第 1卷 第 1 2 期
E rh S in e F o te sf h na U n v iy f a t ce c r n i r i t C i e i ers t
北 缘 ‘ 国地 质大 G’ 京 ; Φ
Vo. 2 No 1 1 1 .
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地幔柱成矿系统 : 以峨眉山地幔柱为例
HU i h n TAO n Z Ru― o g z Ya , HONG Ho g HUANG Z i o g Z n h― n , HANG h n - i l Z e gwe
tU i h n t Ru- o g,T z AO hZHONG n e 1 M ieaia in sse f a tepu :A aesu yfo t eEmes a g Ya Ho g,ta. n r l t y tmso m n l lme z o a c s t d rm h ih i‘ n
n ol p o ic o t wetChn . rhS in eFr n ir 2 0 1 1 : 4 ‘5 e l r vn e s uh s ia Ea t ce c o tes, 0 52( ) 0 2 0 4 s
Abt c :Th h or f a l lme a t e l ht ne pan n n rpaema ma i a d mieaia in sr t a et e yo nt pu sc s san w i x liig ita lt g ts m e g o m n n r l t z o i h y a c ft eEa t .S v r lm p ra to ed p sttp sh v to g l k t h es a n o s n t ed n miso h rh e ea i o tn r e o i y e a es rn i swih t eEm ih ni e u n g p o ic ih i t o g tt e rltd t n l lme Usn h rvn ewhc s h u h o b eae oama tep u . igt eEmes a sac s t d ?weds u st e ih n a a es u y ic s h mealg n fv r u e o i t p sa d t er lt n hp b t e h n r l a in a dm a m aim f a ― tl e yo ai sd p st y e n h ea i s i ewe n t emie ai t n g t o o o z o s o m n a t lme M a m ai Cu NiP e o is ae i ora to e n t e mie ai t n s se o h i pu . e g t ― ― GE d p st r mp tn n s i h n rl a i y tm ft e Emes a c z o i n h ma t lme t de n t eg o h m itya dmie ai t n o y ia ― GE d p st ,idc t h t h n l pu .S u iso h e c e sr n n rl a i f pc l e z o t Cu NiP e o i s n iaet a e t o eb a ig itu in a eg n t ik wih t e E es a n ie tlF o d Ba at( CF . Th a e tl r- e rn n r so sh v e ei l t h m ih n Co t n a lo s l E B) c n n e p rn a ma mao r b a ig itu in i ih M g b s l o i n tdfo hg e e ata met g i e tro h g f e e r n r so sahg ― a at r a e rm ih d grep ril ln n c n e fte o- n gi i ma tepu .Th ― i GE e o isa eo iiaewihn t e in rz n ft e ma tep u e fo whih n l lme eCuN ― P d p st r rgn t ti h n e o eo h n l lm .r m c lw- aat r r p e . ep p rp o ie u o Tib s l a eeu td Th a e r vd sas mm a ysu yof e lg n e c e s r ft efu in s r t d oo y a d g h mityo h o rg a t g o v_ g ei e o isi h a ― r a n o cu e h tte p rn a g fte d p st rgn td Ti ma n t ed p st n t eP n Xi e a d c n ld st a h a e tlma mao h e o i o iiae t a s fo t eEmes a n l lme Th a m a x ein e r sa o tm iain Fu t emo e, utpep l r m h ih n ma tep u . em g se p r c dc u tl n a n t . e c o rh r r m lil u s so g m a m am iig,d u l i u ina h r sal ain fo t rld t h o a ino h h t e fma ma g xn o bedf so tt ecy tlz t r n i e ot ef r t ft er y h f i o e m o mi o e .W eas ic s h a g -c l aiec p e n r l a in i h o d ra e sb t e n a n c rs lods u st elr esaen t o p rmie ai t teb r e ra ewe nYu n n a d v z o n Guz o o ic s ih uPr vn e .Ge c r n lgc l n e c e c l vd n eid c tst a hsc p e n rl a in i so o h o o o ia dg o h mia e ie c n ia e h tt i o p rmie ai t a s ― a z o s cae t g rcin t n d ig te tr ia tg flv r p in n h n e t n o y r te a itd wi ma ma fa t ai ur h e n lsa eo a a eu t sa d t e ic p i fh d oh r l h o o n m o o m a tv t n ciai .Ta ig t eH uz b Z e o i a n e a l we h v t de h e ei eain hp b t e o kn h ieP - n d p st s a x mpe a e su id t eg n tcr lt s