《尊敬的陈列锰先生：您好！您的稿件金川岩体母岩浆成分及其分离结晶》由会员分享，可在线阅读，更多相关《尊敬的陈列锰先生：您好！您的稿件金川岩体母岩浆成分及其分离结晶（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、尊敬的陈列锰先生：您好！ 您的稿件金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程的熔浆热力学模拟,稿件编 号(20090034),审稿阶段:初审， 审回时间:2009-3-18,审稿结论:修改后发表,退修时间 2009-3-18,计划修回时 间：2009-4-12，具体退修意见如下: 1. 该文的创造性表现在哪里？理论意义和实用价值如何？ 对于该问题，由于笔者前言部分论述不是很清楚。已做如下修改： 原文（p1-p2）： 由于后期断层活动的破坏，金川岩体缺失冷凝边，也未观察到与岩浆侵入 通道有密切关系的镁铁质岩墙，所以缺乏母岩浆成分直接的证据，使得岩浆在 深部和浅部岩浆房的分离结晶过程尚不清楚。尽管Chai
2、 et al.(1992a) 根据硫化 物Ni/Cu比值、铂族元素组成特征，认为金川岩体母岩浆为高镁拉斑玄武岩浆， 并运用橄榄石-熔浆平衡原理计算得到金川岩体母岩浆的氧化物组成。但他们的 计算尚缺乏更全面的矿物学和熔浆热力学约束，而且橄榄石成分容易受晶间硅 酸盐熔浆作用及橄榄石-硫化物之间Fe-Ni交换等多种因素影响(Li et al., 2007)， 特别是，这种高镁拉斑玄武岩浆的演化过程还不明确。本文在细致的岩相学和 橄榄石、斜方辉石和单斜辉石矿物学研究基础上，借助熔浆热力学模型 “MELTS”的模拟计算，重新厘定了金川岩体母岩浆成分，并对深部和浅部岩浆 房内岩浆演化结晶分离过程进行了系统
3、研究，建立岩体岩浆演化模式。鉴于岩 浆铜镍硫化物成矿是镁铁-超镁铁岩浆演化过程的特殊产物，本次研究对于深入 理解金川矿床的成因具有重要意义。 修改后为（p1-p2）： 岩浆铜镍硫化物矿床是当镁铁-超镁铁岩浆通过特殊的演化过程达到S饱和 后，熔离的硫化物聚集成矿的结果。硫化物中铜、镍、铂族元素的含量不仅取 决于熔离硫化物与硅酸盐浆之间的比例，也与这些元素在母岩浆中的含量有关， 而这些元素在不同性质的镁铁-超镁铁岩浆中的含量和比例关系有着显著的差异。 因此，母岩浆成分和岩浆演化过程总是岩浆铜镍硫化物矿床的研究重点，金川 矿床铜镍硫化物的聚集成矿无疑是严格受到岩浆演化过程制约的。然而，由于 金川岩体
4、有超镁铁质堆积岩组成，岩体冷凝边后期断层活动而缺失，也未观察 到与岩浆侵入通道有密切关系的镁铁质岩墙，使得金川岩体母岩浆成分和岩浆 在深部和浅部岩浆房的分离结晶过程尚不清楚。尽管Chai and Naldrett (1992a) 根据硫化物Ni/Cu比值、铂族元素组成特征，认为金川岩体母岩浆为高镁拉斑玄 武岩浆，并运用橄榄石-熔浆平衡原理计算得到金川岩体母岩浆的氧化物组成。 但他们的计算尚缺乏更全面的矿物学和熔浆热力学约束，而且橄榄石成分容易 受晶间硅酸盐熔浆作用及橄榄石-硫化物之间Fe-Ni交换等多种因素影响(Li et al., 2007)，特别是，这种高镁拉斑玄武岩浆的演化过程还不明确。
5、本文在细致的岩 相学和橄榄石、斜方辉石和单斜辉石矿物学研究基础上，借助熔浆热力学模型 “MELTS”的模拟计算，重新厘定了金川岩体母岩浆成分，并对深部和浅部岩浆 房内岩浆演化结晶分离过程进行了系统研究，建立岩体岩浆演化模式。本研究 对深入理解金川矿床的成岩成矿过程具有重要意义，为建立更为合理的成岩成 矿模式奠定了基础。 1）对“MELTS”模拟技术作必要的介绍，说明其主要思路、关键步骤和存在问 题是什么。 2）p5: “。通过不断调整母岩浆中各种氧化物的含量，经过大量模 拟计算，我们得到的符合上述限制条件的金川岩体母岩浆成分为。 。”；p9: “利用调整后的金川母岩浆成分和 MELTS 模拟计
