流玄武岩有关的侵入体矿床;③造山带内小侵入体矿床;④蛇绿岩型矿床。认为小侵入体(小岩体)岩浆矿床是中国主要的矿床类型,并在此基础上,从小岩体矿床的相关概念、3种地质背景、3种火山岩_岩体_矿床组合形式以及成矿的主要因素等方面详细阐述了小岩体成矿作用。结合国内外勘查实践指出,小岩体岩浆矿床仍具有很大的找矿潜力,是中国应继续重点研究的主要矿床类型。最后,还讨论了小岩体矿床不仅在基性_超基性岩体中广泛发育,而且在中酸性岩体中也具有重要的经济价值和研究意义。     

怒江-澜沧江-金沙江区域矿床成矿系列

根据程裕琪、陈毓川等(1979)关于矿床成矿系列的概念，笔者在编制怒江澜沧江金沙江区域地质矿产系列图及相应课题研究的基础上，对该区的矿床，按与岩浆活动、沉积作用和地下热液活动，变质作用有关的三类矿床成矿系列组合进行了初步划分。一与岩浆活动有关的矿床，主要依据成矿时代、岩相(岩类)、成矿作用划分系列：同一系列按成矿期、岩石性质划分亚系列；同一亚系列按成因类型建立矿床类型式。与沉积一成岩作用及地下热液（喷溢)活动有关的矿床，主要依据成矿时代、成矿作用划分系列；按成矿期、容矿围岩性质、含矿建造划分亚系列；按矿床成因类型(矿物组合)建立矿床类型式。与变质作用有关的矿床，接受变质作用及超深变质的成矿作用划分系列；按原岩及成矿矿物来分亚系列：按成因类型来分矿床类型式。     

稀有金属花岗岩岩浆—热液的形成路径和成矿过程——以广西恭城栗木矿田为例

关于稀有金属花岗岩的成矿流体来源及与岩浆演化的成因关系长期存疑。现以华南稀有金属花岗岩的典型代表广西栗木花岗岩为例,通过对成矿地质体花岗岩垂向分带的岩相学特征及矿床地质特征的深入研究,分析岩浆—热液的形成演化路径与成矿过程。研究表明,岩浆演化除了结晶作用外,还有大规模的气—液分离,岩浆—热液的形成主要与其中的气—液分离有关,不是传统意义上的岩浆残液。不同成因类型矿床的成矿流体均来自第二次气—液分离形成的二级残余富气流体相构成的岩浆—热液,岩浆—热液系统由三个不同空间分布的分支系统组成,每个分支系统在不同环境下以交代、结晶等不同形式与上部地质体作用,演化形成成矿流体,最后形成岩体接触带及附近的不同成因类型的矿床和以细晶岩为底部边界的成分分带。研究成果还原了岩浆演化形成岩浆—热液的详细路径,构建了成矿模型,对深入认识花岗岩的岩浆演化与成岩成矿作用具有启示意义。     

稀有金属花岗岩岩浆—热液的形成路径和成矿过程 ——以广西恭城栗木矿田为例

关于稀有金属花岗岩的成矿流体来源及与岩浆演化的成因关系长期存疑。现以华南稀有金属花岗岩的典型代表广西栗木花岗岩为例,通过对成矿地质体花岗岩垂向分带的岩相学特征及矿床地质特征的深入研究,分析岩浆—热液的形成演化路径与成矿过程。研究表明,岩浆演化除了结晶作用外,还有大规模的气—液分离,岩浆—热液的形成主要与其中的气—液分离有关,不是传统意义上的岩浆残液。不同成因类型矿床的成矿流体均来自第二次气—液分离形成的二级残余富气流体相构成的岩浆—热液,岩浆—热液系统由3个不同空间分布的分支系统组成,每个分支系统在不同环境下以交代、结晶等不同形式与上部地质体作用,演化形成成矿流体,最后形成岩体接触带及附近的不同成因类型的矿床和以细晶岩为底部边界的成分分带。研究成果还原了岩浆演化形成岩浆—热液的详细路径,构建了成矿模型,对深入认识花岗岩的岩浆演化与成岩成矿作用具有启示意义。     

青海东昆仑成矿带中生代构造-岩浆-成矿作用及铜金多金属找矿研究

东昆仑成矿带主要经历了元古宙、早古生代、晚古生代和中生代四个发展期或构造旋回期。其中,中生代构造-岩浆-成矿活动对区域铜金多金属大规模成矿具有重要作用。以区域性深大断裂控矿为主线,研究分析青海东昆仑构造-岩浆-成矿作用与主要矿产分布特征,探讨区域成矿规律及大型-超大型矿床的形成条件,提出了岩浆热液型铜金多金属矿床的勘查思路与找矿方向。     

江西银山Cu─Au多金属矿床成矿作用的新认识及其找矿意义

本文根据银山矿床成矿特征及其与邻区矿床的对比,论证了在该矿新发现的一种成矿作用──构造动力热液成矿作用;提出矿床的火山-岩浆热液成矿作用与石英斑岩岩浆阶段关系更为密切,形成内带为斑岩型Cu-Au矿体和外带为脉型Cu(Au)、CuPbZn、PbZnAg矿体的成矿系列。根据这两种成矿作用的时空关系,指出银山矿床是构造动力作用热液与火山-岩浆热液双重耦合成矿作用的产物,这一新的认识对指导找矿具有重要意义。     

岩浆Cu-Ni-PGE矿床研究现状及发展趋势

从全球视野分析研究了世界岩浆铜镍硫化物矿床的大地构造分布和成岩成矿类型,特别是通过上世纪末新发现的加拿大Voisey′s Bay矿床与俄罗斯Noril′sk等世界级矿床特征的对比研究,突出强调了大火成岩省(LIPs)对大规模岩浆硫化物矿床形成的意义,从更加宏观的角度审视了世界级岩浆硫化物矿床形成的地质背景和岩浆作用条件,为中国金川等岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的深入研究提供了参照背景。评述分析了当代岩浆硫化物矿床成矿研究中,幔源岩浆中硫化物液相不混溶(熔离)的演化轨迹,对岩浆萃取地壳中的硫改变硫化物饱和度促成不混溶作用发生的可能性和条件进行了探讨,进一步讨论了岩浆演化过程中,亲铜元素(Ni、Cu、Co、Pt和Pd等)进入硫化物液相成为金属硫化物或先期进入先结晶的橄榄石、辉石矿物成为氧化物的物理化学行为,并通过加拿大Sudbury陨石撞击构造成因矿床复合热液对硫化物矿体形成贡献的讨论,提出了热液作用对岩浆硫化物矿床成矿的可能贡献。分析判断了中国岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的成矿特点和金川超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床外围的找矿潜力。     

峨眉山大火成岩省成矿及其热液循环系统

峨眉山大火成岩省(LIP)成矿具明显的阶段性,按成矿的时空关系可划分为三个阶段主喷发期前起始阶段、主喷发阶段和主喷发期后结束阶段.起始阶段以岩浆作用为主,其次为热液成矿作用;主喷发阶段以岩浆热液成矿作用为主;结束阶段以热液成矿作用为主.从成矿强度和成矿规模来看,围绕峨眉山LIP主喷发期前后阶段,出现大规模的成矿作用事件,与主喷发期相比成矿表现明显;成矿年龄和空间分布具统一性,表明存在一个统一的区域性的成矿热事件;结束阶段的成矿作用均发生在溢流玄武岩层的顶、底板界面或相邻地层,表明存在一个大规模的热液循环系统.