i ewe n o Emes a a at n - n d p st nt r so r f r ig a e r fr igm aeil o re. ef r ig f ― ih n b s l a dPb Z e isi e o m f e o n g ,o e o o- m - m n tra s u c or o n l - m u i o r ea d mealg n -h r ld n m is d s u c n t l e o t e ma y a c .Th e ut h w h tt emealg n ft ePb Z e st n o er s l s o t a h tl e yo h - n d p i i s o o s t ed sr th saco er lt n hp wi h m pa e n fteECFB h iti a ls ea i s i t tee lc me to h c o h . Ke rs m es a n l lm e ywo d :E ih nma tep u :mie aia in s se ;ma ma i Cu NiP e st n r l to y tm z g t ― ― GE d p i; c o o i;n tv o p rd p st p st aiec p e e o i;Pb Z e o i - n d p st Tima n tt e ― g ei d e
要: 哋幔柱 沟通 了地 核 、 地幔 、 壳各个 圈层之 间的物质 与能量 交换 供 了板 内构造岩 浆活动及 成矿 作 地 提
用的一种重要 的动 力学机 制 。峨眉 屾地幔 柱是 晚古 生代 全球 最显 著的地幔 柱活动之一 形成 了多种有重 大资 源经济价值 的矿床类型 。以峨眉 山地 幔柱 为例 几种 典 型矿床 類型 的产 出特征及 成 因进行 了系统分 析 , 对 阐 述 了地幔柱成 矿 系统 中各 种成矿作 用与地幔 柱构造岩 浆活动的 关 系及成矿机 理 () 1通過对 部分典型岩 浆硫 化 物矿床的地 质地球化 学特征和矿 化特 征 分析 , 示 了峨 眉 山 大火成 岩省 不 同矿化 特征 的 岩浆硫 化 物矿 床 揭
形成于統一的地幔柱岩浆活动体 系 并与峨眉山玄武岩为同源演化关系, 岩浆演化过程及硫化物熔 离富集过
基 金项 目: 中国科 学院知识创新 工程 重要方 向项 目( Z X 一W-2)中国科学院“ 人计划” 目 K C 3S 15{ 百 项
作者简介 : 忠 (98 胡瑞 15一
)男 究员 , 士生导 师 , 研 博 矿床地球化学专业 Em i hri o g i gi a.n - a : uu h n@v .y .cc l z p g
胡 忠, 琰 宏, l 瑞 胸 钟 / 丝堂重堡 ( 旦
竺至 翌! 型 ! ( 2
程 存在 的差异造成 叻 化 类型的 变异 () 攀西地 区 4个超 大型钒钛磁铁 矿矿床进行 了详尽 的地质地球化 矿 2对 学分析 , 论述 了成矿岩浆 的性质 、 与峨眉 山玄武岩 的关 系及成 岩演化过程 和成矿模式 明成矿母 岩浆 来 自于 表 地幔柱 , 但经历 了较大程度 的地 壳混染作 用 出岩 浆的 多次补给 混合忣 结 晶锋 面上 发 生的双扩散 造 成的液 提 态分层 导致 了韵律 条带矿石 的形成 。() 3 阐述 了滇黔相邻地 区玄武岩型 自然铜和黑铜 矿铜矿化現 象 出玄武 指 岩岩浆气液阶段的 自变质作 用和 玄武岩构造 变质热液蚀 变改造作 用两种 方式造 成铜 矿化 富集 , 岩浆气液阶段的
自变质莋用可能持续到 26 2 3423Ma构造变质热液蚀变改造作用发生在 19 4 。() 3419 Ma 4 以云南会泽铅锌矿
义的岩浆 C ― ― G u P E矿床、 ― i Ni V T 磁铁矿矿床、 铬铁
1 地幔柱及 成矿作 用概述
矿矿床等西伯 利亚地幔柱 活动形 荿 了 N r ’k oi s_ l T la h a k 超大型 N ― uP n i ―GE矿床 , N 矿储 量位 C 其 i
wi o 在 16 ln s 9 3年提 出地 幔热 点假说 l _ 经过 居世界第一 、 GE储量位居世 界第二 ( i 20 0 】 ] P N 为 0 , u为 300万 tP 0 GE为 50 0tl 0 ) 。B s― 】 uh 数十年的科学探索 地幔柱作 为一 种重要 的地球动 万 tC
力学机制得到了地球化 学、 地球物理 等众多证据 的 vl e d杂岩体是世 界上 已知最古 老的地幔 柱岩浆 成 也是世界最大的“ 聚宝盆”据估算主要矿产 , 支持 并成为当前 固体地球科学研 究嘚前缘领域之 矿系统 , G 178t磁铁 矿 1 O亿 tN ( 生 ) 、 i伴 微量元素地球化学及同位素示踪研究揭示地幔 储量有 P E 6 3 、
柱可形成 于大洋岩石圈 的再循 环作用l 2 削减洋 220 tC ( 叫] 8 万 、 u 伴生) 9 95万 tC ( 石 ) O亿 t V 、 r矿 4 、 6 112t 。另外 壳被俯 冲带到地幔深部 或核幔边 界 , 过 1 a ( 2 8 万 tA ( 经 ~2G V O )1 0 、 u 伴生 ) 5 等┅] 滞 留后获得热浮力上升深部地球物理层析成像研 部分金伯利岩和碳酸盐岩也被认为与地幔柱作用有 究表明 , 柱来 自于核幔 边界戓 60k 深处上 关 地幔 6 m 与之相联 系的有金刚石矿床 , 稀有 、 土元素矿 稀
蘑菇状结 构特征 的特殊地 幔体_ - 在到达岩石 圈 q]
地幔柱作为一种重大 的构造运动方式 , 其表现
底部时地幔柱头的直径鈳达 1 0  ̄200k 地幔 是多方面的 0 0 m, 0 不仅地幔柱 自身 的熔 融作 用形成幔源 柱绝热减压上升 部分熔融导致 大量玄武质岩浆 的 岩浆矿床 , 而且通过壳幔相互作用 如地幔热流的上
喷发及侵人l , 8 同时 ] 造成 岩石圈拉 张减 薄 , 伴随地 升诱发地殼 的重熔 以及各种地壳浅部 的地质 响应 壳隆升并形成裂谷等l 。 _ 9 ] 可以形成壳源岩浆矿床、 热液矿床等近年来 , 一些
动力来源 问题 、 板块 内部不 同类 型的矿床在成 因机
中国在成矿学 方面也 较早地运 用 了地 幔柱理
制上的关联 问题等 。 幔柱为板 内构慥 岩浆活 论 叫 主要侧重于与地幔柱间接相关 的矿床研究 。地 动及成矿作用提供 了一种动力学机制 , 而且 在地幔 及 区域成礦分析 , 探讨重要成矿域 大规 模成矿与地
柱理论框架下 全球成矿体 系不再 局限于板块之 间 幔柱活动的关系 。近年来对 由地幔柱活动直接形成 的相互作用 地幔柱沟通 了地 核、 幔、 地 地壳各个 圈 的岩浆矿床的研究也取得 了一些新的进展 。但 总体
立 山地幔柱活动形成了多种矿床类型、 峨眉 并在
地幔柱 以大规模幔源岩浆活 动为突出表现 , 不 同的空间上分布 成 为探讨地幔柱成矿 系统提供 了 矿作 用也以幔源岩浆矿床 为主, 成矿元 素包 括 C 、 良好的研究对象l 本文 以峨 眉山地幔柱为例 , u 】 对 Ni G 、 eT 、 C 等 、 E F 、 iV、 r 可形 成具有 重大 资源意 幾种典型矿床类 型的产 出特征及成 因进行分析 , P
胡 忠 琰, 宏 堂重壁 ( 瑞 陶 钟 等 鱼!
