岩浆与成矿剖析.

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1、岩浆与成矿,谭 克 彬 2014年1月11日,主 要 内 容,一、前言 二、岩浆及岩浆岩基本概念 三、岩浆岩研究方法 四、岩浆作用相关成矿分类 五、豆浆机成矿实验 六、矿床实例,一、前言,岩浆活动是地球上最为活跃的作用。根据相关研究显示，岩浆岩也是地球上分布最为广泛地岩石，侵入岩占我国陆地出露面积的10-11%，火山岩占地球表面出露面积的15%。而与岩浆直接和间接相关的矿产、矿床达85%以上。,二、岩浆及岩浆岩基本概念,1、岩浆：在地壳深处及上地幔形成的以硅酸盐为主要成分的高温的、炽热的、粘稠的、富含挥发分的熔融体。 2、岩浆的成分：岩浆的组分中占 99以上的只有9种元素即氧、硅、铝、铁、钙、

2、钠、钾、镁和钛,其中后8种元素与氧组成的氧化物含量占火成岩总重量的 99左右，特别是二氧化硅的含量最高。另外，岩浆中还含有水蒸气、二氧化碳等挥发组成。 在岩浆中，二氧化硅被称作酸性组分；铁、镁和钙称作基性组分；钠和钾称作碱性组分。在岩浆中酸性组分与基性组分的含量常呈反消长关系。,岩浆中SiO2与氧化物含量关系图,（1)按SiO2含量高低将岩浆划分为： 超基性岩浆(SiO2 66%)。 (2)根据里特曼指数（）划分为： 钙性（ 1.8 ） 钙碱性（ 1-3.3） 碱性（ 3.3-9） 过碱性（ 9） (3)根据镁铁矿物含量划分为： 超镁铁质(镁铁矿物含量大于90%） 镁铁质(镁铁矿物含量40-9

3、0%） 长英质（镁铁矿物含量小于90%）,3、岩浆分类,橄榄石 (Fe,Mg)2SiO4 SiO2 39% MgO 40% 斜方辉石 (Fe,Mg)2Si2O6 SiO2 54% 普通辉石 (CaNaK)Al(AlSi)2O6 SiO2 48% 角闪石 CaNaK(Al4O11)2(OH) SiO2 39% 黑云母 KAl(AlSiO3O10)(OH) SiO2 39% K2O 10% 石 英 SiO2 SiO2100% 钾长石 KAlSi3O8 SiO2 71% K2O 8% 斜长石 NaAlSi3/CaAl2Si2O8 SiO2 68-50% 霞 石 NaAlSiO4 SiO2 40% N

4、a2O 16%,4、岩浆岩主要矿物,岩浆岩中主要矿物成分含量变化图,各类岩浆岩中主要造岩矿物种类的变化规律,橄榄石 磁铁矿/赤铁矿+Ol 钾长石 泥化(高岭 蒙脱石+绿泥石混合 石为主) 较少绢云母化 伊丁石(4种表现) 辉 石 绿泥石/蛇纹石 斜长石 绢云母化/ 绿帘石/绿鳞石/蒙脱石/长石 泥化/葡萄石/沸石 角闪石 绿泥石/黑云母 石 英 不变化/水化 纤闪石/绿帘石 /磁铁矿 黑云母 绿泥石/白云毌 霞 石 霜化(由沸 /磁铁矿/榍石/方解石/金红石 石+水铝石+水铝氧石等组成),高温氧化 中温氧化 低温氧化,原生矿物 次生矿物 原生矿物 次生矿物,4、岩浆作用及相,岩浆作用：喷出作用

5、、侵入作用 （1）火山喷发的方式：熔透式喷发、中心式喷发、裂隙式喷发。火山岩的相： 喷出相（溢流相、爆发相、侵出相） 火山颈相 次火山相 火山沉积相,火山岩相示意图,火山颈相,溢流相,侵出相相,次火山相,火山沉积相,爆发相,（2）侵入岩产状及相,侵入岩产状： 整合侵入体：岩盆、岩盖、岩床、岩鞍 不整合侵入体：岩墙、岩脉、岩枝、岩瘤、岩株、岩基 侵出岩相： 浅成相（0-3千米） 中深成相（3-10千米） 深成相（10千米）,5、岩浆岩分类定名,侵入岩： 浅成岩 深成岩,岩浆岩（火成岩）： 喷出岩（火山岩） 侵入岩,熔岩 火山岩： 火山碎屑岩 次火山岩（潜火山岩或超浅成岩）,岩浆岩的分类命名,（1