6、算表明， 不同压力条件下主要造岩矿物的结晶顺序有很大差异。”。 需说明“母岩浆成分调整”和“MELTS 模拟计算”之间的关系，这两者是否为 相互独立的？对所获矿物组成数据的解释是否具有唯一性，说明其合理性，而 不仅仅是数字上吻合。 对于这两个问题，笔者文章中表述欠清晰，先说明如下： MELTS 模拟技术必要介绍：MELTS 可以模拟计算 5002000C、 02Gbar 和多种氧逸度条件下，岩浆的平衡结晶和分离结晶过程。已经成功应 用在模拟地幔部分熔融(Farnetani et al., 1996)、洋中脊深海橄榄岩成因 (Asimow, 1999)、基性-超基性岩体岩浆演化分离结晶(Li e
7、t al., 2003, 2007; Maier et al., 2008)以及大西洋洋中脊富集地幔成因(Cooper et al., 2004)等研究 中。 “MELTS”模拟计算的思路：在一定的温度、压力和氧逸度条件下，给定一 个母岩浆成分，通过“MELTS”计算可以得到岩浆结晶分离矿物顺序、矿物成 分以及结晶出矿物的含量。特别是，不同的母岩浆成分模拟计算得到的矿物成 分不同，因此，根据岩相学特征和造岩矿物成分以及相关研究，可以反推得到 岩体母岩浆成分。所以， “母岩浆成分调整”和“MELTS 模拟计算”是密切相关的。 “MELTS”模拟计算的关键步骤：关键步骤是调整母岩浆成分，通过 “M
8、ELTS”模拟计算得到的结果满足以下 3 个条件时：矿物结晶顺序与岩相学 观察到的完全相同；矿物成分与实际电子探针分析的数据基本一致；模拟 计算结果应该与相关研究相吻合，我们认为给定的母岩浆成分可能更加接近实 际的岩体母岩浆成分。 “MELTS”模拟计算可能的问题：作为模拟计算，由于得到的矿物成分有一 定的范围，而实际电子探针分析得到的矿物成分也同样在一定的范围内，因此 母岩浆中某个组分的微小变化并不会引起结果有明显变化。我们认为某一母岩 浆成分模拟计算结果与实际分析测试的矿物成分最接近时，该成分可能是最合 理的结果。 文中已做如下修改： 原文（p5；p9）： 然而，仅仅根据橄榄石和全岩氧化物
9、的成分厘定母岩浆成分显然会有一定 的误差，要得到更为确切的母岩浆成分还需要考虑辉石的成分和熔浆热力学约 束。建立在严格热力学原理和实验数据基础上的 MELTS 软件(Ghiorso and Sack,1995; Asimow and Ghiorso, 1998; Smith and Asimow, 2005)为我们根据 橄榄石、斜方辉石和单斜辉石成分重新界定金川岩体母岩浆成分提供了新的重 要方法。MELTS 可以模拟计算 5002000C、 02Gbar 和多种氧逸度条件下， 岩浆的平衡结晶和分离结晶过程，已经成功应用在模拟地幔部分熔融(Farnetani et al., 1996)、洋中脊深
10、海橄榄岩成因(Asimow, 1999)、基性-超基性岩体岩浆演 化分离结晶(Li et al., 2003, 2007; Maier et al., 2008)以及大西洋洋中脊富集地 幔成因(Cooper et al., 2004)等研究中。 我们认为 Chai and Naldrett (1992a)计算得到的金川岩体母岩浆成分基本 是正确的，但利用母岩浆成分进行的模拟计算还必须符合以下两个限制条件： 矿物结晶顺序与岩相学观察到的完全相同；矿物成分与实际电子探针分析 的数据基本一致。然而，在一定的压力(1.54.5kbar)、氧逸度(QFM = -1+3)条 件下，从 1500到 1000
11、，运用 MELTS 进行模拟计算所得到的矿物结晶顺 序与实际的岩相学观察不一致，主要造岩矿物成分与电子探针分析结果也有较 大差异。通过不断调整母岩浆中各种氧化物的含量，经过大量模拟计算，我们 得到的符合上述限制条件的金川岩体母岩浆成分为：48.2% SiO2，1.00% TiO2，11.3% Al2O3，0.18% Cr2O3，12.9% FeO，1.30% Fe2O3，0.15% MnO，12.6% MgO，10.1% CaO，1.51% Na2O，0.72% K2O，0.04% NiO（表 4） 。模拟计算得到三种主要造岩矿物成分与电子探针成分分析基本一 致（图 4） ，尤其是橄榄石和斜方