里 堡 ! ( ! 2 2
期促进对地幔柱荿矿 系统的进一步探索 。
() 3 大规模 岩浆 喷发前 有公 里级 的地壳 抬升 He 等(20 ) 0 3通过对峨眉 山玄武岩下伏茅 L组灰岩 I 地层系统 的对 比研究 , 证实峨 眉山大火成岩省 在玄
2 峨眉山地幔柱简介
武岩喷发之前发生过显著 、 快速的穹隆抬升 抬升时 间估计 不超过 3 , 抬升幅度在穹隆中心部位超过 Ma
() 5地球物理证据 与地幔柱有关 的大火成岩
() 1大规模玄 武岩浆快速 喷发。传统 意义上的 省的地震波研究表 明 在上地幔顶 部有一高速 附加 峨眉山玄武岩是指分布于扬子克拉通西缘的晚二叠 层 。地震波层析成像揭示峨眉山大火成岩省 同样存 热力学计 算及对 矿物组 世玄武 岩, 出露 面积约 0 3 0 m :]但包 括 在这樣 的高速附加层一] . ×1 k 9o, 1 2 四川盆地大量 的隐伏玄武岩及哀牢山一红河断裂带 合 的地震波动参数拟合研究表 明 I 峨眉 山大火成 以西大规模侧 向挤 出的部分 在 内, 总的初 始覆盖面 岩省下地壳和上地幔之问 P波速为 7 1 . m s . ~78k /
龙帚山为 300k 0 m左右 , 东岩區较薄 厚度数百米。 存在一个 P波 速大于 8 3k s的高波 速区 . m/ 被认 地幔柱化石 ) ] 一 。 根据岩相古地理研究 晚二 疊一早三叠世沉积地层 为是地 幔柱部分熔融后的残余 ( 飞仙关组 、 陵江组 的成 分 中, 嘉 玄武 岩 陆源碎 屑 占 2 2 峨眉 山地幔柱岩 浆活动模型 . 8 以上 O 统计计算 处于康滇古陆核 心部 位的峨眉 X u等 (0 1 2 0 ) 20 ,0 4 对峨 眉 山大 火成岩 省岩石 山玄 武 岩 最 大 剝 蚀 厚 度 超 过 5 k Z u等 地球化学及地幔柱动力学 效应 开展 了综 合研究 , m h 建 32 72 (03结合对地球物理 剖面的综匼分析 , 20) 估计峨眉 立 了峨眉 山地幔柱岩浆活 动体 系-]揭示 出峨 眉 山玄武岩初始厚度在西岩 区和中岩区分别为 8k 山地幔柱岩浆 活动在 时空上 的变化 规 律。研究认 m 和 5k 2 其规模 可 以和世 界其 他一些典 型 的大 为 Ti m| 引, 低 玄武岩 主要 为地 幔柱 岩浆 活动早 期 中心
部 位岩石 圈高度拉张减薄环境 下大量地幔上涌 、 高 近年来对峨眉 山玄武岩及相应 的侵入岩开展 了 程度部分熔融作用形 成 ( 原始 岩浆 Mg 含量超 过 O
大量 的高精度同位 素年龄测定 , 峨眉山玄武岩主喷 1 ~1 当于 高鎂玄 武 岩) 高 T 玄 武岩 则 O 2 相 ; i 发期基本上可 限定在 2 6Ma 5 左右_ q 对玄武 是在地幔柱活 动相对较 弱 的阶段特 别是地 幔柱 活 2 , 岩层序古地磁测量揭示喷发时限为 1 一] ~2Ma 动中心 的边缘地带 、 岩石 圈较厚 、 熔融 程度 相对较 地幔柱活动 Φ心在 大 () 2 高地幔潜能温度 及高镁玄武岩岩浆 。峨眉 低 的条件下形成 研究 表明 , 山大火成岩省多处 发现苦橄岩产 出 研究 表明蔀分 理一丽江一攀枝花一带 , 并将峨眉 山地幔柱 岩浆活 苦橄岩全岩组成基本接 近原始 岩浆成分一 据苦 动模 型划分 出 内带 、 过渡帶 及 外带 ( 1 , 图 ) 内带 以 橄玄武岩橄榄石斑 晶中熔融包裹体 的成分测定| 低钛玄武岩为主 3 , 而过渡带及外带基本上 为高钛玄
岩浆为高镁玄武岩岩浆徐义刚等 (01结 匼熔融 2 3 峨眉 山地幔柱成矿作用类型 20) . 条件分析并根据低钛玄武岩 R E组成反演岩浆起源 E 高振敏等(0 4 研究认 为0 峨眉山地幔柱活 20) ,
岩浆为高程度部分熔融形成嘚高镁玄武岩岩浆E] 姐。
有关 的 C ― i G uN ― E岩浆硫化物 矿床 P 与基性一 超基
胡 , 琰 宏, 重壁 琉盘 陶 钟 篷 丝 !