6、）岩浆岩的分类命名,侵入岩的矿物分类,( 据 IUGS ),分类 是人们对自然科学 认识的阶段性总结,超镁铁质岩石分类命名图解,辉长岩类分类命名图解,( 据 IUGS ),侵入岩的矿物分类,火成岩TAS分类图 据Middlemost 1994 ESR 37 215224,（2）火山碎屑岩的分类命名,三、岩浆岩研究方法,1、侵入岩研究内容 （1）研究侵入岩体、脉岩的形态与规模、产状、矿物成分、岩石类型、结构构造特征、包体、岩石化学和地球化学特征等。 （2）研究侵入岩体内外接触带的交代蚀变作用、同化混染作用以及分异作用特征，并圈定内外接触带、捕虏体或顶盖残留体，测量接触带产状。 （3）研究侵入体的

7、侵入期次、顺序、时代、就位机制。 （4）研究与围岩和矿产的关系及时空分布、控矿特征。,2、火山岩研究内容,（1）研究火山岩的成分、结构、构造、层面构造和接触关系，研究火山岩层的层序、厚度、产状、分布范围、沉积夹层； （2）研究火山作用的旋回、韵律特征；识别火山机构，划分火山颈相、次火山相、喷发相和喷发沉积相，划分岩石地层单位。 （3）研究岩石化学和地球化学特征，研究岩浆来源、演化、火山活动机制，确定火山喷发时代。 （4)调查研究火山机构、断裂、裂隙对矿液运移和富集的控制作用及与火山作用有关的岩浆期后热液蚀变、矿化特征；研究探讨火山作用与区域构造及成矿的关系。,3、侵入岩研究方法,（1）野外观察

8、与描述 在野外对岩石进行比较正确、系统的描述及命名，注意观察岩石颜色、结构、构造、矿化蚀变及其宏观变化，注意识别不同的侵入体，研究不同侵入体之间及其与围岩的接触关系；收集包体、残留体、捕虏体特征；观察区域性脉岩、专属性脉岩特征；采集相关样品。 （2）侵入岩野外定名过程中，需要掌握好以下几点： 石英的有无及含量； 钾长石、斜长石的有无及含量； 暗色矿物的种属及含量； 白云母的有无及含量； 副长石的有无及含量； 对于斑状岩石，注意斑晶的种属及含量。,（3）接触关系 与地层接触关系：侵入接触、不整合接触、断层接触。 不同岩体之间的接触关系：脉动、涌动、超动。 脉动：突变型侵入接触。脉动是来自深部的岩

9、浆的单独一次贯入，就叫一次“脉动”。接触面两侧表现为成分上的突变，通常在12mm的范围内可以发现两者之间有一条清楚的接触界线，甚至在一块手标本或一个薄片上即可以看出。 涌动：隐蔽型侵入接触。在一个岩体内部，当有一些差异的组份之间出现差异性流动时，先贯入的侵入体虽已开始固结，但部分仍然保持液态的情况下，被后贯入的侵入体所侵入。涌动侵入所形成的接触界线不明显。通常在12cm的距离内岩石成分和结构的快速变化而找不到很清楚的接触界面，有时在接触带形成宽度不等的混染带。 超动：不论是不同时代的深成岩体之间，还是同时代的深成岩体之间，呈急变式的非常明显的接触即是超动。超动关系是两期构造岩浆旋回的产物。,石

10、英闪长岩与正长花岗岩脉脉动接触关系,闪长玢岩与二长花岗岩间突变关系,闪长玢岩与二长花岗岩间突变关系,中粒花岗闪长岩与中粒二长花岗岩的接触关系（石炭，奎先达坂东南）,阔尔库岩基地质略图（据李永军，2007） 1-中侏罗世西山窑组；2-晚石炭世伊什基里克组；4-早石炭世晚期阿克沙克组；3-早石炭世早期大哈拉军山组；5-早二叠世阔尔库序列正长花岗岩；6-早二叠世阔尔库序列二长花岗岩；7-早石炭世赛肯都鲁序列花岗闪长岩；8-早石炭世赛肯都鲁序列（石英）闪长岩；9-同位素年龄样位置，数据及分析方法10-岩体内脉动接触，11-序列间超动接触，12-断裂及区域性断层，-为博罗克努山大断裂，-为那拉提大断裂；

11、13-阿吾拉勒山脉,4、岩浆演化研究,岩浆的演化即是研究岩浆作用过程、岩浆冷凝机制，解释某些矿产的形成机制，指导找矿。岩浆演化表现为岩浆分异及同化混染。 分异作用：指岩浆在没有外来物质的加入下，仅受物理化学剂地质条件的控制，单一均匀的岩浆分异成为几种不同岩浆的现象。偏基性和碱性岩浆表现明显，酸性较弱，尤其是S型花岗岩不显示分异作用。分异作用分为就地分异（一次脉动形成）、深部分异作用（多次脉动形成，同源岩浆）。 同化作用：指岩浆熔化围岩，与围岩反应或交代使岩浆成分改变的作用。其中不完全的同化称混染。分就地同化混染及深部同化混染。,就地与深部同化混染的区别,5、包体,包体是岩体中分布的规模较小的与