12、辉石几乎完全相同，单斜辉石电子探针分析成 分变化范围较大，与其他岩体如 Jimberlana、Skaergaard、Bushveld、Bjerkrem- Sogndal 等分离结晶过程相比，金川岩体单斜辉石显示出向透辉石端员（Di） 演化的趋势，即 CaO 含量比模拟计算含量结果偏高，FeO 含量模拟计算结果 稍偏低，这可能因为岩浆从深部岩浆房上侵到浅部岩浆房的过程中混染大量富 钙围岩导致，这与金川岩体边缘存在橄榄石大理岩（图 3 D），岩浆上侵时发 生了较强烈的钙质的同化混染的观察结果一致(陈列锰等,2008)。 修改后为（p4-由于原稿图、文和表格同时排版，而修改稿分开排版，页码 差别较大
13、）： 然而，仅仅根据橄榄石和全岩氧化物的成分厘定母岩浆成分显然会有一定 的误差，要得到更为确切的母岩浆成分还需要考虑辉石的成分和熔浆热力学约 束。建立在严格热力学原理和实验数据基础上的 MELTS 软件(Ghiorso and Sack,1995; Asimow and Ghiorso, 1998; Smith and Asimow, 2005)为我们根据 橄榄石、斜方辉石和单斜辉石成分重新界定金川岩体母岩浆成分提供了新的重 要方法。MELTS 可以模拟计算 5002000C、 02Gbar 和多种氧逸度条件下， 岩浆的平衡结晶和分离结晶过程，已经成功应用在模拟地幔部分熔融(Farnetani
14、 et al., 1996)、洋中脊深海橄榄岩成因(Asimow, 1999)、基性-超基性岩体岩浆演 化分离结晶(Li et al., 2003, 2007; Maier et al., 2008)以及大西洋洋中脊富集地 幔成因(Cooper et al., 2004)等研究中。在一定的温度、压力和氧逸度条件下， 给定一个母岩浆成分，通过“MELTS”计算可以得到岩浆结晶分离矿物顺序、 矿物成分以及结晶出矿物的含量。特别是，不同的母岩浆成分模拟计算得到的 矿物成分不同，因此，当模拟计算结果满足以下 3 个条件时：矿物结晶顺序 与岩相学观察到的完全相同；矿物成分与实际电子探针分析的数据基本一致
15、； 模拟计算结果应该与相关研究相吻合，我们认为给定的母岩浆成分可能更加 接近实际的岩体母岩浆成分。 我们认为 Chai and Naldrett (1992a)计算得到的金川岩体母岩浆成分基本 是正确的。首先利用该母岩浆成分，在一定的压力(1.54.5kbar)、氧逸度( QFM = -1+3)条件下，从 1500到 1000，运用 MELTS 进行模拟计算，计 算结果表明矿物结晶顺序与实际的岩相学观察不一致，主要造岩矿物成分与电 子探针分析结果也有较大差异。随后通过不断调整母岩浆中各种氧化物的含量， 经过大量模拟计算，分析比较母岩浆中各组分变化对岩浆演化结果的影响，总 结相关规律，不断向上述
16、 3 个限制条件回归，最终我们得到金川岩体母岩浆成 分为：48.2% SiO2，1.00% TiO2，11.3% Al2O3，0.18% Cr2O3，12.9% FeO，1.30% Fe2O3，0.15% MnO，12.6% MgO，10.1% CaO，1.51% Na2O，0.72% K2O，0.04% NiO（表 4） 。模拟计算得到三种主要造岩矿物成 分与电子探针成分分析基本一致（图 4） ，尤其是橄榄石和斜方辉石几乎完全相 同，单斜辉石电子探针分析成分变化范围较大，与其他岩体如 Jimberlana、Skaergaard、Bushveld、Bjerkrem-Sogndal 等分离结晶过程相 比，金川岩体单斜辉石显示出向透辉石端员（Di）演化的趋势，即 CaO 含量比 模拟计算含量结果偏高，FeO 含量模拟计算结果稍偏低，这可能因为岩浆从深 部岩浆房上侵到浅部岩浆房的过程中混染大量富钙围岩导致，这与金川岩体边 缘存在橄榄石大理岩（图 3 d） ，岩浆上侵时发生了较强烈的钙质的同化混染的 观察结果一致