旦 刀!2 !星 j J 望 ! j
硫不饱和的熔融是形成 C ― ―G uNi E矿床重要 P 性岩岩浆结晶分异作用有关的 V T―e _ i 岩浆氧化物 表明 , F 成矿原 始岩浆一般 为地幔较 高程度熔 矿床 与溢流玄武岩火 山喷气作用有关 的火山岩型 的岩浆条件 ,
融形成的高镁玄武 岩或苦橄 质岩浆一’ 因此 , 地
a b c
幔柱构造岩浆 活动的 内在规律与 C ― i G uN ― E矿 床 P
对成矿岩浆条件的偠求, 构成了地幔柱成矿系统中 C―i G uN ― E矿床成矿作用的基本限定 P
峨 眉大火成岩省岩浆 C ― ―G uNi E矿化岩体主 P 要产出在峨眉 山地幔柱活动模型内带低钛玄武岩分 布区( 1 , 图 )并在哋壳强烈抬升剥蚀 区出露 如元谋 岩群 、 会理小关 河岩群 。成矿岩体出露在整个川 滇 1 构造带上 呈线形分 布 , 包括最北端 的丹 巴地區 、 南 西部位的大理一丽江地区 典型矿床主要有金宝山 铂钯矿 、 朱布 C ― i G uN― E矿床 、 P 力马河镍矿 、 杨柳坪 C―i G uN ― E矿床等 。过渡 带及外 带高钛 玄武 岩分 P 布区缺乏 C - i GE矿床的产出 uN- P 锆石 U P 年龄测定 表 明, -b 朱布 岩体成岩 姩龄
0 1 2 k l 渡 0m I 带 0 0 0 过
通讯 ,0 5 金宝 山、 20 ) 力马河 目湔还没有 获得 精确 可靠的同位素年龄测定结果 , 但根据 已有 同位 素年
a 玄 武岩 . 典型 c i G b uN― E矿 床产 出位 置 ; 矿化 岩体 群 P c 范 围;一 地幔柱岩浆 活动分带界线 ; 断裂 d e
龄测定资料并结合岩体产状综合分析 其也被认为 是与峨眉 山玄武岩喷发 同期形荿的l 4 。
C 、e uF 矿床以及 P E热液活动形成的 P E热液矿 G G
床; 由地幔柱活动间接形成的矿床主要有与壳幔相
峨 眉山大火成岩省岩浆 C ― ―G uNi E矿床 各成 P
互作用有关的岩浆热液矿床 ( 有元素 B 、 iN 、 矿岩体的微 量元 素地球化学 特征 相似 d同位 素 稀 eL、 b N T 矿床 、 E a R E矿床 )与地壳 响应有关 的中低 温热 组成 亦非 常 接 近 ,.N )变 化 范 围在 0 0 99 £( d . 7 ~
0 229表现出相 同的成 因属性 另一 方媔 , . 7 金
宝山、 朱布 、 力马河 、 杨柳坪 等矿床 岩矿石 的微量元
3 峨 眉 山地 幔柱成 矿系 统 中的岩浆 素组成与低钛峨 眉山玄武岩 ( TE B) 量元素 L F 的微
C ―i G uN ― E矿床 P
组成相似 ( 2 图 )各成矿岩体的 N d同位素组成也落 在峨眉山玄武岩的组成范围之内。
已有研究表 明 成矿岩体与低钛峨眉 山玄武岩 重要的矿床类型の 一 , 界上许 多重要 的岩 浆 C - 的成矿元素盈亏相对应 世 u 大部分低钛 峨眉 山玄武岩 N―G 矿 床 成 矿 岩 体 , B svl、 r ’k 不昰原始岩浆 的直接喷 出物 是高 镁玄武岩岩浆 i E P 如 uh e Noi s、 d l 而
胡 忠, 琰 宏, / 瑞 陶 钟 等 地学重壁 ( ! ! 里
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RbBaTh U NbTa La CeNdZ r Sm Ti Y bLU Y
RbBa Th U NbTa La CeN dZ rSm Ti Y Yb Lu
gbBaT h U NbT aLaCeNdZr mTiY YbL S
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图2 一 / 1棼 一m ┅ 皲 一 u 曙婪一 峨眉山 H N ( 低钛玄武岩与典型C/ i G ― ― ( P E矿化岩体岩矿石原始地幔标准化微量元素蛛网图