12、寄主有一定界限的岩石团块。深成岩中的包体，包括异源包体（浅源捕虏体及深源捕虏体）、同源包体（析离体）。可提供岩浆成因及物质来源的信息。 研究方法：包体的大小及形态、排列方向、含量及密集程度，包体岩石类型、矿物成分、结构构造及其变化规律。,中粒花岗闪长岩岩中的暗色包体（二叠）,6、形成深度及剥蚀深度研究,（1）形成深度分表带（0-6.5）、中带（6.5-13）、深带（13-）。,表带,深带,接触界线从不协调变协调，明显变不明显,围岩变质弱至变质强；表带可见火山岩基火山机构，深带混合岩化发育,复式岩体及叶理逐渐发育，眼球状片麻岩明显,（2）剥蚀深度：未剥蚀、浅剥蚀、中等剥蚀、剥蚀深。 主要从有无深

13、成岩出露、接触界限、岩枝岩脉、接触变质晕、頂垂体或大型捕虏体等方面研究。,7、岩石地球化学研究,（1）样品的采集与分析 在对侵入岩谱系划分的基础之上，系统的采取岩矿鉴定、硅酸盐（全分析）、稀土、微量样品，必要时采取人工重砂、同位素样品。要求岩石未发生蚀变，尽量新鲜。 硅酸盐：TO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、H2O+、F、Cl、S、CO2、烧失量。 稀土样：LREE（La、Ce、Pr、Nd、 Sm、Eu）；HREE（Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）及Y 、Pm。 微量样：K、P、Ti、Ba、Rb、Zr、Hf、Ta、Na、

14、Nb、U、Th、Sr、Ce、Y、La、Nd、Sm、Yb、Sc。,(2)通过岩石化学解决定名 CIPW标准矿物、QAP图解、Q-ANOR图解、R1-R2图解,Q-ANOR图解,R1-R2图解,（3）解决大地构造背景及岩浆分类,大地构造背景R1-R2图解 1.地幔分异花岗岩；2.碰撞前花岗岩；3.碰撞后隆起花岗岩；4.造山晚期晚造山期花岗岩；5.非造山区花岗岩；6.同碰撞期花岗岩；7.造山后花岗岩,I/S花岗岩判别图解,同熔/改造花岗岩判别图解,（4）稀土微量元素,研究同源岩浆演化与成因、地球演化。主要参数：LREE、HREE、REE、Eu、（La/Yb）N：反应稀土元素球粒陨石分布曲线斜率 （L

15、a/Sm）N ：反应轻稀土分馏程度 （Ga/Yb）N ：反应重稀土分馏程度,微量元素洋脊花岗岩（ORG）标准化蛛网图,稀土元素球粒陨石标准化型式图,微量元素构造判别图 ORG：洋中脊花岗岩；VAG：火山弧花岗岩；WPG：板内花岗岩；SYN-COLG:同构造的碰撞带花岗,8、侵入岩就位机制研究,侵入岩就位机制包括强力就位（穹起、底辟、气球膨胀）和被动就位（顶蚀、破火山口沉陷、断裂扩张）,四、矿床分类,矿床：在地表或地壳里由于地质作用形成的并在现有条件下可以开采和利用的矿物的集合体。 矿床分类（袁见齐） 岩浆矿床：岩浆分结矿床、岩浆熔离矿床、岩浆爆发矿床 伟晶岩矿床 汽水热液矿床：接触交代矿床、热液矿床 风化矿床：残（坡）积矿床、残余矿床、淋积矿床 沉积矿床：机械、蒸发、胶体化学、生物化学沉积矿床 变质矿床：接触变质矿床、区域变质矿床、混合岩化矿床,岩浆成矿系统分类 翟裕生,岩浆矿床的类型,超镁铁岩体有关的矿床:铬铁矿床 与镁铁-超镁铁岩体有关的矿床：铜镍硫化物-（PGE)矿床 与超镁铁质熔岩有关的矿床：铜镍硫化物矿床 与镁铁质岩体有关的矿床：矾钛磁铁矿床 与偏碱性镁铁质岩体有关的有关的矿床：磷灰石-磁铁矿矿床 与碱性超镁铁质浅成-超浅成岩石有关的矿床：金刚石 与中性超浅成岩石有关的矿床：玢岩铁矿（磁铁矿-磷灰石矿床） 与碱性岩-碳酸岩有