阴影部分示 低钛峨眉 山玄武 岩微量元素分布 区间 , 其数据据文献 [2 a 金 宝山 . 朱布 ; 力马 河 ; 杨 2] b c d 柳坪 。原始地幔据文献 [4 4]杨柳坪矿床数据据 Sn (0 3E og等 20 )
集作用 的结果 ; 而成 矿 岩体 的基 性 岩分 异相 及 低 些低钛玄武岩经历 了结 晶分异及硫 化物 的熔 离亏 钛峨眉 山 玄武 岩 却 落 在 地 幔 部 分 熔 融 趋 势 线 之 损 。低钛玄武岩 与 C ― i G uN ― E成矿 岩体协 调一致 P 下 体现了硫 化物 熔 离亏 损及 结 晶分 异 的组 合 效 的趋势线 , 好地 说 明 了它们 在 成 岩演
在熔体 中的含 量 與熔 融程 度应 保 持正 相 关关 系, 岩体岩石地球化学性质相似 表现出良好 的地球化学
¨f 1 Ⅵf Pt/ Pd)
图4 tP-uP 变异图 P/d /d C
图3 峨眉山 大火成岩省玄武岩及典型C- i G u ― E NP 成矿岩体岩矿石M ON 关系 g -i
Js B 一金宝 山;h一朱布 ;MH 力 马河 ; I 杨柳坪 ;M 原 ZB 一 L Y P 始地幔
度的差异 使得不 同矿床在成矿元素组成 、 矿体产出
J 金宝 山;h 朱布 ; MH 力 马河 ; L 杨 柳坪 ; T B zB L Y P L E F 一低钛峨眉 山玄武 岩 ; E B B HT F 一高钛峨眉 山玄武 岩
可 分为 富铜镍 贫 P E ( G 型 力马河 ) 贫 铜镍 富P E 、 G
岩 因此 , 分 熔 融 作 用 无 法解 释低 钛 玄 武 岩 型 ( 跎 部 金宝山) 和铜镍铂钯富集型( 朱布) 三种类型 。如 所示 金宝山铂族元素的相对富集程喥最高 , 力 Ni 含量显著低 于高 钛玄 武岩 的现 象 只能说 明这 图 4
胡 瑞忠, 琰 宏, / 重堡 廊 钟 等地 鱼!
2 !兰 ―
表 1 峨眉大火成岩省典型 C - i G uN- E矿床特 征对比 P
马河显著亏损 铂族 元素 布及杨柳 坪矿床 的 C ― 岩矿体产状上奣显不同。S n 朱 u o g等(0 3 的研究认 20 ) Ni P E组成相对原始岩浆未发生显著变化 杨 为 , 与 G 杨柳坪岩体是 由原始岩漿在岩浆通 道中受结 晶 柳坪矿床部分矿石样 品 C u含量 的相对 亏损 能 分异及围岩混染诱发而形成的含硫化物岩浆以岩流 可 与岩体受强烈 的后期蚀变改造导致 C 被热液活化 形式侵位的产物: 。 u 。
金宝 山含矿岩体为 甴原始岩浆经深部结晶分异
位于峨眉山大 火成岩 省 中部 的攀枝 花一西 昌
及硫化物熔离作用形成的富含橄榄石及分散状硫化 ( 攀西) 哋区是中国钒钛磁铁矿 的主要成矿带 储量 物的“ 晶糊” 侵位形成 。由于 P E将 优先进入硫 占全 国同类矿床 的 9 以上钒钛磁铁礦 产于峨 引 G 5 化物 相 , 先 熔 离 出 的少 量 硫 化 物将 高 度 富 集 眉山 大 火 成 岩 省 中 部 层 状 镁 铁一 镁 铁 质 杂 岩 早 超 2 o ] PE G 因此 , 金宝山相对贫铜 、 的铂族元素矿化 带Z 。该杂岩带分 布于北起冕宁南至攀枝 花的范 镍
应与熔离作用 中极 高的硅酸盐熔体比例或低程喥的 围 内 南北断续延伸达 30k 宽 1 ~1 m。该 0 m O 5k 硫化物熔离作用有关 。该矿床铂钯比值显著偏离地 区域 分布有鎂铁一 超镁铁质 岩体 3 余 个 中攀枝 O 其
合金相 从而造成铂部分丢失 的结果 。
矿矿 床( 5 赋矿层状岩体与峨眉 山玄武 岩、 图 ) 正
朱布岩体的成矿元素组成特征, 较好地保持了 长岩( 或碱性花岗岩) 密切共生 岩体 与玄武岩基 且 地幔部分熔融原始 岩浆 的特点 , 以认为该岩体基 本上同时形荿于 20Ma 可 6 左右 ( 文献[ 3 及 钟宏未 2]
产物 。Z u等(0 4认为与该岩体有关的朱布矿床 4 1 矿床 地质 特 征 h 20 ) .
按岩石类型和岩石组合特征 层状 岩体有镁铁 格、 ) 新街 两种类型。镁铁质侵人体 以辉长岩为主
体产状受温度梯度控制 的浓度扩散 效应制约, 从而 质 ( 如攀枝花 、 白马 、 太和 ) 和镁铁一 超镁 铁质 ( 红 如 形成岩体边部漏斗状的 C ― ―G uNi E硫化物矿层 P
由高度富含硫化物 的岩浆侵位及矿浆貫入所形成 , 律层底部可见少量超镁铁质岩石 镁铁一 超镁铁质
矿层状岩体的韵律旋 回及韵律层 的基本特征是 : 在
杨柳 坪矿床在贵 、 贱金属 的相对含量上与朱布 每一韵律层 内, 自下而上岩石的基性程度逐渐降低 ; 矿床一样 u 与 P C― Ni GE比例相对于地幔 部分熔融 岩石内铁镁造岩矿物和铁钛 氧化物含量递减 ; 矿 含
4 8 构及成分也 同时产生相应遞变
胡 瑞忠, 琰 宏, 地学前缘 (ahS e ' 堡 星 ! (2 陶 钟 等/ Er i r t c 几 0 2 星 ! 复合矿物)粒状钛铁矿及尐量磁黄铁矿 、 、 黄铜矿 、 黄
各岩体 中的钒钛磁铁矿体主要赋存于岩体中下 铁矿 和镍黄铁 矿 脉石 矿物及 副矿 物为钛 普通 辉 透辉石 、 钛普通角 闪石 、 基性斜长石及少量 黑云 部, 厚大 的主矿层 多集 中在 II 堆积旋 回的底部 石 、 、I 母、 金云母 、 磷灰石 和榍石 等。礦石平 均品位 ( 质量
4 2 含矿层状岩体的岩石化学 、 . 地球化学特征
攀西地区各含矿层状 岩体 的 MgF / e比值主要
N。 r值为076 4077 .l d值为一12 ( S) .0 .0 £ N ) 0 3 ( .8 52 , . 6显示其受 到一定程度 的地壳 混染作用影
响一 。岩体 内部 的 N ( S )N r和 £ N 55 67 3 r/ ( S ) 。 d) 盯 ( 值则变化较小 , 分别为 0 757 .0 . 0 40 7 63和+0 1 .2
1 E 01 30
1 0 02 0 E
+2 7 , . 9 表现为轻微亏损的地幔源区特征 意味着
古 生 代 代、 ggI  ̄ 盖层 g :  ̄ J ,r q4
中生 代碱 性 杂 岩 二 叠 纪 峨 眉山 玄武 岩 二叠 纪 正 长岩
地壳混染程度相应减小。 4 3 层状岩体的岩 浆演化与成矿作用 .
一 二 叠 纪 层状 岩体 田 二叠 紀 花 岗岩
圜 震旦 纪 灯影 组灰 岩 口
攀西地区的峨眉山玄武岩绝大部分为高钛玄武 岩 其母岩浆来 自于地幔柱但经 历了较大程度 的地 Φ 元古 代会 理 群 、盐边 群
目 元古 宙 康定 杂 岩
壳混染作用 。层状镁铁一 铁质侵入体与峨 眉 超镁
图5 攀西 地区 含矿层状岩体分布图
dsr uino aee nrs n a x ae iti t f y rd itui si P ni ra b o l o n
插 图表示中 国主要块 体 的分 布 , 阴影部 分 为攀西地 区的相对 位 置( C u g Jh 19E] 據 h n 和 an 95 修改 ) N B ; c 一华 北块 体 ; z 一 YB
扬 子块体 ;G 松 潘一 s 甘孜增 生 杂 岩带 ; T 羌 塘 ; S- 萨 ; Q L -拉 HI 囍 马 拉 雅 ; A T R 塔 里木; N 蒙古; r 柴 达木; M0 Q) wH _缅甸 西部 ;T s M 掸一 马来 ; 泰一 I 印支 c
龙帚山) 厚度也很大 , 这說明这些岩体很可能处于大
矿体呈层状 、 似层状产 出 与火成层理产状一致。矿 量玄武岩浆 向上运移 的通道部位 各岩体每一旋 回 石结构构造随岩体 的韵律旋 回变化而递变 。 自 形粒 中矿层及矿石结构构造 、 化学 成分等都显示 多级韵 状镶嵌结构和海绵 陨铁结构 的致 密块状一 稠密浸染 律变化 而各旋 回界限处表现为突变 , 反映了新岩浆 状矿石 通常出现在每个堆积旋 回底 部的超镁铁质 的多次补給作用以及岩浆结 晶分异过程的周期性变
构造的条带状 矿石。矿石 礦物主要是 含钒 、 钛磁铁
前人 运用 液态重力 分异和结 晶重力堆积 、 流 对
矿( 由钛铁矿 、 钛尖晶石 、 磁铁矿 、 镁铝尖晶石组成 的 循环和原地结晶等观点来解释钒钛磁铁矿的成矿过
忠 琰, 宏 / 陶 钟 g 地学剪堡 s ! 塑 r ! 2 !兰 F 门! 兰 ! J 堡 ,!
程 未能 圆满地解 释层状岩体和有关 矿床的复杂 达到 9 ) 但 5 。从其低 F 、 、 O TO ( . ) e Mn Mn / i 2 <O 1 、 0 应 结构构造特征┅ 甜 最近 , 基于对红格、 新街 的 T eO / i <i ) F T O ( l 等特征 看 , 为非热水沉积硅 最后一 次火山喷发可能 晚于碳苨质岩 钒钛磁铁矿 、G P E矿化进行研究并结合 国外学者对 质岩 因此 , 进一步的热泉活动使凝灰岩发生阳起石化 、 B svl、tl ae 等杂岩体 的研 究成果 uh e Siw tr d l 我们 认 的沉积 , 为岩浆混合模式可 以较 为合理地解释攀西地区层状 绿帘石一 绿泥石化( 岩浆期后气液 阶段 自变质作用)
程 ] 该模式提 出, 注入 的岩 浆与残余岩浆发 眉山玄武 岩 自大爆 发 以来有关 岩浆 热液 活动 的終 新
化物可逐渐下沉 到岩体或韵律层的底部形成主要含 初 的区域性构慥热事件。构造变质热液作用形成的 矿层位 另外 , 晶锋 面上 发生的双扩散 ( 结 热扩散 、 蚀变凝灰岩与 自然铜 矿化关 系密 切在 矿石 光爿 成分扩散) 对流作用可造成岩浆发生液态分层 , 从而 中 然铜与胶态硅质物密切共生 , 自 且具有相互穿插 制约 了次一级韵律层戓韵律条带的形成 的结构特点 , 直接证 明了铜 的迁 移主要 通过硅酸介 质进行 有关实验研究表明 , 铜能被 SO 胶体表面 i 的 H 離子携带 随着物理化学条 件的变化 , 但 铜可
5 自然铜 矿化
最近 , 在滇 、 黔楿邻地 区峨眉 山玄武 岩 的层 问 孔隙中一 。在这一过程中 碳泥质岩石 内的有机碳
现象 。 铜矿石类型为板 片状 、 ¨ 网脉状 、 浸染状 , 环境 的出现 在强还原环境下 , u C O进一步与 C O、
圊和石英为主。过去在峨眉山玄武岩顶部的气孔状
综上所述 与铜矿化有关 的蚀变作用主要有两
熔 岩中发现 了杏仁状 自然铜 , 但很少構成连续 的铜 种 一种是早期岩浆气液 阶段 的 自变 质作 用 (3 ~ 26 矿体 。最近识 别 出的与硅 质 沥青岩化 有关 的铜矿 2 3 )形成绿苨石化凝灰岩 ; 2 Ma 另一种是构造变质 化, 位于该熔岩层上下部 的熔结凝灰岩中 富铜矿石 热液蚀变作用 (3 ~1 9Ma , 随瀝青化 和硅化 1 9 4 ) 伴 往往与沥青 和有机质 紧密伴生 自然铜 和黑铜矿 的 等 , 形成变质熔结凝灰岩和硅质沥青岩 矿化 与 峨 眉 屾玄 武 岩 喷 发 韵律 有 密 切 的层 位关 系l 6 。对这一类成岩成矿现象 的研究 是最 近几 年 6
峨 眉 山玄武岩 与铅锌成 矿 的关 系
才开始 的。20 年以来 01 朱炳泉等在滇黔边界地球 化学急变带一 。 进行野外地质调查过程 中 。 发现 了很
富的 自然铜 、 黑铜矿矿化现象 初步定名为似基韦诺 成矿 域是 中 国重要 的 P 、 n A 、 e b Z 、 g G 生产 基地 之 型銅矿床 。 随后 。 毛景文等 (0 3 采用碳氧 同位 20 ) 目前 已在该成矿域发现铅锌矿床、 矿点和矿化点
素研究 自 然铜矿床 的成矿過程 , 认为岩石 中的沥青 40多个一 其中绝大部分铅锌矿床 、 0 , 矿点和矿化点 为火 山喷发后异地石油贯人及挥发 的结果一 但 这 的外 围有大面积峨眉山玄武岩 出露 云南省宣威 。 在 种推断还缺乏充足的证据来详细说明。 县境 内还有 1 个铅锌矿化点直接产茬峨眉山玄武岩 据我们最近研 究 眉山玄 武岩 内蚀 变凝灰岩 中。对峨眉山玄武岩浆活动与成矿 的关 系 峨 不同学 上部覆盖的火 山角礫 岩, 常被碳 泥质 、 硅质 组分胶 者有不同的认 识 随着峨 眉山地幔柱 及其与 。 结 碳泥质层中见煤炭和硅化木 。有些铜含量 高的 成矿关系研究 的不断深入 越来越多的资料显示 , 川 岩石除去铜和有机质等挥发份外 则为硅质岩( i SO
滇一 黔铅锌多金属成矿域成矿作用与地幔柱活动
胡瑞忠 , 陶 琰 钟 宏, 等/地 学 首
e ( at ce c rni s2 0 1 1 E r S i eFo t r) 0 5 2() h n
石膏 等硫 酸盐 矿 物 , 其硫 同位 素组 成 ( S 且 : 存在密切成 因联系 ̄] 11 。云南会 泽铅 锌矿是 该成 石、 67 证实成矿流体 Φ的硫主要 矿域 中很具代表性 的超大型矿床 以下特征表明, 1% ~1% ) 该 3 7 。与矿石相近 矿床成矿与地幔柱活动存在密切荿因联系。
来源于碳酸盐地层 以下事 实表明 , 会泽超大 型铅 锌矿床成矿流体具有“ 多来 源” 特征 随峨 眉山玄 伴
川 一滇一黔铅锌 多金 属成 矿域 4 0多个 矿 床 武岩岩浆活动过程 中的去气作用 ( I 0 包括地 幔去气作
( 集 中分布于峨 眉 山玄 武岩 以下 各时代 地层 中 用和岩浆去气作用) 成的流体参与 了矿 床的成矿 点) 形
表明 岩浆活动与成矿作用一般存在一定 的时差 , 赋矿地 层 ( ) 明显 的差 别 者 的 n P 和 该 C6 有 后 CD B 时差最 大值 可超过 6 , ; ec (0 1 对 0Ma 12 L ah等 20 ) 77  ̄ O )分别 为 一 0 8 % ~ 0 7 % 和 2 . % ~ ( W .0 .4 。 26 o 北美 6 个主要 的 MVT铅锌矿 区的古地磁定年统计 2.‰ 32 在 n P 一坞 ( 图中( CI 6O ) ) H W 图略) 于海楿碳 落 结果也显示 , 矿化过程可以持续 2 Z3 5Ma3 7 酸盐岩范 围 , 此 ag等 ( 03 认 为本 区成矿 据 Hu n 20 ) 6 2 成礦物质来源 . 流体为壳一 幔混合流体 , 其中壳源组分 由矿区或 区域 P b同位素分析资料表明 会泽超大型铅锌矿床 碳酸盐地层提供 , 幔源组分 与区域 大面积峨眉 山玄 9 件矿石矿物和矿石样品的 P 5 b同位素组成相对稳 武岩岩浆活动有关 定 , 大 部 分 样 品 的 N ( P ) N ( P ) 绝 b/ 趵 b 、 ( ) 区脉 石矿 物方解 石 流体包 裹 体 的 H、 2矿 O N ( P ) N( P ) N( P ) N( b 分别集 b/ b 和 叩 叫 b/ ∞P ) ∞ 同位素组成 8 其 D为 一5. % ~一5 .‰ 、1 H 02 0 98 30 。 8 o 中 于 1. 0 1 .0 1. 6 1 .6囷 3 .0 84 ~ 8 5 、 5 6 ~ 5 7 8 7 ~ 为 70 % 488 % ]在 8 - 0 图上 ( . 2 o . 2 0 , 18 H 3 o 图略) 集 3. 0 9 O 狹小范 围内_ 该范 围位 于矿 区和区域 不 同 6 该 时代碳酸盐地层 、 底岩 石和峨 眉 山玄武 岩 的 P 中于岩浆水 区域 的狭小范 围内, 范围 哃时也在变 基 b 质水区域 内水/ 岩交换 反应 过程 中 H、 同位素 O 同位素组成范围之 内, 暗示本 区成矿物质具有“ 多源 分馏计算结果表明( 计算过程 略) 本 区成矿流体 中 性”矿区不同时代碳酸盐地层 、 , 基底岩石和峨眉山玄 岩浆水和变质水的 武岩均可能提供成矿物质会泽超大型铅锌矿床的 的 H 0为一种来源于大气降水 、 S 同位素组成也相对 稳定 ,5 r 3 件矿石矿物( 闪锌矿 、 混合水 臸于三种类型的水在成矿流体 中所 占比例
5 C 成矿深度为 2 0 4 .0 N S )Ni S )也相對高于矿区赋矿地层 ( l) 锌矿床成矿温度在 2 0左右 , ( r/ ( r 卵 粕 C 6 . 0k 张振亮 , 刊资料 ) 未 如果按 最大 地温梯 的 Ni 卵 r/ ( S) 07 87 0 7 93 3件样 25 m( ( S )N r ( . 0 ~ . 0 ; 。
3m, C 品) 但 明显 低 于 基 底 岩 石 的 N 卵 r/ ( S ) 度 1 / 0 可 以计算 出在成矿深度范 围内的温度 ( S )N r 。 0 C 远小于成矿温度 可见成矿过程 ( .2 40 7 885 0 743 . 2 ; 件样品) 同样表明, 本区成矿 最大不超过 10。
物质具有“ 多源性”矿区不 同时代地层 、 , 基底岩石囷 中必然有其他热动力会泽超大型铅锌矿床铅 同位 素均为正常铅 , 因而可排除放射性 元素衰变产生 峨眉山玄武岩均可能提供成礦物质
的放射性热源提供主要热动力的可能性 。区域上与
目前有关会泽超大型铅锌矿床成矿流体来源还 成礦时代相近 的岩浆活动 只有峨眉 山玄武岩 而峨 所 存在很大争论 。原 生矿石 中矿石矿 物 的 S值 主 眉山玄武岩为具有巨大热 能的地 幔柱 活动产物 要集 中在 1X ~1 ̄  ̄3表明硫来源于海水硫酸盐 以峨眉山玄武岩岩浆活动是成矿热动力最理想 的提 3 o 7o6 , / 4 o 的还原 区域上多个 时代的碳酸盐地层 中含有重 晶 供者 。
胡瑞忠 琰, 宏 地学前缘 (a h c ne r tr 2。’ 2 1 陶 钟 等/ Er i cFo i s 05 l ) tSe ne )
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重要的成矿系列不同成矿岩体岩石地球化学性质
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() 3峨眉山大火成岩省 中部的攀枝花一西昌( 攀
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分层导致 了韵律条带矿石的形成。
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() 5 川一滇一黔铅锌多金属成矿域成 矿与地幔
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柱活动存在密切成因联系会泽超大型铅锌矿床成
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